Даниил Данин - Резерфорд

Четыре месяца их первого неравного содружества, когда один был шефом, а другой — подопечным, особыми научными достижениями не ознаменовались. Но это было как утро посева. Без него не бывает жатвы. А если без метафор, то лучше всего рассказать о тех месяцах словами самого Бора:

…В центре интересов всей манчестерской группы было исследование многочисленных следствий открытия атомного ядра. В первые недели моего пребывания в лаборатории, следуя совету Резерфорда, я прослушал вводный курс экспериментальных методов изучения радиоактивности… Очень скоро меня поглотили общие теоретические размышления о новой модели атома… С самого начала было очевидно, что на основе резерфордовской модели характерная устойчивость атомных систем никакими способами не может быть приведена в согласие с классическими принципами механики и электродинамики… Однако такое положение дел было не слишком неожиданным, поскольку существенная ограниченность классических теорий в физике стала явной уже в 1900 году, благодаря планковскому открытию универсального «кванта действия»… В Манчестере, весной 1912 года, я довольно рано пришел к убеждению, что этим квантом действия и управляется все электронное строение резерфордовского атома…

Бор, конечно, не знал тогда о письме Резерфорда Брэггу. Но ему и не нужно было этого знать: он мог из уст самого Резерфорда слышать слова негодования в адрес континентальных физиков, не желающих создавать новые физические представления на базе теории Планка. Недаром, вспоминая в старости те времена, Бор рассказывал:

…Будучи человеком совершенно независимого характера, Резерфорд не очень-то преклонялся перед авторитетами… и порой позволял себе говорить о почтенных коллегах в мальчишески задиристом духе.

Критически вольное отношение авторитета к другим авторитетам — бальзам для молодой души. Это освобождает от догматизма и вселяет отвагу. И те четыре месяца в Манчестере стали для датчанина школой научной независимости. И он, скромнейший из скромных, скачками поднимался в собственных глазах под влиянием нетерпеливого энтузиазма, каким загорался Резерфорд всякий раз, когда речь заходила об идее квантового истолкования планетарного атома. Он сразу почувствовал, сколь многого ждет от него Резерфорд. И это чувство все обострялось. Он увез его с собой в Копенгаген. И ему радостно было «утруждать свою голову размышлениями о реальных причинах вещей» — воодушевляло сознание, что его успехи желанны. И потому даже вдали от Манчестера он всеми помыслами оставался в Манчестере.

С осени 12-го года деятельная переписка заменила им личное общение. Он писал Резерфорду пространные письма о каждом своем шаге вперед. И получал в ответ ободряющие слова. Но только в марте 13-го года подобрался он, наконец, к решению проблемы — великому и простому. И тогда из Копенгагена в Манчестер ушло письмо, для которого обычный конверт уже не годился. «…Набросок моей первой работы по квантовой теории строения атома». Набросок! — так со своей непреодолимой робостью в самооценке говорил впоследствии Бор о той объемистой рукописи, открывшей новую эпоху в познании микромира.

Замечательно, что за год исканий — с марта по март — он ни разу не усомнился в самой планетарной модели. И не тратил сил на построение какой-нибудь другой атомной схемы, согласной с законами классики. Уверившись однажды, что движением электронов в атоме Резерфорда управляют квантовые законы, он доискивался их с маниакальным упорством. Но решение пришло, как всегда, внезапно. «…Меня осенило», — много лет спустя сказал Бор. А между тем тут было нечто похожее на двухлетнее вызревание идеи атомного ядра. И сегодня тоже вертится на языке вопрос: куда ушло время?

Кроме Бора, на это мог бы ответить Резерфорд: история того мнимо внезапного озарения — достояние биографии обоих.

Я так благодарен вам за доброту, с какой вы уделяли мне столько своего времени; подсказанные вами идеи и ваш критицизм наполнили для меня реальным содержанием очень многие вопросы…

Бор писал это Резерфорду за полгода до того, как пришло озарение. А когда оно пришло и дело было сделано, Резерфорд, естественно, оказался первым, на чей суд представил он свою работу: «Мне так хочется знать, что вы думаете обо всем этом».

Почта доставила пакет из Копенгагена в середине марта, когда у Резерфорда дня не хватало на лабораторные и литературные дела. Вместе с известным дублинским геологом, членом Королевского общества Джоном Джоли он писал большую статью об одном тонком методе радиоактивного измерения возраста земных пород. А вместе с бакалавром Ричардсоном проводил экспериментальный анализ гамма-лучей радия-B и радия-C. И уже готовился вместе с магистром Нэттоллом к исследованию рассеяния альфа-частиц в газах. И одновременно приступал вместе с Гарольдом Робинзоном к изучению состава бета-радиации из разных источников. В эти работы вовлечены были д-р Принг, д-р Рассел, бакалавр Чадвик. Да и все его мальчики, занятые самостоятельными исследованиями, нуждались, как обычно, в консультациях шефа. Дни были раздроблены не на часы — на минуты. И он тяжело вздохнул, взвесив на ладони пакет из Дании.

«Пусть это гениально, — означал его вздох, — пусть это даже четырежды гениально, как Экклезиаст самого царя Соломона, но сказано же было — „много читать утомительно для тела“, и откуда раздобыться по горло занятому человеку долгим досугом для штудирования таких пространных работ?!»

С этого-то вздоха и началось то «крайне затруднительное положение», в какое попал тогда молодой Нильс Бор.

В отличие от других по горло занятых людей у Резерфорда выбора не было. Он мог чертыхаться по-маорийски и по-английски, но отложить пакет из Копенгагена и не вскрыть его тотчас было выше его сил. И под вечер того мартовского дня Мэри пришлось собрать всю свою добровольную секретарскую опытность, чтобы умело и необидно отвадить по телефону профессора Джона Джоли: Резерфорд заперся в кабинете и не хотел ничего слышать о геологическом возрасте минералов. И Эйлин пришлось в тот вечер одной читать толстую книгу о злоключениях мистера Пикквика.

Резерфорд одолел рукопись датчанина залпом.

И сразу увидел: планетарный атом спасен!

И сразу понял: цена этого спасения — гибель наглядных физических представлений о внутриатомных событиях.

И сразу уловил: теория Бора еще наполовину классична, и это затрудняет понимание ее исходных утверждений. Короче — она недостаточно последовательна.

Но все равно на рукописи лежала печать гениальности: так гармонично и просто все получалось. А получалось, в общих чертах, так:

…Само существование мира постоянно доказывает: атом — устойчивая система. Значит, электроны, вращаясь вокруг ядра, вопреки Максвеллу—Лоренцу не излучают непрерывно. Так, если этого не происходит и они, обессиленные, не падают на ядро, не проще ли всего предположить, что в атоме есть пути, на которых электроны не растрачивают энергию: стационарные орбиты! Только покидая такую орбиту, электрон начинает излучать.