Физики и время: Портреты ученых в контексте истории

Беркович Евгений

Путь в науку

Старинный Гёттинген три раза возникал на жизненном пути физика Борна. Первый раз в 1904 году, когда двадцатидвухлетний Макс решил провести в университете имени Георга Августа седьмой семестр своего обучения. Так как родственники Макса были состоятельными людьми, он мог позволить себе изучать не только те предметы, которые хотел, но и там, где хотел. До Гёттингена он уже прослушал лекции в трех университетах: Бреслау, Гейдельберге и Цюрихе. В Гёттингене ему сразу повезло — его взял на должность личного ассистента Давид Гильберт [19] . Правда, Макс из-за своей неопытности испортил отношения с другим великим ученым — Феликсом Клейном. Поэтому свою первую диссертацию Макс Борн защищал по прикладной, а не по чистой математике, где Клейн, скорее всего, не дал бы ему получить докторскую степень. Со временем научные интересы Борна сосредоточились на физике, но его работы всегда отличались виртуозным владением математическими методами.

19

Давид

Гильберт (1862–1943) — великий немецкий математик.

Второй раз Борн приехал в Гёттинген в 1908 году по приглашению Германа Минковского, чтобы в качестве его личного ассистента поработать вместе с ним над проблемой электромагнитной массы электрона: как раз недавно была опубликована эйнштейновская теория относительности.

Борну еще раз невероятно повезло: он снова столкнулся с одним из ведущих мировых ученых, который, знакомя его со своей «творческой кухней», показал, как делаются революционные открытия. Сначала Гильберт, а теперь Минковский словно подтягивали юношу до своего уровня, помогая ему войти в науку и идти дальше своим путем.

Макс был по-настоящему счастлив. Те вопросы, над которыми он бился в одиночку, становились ясными и понятными в свете общего подхода, который демонстрировал Минковский.

Счастью, однако, не суждено было длиться долго. Буквально через несколько недель случилась катастрофа: врачи слишком поздно определили у профессора аппендицит, запоздавшая операция не помогла, и 12 января 1909 года Герман Минковский скончался. Ему было только 44 года, он умер в самом расцвете таланта [20] . Для Борна эта потеря стала страшным ударом, от которого он долго не мог оправиться. Лучшим лекарством стала работа над проблемой, над которой он начал размышлять еще вместе с Минковским.

20

В литературе о Минковском и Борне встречается рассказ о том, как Борн посетил умирающего профессора в больнице и услышал его слова: «Смерть — это лучшее средство, которое поможет распространению моих мыслей и идей». Борн, якобы, расценил высказывание как свидетельство скромности и величия необыкновенного мыслителя. Следует признать этот эпизод легендой, так как из автобиографии Борна становится ясно, что после Нового года, который Макс провел в Бреслау, с Минковским он больше не встречался.

Защита второй докторской диссертации состоялась летом 1909 года, а в начале зимнего семестра — в октябре того же года — приват-доцент Борн выступил перед студентами с обязательной пробной лекцией. Тему для нее Макс выбрал сам: «Модель атома по Дж. Дж. Томпсону». Именно строение атома стало одной из центральных тем его будущих исследований.

После пробной лекции Макс официально был принят на должность приват-доцента Гёттингенского университета. С этого времени началась его очень плодотворная преподавательская деятельность. За свою долгую жизнь он подготовил немало выдающихся ученых, профессоров и даже нобелевских лауреатов.

Научные результаты самого Борна тоже не остались без внимания коллег, и в 1914 году Макс Планк предложил его кандидатуру на должность экстраординарного профессора теоретической физики в Берлинский университет.

В Берлине Макс снова оказался рядом со своим другом Джеймсом Франком, который к этому времени подошел к главному открытию в своей жизни.

Джеймс защитил свою первую докторскую диссертацию в том же 1906 году, что и Макс Борн. Через пять лет ему по совокупности опубликованных работ присвоили вторую докторскую степень и звание приват-доцента. С 1911 года начинается плодотворное сотрудничество Франка с другим ассистентом Физического института — Густавом Герцем, племянником знаменитого физика Генриха Герца, открывшего электромагнитные волны. Джеймс и Густав опубликовали до Первой мировой войны девятнадцать совместных работ. Свой главный эксперимент, вошедший в историю физики под названием «опыт Франка-Герца», они поставили весной 1914 года. Именно за этот опыт они получили в 1925 году Нобелевскую премию.

Расцвет Гёттингена

Третья, самая продолжительная, встреча Борна с Гёттингеном началась в 1920 году, когда ему, в то время уже ординарному профессору Франкфуртского университета, предложили занять должность профессора и директора Института теоретической физики того самого университета, где он защищал обе свои докторские диссертации.

Гёттингену повезло: в 20-е годы ХХ века там собрались люди, способные совершить революционные преобразования в физике, начатые в начале века Планком и Эйнштейном и продолженные во втором десятилетии Бором и Резерфордом. Именно в этом небольшом провинциальном городке на юге Нижней Саксонии создавалась новая наука — квантовая механика, ставшая со временем основой наших знаний о микромире. Новой наукой занимались ученые и в Копенгагене у Бора, и в Мюнхене у Зоммерфельда. Но и на этом фоне Гёттинген выделялся своими результатами. Причем в центре гёттингенского физического сообщества стоял, без сомнений, Макс Борн. Не зря Эйнштейн в одном из своих писем заметил: «Второго Борна сегодня в Германии нет».

В Гёттинген приезжали молодые ученые из многих стран. Макс Борн создал на базе своего института всемирно признанную школу, готовящую теоретиков новой физики. Среди его учеников, соавторов и ассистентов были и индус Субрахманьян Чандрасекар [21] , и японец Иошио Нишина [22] , и выходцы из Венгрии Джон фон Нейман [23] , Юджин Вигнер [24]

и Эдвард Теллер [25] …

21

Субрахманьян Чандрасекар (1910–1995) — американский астрофизик и физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии по физике (1983) «за теоретические исследования физических процессов, играющих важную роль в строении и эволюции звезд».

22

Иошио Нишина (1890–1951) — японский физик, член Японской АН.

23

Джон фон Нейман (1903–1957, урожденный Янош Лайош Нейман) — американский математик, внесший заметный вклад в квантовую физику, архитектуру вычислительных машин, теорию игр.

24

Юджин Вигнер (1902–1995) — американский физик, участник Манхэттенского проекта, лауреат Нобелевской премии 1963 г. по физике «за вклад в теорию атомного ядра и элементарных частиц, особенно с помощью открытия и приложения фундаментальных принципов симметрии».

25

Эдвард Теллер (1908–2003) — американский физик, непосредственный руководитель работ по созданию американской водородной бомбы.

К Борну приезжали и молодые ученые из Советского Союза, ставшие впоследствии знаменитыми физиками и академиками: Владимир Александрович Фок [26] , Игорь Евгеньевич Тамм [27] … Запомнился Максу и другой физик из СССР — Юрий Борисович Румер [28] , которого немцы называли Георг.

Главным достижением школы Борна в Гёттингене было, без сомнения, превращение квантовой механики в самостоятельную ветвь физики, со своим математическим аппаратом и соответствующим формализмом. В рождении новой науки счастливо соединились гениальная физическая интуиция молодого Вернера Гейзенберга [29] , приехавшего в 1924 году из Мюнхена, и математическая изощренность Макса Борна и его бывшего студента и аспиранта Паскуаля Йордана [30] .

26

Владимир Александрович Фок (1898–1974) — советский физик-теоретик, академик АН СССР.

27

Игорь Евгеньевич Тамм (1895–1971) — советский физик-теоретик, академик АН СССР, лауреат Нобелевской премии по физике за 1958 г. (совместно с П. А. Черенковым и И. М. Франком).

28

Юрий Борисович Румер (1901–1985) — советский физик-теоретик. В 1938 г. арестован «за пособничество врагу народа Ландау». Отсидел в лагерях 10 лет, потом получил 5 лет ссылки. После освобождения работал в Новосибирске. Воспоминания Румера опубликованы в альманахе «Еврейская старина», 2003, № 5.

29

Вернер Карл Гейзенберг (1901–1976) — выдающийся немецкий физик-теоретик, один из создателей квантовой механики, лауреат Нобелевской премии по физике за 1932 г.

30

Паскуаль Йордан (1902–1980) — немецкий физик и математик.

Как часто бывает в жизни, награды за гениальное открытие получили не все к нему причастные. За создание квантовой механики из этой тройки Нобелевскую премию получил только Вернер Гейзенберг — в 1933-м его наградили премией за предыдущий год. Вклад Макса Борна, который руководил всеми работами в Гёттингене и предложил несколько основополагающих идей, остался как бы незамеченным. Нобелевскую премию он получил только в конце своей научной деятельности — в 1954-м — с формулировкой «за фундаментальные исследования по квантовой механике, в особенности за статистическую интерпретацию волновой функции». Паскуаль Йордан вообще остался обойденным Нобелевским комитетом. Возможно, сыграло роль его членство в национал-социалистической партии в 1933–1945 годах, хотя убежденным нацистом он никогда не был, да и карьерных преимуществ партийность ему не принесла.

Директор Института теоретической физики в Гёттингене не считал себя политическим борцом. Идеал Макса Борна — спокойная работа в «тихом замке науки», как он написал однажды своему другу Альберту Эйнштейну (в письме от 8 сентября 1920 года).

Однако отсиживаться в «тихом замке науки» и не видеть, как вокруг поднимают голову оголтелый антисемитизм и нацизм, стало невозможно.

В 1928 году Борну пришлось на целый год прервать работу и несколько месяцев провести в санатории в городе Констанц на берегу Боденского озера на юге Германии. Здоровье у него всегда было далеко не богатырское, каждую осень его мучили простуды, к тому же он с детства страдал астмой. На знаменитой фотографии участников Сольвеевского конгресса, проводившегося в Брюсселе в октябре 1927 года, второй справа во втором ряду — Макс Борн, единственный среди ученых, многие из которых явно старше него, одет в теплое пальто с шарфом. Сыграли свою роль и запредельные интеллектуальные нагрузки: вокруг профессора сложился кружок необыкновенно одаренных молодых ученых, от которых ему не хотелось отставать. Да и беспокойство о политическом положении в стране, где с каждым днем усиливались позиции национал-социалистов, вгоняло в тоску: он все яснее видел, что антисемитизм — движущая сила нацистов, истинный смысл их воплей о «крови и почве».