Фридрих Гернек - Пионеры атомного века (Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга)

Склонность Макса Борна к астрономии получила в Гёттингене новую пищу. Карл Шварцшильд, который в дальнейшем приобрел известность как руководитель Астрофизической обсерватории в Потсдаме (его именем названа сейчас обсерватория в Таутенбурге под Йеной), возглавлял тогда Гёттингенскую обсерваторию, в которой в свое время несколько десятилетий работал Гаусс. В свои 30 лет Шварцшильд был одним из самых молодых профессоров университета.

"Я присоединился к его астрофизическому семинару, - сообщал Макс Борн, - и был впервые введен в современные проблемы астрономии. Мы обсуждали среди прочих и вопрос об атмосферах планет, и мне пришлось делать доклад об утечке газа в межзвездное пространство из-за диффузии, происходящей вопреки силе тяжести. Так что я был вынужден заняться тщательным изучением кинетической теории газов, которая тогда, в 1904 году, не была систематической частью программы по физике. Но это не единственный предмет, с которым я познакомился благодаря обучению у Шварцшильда".

Известный астрофизик, скончавшийся во время первой мировой войны (Эйнштейн посвятил его памяти взволнованную речь), не ограничивался в своих исследованиях узкой специальностью. Ему принадлежат классические работы и по геометрической оптике. Молодой Борн многому мог научиться у Шварцшильда, и позднее он всегда с благодарностью вспоминал об этом великолепном учителе, который, по его словам, так сильно отличался "от обычного типа величественных бородатых немецких ученых того времени". Пристальный интерес вызывали у него лекции по оптике Вольдемара Фойгта, последователем которого он стал спустя два десятилетия.

За работу в области теории упругости (эта работа была по ходатайству Феликса Клейна отмечена премией философского факультета университета) Макс Борн получал в январе 1907 года степень доктора философии. Его диссертация (которая также была удостоена премии) называлась "Исследование устойчивости упругих линий на плоскости и в пространстве в различных краевых условиях". Экспериментальную часть исследования он провел в своей студенческой комнате при помощи простых, им же самим построенных аппаратов. Тогда это еще было возможно Впервые при этом Борн ощутил "удовлетворение и радость" от совпадения теории и измерений.

Весной 1907 года молодой доктор на многие месяцы отправился в Кембридж в Англию для того, "чтобы узнать что-нибудь об электроне из первоисточника". В Кавендишской лаборатории он слушал лекции Дж.Дж. Томсона и Дж. Лармора. Крупный исследователь атома Томсон произвел на нега сильное впечатление своими "удивительными экспериментами". Лекции Лармора дали ему меньше, и не только потому, что ирландское произношение ученого затрудняло понимание.

Осенью 1907 года Макс Борн возвратился в свой родной город. Он стремился еще более основательно заняться экспериментальными работами под руководством физиков-экспериментаторов Отто Луммера и Эрнста Прингсгейма. В 90-х годах в Берлине они осуществили измерения черного излучения, способствовавшие открытию Планком элементарного кванта действия, и незадолго до этого стали преподавать в Бреслау. "Мои попытки учиться экспериментировать у Луммера и Прингсгейма, - писал Борн в автобиографическом введении к своим избранным статьям, - были не очень успешными, а после наводнения, происшедшего в моем кабинете по моей же небрежности, они приостановились".

Еще в Гёттингене Борн на семинарах Минковского познакомился с представлениями, которые были разработаны Фитцджеральдом, Лоренцем, Пуанкаре и другими теоретиками по вопросу электродинамики движущихся тел. Он был знаком также и с преобразованиями Лоренца. Работы Эйнштейна были тогда еще неизвестны. Его внимание привлек к ним только в Бреслау его знакомый польский физик. Борн воспринял идеи Эйнштейна "как откровение".

Рукопись статьи, написанной под влиянием публикаций Эйнштейна о принципе относительности и рассматривавшей релятивистскую теорию движения электронов, Борн послал Минковскому. Математик пригласил его приехать, чтобы помочь ему в исследованиях по теории относительности.

В конце 1908 года Борн снова отправился в Геттинген. К сожалению, вскоре, в начале 1909 года, Минковский после непродолжительной болезни скончался в возрасте 44 лет. Его молодому сотруднику пришлось просматривать научное наследие, завершать и готовить к печати его незаконченную работу. За статью, для работы над которой его пригласил Минковский, Борн осенью 1909 года получил право преподавания теоретической физики. В своем конкурсном докладе на получение доцентуры он рассматривал предложенную Томсоном модель атома.

Летом 1912 года гёттингенский приват-доцент отправился в Соединенные Штаты Америки по приглашению известного физика-экспериментатора Майкельсона, первого американского лауреата Нобелевской премии по физике. В Чикагском университете Борн читал лекции по теории относительности. Одновременно он имел возможность работать в лаборатории Майкельсона.

После своего возвращения из США Борн начал создавать единую физику кристаллов на атомистической основе. При этом он исходил из эйнштейновской теории специфической теплоты. Ссылаясь на работы фон Лауэ и Дебая, он рассматривал вопрос о собственных колебаниях пространственной решетки кристалла. Этому была посвящена его первая большая книга "Динамика кристаллических решеток", где он попытался вывести упругостные и электрические свойства кристаллов из атомного строения их решеток.

Еще до того, как вышла эта работа, Берлинский университет по предложению Планка пригласил высокоодаренного молодого ученого на должность экстраординарного профессора теоретической физики. Обосновывая приглашение, Планк указал на настоятельную необходимость привлечения свежих сил к преподаванию по этой специальности и заявил, что факультет не может предложить никого более достойного, чем приват-доцент из Гёттингена доктор Борн. Письмо Планка свидетельствует о том, насколько точно оценивал великий учитель молодую научную поросль.

Планк писал: "Д-р Борн является ясно мыслящим, знающим, всей душой преданным своей науке и ее прогрессу физиком-теоретиком, он обладает также всеми необходимыми для чтения лекций и для общения со студентами качествами. Он столь блистательным образом удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к личности нового экстраординария, что факультет в данном случае очень охотно использует первое назначение на недавно созданную кафедру и предлагает эту единственную кандидатуру".

С 1915 по 1919 год Макс Борн работал в Берлинском университете. Как и большинство его более молодых коллег-физиков, он получил задание военного руководства. Будучи офицером, он работал при испытательной артиллерийской комиссии в Берлине над созданием метода измерения звука, который должен был позволять определять место установки вражеских пушек быстрее и надежнее, чем это было возможно с помощью известных до того средств. Находясь на этом посту, Борн имел возможность продолжить свои исследования.