Гении науки - Пайс А.
Скачать (прямая ссылка):
дополнительности квантовой механики. Но создатели квантовой механики -
Гейзенберг, Дирак, Иордан и Паули - были в 1925 году, когда все началось,
молоды. Им еще не было тридцати. Поэтому период с 1925 по 1927 годы будет
известен в Геттингене как годы "Knabenphysik", мальчишеской физики.
Шредингер не так легко вписывался в эту упрощенную схему, ему было в это
время 38 лет. Но, мне кажется, к месту будет вспомнить замечание по этому
поводу, отпущенное в разговоре со мной Германом Вейлем, который сказал,
что свой великий труд Шредингер творил во
50 Гении науки
время "поздней эротической вспышки в своей жизни". Не следует забывать,
что Шредингер был единственным среди создателей новой механики, кто так и
не примирился с тем, что создал.
Давайте вспомним о памятных датах 1925 года, все работы датируются
временем их опубликования: 29 июля - первая работа Гейзенберга по
квантовой механике10, 27 сентября - признание Борном и Иорданом механики
Гейзенберга, матричной механики11 и первое доказательство соотношения pq
- qp = = h/2m, где: р - импульс, q - соответствующая координата, h -
постоянная Планка; 7 ноября - независимое доказательство того же
соотношения Дираком12 и 16 ноября - первая всеобъемлющая трактовка основ
матричной механики, данная Борном, Гейзенбергом и Иорданом13.
Борн был первым, кто привез новую динамику в Америку. 2 ноября 1925 года
он выехал из Геттингена в Массачусетский Технологический Институт (МТИ).
За день до моего отъезда туда прибыла посылка со статьей Дирака - имя,
которое я никогда не слышал. И его работа содержала в точности то, что
было в нашей (с Иорданом). Мы на 4 недели раньше сдали работу, но первым
появился в печати Дирак. И я был крайне изумлен. Абсолютно неизвестный и
сравнительно молодой человек смог написать такую блестящую статью. Но я
не знал его. Лишь через полгода я встретился с ним в Англии9.
Поездка Борна в Америку в 1925 году была, в действительности, уже второй.
Еще в 1911 году он ездил в Чикаго по приглашению Альберта Майкельсона.
Тогда я много путешествовал, лекций не читал, провел только несколько
коротких семинаров... [Но во время моего визита в МТИ] у меня была,
конечно, огромная аудитория14.
Ряд лекций Борна в МТИ, с 14 ноября 1925 года до 22 января 1926 года,
были посвящены квантовой теории. Их опубликованная версия15 - это первая
книга, которая рассматривает проблемы квантовой механики. До своего
возвращения в Геттинген Борн прочитал лекции в Университете Чикаго,
Висконсине и Калифорнии (Беркли), в Калифорнийском Технологическом
Институте и Колумбийском университете.
Как раз в то время, когда Борн уехал, в США возрос интерес к квантовой
механике. Этой темой занимались многие, но лишь немногие хорошо
представляли то, что на самом деле происходит. С точки зрения математики,
это было незнакомо, с физической точки зрения - неясно. В сентябре
Эйнштейн писал Эренфесту о статье Гейзенберга: "Они, в Геттингене, верят
в это (я - нет)"16. Примерно в это же время Бор рассматривал работу
Гейзенберга как "шаг, возможно, имеющий фундаментальное значение", но
Макс Борн 51
отмечал, что "пока еще невозможно применить [эту] теорию к вопросам
структуры атома"17. Все сомнения, какие были у Бора, были рассеяны в
начале ноября (ссылка 17), когда до него дошли слухи18 о том, что Паули
сделал в рамках матричной механики то, что он сам сделал в старой
квантовой теории, - вывел формулу Бальмера для дискретного спектра
водорода.
Но вернемся в МТИ. Борн был одним из авторов первой статьи по квантовой
механике, написанной в США. Механика Гейзенберга тогда имела
специфическое предназначение, она имела дело с дискретными
энергетическими спектрами. В МТИ Борн и Нор-берт Винер разработали общее
операторное исчисление, применимое как к дискретным, так и к непрерывным
спектрам. Они гордились тем, что первыми решили проблемы непрерывности
движения свободной частицы в одном измерении19. (С тех пор их методы
заменены.) Как мы увидим, ранняя увлеченность Борна проблемой
непрерывности была решающей для открытия им концепции квантово-
механической вероятности.
Лето 1926 года
К тому времени, как Борн возвратился из Америки в Геттинген, Шредингер
открыл волновую механику и вывел полный спектр атома водорода20. Уленбек
сказал мне: "Теория Шредингера - это огромное облегчение, теперь нам не
нужно больше изучать странную математику матриц". Раби рассказал мне, как
он просматривал книгу Борна Atommechanik в поисках хорошей проблемы,
которую можно было бы решить методом Шредингера. Он нашел проблему
симметричного волчка, пошел к Крёнигу и сказал: "Давай сделаем это". И
они сделали21. Вигнер говорил: "(Уже) Начали делать вычисления, но они
довольно туманны".
И действительно, до весны 1926 года квантовая механика, как в матричной,
так и в волновой формулировке, была технологией высшей математики нового
вида, очевидно, имеющей огромное значение в связи с ответами, которые она
давала, но без ясно изложенных основополагающих физических принципов. Я
