Время вспять, или Физик, физик, где ты был - Анатоль Абрагам

«Электродинамика» Френкеля оказалась многословной и местами трудно понимаемой, но блестящей и вдохновляющей. (Бедному Леону Блоху было далеко до Френкеля.) Я провел над ней несколько месяцев. По теории относительности я приобрел книгу Эддингтона «Пространство, время, тяготение» — прелестную популяризацию, какие только англосаксы и умеют делать. И, что еще важнее, его же «Математическую теорию относительности» для более серьезного изучения. Одновременно в Коллеж де Франс я посещал лекции по тензорному исчислению, которые читал Леон Бриллюэн (Léon Brillouin).

Оставались кванты. И я все кружил вокруг да около, не решаясь шагнуть в их мир, — так велика была репутация трудности и отвлеченности этой науки. К тому же, я рассуждал так: «Раз квантовая механика поставила под сомнение все предыдущие понятия физики, их необходимо осмыслить, чтобы знать, что именно она перевернула вверх ногами». Такая скрупулезность была конечно, достойна уважения, но я на ней далеко не уехал. В прошлой главе я рассказал, как изучение книги Евгения Блоха «Старая и новая теория квантов» помогло мне сдать экзамен по математической физике, но для этого требовалась только старая теория, поэтому я все еще стоял, как заколдованный, лишь на пороге новой. Та же добросовестность толкала меня на более тщательное изучение старой квантовой теории перед тем, как погрузиться в новую. Абсурдная добросовестность! Если старая теория в форме, данной ей Бором и Зоммерфельдом, действительно очень проста, то она делается очень сложной и очень шаткой при попытке ее углубить. Вот когда я нуждался в совете опытного руководителя! Но такого не было рядом. Находясь в этом состоянии духа, я приобрел русский перевод книги Макса Борна 1923 года «Теоретическая атомная физика», в которой с помощью очень сложных вычислений Борн пытался выжать из старой теории все, что она содержала, и даже больше.

Наконец я понял, что пришла пора нырнуть в новую теорию квантов. Но и теперь, боясь «холодной воды», я начал со странной книги, написанной неким Брику (Bricout), доцентом литехникума, со странным названием «Микроэнергетика». Книга сулила безболезненное посвящение в тайны новой квантовой теории. Однако Брикý не успел причинить мне большого вреда. Выходя из библиотеки с Брикý под мышкой, я столкнулся с моим Перреном, который, как всегда, куда-то спешил. Я ухватился за редкую возможность сообщить ему, что начал изучать Брику. «Кого?» — спросил он. «Брику», — повторил я. «Зачем?» — спросил он и исчез. Это положило конец Брикý и во имя справедливости я должен был бы записать этот краткий разговор, как еще один совет моего руководителя.

Наконец я набрался ума и взялся за книги де Бройля. Я был приятно поражен, найдя первую же из них — «Волновую механику» — вполне удобоваримой, хотя порой и излишне сложной. Вторая, и самая лучшая из них, — «Квантование в новой механике» — очень хороша! Зато третья — «Магнитный электрон», где изложена теория Дирака, — плоха.

*Для того, кто знает, в чем дело, скажу, что де Бройль доказывает тензорный характер операторов, которые можно построить с помощью матриц Дирака, страшно неуклюже, выписывая матрицы Дирака в явной форме.*

После этого я легко закончил вторую часть книги Евгения Блоха.

Еще три книги дополнили мою квантовую культуру. Первой был объемистый двухтомник того же Я. И. Френкеля «Волновая механика». Френкель был блестящим теоретиком, который предложил массу новых идей, многие из которых оказались плодотворными, как, например, дефект в кристаллах, который носит имя дефекта Френкеля. Это в его книге я увидел в первый раз выражение «газ фононов», который, привыкнув ко множеству опечаток в советских изданиях, я сначала прочел как «газ фотонов».

Вторая книга была написана советским физиком Фоком для научных работников. Я сделаю здесь небольшое примечание о Фоке, который был одним из основателей советской теоретической физики и блестящим учителем, как я скоро убедился.

*Фоку принадлежит важное улучшение приближенного метода вычисления электронных волновых функций, предложенного английским физиком Хартри (Hartree). В этом приближении каждый электрон движется в среднем поле, производимом остальными электронами. Вычисление должно быть самосогласованным, т. е. таким, чтобы вычисленное с помощью полученных волновых функций значение среднего поля снова совпало с тем, с которого начали. Недостатком метода Хартри было отсутствие учета неразличимости электронов Фок ввел эту неразличимость и показал, что его, волновые функции были наилучшими в том смысле, что давали наилучшее, т. е. самое низкое, значение энергии.*

(Читатель вправе удивиться этому неожиданному взрыву эрудиции, но она мне понадобится позже в рассказе о защите моей диссертации в Оксфорде в 1950 году.)

Возвращусь к книге Фока. Она была чудом ясности и краткости. На двухстах страницах она давала читателю все необходимое для использования квантовой механики, а не для обожания, как было принято у нас. Не могу лучше описать впечатление, которое книга Фока произвела на меня, не сказав, что я сразу решил ехать в СССР, чтобы работать под руководством Фока. Теперь я точно не помню, когда этот безумный проект зародился в моей бесталанной головушке, в 1937 или 1938 году. Я обсуждал его с товарищами, и все завидовали моему знанию русского языка, которое открывало передо мной такие заманчивые возможности. Отец, который сохранил свой советский паспорт и редко высказывался отрицательно о СССР, на этот раз сказал мне очень решительно, что, если я непременно хочу покончить с собой, есть много менее неприятных способов самоубийства. Он, очевидно, знал то, что мне было неизвестно. Хотя я мало в чем соглашался с ним, но на этот раз я его послушался. Оглядываясь теперь на прошлое и имея в виду все то, что произошло во Франции два года спустя, не так уж легко решить, где было больше шансов остаться в живых, но, пожалуй, я выбрал не худшее.

Третьей книгой была монография Дирака «Принципы квантовой механики». Могу кратко выразить то, что я думаю об этой книге, следующими словами: «Это величайшая книга, когда-либо написанная о физике». Это очень математическая книга, но математика в ней незаметна. Дирак создает впечатление, что он почти не знает математики и постепенно изобретает сам понятия, в которых нуждается. Можно для примера назвать его дельта-функцию, из которой пятнадцать лет спустя мой друг Лоран Шварц (Laurent Schwartz) сделал «порядочную женщину», узаконив ее своей теорией «распределений» (distributions). Помню, как на одной из своих лекций в Институте Анри Пуанкаре, после войны, Дирак беспокоился о сходимости одного бесконечного ряда. «Стареет», — шепнул я своему соседу.