Реглан для братвы - Черкасов Дмитрий - Страница 36

Вернер Гейзенберг – великий немецкий физик ХХ века. В 1925 году он создал матричный вариант квантовой теории (несколько позже Эрвин Шредингер создал ее «волновой» вариант), в 1927 году установил знаменитое «соотношение неопределенностей», носящее его имя, опубликовал ряд фундаментальных работ по релятивистской квантовой механике (соединение квантовой теории и теории относительности), по единой теории поля и теории ферромагнетизма, и был удостоен Нобелевской премии. Он оставил также интереснейшие и глубокие статьи и книги по философским проблемам естествознания, нисколько не утратившие актуальность и по сей день. Все это обеспечивает ему заслуженное место в пантеоне современной науки. Споры вызывает его поведение во время Второй мировой войны. Вместе с некоторыми другими немецкими физиками он предпринимал, по заданию нацистских властей, попытки создания атомной бомбы. Во время войны союзникам не было известно, как далеко продвинулись эти попытки. Понятно, что, заполучи нацистский режим такое оружие, ход войны мог бы пойти иначе, даже на ее последних стадиях, и поэтому заявления Гитлера о наличии у него некоего «чудо-оружия» внушали союзникам серьезную тревогу. Не случайно американцы создали специальную группу физиков, получивших секретное задание: продвигаясь вместе с наступающими войсками, захватить немецкие центры атомных исследований и работавших там специалистов. Эта операция завершилась тем, что Гейзенберг, Вейцзеккер и несколько других видных физиков, занимавшихся созданием немецкой атомной бомбы, были взяты в плен и доставлены в специально отведенное для этого место, где их показания, и даже их разговоры друг с другом, были записаны и тщательно изучены специалистами. Выяснилось, что немецкие ученые не сумели далеко продвинуться в своих исследованиях и в этом плане угрозы Гитлера были пустыми. Тогда центр интереса переместился на другой вопрос: в какой степени добровольным было участие великого Гейзенберга (а также его сотрудников) в попытках создания «нацистской бомбы». Как известно, аналогичный вопрос возник после войны и в отношении других деятелей немецкой культуры, искусства и науки – самый шумные и тоже до сих пор не утихшие окончательно споры вызвали вопросы о великом философе Мартине Хайдеггере и кинорежиссере Лени Рифеншталь. В отношении Гейзенберга ситуация оказалась весьма неоднозначной. Сам ученый заявил на допросах, что намеренно вводил в заблуждение нацистские власти относительно трудностей создания атомной бомбы, чтобы тем самым задержать осуществление проекта. Анализ, проделанный американскими специалистами по атомной физике, показал, что направление исследований, выбранное коллективом Гейзенберга, было бесперспективным и не могло привести к быстрому созданию бомбы, но нельзя с уверенностью сказать, чем был вызван такой выбор – намеренным саботажем или обычным научным просчетом. Человеческая репутация Гейзенберга (умершего в 1976 году) осталась в ореоле некоторого морального сомнения, и его потомки многие годы яростно сражались за восстановление его доброго имени. Вся эта история описана во многих книгах, одной из лучших среди которых является «Неопределенность: жизнь и учение Вернера Гейзенберга», написанная историком науки Дэйвидом Кассиди. Новый виток споров вокруг Гейзенберга возник как дальний отголосок двух литературных событий. В 1993 году журналист Томас Пауэрс написал книгу «Гейзенбергова война», в которой утверждал, что Вернер Гейзенберг был тем, кто «взорвал нацистский проект (создания атомной бомбы) изнутри». На основании этой книги известный британский драматург Майкл Фрэйн несколько лет спустя написал пьесу «Копенгаген», вскоре получившую одну из престижных литературных премий. В центре пьесы Фрэйна находилось известное в истории физики событие – встреча между Гейзенбергом и другим титаном современной физики – Нильсом Бором, состоявшаяся в 1941 году в оккупированном немцами Копенгагене. В 20-е годы ХХ века Гейзенберг был учеником Бора, тогдашнего наставника и лидера всей атомной физики. В послевоенные годы Гейзенберг утверждал, что отправился к Бору, чтобы поделиться с ним своей тревогой в связи с возможным созданием и военным использованием атомной бомбы нацистами и рассказать о своем намерении сорвать эти планы. Однако истинное содержание их беседы все это время оставалось неясным для историков. Сам Бор не хотел говорить о ней, однако известно, что после этой встречи он почему-то порвал практически все контакты с Гейзенбергом и вскоре (в 1943 году), бежав из Дании, перебрался в Великобританию а затем в США, в Лос-Аламос, где осуществлялся тогда американский проект атомной бомбы. На волне интереса к копенгагенской встрече, вызванной пьесой Фрэйна, датский фонд «Архивы Нильса Бора» опубликовал написанное в 1957 году, но не отправленное письмо Бора к Гейзенбергу, которое, по мнению многих экспертов, опровергает послевоенные утверждения Гейзенберга о характере копенгагенской встречи. Письмо это Бор написал после прочтения вышедшей тогда книги Юнга «Ярче тысячи солнц», излагавшей историю создания атомной бомбы. В книге, в частности, приводилась версия Гейзенберга о «саботаже» им нацистского проекта. Надо думать, что-то в этой версии взволновало Бора своей неточностью, потому что в письме он пишет, обращаясь к Гейзенбергу: «Вы... выразили абсолютную уверенность, что Германия победит, и потому было бы глупо с нашей стороны лелеять надежду на иной исход этой войны». И далее: «Вы сказали, что нет никакой надобности говорить о деталях (очевидно, о деталях создания атомной бомбы), потому что они Вам полностью известны, и Вы уже затратили два последних года, посвятив их, более или менее целиком, соответствующим приготовлениям». Видимо, письмо это казалось Бору принципиально важным, потому что он не отправил письмо сразу, а еще не раз возвращался к нему, диктуя своей жене, сыну и помощникам различные варианты и черновики, но так и не закончил эту работу до самой своей смерти (в 1962 году). В результате письмо, как уже сказано, осталось неотправленным, сохранилось в его архиве и было опубликовано, вызвав гневную отповедь сына Гейзенберга. Нельзя сказать, что эти фразы из неотправленного письма Бора совершенно однозначно свидетельствует против Гейзенберга, как то утверждают многие участники спора, по мнению которых это письмо доказывает, что Гейзенберг работал над нацистским атомным проектом изо всех сил, а не саботировал его. Тем не менее взятые вместе обе эти фразы создают, скорее, впечатление, что Гейзенберг отнюдь не был таким противником нацистского режима и его проекта атомной бомбы, каким он себя впоследствии изображал. Однако эти фразы можно, конечно, читать и иначе, как о том говорит пример нобелевского лауреата физика Ганса Бете, одного из немногих еще живущих участников Манхэттенского проекта, который считает, что «письмо Бора ничего не прояснило в отношении копенгагенской встречи». Аналогичную позицию занял и «герой дня», драматург Майкл Фрэйн, который заявил, что публикация письма не изменила его трактовки копенгагенской встречи, хотя вся история с письмом Бора представляется ему довольно странной. Действительно, в этом письме и его истории много загадочного: и то, что Бор почему-то счел нужным написать Гейзенбергу после стольких лет молчания и именно тогда, когда познакомился с книгой Юнга (хотя он наверняка был и раньше знаком с самооправдательной версией Гейзенберга), и то, что он письмо не отправил, и то, что он к нему возвращался и переделывал. В общем, здесь есть пища для гаданий и догадок, и не случайно они множатся и ширятся, вовлекая в свою орбиту все больше ученых и журналистов (По материалам Михаила Вартбурга).

Бор (Bohr), Нильс (7 октября 1885 г. – 8 ноября 1962 г.). Датский физик Нильс Хенрик Давид Бор родился в Копенгагене и был вторым из трех детей Кристиана Бора и Эллен (в девичестве Адлер) Бор. Его отец был известным профессором физиологии в Копенгагенском университете; его мать происходила из еврейской семьи, хорошо известной в банковских, политических и интеллектуальных кругах. Их дом был центром весьма оживленных дискуссий по животрепещущим научным и философским вопросам, и на протяжении всей своей жизни Бор размышлял над философскими выводами из своих работ. Он учился в Гаммельхольмской грамматической школе в Копенгагене и окончил ее в 1903 г. Нильс и его брат Гаральд, который стал известным математиком, в школьные годы были заядлыми футболистами; позднее Нильс увлекался катанием на лыжах и парусным спортом. Когда Бор был студентом-физиком Копенгагенского университета, где он стал бакалавром в 1907 г., его признавали необычайно способным исследователем. Его дипломный проект, в котором он определял поверхностное натяжение воды по вибрации водяной струи, принес ему золотую медаль Датской королевской академии наук. Степень магистра Н. Бор получил в Копенгагенском университете в 1909 г. Его докторская диссертация по теории электронов в металлах считалась мастерским теоретическим исследованием. Среди прочего в ней вскрывалась неспособность классической электродинамики объяснить магнитные явления в металлах. Это исследование помогло Бору понять на ранней стадии своей научной деятельности, что классическая теория не может полностью описать поведение электронов. Получив докторскую степень в 1911 г., Бор отправился в Кембриджский университет, в Англию, чтобы работать с Дж. Дж. Томсоном, который открыл электрон в 1897 г. Правда, к тому времени Томсон начал заниматься уже другими темами, и выказал мало интереса к диссертации Бора и содержащимся в ней выводам. Но Бор тем временем заинтересовался работой Эрнеста Резерфорда в Манчестерском университете. Резерфорд со своими коллегами изучал вопросы радиоактивности элементов и строения атома. Бор переехал в Манчестер на несколько месяцев в начале 1912 г. и энергично занялся этими исследованиями. Он вывел много следствий из ядерной модели атома, предложенной Резерфордом, которая не получила еще широкого признания. В дискуссиях с Резерфордом и другими учеными Бор отрабатывал идеи, которые привели его к созданию своей собственной модели строения атома. Летом 1912 г. Бор вернулся в Копенгаген и стал ассистент-профессором Копенгагенского университета. В этом же году он женился на Маргрет Норлунд. У них было шесть сыновей, один из которых, Oгe Бор, также стал известным физиком. В течение следующих двух лет Бор продолжал работать над проблемами, возникающими в связи с ядерной моделью атома. Резерфорд предположил в 1911 г., что атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого по орбитам вращаются отрицательно заряженные электроны. Эта названная впоследствии «планетарной» модель основывалась на представлениях, находивших опытное подтверждение в физике твердого тела, но приводила к одному трудноразрешимому парадоксу. Согласно классической электродинамике, вращающийся по орбите электрон должен постоянно терять энергию, отдавая ее в виде света или другой формы электромагнитного излучения. По мере того как его энергия теряется, электрон должен приближаться по спирали к ядру и в конце концов упасть на него, что привело бы к разрушению атома. На самом же деле атомы весьма стабильны, и, следовательно, здесь образуется брешь в классической теории. Бор испытывал особый интерес к этому очевидному парадоксу классической физики, поскольку все слишком напоминало те трудности, с которыми он столкнулся при работе над диссертацией. Возможное решение этого парадокса, как полагал он, могло лежать в квантовой теории. В 1900 г. Макс Планк выдвинул предположение, что электромагнитное излучение, испускаемое горячим веществом, идет не сплошным потоком, а вполне определенными дискретными порциями энергии. Назвав в 1905 г. эти единицы квантами, Альберт Эйнштейн распространил данную теорию на электронную эмиссию, возникающую при поглощении света некоторыми металлами (фотоэлектрический эффект). Применяя новую квантовую теорию к проблеме строения атома, Бор предположил, что электроны обладают некоторыми разрешенными устойчивыми орбитами, на которых они не излучают энергию. Только в случае, когда электрон переходит с одной орбиты на другую, он приобретает или теряет энергию, причем величина, на которую изменяется энергия, точно равна энергетической разности между двумя орбитами. Идея, что частицы могут обладать лишь определенными орбитами, была революционной, поскольку, согласно классической теории, их орбиты могли располагаться на любом расстоянии от ядра, подобно тому как планеты могли бы в принципе вращаться по любым орбитам вокруг Солнца. Хотя модель Бора казалась странной и немного мистической, она позволяла решить проблемы, давно озадачивавшие физиков. В частности, она давала ключ к разделению спектров элементов. Когда свет от светящегося элемента (например, нагретого газа, состоящего из атомов водорода) проходит через призму, он дает не непрерывный включающий все цвета спектр, а последовательность дискретных ярких линий, разделенных более широкими темными областями. Согласно теории Бора, каждая яркая цветная линия (то есть каждая отдельная длина волны) соответствует свету, излучаемому электронами, когда они переходят с одной разрешенной орбиты на другую орбиту с более низкой энергией. Бор вывел формулу для частот линий в спектре водорода, в которой содержалась постоянная Планка. Частота, умноженная на постоянную Планка, равна разности энергий между начальной и конечной орбитами, между которыми совершают переход электроны. Теория Бора, опубликованная в 1913 г., принесла ему известность; его модель атома стала известна как атом Бора. Немедленно оценив важность работы Бора, Резерфорд предложил ему ставку лектора в Манчестерском университете – пост, который Бор занимал с 1914 по 1916 г. В 1916 г. он занял пост профессора, созданный для него в Копенгагенском университете, где он продолжал работать над строением атома. В 1920 г. он основал Институт теоретической физики в Копенгагене; за исключением периода второй мировой войны, когда Бора не было в Дании, он руководил этим институтом до конца своей жизни. Под его руководством институт сыграл ведущую роль в развитии квантовой механики (математическое описание волновых и корпускулярных аспектов материи и энергии). В течение 20-х гг. ХХ века боровская модель атома была заменена более сложной квантово-механической моделью, основанной главным образом на исследованиях его студентов и коллег. Тем не менее атом Бора сыграл существенную роль моста между миром атомной структуры и миром квантовой теории. Бор был награжден в 1922 г. Нобелевской премией по физике «за заслуги в исследовании строения атомов и испускаемого ими излучения». При презентации лауреата Сванте Аррениус, член Шведской королевской академии наук, отметил, что открытия Бора «подвели его к теоретическим идеям, которые существенно отличаются от тех, какие лежали в основе классических постулатов Джеймса Клерка Максвелла». Аррениус добавил, что заложенные Бором принципы «обещают обильные плоды в будущих исследованиях». Н. Бор написал много работ, посвященных проблемам эпистемологии (познания), возникающим в современной физике. В 20-е гг. он сделал решающий вклад в то, что позднее было названо копенгагенской интерпретацией квантовой механики. Основываясь на принципе неопределенности Вернера Гейзенберга, копенгагенская интерпретация исходит из того, что жесткие законы причины и следствия, привычные нам в повседневном, макроскопическом мире, неприменимы к внутриатомным явлениям, которые можно истолковать лишь в вероятностных терминах. Например, нельзя даже в принципе предсказать заранее траекторию электрона; вместо этого можно указать вероятность каждой из возможных траекторий. Бор также сформулировал два из фундаментальных принципов, определивших развитие квантовой механики: принцип соответствия и принцип дополнительности. Принцип соответствия утверждает, что квантово-механическое описание макроскопического мира должно соответствовать его описанию в рамках классической механики. Принцип дополнительности утверждает, что волновой и корпускулярный характер вещества и излучения представляют собой взаимоисключающие свойства, хотя оба эти представления являются необходимыми компонентами понимания природы. Волновое или корпускулярное поведение может проявиться в эксперименте определенного типа, однако смешанное поведение не наблюдается никогда. Приняв сосуществование двух очевидно противоречащих друг другу интерпретаций, мы вынуждены обходиться без визуальных моделей – такова мысль, выраженная Бором в его Нобелевской лекции. Имея дело с миром атома, сказал он, «мы должны быть скромными в наших запросах и довольствоваться концепциями, которые являются формальными в том смысле, что в них отсутствует столь привычная нам визуальная картина». В 30-х гг. Бор обратился к ядерной физике. Энрико Фермы с сотрудниками изучали результаты бомбардировки атомных ядер нейтронами. Бор вместе с рядом других ученых предложил капельную модель ядра, соответствующую многим наблюдаемым реакциям. Эта модель, где поведение нестабильного тяжелого атомного ядра сравнивается с делящейся каплей жидкости, дало в конце 1938 г. возможность Отто Р. Фришу и Лизе Майтнер разработать теоретическую основу для понимания деления ядра. Открытие деления накануне Второй мировой войны немедленно дало пищу для домыслов о том, как с его помощью можно высвобождать колоссальную энергию. Во время визита в Принстон в начале 1939 г. Бор определил, что один из обычных изотопов урана, уран-235, является расщепляемым материалом, что оказало существенное влияние на разработку атомной бомбы. В первые годы войны Бор продолжал работать в Копенгагене, в условиях германской оккупации Дании, над теоретическими деталями деления ядер. Однако в 1943 г., предупрежденный о предстоящем аресте (который, вероятнее всего, был выдуман с целью заставить Бора эмигрировать), Нильс с семьей бежал в Швецию. Оттуда он вместе с сыном Оге перелетел в Англию в пустом бомбовом отсеке британского военного самолета. Хотя Бор считал создание атомной бомбы технически неосуществимым, работа по созданию такой бомбы уже начиналась в Соединенных Штатах, и союзникам потребовалась его помощь. В конце 1943 г. Нильс и Оге отправились в Лос-Аламос для участия в работе над Манхэттенским проектом. Старший Бор сделал ряд технических разработок при создании бомбы и считался старейшиной среди многих работавших там ученых; однако его в конце войны крайне волновали последствия применения атомной бомбы в будущем. Он встречался с президентом США Франклином Д. Рузвельтом и премьер-министром Великобритании Уинстоном Черчиллем, пытаясь убедить их быть открытыми и откровенными с Советским Союзом в отношении нового оружия, а также настаивал на установлении системы контроля над вооружениями в послевоенный период. Однако его усилия не увенчались успехом. После войны Бор вернулся в Институт теоретической физики, который расширился под его руководством. Он помог основать Европейский центр ядерных исследований и играл активную роль в его научной программе в 50-е гг. Он также принял участие в основании Нордического института теоретической атомной физики в Копенгагене – объединенного научного центра Скандинавских государств. В те годы Бор продолжал выступать в прессе за мирное использование ядерной энергии и предупреждал об опасности ядерного оружия. В 1950 г. он послал открытое письмо в ООН, повторив свой призыв военных лет к «открытому миру» и международному контролю над вооружениями. За свои усилия в этом направлении он получил первую премию «За мирный атом», учрежденную Фондом Форда в 1957 г. Достигнув 70-летнего возраста обязательной отставки в 1955 г., Бор ушел с поста профессора Копенгагенского университета, но остался главой Института теоретической физики. В последние годы своей жизни он продолжал вносить свой вклад в развитие квантовой физики и проявлял большой интерес к новой области молекулярной биологии. Человек с большим чувством юмора, Бор был известен своим дружелюбием и гостеприимством. «Доброжелательный интерес к людям, проявляемый Бором, сделал личные отношения в институте во многом напоминающими подобные отношения в семье», – вспоминал Джон Кокрофт в биографических мемуарах о Нильсе Боре. Эйнштейн сказал однажды: «Что удивительно привлекает в Боре как ученом-мыслителе, так это редкий сплав смелости и осторожности; мало кто обладал такой способностью интуитивно схватывать суть скрытых вещей, сочетая это с обостренным критицизмом. Он, без сомнения, является одним из величайших научных умов нашего века». Бор умер 18 ноября 1962 г. в своем доме в Копенгагене в результате сердечного приступа. Нильс Бор был членом более двух десятков ведущих научных обществ и являлся президентом Датской королевской академии наук с 1939 г. до конца жизни. Кроме Нобелевской премии, он получил высшие награды многих ведущих мировых научных обществ, включая медаль Макса Планка Германского физического общества (1930) и медаль Копли Лондонского королевского общества (1938), обладал почетными учеными степенями ведущих университетов, включая Кембридж, Манчестер, Оксфорд, Эдинбург, Сорбонну, Принстон, Макгил, Гарвард и Рокфеллеровский центр.

Прога – компьютерная программа (жарг.).

Кульный хацкер – крутой, продвинутый пользователь (жарг.).

Cash – наличность (англ.), здесь – кошелек.

Busy – занято (англ.).

Must die – должны умереть (англ.).