Страница:
впечатление, так это доброжелательность, которую излучало все его существо.
В нем было что-то отеческое, и это выгодно подчеркивалось присутствием
нескольких его сыновей. Сыновья Бора всегда были для меня загадкой. Когда я
встретил Бора на следующее утро в институте, вокруг него опять было
несколько сыновей. Уже, кажется, других. На следующий день после обеда я был
потрясен, увидев около него еще одного, нового сына. Казалось, он извлекает
их из рукава, как фокусник. С течением времени, однако, я научился отличать
одного сына от другого и понял, что число их конечно.
Я не знаю, с каким чувством возвращались афинские паломники после
консультации с дельфийским оракулом. История об этом умалчивает. Но думаю,
что их чувства были похожи на те, которые овладели мною, когда я прослушал
вводный доклад Бора на конференции. Он начал с нескольких общих утверждений,
целью которых, несомненно, было вызвать у каждого из присутствующих
ощущение, что у него из-под ног внезапно выбили опору (это исключительно
повышает остроту восприятия и настраивает на "дополнительный" образ
мышления). С легкостью
добившись этой предварительной цели, он поспешно перешел к главному
предмету своего выступления и потряс нас всех (кроме Паули) ненаблюдаемостью
электронного спина. Мы с Гайтлером провели всю вторую половину дня, пытаясь
постичь скрытую мудрость по каракулям в наших записных книжках. К вечеру мы
почувствовали необходимость подкрепиться и вышли на улицу. Гайтлер,
посещавший Копенгаген и до этого, был очень любезен, помогая преодолевать те
мелкие затруднения, которые то и дело возникали при повседневном общении с
датчанами. Когда я пожелал горячего шоколада и довел об этом дог сведения
официанта, сказав ему по-немецки "Шоколоад", Гайтлер мгновенно перевел,
произнеся на чистейшем датском языке "Шьоколад!" Таким образом мы избежали
недоразумения, и мои познания датского, находившиеся в эмбриональном
состоянии, существенно продвинулись вперед.
Следующий вечер мы провели в кино вместе с некоторыми другими
участниками конференции. Кинотеатры всегда были заведениями, педагогическую
ценность которых для молодых физиков-теоретиков трудно переоценить. Так было
и в этот раз. Именно там Казимир начал свои известные расчеты магнитного
поля электронов, которое действует на ядро. Ему пришлось работать в
исключительно трудных условиях. Как только начиналась очередная часть
картины, свет выключался, и бедняга Казимир должен был ждать, пока
влюбленные преодолевают очередную трудность на пути к соединению, а потом
снова принимался за вычисления. Он не терял ни секунды, и вспыхнувший свет
каждый раз заставал его склоненным над клочком бумаги, который он
лихорадочно покрывал запутанными формулами.
В отчаянной ситуации он делал все, что мог, и это было воодушевляющее
зрелище.
Последний день Копенгагенской конференции был для меня высшей точкой.
Все произошло довольно неожиданно. На утренней сессии один из наиболее
видных гостей стал развивать свои взгляды на очень острый и спорный вопрос о
"пропасти" между системой и наблюдателем, и эти взгляды показались мне
ошибочными. Бор, однако, возражал (как мне показалось) очень мягко, и в его
несколько смущенной речи слова "очень интересно" повторялись постоянно. Я
был этим очень обеспокоен, тем более что элита в первом ряду, казалось,
воспринимала это как должное. Поэтому я осмелился изложить свои сомнения
непосредственно Бору и начал с осторожного утверждения, что взгляды
выступавшего кажутся мне недостаточно обоснованными. "О, - сказал Бор
быстро,- все это абсолютная чепуха!" И я понял, что был введен в заблуждение
просто терминологией.
После этого он привел меня в небольшую комнату, посреди которой стоял
довольно длинный стол. Поставив меня около стола, Бор начал довольно
быстрыми шагами описывать вокруг него эллипс с большим эксцентриситетом,
причем место, на котором я стоял, было одним из фокусов. На ходу он говорил
низким мягким голосом, излагая основы своей философии. Он ходил, склонив
голову и нахмурив брови, изредка поглядывая на меня и как бы подчеркивая
жестом важные места. Слова и фразы, которые я и раньше читал в его работах,
внезапно ожили и наполнились значением. Эта было одно из тех мгновений,
которые не часто встречаются в человеческой жизни, открытие целого нового
мира блестящих мыслей, настоящее посвящение.
Общеизвестно, что ни одно из посвящений не проходит без того, чтобы
новичка не подвергали какому-либо болезненному испытанию, В негритянских
общинах Центральной Африки, например, церемония посвящения заключается в
сложной последовательности очень суровых испытаний, включая жестокие пытки.
В этом отношении у меня тоже все было в порядке. Поскольку я напрягал свой
слух до предела, стараясь не пропустить ни одного слова учителя, то
постепенно оказался вовлеченным в то же орбитальное движение и с тем же
периодом, что и Бор. Истинный смысл этой церемонии открылся мне лишь тогда,
когда Бор кончил, подчеркнув, что человек не способен понять принцип
дополнительности, если его предварительно не довести до полного
головокружения. Услышав это, я все понял, мне оставалось только с
признательностью и восхищением поблагодарить его за столь трогательную
заботу.
(Л. РОЗЕНФЕЛЬД - профессор Копенгагенского института теоретической
физики, редактор журнала "Nuclear Physics".)
HEIGHT=162 HSPACE=2 VSPACE=4>
- А вот и сообщение Смита.
Макс Борн в свое время выбрал астрономию в качестве устного экзамена на
докторскую степень. Когда он пришел на экзамен к известному астроному-физику
Шварцшильду, тот задал ему следующий вопрос:
-, Что вы делаете, когда видите падающую звезду?
Борн, понимавший, что на это надо отвечать так: "Я бы посмотрел на
часы, заметил время, определил созвездие, из которого она появилась,
направление движения, длину светящейся траектории и затем вычислил бы
приблизительную траекторию", не удержался и ответил:
Гансу Ландольту принадлежит шутка:
"Физики работают хорошими методами с плохими веществами, химики -
плохими методами с хорошими веществами, а физхимики - плохими методами и с
плохими веществами".
Однажды во время своего обучения в Геттингене Нильс Бор плохо
подготовился к коллоквиуму, и его выступление оказалось слабым. Бор, однако,
не пал духом и в заключение с улыбкой сказал:
Однажды Эйнштейн был приглашен к Склодовской-Кюри. Сидя у нее в
гостиной, он заметил, что два кресла около него пустуют - никто не смел в
них сесть.
- Сядьте около меня,- смеясь сказал Эйнштейн, обращаясь к Жолио. - А то
мне кажется, что я в Прусской Академии наук.
-Ничего, сенатор, эти подземные испытания
необходимы для нашей безопасности.
Без слов.
- Мы считали: 10, 9, 8, 7.. и сбились со счета.
НОВАЯ СКАЗКА О ЛЮБОПЫТНОМ СЛОНЕНКЕ
Нет, это сказка не о том скверном Слоненке, котором писал Киплинг,
Слоненке, который жил Африке и которого колошматили его дорогие
родственники, пока он не научился колошматить их сам. )то сказка о другом, о
хорошем Слоненке, которого Никогда не колошматили родственники и который
никогда не жил в Африке, что очень странно, потому что он жил почти во всех
странах мира. У этого Любопытного Слоненка с самого рождения был
замечательный нос, так что он не нуждался в услугах Стаporo Крокодила, и со
временем он открыл новую - Атомную Эру. И у него тоже было много-много дядек
и много-много теток, и он был полон несносного любопытства и ко всем
приставал со своими вопросами.
Потом Любопытный Слоненок подрос и стал задавать новые и неслыханные
вопросы, которые пугали его родственников. Он спросил своего престарелого
дядюшку философа, почему у него такая логика, и престарелый дядюшка философ
ответил, что это потому, что он знает, что он ничего не знает.
А потом - все из-за того же несносного любопытства - он пересек
Северное море и стал ходить по Англии и расспрашивать всех про Атом. И он
спросил волосатого дядьку Джи-Джи*, почему он делает такие глупые ошибки, а
волосатый дядька Джи-Джи ответил, что это все из-за романтического
воображения. И несносный Любопытный Слоненок направился к дымному городу
Манчестеру, где росло много физиков, чтобы найти Старого Крокодила * * и
спросить его про Атом. И он только чуточку-чуточку побаивался Старого
Крокодила, потому что он был храбрый Слоненок. И Старый Крокодил оскалил
свои страшные зубы и рассказал ему все, что он знал про Атом.
И Любопытный Слоненок пошел домой, неся с собой много разных постулатов
и принципов, и разбрасывал их по дороге. А за ним шла толпа маленьких
зверушек, которые подбирали эти постулаты и принципы и мастерили из них
формулы и философские теории. И они воспевали хвалу Слоненку, что, конечно,
было очень скверно с их стороны, и уши дядюшек шевелились от ярости.
Но Любопытный Слоненок заставил почти всех дядюшек поверить почти во
все его постулаты и принципы и сам стал дядькой, большим, мудрым и мирным,
совсем как дикий слон Хати. И он стал курить трубку и разбрасывать вокруг
золу, а некоторые из малых зверушек стали подражать ему и тоже стали
большими и мудрыми. И Слоненок построил большой дом, где он мог жить и
приглашать в гости больших зверей и маленьких зверушек. И он охотно играл с
маленькими зверушками, если у него было хоть немного времени.
Но заря Атомной Эры наступала слишком быстро, и у Слоненка было очень
много дел: ведь он должен был всем большим зверям объяснить, что им надо
делать. А так как некоторые из них начали поступать плохо, Слоненок стал
очень грустным. Но Король подарил ему маленького слона, вырезанного из
слоновой кости, чтобы все звери и все его дорогие родственники все время
помнили, какой он добрый и мудрый Слоненок.
* Дж. Дж. Томпсон.
** Крокодил - прозвище Резерфорда, данное ему его -ближайшими друзьями
и учениками.
Лягушка, маленькая зверушка.
...Ну вот, мы его и вывели! Не понимаю, зачем он понадобился нашим
ракетчикам.
АТОМ, КОТОРЫЙ ПОСТРОИЛ БОР
Вольный перевод В. Турчина.
Вот атом, который построил Бор.
Это - протон,
Который в центр помещен
Атома,
который построил Бор. А вот электрон,
Который стремглав облетает протон, Который в центр помещен Атома,
который построил Бор. Вот мю-мезон,
Который распался на электрон, Который стремглав облетает протон,
Который в центр помещен Атома,
который построил Бор. А вот пи-мезон,
Который, распавшись, дал мю-мезон, Который распался на электрон,
Который стремглав облетает протон, Который в центр помещен Атома,
который построил Бор. Вот быстрый протон, Который в ударе родил
пи-мезон, Который, распавшись, дал мю-мезон, Который распался на-электрон,
Который стремглав облетает протон, Который в центр помещен Атома,
который построил Бор. А вот беватрон,
В котором ускорился тот протон, Который в ударе родил пи-мезон,
Который, распавшись, дал мю-мезон, Который распался на электрон, Который
стремглав облетает протон,
Который в центр помещен Атома,
который построил Бор. А вот дополнительность.
Это закон,
Который Бором провозглашен. Закон всех народов, Закон всех времен,
Успешно описывающий с двух сторон Не только- протон И электрон,
Но также нейтрон,*
Фотон,
Позитрон,
Фонон,
Магнон,
Экситон,
Полярон,
Бетатрон,"
Синхротрон,
Фазотрон,
Циклотрон,
Циклон,
Цейлон,
Нейлон,
Перлон,
Одеколон,
Декамерон.
И, несомненно, каждый нейрон Мозга, которым изобретен Тот замечательный
беватрон, В котором ускорился тот протон, Который в ударе родил пи-мезон,
Который, распавшись, дал мю-мезон, Который распался на электрон, Который
стремглав облетает протон, Который в центр помещен Атома,
который также построил Нильс Бор!
-Ты что-нибудь чувствуешь, папочка?
Когда группа ученых в Америке получила 2 миллиграмма гидроокиси
плутония, то от любопытных, жаждавших увидеть новый элемент, не было отбоя.
Но рисковать драгоценными кристаллами было нельзя, и ученые, насыпав в
пробирку кристаллики гидроокиси алюминия и подкрасив их зелеными чернилами,
выставили их для всеобщего обозрения, "Содержимое пробирки представляет
собой гидроокись плутония", - невозмутимо заявляли они посетителям. Те
уходили удовлетворенные.
КЛЮЧ К СИСТЕМЕ КЛЮЧЕЙ
(Длинное письмо в редакцию)
Paнee было высказано мнение, что система дверных ключей в нашем
институте сложнее, чем теория поля. Это явное извращение фактов, и чтобы его
опровергнуть, в настоящем сообщении мы излагаем упрощенную теоретическую
схему, на основе которой создавалась эта система.
Начнем с определений.
Ключ состоит из стержня, на котором укреплены штифты.
Замок состоит из щели с отверстиями, расположенными соответственно
позициям штифтов на стержне ключа. Кроме того, в замке имеется система
рычажков, находящихся позади отверстий (см. рисунок).
Введем теперь следующие три аксиомы:
1. Штифты поворачивают рычажки; для того чтобы замок открылся, все
рычажки в замке должны быть повернуты.
2. Если в данной позиции нет штифта, отверстия или рычажка, мы будем
говорить в дальнейшем о наличии в данной позиции антиштифта, антиотверстия
или антирычажка соответственно.
3. Ни в одном замке нет рычажков за антиотверстиями, ибо такой замок
нельзя было бы открыть.
Пусть штифты, отверстия и рычажки описываются значением 1 переменных
аi-, Ьi и сi соответственно. Индекс i - номер позиции. Антиштифты,
антиотверстия и антирычажки соответствуют значению 0 тех же переменных.
Определим теперь матричное умножение следующим способом:
где символическое произведение аbс = а, если одновременно c<b и
а>с, в противном случае abc = 1 - a. Отсюда следует, что если (а1, а2...
a в степени k) есть собственный вектор оператора
то ключ может отпереть замок.
Используя этот формализм, легко найти полное число ключей, которые
открывают данный замок (b/c) . Оно равно
а число замков, которые могут быть открыты данным ключом (а), равно
При получении этих выражений учитывался тот факт, что замок (O/O) есть
триивиальный антизамок. В уравнениях (2) и (3) k есть сумма коэффициентов
Клебша - Гордана, равная единице.
Развитый выше формализм позволил решить следующую задачу. Пусть некто
хочет пройти из некоторой комнаты Л через несколько дверей в произвольную
комнату В. Число ключей, необходимое для этого, максимизировалось при
произвольном выборе комнат А и В . (Проблема минимизации не решалась,
поскольку ее решение тривиально - одинаковые замки.) Затем сотрудники
института были разбиты на ряд подгрупп, и система ключей строилась таким
образом, чтобы одновременно выполнялись два условия::
1) ни одна подгруппа не в состоянии открыть все те замки, которые могут
быть открыты любой другой подгруппой;
2) трансформационные свойства групп соответствуют возможности
одалживания ключей.
Создатели системы ключей надеялись, что она является единственно
возможной и полной, и до известной степени это справедливо. Однако
оказалось, что ключи, которые не должны были бы открывать некоторые двери,
открывают их, если их вставлять в замок не до конца. Например, ключ (11111)
может открыть замок (10000/ 11111) в п = 5 различных положениях. Число n
было названо странностью системы. ключ - замок. Экспериментальными
исследованиями было найдено, что наша система ключей является весьма
странной. Однако этот недостаток можно исправить, если потребовать для
последней позиции соблюдения равенств ak = bk = Ck = 1. Будем надеяться, что
при ближайшем пересмотре системы ключей в нее будет внесено это исправление.
На отмычки настоящее исследование не распространяется.
Автор выражает благодарность сотрудникам, работающим в разных группах,
за горячее обсуждение затронутых проблем.
Номограмма распределения времени на разных стадиях научной карьеры
Пример применения: отрезки горизонтальной пунктирной линии показывают,
что молодые специалисты тратят время в основном на работу; на конференции и
лекции времени остается мало.
О ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА УГЛЕ
О. Фриш
ОТ РЕДАКТОРА. Приводимая ниже статья перепечатана ежегодника
Королевского института по использованию энергетических ресурсов за 40905
год, стр. 1001.
В связи с острым кризисом, вызванным угрозой истоще-л урановых и
ториевых залежей на Земле и Луне, редакция ^считает полезным призвать к
самому широкому распространению информации, содержащейся в этой статье.
ВВЕДЕНИЕ. Недавно найденный сразу в нескольких местах уголь (черные,
окаменевшие остатки древних растений) открывает интересные возможности "для
создания неядерной энергетики. Некоторые месторождения несут следы
эксплуатации их доисторическими людьми, которые, по-видимому, употребляли
уголь для изготовления ювелирных изделий и чернили им лица во время
погребальных церемоний.
Возможность использования угля в энергетике связана с тем фактом, что
он легко окисляется, причем создается высокая температура с выделением
удельной энергии, близкой к 0,0000001 мегаватт-дня на грамм. Это, конечно,
очень мало, но запасы угля, по-видимому, велики и, возможно, исчисляются I
мил л ионами тонн.
Главным преимуществом угля следует считать его очень маленькую по
сравнению с делящимися материалами критическую массу. Атомные
электростанции, как известно, становятся неэкономичными при мощности ниже 50
мегаватт, и угольные электростанции могут оказаться вполне эффективными в
маленьких населенных пунктах с ограниченными энергетическими потребностями.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ УГОЛЬНЫХ РЕАКТОРОВ. Главная трудность заключается в
создании самоподдерживающейся и контролируемой реакции окисления топливных
элементов. Кинетика этой реакции значительно сложнее, чем кинетика ядерного
деления, и изучена еще слабо. Правда, дифференциальное уравнение,
приближенно описывающее этот процесс, уже получено, но решение его возможно
лишь в простейших частных случаях. Поэтому корпус угольного реактора
предлагается изготовить в виде цилиндра с перфорированными стенками. Через
эти отверстия будут удаляться продукты горения. Внутренний цилиндр,
коаксиальный с первым и также перфорированный, служит для подачи кислорода,
а тепловыделяющие элементы помещаются в зазоре между цилиндрами.
Необходимость закрывать цилиндры на концах торцовыми плитами создает
трудную, хотя и разрешимую математическую проблему.
ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ. Изготовление их, по-видимому, обойдется
дешевле, чем в случае ядерных реакторов, так как нет необходимости заключать
горючее в оболочку, которая в этом случае даже нежелательна, поскольку она
затрудняет доступ кислорода. Были рассчитаны различные типы решеток, и уже
самая простая из них - плотноупакованные сферы, - по-видимому, вполне
удовлетворительна.
Расчеты оптимального размера этих сфер и соответствующих допусков
находятся сейчас в стадии завершения. Уголь легко обрабатывается, и
изготовление таких сфер, очевидно, не представит серьезных трудностей.
ОКИСЛИТЕЛЬ.ЧИСТЫЙ кислород идеально подходит для этой цели, но он
дорог, и самым дешевым заменителем является воздух. Однако воздух на 78%
состоит из азота. Если даже часть азота прореагирует с углеродом, образуя
ядовитый газ циан, то и она будет источником серьезной опасности для
здоровья обслуживающего персонала (см. ниже).
УПРАВЛЕНИЕ и КОНТРОЛЬ .Реакция начинает идти лишь при довольно высокой
температуре (988° по Фаренгейту). Такую температуру легче всего получить,
пропуская между внешним и внутренним цилиндрами реактора электрический ток в
несколько тысяч ампер при напряжении не ниже 30 вольт. Торцовые пластины в
этом случае необходимо изготовлять из изолирующей керамики, и это вместе с
громоздкой батареей аккумуляторов значительно увеличит стоимость установки.
Для запуска можно использовать также какую-либо реакцию с самовозгоранием,
например между фосфором и перекисью водорода, и такую возможность не следует
упускать из виду.
Течение реакции после запуска можно контролировать, регулируя подачу
кислорода, что почти столь же просто, как управление обычным ядерным
реактором с помощью регулирующих стержней.
КОРРОЗИЯ. Стенки реактора должны выдерживать температуру выше 1000°К в
атмосфере, содержащей кислород, азот, окись и двуокись углерода, двуокись
серы и различные примеси, многие из которых еще неизвестны. Немногие металлы
и специальная керамика могут выдержать такие условия. Привлекательной
возможностью является никелированный ниобий, но, возможно, придется
использовать чистый никель.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. Выделение ядовитых газов из реактора представляет
серьезную угрозу для обслуживающего персонала. В состав этих газообразных
продуктов, помимо исключительно токсичных окиси углерода и двуокиси серы,
входят также некоторые канцерогенные соединения, такие, как фенантрен.
Выбрасывание их непосредственно в атмосферу недопустимо, поскольку приведет
к заражению воздуха в радиусе нескольких миль. Эти газы необходимо собирать
в контейнеры и подвергать химической детоксификации. При обращении как с
газообразными, так и с твердыми продуктами реакции необходимо использовать
стандартные методы дистанционного управления. После обеззараживания эти
продукты лучше всего топить в море.
Существует возможность, хотя и весьма маловероятная, что подача
окислителя выйдет из-под контроля. Это приведет к расплавлению всего
реактора и выделению огромного количества ядовитых газов. Последнее
обстоятельство является главным аргументом против угля и в пользу ядерных
реакторов, которые за последние несколько тысяч лет доказали свою
безопасность. Пройдут, возможно, десятилетия, прежде чем будут разработаны
достаточно надежные методы управления угольными реакторами.
(О. ФРИШ - известный физик-теоретик, профессор Тринити-колледжа
Кембридж, Англия, член Королевского общества.)
К 50-летию РУДОЛЬФА ПАЙЕРЛСА
"Вначале был нейтрон"
Рудольф Пайерлс родился в 1907 году, и этот факт имеет первостепенное
значение, по крайней мере с точки зрения издания настоящего сборника. Если в
детстве он и был гениальным ребенком, то об этом никто не помнит/Поэтому мы
не будем интересоваться его до профессорской жизнью, заметим только, что
сперва он учился у Зоммерфельда, а затем был переброшен к Гейзенбергу.
Большинство своих открытий того времени он сделал в поездах. Путешествия
заносили его далеко, например в Россию, и никто из знающих его жену не
обвинит Пайерлса в том, что он вернулся оттуда с пустыми руками.
Некоторое время он работал ассистентом Паули. Паули, очевидно, был им
очень доволен, потому что впоследствии с любовью вспоминал, что "Der Peierls
hat immer Quatsch gerechnet" *.
В это время он внес свой крупный вклад в квантовую теорию излучения, и
тут они с Ландау заварили такую кашу, что Бор и Розенфельд расхлебывали ее
несколько месяцев. За время, прошедшее с тех пор, он, по-видимому, высказал
больше неверных гипотез, чем любой другой физик за любой отрезок времени,
что целиком подтверждает известную поговорку: "Добро, содеянное человеком,
живет и после него, а зло... покрывают его ученики". По электронной теории
металлов у него тоже были работы. И хотя они и не остались
неопубликованными, в удобочитаемой форме их можно найти лишь в книге
"Квантовая теория твердого тела". Не следует забывать и его вклад в ядерную
физику. Его старому учителю приписывают высказывание, что критические
замечания Пайерлса всегда были лучше, чем его работы, во всяком случае они
гораздо эффективнее опровергали разные хорошие идеи. (Похоже, что этому он
научился у своего учителя.) Кроме того, он внес свою лепту в теорию
относительности, теорию поля, теорию отопления жилых помещений, в создание
паровых котлов с автоматической углепода-чей, в воспитание молодого
поколения и т. д. и т. п. Но, пожалуй, больше всего он сделал в качестве
педагога. Термин "пайерлсизация" в физике означает умение набить 30 человек
в помещение, рассчитанное на 15, не пользуясь ни оливковым маслом, ни
томатным соусом...
Я не знаю
П. А. У. Л. И. И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ
(Получено в июле 1932 года, частично рассекречено в июле 1951 года)
В. Вайскопф
Эта работа в течение 25 лет была засекречена Швейцарской комиссией по
атомной энергии. Недавно получено сообщение, что в СССР создана такая же
В нем было что-то отеческое, и это выгодно подчеркивалось присутствием
нескольких его сыновей. Сыновья Бора всегда были для меня загадкой. Когда я
встретил Бора на следующее утро в институте, вокруг него опять было
несколько сыновей. Уже, кажется, других. На следующий день после обеда я был
потрясен, увидев около него еще одного, нового сына. Казалось, он извлекает
их из рукава, как фокусник. С течением времени, однако, я научился отличать
одного сына от другого и понял, что число их конечно.
Я не знаю, с каким чувством возвращались афинские паломники после
консультации с дельфийским оракулом. История об этом умалчивает. Но думаю,
что их чувства были похожи на те, которые овладели мною, когда я прослушал
вводный доклад Бора на конференции. Он начал с нескольких общих утверждений,
целью которых, несомненно, было вызвать у каждого из присутствующих
ощущение, что у него из-под ног внезапно выбили опору (это исключительно
повышает остроту восприятия и настраивает на "дополнительный" образ
мышления). С легкостью
добившись этой предварительной цели, он поспешно перешел к главному
предмету своего выступления и потряс нас всех (кроме Паули) ненаблюдаемостью
электронного спина. Мы с Гайтлером провели всю вторую половину дня, пытаясь
постичь скрытую мудрость по каракулям в наших записных книжках. К вечеру мы
почувствовали необходимость подкрепиться и вышли на улицу. Гайтлер,
посещавший Копенгаген и до этого, был очень любезен, помогая преодолевать те
мелкие затруднения, которые то и дело возникали при повседневном общении с
датчанами. Когда я пожелал горячего шоколада и довел об этом дог сведения
официанта, сказав ему по-немецки "Шоколоад", Гайтлер мгновенно перевел,
произнеся на чистейшем датском языке "Шьоколад!" Таким образом мы избежали
недоразумения, и мои познания датского, находившиеся в эмбриональном
состоянии, существенно продвинулись вперед.
Следующий вечер мы провели в кино вместе с некоторыми другими
участниками конференции. Кинотеатры всегда были заведениями, педагогическую
ценность которых для молодых физиков-теоретиков трудно переоценить. Так было
и в этот раз. Именно там Казимир начал свои известные расчеты магнитного
поля электронов, которое действует на ядро. Ему пришлось работать в
исключительно трудных условиях. Как только начиналась очередная часть
картины, свет выключался, и бедняга Казимир должен был ждать, пока
влюбленные преодолевают очередную трудность на пути к соединению, а потом
снова принимался за вычисления. Он не терял ни секунды, и вспыхнувший свет
каждый раз заставал его склоненным над клочком бумаги, который он
лихорадочно покрывал запутанными формулами.
В отчаянной ситуации он делал все, что мог, и это было воодушевляющее
зрелище.
Последний день Копенгагенской конференции был для меня высшей точкой.
Все произошло довольно неожиданно. На утренней сессии один из наиболее
видных гостей стал развивать свои взгляды на очень острый и спорный вопрос о
"пропасти" между системой и наблюдателем, и эти взгляды показались мне
ошибочными. Бор, однако, возражал (как мне показалось) очень мягко, и в его
несколько смущенной речи слова "очень интересно" повторялись постоянно. Я
был этим очень обеспокоен, тем более что элита в первом ряду, казалось,
воспринимала это как должное. Поэтому я осмелился изложить свои сомнения
непосредственно Бору и начал с осторожного утверждения, что взгляды
выступавшего кажутся мне недостаточно обоснованными. "О, - сказал Бор
быстро,- все это абсолютная чепуха!" И я понял, что был введен в заблуждение
просто терминологией.
После этого он привел меня в небольшую комнату, посреди которой стоял
довольно длинный стол. Поставив меня около стола, Бор начал довольно
быстрыми шагами описывать вокруг него эллипс с большим эксцентриситетом,
причем место, на котором я стоял, было одним из фокусов. На ходу он говорил
низким мягким голосом, излагая основы своей философии. Он ходил, склонив
голову и нахмурив брови, изредка поглядывая на меня и как бы подчеркивая
жестом важные места. Слова и фразы, которые я и раньше читал в его работах,
внезапно ожили и наполнились значением. Эта было одно из тех мгновений,
которые не часто встречаются в человеческой жизни, открытие целого нового
мира блестящих мыслей, настоящее посвящение.
Общеизвестно, что ни одно из посвящений не проходит без того, чтобы
новичка не подвергали какому-либо болезненному испытанию, В негритянских
общинах Центральной Африки, например, церемония посвящения заключается в
сложной последовательности очень суровых испытаний, включая жестокие пытки.
В этом отношении у меня тоже все было в порядке. Поскольку я напрягал свой
слух до предела, стараясь не пропустить ни одного слова учителя, то
постепенно оказался вовлеченным в то же орбитальное движение и с тем же
периодом, что и Бор. Истинный смысл этой церемонии открылся мне лишь тогда,
когда Бор кончил, подчеркнув, что человек не способен понять принцип
дополнительности, если его предварительно не довести до полного
головокружения. Услышав это, я все понял, мне оставалось только с
признательностью и восхищением поблагодарить его за столь трогательную
заботу.
(Л. РОЗЕНФЕЛЬД - профессор Копенгагенского института теоретической
физики, редактор журнала "Nuclear Physics".)
HEIGHT=162 HSPACE=2 VSPACE=4>- А вот и сообщение Смита.
Макс Борн в свое время выбрал астрономию в качестве устного экзамена на
докторскую степень. Когда он пришел на экзамен к известному астроному-физику
Шварцшильду, тот задал ему следующий вопрос:
-, Что вы делаете, когда видите падающую звезду?
Борн, понимавший, что на это надо отвечать так: "Я бы посмотрел на
часы, заметил время, определил созвездие, из которого она появилась,
направление движения, длину светящейся траектории и затем вычислил бы
приблизительную траекторию", не удержался и ответил:
- Загадываю желание.
Гансу Ландольту принадлежит шутка:
"Физики работают хорошими методами с плохими веществами, химики -
плохими методами с хорошими веществами, а физхимики - плохими методами и с
плохими веществами".
Однажды во время своего обучения в Геттингене Нильс Бор плохо
подготовился к коллоквиуму, и его выступление оказалось слабым. Бор, однако,
не пал духом и в заключение с улыбкой сказал:
- Я выслушал здесь столько плохих выступлений, что прошу
рассматривать мое нынешнее как месть.
Однажды Эйнштейн был приглашен к Склодовской-Кюри. Сидя у нее в
гостиной, он заметил, что два кресла около него пустуют - никто не смел в
них сесть.
- Сядьте около меня,- смеясь сказал Эйнштейн, обращаясь к Жолио. - А то
мне кажется, что я в Прусской Академии наук.
-Ничего, сенатор, эти подземные испытания
необходимы для нашей безопасности.
Без слов.
- Мы считали: 10, 9, 8, 7.. и сбились со счета.
НОВАЯ СКАЗКА О ЛЮБОПЫТНОМ СЛОНЕНКЕ
Нет, это сказка не о том скверном Слоненке, котором писал Киплинг,
Слоненке, который жил Африке и которого колошматили его дорогие
родственники, пока он не научился колошматить их сам. )то сказка о другом, о
хорошем Слоненке, которого Никогда не колошматили родственники и который
никогда не жил в Африке, что очень странно, потому что он жил почти во всех
странах мира. У этого Любопытного Слоненка с самого рождения был
замечательный нос, так что он не нуждался в услугах Стаporo Крокодила, и со
временем он открыл новую - Атомную Эру. И у него тоже было много-много дядек
и много-много теток, и он был полон несносного любопытства и ко всем
приставал со своими вопросами.
Потом Любопытный Слоненок подрос и стал задавать новые и неслыханные
вопросы, которые пугали его родственников. Он спросил своего престарелого
дядюшку философа, почему у него такая логика, и престарелый дядюшка философ
ответил, что это потому, что он знает, что он ничего не знает.
А потом - все из-за того же несносного любопытства - он пересек
Северное море и стал ходить по Англии и расспрашивать всех про Атом. И он
спросил волосатого дядьку Джи-Джи*, почему он делает такие глупые ошибки, а
волосатый дядька Джи-Джи ответил, что это все из-за романтического
воображения. И несносный Любопытный Слоненок направился к дымному городу
Манчестеру, где росло много физиков, чтобы найти Старого Крокодила * * и
спросить его про Атом. И он только чуточку-чуточку побаивался Старого
Крокодила, потому что он был храбрый Слоненок. И Старый Крокодил оскалил
свои страшные зубы и рассказал ему все, что он знал про Атом.
И Любопытный Слоненок пошел домой, неся с собой много разных постулатов
и принципов, и разбрасывал их по дороге. А за ним шла толпа маленьких
зверушек, которые подбирали эти постулаты и принципы и мастерили из них
формулы и философские теории. И они воспевали хвалу Слоненку, что, конечно,
было очень скверно с их стороны, и уши дядюшек шевелились от ярости.
Но Любопытный Слоненок заставил почти всех дядюшек поверить почти во
все его постулаты и принципы и сам стал дядькой, большим, мудрым и мирным,
совсем как дикий слон Хати. И он стал курить трубку и разбрасывать вокруг
золу, а некоторые из малых зверушек стали подражать ему и тоже стали
большими и мудрыми. И Слоненок построил большой дом, где он мог жить и
приглашать в гости больших зверей и маленьких зверушек. И он охотно играл с
маленькими зверушками, если у него было хоть немного времени.
Но заря Атомной Эры наступала слишком быстро, и у Слоненка было очень
много дел: ведь он должен был всем большим зверям объяснить, что им надо
делать. А так как некоторые из них начали поступать плохо, Слоненок стал
очень грустным. Но Король подарил ему маленького слона, вырезанного из
слоновой кости, чтобы все звери и все его дорогие родственники все время
помнили, какой он добрый и мудрый Слоненок.
* Дж. Дж. Томпсон.
** Крокодил - прозвище Резерфорда, данное ему его -ближайшими друзьями
и учениками.
Лягушка, маленькая зверушка.
...Ну вот, мы его и вывели! Не понимаю, зачем он понадобился нашим
ракетчикам.
АТОМ, КОТОРЫЙ ПОСТРОИЛ БОР
Вольный перевод В. Турчина.
Вот атом, который построил Бор.
Это - протон,
Который в центр помещен
Атома,
который построил Бор. А вот электрон,
Который стремглав облетает протон, Который в центр помещен Атома,
который построил Бор. Вот мю-мезон,
Который распался на электрон, Который стремглав облетает протон,
Который в центр помещен Атома,
который построил Бор. А вот пи-мезон,
Который, распавшись, дал мю-мезон, Который распался на электрон,
Который стремглав облетает протон, Который в центр помещен Атома,
который построил Бор. Вот быстрый протон, Который в ударе родил
пи-мезон, Который, распавшись, дал мю-мезон, Который распался на-электрон,
Который стремглав облетает протон, Который в центр помещен Атома,
который построил Бор. А вот беватрон,
В котором ускорился тот протон, Который в ударе родил пи-мезон,
Который, распавшись, дал мю-мезон, Который распался на электрон, Который
стремглав облетает протон,
Который в центр помещен Атома,
который построил Бор. А вот дополнительность.
Это закон,
Который Бором провозглашен. Закон всех народов, Закон всех времен,
Успешно описывающий с двух сторон Не только- протон И электрон,
Но также нейтрон,*
Фотон,
Позитрон,
Фонон,
Магнон,
Экситон,
Полярон,
Бетатрон,"
Синхротрон,
Фазотрон,
Циклотрон,
Циклон,
Цейлон,
Нейлон,
Перлон,
Одеколон,
Декамерон.
И, несомненно, каждый нейрон Мозга, которым изобретен Тот замечательный
беватрон, В котором ускорился тот протон, Который в ударе родил пи-мезон,
Который, распавшись, дал мю-мезон, Который распался на электрон, Который
стремглав облетает протон, Который в центр помещен Атома,
который также построил Нильс Бор!
-Ты что-нибудь чувствуешь, папочка?
Когда группа ученых в Америке получила 2 миллиграмма гидроокиси
плутония, то от любопытных, жаждавших увидеть новый элемент, не было отбоя.
Но рисковать драгоценными кристаллами было нельзя, и ученые, насыпав в
пробирку кристаллики гидроокиси алюминия и подкрасив их зелеными чернилами,
выставили их для всеобщего обозрения, "Содержимое пробирки представляет
собой гидроокись плутония", - невозмутимо заявляли они посетителям. Те
уходили удовлетворенные.
КЛЮЧ К СИСТЕМЕ КЛЮЧЕЙ
(Длинное письмо в редакцию)
Paнee было высказано мнение, что система дверных ключей в нашем
институте сложнее, чем теория поля. Это явное извращение фактов, и чтобы его
опровергнуть, в настоящем сообщении мы излагаем упрощенную теоретическую
схему, на основе которой создавалась эта система.
Начнем с определений.
Ключ состоит из стержня, на котором укреплены штифты.
Замок состоит из щели с отверстиями, расположенными соответственно
позициям штифтов на стержне ключа. Кроме того, в замке имеется система
рычажков, находящихся позади отверстий (см. рисунок).
Введем теперь следующие три аксиомы:
1. Штифты поворачивают рычажки; для того чтобы замок открылся, все
рычажки в замке должны быть повернуты.
2. Если в данной позиции нет штифта, отверстия или рычажка, мы будем
говорить в дальнейшем о наличии в данной позиции антиштифта, антиотверстия
или антирычажка соответственно.
3. Ни в одном замке нет рычажков за антиотверстиями, ибо такой замок
нельзя было бы открыть.
Пусть штифты, отверстия и рычажки описываются значением 1 переменных
аi-, Ьi и сi соответственно. Индекс i - номер позиции. Антиштифты,
антиотверстия и антирычажки соответствуют значению 0 тех же переменных.
Определим теперь матричное умножение следующим способом:
где символическое произведение аbс = а, если одновременно c<b и
а>с, в противном случае abc = 1 - a. Отсюда следует, что если (а1, а2...
a в степени k) есть собственный вектор оператора
то ключ может отпереть замок.
Используя этот формализм, легко найти полное число ключей, которые
открывают данный замок (b/c) . Оно равно
а число замков, которые могут быть открыты данным ключом (а), равно
При получении этих выражений учитывался тот факт, что замок (O/O) есть
триивиальный антизамок. В уравнениях (2) и (3) k есть сумма коэффициентов
Клебша - Гордана, равная единице.
Развитый выше формализм позволил решить следующую задачу. Пусть некто
хочет пройти из некоторой комнаты Л через несколько дверей в произвольную
комнату В. Число ключей, необходимое для этого, максимизировалось при
произвольном выборе комнат А и В . (Проблема минимизации не решалась,
поскольку ее решение тривиально - одинаковые замки.) Затем сотрудники
института были разбиты на ряд подгрупп, и система ключей строилась таким
образом, чтобы одновременно выполнялись два условия::
1) ни одна подгруппа не в состоянии открыть все те замки, которые могут
быть открыты любой другой подгруппой;
2) трансформационные свойства групп соответствуют возможности
одалживания ключей.
Создатели системы ключей надеялись, что она является единственно
возможной и полной, и до известной степени это справедливо. Однако
оказалось, что ключи, которые не должны были бы открывать некоторые двери,
открывают их, если их вставлять в замок не до конца. Например, ключ (11111)
может открыть замок (10000/ 11111) в п = 5 различных положениях. Число n
было названо странностью системы. ключ - замок. Экспериментальными
исследованиями было найдено, что наша система ключей является весьма
странной. Однако этот недостаток можно исправить, если потребовать для
последней позиции соблюдения равенств ak = bk = Ck = 1. Будем надеяться, что
при ближайшем пересмотре системы ключей в нее будет внесено это исправление.
На отмычки настоящее исследование не распространяется.
Автор выражает благодарность сотрудникам, работающим в разных группах,
за горячее обсуждение затронутых проблем.
Номограмма распределения времени на разных стадиях научной карьеры
Пример применения: отрезки горизонтальной пунктирной линии показывают,
что молодые специалисты тратят время в основном на работу; на конференции и
лекции времени остается мало.
О ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА УГЛЕ
О. Фриш
ОТ РЕДАКТОРА. Приводимая ниже статья перепечатана ежегодника
Королевского института по использованию энергетических ресурсов за 40905
год, стр. 1001.
В связи с острым кризисом, вызванным угрозой истоще-л урановых и
ториевых залежей на Земле и Луне, редакция ^считает полезным призвать к
самому широкому распространению информации, содержащейся в этой статье.
ВВЕДЕНИЕ. Недавно найденный сразу в нескольких местах уголь (черные,
окаменевшие остатки древних растений) открывает интересные возможности "для
создания неядерной энергетики. Некоторые месторождения несут следы
эксплуатации их доисторическими людьми, которые, по-видимому, употребляли
уголь для изготовления ювелирных изделий и чернили им лица во время
погребальных церемоний.
Возможность использования угля в энергетике связана с тем фактом, что
он легко окисляется, причем создается высокая температура с выделением
удельной энергии, близкой к 0,0000001 мегаватт-дня на грамм. Это, конечно,
очень мало, но запасы угля, по-видимому, велики и, возможно, исчисляются I
мил л ионами тонн.
Главным преимуществом угля следует считать его очень маленькую по
сравнению с делящимися материалами критическую массу. Атомные
электростанции, как известно, становятся неэкономичными при мощности ниже 50
мегаватт, и угольные электростанции могут оказаться вполне эффективными в
маленьких населенных пунктах с ограниченными энергетическими потребностями.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ УГОЛЬНЫХ РЕАКТОРОВ. Главная трудность заключается в
создании самоподдерживающейся и контролируемой реакции окисления топливных
элементов. Кинетика этой реакции значительно сложнее, чем кинетика ядерного
деления, и изучена еще слабо. Правда, дифференциальное уравнение,
приближенно описывающее этот процесс, уже получено, но решение его возможно
лишь в простейших частных случаях. Поэтому корпус угольного реактора
предлагается изготовить в виде цилиндра с перфорированными стенками. Через
эти отверстия будут удаляться продукты горения. Внутренний цилиндр,
коаксиальный с первым и также перфорированный, служит для подачи кислорода,
а тепловыделяющие элементы помещаются в зазоре между цилиндрами.
Необходимость закрывать цилиндры на концах торцовыми плитами создает
трудную, хотя и разрешимую математическую проблему.
ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ. Изготовление их, по-видимому, обойдется
дешевле, чем в случае ядерных реакторов, так как нет необходимости заключать
горючее в оболочку, которая в этом случае даже нежелательна, поскольку она
затрудняет доступ кислорода. Были рассчитаны различные типы решеток, и уже
самая простая из них - плотноупакованные сферы, - по-видимому, вполне
удовлетворительна.
Расчеты оптимального размера этих сфер и соответствующих допусков
находятся сейчас в стадии завершения. Уголь легко обрабатывается, и
изготовление таких сфер, очевидно, не представит серьезных трудностей.
ОКИСЛИТЕЛЬ.ЧИСТЫЙ кислород идеально подходит для этой цели, но он
дорог, и самым дешевым заменителем является воздух. Однако воздух на 78%
состоит из азота. Если даже часть азота прореагирует с углеродом, образуя
ядовитый газ циан, то и она будет источником серьезной опасности для
здоровья обслуживающего персонала (см. ниже).
УПРАВЛЕНИЕ и КОНТРОЛЬ .Реакция начинает идти лишь при довольно высокой
температуре (988° по Фаренгейту). Такую температуру легче всего получить,
пропуская между внешним и внутренним цилиндрами реактора электрический ток в
несколько тысяч ампер при напряжении не ниже 30 вольт. Торцовые пластины в
этом случае необходимо изготовлять из изолирующей керамики, и это вместе с
громоздкой батареей аккумуляторов значительно увеличит стоимость установки.
Для запуска можно использовать также какую-либо реакцию с самовозгоранием,
например между фосфором и перекисью водорода, и такую возможность не следует
упускать из виду.
Течение реакции после запуска можно контролировать, регулируя подачу
кислорода, что почти столь же просто, как управление обычным ядерным
реактором с помощью регулирующих стержней.
КОРРОЗИЯ. Стенки реактора должны выдерживать температуру выше 1000°К в
атмосфере, содержащей кислород, азот, окись и двуокись углерода, двуокись
серы и различные примеси, многие из которых еще неизвестны. Немногие металлы
и специальная керамика могут выдержать такие условия. Привлекательной
возможностью является никелированный ниобий, но, возможно, придется
использовать чистый никель.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. Выделение ядовитых газов из реактора представляет
серьезную угрозу для обслуживающего персонала. В состав этих газообразных
продуктов, помимо исключительно токсичных окиси углерода и двуокиси серы,
входят также некоторые канцерогенные соединения, такие, как фенантрен.
Выбрасывание их непосредственно в атмосферу недопустимо, поскольку приведет
к заражению воздуха в радиусе нескольких миль. Эти газы необходимо собирать
в контейнеры и подвергать химической детоксификации. При обращении как с
газообразными, так и с твердыми продуктами реакции необходимо использовать
стандартные методы дистанционного управления. После обеззараживания эти
продукты лучше всего топить в море.
Существует возможность, хотя и весьма маловероятная, что подача
окислителя выйдет из-под контроля. Это приведет к расплавлению всего
реактора и выделению огромного количества ядовитых газов. Последнее
обстоятельство является главным аргументом против угля и в пользу ядерных
реакторов, которые за последние несколько тысяч лет доказали свою
безопасность. Пройдут, возможно, десятилетия, прежде чем будут разработаны
достаточно надежные методы управления угольными реакторами.
(О. ФРИШ - известный физик-теоретик, профессор Тринити-колледжа
Кембридж, Англия, член Королевского общества.)
К 50-летию РУДОЛЬФА ПАЙЕРЛСА
"Вначале был нейтрон"
Рудольф Пайерлс родился в 1907 году, и этот факт имеет первостепенное
значение, по крайней мере с точки зрения издания настоящего сборника. Если в
детстве он и был гениальным ребенком, то об этом никто не помнит/Поэтому мы
не будем интересоваться его до профессорской жизнью, заметим только, что
сперва он учился у Зоммерфельда, а затем был переброшен к Гейзенбергу.
Большинство своих открытий того времени он сделал в поездах. Путешествия
заносили его далеко, например в Россию, и никто из знающих его жену не
обвинит Пайерлса в том, что он вернулся оттуда с пустыми руками.
Некоторое время он работал ассистентом Паули. Паули, очевидно, был им
очень доволен, потому что впоследствии с любовью вспоминал, что "Der Peierls
hat immer Quatsch gerechnet" *.
В это время он внес свой крупный вклад в квантовую теорию излучения, и
тут они с Ландау заварили такую кашу, что Бор и Розенфельд расхлебывали ее
несколько месяцев. За время, прошедшее с тех пор, он, по-видимому, высказал
больше неверных гипотез, чем любой другой физик за любой отрезок времени,
что целиком подтверждает известную поговорку: "Добро, содеянное человеком,
живет и после него, а зло... покрывают его ученики". По электронной теории
металлов у него тоже были работы. И хотя они и не остались
неопубликованными, в удобочитаемой форме их можно найти лишь в книге
"Квантовая теория твердого тела". Не следует забывать и его вклад в ядерную
физику. Его старому учителю приписывают высказывание, что критические
замечания Пайерлса всегда были лучше, чем его работы, во всяком случае они
гораздо эффективнее опровергали разные хорошие идеи. (Похоже, что этому он
научился у своего учителя.) Кроме того, он внес свою лепту в теорию
относительности, теорию поля, теорию отопления жилых помещений, в создание
паровых котлов с автоматической углепода-чей, в воспитание молодого
поколения и т. д. и т. п. Но, пожалуй, больше всего он сделал в качестве
педагога. Термин "пайерлсизация" в физике означает умение набить 30 человек
в помещение, рассчитанное на 15, не пользуясь ни оливковым маслом, ни
томатным соусом...
- Этот Пайерлс всегда вычислял какую-нибудь ерунду.
Я не знаю
П. А. У. Л. И. И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ
(Получено в июле 1932 года, частично рассекречено в июле 1951 года)
В. Вайскопф
Эта работа в течение 25 лет была засекречена Швейцарской комиссией по
атомной энергии. Недавно получено сообщение, что в СССР создана такая же