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

несколько месяцев отдыхал от переутомления. Работы его были увенчаны Нобелевской премией.

Несколько позже, в своей последней статье «Успехи физики в 1911 г.» Петр Николаевич Лебедев писал: «При очень низких температурах ие только теплоемкость, но и электрические и оптические свойства материи принимают совершенно неожиданные особенности, изучение которых позволит нам ближе подойти к электронному строению вещества. Но все эти работы при низких температурах требуют огромных вспомогательных средств, и даже в богатом Берлинском институте Нернст не имел средств идти ниже 20° К — температуры, которую дает жидкий водород. К еще более низким температурам, которые лежат всего на два градуса выше абсолютного нуля температуры,

богатые средства которой позволили построить криостат с кипящим жидким гелием. Лейденская лаборатория имеет большую машинную станцию, превосходно оборудован­

ную машинами для добывания жидкого воздуха и жид- 7 кого водорода, в ней уже в течение многих лет ведутся систематические исследования свойств тел при очень низких температурах, между которыми находится и ис­ следование свойств гелия, которое привело к возможности построить новый криостат; теперь, когда средства лабо­ ратории позволяют еще гораздо ближе подойти к абсо­ лютному нулю температуры, мы вправе ожидать в бли­ жайшем будущем новых очень важных исследований» 20.

Словно бы в ответ на пожелания русского коллеги, Камерлинг-Оннес открывает явление сверхпроводимости.

Оннес всегда работал в тесном контакте с Лоренцем, который восхищался его невероятным упорством и тру­ долюбием, радовался его успехам. В написанном тогда Лоренцем подробном отчете эксперименты его друга освещены «с драматической живостью». Ирония судьбы заключалась в том, что именно явление сверхпроводи­ мости поставило лоренцеву теорию электропроводности перед неразрешимыми трудностями. В свинцовом витке при температуре ниже 7,2° К индуцированный ток спо­ собен циркулировать, не уменьшаясь, очень долгое время,

20П. Н. Лебедев. Собрание сочинений. М., Изд-во АН СССР, 1903,

стр. 365—366.

59

что на основе электронной теории совершенно необъяс­ нимо: ведь, согласно теории Лоренца, электрическое со­

электронной теории металлов, Лоренц отметит, что в этой области «имеется еще много нерешенных проблем, из коих некоторые представляют значительные трудности, по­ скольку, как вообще должно быть признано, физические теории до настоящего времени проникли в сущность ма­ терии еще очень поверхностно».

В те годы Лоренц нередко выступал с лекциями о тео­ рии относительности Эйнштейна, многое в ней уточнив и прояснив. Отредактированные Фоккером, эти лекции были переведены на английский и немецкий языки. «Но если Лоренц,— говорит Луи де Бройль,— мог прекрасно углублять и распространять идеи теории относительности, ои, без сомнения, всегда оставался немного сдержанным в вопросе об их интерпретации. Лоренц, несомненно, полностью признавал действенность и практическую по­ лезность математического аппарата эйнштейновской тео­ рии, он признавал строгость всех ее выводов, но, казалось, сохранял надежду, что со временем каким-то образом будут найдены в качестве основы этого математического аппарата понятия, лучше согласующиеся, чем понятия Эйнштейна, с понятиями классической физики, служив­ шими ориентиром работ его молодости». И де Бройль заключает: «Такую позицию часто занимают те, кто зна­ чительно продвинул своими исследованиями науку н чувствует, что их превзошли более молодые ученые! Это почти неизбежное следствие способа передачи фа­ кела науки от поколения к поколению» 21.

К этому времени уже стало ясно, что классическую физику от стремительного натиска теории относительности защитить не удастся. Тем паче, что и электронная теория шаг за шагом сдавала свои позиции...

21 Л. де Бройль. По тропам науки, стр. 31.

60

7

Итак, с одной стороны — всемирная и все растущая слава, прочное положение в мире науки, а с другой — все растущее ощущение какой-то зыбкости, растерянности

исловно бы бессилия перед тем новым, что неотвратимо надвигается, утрата веры в возможность постижения гар­ монии мира и построения единой его физической картины (а ведь она, казалось, уже так близка была к завершению!). Вот душевное состояние Лоренца в тот период. Его не назовешь ни безмятежным, ни идиллическим!

Тем более что почти одновременно с первым актом «драмы» (и параллельно ему) развивался акт второй, ка­ савшийся электронной теории еще более непосредственно. Мы говорим о гипотезе квантов, которая родилась хотя

иранее теории относительности, однако начала свое победное шествие позже нее. До 1905 г. ее соответствие экспериментальным данным никем не оспаривалось, тео­ ретически же она в течение первого пятилетия своей жизни ничем не обогатилась. Арнольд Зоммерфельд впоследствии констатировал: «Установленный им [Лорен­ цем] закон излучения для движущихся электронов был необходимым этапом в подготовке планковской квантовой теории» 22.

Однако к идеям Планка Лоренц поначалу относился еще более сдержанно, нежели к теории Эйнштейна. Вспом­ ним признание Плаика, правда более позднее: «...я фак­ тически действовал обходным путем, которого мог бы вполне избежать, применяя электронную теорию Лорен­

меньше оснований было у Лоренца доверять теории кван­ тов! Характеризуя в 1907 г. теорию Планка, он писал: «...в этой теории, несомненно, заключается значительная доля истины. Конечно, она ни в какой мере не послужила для того, чтобы раскрыть механизм явлений; следует также признать, что весьма трудно найти оправдание для такого представления о распределении энергии пор-

22А. Зоммерфельд. Пути познания в физике. М., «Наука», 1973,

стр. 172.

23М. Планк. Единство физической картины мира, стр. 139—140.

61

днями конечной величины, которые даже не равны друг другу...» м

Нужна была большая сила, чтобы, преодолевая все нараставший непокой души, продолжать делать свое обычное дело. Лоренц это умел. Внешне он всегда был необыкновенно уравновешен, корректен, спокоен. До того спокоен, что Гертруда Луберта, ставшая к тому вре­ мени прекрасным математиком и правой рукой отца, ни­ чего как будто не заподозрила. Во всяком случае в ее воспоминаниях нет даже намека на какие-либо испыта­ ния, выпавшие на долю электронной теории. Однако у самого Лоренца тревога иногда все-таки прорывалась: его речи 1907 г., посвященные памяти Больцмана и лорда Кельвина, местами звучат совсем как прощальное слово классической физике...

В 1908 г. Планк прочел доклад «Единство физической картины мира» для студентов естественнонаучного фа­ культета Лейденского университета. Коснувшись иссле­ дований Лоренца, он далее резюмировал: «...мне кажется, что первоначальная противоположность между эфиром

иматерией несколько сгладилась. Электродинамика и механика вовсе не противостоят друг другу, взаимно ис­ ключая одна другую, как это принято думать в широких кругах, где даже говорят о борьбе между механическим

иэлектродинамическим миросозерцанием. Механика нуждается для своего обоснования только в понятиях

пространства, времени и того, что движется, назовем ли мы это веществом или состоянием. Без этих понятий не может обойтись и электродинамика. Соответственным образом обобщенное понимание механики могло бы вклю­ чить в себя также и электродинамику. Действительно, есть немало указаний, говорящих за то, что эти области, которые уже теперь частью переходят друг в друга, со временем сольются в одну область — общую динамику» 2Б.

В эти годы многие ученые (в том числе и Лоренц) пытались классическим путем получить удовлетворитель­ ную формулу излучения. Но все попытки терпели неуда­ чу. Анализируя их, Лоренц заключил, что единственно приемлемой оказалась только формула Планка. Однако

мЛоренц. Теория электронов и ее применение к явлениям света и теплового излучения. М., Гостехиздат, 1953, стр. 127.

2.БМ. Планк. Единство физической картины мира, стр. 27.

62

он скептически относился к попыткам распространить представления о кванте действия па другие области физики. Именно поэтому он с неодобрением встретил работу Эйнштейна о квантах света — фотонах, ибо ясно понимал, что эту гипотезу невозмояшо ни примирить, ни совместить с классической теорией излучения.

17 апреля 1909 г. на 12-м съезде голландских естество­ испытателей и врачей Лоренц прочел доклад «Гипотеза световых квантов». Он выдвинул ряд возражений против существования световых квантов, главное из которых — непримиримость их с явлениями дифракции и трудность объяснения интерференции при больших разностях хода лучей. «Создатель теории электронов,— комментирует Луи де Бройль,— не был неправ, когда заметил наличие больших трудностей на пути примирения фактов, свиде­ тельствующих о волновой природе света, с представле­ нием о частице света, вновь введенном в обиход Эйнштей­ ном, и он оказал большую услугу науке, настойчиво сиг­ нализируя о них. Но он был неправ, если думал, что таким образом можно избежать необходимого введения кванто­ вания, корпускулярного аспекта, в теорию излучения» 20*.

В том же году Лоренц был назначен председателем отделения физики Королевской академии наук и оста­ вался на этом посту двенадцать лет.

В конце октября 1910 г. по приглашению «фонда Вольфскеля» (безвременно умершего немецкого математика) Лоренц прочел в Геттингене шесть лекций под общим названием «Старые и новые проблемы физики». Три первые были посвящены проблеме эфира и теории отно­ сительности, последние — теории излучения и квантам. Говоря о гипотезе квантов и эмиссионной теории Нью­ тона, Лоренц чистосердечно предупредил: «Лектор не хо­ тел бы оспаривать эвристическую ценность этих гипотез; он лишь защищает старую теорию до тех пор, пока это возможно»27. Последнюю лекцию этого цикла ученый за­

лекций для печатания в «Physikalische Zeitschrift» и

поэтому общался с Лоренцем, вспоминает: «Что при взгля-

63

У

Рыцарь классической физики

1

1911 год стал важной вехой в развитии и утверждении теории квантов. Большое внимание ей было уделено на 82-м съезде немецких, естествоиспытателей и врачей, со­

I Международный Сольвеевский конгресс физиков, по­ священный теме «излучение и квант ы ». Идея созыва конгресса принадлежала немецкому физико-химику Валь­ теру Нернсту, финансировал мероприятие бельгийский промышленник и изобретатель Эрнест Сольве. Выходец из рабочей среды, химик-самоучка Сольве изобрел способ промышленного получения соды из поваренной соли и нажил на этом громадное состояние. Он щедро тратил деньги на развитие культуры и особенно науки. Так, им субсидировались международные конгрессы, периодически созывавшиеся в Брюсселе и получившие название Сольвеевских. Каждому участнику выдавалась тысяча фран­ ков «гонорара», оплачивались дорожные расходы и со­ держание во время конгресса.

Председательствовать на этих съездах физиков Сольве просил Лоренца. Выбор оказался на редкость удачным: мало того что Лоренц свободно изъяснялся на несколь­ ких языках, он обладал и талантом дипломата — умел сглаживать разного рода трения, направлять дискуссию в нужное русло.

Практик Сольве питал слабость к «чистой науке». Он предложил конгрессу на обсуждение свой теоретиче­ ский доклад «Обоснование фундаментальных принципов основ гравитации». Собравшиеся вежливо выслушали, затем Лоренц от их имени поблагодарил мецената «за