Избранные научные труды
Шрифт:
Таким образом, отношение между временем жизни начального переходного состояния и полным временем жизни возбуждённого состояния составляет для энергии 17 Мэв около 10– 3; для меньших энергий это отношение будет ещё меньше, так как связь между разными собственными колебаниями убывает, надо думать, гораздо медленнее, чем вероятность вылета нейтрона. В то же время отношение вероятностей испускания кванта h в начальном состоянии возбуждения ядра и в последующем более устойчивом состоянии будет быстро убывать. Для 17 Мэв это отношение чрезвычайно велико, и несмотря на быстроту убывания оно едва ли достигнет порядка единицы раньше, чем мы окажемся в самой середине области дискретных ядерных уровней. Даже и в верхней части этой области мы должны поэтому ожидать селективного характера ядерного фотоэффекта, подобно обнаруженному в области непрерывного спектра; только каждый резонансный максимум распадается (в опытах с достаточно монохроматическими -лучами)
За ценную помощь при обсуждении этих проблем, более подробное изложение которых будет дано в последующей статье в «The Communications of the Copenhagen Academy of Sciences», я выражаю здесь благодарность своим сотрудникам по Институту теоретической физики, в особенности Фрицу Калькару, внезапная смерть которого, последовавшая несколько недель назад, является для всех нас прискорбнейшей утратой.
56 РЕЗОНАНС В ЯДЕРНОМ ФОТОЭФФЕКТЕ *
*Resonance in Nuclear Photo-Effects. Nature, 1938, 141, 1096, 1097.
В связи с экспериментально установленным фактом замечательной селективности ядерного фотоэффекта на тяжёлых элементах недавно 1 было указано, что такой фотоэффект может послужить средством для выяснения некоторых черт механизма возбуждения атомных ядер, не обнаруживаемых при обычном способе изучения ядерных столкновений. В самом деле, вероятность возбуждения ядра монохроматическим излучением зависит от степени возбудимости в ядерном веществе вынужденных колебаний заданной частоты; поэтому экспериментальные данные об изменении выхода фотоэффекта с изменением частоты излучения должны позволить непосредственно оценить силу связи между различными видами колебаний, на которые приближённо может быть разложено коллективное движение ядерных частиц.
1 N. Bohr. Nature, 1938, 141, 326.
Ввиду того, что экспериментальный материал является весьма неполным, я хотел бы всё-таки подчеркнуть предварительный характер любой такой оценки, как произведённая в цитированной заметке, и в то же время предостеречь от возможного недоразумения в связи со сделанным там замечанием о разделении процесса фотоэффекта на последовательные стадии. Такое разделение на первоначальное возбуждение колебаний определённого рода и их последующее затухание под действием связей невозможно, конечно, в случае строго монохроматического излучения. Тем не менее данному замечанию и в этом случае может быть приписан вполне определённый смысл, если мы перейдём к рассмотрению ограниченного во времени излучения с соответствующей неопределённостью в частоте.
Отсюда, в частности, следует, что, пока мы касаемся средних значений выхода фотоэффекта для интервалов энергий, больших по сравнению с расстоянием между ядерными уровнями, все типичные резонансы в основном будут одинаковыми при дискретном и непрерывном распределениях уровней. Отсюда также следует, что, вопреки утверждению в цитированной заметке, селективность фотоэффекта совершенно не зависит от отношения между вероятностями последующего испускания всей энергии в форме одного кванта излучения в начальный и в последующие моменты процесса возбуждения. Все эти заключения находятся в полном согласии с трактовкой в рамках обычной теории дисперсии монохроматического излучения, согласно которой явления избирательности должны быть приписаны аномально большой вероятности радиационного перехода в нормальное состояние из некоторой энергетической области.
Выяснением этих вопросов я обязан дискуссии с профессорами Пайерлсом и Плачеком, совместно с которыми мною подготовлена для «The Communication of the Copenhagen Academy of Sciences» статья 1 о явлениях ядерного резонанса с учётом сделанных выше замечаний.
1 Статья 60. — Прим. ред.
Институт теоретической физики
Копенгаген
28 мая 1938 г.
1939
57 ФИЛОСОФИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ И КУЛЬТУРЫ НАРОДОВ *
*Natural Philosophy and Human Cultures. Nature, 1939, 143, 268—272.
Только с большими колебаниями я принял любезное приглашение обратиться с речью к этому собранию 1 выдающихся представителей антропологической и этнографической наук, ибо с этими науками я, как физик, конечно, не имею близкого знакомства. Однако при этом особом случае, когда само историческое окружение говорит каждому из нас об аспектах жизни, не похожих на те, которые обсуждаются на обычных заседаниях конгрессов, может быть, было бы интересно попробовать несколькими словами привлечь ваше внимание к гносеологической стороне новейшего развития философии естествознания и его отношению к общим проблемам человечества.
1 Собрание происходило в замке Кронеборг — месте действия шекспировского «Гамлета». Замок расположен в г. Эльсинор на берегу узкого пролива Зунд, отделяющего Данию от Швеции. — Прим. ред.
Установить резкое различие между философией естествознания и человеческой культурой, конечно, невозможно. В самом деле, физические науки являются неотъемлемой частью нашей цивилизации; это происходит не только потому, что наше всё увеличивающееся овладение силами природы совершенно изменило материальные условия жизни, по также и потому, что изучение этих наук дало так много для выяснения того окружения, на фоне которого существуем мы сами. Как много значило в этом отношении то, что мы больше не считаем себя привилегированными существами, живущими в центре вселенной и окружёнными менее удачливыми обществами, обитающими по краям пропасти; благодаря развитию астрономии и географии мы осознали, что все мы живём на небольшой шарообразной планете Солнечной системы, которая в свою очередь является малой частью ещё более грандиозных систем. В наши дни мы получили убедительное указание на относительность всех человеческих суждений; это произошло благодаря возобновлённому пересмотру предпосылок, лежащих в основе однозначного применения наших даже самых элементарных понятий вроде понятия о пространстве и времени; раскрыв существенную зависимость всякого физического явления от точки зрения наблюдателя, этот пересмотр много дал для единства и красоты всей нашей картины Вселенной.
Важное значение этих крупных достижений для нашего общего кругозора общепризнанно. Что касается того неожиданного гносеологического урока, который был преподан нам за последние годы открытием совершенно новых областей физических исследований, то было бы преждевременно утверждать, что и он получил всеобщее признание. Наше проникновение в мир атомов, до сих пор бывший скрытым от глаз человека, несомненно является смелым предприятием, которое можно сравнить с великими, полными открытий кругосветными путешествиями и дерзкими исследованиями астрономов, проникших в глубины мирового пространства. Как известно, поразительное развитие искусства физического экспериментирования не только устранило последние следы старого представления о том, что грубость наших чувств будто бы навсегда лишает нас возможности получить непосредственную информацию об индивидуальных атомах, но и достигло большего. Эти опыты показали, что сами атомы состоят из ещё более мелких частиц, которые можно изолировать и чьи свойства можно исследовать в отдельности. В этом захватывающем поле исследований мы в то же время научились, однако, и тому, что известные до сих пор законы природы, составляющие великое здание классической физики, годятся, только если мы имеем дело с телами, состоящими из практически бесконечного числа атомов. В самом деле, новые знания о поведении отдельных атомов и атомных частиц выявили неожиданный предел для подразделения всякого физического действия — предел, простирающийся далеко за границы старой доктрины об ограниченной делимости материи и придающий каждому атомному процессу своеобразный индивидуальный характер. Это открытие дало совершенно новое основание для понимания той внутренней стабильности атомных структур, которая в конечном счёте обусловливает закономерности во всех обычных опытах.
Насколько радикальна вызванная этим развитием физики перемена в наших взглядах на описание природы, видно яснее всего из того факта, что даже принцип причинности, до сих пор считавшийся непременной основой для всех толкований явлений природы, оказался слишком узким для того, чтобы охватить, своеобразные закономерности, управляющие атомными процессами. Конечно, всякий поймёт, что понадобились крайне убедительные доводы, чтобы заставить физиков отказаться от самого идеала причинности, но при изучении атомных явлений мы неоднократно научались тому, что вопросы, на которые, как считалось, давно получены окончательные ответы, таят в себе неожиданные для нас сюрпризы. Вы, наверно, все слышали о загадках, касающихся самых элементарных свойств света и материи, — загадках, которые за последние годы ставили в тупик физиков. В самом деле, кажущиеся противоречия, которые мы встречаем в этой области, так же остры, как те, из коих началось развитие теории относительности в начале этого столетия; те и другие противоречия нашли свое объяснение только благодаря более тщательному рассмотрению ограничений, налагаемых самими вновь открытыми опытными фактами на однозначное применение понятий, входящих в описание явлений. В теории относительности решающим было признание того факта, что наблюдатели, движущиеся друг относительно друга, будут описывать поведение данных объектов существенно различным образом; при выяснении же парадоксов атомной физики обнаружился тот факт, что неизбежное взаимодействие между объектами и измерительными приборами ставит абсолютный предел для возможности говорить о поведении атомных объектов как о чем-то не зависящем от средств наблюдения.