© "Семь искусств"
  январь 2019 года

635 просмотров всего, 1 просмотров сегодня

Работа Паули доказывала, что новый подход, родившийся в Гёттингене, применим к реальным задачам физики атома. Это давало надежду, что удастся преодолеть скептицизм и предубеждение, с которыми встречал физический мир, прежде всего, школа Бора в Копенгагене, новую квантовую механику.

Евгений Беркович

«Революция вундеркиндов» и судьбы ее героев

Краткий очерк становления квантовой механики[1] 

(продолжение. Начало в №7/2018 и сл.)

Вундеркинды – вперед!

Евгений Беркович

Революционную работу Вернера Гейзенберга 1925 года сразу признали физики, с которыми он тесно общался. Мы уже видели, что Макс Борн с первого взгляда оценил прорыв своего ассистента, и сам немедленно приступил к развитию его идеи.

Так же поступил и молодой англичанин Поль Дирак, к которому рукопись Гейзенберга тоже попала еще до выхода статьи в свет. Дирак очень быстро нашел и развил другой математический язык, на котором идея Гейзенберга стала такой же стройной теорией, как и на языке матриц [Dirac, 1925]. При этом статья Дирака «Основные уравнения квантовой механики» вышла в свет раньше, чем знаменитая «Работа трех» – редакция «Трудов Королевского общества» получила рукопись 7 ноября 1925 года, и статья успела выйти еще в том же году, тогда как работа Борна, Гейзенберга и Йордана стала доступной читателям лишь в 1926 году [Born-Heisenberg-Jordan, 1926].

Нильс Бор, выступая в конце августа 1925 года на шестом Скандинавском математическом конгрессе, оценил первую статью Гейзенберга как выдающееся достижение. В конце доклада Бор заметил:

«Будем надеяться, что началась новая эра взаимного стимулирования механики и математики» [Джеммер, 1985 стр. 207].

Однако для большинства физиков статья Гейзенберга «О квантовотеоретическом истолковании кинематических и механических соотношений» показалась не очень важной или осталась непонятной. Ведь для физиков аппарат матричного исчисления был, за редким исключением, незнаком. Показательно, что статья Гейзенберга, выйдя в свет в 1925 году, попала в официальный реферативный журнал Немецкого физического общества «Physikalische Berichte» только в 1927 году, причем короткий анонимный реферат, подготовленный, по-видимому, сотрудником редакции, состоял из одной фразы:

«Сделана попытка создать основы квантовотеоретической механики, базирующейся исключительно на связях между принципиально наблюдаемыми величинами» [Anonymus, 1927 стр. 1205].

Вернер Гейзенберг

Вернер Гейзенберг

Дело не только в новом математическом аппарате. Абстрактные, почти философские черты статьи Гейзенберга отпугивали физиков, привыкших работать с с более конкретными вещами. Показательно, даже такой гений, как Энрико Ферми, познакомившийся с Гейзенбергом во время своего пребывания в Гёттингене, не воспринял сразу его основополагающую статью. Эмилио Джино Сегре (Emilio Gino Segrè) пишет о Ферми следующее:

«Великая статья Гейзенберга по матричной механике в 1925 году не показалась Ферми особенно ясной, и он овладел квантовой механикой позже, лишь познакомившись с волновой механикой Шрёдингера. Я хочу подчеркнуть, что эта позиция Ферми никоим образом не вызывалась математическими трудностями и новизной матричной алгебры — подобные трудности были для него не более чем мелкой помехой; скорее, ему были чужды физические идеи, лежащие в основе этих статей» [Джеммер, 1985 стр. 207]

Сам Гейзенберг чувствовал себя неуютно в мире, где слишком много математики. В письме Паули из Гёттингена от 16 ноября он признавался:

«Здесь я нахожусь в окружении, которое думает и чувствует прямо противоположно мне, и я не знаю, глуп ли я настолько, что не понимаю математики. Гёттинген разделился на два лагеря, одни, как Гильберт (или тоже Вейль в письме Йордану), говорят о большом успехе, который достигнут благодаря введению исчисления матриц в физику; другие, как Франк, говорят, что никогда не смогут понять матрицы. Я всегда злюсь, если слышу, что теорию называют матричной физикой, и планирую через какое-то время слово „матрица“ вообще из теории вычеркнуть и заменить другим, например, „квантовомеханические величины“ (вообще, матрица – самое дурацкое математическое слово)» [Pauli-Briefe, 1979 стр. 255].

Несмотря на такой пессимистический взгляд на математику, Гейзенберг по просьбе Гильберта выступил с серией лекций на математическом семинаре в Гёттингене. В интервью Томасу Куну, состоявшемся 22 февраля 1963 года в Мюнхене, Вернер рассказал:

«Я вспоминаю, что после первой лекции Гильберт был очень доволен и наговорил много приятных слов о ней. Но после второго выступления он сказал: „Ну, вторая лекция не очень удалась. Такого типа лекцию я мог бы и сам прочитать!“ Очевидно, я не смог хорошо объяснить некоторые вещи во второй лекции. Мне было ужасно стыдно, и попытался улучшить мои следующие доклады» [Heisenberg-VII, 1963].

Давид Гильберт и Джеймс Франк в Гёттингене

Давид Гильберт и Джеймс Франк в Гёттингене

В конце концов, Гильберт был удовлетворен и предложил Гейзенбергу написать статью специально для математиков в журнал «Mathematischen Annalen», что и было выполнено. Это была первая работа по квантовой механике, адресованная не только специалистам-физикам. В редакцию журнала она поступила 21 декабря [Heisenberg, 1926]. В этой статье Вернер успел упомянуть только что вышедшую в свет работу Поля Дирака [Dirac, 1925], предлагающую другой подход к математическому обоснованию идеи Гейзенберга.

В личном письме Дираку от 20 ноября 1925 года автор основной идеи квантовой механики похвалил работу английского коллеги и почти ровесника, но сообщил, что многие ее результаты уже были открыты авторами «Работы трех», которая вскоре должна выйти из печати. В утешение он заметил: «Ваша работа, действительно, лучше и концентрированней написана, чем наша» [Rechenberg, 2010 стр. 409].

Возвращаясь к отказу Вольфганга Паули сотрудничать с ним в развитии идей Гейзенберга, Макс Борн напоминает, что его бывший ассистент сам признавался коллегам, что он не думал серьезно над идеей Гейзенберга и не хотел вмешиваться в его планы. У Паули не было оснований считать, что директор Института теоретической физики сам хочет вмешаться в работу своего ассистента. Борн уточняет:

«Я не могу точно вспомнить, говорил ли я Паули о том, что Гейзенберг просил меня его статью — насколько возможно — развить дальше, но я думаю, что упоминал это».

Вывод, к которому пришел Борн, точен, хотя и не всегда утешителен: ошибаются и гении:

«Даже такой великий ум, как Паули, не застрахован от ошибок неверного оценивания в подобных сложных ситуациях. Он просто не понял сути вопроса» [Born, 1975 стр. 301].

Но дело тут не в том, что Паули не увидел перспектив идеи Гейзенберга и поэтому отказался сотрудничать с Борном. Паули был принципиально против подхода, который применялся в школе Борна в Гёттингене для решения квантовомеханических задач. Об этом подробно рассказал Вернер Гейзенберг в уже упомянутом интервью Томасу Куну [Heisenberg-VII, 1963].

Макс Планк и Вольфганг Паули

Макс Планк и Вольфганг Паули

Отвечая на вопрос, о причинах конфликта между Паули и Борном, Гейзенберг начал издалека. Проблематика квантовой физики пришла в Гёттинген после Боровского фестиваля в 1922 году. Основная идея Борна того времени – применить к физике атома методы, разработанные в небесной механике, в частности, метод возмущений. К этому направлению он привлек своих ассистентов – сначала Паули, а затем Гейзенберга. Некоторые результаты совместной работы Борна и Гейзенберга были изложены в статье 1923 года, которой Вернер остался недоволен. Были и другие попытки, столь же неудачные. Реального продвижения в понимании строения атома вплоть до 1925 года так и не получилось. Чем глубже погружался Борн с ассистентами в дебри математических построений, тем очевиднее становилось Паули, что это неверный путь. Он всегда подчеркивал, что сначала надо решить проблемы физики, и только потом подбирать подходящий математический аппарат. Для физика на начальном этапе работы важны не те задачи, которые решает математик: доказательство существования решения или построение системы аксиом. Спустя сорок лет Гейзенберг дает объяснение поведению Паули, который мог рассуждать так:

«Мы находимся в самом начале интересного развития в физике. Вполне вероятно, что проблемы физики могут быть сейчас решены. Но если мы начнем слишком рано заниматься математическими доказательствами, идеей математических доказательств, то мы имеем хороший шанс разрушить всё это. Потому что тогда мы имеем шанс бессознательно допустить некоторые математические аксиомы, которые на самом деле не выполняются и, следовательно, они опять приведут к противоречиям и трудностям» [Heisenberg-VII, 1963].

Рассуждая в общем, установка Паули была в принципе верной. Но ситуация лета 1925 оказалась исключительной, потому что в тот момент идее Гейзенберга как раз не хватало хорошего математического фундамента. Паули этого не понял, потому что еще недостаточно глубоко вник в статью друга, не желая на этом этапе вмешиваться в его работу. На самом деле, именно Макс Борн был тем человеком, который смог подвести под озарение Гейзенберга нужный математический формализм. Скепсис и сарказм Паули, справедливые в других обстоятельствах, в тот момент были просто неуместными.

На это ему смог достаточно резко указать сам Гейзенберг. В октябре 1925 года, когда Вернер еще работал в Копенгагене, до него дошло письмо Паули Ральфу Кронигу, которое мы уже частично цитировали. В этом письме, отправленном 9 октября, наряду с высокой оценкой идеи Гейзенберга, Паули написал:

«Вообще, нужно сначала попробовать механику Гейзенберга еще больше освободить от потока формальной геттингенской учености и лучше раскрыть ее физическое ядро» [Pauli-Briefe, 1979 стр. 247].

Тут уж сам автор гениальной идеи, тоже не слишком жаловавший математику,  не выдержал и возмутился. Ответ Вернера, датированный 12 октября, включал грозное предупреждение: «Отповедь по-баварски», что означало «по-нашему, по-народному»:

«Это, действительно, свинство, что Вы не можете прекратить оскорбления. Ваша вечная ругань на Копенгаген и Гёттинген – это просто вопиющий скандал. Кончайте нас подозревать, что мы злой волей намереваемся разрушить физику; если вы нас упрекаете, что мы такие большие ослы, что никогда ничего нового не привносим в физику, то это, может быть, и верно. Но тогда Вы сами еще больший осел, так как тоже ничего такого не внесли………… (точки означают ругательство, которое длится две минуты)» [Pauli-Briefe, 1979 стр. 250].

Вольфганг Паули

Вольфганг Паули

Паули отнесся к отповеди друга весьма серьезно и, получив в конце октября рукопись «Работы трех», взялся ее основательно штудировать. Неизвестно, терзался ли Паули раскаянием из-за грубого отказа работать с Максом Борном, но он на деле показал, что стал активным сторонником новой квантовой механики. Авторы «Работы трех», предложив общую схему решения квантовомеханических задач, не смогли из-за технических трудностей сразу продемонстрировать ее возможности хотя бы на примере простейшего атома водорода. За эту задачу взялся Паули и за короткое время решил проблему. Уже в первых числах ноября он сообщил Гейзенбергу о полученных результатах. Ему удалось не только еще раз описать эффекты, которые ранее удовлетворительно объяснялись старой теорией Бора-Зоммерфельда, но и объяснить результаты, которые в старую концепцию не укладывались. Соответствующая статья поступила в редакцию журнала «Zeitschrift für Physik» 17 января и вышла в свет в мае следующего года [Pauli, 1926].

Гейзенберг был в восхищении. В письме от 3 ноября 1925 года он сообщает Паули:

«Мне не нужно Вам говорить, как я рад новой теории атома водорода и как я поражен, что Вы эту теорию так быстро открыли» [Rechenberg, 2010 стр. 406].

Радость Гейзенберга можно понять. Работа Паули доказывала, что новый подход, родившийся в Гёттингене, применим к реальным задачам физики атома. Это давало надежду, что удастся преодолеть скептицизм и предубеждение, с которыми встречал физический мир, прежде всего, школа Бора в Копенгагене, новую квантовую механику. В уже упомянутом интервью Томасу Куну Гейзенберг вспоминал в связи с результатом Паули:

«Я чувствовал, что люди в Копенгагене все еще думают: „Ну, эта математическая схема очень запутанная, и с ней очень трудно разобраться“. Так что они просто не решались сразу с ней работать. Возможно, им это показалось слишком сложным или слишком чуждым, слишком необычным и так далее. Вероятно, такое же было отношение в Голландии или в Кембридже. Ну, в Кембридже Дирак, конечно, работал над этим. Но в какой-то мере большинство физиков чувствовали: «Хорошо, это очень интересное развитие событий. Но все это очень странно и очень необычно. Что мы должны думать об этом? Мы просто подождем и посмотрим, как все будет развиваться»» [Heisenberg-VII, 1963].

Статья Паули «О водородном спектре с позиций новой квантовой механики» показывала пример, как решать новые задачи, не поддающиеся старым методам.

Однако освоить методы новой квантовой механики большинству физиков того времени не пришлось – вскоре после выхода в свет «Работы трех» появилась знаменитая работа Эрвина Шрёдингера «Квантование как проблема собственных значений» [Schrödinger, 1926]. В редакцию «Annalen der Physik» статья Шрёдингера поступила 27 января 1926 года, на два месяца и одиннадцать дней позже поступления «Работы трех» в «Zeitschrift für Physik». И «волновая механика», описанная в ней, сразу завоевала физический мир.

Трудный выбор: Копенгаген или Лейпциг?

Не только проблемы, связанные с квантовой механикой, занимали «вундеркиндов», героев нашего повествования, в конце 1925, начале 1926 годов. Перед Гейзенбергом, Паули, Йорданом встал вопрос их дальнейшей научной карьеры. По своим результатам они уже давно переросли позиции простых ассистентов. К их счастью, к этому времени как раз появилось несколько подходящих вакансий.

Многолетний ассистент Бора Крамерс принял предложение перейти профессором в университет Утрехта. Трудно сказать, что послужило причиной его ухода, возможно, неудача их совместной с Бором и Слэтером BKS-теории. Возможно, Крамерс устал от девятилетней непрерывной работы с шефом и захотел самостоятельности в исследованиях. Но, как бы то ни было, незаменимый, казалось, «кардинал при дворе Папы атомной физики», покидал свой пост. Одновременно освобождалось место доцента в Копенгагенском университете, которое занимал Крамерс. Обе позиции Бор предложил Гейзенбергу. Правда, Крамерс отложил свой переезд в Утрехт до апреля 1926 года, так что Вернер мог начать работу у Бора с начала мая.

Своим феноменальным чутьем Бор почувствовал, что наступает новая эра в той науке, которой он посвятил жизнь, и в его окружении должны появиться новые люди, из тех «вундеркиндов», или «физических мальчиков», как их называл Паули, которые совершали новую революцию в науке. Прежде всего, Бора интересовал Вернер Гейзенберг. После того, как Вернер занял место Крамерса, в Копенгагене появились и какое-то время работали Поль Дирак, Фридрих Хунд, Паскуаль Йордан… И в Датском центре атомной физики закипела новая жизнь.

Еще когда впервые обсуждалась идея работы Гейзенберга в Копенгагене, Бор писал ему 25 ноября 1925 года:

«Вы не можете себе представить, как я был рад, услышав из Вашего письма, что Вы готовы сюда приехать» [Rechenberg, 2010 стр. 451].

В тот же день Бор написал Максу Борну, который в то время работал с Норбертом Винером в США, и получил очень любезное согласие:

«Я очень рад, что Гейзенберг хотя бы отчасти примет это чудесное предложение, я ему как раз написал, чтобы он согласился поехать к Вам, пока мне не удастся добиться для него подходящего места в Гёттингене. Я хорошо понимаю Ваше желание иметь Гейзенберга при себе. Для меня большая потеря – с ним расстаться – мы прекрасно вместе работали, и я его очень люблю. В любом случае я должен его сначала Вам передать, так как для него просто великолепно в таком юном возрасте стать известным и иметь возможность работать с Вами» [Rechenberg, 2010 стр. 452].

Макс Борн

Макс Борн

Макс Борн высказал только пожелание, чтобы к его возвращению в Гёттинген Гейзенберг снова был там. Вернер не скрывал, что высоко ценит возможность работать с Бором, но его заветной мечтой является все же профессорское место в Германии. Это прекрасно понимал и Бор, успокаивающий Макса Борна: «В Германии могут не бояться, что он здесь надолго останется» [Cassidy, 1995 стр. 270].

В ожидании мая, когда он мог бы приступить к работе у Бора, Вернер вместе с товарищем Буркхардом Друде (Burkhard Drude), сыном знаменитого физика-экспериментатора Пауля Друде, проводил отпуск, путешествуя по Италии. Друзья отправились в путь в воскресенье 28 февраля и весь март бродили по древним итальянским городам, забирались на вершины Везувия и Этны, любовались видами Мальты и Капри, восхищались уже теплым морем у берегов Сицилии… Путешествие закончилось в Риме, и, как сообщал Вернер родителям из Катании 26 марта, «в пасхальный вторник [6 апреля] мы прибудем в Мюнхен» [Heisenberg-Eltern, 2003 стр. 100].

На самом деле, путешественники оказались в баварской столице на пару дней раньше, потому что уже 5 апреля Вернер сообщил в Копенгаген из Мюнхена, по его словам, «нелегкую новость»:

«Вчера я получил письмо от саксонского министерства, что саксонцы хотят предложить мне экстраординарную профессуру по теоретической физике в университете Лейпцига» [Rechenberg, 2010 стр. 454].

Дело в том, что в Лейпциге экстраординарный профессор Георг Яффé (George Jaffé) принял предложение стать ординариусом в Гисене, и его ставка освободилась. Еще со времен своей первой диссертации Гейзенберг знал Георга Яффé, специалиста по гидродинамике, родившегося в Москве и работавшего сначала приват-доцентом, а потом экстраординариусом в Лейпциге.

В отличие от ординарных, или полных, профессоров, которые все являются госслужащими с окладом, который им платит не университет, а министерство, т.е. государство, экстраординарные профессоры могут быть государственными чиновниками, а могут и не быть. Георг Яффé занимал как раз государственную должность. Поэтому назначение его преемника проходило по той же схеме, что и назначение ординариуса.

Согласно установившейся процедуре, чтобы заполнить подобную освободившуюся вакансию, университет подавал в министерство список из трех кандидатов, упорядоченных в порядке предпочтения их университетом. Министерство либо утверждало одного из них, либо требовало новых кандидатов. В списке претендентов на место экстраординарного профессора Яффé стояли Вернер Гейзенберг (Гёттинген), Вольфганг Паули (Гамбург) и Грегор Вентцель (Gregor Wentzel) из Мюнхена. Судя по всему, у Вернера были все шансы занять вакансию в Лейпциге. Полностью должность называлась «экстраординарная профессура по прикладной механике и термодинамике». Письмо в Министерство народного образования в Дрездене подписал декан философского факультета астроном Юлиус Баушингер (Julius Bauschinger). В заключении университетской комиссии по отбору кандидатов Гейзенберг характеризовался как «самобытнейший кандидат, чьи работы по квантовой теории означают фундаментальный поворот в этой, еще хранящей столько  загадок, области науки». Но это еще не все. Комиссия специально подчеркнула, что из-за своих работ по гидромеханике Гейзенберг является очень хорошей кандидатурой, так как для Лейпцигского университета, несмотря на важность современных областей, таких как квантовая механика, ни в коем случае не должны быть заброшены классические теории.

Вернер оказался в трудном положении. Академическая традиция в Германии предписывала молодому ученому без колебаний принимать первое предложенное профессорское место, если он не хотел, чтобы за ним на долгое время закрепилась репутация «несговорчивого». Университеты избегали иметь дело с такими кандидатурами.

Август Гейзенберг

Август Гейзенберг

Отец Вернера – профессор Мюнхенского университета Август Гейзенберг – хорошо это понимал и советовал сыну отказаться от Копенгагена и принять предложение Лейпцига. Такого же мнения был дед Вернера, Николаус Векляйн (Nikolaus Wecklein). Сам он так и не стал университетским профессором, оставаясь директором мюнхенской гимназии, в которой одно время работал преподавателем Август Гейзенберг, женившийся на дочери своего директора. Теперь, на закате жизни, старый Векляйн мечтал, что его внук реализует несбывшуюся мечту и станет профессором университета в Германии. Он тоже был за Лейпциг и против Копенгагена.

Вернер не знал, как поступить. В письме Бору он признается:

«Я Вам могу снова сказать, что я, естественно, пошел бы лучше к Вам в Копенгаген, чем в Лейпциг. Но тут есть, конечно, ряд трудностей, по которым я бы хотел получить Ваш совет» [Rechenberg, 2010 стр. 454].

Вернеру предстояло убедить семью, что выбор Копенгагена предпочтительнее Лейпцига. Это было нелегко сделать, так как во многих отношениях приглашение в Лейпциг выглядело заманчиво, и «люди удивляются, если при таких обстоятельствах человек выбирает заграницу», как откровенно написал он Бору. Оклад экстраординариуса в Лейпциге составлял 7800 рейхсмарок в год [Heisenberg-Eltern, 2003 стр. 102]. Вернеру предстояли переговоры в Лейпциге и Дрездене, где располагалось саксонское министерство образования, о деталях предложения. Чтобы с достоинством отказаться от заманчивого места, Гейзенберг попросил Бора по возможности увеличить его предполагаемый оклад в Копенгагене. Тут же он подчеркнул:

«В любом случае мне не нужно Вам писать, что лично для меня материальные условия совсем не так важны, а все другие, человеческие и научные, однозначно говорят мне в пользу Копенгагена» [Rechenberg, 2010 стр. 454].

В конце письма Вернер сообщил о своих планах: еще две недели он проведет в Мюнхене с родителями, затем 20 апреля на несколько дней заедет в Гёттинген, после чего посетит Дрезден и Лейпциг для переговоров.

Нильс Бор

Нильс Бор

Письмо Гейзенберга заставило Бора действовать. В том же месяце он телеграммой известил своего будущего сотрудника, что его оклад в Дании повышается с 2280 до 3600 датских крон. Новый оклад соответствовал примерно семи тысячам рейхсмарок в год, что было существенно выше, чем 1535 рейхсмарок, которые получал ассистент в Гёттингене, и приближалось к окладу экстраординариуса в Лейпциге [Cassidy, 1995 стр. 716].

В Гёттингене Вернера ждали его старшие коллеги, к мнению которых он прислушивался: Макс Борн, вернувшийся из США, Джеймс Франк и Рихард Курант, ставший к тому времени деканом факультета естествознания и математики. Они в один голос советовали Вернеру отказаться от предложения из Лейпцига и поработать в Копенгагене. Курант написал Нильсу Бору 24 апреля 1926 года:

«В разговоре, который был у меня вчера вечером с Гейзенбергом, я ему советовал при всех обстоятельствах [выделено в оригинале] сейчас идти к Вам и не жертвовать научными и человеческими преимуществами пребывания в Копенгагене в пользу внешних преимуществ назначения в Лейпциг. Я считаю, что Гейзенберг спокойно может пропустить этот первый шанс в Германии» [Cassidy, 1995 стр. 271].

Зная, что Вернеру предстоят переговоры в университете и министерстве, Бор немедленно послал в Дрезден телеграмму до востребования:

«Курант мне советовал срочно Вам телеграфировать до переговоров в министерстве. Я могу Вам только посоветовать не принимать никакого окончательного решения до того, как мы в Копенгагене все детально между нами обсудим» [Rechenberg, 2010 стр. 455]

Борн тоже был за отказ от Лейпцига. Вернер много не потеряет, со временем он может рассчитывать получить место профессора Теодора дес Кудреса (Theodor des Coudres), занимавшего кафедру теоретической физики. Это значительно престижней, чем место экстраординарного профессора. Но Борн надеется, что через пару лет удастся добиться в Гёттингене места второго ординариуса по теоретической физике для Гейзенберга.

Предусмотрительный Гейзенберг заранее, 11 апреля, сообщил декану философского факультета Лейпцигского университета Юлиусу Баушингеру о желании «поговорить о возможной совместной работе». Декан ответил 13 апреля:

«Я рад слышать, что министерство откликнулось на наше предложение и вступит с Вами в переговоры. Господа Винер и Дес Кудрес предупреждены, что Вы с ними 25.4. хотите переговорить. Они оба будут в тот день на месте» [Rechenberg, 2010 стр. 456].

Сам декан при разговорах Гейзенберга с лейпцигскими профессорами не присутствовал. Вернера встречали два упомянутые в письме декана профессора физики – теоретик дес Кудрес и экспериментатор Отто Винер (Otto Wiener). Они произвели на юного кандидата хорошее впечатление, угостили обедом. Далее разговор шел о предполагаемой нагрузке в Лейпциге. О результатах Вернер написал родителям 29 апреля:

«Факультет ожидает от меня доклады по атомной физике, которую все хотели бы изучать. Я должен буду руководить докторантами, но руководства институтом у меня не будет. Я буду должен 4-5 часов в неделю читать лекции как по элементарной физике, так и по атомной. Сомнения насчет Копенгагена этим господам хорошо понятны. Приступить я должен буду, вероятно, только осенью».

Далее Вернер продолжал:

«Дес Кудрес хочет еще 6 лет оставаться на кафедре и думает, что после этого я мог бы стать его преемником» [Heisenberg-Eltern, 2003 стр. 102].

Увы, человек предполагает, не представляя своей судьбы. Дес Кудрес скоропостижно скончался в октябре того же, 1926 года от сердечного приступа. А в январе 1927 года тоже из-за сердечной недостаточности ушел из жизни и профессор Винер. Не зря Паули сразу после смерти дес Кудреса в сердцах написал тогда Гейзенбергу: «Этот чертов Лейпциг – постоянный источник волнений» [Cassidy, 1995 стр. 271].

Следую совету Бора, Вернер отложил окончательный ответ до переговоров в Копенгагене.

Из Лейпцига Вернер отправился в Берлин. Макс фон Лауэ его давно приглашал выступить на знаменитом Физическом Коллоквиуме при Берлинском университете. Это выступление состоялось в среду 28 апреля. В письме родителям Вернер написал на следующий день:

«Из бонз были на докладе Эйнштейн, Лауэ, Нернст, Ладенбург, Беккер, Мейтнер. Планк был еще в отпуске. <…> Мне кажется, доклад прошел очень хорошо. В дискуссии принимали участие Нернст, Лауэ, Эйнштейн. Все единогласно советовали мне отправляться в Копенгаген. Особенно Эйнштейн, квартиру которого я посетил, и Лауэ» [Heisenberg-Eltern, 2003 стр. 102-103].

Кроме знаменитых ученых доклад юного доктора пришли послушать его родственники: брат Эрвин, его жена Марианна и ее отец Л. Херберт (L. Herbert). В своих воспоминаниях Гейзенберг более подробно останавливается на важности этого выступления:

«Берлинский университет считался тогда оплотом физической науки в Германии. Здесь работали Планк, Эйнштейн, фон Лауэ и Нернст. Здесь Планк открыл квантовую теорию, а Рубенс подтвердил ее своими измерениями теплового излучения, и здесь же Эйнштейн в 1916 году сформулировал общую теорию относительности и теорию гравитации. Центром научной жизни являлся физический коллоквиум, который восходил еще к традиции времен Гельмгольца и на который большей частью в полном составе приходили профессора физики. Весной 1926 года я был приглашен сообщить в рамках этого коллоквиума о недавно возникшей квантовой механике. Поскольку тут мне впервые представлялась возможность лично познакомиться с носителями прославленных имен, я не пожалел усилий, чтобы как можно яснее изложить понятия и математические основания новой теории, столь непривычные для тогдашней физики, и мне удалось пробудить интерес некоторых присутствовавших, особенно Эйнштейна. Эйнштейн попросил меня после коллоквиума зайти к нему домой с тем, чтобы мы смогли подробно обсудить новые идеи» [Гейзенберг, 1989 стр. 190-191].

Советы выдающихся физиков в Берлине окончательно склонили часу весов в пользу Копенгагена. В том же письме от 29 апреля Вернер написал родителям:

«Я сам решил довольно твердо отказаться от Лейпцига» [Heisenberg-Eltern, 2003 стр. 102-103].

Вернер Гейзенберг

Вернер Гейзенберг

Свое решение Вернер объяснял родителям тем, что в Лейпциге его научная карьера может считаться законченной. Это место ему подошло бы, если бы его тешили «смешные инстинкты тщеславия, связанные с возможностью называться профессором». Он мог бы принять это предложение, если бы его интересовал, как он выразился по латыни, чтобы порадовать отца, специалиста по античным языкам, «Otim cum dignitate» («досуг с достоинством»). В Копенгагене у него остается надежда еще многое сделать в науке. Материально он был достаточно обеспечен, даже если он женится, им должно хватать средств. И мудрый вывод, к которому приходит Вернер в этом письме родителям:

«Если у меня будут хорошие работы, то поступят и приглашения, а иначе я этого не заслужил. Кроме того, мне это совсем не подходит, всегда бранить материалистическую сторону мира, а при первом же случае, когда надо доказать слова делом, поступать так, как поступил бы любой бюргер-обыватель» [Heisenberg-Eltern, 2003 стр. 103].

В конце этого письма от 29 апреля, он успокаивает родителей: нужно быть немного легкомысленным, два года надо поработать в Копенгагене, а там что будет, то и будет. На всякий случай, чтобы не сжигать мосты, Гейзенберг не уволился окончательно из Гёттингенского университета, а взял бессрочный отпуск. И, вняв единодушным советам старших коллег, приступил к обязанностям доцента университета в Копенгагене и ассистента Бора. Пятого мая он сообщает родителям уже из датской столицы:

«Сегодня я окончательно отказался от назначения в Лейпциг. Кто знает, правильно ли это? Но ведь человек существуете не для того, чтобы занимать какую-то должность, а для того, чтобы выдавать какие-то результаты» [Heisenberg-Eltern, 2003 стр. 103].

И дальше рассказывает, что в его квартире пока заканчивается ремонт, зато рабочий кабинет в институте с огромным письменным столом готов, полон книг и очень мил. В жилой комнате завтра должны перекрасить стены под его вкус, он получил рояль, письменный стол, шкаф, диван – что еще нужно для плодотворной научной работы!

(продолжение следует)

Примечание

[1] Серия моих статей под названием «Эпизоды революции вундеркиндов» в другой, чем здесь, редакции публикуется в журнале «Наука и жизнь», начиная с № 9/2018.

Литература

Anonymus. 1927. Referat vom Artikel Werner Heisenber. Die Quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen. Physikalische Berichte, V. 8.2, S. 1205. 1927.

Born, Max. 1975. Mein Leben. Die Erinnerungen des Nobelpreisträgers. München : Nymphenburger Verlagshandlung, 1975.

Born-Heisenberg-Jordan. 1926. Born Max; Heisenberg Werner; Jordan Pasqual. Zur Quantenmechanik II. Zeitschrift für Physik, v. 35, S. 567-615. 1926.

Cassidy, David. 1995. Werner Heisenberg. Leben und Werk. Heidelberg, Berlin, Oxford : Spektrum Akademischer Verlag, 1995.

Dirac, Paul. 1925. The Fundamental Equations of Quantum Mechanics. Proceedings of the Royal Society of London, Series A, Vol. 109, pp. 642-653. 1925.

Heisenberg, Werner. 1926. Über quantentheoretisvhe Kinematik und Mechanik. Mathematische Annalen. B. 95, S. 683-705. 1926.

Heisenberg-Eltern. 2003. Werner Heisenberg: Liebe Eltern. Briefe aus kritischer Zeit. 1918-1945. Hrsg. von A.M. Hirsch-Heisenberg. München : Langer-Müller Verlag, 2003.

Heisenberg-VII. 1963. American Institute of Physics. Oral History Interviews. Werner Heisenberg — Session VII Interviewed by Thomas S. Kuhn. [Online] 22. February 1963. [Zitat vom: 09. July 2018.]

Pauli, Wolfgang. 1926. Über das Wasserstoffspektrum vom Standpunkt der neuen Quantenmechanik. Zeitschrift für Physik, B. 36, S. 336-363. 1926.

Pauli-Briefe. 1979. Pauli, Wolfgang — Wissenschaftlicher Briefwechsel, Band I: 1919-1929. Hrsg. v. Hermann Armin u.a. Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo : Springer Verlag, 1979.

Rechenberg, Helmut. 2010. Werner Heisenberg – die Sprache der Atome. Gedruckt in zwei Bänder. Berlin, Heidelberg : Springer-Verlag, 2010.

Schrödinger, Erwin. 1926. Quantisierung als Eigenwertproblem (Erste Mitteilung). Annalen der Physik, Vierte Folge, Band 79, S. 361-376. 1926.

Гейзенберг, Вернер. 1989. Физика и философия. Часть и целое. М. : «Наука». Главная редакция физико-математической литературы, 1989.

Джеммер, Макс. 1985. Эволюция понятий квантовой механики. Пер. с англ. В.Н. Покровского. Под ред. Л.И. Пономарева. М. : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985.

Share

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

AlphaOmega Captcha Mathematica  –  Do the Math
     
 
В окошко капчи (AlphaOmega Captcha Mathematica) сверху следует вводить РЕЗУЛЬТАТ предложенного математического действия