Гении науки - Пайс А.
Скачать (прямая ссылка):
пожелания для новой аксиоматики. Его труд - первый правильный шаг,
сделанный в новом направлении. Завершающий этап этого революционного
периода продолжается в 1926 году наблюдениями Борна о вероятности и
причинности и заканчивается в 1927 году выводом соотношения
неопределенностей Гейзенбергом и формулированием принципа
дополнительности Бором. На этом этапе складывались основные компоненты,
которые, с течением времени, должны были привести к последовательному
теоретическому основанию квантовой механики, включая суждение
48 Гении науки
о том, каким образом классическая теория вписывается в качестве
ограниченного случая в новую.
Давайте теперь обратимся к Максу Борну, прославленному потомку рода
Абарбанеля1. "Мой отец был ученым... Семья моей матери была из Силезии,
это была старая еврейская семья. .. Ее родители были крупными
фабрикантами в текстильной промышленности"2.
Борн и квант: с 1912 по 1926
Активная работа Борна в квантовой теории начинается с 1912 года, когда
вместе с Теодором фон Карманом они впервые применили квантование к
коллективным модам системы многих тел: нормальным колебательным модам
кристаллической решетки. Ионные кристаллы вновь стали предметом спора
через 6 лет, когда Борн и Альфред Ланде вьиислили некоторые из их свойств
в рамках модели Бора для иона: набор электронов движется вдоль плоских
орбит вокруг ядра. Они обнаружили, что такое представление о движении
электронов на практике не подтверждается: кристаллы, согласно
предсказанию, были слишком мягкими, их сжимаемость оказалась слишком
высокой. Вычисления показали, что "электроны в одном атоме однородно
распределены по всем пространственным направлениям, а не по плоским
дискам... Плоские диски недостаточны, атомы, совершенно очевидно,
являются [трехмерными] пространственными структурами... в этом смысле мы
должны потребовать обобщения теории"3, - высказывание, памятное своим
точным предвидением. Третий конфликт Борна с ограничениями старой
квантовой теории произошел через пять лет, в 1923 году. В это время он
обратился к знаменитой загадке для своего времени - спектру атома гелия4.
Как и другие, занимавшиеся этим вопросом до него, он вместе со своим
молодым ассистентом Гейзенбергом пришел к выводу, что квантовые правила
старой теории даже качественно не объясняют спектр гелия5.
Таким образом, Борн принадлежит к той избранной группе физиков, которые
рано узнали о том, что в старой квантовой теории содержится доля истины,
но что эта теория (если ее действительно можно назвать так) абсолютно
недостаточна для более глубоких исследований. Он пришел к этому мнению не
как циник, наблюдавший за этим со стороны, а как участник борьбы с
квантовыми проблемами. Он знал, что требуется новая механика, и именно он
в 1924 году дал ей название квантовой механики еще до ее открытия6.
Макс Борн 49
Гейзенберг позднее сказал, что "это был особый дух Геттингена, вера Борна
в то, что ничто, кроме новой последовательной квантовой механики, не
может служить целью в фундаментальном исследовании, которое позволило
[моим] идеям полностью претвориться в жизнь"7. Действительно, в 20-е
годы, последнюю декаду, в которой границы физики были преимущественно
европейскими, в четырех основных школах физики готовилось к приходу в
науку новое поколение: школа Бора в Копенгагене, Борна - в Геттингене,
Резерфорда - в Кембридже и Зоммерфельда - в Мюнхене. Список ранних
ассистентов Борна впечатляет: Паули, Гейзенберг, Иордан, Хунд, Хюккель,
Нордгейм, Гайтлер и Розен-фельд. По меньшей мере 24 студента защитили
свои кандидатские диссертации с Борном в Геттингене, среди них: Дельбрук,
Эльза-ссер, Флюгге, Хунд, Иордан, Гепперт-Майер, Нордгейм, Оппен-геймер и
Вайскопф. Среди приезжавших в Геттинген (не только к Борну, конечно, но и
к Джеймсу Франку и Давиду Гильберту) были такие имена, как Блэккет, Бор,
Комптон, Кондон, Дэвиссон, Дирак, Эренфест, Ферми, Ф. Франк, Херцбер,
Хоутерманс, Хилле-раис, Иоффе, Капица, Крамере, фон Нейман, Полинг,
Рейхенбах, X. П. Робертсон, Теллер, Уленбек, В. Фок, Вентцель, Н. Винер и
Вигнер. "Зимой 1926 года, - вспоминал Комптон, - я нашел более 20
американцев в Геттингене, в этом источнике квантовой мудрости"8. Борн
вспоминал: "Много людей приезжали туда из Америки, России и Италии. Это
время было для меня ужасно напряженным. Очень скоро молодые люди взяли на
себя руководство и сделали все настолько сложным, что я уже не мог
следовать за этим... Там был Оппенгеймер, которому я дал статью в
качестве тезиса для его докторской степени. Это была очень сложная
статья, но он справился с ней очень хорошо"9 .
Необходимо помнить, что Борну было 40 с половиной, когда он писал свою
работу по статистической интерпретации квантовой механики. К этому
времени он был уже прославленным физиком и преподавателем, опубликовал
более сотни научных работ и написал шесть книг. Так же и Бор был уже
звездной фигурой в свои сороковые, когда написал интерпретацию
