Вероятностный мир - Даниил Семенович Данин

с какой периодичностью движутся заряды в излучателе, с такой частотой и отчаливает радиация в пространство. Так думали все. В этом не сомневались ни Максвелл, ни Герц в прошлом веке, ни Лоренц, ни Планк в веке нынешнем. Как же было не смутиться бедняге Хансену, еще не успевшему по молодости лет даже защитить докторскую диссертацию (а диссертация его была к тому же спектроскопической, и теперь выходило, что надо ему на ходу переучиваться).

Если кто до Бора и сомневался в обязательности этого традиционного представления, то все тот же Альберт Эйнштейн. Однако до появления теории Бора он не проговаривался вслух о своем сомнении. А когда в сентябре 13–го года Хевеши нашел повод рассказать ему об экспериментальном подтверждении боровского построения, Эйнштейн воскликнул:

— …Так, значит, частота излучаемого света вообще не зависит от частоты вращения электрона!.. Это огромное завоевание. Тогда теория Бора должна быть верна.

По другому варианту рассказа Хевеши, «большие глаза Эйнштейна стали еще больше, и он сказал мне: «Тогда это одно из величайших открытий». Но главное, что Эйнштейн сопроводил эту оценку самым неожиданным в его устах признанием:

«.. Однажды им овладели очень похожие идеи, но он не осмелился опубликовать их».

Неосмелившийся Эйнштейн!.. — кто бы осмелился возвести такую напраслину на автора теории относительности и квантовой теории света?! Но стало быть, это не напраслина, раз возвел он ее он сам. Может быть, смелость ушла вместе с молодостью? Ах, нет: в момент этого признания ему было всего 34 года, а в мыслях его уже созревала сверхотважная теория тяготения. Дело было явно в другом. Интересно поразмыслить, в чем же именно?

Ему хватило бы отваги, если б хватило доверия к неизбежным выводам из новизны' физических закономерностей в атоме. Хотя они тогда проявились еще совсем смутно, он–то со своей проницательностью тотчас почувствовал, куда дело клонится. Против тех физических идей, похожих на боровские, что «однажды им овладели», запротестовала его же собственная, эйнштейновская, философия природы.

В ее основе лежала безусловная вера, что природа управляется законами однозначной причинности и всякая неопределенность, дающая волю истинному случаю, ей чужда. Это роднило Эйнштейна с творцами классической физики и делало его великим ее завершителем.

Пройдут годы. Он станет выражать это классическое убеждение в своей знаменитой шутливой формуле: «Я не верю, что господь–бог играет в кости!» И мы еще услышим эту его формулу, когда он будет осуждать другую философию природы — ту, что открывает в недрах материи господство неоднозначных законов вероятности. Долгие десятилетия будет безысходно длиться его полемика с Нильсом Бором. И она окажется незатихающей драмой идей в духовной жизни Эйнштейна.

Не началась ли эта драма еще в те ранние годы, когда он «не осмелился опубликовать» идеи, какие осмелился развить в законченную теорию молодой Нильс Бор? В ту пору это была полемика с самим собой — внутренняя полемика Эйнштейна–физика с Эйнштейном–философом.

По частному поводу та полемика могла развернуться очень просто: когда Эйнштейну–физику захотелось объявить, что нет прямой причинной связи между частотой вращения электрона и частотой излученного света, Эйнштейн–философ удержал своего двойника за руку — не дозволил осмелиться. Философ как бы прикинул: сегодня — отказ от однозначной связи в одном частном пункте, а завтра — отказ от классической причинности вообще. Нет, это уж слишком! Что–то тут неладно…

А все–таки физик в душе Эйнштейна обрадовался, когда увидел близкие ему идеи воплощенными в теорию атома: «Это огромное завоевание, это одно из величайших открытий!» А гораздо позднее, в старости, Эйнштейн сказал о теории Бора еще и так:

«Это мне кажется чудом и теперь. Это — наивысшая музыкальность в области мысли».

6

Эйнштейн не объяснил, что такое музыкальность мыс ли. Да и вряд ли это поддается прозаическому истолкованию. Между прочим, в отличие от Эйнштейна — искусного скрипача и в отличие от Планка — искусного пианиста Бор совсем не был музыкантом. Но тут речь о другом — о гармоничности в мышлении. И еще: о чертах гармоничности в самой структуре квантовой теории атома.

При знакомстве с нею невольно вспоминалась «музы ка сфер» древних натурфилософов — идея предвычисленной гармонии в движении небесных тел. Вспоминалась пифагорейская гармония целочисленных отношений в устройстве мира.

А на карандашном наброске квантовой модели череда атомных уровней энергии походила на разлиновку нотной бумаги. Довольно было проставить, как нотные знаки, черные точки электронов, скачущих по этим линейкам, и сама собой напрашивалась метафора: так природа играет спектральную музыку цветового разнообразия мира. (Слова о «спектральной музыке» произнес Зоммерфельд.)

Еще вчера ничего не знавший о формуле Бальмера, теперь Нильс Бор обследовал с понятным волнением все подобные формулы, накопившиеся в оптике. Их авторы по примеру швейцарского учителя описывали чередование частот в других сериях спектральных линий, и не только водорода. А последняя по времени создания — самая обобщенная — формула Вальтера Ритца давала такое описание для любых спектральных серий.

Легко вообразить, с каким нарастающим ликованием тихий датчанин снова и снова убеждался в своей правоте: все спектральные линии всегда получались из комбинации двух величин, разделенных знаком вычитания!

А в формуле Ритца вдобавок была новая черта, какой не было у Бальмера: обе величины — и энергия атома после излучения, и энергия до излучения — оказывались переменными, и обе зависели от смены целых чисел. Бор этого уже ожидал. Такое усложнение объяснялось без труда. Оно обозначало, что электроны, излучая кванты, вовсе не обязаны были каждый раз падать на самую нижнюю ступеньку энергетической лестницы. Электрон мог сверху упасть на любую промежуточную орбиту, разрешенную природой, и начать устойчиво вращаться по ней. И потому энергия атома после излучения тоже может быть переменной.

Иначе: двигаться скачками по лестнице уровней энергии можно как угодно, прыгая через одну, через две, через три ступеньки или на всю глубину. От размаха прыжка зависит лишь величина испускаемого при этом кванта — цвет спектральной линии.

Формула Ритца недаром называлась комбинационным принципом в спектроскопии: к комбинированию целых чисел сводилось вычисление частот в атомных спектрах. До Бора оставалось лишь неведомым, что нумеруют эти целые числа, откуда они берутся… Сеть перенумерованных электронных орбит?.. Нумерация ступенек энергетической лестницы?.. Прерывистая последовательность устойчивых — стационарных — состояний атома?.. Такие образы и понятия не могли присниться физику–классику с его многовековым культом непрерывности в физических процессах.

Вальтер Ритц работал в Геттингене и принадлежал к выдающейся школе спектроскопистов. И сам он обнаружил талант выдающегося исследователя, когда в возрасте тридцати лет