Эпизоды «Революции вундеркиндов»

Наука и жизньНаука

Эпизод восьмой: волны против матриц

Кандидат физико-математических наук, доктор естествознания (Германия) Евгений Беркович.

Вернер Гейзенберг и Нильс Бор с семьёй. Копенгаген, осень 1924 года. Фото: Архив Института Нильса Бора, Копенгаген.

«Всё-таки, Шрёдингер, вы должны понять...»

Макс Планк,
1928 год. Фото:
Архив газеты
«Züddeutsche
Zeitung».

Из Берлина путь Шрёдингера лежал во вторую «физическую» столицу Германии — в Мюнхен, куда его пригласили Зоммерфельд и Вин. Как и в Берлине, в баварской столице было запланировано два доклада: один — общий 23 июля 1926 года на заседании местной конференции Физического общества Баварии, другой — на следующий день в узком кругу на семинаре Зоммерфельда в университете. Ради того, чтобы дать возможность гостю из Цюриха выступить на конференции, её председатель астрофизик Роберт Эмден даже отказался от запланированного доклада об Эддингтоне и спутниках Сириуса. Выступления Шрёдингера не мог пропустить и Вернер Гейзенберг, специально приехавший в свой родной город из Копенгагена, где он тогда работал ассистентом у Бора. Конечно, пришёл на семинар и Вильгельм Вин, крайне скептически настроенный против зоммерфельдовской атомистики и гейзенберговских абстракций.

Начало выступления Шрёдингера понравилось даже его принципиальному оппоненту Гейзенбергу, который вспоминал: «Прежде всего Шрёдингер развернул математические принципы волновой механики на примере атома водорода, и все мы были восхищены тем, что с проблемой, которую Вольфгангу Паули методами квантовой механики удавалось разрешить лишь весьма сложными путями, теперь оказалось возможным изящно и просто расправиться обычными математическими методами»1.

Эрвин Шрёдингер.
Ориентировочно
1940-е годы.
Фото: Архив
Нильса Бора,
Американский
институт физики,
Нью-Йорк.

Но в заключительной части Шрёдингер стал излагать своё видение волновой механики, отрицающей саму суть квантовых эффектов — их дискретность. Ведь Макс Планк ввёл понятие кванта именно из предположения о дискретности излучения нагретого тела. Формула Планка с тех пор была точнейшим образом подтверждена экспериментом. Волновой механике, в отличие от матричной, вывести эту формулу не удавалось. На это обратил внимание Вернер Гейзенберг при обсуждении доклада Шрёдингера. Но его никто не услышал: «Вильгельм Вин очень резко ответил, что, хотя ему понятны мои сожаления по поводу того, что теперь с квантовой механикой покончено и о всякой чепухе типа квантовых скачков и тому подобном говорить больше не приходится, но упомянутые мною трудности, без сомнения, будут разрешены Шрёдингером в самое ближайшее время. В своём ответе Шрёдингер не был столь категоричен, однако и он остался при убеждении, что теперь разрешение всех перечисленных мною проблем в духе его подхода — только вопрос времени»2.

Чувствовалось, что Вин не забыл ещё, что Вернер провалил ему экзамен по физике три года назад, и хотя много воды утекло с тех пор в реке Изар, но отношение к создателю квантовой механики как к необразованному выскочке у профессора-экспериментатора осталось. В письме Шрёдингеру 23 октября 1926 года Вин так характеризовал создателя квантовой механики: «Гейзенберг принадлежит к тем юным физикам, которые настроены исключительно на теорию и об экспериментах не имеют ни малейшего понятия»3.

Гейзенберг вспоминал в одном из интервью, как реагировал Вин, в том учебном году ректор Мюнхенского университета, на критику доклада Шрёдингера: «Вилли Вин был просто фурия. <…> Он встал и чуть не вышвырнул меня из аудитории. Он сказал: „Молодой человек, вы ещё должны подучить физику, а пока будет лучше, если вы сядете“. Или что-то вроде этого. Он был вне себя»4.

Вернер Гейзенберг перед Лейпцигским физическим институтом. 1933 год. Фото Эдвина Уэлинга. Из книги: Christian Kleint, Gerald Wiemers (Hrsg). Werner Heisenberg in Leipzig 1927—1942. Akademie Verlag, Berlin 1993. 

Да что Вин! Даже Зоммерфельд, всегда поддерживавший своего ученика, не смог устоять перед красноречием автора волновой механики и согласился с ним. Правда, уже на следующий день он изменил своё мнение и в письме тому же Паули признавался: «Волновая механика, конечно, восхитительная микромеханика, но фундаментальные квантовые проблемы она не решает»5.

Немудрено, что Гейзенберг, проигравший диспут со своим главным оппонентом и его единомышленниками, сильно расстроился. В тот же вечер он написал письмо Нильсу Бору, рассказал о неудачной попытке отстоять истину и попросил о помощи.

Тяжёлое психологическое состояние юноши можно понять: он, привыкший уже к почёту и уважению коллег, теперь, словно нерадивый ученик, в своём родном городе на глазах у коллег получил позорную выволочку от нобелевского лауреата, как на беду ещё и ректора университета, Вильгельма Вина. Надо сказать, что Вин вообще не терпел физиков-теоретиков, особенно своего коллегу по университету Арнольда Зоммерфельда и его учеников. Гейзенберг вспоминал, как «Вилли Вин, будучи ректором университета, делал доклад об атомной физике и даже не упомянул имени Зоммерфельда. Все слушатели понимали, что так делать нельзя, потому что Зоммерфельд был очень знаменитым и очень хорошим физиком. Так что между этими двумя профессорами было много проблем, поэтому мой отец беспокоился, он видел, что люди типа Вина не любили теоретическую физику как науку»6.

Нильс Бор оценил положение, в котором оказался Вернер, и сделал всё, что мог, чтобы помочь своему ассистенту. Повод вскоре представился: отец Вернера, профессор Август Гейзенберг, поздравил Бора с избранием членом-корреспондентом Баварской академии наук. В конце письма он поблагодарил за заботу о сыне, который нашёл у Бора в Копенгагене не только работу, но и второй дом. Встречаясь нередко с Вильгельмом Вином, Август Гейзенберг, профессор того же философского факультета, ещё со времён злосчастного экзамена своего сына был наслышан об отсутствии у него перспектив в физике. Письмо Нильсу Бору заканчивалось словами: «Мы, родители, не можем так же быстро, как он сам, забыть, что он ещё совсем недавно вышел из детского возраста, и мы следим за его продвижением, возможно, с чуть большей заботой, чем следовало»7.

Вилли Вин,
ректор Мюнхенского
университета,
1926 год. Фото:
Архив жур​​​​​​нала
«Naturwissenschaften».

Письмо было отправлено 17 июля, ещё до выступлений Шрёдингера в Мюнхене, но Бор мог представить, насколько возросла озабоченность родителей судьбой сына после выходки Вина. Ответив Августу Гейзенбергу 4 августа, свежеиспечённый баварский академик не поскупился на похвалы Вернеру: «Мне не нужно Вам говорить, как высоко я ценю научное дарование и достижения Вашего сына. Несмотря на его молодость, ему удалось осуществить надежды, о которых раньше никто и мечтать не мог. Для учёного нет большего счастья, чем присутствовать при расцвете такого дара и по возможности его поддерживать. Кроме того, свежая и гармоничная личность Вашего сына дарит ежедневную радость быть с ним и вместе работать над общей целью»8.

Такая оценка шефа, без сомнения, подняла дух и родителей, и самого Вернера. У Августа Гейзенберга было немало поводов гордиться своим сыном. Один эпизод долго грел ему душу: однажды в коридоре университета Август повстречался с Зоммерфельдом, который шёл в сопровождении какого-то заграничного гостя. Профессор физики так представил гостю своего коллегу — профессора-византиниста: «Профессор Гейзенберг, отец того самого сына»9.

Между тем Вернер, немного остыв, через четыре дня после выступления Шрёдингера поделился с другом Паули своими впечатлениями: «Насколько приятен Шрёдингер лично, настолько удивительной нахожу я его физику: если его слушать, то переносишься на 26 лет назад. Шрёдингер выбрасывает за борт всё „квантовомеханическое“, а именно фотоэффект, франковские столкновения атомов и электронов, эффект Штерна–Герлаха и т. д., в таком случае нетрудно создать теорию. Но она не согласуется с опытом»10.

Душевная травма от того обсуждения доклада Шрёдингера была столь глубокой, что и через двадцать лет Гейзенберг возвращался к ней. В статье, опубликованной в журнале «Physikalische Blätter» в 1946 году, он вспоминал о тех событиях: «Когда Шрёдингер докладывал о собственных колебаниях сложных распределений зарядов, которые отныне могут считаться источником излучения, неожиданно поднялся В. Вин и с восторгом заговорил о том, что теперь, очевидно, тезис о квантовых скачках может быть заменён чем-то разумным и можно надеяться, что скоро удастся получить объяснение атомной физики с той же наглядностью, которая свойственна физике классической. Теоретики также с изумлением узнали, что здесь в первый раз наглядная картина излучающего атома привела к правильным значениям частот излучаемого света. В этот момент Зоммерфельд и автор этих строк вынуждены были выступить против заявленного В. Вином оптимизма. Они разъяснили, что каждая трактовка, не использующая квантовых скачков, связана с большими трудностями, и это вызвало оживлённые дебаты, в которых Вин почти как личное оскорбление воспринимал поведение любого, кто не был готов под полными парусами возвращаться в землю классической физики»11.

Эрвин Шрёдингер на берегу реки Лиффи, Ирландия. Ориентировочно 1940-е годы. Фото из книги: Walter Moore. Erwin Schrödinger. WBG, Darmstadt, 2012.

Ещё одним шагом Бора, вызванным письмом Гейзенберга, было приглашение Шрёдингера приехать в Копенгаген и выступить 11 сентября с докладом о своих последних работах. Как раз в этот день Гейзенберг должен был вернуться из отпуска. Официально приглашение исходило от Датской академии наук. Шрёдингер получил это письмо с задержкой, так как проводил остаток каникул в летней резиденции Вина в Миттенвальде. Договорились, что Шрёдингер приедет в Копенгаген в первую неделю октября, когда у него были свободные от лекций дни.

Эрвин охотно принял это приглашение, как принимал предыдущие. В ответном письме он подчеркнул, как высоко ценит приглашение патриарха квантовой физики: «Перспектива познакомиться с Вами, уважаемый коллега, и обсудить трудные и злободневные вопросы, которые мы принимаем так близко к сердцу, чрезвычайно радует меня, и я ещё раз сердечно благодарю Вас за то, что Вы любезно предложили мне эту возможность»

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

100 самых сексуальных женщин страны 100 самых сексуальных женщин страны

100 самых сексуальных женщин страны

Maxim
Сооснователь Netflix: Ваша идея — отстой. Но это вообще не важно Сооснователь Netflix: Ваша идея — отстой. Но это вообще не важно

Вы должны перестать думать и начать делать

Inc.
Железные дороги победы Железные дороги победы

Какую роль играли железные дороги во Второй мировой войне

Дилетант
В древней пещере майя нашли десятки отпечатков детских рук В древней пещере майя нашли десятки отпечатков детских рук

Отпечатки детских рук в древней пещере майя

National Geographic
Темный карнавал Темный карнавал

Об экзотических гипотезах темной материи

Популярная механика
Хватит ходить с суровым лицом: 7 способов находить причину улыбнуться каждый день Хватит ходить с суровым лицом: 7 способов находить причину улыбнуться каждый день

Отличная профилактика от дурного настроения

Playboy
Обмену не подлежит? Обмену не подлежит?

Может ли косметика переставать действовать?

Лиза
Нет гендиректора, а зарплату определяют коллеги: компания из Аргентины с 85 сотрудниками работает без руководителей Нет гендиректора, а зарплату определяют коллеги: компания из Аргентины с 85 сотрудниками работает без руководителей

Работа, где нет руководителей, а зарплату устанавливают сами сотрудники

VC.RU
Взлёт и падение «Белой розы»: как студенты из Мюнхена боролись с Гитлером с помощью брошюр — и оказались на гильотине Взлёт и падение «Белой розы»: как студенты из Мюнхена боролись с Гитлером с помощью брошюр — и оказались на гильотине

Брат и сестра Шоль до самой смерти боролись против нацизма внутри Германии

TJ
Дорого, богато, смешно: кого радует «уродливая мода» Дорого, богато, смешно: кого радует «уродливая мода»

Что такое «уродливая мода»

Psychologies
10 неожиданных современных фильмов о Великой Отечественной и Второй мировой войне — в том числе из Эстонии, Финляндии и Южной Кореи 10 неожиданных современных фильмов о Великой Отечественной и Второй мировой войне — в том числе из Эстонии, Финляндии и Южной Кореи

Современные фильмы о войны, снятые с неожиданных ракурсов

Esquire
Первая глава дебютного романа Си Памжань «Сколько золота в этих холмах» Первая глава дебютного романа Си Памжань «Сколько золота в этих холмах»

Дебютный роман американской писательницы китайского происхождения Си Памжань

СНОБ
В уездном городе N-ске. Часть 2 В уездном городе N-ске. Часть 2

Вымышленные города на страницах русской классики. Часть 2

Культура.РФ
Андрей Мостовой: «В чемпионской раздевалке я был самым активным» Андрей Мостовой: «В чемпионской раздевалке я был самым активным»

Футболист Андрей Мостовой рассказал о победе «Зенита» и что думает о Дзюбе

GQ
Фактчек: 10 самых популярных легенд о Гитлере Фактчек: 10 самых популярных легенд о Гитлере

Развенчивание мифов об Адольфе Гитлере

Arzamas
Без WhatsApp и СМС: радиосвязь и проблемы защиты информации в первой половине XX века Без WhatsApp и СМС: радиосвязь и проблемы защиты информации в первой половине XX века

Как передать сообщение по радио так, чтобы его понял только адресат

Популярная механика
Асмус, Брежнева и другие: на кого звездные мужчины променяли своих жен Асмус, Брежнева и другие: на кого звездные мужчины променяли своих жен

Как выглядят девушки, ради которых звездные мужчины ушли от своих жен

Cosmopolitan
Нарушили и не заметили: 8 неожиданных штрафов для автомобилистов Нарушили и не заметили: 8 неожиданных штрафов для автомобилистов

Водители не придают значения недочетам в автомобиле и рискуют получить штрафы

РБК
Как работают гаджеты-геометки: разбираемся на примере Galaxy SmartTag Как работают гаджеты-геометки: разбираемся на примере Galaxy SmartTag

Для чего нужны Bluetooth-брелки

CHIP
Излучение от томографа помогло при болезни Альцгеймера Излучение от томографа помогло при болезни Альцгеймера

Малые дозы радиации оказались эффективны в борьбе против болезни Альцгеймера

N+1
Майе с любовью: какой нам запомнилась императрица русского балета Майе с любовью: какой нам запомнилась императрица русского балета

Балетный критик Лейла Гучмазова вспоминает историю Майи Михайловны

Esquire
Что заменит СВД: самозарядный карабин СК-16 Что заменит СВД: самозарядный карабин СК-16

«Популярная механика» рассуждает о перспективных стрелковых системах

Популярная механика
Что читать в мае: 5 увлекательных книг — о смерти, цифровых платформах и о том, куда приводят пробежки в парке Что читать в мае: 5 увлекательных книг — о смерти, цифровых платформах и о том, куда приводят пробежки в парке

Пять книг, которые стоит прочитать на длинных праздниках

Esquire
Найдена одна из самых крупных саблезубых кошек в истории Найдена одна из самых крупных саблезубых кошек в истории

Саблезубая кошка, которая могла охотиться на животных размером с бизона

National Geographic
Одна вокруг света: крутой спуск и теплый прием в Медном каньоне Одна вокруг света: крутой спуск и теплый прием в Медном каньоне

118-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Спасение рифов Спасение рифов

Климат меняется, океаны нагреваются, а кораллы вымирают

National Geographic
Как выстраивать личные границы в отношениях с родителями? Как выстраивать личные границы в отношениях с родителями?

Почему даже во взрослом возрасте нам бывает непросто общаться с родителями

Psychologies
Серый кардинал Серый кардинал

Как защитить своего ребенка от учителя?

Лиза
5 советов, как получить максимум удовольствия от позы 69 (она станет еще горячее) 5 советов, как получить максимум удовольствия от позы 69 (она станет еще горячее)

Пора внести разнообразие в ваше постельное меню

Playboy
От «Матрицы» до «Сноудена»: лучшие фильмы всех времен про хакеров и программистов От «Матрицы» до «Сноудена»: лучшие фильмы всех времен про хакеров и программистов

Список лучших картин о хакерах, программистах и системах безопасности

Playboy
Открыть в приложении