Страница:
После нескольких дней мучений со светом, фотоаппаратом, фотопластинками были получены четкие фотографии следов альфа-частиц, которые можно было обнародовать. Вильсон, торопясь, набрасывает короткую заметку, прикладывает к ней две наиболее удачные фотографии, одну — полученную с помощью рентгеновских лучей, другую — с помощью радиоактивного излучения, и отсылает пакет в «Труды Королевского общества».
Он прекрасно понимает, какое впечатление произведет его сообщение, особенно фотографии, и поэтому не свертывает работу в ожидании поздравлений; наоборот, он знает, сколько вопросов посыплется от коллег. Он позволил им заглянуть в невидимый мир, о существовании которого они знали, но который никто не видел. Поэтому он торопится усовершенствовать систему, добиться лучшего качества снимков, составляет подробное объяснение открытого им явления. Он не мог при этом воспользоваться прекрасным примером, которым пользуются сегодня физики, объясняя принцип работы камеры Вильсона, — примером с реактивным самолетом, летящим так высоко, что его самого не видно, но виден белый туманный шлейф, оставленный им в стратосфере: капельки влаги, сконденсировавшиеся на продуктах сгорания топлива. Он описывает свою камеру в иных, менее образных выражениях; он делает снимок за снимком, пытаясь поймать альфа-частицу в разные моменты ее короткой жизни, в разных ракурсах. Он отбирает девятнадцать самых лучших фотографий, составляет подробнейшую схему самой камеры, описывает во всех деталях методику получения частиц и их фотографирования и только тогда, отправив все это в печать, немного переводит дух. Теперь он сделал главное: он дал возможность каждому физику самому построить такую же камеру и получить такие же снимки, а также любые другие, какие понадобятся.
Он знает, что возможности его камеры этим не исчерпываются. Он фотографировал те частицы, которые были известны тогда и которые можно было легко получить. Но кто знает, может, частиц больше, и теперь их удастся обнаружить, поймать за хвост — это вульгарно звучит, но довольно точно отражает суть, ибо на пластинке видна не сама частица, а ее траектория, трек, как говорят физики. Конечно, сам Вильсон не мог предвидеть все грандиозные последствия своего открытия. Можно смело сказать, что вся физика элементарных частиц и космических лучей родилась в камере Вильсона.
Когда Резерфорд узнал об открытии своего друга, он, говорят, обрадовался, как ребенок. Он радовался и за Чарльза — наконец тот проявил свой медлительный талант; и за себя — наконец он видит свои альфа-частицы и их отклонение; и за физику — наконец найден способ останавливать прекрасные и важные мгновения.
Спустя несколько лет, когда, казалось, уже спал ажиотаж, вызванный неожиданным открытием тихони Си-Ти-Ара, и к нему, к открытию этому, могли бы уж вроде попривыкнуть, Резерфорд по-прежнему не переставал восхищаться: «Это было замечательное достижение, позволившее увидеть во всех деталях то, что происходит с частицами, когда они пролетают через газ. Каждый, кто обладает хоть каким-то воображением, при виде стереофотографии треков быстрых альфа-частиц, протонов или электронов, не может не восхищаться совершенством, с которым зарегистрированы все подробности их коротких жизней, полных драматических событий. Камера Вильсона стала бесценным помощником самых разнообразных исследований. Этот прибор является в некотором роде высшим кассационным судом, которому экспериментатор может полностью довериться. Ни один человек, наделенный самым ярким талантом научного предвидения, не смог бы предсказать всех способностей этого прибора, обладающего столь исключительным могуществом и неисчерпаемыми возможностями».
В этом высказывании все, даже стиль, необычный для ученого, говорит о великом восхищении человека, которого трудно было чем-нибудь потрясти — слишком велики были его собственные озарения.
Не только Резерфорд — все ученые были изумлены открытием Вильсона, таким простым, таким доступным каждому, что просто диву можно даться, как это никому раньше в голову не пришло. Даже Рентген, сам Рентген, который к концу жизни, увы, весьма скептически относился ко всему новому в физике, и тот сразу же оценил по достоинству камеру Вильсона.
Но странное дело: поизумлявшись вдоволь, большинство ученых несколько поостыли к камере, словно пресытившись новой игрушкой. Наверное, они и восприняли ее вначале как забавную игрушку, не более; иначе почему же лет десять еще она не стала настольным инструментом каждого физика? Наверное, какая-то объективная причина существовала; может быть, даже не одна.
Прежде всего — фактор новизны метода: не каждый способен повторить все у себя; как ни подробно описывал Вильсон все детали, очень многое зависело поначалу от самого исследователя, от его экспериментального мастерства. Потом такое парадоксальное обстоятельство, как отсутствие массового потребителя; в те годы камерой всерьез мог заинтересоваться лишь физик, занимающийся атомными частицами; но частиц было открыто вначале раз, два — и обчелся, и для них как раз треки уже были получены. А новые частицы не были открыты, пока физики не взяли в руки камеру Вильсона, — и получается заколдованный круг; чтобы его разорвать, нужно время.
Еще одно соображение, которое можно выдвинуть для объяснения ненормально малого спроса на камеру: их поначалу не выпускала промышленность. А промышленность не осваивала новый прибор потому, что на него не было большого спроса — и вот еще один порочный круг, который тоже надо разорвать и на что тоже нужно время.
Вообще история с внедрением камеры Вильсона — одна из самых нелепых в истории естествознания: физики, постоянный авангард науки, на этот раз поплелись в хвосте событий.
Может, поэтому, когда наконец положение нормализовалось, они, словно наверстывая упущенное, набросились на камеру прямо с каким-то исступлением и, словно компенсируя прежнее невнимание, получили с ее помощью целый каскад новых открытий.
Но для этого понадобилось еще несколько исследований самого Вильсона, усовершенствовавшего камеру к 1923 году и получившего еще более четкие и убедительные фотографии треков частиц. Понадобилось решение Нобелевского комитета, присудившего в 1927 году премию по физике Чарльзу Томасу Рису Вильсону «за открытие метода, позволяющего посредством конденсации паров видеть траектории полета заряженных частиц».
Любопытно, что к этому времени относится и служебное повышение самого Си-Ти-Ара. Ведь до 1925 года он занимал должность всего лишь старшего демонстратора по физике. Это Вильсон — изобретатель камеры Вильсона! Ну не странно ли и не грустно: только в 1926 году сработала бюрократическая машина, и пятидесятисемилетнему ученому было присвоено звание профессора. Зато потом все посыпалось сразу: на другой год Нобелевская премия, тут же — избрание вице-президентом Королевского общества. Как говорится: «Не было ни гроша, да вдруг алтын».
Может быть, такая задержка с официальным признанием вызвана благими намерениями — попыткой соблюсти максимальную объективность, а ничто так не способствует данной цели, как проверка временем, но все же было бы, право, лучше, если б разрыв не был огорчающе большим. Правда, мы можем утешиться в данном случае тем, что известны примеры, когда Нобелевская премия присуждалась спустя пятьдесят лет после открытия. Так что можно считать, что Вильсону еще повезло. Это что касается премии; а вот по поводу его должностных неурядиц, по-видимому, кроме уже названного и несомненного бюрократизма, может существовать только одна объективная причина.
Дело в том, что Вильсон, несмотря на свою максимальную собранность и аккуратность, не умел читать лекции, а этот талант при назначении на должность профессора очень даже учитывается. Один из продолжателей дела Вильсона, английский физик П. Блэккет, с огромной симпатией относившийся к нему, вынужден был признать: «За его речью трудно было следить, его записи на доске было трудно понять». Но тут же Блэккет добавляет, что, когда он «заставил себя аккуратно конспектировать лекции Вильсона, впоследствии оказалось, что это были чуть ли не единственные записи моих студенческих лет, к которым я потом неоднократно обращался». То есть мнение о нем как о неважном лекторе было поверхностным — он не был эффектен на кафедре, не был остроумен у доски, но разве только эти качества нужны лектору? Нет, конечно. Но они нужны совету университета для присуждения профессорского звания.
Сам Вильсон, в отличие от нас, переживающих его неудачи, был глубоко равнодушен к своей карьере. Он делал свое дело — шлифовал «свою большую глыбу стекла» — и был счастлив. Тот же П. Блэккет сказал о нем, что «из всех великих ученых нашего века он был, пожалуй, самым мягким и спокойным, самым равнодушным к почестям и славе».
Всю свою долгую жизнь — Вильсон прожил девяносто лет — он неторопливо и методично делал то, что считал для себя и науки важным. За девяносто лет он опубликовал всего сорок шесть статей — столько имеет в активе иной молодой ученый, — но каждая из них может служить образцом. Свою последнюю работу, посвященную своему первому научному увлечению, пронесенному через всю жизнь, Вильсон опубликовал в августе 1956 года, когда ему было восемьдесят семь лет. На двадцати страницах был подведен итог многолетних наблюдений за электрическими явлениями при грозах. В эти сжатые страницы вместилось всё: и походы в горы Шотландии, где он расставлял свои электрометры прямо во время грозы, хоть это было довольно опасно; и полеты на маленьком самолете, на которые он решился в восемьдесят шесть лет, чтобы рассмотреть грозовые облака, хоть это очень опасно; и расчеты, и выводы из них.
Размеренная жизнь, постоянные походы в горы, любовь к природе, отсутствие какой-либо тщеславной суеты помогли Вильсону сохранить удивительно крепкое здоровье. Он серьезно заболел, кажется, всего один раз — в девяносто лет, да и то, верно, это была не болезнь, а просто исход жизни.
Он оставил после себя добрую и долгую память, которая будет существовать столько, сколько просуществует камера Вильсона — «самый оригинальный и удивительный инструмент в истории науки», как назвал ее Резерфорд, а ведь он, как известно, редко ошибался в своих предвидениях.
Глава девятая
Он прекрасно понимает, какое впечатление произведет его сообщение, особенно фотографии, и поэтому не свертывает работу в ожидании поздравлений; наоборот, он знает, сколько вопросов посыплется от коллег. Он позволил им заглянуть в невидимый мир, о существовании которого они знали, но который никто не видел. Поэтому он торопится усовершенствовать систему, добиться лучшего качества снимков, составляет подробное объяснение открытого им явления. Он не мог при этом воспользоваться прекрасным примером, которым пользуются сегодня физики, объясняя принцип работы камеры Вильсона, — примером с реактивным самолетом, летящим так высоко, что его самого не видно, но виден белый туманный шлейф, оставленный им в стратосфере: капельки влаги, сконденсировавшиеся на продуктах сгорания топлива. Он описывает свою камеру в иных, менее образных выражениях; он делает снимок за снимком, пытаясь поймать альфа-частицу в разные моменты ее короткой жизни, в разных ракурсах. Он отбирает девятнадцать самых лучших фотографий, составляет подробнейшую схему самой камеры, описывает во всех деталях методику получения частиц и их фотографирования и только тогда, отправив все это в печать, немного переводит дух. Теперь он сделал главное: он дал возможность каждому физику самому построить такую же камеру и получить такие же снимки, а также любые другие, какие понадобятся.
Он знает, что возможности его камеры этим не исчерпываются. Он фотографировал те частицы, которые были известны тогда и которые можно было легко получить. Но кто знает, может, частиц больше, и теперь их удастся обнаружить, поймать за хвост — это вульгарно звучит, но довольно точно отражает суть, ибо на пластинке видна не сама частица, а ее траектория, трек, как говорят физики. Конечно, сам Вильсон не мог предвидеть все грандиозные последствия своего открытия. Можно смело сказать, что вся физика элементарных частиц и космических лучей родилась в камере Вильсона.
Когда Резерфорд узнал об открытии своего друга, он, говорят, обрадовался, как ребенок. Он радовался и за Чарльза — наконец тот проявил свой медлительный талант; и за себя — наконец он видит свои альфа-частицы и их отклонение; и за физику — наконец найден способ останавливать прекрасные и важные мгновения.
Спустя несколько лет, когда, казалось, уже спал ажиотаж, вызванный неожиданным открытием тихони Си-Ти-Ара, и к нему, к открытию этому, могли бы уж вроде попривыкнуть, Резерфорд по-прежнему не переставал восхищаться: «Это было замечательное достижение, позволившее увидеть во всех деталях то, что происходит с частицами, когда они пролетают через газ. Каждый, кто обладает хоть каким-то воображением, при виде стереофотографии треков быстрых альфа-частиц, протонов или электронов, не может не восхищаться совершенством, с которым зарегистрированы все подробности их коротких жизней, полных драматических событий. Камера Вильсона стала бесценным помощником самых разнообразных исследований. Этот прибор является в некотором роде высшим кассационным судом, которому экспериментатор может полностью довериться. Ни один человек, наделенный самым ярким талантом научного предвидения, не смог бы предсказать всех способностей этого прибора, обладающего столь исключительным могуществом и неисчерпаемыми возможностями».
В этом высказывании все, даже стиль, необычный для ученого, говорит о великом восхищении человека, которого трудно было чем-нибудь потрясти — слишком велики были его собственные озарения.
Не только Резерфорд — все ученые были изумлены открытием Вильсона, таким простым, таким доступным каждому, что просто диву можно даться, как это никому раньше в голову не пришло. Даже Рентген, сам Рентген, который к концу жизни, увы, весьма скептически относился ко всему новому в физике, и тот сразу же оценил по достоинству камеру Вильсона.
Но странное дело: поизумлявшись вдоволь, большинство ученых несколько поостыли к камере, словно пресытившись новой игрушкой. Наверное, они и восприняли ее вначале как забавную игрушку, не более; иначе почему же лет десять еще она не стала настольным инструментом каждого физика? Наверное, какая-то объективная причина существовала; может быть, даже не одна.
Прежде всего — фактор новизны метода: не каждый способен повторить все у себя; как ни подробно описывал Вильсон все детали, очень многое зависело поначалу от самого исследователя, от его экспериментального мастерства. Потом такое парадоксальное обстоятельство, как отсутствие массового потребителя; в те годы камерой всерьез мог заинтересоваться лишь физик, занимающийся атомными частицами; но частиц было открыто вначале раз, два — и обчелся, и для них как раз треки уже были получены. А новые частицы не были открыты, пока физики не взяли в руки камеру Вильсона, — и получается заколдованный круг; чтобы его разорвать, нужно время.
Еще одно соображение, которое можно выдвинуть для объяснения ненормально малого спроса на камеру: их поначалу не выпускала промышленность. А промышленность не осваивала новый прибор потому, что на него не было большого спроса — и вот еще один порочный круг, который тоже надо разорвать и на что тоже нужно время.
Вообще история с внедрением камеры Вильсона — одна из самых нелепых в истории естествознания: физики, постоянный авангард науки, на этот раз поплелись в хвосте событий.
Может, поэтому, когда наконец положение нормализовалось, они, словно наверстывая упущенное, набросились на камеру прямо с каким-то исступлением и, словно компенсируя прежнее невнимание, получили с ее помощью целый каскад новых открытий.
Но для этого понадобилось еще несколько исследований самого Вильсона, усовершенствовавшего камеру к 1923 году и получившего еще более четкие и убедительные фотографии треков частиц. Понадобилось решение Нобелевского комитета, присудившего в 1927 году премию по физике Чарльзу Томасу Рису Вильсону «за открытие метода, позволяющего посредством конденсации паров видеть траектории полета заряженных частиц».
Любопытно, что к этому времени относится и служебное повышение самого Си-Ти-Ара. Ведь до 1925 года он занимал должность всего лишь старшего демонстратора по физике. Это Вильсон — изобретатель камеры Вильсона! Ну не странно ли и не грустно: только в 1926 году сработала бюрократическая машина, и пятидесятисемилетнему ученому было присвоено звание профессора. Зато потом все посыпалось сразу: на другой год Нобелевская премия, тут же — избрание вице-президентом Королевского общества. Как говорится: «Не было ни гроша, да вдруг алтын».
Может быть, такая задержка с официальным признанием вызвана благими намерениями — попыткой соблюсти максимальную объективность, а ничто так не способствует данной цели, как проверка временем, но все же было бы, право, лучше, если б разрыв не был огорчающе большим. Правда, мы можем утешиться в данном случае тем, что известны примеры, когда Нобелевская премия присуждалась спустя пятьдесят лет после открытия. Так что можно считать, что Вильсону еще повезло. Это что касается премии; а вот по поводу его должностных неурядиц, по-видимому, кроме уже названного и несомненного бюрократизма, может существовать только одна объективная причина.
Дело в том, что Вильсон, несмотря на свою максимальную собранность и аккуратность, не умел читать лекции, а этот талант при назначении на должность профессора очень даже учитывается. Один из продолжателей дела Вильсона, английский физик П. Блэккет, с огромной симпатией относившийся к нему, вынужден был признать: «За его речью трудно было следить, его записи на доске было трудно понять». Но тут же Блэккет добавляет, что, когда он «заставил себя аккуратно конспектировать лекции Вильсона, впоследствии оказалось, что это были чуть ли не единственные записи моих студенческих лет, к которым я потом неоднократно обращался». То есть мнение о нем как о неважном лекторе было поверхностным — он не был эффектен на кафедре, не был остроумен у доски, но разве только эти качества нужны лектору? Нет, конечно. Но они нужны совету университета для присуждения профессорского звания.
Сам Вильсон, в отличие от нас, переживающих его неудачи, был глубоко равнодушен к своей карьере. Он делал свое дело — шлифовал «свою большую глыбу стекла» — и был счастлив. Тот же П. Блэккет сказал о нем, что «из всех великих ученых нашего века он был, пожалуй, самым мягким и спокойным, самым равнодушным к почестям и славе».
Всю свою долгую жизнь — Вильсон прожил девяносто лет — он неторопливо и методично делал то, что считал для себя и науки важным. За девяносто лет он опубликовал всего сорок шесть статей — столько имеет в активе иной молодой ученый, — но каждая из них может служить образцом. Свою последнюю работу, посвященную своему первому научному увлечению, пронесенному через всю жизнь, Вильсон опубликовал в августе 1956 года, когда ему было восемьдесят семь лет. На двадцати страницах был подведен итог многолетних наблюдений за электрическими явлениями при грозах. В эти сжатые страницы вместилось всё: и походы в горы Шотландии, где он расставлял свои электрометры прямо во время грозы, хоть это было довольно опасно; и полеты на маленьком самолете, на которые он решился в восемьдесят шесть лет, чтобы рассмотреть грозовые облака, хоть это очень опасно; и расчеты, и выводы из них.
Размеренная жизнь, постоянные походы в горы, любовь к природе, отсутствие какой-либо тщеславной суеты помогли Вильсону сохранить удивительно крепкое здоровье. Он серьезно заболел, кажется, всего один раз — в девяносто лет, да и то, верно, это была не болезнь, а просто исход жизни.
Он оставил после себя добрую и долгую память, которая будет существовать столько, сколько просуществует камера Вильсона — «самый оригинальный и удивительный инструмент в истории науки», как назвал ее Резерфорд, а ведь он, как известно, редко ошибался в своих предвидениях.
Глава девятая
Я предупреждал в начале книги, что нам придется немало постранствовать по разным государствам и эпохам. Только что мы были в Канаде и Англии, до этого — во Франции, а теперь предстоит вернуться в Германию, в Мюнхен, в Физический институт при университете, где кафедрой физики руководит В.К. Рентген. Приятно возвращаться в места уже известные — испытываешь двойную радость: от встречи со старыми знакомыми и от узнавания новых людей.
Собственно, новых имен появилось здесь за это время, пока мы кочевали по Европе, не так уж много. Ну, кто здесь новичок? Зоммерфельда мы помним — благодаря стараниям Рентгена он возглавил кафедру теоретической физики. Эрнста Вагнера — тем более, он старый ассистент Рентгена еще по Вюрцбургу. Конечно, помним мы и Абрама Федоровича Иоффе, бывшего ассистента Рентгена, приезжавшего к нему регулярно из России для продолжения совместной работы.
Вот Вальтер Фридрих и Пауль Книппинг действительно новички. Они ровесники — в тот год, когда произойдет интересующее нас событие, им обоим будет по двадцать девять лет; Фридрих будет тогда ассистентом Зоммерфельда, Книппинг — докторантом Рентгена. Еще одна новая фигура — двадцатичетырехлетний Петер Эвальд, ученик Зоммерфельда; ему предстоит защитить докторскую диссертацию о поведении световых волн в кристаллах, но у него не все с ней клеится, и это сыграет свою роль. Другой ассистент Зоммерфельда, Петер Дебай, также примет участие в интересующем нас событии. А произойдет оно по милости Макса Лауэ, молодого преподавателя физики, всего три года назад переехавшего в Мюнхен.
Вот, собственно, и вся ремарка, предшествующая кульминации. Осталось сделать то, что я хотел сделать еще в шестой главе: усадить участников спора за столик кафе, поставить на буфетную стойку коробку шоколада, и действие можно начинать.
Главным действующим лицом будет Макс Лауэ; впрочем, если понимать под действием непосредственное участие в эксперименте, то Лауэ следовало бы назвать главным бездействующим лицом, ибо его роль свелась к высказыванию новой идеи и ее математическому объяснению, после того как она была доказана в эксперименте двумя другими физиками. Но в науке действовать — не обязательно перемещаться по лаборатории, включать и выключать приборы, делать замеры; иногда достаточно просто хорошо подумать; этим теоретики отличаются от экспериментаторов.
Впрочем, Макса Лауэ нельзя назвать чистым теоретиком, он счастливо сочетал в одном лице оба таланта. Поначалу казалось — причем и ему самому, — что теоретиком он вряд ли станет, уж больно не лежала у него душа к чистой математике. В семье вообще считали, что маленький Макс должен быть юристом. Но как-то раз в гимназии он услышал, что из медного купороса под действием электрического тока выделяется чистая медь, с юридической карьерой было покончено. Эта информация настолько потрясла юную душу, что несколько дней Макс не мог ни писать, ни читать, ни есть. Когда не на шутку встревоженные родители узнали, в чем дело, они поняли, что Фемида, строгая богиня правосудия, свергнута с пьедестала детских грез. И точно: сердцем Макса завладела физика, и надолго — навсегда.
Впрочем, любовь к физике не мешала ему основательно изучать литературу, иностранные языки. В зрелом возрасте он не раз приводил слова известного австрийского физика Людвига Больцмана: «Без Шиллера мог, конечно, быть человек с моим носом и бородой, но это не был бы я», и целиком соглашался С Ним, подчеркивая роль родной классической литературы для формирования воззрения ученого именно в детские годы, когда ум наиболее восприимчив к новому. «Образование есть то, что остается, когда все выученное уже забыто», — любил напоминать Лауэ известную поговорку.
В начале 1896 года, когда Максу было семнадцать лет, он узнал об открытии Рентгена. Оно поразило его. Он достал примитивную разрядную трубку и попытался получить таинственные X-лучи, о которых все только и говорили. Разумеется, он не знал тогда, что в будущем ему посчастливится работать с самим Рентгеном и даже сделать с помощью его лучей выдающееся открытие. Может, если бы знал, не так огорчился бы, убедившись, что, несмотря на то что он сделал все, как написано в брошюре, лучей получить не смог.
Некоторое утешение он нашел вскоре в более удачных опытах со светом, производя его интерференцию и дифракцию. В те дни, когда в конце школьного обучения Лауэ познакомился почти одновременно с оптикой и рентгеновскими лучами, и определился его будущий интерес в физике, лежащей именно в перекрестии двух явлений.
Сразу же после окончания университета Лауэ защитил диссертацию. Декан, согласно традиции, привел юного доктора наук к присяге. Он обратился к нему со следующими словами: «Торжественно вопрошаю тебя: решился ли ты клятвенно обещать и самым священным образом подтвердить то, что ты желаешь радеть по мере сил своих о благородных искусствах, продвигать их вперед и украшать их; и не корысти ради иль стяжания пустой и ничтожной славы ты будешь делиться своими знаниями, но для того, чтобы шире распространялся свет истины». Лауэ, прослушав текст присяги, читаемый по-латыни, по-латыни же сказал в ответ: «Да, клянусь». И он знал уже, на каком поприще будет он делиться своими знаниями, он только не знал, что свет новой истины забрезжит для человечества в несколько странной обстановке — за столиком кафе «Луц».
Собрания в кафе носили традиционный характер, и обязаны они были своим зарождением Абраму Федоровичу Иоффе.
Как-то вместе с Вагнером, с которым он был дружен, решили они зайти позавтракать в кафе и заодно поговорить об интересующих их научных проблемах. Но потолковать вдвоем так и не удалось, там они встретили еще нескольких знакомых из института, и беседа приобрела общий характер. Когда время ленча кончилось, ни одна из проблем не была решена, и договорились встретиться здесь на другой день, чтобы продолжить дискуссию. Назавтра ситуация повторилась, и постепенно эти встречи стали происходить каждый день. Образовалось «нечто вроде клуба физиков с участием химиков и кристаллографов, где ежедневно обсуждались вопросы, возникавшие в ходе работы» — так вспоминает об этом Абрам Федорович.
Но началась вся эта история не здесь, не в кафе, а поздним февральским вечером дома у Макса Лауэ. Или даже нет, еще раньше — утром того же дня на кафедра у Зоммерфельда. Эвальд делал там предварительный доклад по материалам своей диссертации. Он пропускал световые волны через кристаллы и пытался математически описать их поведение, но что-то у него не получалось. Он решил посоветоваться с Лауэ, признанным специалистом в области кристаллов и в области математики. Вечером он пришел к нему домой; Макс высказал готовность помочь ему, но вскоре оказалось, что и он ничего не может путного предложить: длина световых волн была явно велика для размеров кристаллических решеток. И тут его вдруг осенило. Он вспомнил недавнее сообщение о том, что длина рентгеновской волны что-то около 10-9 см, а, по Эвальду, расстояние между атомами в кристалле были порядка 10-8 см. И, следовательно, между ними было то же соотношение, что и между световой волной и оптической интерференционной решеткой. И, следовательно, короткое рентгеновское излучение могло дать на кристаллах тот же эффект, что свет дает на обычных оптических решетках или щелях. Эвальд вначале обрадовался — идея казалась очень перспективной, но потом поостыл — работа требовала навыка в обращении с рентгеновскими лучами, а с ними Петер никогда не работал.
Тем не менее он поблагодарил Макса за участие, а на другой день рассказал о его гипотезе в кафе. Молодые физики оживились; часть из них стала прикидывать, что может новый эффект дать физике; другие вспоминали, что подобные попытки делал уже сам Рентген, и не один раз, и ничего у него не получалось. Кто-то вытащил из портфеля брошюру шефа и процитировал ее конец: «С самого начала моей работы с X-лучами я многократно пытался получить с ними явления дифракции; я получал даже много раз — с узкими щелями и т. д. — явления, которые внешне совершенно напоминали картину дифракции, но каждый раз, когда я, изменяя условия опыта, проверял правильность такого объяснения, оно не оправдывалось, и я часто имел возможность непосредственно убедиться, что эти явления происходят иначе, чем было бы при дифракции. Я не могу привести ни одного опыта, из которого я мог бы сделать с достаточной, удовлетворяющей меня степенью надежности вывод о существовании дифракции X-лучей». Видите, сказал он, если уж шеф пишет, что не может, значит, нечего и пытаться что-нибудь получить.
Разгорается спор: одни поддерживают идею Лауэ, другие не верят в нее; физики в пылу забывают, что сидят они в общественном заведении, а не на семинаре, все громче звучат голоса. Прислушаемся к ним.
Лауэ. Я повторяю. Раз длина рентгеновской волны соизмерима с расстояниями между атомами в кристалле, должна возникать та же картина, что и при прохождении света сквозь оптическую щель: венчик из темных пятен.
Вагнер. Помилуйте, какой может быть венчик, когда кристаллическая решетка трехмерна! Ведь если Макс прав, должны получиться три интерференционные картины — от каждого периода своя, и они просто-напросто перекроют друг друга и ничего вы не увидите.
Лауэ. И все же я уверен, что венчик должен быть. Было бы странно, если бы на оптических решетках он появлялся, а на кристаллических — нет. Природа, как известно, логична, гораздо логичнее нас.
Дебай. Все это может быть. Но с одним «но»: если правильны расчеты Петера.
Вагнер. Даже в этом случае ничего не будет. Почему вы упорно не хотите учесть трехмерность решетки? Я готов держать пари, что она съест весь эффект, даже если бы он и мог быть.
Фридрих. Пари? Это идея, я вхожу в долю с Максом. Макс?
Лауэ. Ладно, я согласен. Но на что?
Дебай (оборачивается к буфету). Коробка шоколада подойдет?
Вагнер. Подойдет.
Лауэ. Нас хоть двое, но не боится ли милый Вагнер за свой живот, если ему одному достанется вся коробка?
Вагнер. Я готов пожертвовать здоровьем ради истины.
Фридрих. Слушайте, чем спорить здесь, среди чашек в; пепельниц, давайте перенесем спор туда, где его можно решить. Я берусь выполнить эксперимент.
Зоммерфельд. У меня не так много ассистентов, чтобы отдавать их на отхожий промысел. Кто, интересно, пока вы спорите, будет заниматься серьезным делом?
Лауэ. Интересно, почему проверка моей гипотезы менее серьезное дело, чем исследования, которыми Вальтер занимался до этого?
Зоммерфельд. Не знаю, не знаю, я предпочел бы, чтобы Вальтер занялся изучением расхождения X-лучей из антикатода. Ваш спор может затянуться, а в одиночку здесь скоро не управишься.
Фридрих. А может быть, Книппинг поможет мне. Пауль, как ты?
Книппинг. Что ж, можно, наверное. Диссертацию я закончил, а уезжать мне только через пару недель, так что время у меня вроде бы есть. Если все это не очень затянется, я готов.
Вагнер. Ну что ж, господа, я, пожалуй, эти дни не стану есть сладкое, чтобы быть в форме.
Эвальд. Однако условия явно неравны: Эрнст, если выигрывает пари, будет есть всю коробку один, а Максу придется делить ее теперь уже на троих.
Вагнер. Не будет он делиться, Петер, не будет.
Иоффе слушает, запоминает. Впоследствии он опишет этот спор в своих мемуарах.
Вскоре все расходятся; терраса кафе пустеет; коробка пока остается на буфетной стойке; события перемещаются в лабораторию к Фридриху и Книппингу.
Забегая вперед, можно сказать, что Вагнер зря отказывал себе две недели в сладком; Лауэ и КЇ не компенсируют ему эту потерю; Макс выиграет пари и получит, кстати, в награду не только шоколад, но и Нобелевскую премию. Конечно же, при этом не обойдется без случайности — иначе зачем же тогда я стал бы рассказывать всю эту историю?
Сначала все шло, как и предполагал Вагнер.
Вальтер и Пауль вернулись к себе в лабораторию — они работали в одной комнате — и стали сооружать установку. Взяли рентгеновскую трубку, закрепили перед ней несколько свинцовых экранов с маленькими отверстиями, расположенными на одном уровне, — для узкого пучка X-лучей. По другую сторону от экранов укрепили кусок кристаллического сульфата меди, а над ним поместили фотопластинку, чтобы зафиксировать отраженные под прямым углом лучи. Считалось, что лучи должны отразиться от плоскости кристалла непременно вверх. Когда все было готово, включили трубку — и ничего на фотопластинке не увидели. Вернее, она потемнела в некоторых местах, но никакого отношения к строго геометрической интерференционной картине эти пятна не имели. Стало ясно, что раз ничего похожего на ожидаемый венчик в опыте не наблюдается, значит, и идея Макса не более чем утопия.
Так примерно и высказались на следующей встрече в кафе некоторые из ученых. Вагнер довольно потирал руки и бросал нежные взгляды на глянцевую коробку, Лауэ пожимал плечами, но Фридрих не сдавался. Он не без резона доказывал, что день, два, даже три еще не показательны; может быть, было недостаточно время экспозиции; может, пучок слабый; возможно, кристалл стоит слишком близко. Словом, он не считал эксперимент законченным.
Книппинг не был столь азартен, он все-таки вскоре должен был уехать и задерживаться из-за упрямства Вальтера не хотел, но и отступать первым тоже не считал удобным, поэтому молчаливо поддерживал Фридриха.
Несколько дней Вальтер и Пауль в кафе не появлялись; все понимали, что происходит, и, щадя их самолюбие, ни о чем не спрашивали.
В конце концов Книппинг не выдержал. Он видел, что из их затеи ничего не выходит, до отъезда оставались считанные дни, ему еще нужно было закончить свою работу, а целыми днями трещавшая рентгеновская трубка мешала. И он подошел к прибору, чтобы выключить его. Но в последний момент решил сначала поставить фотопластинку за кристаллом, по ходу пучка лучей, чтобы хоть его запечатлеть на память, — не зря же они сидели столько времени. Поставил — и пошел покупать шоколад, предоставив Вальтеру горькую честь разбирать их нерадивое детище.
Собственно, новых имен появилось здесь за это время, пока мы кочевали по Европе, не так уж много. Ну, кто здесь новичок? Зоммерфельда мы помним — благодаря стараниям Рентгена он возглавил кафедру теоретической физики. Эрнста Вагнера — тем более, он старый ассистент Рентгена еще по Вюрцбургу. Конечно, помним мы и Абрама Федоровича Иоффе, бывшего ассистента Рентгена, приезжавшего к нему регулярно из России для продолжения совместной работы.
Вот Вальтер Фридрих и Пауль Книппинг действительно новички. Они ровесники — в тот год, когда произойдет интересующее нас событие, им обоим будет по двадцать девять лет; Фридрих будет тогда ассистентом Зоммерфельда, Книппинг — докторантом Рентгена. Еще одна новая фигура — двадцатичетырехлетний Петер Эвальд, ученик Зоммерфельда; ему предстоит защитить докторскую диссертацию о поведении световых волн в кристаллах, но у него не все с ней клеится, и это сыграет свою роль. Другой ассистент Зоммерфельда, Петер Дебай, также примет участие в интересующем нас событии. А произойдет оно по милости Макса Лауэ, молодого преподавателя физики, всего три года назад переехавшего в Мюнхен.
Вот, собственно, и вся ремарка, предшествующая кульминации. Осталось сделать то, что я хотел сделать еще в шестой главе: усадить участников спора за столик кафе, поставить на буфетную стойку коробку шоколада, и действие можно начинать.
Главным действующим лицом будет Макс Лауэ; впрочем, если понимать под действием непосредственное участие в эксперименте, то Лауэ следовало бы назвать главным бездействующим лицом, ибо его роль свелась к высказыванию новой идеи и ее математическому объяснению, после того как она была доказана в эксперименте двумя другими физиками. Но в науке действовать — не обязательно перемещаться по лаборатории, включать и выключать приборы, делать замеры; иногда достаточно просто хорошо подумать; этим теоретики отличаются от экспериментаторов.
Впрочем, Макса Лауэ нельзя назвать чистым теоретиком, он счастливо сочетал в одном лице оба таланта. Поначалу казалось — причем и ему самому, — что теоретиком он вряд ли станет, уж больно не лежала у него душа к чистой математике. В семье вообще считали, что маленький Макс должен быть юристом. Но как-то раз в гимназии он услышал, что из медного купороса под действием электрического тока выделяется чистая медь, с юридической карьерой было покончено. Эта информация настолько потрясла юную душу, что несколько дней Макс не мог ни писать, ни читать, ни есть. Когда не на шутку встревоженные родители узнали, в чем дело, они поняли, что Фемида, строгая богиня правосудия, свергнута с пьедестала детских грез. И точно: сердцем Макса завладела физика, и надолго — навсегда.
Впрочем, любовь к физике не мешала ему основательно изучать литературу, иностранные языки. В зрелом возрасте он не раз приводил слова известного австрийского физика Людвига Больцмана: «Без Шиллера мог, конечно, быть человек с моим носом и бородой, но это не был бы я», и целиком соглашался С Ним, подчеркивая роль родной классической литературы для формирования воззрения ученого именно в детские годы, когда ум наиболее восприимчив к новому. «Образование есть то, что остается, когда все выученное уже забыто», — любил напоминать Лауэ известную поговорку.
В начале 1896 года, когда Максу было семнадцать лет, он узнал об открытии Рентгена. Оно поразило его. Он достал примитивную разрядную трубку и попытался получить таинственные X-лучи, о которых все только и говорили. Разумеется, он не знал тогда, что в будущем ему посчастливится работать с самим Рентгеном и даже сделать с помощью его лучей выдающееся открытие. Может, если бы знал, не так огорчился бы, убедившись, что, несмотря на то что он сделал все, как написано в брошюре, лучей получить не смог.
Некоторое утешение он нашел вскоре в более удачных опытах со светом, производя его интерференцию и дифракцию. В те дни, когда в конце школьного обучения Лауэ познакомился почти одновременно с оптикой и рентгеновскими лучами, и определился его будущий интерес в физике, лежащей именно в перекрестии двух явлений.
Сразу же после окончания университета Лауэ защитил диссертацию. Декан, согласно традиции, привел юного доктора наук к присяге. Он обратился к нему со следующими словами: «Торжественно вопрошаю тебя: решился ли ты клятвенно обещать и самым священным образом подтвердить то, что ты желаешь радеть по мере сил своих о благородных искусствах, продвигать их вперед и украшать их; и не корысти ради иль стяжания пустой и ничтожной славы ты будешь делиться своими знаниями, но для того, чтобы шире распространялся свет истины». Лауэ, прослушав текст присяги, читаемый по-латыни, по-латыни же сказал в ответ: «Да, клянусь». И он знал уже, на каком поприще будет он делиться своими знаниями, он только не знал, что свет новой истины забрезжит для человечества в несколько странной обстановке — за столиком кафе «Луц».
Собрания в кафе носили традиционный характер, и обязаны они были своим зарождением Абраму Федоровичу Иоффе.
Как-то вместе с Вагнером, с которым он был дружен, решили они зайти позавтракать в кафе и заодно поговорить об интересующих их научных проблемах. Но потолковать вдвоем так и не удалось, там они встретили еще нескольких знакомых из института, и беседа приобрела общий характер. Когда время ленча кончилось, ни одна из проблем не была решена, и договорились встретиться здесь на другой день, чтобы продолжить дискуссию. Назавтра ситуация повторилась, и постепенно эти встречи стали происходить каждый день. Образовалось «нечто вроде клуба физиков с участием химиков и кристаллографов, где ежедневно обсуждались вопросы, возникавшие в ходе работы» — так вспоминает об этом Абрам Федорович.
Но началась вся эта история не здесь, не в кафе, а поздним февральским вечером дома у Макса Лауэ. Или даже нет, еще раньше — утром того же дня на кафедра у Зоммерфельда. Эвальд делал там предварительный доклад по материалам своей диссертации. Он пропускал световые волны через кристаллы и пытался математически описать их поведение, но что-то у него не получалось. Он решил посоветоваться с Лауэ, признанным специалистом в области кристаллов и в области математики. Вечером он пришел к нему домой; Макс высказал готовность помочь ему, но вскоре оказалось, что и он ничего не может путного предложить: длина световых волн была явно велика для размеров кристаллических решеток. И тут его вдруг осенило. Он вспомнил недавнее сообщение о том, что длина рентгеновской волны что-то около 10-9 см, а, по Эвальду, расстояние между атомами в кристалле были порядка 10-8 см. И, следовательно, между ними было то же соотношение, что и между световой волной и оптической интерференционной решеткой. И, следовательно, короткое рентгеновское излучение могло дать на кристаллах тот же эффект, что свет дает на обычных оптических решетках или щелях. Эвальд вначале обрадовался — идея казалась очень перспективной, но потом поостыл — работа требовала навыка в обращении с рентгеновскими лучами, а с ними Петер никогда не работал.
Тем не менее он поблагодарил Макса за участие, а на другой день рассказал о его гипотезе в кафе. Молодые физики оживились; часть из них стала прикидывать, что может новый эффект дать физике; другие вспоминали, что подобные попытки делал уже сам Рентген, и не один раз, и ничего у него не получалось. Кто-то вытащил из портфеля брошюру шефа и процитировал ее конец: «С самого начала моей работы с X-лучами я многократно пытался получить с ними явления дифракции; я получал даже много раз — с узкими щелями и т. д. — явления, которые внешне совершенно напоминали картину дифракции, но каждый раз, когда я, изменяя условия опыта, проверял правильность такого объяснения, оно не оправдывалось, и я часто имел возможность непосредственно убедиться, что эти явления происходят иначе, чем было бы при дифракции. Я не могу привести ни одного опыта, из которого я мог бы сделать с достаточной, удовлетворяющей меня степенью надежности вывод о существовании дифракции X-лучей». Видите, сказал он, если уж шеф пишет, что не может, значит, нечего и пытаться что-нибудь получить.
Разгорается спор: одни поддерживают идею Лауэ, другие не верят в нее; физики в пылу забывают, что сидят они в общественном заведении, а не на семинаре, все громче звучат голоса. Прислушаемся к ним.
Лауэ. Я повторяю. Раз длина рентгеновской волны соизмерима с расстояниями между атомами в кристалле, должна возникать та же картина, что и при прохождении света сквозь оптическую щель: венчик из темных пятен.
Вагнер. Помилуйте, какой может быть венчик, когда кристаллическая решетка трехмерна! Ведь если Макс прав, должны получиться три интерференционные картины — от каждого периода своя, и они просто-напросто перекроют друг друга и ничего вы не увидите.
Лауэ. И все же я уверен, что венчик должен быть. Было бы странно, если бы на оптических решетках он появлялся, а на кристаллических — нет. Природа, как известно, логична, гораздо логичнее нас.
Дебай. Все это может быть. Но с одним «но»: если правильны расчеты Петера.
Вагнер. Даже в этом случае ничего не будет. Почему вы упорно не хотите учесть трехмерность решетки? Я готов держать пари, что она съест весь эффект, даже если бы он и мог быть.
Фридрих. Пари? Это идея, я вхожу в долю с Максом. Макс?
Лауэ. Ладно, я согласен. Но на что?
Дебай (оборачивается к буфету). Коробка шоколада подойдет?
Вагнер. Подойдет.
Лауэ. Нас хоть двое, но не боится ли милый Вагнер за свой живот, если ему одному достанется вся коробка?
Вагнер. Я готов пожертвовать здоровьем ради истины.
Фридрих. Слушайте, чем спорить здесь, среди чашек в; пепельниц, давайте перенесем спор туда, где его можно решить. Я берусь выполнить эксперимент.
Зоммерфельд. У меня не так много ассистентов, чтобы отдавать их на отхожий промысел. Кто, интересно, пока вы спорите, будет заниматься серьезным делом?
Лауэ. Интересно, почему проверка моей гипотезы менее серьезное дело, чем исследования, которыми Вальтер занимался до этого?
Зоммерфельд. Не знаю, не знаю, я предпочел бы, чтобы Вальтер занялся изучением расхождения X-лучей из антикатода. Ваш спор может затянуться, а в одиночку здесь скоро не управишься.
Фридрих. А может быть, Книппинг поможет мне. Пауль, как ты?
Книппинг. Что ж, можно, наверное. Диссертацию я закончил, а уезжать мне только через пару недель, так что время у меня вроде бы есть. Если все это не очень затянется, я готов.
Вагнер. Ну что ж, господа, я, пожалуй, эти дни не стану есть сладкое, чтобы быть в форме.
Эвальд. Однако условия явно неравны: Эрнст, если выигрывает пари, будет есть всю коробку один, а Максу придется делить ее теперь уже на троих.
Вагнер. Не будет он делиться, Петер, не будет.
Иоффе слушает, запоминает. Впоследствии он опишет этот спор в своих мемуарах.
Вскоре все расходятся; терраса кафе пустеет; коробка пока остается на буфетной стойке; события перемещаются в лабораторию к Фридриху и Книппингу.
Забегая вперед, можно сказать, что Вагнер зря отказывал себе две недели в сладком; Лауэ и КЇ не компенсируют ему эту потерю; Макс выиграет пари и получит, кстати, в награду не только шоколад, но и Нобелевскую премию. Конечно же, при этом не обойдется без случайности — иначе зачем же тогда я стал бы рассказывать всю эту историю?
Сначала все шло, как и предполагал Вагнер.
Вальтер и Пауль вернулись к себе в лабораторию — они работали в одной комнате — и стали сооружать установку. Взяли рентгеновскую трубку, закрепили перед ней несколько свинцовых экранов с маленькими отверстиями, расположенными на одном уровне, — для узкого пучка X-лучей. По другую сторону от экранов укрепили кусок кристаллического сульфата меди, а над ним поместили фотопластинку, чтобы зафиксировать отраженные под прямым углом лучи. Считалось, что лучи должны отразиться от плоскости кристалла непременно вверх. Когда все было готово, включили трубку — и ничего на фотопластинке не увидели. Вернее, она потемнела в некоторых местах, но никакого отношения к строго геометрической интерференционной картине эти пятна не имели. Стало ясно, что раз ничего похожего на ожидаемый венчик в опыте не наблюдается, значит, и идея Макса не более чем утопия.
Так примерно и высказались на следующей встрече в кафе некоторые из ученых. Вагнер довольно потирал руки и бросал нежные взгляды на глянцевую коробку, Лауэ пожимал плечами, но Фридрих не сдавался. Он не без резона доказывал, что день, два, даже три еще не показательны; может быть, было недостаточно время экспозиции; может, пучок слабый; возможно, кристалл стоит слишком близко. Словом, он не считал эксперимент законченным.
Книппинг не был столь азартен, он все-таки вскоре должен был уехать и задерживаться из-за упрямства Вальтера не хотел, но и отступать первым тоже не считал удобным, поэтому молчаливо поддерживал Фридриха.
Несколько дней Вальтер и Пауль в кафе не появлялись; все понимали, что происходит, и, щадя их самолюбие, ни о чем не спрашивали.
В конце концов Книппинг не выдержал. Он видел, что из их затеи ничего не выходит, до отъезда оставались считанные дни, ему еще нужно было закончить свою работу, а целыми днями трещавшая рентгеновская трубка мешала. И он подошел к прибору, чтобы выключить его. Но в последний момент решил сначала поставить фотопластинку за кристаллом, по ходу пучка лучей, чтобы хоть его запечатлеть на память, — не зря же они сидели столько времени. Поставил — и пошел покупать шоколад, предоставив Вальтеру горькую честь разбирать их нерадивое детище.