Пионеры атомного века (Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга) - Гернек Фридрих (читать бесплатно полные книги .TXT) 📗
В бурные ноябрьские дни 1918 года Борн вместе с Вертгеймером, одним из основателей гештальтпсихологии, по просьбе Эйнштейна выступил в роли посредника. Революционные студенты арестовали ректора Берлинского университета и некоторых реакционных профессоров. Так как Эйнштейн пользовался особым уважением и любовью студентов, руководство университета попросило его о помощи. Борн и Вертгеймер сопровождали Эйнштейна.
После того как три профессора тщетно обращались к "Совету студентов", который заседал в здании рейхстага, они отправились в "Совет народных уполномоченных", чтобы там содействовать освобождению ректора и других профессоров. "Слишком долго описывать, - писал Борн, - как мы добирались до Вильгельмштрассе и дворца рейхсканцлера, где возбужденные группы депутатов и служащих обсуждали внутреннее положение и только что объявленные условия перемирия. Поскольку Эйнштейна знали, двери перед ним открывались мы пробрались к Эберту и изложили ему свою просьбу. А затем начался бесконечный обратный путь Но игра стоила свеч".
Общение с Эйнштейном, по словам Борна, было счастьем, так как нельзя было не почувствовать его полной независимости от собственного "Я". Как-то, когда Эйнштейн тяжело заболел и жена Борна спросила его, не боится ли он смерти, он сказал. "Я чувствую себя настолько солидарным со всем живущим, что для меня безразлично, где начинается и где кончается отдельное". Борн считал берлинские годы самыми памятными в своей жизни, потому что он был так близок тогда с Эйнштейном и Планком.
Весной 1919 года Борн в качестве ординарного профессора прибыл в университет во Франкфурте-на-Майне. Там он должен был принять кафедру Лауэ, который в свою очередь переехал в Берлин. Этот "обмен" состоялся по желанию Лауэ, стремившегося возвратиться в университет, где он начал свою научную деятельность, чтобы работать с Максом Планком.
Когда осенью 1919 года после опубликования результатов английской экспедиции, наблюдавшей солнечное затмение, начался "эйнштейновский бум" и враждебные нападки на создателя теории относительности, Борн во "Франкфуртер цайтунг" ответил на это несколькими довольно резкими статьями. Эти статьи и доклады по теории относительности год спустя легли в основу общедоступного изложения учения Эйнштейна. Книга сразу же выдержала несколько изданий.
Во Франкфурте, где в его распоряжении была лаборатория, Борн провел и возглавил несколько экспериментальных исследований. Особо следует отметить его работу по непосредственному измерению длины свободного пути нейтральных атомов. Однако самыми известными были исследования, которые проводил Отто Штерн, приват-доцент и ассистент Борна совместно с Вальтером Герлахом, ассистентом Института экспериментальной физики. Это были те знаменитые опыты с молекулярными пучками, которые блестяще подтвердили основной вывод квантовой теории: направленную квантованность атомов в магнитном поле За результаты своих исследований Штерн, который был вынужден в 1933 гору оставить кафедру в Гамбурге и переселиться в США, в 1943 году получил Нобелевскую премию по физике.
В 1921 году Макс Борн стал преемником своего бывшего учителя Вольдемара Фойгта в Гёттингенском университете, где он заканчивал свое образование, получил степень доктора и начал преподавательскую деятельность в качестве приват-доцента.
За 12 лет работы в Гёттингене Борн основал большую школу теоретической атомной физики с интернациональным коллективом учеников и сотрудников. К ней принадлежали такие исследователи, как Ферми, Дирак, Оппенгеймер, Мария Гёпперт-Мейер, И. фон Нейман, Теллер, Вигнер, Полинг, Гейтлер, Вайскопф, Розенфельд и другие знаменитые ученые, многие из которых стали лауреатами Нобелевской премии. Ассистентами Борна были Вольфганг Паули и Вернер Гейзенберг. Вместе с ним или под его руководством работали советские физики Фок, Тамм, Френкель и Румер. Его институт посещали Иоффе и Капица, американский физик Гамов, получивший известность благодаря своим космологическим исследованиям, также был учеником Борна.
Норберт Винер, известный американский математик, основатель кибернетики, который некоторое время обучался в Гёттингене, писал в автобиографии о тех годах: "Главную роль в создании и первоначальном развитии квантовой механики в Гёттингене сыграли Макс Борн и Гейзенберг. Макс Борн был гораздо старше Гейзенберга, но, хотя в основе новой теории, несомненно, лежали его идеи, честь создания квантовой механики как самостоятельного раздела науки принадлежит его более молодому коллеге. Спокойный, мягкий человек, музыкант в душе, Борн больше всего на свете любил играть с женой на двух роялях".
Совместно с Винером во время зимнего семестра 1925/26 года, когда он был в Америке в качестве профессора-гостя, Борн написал работу о формулировании квантовых законов для периодических и непериодических процессов. Винер одной фразой охарактеризовал Борна: "Это был самый скромный ученый, которого я знал".
Из книг Борна, относящихся к первым годам его преподавательской деятельности в Гёттингене, наряду с работой по теории относительности в первую очередь следует назвать "Строение материи". Книга переведена на многие языки В статье "Атомная теория твердого состояния" Борн продолжил свои исследования динамической теории кристаллов. На основе более поздней теории атома Бора и Зоммерфельда он исследовал связь атомной физики и химии. В статье "Мост между химией и физикой", опубликованной в "Натурвиссеншафтен", подробно рассматривается эта связь.
Большое значение имело то, что в одно время с Борном в Гёттингене работали блестящий экспериментатор Джеймс Франк и прекрасный педагог-физик Роберт Поль. Но в первую очередь благодаря деятельности Борна этот маленький университетский городок, являвшийся цитаделью математики, в 20-х годах стал также центром исследований по проблемам атомной физики.
Около 1925 года гёттингенская школа решительно вмешалась в развитие квантовой физики. В 1924 году Макс Борн впервые использовал в одной из статей выражение "квантовая механика" и ввел его тем самым в физическую литературу. В этот период влияние Борна на дальнейшее становление атомной физики было особенно сильным. В 1925...1927 годах физики-теоретики в Гёттингене разработали основы статистической атомной механики. Борн сам продумал и обосновал вероятностное толкование квантовой механики. Он создал "новый стиль мышления о явлениях природы"; в этом и состоит его самая большая научная заслуга.
Исходным пунктом этого развития была работа Гейзенберга "О квантовотеоретическом толковании кинематических и механических связей". Во введении к своим "Избранным статьям" Борн сообщает подробности событий. "Летом 1925 года Гейзенберг дал мне рукопись своей фундаментальной работы, в которой он сделал расчеты переходных амплитуд. Работа произвела на меня глубокое впечатление, и я послал ее в физический журнал. Несколько недель спустя я заметил, что методы расчета Гейзенберга совпадают с матричным счислением, которое я изучал у Розанеса в Бреслау".
Итак, хотя направляющая идея матричной механики принадлежит Гейзенбергу, что всегда подчеркивал и сам Борн, однако математическое оформление этой гениальной идеи и ее развитие в законченную теорию - прежде всего, если не исключительно - заслуга Борна.
Почти в то же время в Англии, в Кембридже Паулем Дираком также под влиянием Гейзенберга был развит подобный же вид квантовой механики. Наконец, Эрвин Шрёдингер, исходя из совершенно иной точки зрения, создал в Цюрихе свою волновую механику, которая вскоре была признана равноценной в математическом отношении гёттингенской и кембриджской формам квантовой механики. Об этом уже говорилось выше.
Статистическая квантовая механика, которая совершенно отказывается от наглядных представлений с использованием моделей и оперирует только вероятностными высказываниями (волны Шрёдингера толкуются как "вероятностные волны"), натолкнулась на резкие возражения многих физиков. Эйнштейн, который осенью 1927 года начал дискуссию с Бором и Гейзенбергом, уже в декабре 1926 года писал Борну: "Квантовая механика - теория, внушающая большое уважение. Но внутренний голос говорит мне, что это еще не то, что нужно. Эта теория дает много, но едва ли она подвела нас ближе к тайне старца (бога. Перев.). Во всяком случае, я убежден, что тот не играет в кости".
