100 великих учёных
Шрифт:
Зимой 1925–1926 годов Борн был приглашённым лектором в Массачусетском технологическом институте. В 1926 году Шрёдингер развил волновую механику, содержащую формулировки, альтернативные квантовой механике, которая в свою очередь, как он показал, была эквивалентна формулировкам матричной механики. Возвращаясь к некоторым методам классической физики, волновая механика трактует субатомные частицы как волны, описываемые волновой функцией. Применяя принципы волновой механики и матричной механики в теории атомного рассеяния, Борн сделал вывод, что квадрат волновой функции, вычисленный в некоторой точке пространства, выражает вероятность того, что соответствующая частица находится именно в этом месте. По этой причине, утверждал он, квантовая механика даёт лишь вероятностное описание положения частицы. Борновское описание рассеяния частиц, которое стало известным как борновское приближение, оказалось
Статистическая интерпретация квантовой механики развивалась дальше Борном, Гейзенбергом и Бором; поскольку Бор, который жил в Копенгагене, проделал большую работу по этой интерпретации, она стала известна как копенгагенская интерпретация. Хотя ряд основателей квантовой теории, включая Планка, Эйнштейна и Шрёдингера, не соглашались с таким подходом, поскольку он отвергает причинность, большинство физиков приняло копенгагенскую интерпретацию как наиболее плодотворную. Борн и Эйнштейн вели длительную полемику в письмах по этому вопросу, хотя фундаментальное научное расхождение никогда не омрачало их дружбы. Известность Борна как реформатора квантовой механики, которая легла в основу новой картины строения атома и последующего развития физики и химии, привлекла многих одарённых молодых физиков к нему в Гёттинген.
После посещения физической конференции в Ленинграде в 1928 года у Борна ухудшилось состояние здоровья, сказались физические нагрузки, и он вынужден был провести год в санатории. Здесь он не терял времени даром, написав учебник по оптике, позднее запрещённый нацистами, но широко использовавшийся в англоязычных странах. Это был один из нескольких учебников и популярных трудов, написанных Борном по различным общим физическим вопросам; он опубликовал большое количество и специальных работ.
Борн был чрезвычайно обаятельным человеком. Одновременно он бывал весьма решителен и бескомпромиссен в тех случаях, когда дело касалось несправедливых поступков.
В 1932 году Борн стал деканом научного факультета в Гёттингене. После прихода к власти Гитлера в первый же месяц гёттингенский научный центр фактически перестал существовать. Много ведущих профессоров, в том числе и Борн, были отстранены от должности. Во главе институтов оказались фашистские гауляйтеры, далёкие от интересов науки. Многие учёные, стремившиеся ранее «не замечать» грязной политики, чтобы сохранить лишь академическую свободу, оказались в разных лагерях.
Борн покидает Германию и перебирается в Великобританию. Здесь он в течение следующих трёх лет был лектором в Кембридже. Проведя шесть месяцев в Индийском физическом институте в Бангалоре, где он работал с индийским физиком Венката Раманом, Борн занял пост профессора натурфилософии в Эдинбургском университете в 1936 году. В университете он преподавал и проводил исследования вплоть до своего ухода в отставку в 1953 году, когда он стал почётным профессором в отставке в Эдинбурге.
У Борна было много учеников. У него работали физики, ставшие позже крупными теоретиками. Достаточно перечислить их имена: Гейзенберг, Дирак и Паули, Ферми, Блеккет, Винер, Гейтлер, Вейскопф, Оппенгеймер, Теллер. У Борна работали крупные советские учёные: Фок, Френкель, Богуславский и Румер. У Борна как у учителя был очень сильно развит критический талант, но он был настолько тесно соединён с доброжелательностью, что все его ученики чувствовали себя как бы членами одной большой семьи, главной целью которой было познание. Он умел создавать такую атмосферу благожелательности, в которой каждый, не стесняясь, мог выбирать свой путь в решении занимающей всех проблемы.
Может быть, благодаря личным качествам Борна именно в его школе объединились люди, стоящие на самых крайних мировоззренческих позициях. Достаточно вспомнить, что Паскуаль Иордан, с которым Борн сделал немало великолепных физических работ, по своим философским взглядам характеризуется обычно как субъективный идеалист, тогда как сам Макс Борн был материалистом, а его другой ученик Дирак — атеистом, отрицавшим всякую религию.
Такое различие в мировоззрениях не мешало их научному сотрудничеству до тех пор, пока от каждого не потребовалось решительного определения своих политических взглядов с приходом к власти фашистов. Некоторые студенты и коллеги Борна уже успели получить Нобелевскую премию за работы по квантовой теории, но вклад самого Борна не был столь высоко оценён до 1954 года, когда он был награждён Нобелевской премией по физике «за фундаментальные исследования по квантовой механике, особенно за его статистическую интерпретацию волновой функции». Он разделил премию с Вальтером Боте, который был награждён за экспериментальную работу по элементарным частицам. В Нобелевской лекции Борн описал истоки квантовой механики и её статистической интерпретации, задавшись вопросом: «Можем ли мы нечто, с чем нельзя ассоциировать привычным образом понятия „положение“ и „движение“, называть предметом или частицей?» И следующим образом заключил: «Ответ на этот вопрос принадлежит уже не физике, а философии».
Хотя Борна больше всего помнят в связи с его работами в области квантовой механики, его исследования и труды сыграли важную роль во всех тех областях, которых они касались. «Мне никогда не нравилось быть узким специалистом, — написал он в своей автобиографии. — Я не слишком подошёл бы к современной манере проводить научные исследования большими группами специалистов. Философское основание науки — вот что всегда интересовало меня больше, чем конкретные результаты».
Вскоре после своей отставки Борн с женой поселился в Бад-Пирмонте, небольшом городке вблизи Гёттингена, их пенсионные права и конфискованная собственность были восстановлены послевоенным правительством. Здесь Борн продолжал свою научную работу, готовил новые издания своих публикаций, писал и выступал с лекциями о социальной ответственности учёных, особенно в связи с применением ядерного оружия. В 1955 году он был одним из шестнадцати нобелевских лауреатов, которые собрались на острове Майнау, расположенном на озере Констанс в Швейцарии, чтобы выработать заявление, осуждающее дальнейшую разработку и использование ядерного оружия. В конце концов, эту декларацию подписал пятьдесят один нобелевский лауреат. Два года спустя Борн был одним из восемнадцати гёттингенцев (все из группы ведущих западногерманских физиков), которые поклялись не принимать участия в разработке и производстве такого оружия и которые участвовали в кампании против ядерного вооружения Западной Германии.
Борн умер в гёттингенском госпитале 5 января 1970 года.
НИЛЬС БОР
Эйнштейн сказал однажды: «Что удивительно привлекает в Боре как учёном-мыслителе, так это редкий сплав смелости и осторожности; мало кто обладал такой способностью интуитивно схватывать суть скрытых вещей, сочетая это с обострённым критицизмом. Он, без сомнения, является одним из величайших научных умов нашего века».
Датский физик Нильс Хенрик Давид Бор родился 7 октября 1885 года в Копенгагене и был вторым из трёх детей Кристиана Бора и Эллен (в девичестве Адлер) Бор. Его отец был известным профессором физиологии в Копенгагенском университете; его мать происходила из еврейской семьи, хорошо известной в банковских, политических и интеллектуальных кругах. Их дом был центром весьма оживлённых дискуссий по животрепещущим научным и философским вопросам, и на протяжении всей своей жизни Бор размышлял над философскими выводами из своей работы. Он учился в Гаммельхольмской грамматической школе в Копенгагене и окончил её в 1903 году. Бор и его брат Харальд, который стал известным математиком, в школьные годы были заядлыми футболистами; позднее Нильс увлекался катанием на лыжах и парусным спортом.
В те годы Харальд пользовался гораздо большей известностью, чем Нильс, правда, не столько как талантливый учёный, сколько как один из лучших футболистов Дании. На протяжении ряда лет он играл полузащитником в командах высшей лиги и в 1908 году участвовал в лондонской олимпиаде, где Дания завоевала серебряные медали. Нильс также был страстным футболистом, но он никогда не поднимался выше запасного вратаря команды высшей лиги, хотя и в этом амплуа выступал лишь в очень редких матчах.
«Нильс, конечно, играл прекрасно, но частенько запаздывал выйти из ворот», — шутил Харальд.
Если в школе Нильса Бора в общем считали учеником обыкновенных способностей, то в Копенгагенском университете его талант очень скоро заставил о себе заговорить. В декабре 1904 году Хельга Лунд писала своему норвежскому другу:
«Кстати, о гениях. С одним из них я встречаюсь каждый день. Это Нильс Бор, о котором я тебе уже рассказывала; его незаурядные способности проявляются всё в большей степени. Это самый лучший, самый скромный человек на свете. У него есть брат Харальд, он почти такой же талантливый и учится на математическом отделении. Я никогда не встречала двух столь неразлучных и любящих друг друга людей. Они очень молоды, одному — 17, другому — 19 лет, но я предпочитаю разговаривать только с ними, потому что они очень приятные».