Файл: Кляус, Е. М. Гендрик Антон Лоренц, 1853-1928.pdf

литературы и искусства. Он состоял из семи членов — известных ученых разных стран. Одпи из них, профессор греческой литературы англичанин Джордж Мюррей, рас­ сказывает:

«Первым председателем Комитета был философ Берг­ сон, человек быстрого и гибкого ума, всесторонне обра­ зованный, привыкший к большому свету, выдающейся красноречивости оратор, владеющий английским языком так же, как французским. Когда Бергсон ушел в отставку, замену, казалось, найти будет невозможно. Тогда ктото — мне говорили, что это был Эйнштейн,— назвал имя Лоренца. Он в то время не был членом Комитета, но, как только он появился среди нас, всем стало ясно, что выбор^ сделан правильно. Он не обладал блеском и дипломати­ ческими способностями Бергсона, но его терпение и учтивость, его невозмутимая рассудительность, его про­ стота и добрая воля — все это вместе с его большой известностью как ученого и прекрасным владением ан­ глийским, французским и немецким языками'~сразу же обеспечило ему доверие и любовь членов Комитета. Как представитель нейтральной страны он имел, конечно, не­ которые преимущества: ему не приходилось забывать старой вражды, и его преданность делу международного умиротворения, его здравый смысл были до того очевид­ ны, что об этом не приходилось и говорить. Это. считалось само собой разумеющимся. Председатель вынужден был заниматься всеми разнообразными мероприятиями, про­ водимыми Комитетом. Лоренц готовил к рассмотрению вопросы библиографии, искусства, даже права, а также собственно науки. Он никогда не терял ясности мысли и терпения. Но прежде всего он дал возможность своим коллегам понять и оценить благородную простоту вели­ кого ума, истинно преданного науке»10.

Анри Бергсон покорял аудиторию своим красноре­ чием'— качеством обычно в какой-то мере внешним. Лоренц же решительно превосходил его по качествам деловым. Он не любил общих фраз и признавал только красноречие фактов, мысли; в его сообщениях и докладах царили логика и законы анализа. В чем преимущества такого подхода к делу, все увидели очень скоро.

19 Цит. по кн.: Лоренц. Старые и новые проблемы физики, стр. 282— 283,

ПО

Вначале, правда, были сомнения: сумеет ли Комитет справиться со своими задачами? Лоренц в одном из вы­ ступлений чистосердечно и прямо — по своему обыкно­ вению — признался, что на первых порах он не представ­ лял себе достаточно ясно, в каком направлении и какими методами следует действовать. Но вскоре пришел к убеж­ дению, что основное их средство — международное со­ трудничество, к которому он призывал и ранее. Только оно может привести к успеху. Об этом следует помнить и молодому поколению: «Объединение ученых различных стран должно явиться обычным средством, укрепляющим дело мира».

Аудитория, перед которой выступал Лоренц, состояла из дипломатов, ученых, писателей, артистов, представи­ телей прессы. Она внимала прославленному физику за­ таив дыхание. Его речи производили неотразимое впе­ чатление, вызывая подчас овации. Есть свидетельство, что одну из таких оваций подогревали аплодисменты президента Франции.

Увенчалась успехом деятельность Лоренца и в Между­ народном совете по исследованиям: на одном из заседаний в 1926 г. председатель Совета Эмиль Пикар объявил, что предложение о принятии в их организацию Германии, Австрии, Венгрии и Болгарии принято единогласно всеми 25 присутствовавшими странами. Английский физик Ричард Глазебрук вспоминает, что, слушая слова бла­ годарности, с которыми Пикар обратился к Лоренцу, все они «поняли, если только не знали об этом и раньше, чем Лоренц был велик. Он был не только выдающимся уче­ ным, но и одним из тех, кто за свои усилия, направленные на укрепление дела мира и развитие науки, заслуженно снискал себе благодарность всех, кто считает, что раз­ витие научного познания определяет будущее благополу­ чие человечества» и что деятельность Лоренца «стала исходным рубежом одного из самых передовых начинаний нашего времени»20.

20 Там же, стр. 277.

Ill

6

В конце апреля 1924 г. состоялся IV Сольвеевский конгресс. Как обычно — в Брюсселе и под председатель­ ством Лоренца. Научный комитет, готовивший конгресс, предложил — в качестве основной — тему проводимост ь

м ет аллов.

На конгрессе присутствовали такие физики, как Ма­ рия Кюри, Резерфорд, Уильям Брэгг, Ланжевен, Мар­ сель и Леон Бриллюэны (отец и сын), Дебай, Хевеши, Холл, Шредингер и др. Впервые был приглашен и совет­ ский ученый — академик А. Ф. Иоффе. Не смогли при­ ехать на конгресс Дш. Дж. Томсон, Бор, Эреифест, что вызвало общее сожаление. От немецких физиков был при­ глашен только Эйнштейн, но и ему не удалось приехать. Тяжелобольной Камерлииг-Онпес прислал свой доклад.

О дискуссиях по проблеме проводимости металлов на конгрессе Нильс Бор потом писал в статье «Сольвеевские конгрессы и развитие квантовой физики»: «Обзор тех возможностей, с помощью которых эта проблема могла бы быть рассмотрена на основе принципов класси­ ческой физики, был дан Лоренцем. В серии известных работ он выяснил, к каким следствиям приводят пред­ положения о том, что электроны в металлах ведут себя, как газ, подчиняющийся максвелловскому закону рас­ пределения скоростей. Несмотря на то что вначале такое рассмотрение имело успех, постепенно появился ряд сом­ нений относительно адекватности принятых гипотез. Эти трудности усугубились в ходе дискуссии на конгрес­ се, где доклады о новых экспериментальных исследованиях были сделаны такими специалистами, как Бриджмен, Камерлинг-Оннес, Розенгейм и Холл; теоретический аспект проблемы был изложен главным образом Ричард­ соном, который попытался применить квантовую теорию, подобно тому, как это делалось в атомных проблемах» 21.

Надо сказать, что Леон Бриллюэн еще на предыдущем Сольвеевском конгрессе докладывал о своей попытке — применить квантовую статистику к электронной теории металлов. И теперь именно молодежь, опираясь на тео­ рию квантов, вскрыла трудности, которые имелись в об-

21 Н. Бор. Избранные научные труды, т. II, стр. 599.

І12

суждаемой проблеме, и внесла поправки в созданную Лоренцем теорию электропроводности металлов.

Это настойчивое стремление применить теорию кван­ тов к электронной теории взволновало Лоренца. Послед­ ний раз сам он обращался к этой теории в 1912 г., после чего словно наложил для себя на нее табу. Однако теперь он снова вынужден был вернуться к ней, если пока еще не с тем, чтобы ее признать, то хотя бы попытаться как-то по-новому ее осмыслить...

Дело происходило как раз накануне создания кван­ товой механики, т. е. тогда, когда физика начала выходить из кризиса, который длился четверть века.

Используя предположение Луи де Бройля, что элек­ трон — не частица, а волна, Эрвин Шредингер в 1925 г. начал успешно разрабатывать основы так называемой волновой механики. Вскоре ученый мир будет потрясен ею; пока что потрясены были самые чуткие, в том числе Лоренц. Об этом рассказывает Абрам Федорович Иоффе.

С Лоренцем он познакомился еще в 1913 г. на конгрессе

вГеттингене. После IV Сольвеевского конгресса Лоренц пригласил его к себе в Гарлем и там во время продолжи­ тельной загородной прогулки поделился своими мыслями о состоянии физики. Сначала ему вспомнились те годы, когда он создавал электронную теорию. «Лоренц с увле­ чением начал вспоминать, как постепенно идея о сущест­

вовании электрона стала укрепляться, как опыты Том­ сона обнаружили реальность электрона. Статистика элек­ тронов в металле, так близко напоминающая поведение молекул в газе, и наконец электроны в атоме, наглядное их проявление в эффекте Зеемана — все это вело к об­ ширной, внутренне цельной картине окружающего мира. «Я был счастлив и считал, что внес свой вклад в прочные завоевания науки».

Но вот появилась квантовая физика. «Сегодня, изла­ гая электромагнитную теорию, я утверждаю,— говорил Лоренц,— что движущийся по криволинейной орбите электрон излучает энергию, а завтра я в той же аудито­ рии говорю, что электрон, вращаясь вокруг ядра, не теряет энергии. Где же истина, если о ней можно делать взаимно исключающие друг друга утверждения? Способ­ ны ли мы вообще узнать истину, и имеет ли смысл зани­ маться наукой?» Вот какие вопросы тревожили тогда Лоренца, и какими безысходными они представлялись

113

выдающемуся ученому, незнакомому с диалектическим материализмом».

В заключение беседы Лоренц сказал: «Я потерял уве­ ренность, что моя научная работа вела к объективной истине, и я не знаю, зачем жил; жалею только, что не умер пять лет назад, когда мне еще все представлялось ясным»22.

Впрочем, такого рода сожаления (что ои дожил «до крушения классической физики»!) от Лоренца удавалось услышать не часто: он никогда не поддавался упадочни­ ческим настроениям. Это были лишь минутные слабости.

Разумеется, в ученой среде Лоренцвовсе не был какой-то «белой вороной»; стойких адептов классической физики оставалось еще более чем достаточно: Лодж, Абрагам, Ленард, Вихерт, Нернст, Вин... Но самым непримиримым из них был Джозеф Джон Томсон. Он на двенадцать лет пе­ режил Лоренца, но новую физику так и не принял, счи­ тая, что она — «временное недоразумение», «мода» и «фо­ кусы», что все это вскоре будет разоблачено и развенчано, после чего классическая физика воссияет в еще большей славе...

В противоположность Томсону, Лоренц считал, что новому невозможно преградить дорогу, что надо стре­ миться его понять и помочь ему. Лоренц не стал ни сто­ ронним наблюдателем в науке, ни тем паче ретроградом. Не был он согласен и с лордом Рэлеем, сказавшим как-то, что «человек, переваливший за шестьдесят, не должен высказываться по поводу новых идей». Лоренца не тяго­ тили его семь десятков лет. Он с чутким интересом сле­ дил за всеми зигзагами научного прогресса и радовался успехам молодых. Зоммерфельд вспоминает, что когда Лоренц узнал от него, что его ученик Лапорт успешно завершил анализ спектра железа, то с удовлетворением заметил, что для него это отрадная новость, поскольку он уже не надеялся дожить до того времени, когда спектр железа будет объяснен.

О давних взаимоотношениях Лоренца с Зееманом и о его заинтересованности теориями Эйнштейна и Бора

114

редиске с одним из ее творцов — Эрвином Щредингером

(май — июнь 1926 г.).

Получив от Шредингера оттиски трех его сообщений, Лоренц благодарит молодого коллегу: «Их чтение доста­ вило мне истинное удовольствие. Конечно, еще не пришло время для окончательного суждения, и, как мне кажется, еще имеются трудности, на которых я сейчас останов­ люсь» 23.

И тут же: «Особенно мне понравился способ, которым Вы строите подходящие матрицы и показываете, что они удовлетворяют уравнениям движения. Этим устраняется мое сомнение, возникшее при ознакомлении с работами

.Гейзенберга, Борна и Иордана, а также и Паули...»

ученые трактаты, притом полные доброжелательности и стремления не только понять, но и быть полезным. Инте­ ресно, что выкладки Лоренца очень помогли Шредингеру. В ответном письме, тоже весьма пространном, поблаго­ дарив Лоренца «за этот бесценный подарок» (его письмо), Шредингер признается далее: «Вы обсуждаете очень под­ робно и для меня весьма поучительно вопрос об объяснении излучения биениями или комбинационными тонами. Я дол­ жен честно сознаться, что до сих пор не имел ясного представления о разнице между двумя этими вещами. Я сразу настолько обрадовался тому, что удалось получить картину, где хоть чт о-т о имеет действительно отношение к тем частотам, которые мы наблюдаем в излучаемом све­ те, что я с бьющимся сердцем затравленного беглеца на­ бросился на это что-то...» 24

И еще: «Что включение этих членов неизбежно нару­ шает линейный характер уравнений движения, благодаря Вашим выкладкам стало для меня непреложной истиной и я считаю это достижением чрезвычайно важным» 25.

А Планку в те же дни Шредингер писал: «Я получил сегодня очень любезное и очень интересное письмо от Г. А. Лоренца на 13 мелко исписанных страницах, кото­ рое я, конечно, должен сперва хорошо изучить. Он под­

23 Э. Шредингер. Новые пути в физике. М., «Наука», 1971, стр. 193. и Там же, стр. 208.

*5 Там же, стр. 209.

115

нимает кучу интересных вопросов. В общем он настроен очень критически, ио никоим образом не отрицательно. Лоренц видит одну из главных трудностей преобразова­ ния классической механики в «волновую механику» в том,

что...» и т. д.20

Но и Лоренцу письма Шредингера давали много. Он этого не скрывает: «Я с живым интересом прочитал Ваше последнее письмо, за которое очень благодарен. Оно во многом способствовало моему пониманию Ваших взгля­ дов. Я вижу теперь, что затруднения, которые я испыты­ вал, частично происходили оттого, что я слишком при­ вык к представлениям теперешней квантовой теории, что­ бы сразу в достаточной степени освободиться от них» 627.

Вчитываясь в письма Лоренца к Шредингеру, нельзя удержаться от восклицания: а ведь старик здорово все понимал!

В конце последнего своего письма Лореиц замечает: «Однако, если нам придется отказаться от волновых паке­ тов и вместе с ними от одной из основных идей Вашей тео­ рии преобразования классической механики в волно­ вую, мы потеряем кое-что очень изящное. Меня бы очень обрадовало, если бы Вы смогли найти выход» 28.

В чистосердечности этих слов нельзя сомневаться.

7

В начале столетия, когда велика была слава электрон­ ной теории Лоренца, когда успех за успехом сопутство­ вал Камерлингу-Оннесу, Лейден с полным правом пре­ тендовал на роль центра мировой физической мысли, соперничая с Кембриджем, где работали физики школы Резерфорда, и с Берлином, где после Планка следует на­ звать имена Нернста, Пашена, Абрагама, Лауэ... С сере­ дины же 20-х годов центр физической мысли все больше смещался в Копенгаген, к Бору. Однако и Лейдеи не ушел в тень: Лоренц оставался Лоренцем, кроме того, всемир­ ной известностью пользовались теоретический семинар Эренфеста и работы криогенной лаборатории, настойчиво продолжавшей исследования тел при низких температу-

26 Э. Шредингер. Новые пути к физике, стр. 224.

27Там же, стр. 213.

28Там же, стр. 219—220.

116

pax. Открытая Оннесом сверхпроводимость оказалась одним из самых загадочных явлений природы: ее тайну постигли уже только в конце 50-х годов. В 1926 г. Ка­

дер де Гаазу, мужу Гертруды Луберты, которые и возгла­ вили лабораторию. В год смерти Оинеса, т. е. через во­ семнадцать лет после получения им первых капель жидко­ го гелия, Кеезому удалось получить гелий в твердом виде.

Вот после каких событий отправился Лоренц, сопро­ вождаемый женой, в свою четвертую — и последнюю — поездку за океан. В качестве приглашенного профессора он провел часть осени и зиму 1926/27 г. в Пасаденском уни­ верситете. Лекций Лоренца — всегда предельно ясные, четкие — в последние годы приобрели особую прозрач­ ность и прямо-таки неотразимую убедительность. Вос­ хищенные лекциями ученого и в знак благодарности за оказанную помощь сотрудники физической лаборатории университета преподнесли ему золотой ключ от своей физической лаборатории (сейчас он находится в Нацио­ нальном музее истории науки в Лейдене).

В Пасадеи Лоренцу был прислан отчет комитета по осушению Зёйдер-Зе. Подписав отчет, ученый мог вздохнуть с облегчением: его нелегкая миссия главы комитета на этом кончалась.

Домой Лоренц вернулся весной. 28 мая состоялось вру­ чение первой «Золотой медали Лоренца». Она была при­ суждена Максу Планку, а вручал ее сам Лоренц. Ученые обменялись речами.

К тому времени сложное отношение Лоренца к теории квантов уже вполне определилось и выкристаллизова­ лось: от ее отрицания он переходит к признанию важно­ сти ее роли. В статье «Макс Плаик и теория квантов» (1925) Лоренц писал: «Это именно она раскрыла тайну строения атома и дала ключ к пониманию языка спект­ ров. Таким образом, она сделалась для физиков наших дней самым необходимым и надежным путеводителем, указаниям которого они охотно следуют. И хотя ее поло­ жения иной раз напоминают непонятные изречения ора­ кула, мы убеждены, что за ними всегда стоит истина» 29.

29 Лоренц. Старые и новые проблемы физики, стр. 207.

117

Вручая Планку медаль, Лоренц говорил: «Вы нашли великолепный драгоценный камень... При этом ясно ви­ дишь, что великий результат не пришел случайно. Он был добыт не легкой игрой ума, а в беспрестанной борьбе с трудностями, борьбе, к которой вы были подготовлены другими важными исследованиями в различных обла­ стях» 30. И далее: «Что здесь еще много темного — не ваша вина... уже то обстоятельство, что из наблюдений весьма различных явлений были получены прекрасно совпада­ ющие между собою значения постоянной h, доказывает правильность пути, по которому мы идем» 31.

В середине сентября Лоренц председательствовал на международном физическом конгрессе в Комо, посвящен­ ном столетию со дня смерти Алессандро Вольта. Комо лежит на берегу озера того же названия. Изогнуто-длин­ ное, оно живописно раскинулось в горной долине. В Комо родился Вольта, здесь в начале 30-х годов прошлого века Брюллов писал картину «Последний день Помпеи».

О работе Лоренца на конгрессе в Комо Планк расска­ зывает: «Его добросовестность и пунктуальность при посе­ щении заседаний могли служить образцом для всех остальных участников. А когда пришел к концу последний рабочий день конгресса, шедро насыщенный докладами, и коллеги на время расстались: одни — чтобы несколько отдохнуть, другие — чтобы рассеяться то ли на лоне при­ роды, то ли в обществе, Лоренц уселся за рабочий стол и, выполняя взятое им на себя поручение, составил из всех прочитанных на конгрессе докладов, должным образом сгруппировав их по содержанию, искусную мозаичную композицию. И на торжественном заключительном засе­ дании конгресса в старом университетском городе Па­ вии Лоренц блестяще прочел этот сводный научный отчет об итогах конгресса, мастерский по содержанию и по фор­ ме, не лишенный и оживляющего юмора» 32.

«Последний год жизни,— писал Макс Борн,— принес ему радость: увенчались успехом его старания созвать научный интернационал... Собравшиеся со всего мира физики чествовали его как своего Нестора и Принцепса (мудрейшего и первейшего)» 33.

118