Гении науки - Пайс А.
Скачать (прямая ссылка):
инструмента он использо-
202 Гении науки
вал эйнштейновские концепции о спонтанной эмиссии; в качестве
математического приема - замену атома набором осцилляторов, колеблющихся
с частотами Бора. Сочетая все это с блестящими догадками, он пришел к так
называемому дисперсионному соотношению, выражающему вероятность для
эмиссии вторичного пучка света через облучение и частоты Бора.
Технические детали двух писем Крамерса нам здесь не нужны. С другой
стороны, большой интерес представляет то, как он прокомментировал
результаты:
[Дисперсионное соотношение] содержит лишь такие величины [а именно,
количества переходов, относящихся к двум стационарным состояниям],
которые позволяют дать прямую физическую интерпретацию на основе
квантовой теории спектров и строения атома, и не вызывает воспоминаний о
математической теории многопериодических систем [т. е. орбит].
В дальнейшем дисперсионные соотношения Крамерса проявляли себя все более
и более успешно. Их первое обобщение было опубликовано в 1925 году, как
мы увидим чуть позднее. Далее Крамере41 и Крониг40 применили эти
соотношения к рентгеновскому излучению. Я уже описывал где-то, как эти
соотношения, которые теперь называются соотношениями Крамерса-Кронига,
могли быть выведены из более общих предположений и как они нашли важное
применение в физике элементарных частиц42.
Одним из первых впечатлений Вернера Гейзенберга, приехавшего на полгода в
Копенгаген в сентябре 1924 года, было то, что "все разговаривали с
Крамерсом, прежде чем поговорить с Бором... Крамере был еще одним
человеком, кроме Бора, кто произвел на меня сильнейшее впечатление43".
Гейзенберг всегда был в хороших отношениях с Крамерсом. Его восхищало в
Крамерсе знание физики и языков, а особенно немецкой литературы.
Восхищали его и музыкальные таланты Крамерса. "Как человек может так
много знать?"43 Они часто занимались музыкой вместе: Гейзенберг играл на
фортепиано, а Крамере на виолончели. Кроме того, они написали совместную
работу44,45, завершенную в декабре 1924 года, это был последний научный
вклад Гейзенберга в этом году. Литературная обработка целиком
принадлежала Крамерсу46.
В этой работе мы впервые встречаем детальное описание вывода
дисперсионного соотношения Крамерса, которое в более ранних его
работах38,39 присутствовало лишь в виде набросков.
Хендрик Энтони Крамерс 203
Представленные там методологические шаги были действительно решающими для
первой работы по квантовой механике, написанной Гейзенбергом в следующем
году.
Кроме того, эта знаменитая работа Крамерса-Гейзенберга содержит новую
физику. Крамерс работал лишь с упругими процессами, а именно: частота
падающего и вторичного пучков света одинакова, но последний может быть
излучен в любом произвольном направлении. Новая работа содержит также
неупругие процессы типа
flu И- Еа = Ни Еь,
где Еа(Еъ) - это энергия начального (конечного) состояния атома и и (и' )
- частота падающего (вторичного) пучка света. Состояния а и b могут быть
или не быть одинаковыми. Частота и' меньше (больше), чем и, если атом
перепрыгивает из более низкого состояния в более высокое (более высокого
состояния в более низкое). Эти неупругие переходы не наблюдались до 1928
года. Сейчас они называются комбинационным рассеянием Рамана по имени его
открывателя.
Позднее Гейзенберг писал об этом сотрудничестве:
Чувствовалось, что сделан шаг вперед в духе новой механики. Все знали,
что за этим должен быть какой-то новый вид механики, но никто не имел о
нем ясного представления. Но все же все чувствовали, что шаг сделан в
верном направлении... Это был момент, когда матричная механика уже почти
имелась, но об этом не знали47... Эта новая схема была продолжением того,
чем я занимался вместе с Крамерсом. .. это было более систематическое
продолжение. Можно было надеяться на то, что это будет более
последовательный проект, но невозможно было знать это наверняка48... Я
всегда
сожалел о том, что Крамерс никогда не был представлен к Нобелев-
43
скои премии .
Дисперсионная формула Крамерса-Гейзенберга принадлежит к тем немногим
результатам, и по сей день сохраняющим свою физическую и формальную
ценность, начиная с того дня, когда квантовая механика заменила описание
"старой квантовой теории", начало которому Макс Планк положил в 1900
году, а завершился этот период в июле 1925 года открытием матричной
механики Гейзенберга.
Друзья и коллеги всегда недоумевали по поводу того, почему не Крамерс, а
Гейзенберг открыл квантовую механику. В конце концов, они вместе подошли
к порогу открытия. Я не могу ответить на этот вопрос, но осмелюсь
высказать догадку, что дело было в личности Гейзенберга, гораздо более
напористой и агрессивной, чем личность Крамерса. Крамерс и сам отмечал
это в своем
204 Гении науки
письме Клейну в 1927 году, предостерегая того ввязываться в научную
полемику между Бором и Гейзенбергом: "Не ввязывайся в этот конфликт, мы
оба слишком доброжелательны и великодушны, чтобы участвовать в такого
