Макс Борн. Как я стал физиком
Борн М. Размышления и воспоминания физика. Сборник статей. М.: Наука, 1977, С. 3-11.
Я родился в 1882 г. в Бреслау [Вроцлаве.-Ред.], столице тогдашней прусской провинции Силезии. Мой отец преподавал анатомию в университете, но основные его интересы были связаны с исследованиями по эмбриологии и механике развития (Entwicklungsmechanik). Я вырос в культурной семье, в нашем доме царила научная атмосфера. С ранних лет я и моя сестра приходили к отцу в его лабораторию, полную микроскопов, микротомов и других инструментов и приборов. Позднее я получил возможность присутствовать на его дискуссиях с коллегами; некоторые из них стали знаменитыми: Пауль Эрлих, открывший сальварсан и основавший химиотерапию, Альберт Найсер, дерматолог, который открыл гонококки и другие микроорганизмы. Я был маленьким мальчиком, когда умерла моя мать; незадолго до того, как я окончил школу, умер отец. В последние два года жизни он был очень болен, но не прекращал своей работы. Последние его достижения относятся к исследованию желтого тела (corpus luteum) яичников, и мой сын-биолог Густав (носящий имя своего деда) говорил мне, что они предвосхитили важные современные исследования о половых гормонах.
Я учился в обычной немецкой гимназии, в которой основными предметами были латынь, греческий и математика. Я не был особенно увлечен ни одним из них, но вспоминаю, что наслаждался, читая Гомера, и до сих пор помню наизусть первые строки «Одиссеи». Машке, преподававший математику в старших классах, был не только блестящим учителем, но вдумчивым экспериментатором и очень добрым человеком. Он преподавал также физику и химию, и я был заражен его энтузиазмом. В то время стали известны опыты Маркони по беспроволочному телеграфированию, и Машке повторил их в своей маленькой лаборатории; я и еще один мальчик были его ассистентами. Когда нам удалось наладить передачу сигнала из одной комнаты в другую, Машке попросил меня позвать нашего директора, доктора Эккарда, чтобы продемонстрировать это чудо, и я до сих пор помню наше разочарование, когда этот ученый гуманитар остался совершенно равнодушным и спокойным.
Незадолго до смерти отец посоветовал мне не спешить с выбором специальности, а посещать в университете лекции по различным предметам и лишь после этого, через год, принять решение. Поэтому я прослушал не только курсы математики и прочих точных наук, но также философии, истории искусств и по другим предметам. Поначалу я был увлечен астрономией (о своих астрономических занятиях я более подробно рассказал в «Vistas in Astronomy»; эта статья помещена также в моей книге «Физика в жизни моего поколения» [1844]. Но обсерватория была оборудована бедно, мы ничего не слышали об астрофизике, звездах и туманностях, а занимались бесконечными расчетами эфемерид планет. Вскоре все это мне надоело. Тогда я сосредоточился на математике и получил вполне основательную подготовку. Я признателен профессору Розанесу, который познакомил меня с линейной алгеброй; благодаря этому я приобрел опыт пользования матричным исчислением, сыгравшим позднее большую роль в моих собственных исследованиях.
В те времена немецкие студенты кочевали по университетским городам, проводя лето в каком-нибудь маленьком университете, чтобы насладиться природой и спортом, а зиму - в больших городах с их театрами, концертами и собраниями. Так, я провел одно лето в Гейдельберге, чудесном и веселом городе, расположенном на реке Неккар, а другое - в Цюрихе, вблизи Альп. Гейдельберг мало что дал мне в научном отношении, но там я встретил Джеймса Франка, который стал моим ближайшим другом, а в последующие годы - коллегой по физическому факультету в Гёттингене. В Цюрихе я впервые соприкоснулся с первоклассным математиком Гурвицем, чьи лекции по эллиптическим функциям открыли мне дух современного анализа.
Зимние семестры я всегда проводил в Бреслау, в те годы (1910-1914) оживленном городе с бурной социальной и культурной жизнью. Из бесчисленных знакомств, установившихся у меня в тот период, я хочу отметить свою дружбу с Рудольфом Ладенбургом. Многие годы мы были с ним неразлучны и прекрасно проводили время отпусков в Италии и Швейцарии. Он эмигрировал в США еще до прихода к власти нацистов, получил профессуру в Принстонском университете. Двое моих однокурсников стали моими друзьями: это - Отто Теплиц и Эрнст Хеллингер. Они знали математику и математиков гораздо лучше меня. От них я услышал, что Меккой немецких математиков был Гёттинген и что там проживают три пророка: Феликс Клейн, Давид Гильберт и Герман Минковский. Тогда я решил совершить паломничество в Гёттинген. Вскоре Теплиц и Хеллингер последовали за мной; наша «бреслауская» группа пополнилась четвертым членом - Рихардом Курантом, который позднее стал выдающимся представителем американской математики и возглавил блестящую школу в нью-йоркском университете.
В Гёттингене я посещал главным образом лекции Гильберта и Минковского. Они были друзьями (еще со школьных лет в Кёнигсберге), людьми замечательными и не только в плане их специальности, но и во всем. Гильберт вскоре предложил мне несколько неопределенную должность приватного ассистента - неоплачиваемую, но для меня бесценную, поскольку она предоставляла мне возможность видеть и слышать его ежедневно. Часто Гильберт и Минковский приглашали меня присоединиться к ним во время их длительных прогулок по лесам. Хотя я и привык к свободным и живым дискуссиям между биологами - друзьями моего отца, на меня произвело глубокое впечатление мировоззрение этих двух великих математиков. Я учился у них не только современной математике, но и более важным вещам: критическому отношению к традиционным государственным и общественным институтам, которые я сохранил на всю жизнь.
Вот два примера из бесчисленных «гильбертовских историй», сохраняемых в памяти его учеников и друзей. Однажды разговор коснулся астрологии; некоторые из собеседников склонялись к мысли, что «в ней что-то есть». Когда у Гильберта спросили об его отношении к этому предмету, он сказал после некоторого раздумья: «Когда вы соберете десять мудрейших людей мира и попросите их назвать глупейшую из существующих вещей, они не смогут найти ничего бессмысленнее астрологии». В другой раз, когда обсуждался суд над Галилеем и кто-то упрекнул его за недостаточную твердость в отстаивании своих убеждений, Гильберт гневно возразил: «Но он не был идиотом! Только идиот может считать, что научная истина нуждается в мученичестве; оно, возможно, необходимо в религии, но научные результаты в свое время сами доказывают свою истинность». Такого рода высказывания направляли мой путь в жизни и науке.
В те годы курс математики включал в себя также и математическую физику. Так, например, существовал семинар, руководимый Гильбертом и Минковским, по электродинамике движущихся тел, на котором обсуждались проблемы, в наши дни относящиеся к области теории относительности. Это было в 1905 г., когда знаменитая статья Эйнштейна была уже опубликована, но имя его еще не было известно в Гёттингене.
Мои отношения с Клейном складывались не так удачно. Мне не нравились его лекции; они были слишком безукоризненны, на мой вкус. Он заметил, что я часто отсутствую, и высказал мне свое неодобрение. На семинаре по теории упругости, которым он руководил вместе с Карлом Рунге, профессорам прикладной математики, я был вынужден в связи с болезнью однокурсника сделать краткий доклад по одной из задач теории упругости, и, поскольку я не имел времени для того, чтобы штудировать литературу, я изложил свои собственные идеи. Это произвело такое впечатление на Клейна, что он представил мою задачу на ежегодный университетский конкурс и написал мне, что он надеется, что я подготовлю соответствующую статью. Поначалу я довольно легкомысленно отказался, однако, поскольку «великий Феликс» был всесилен в математике, я, конечно, уступил: я решил задачу и получил премию. Но так или иначе, а я надолго попал в немилость к Клейну. Поэтому я не рискнул экзаменоваться у него по геометрии и заменил ее на экзамен по астрономии. Профессором астрономии был Карл Шварцшильд - знаменитый отец знаменитого сына - Мартина Шварцшильда из Принстонской обсерватории. Он помог мне изучить современную астрономию, и таким образом в 1907 г. я получил свою докторскую степень.
Неприятный инцидент с Клейном в конце концов обернулся к лучшему. Поскольку по правилам статья для конкурсной комиссии должна была представляться анонимно, я не мог советоваться с профессорами. Так я обнаружил, что способен к самостоятельной научной работе, и впервые почувствовал радость от сознания, что теория находится в соответствии с данными опыта - одно из самых прекрасных ощущений, которые я знаю.
Обучение физики также было стимулирующим. Теоретическую физику читал Вольдемар Фогт. Я посещал его лекции по оптике и факультативный курс экспериментальный оптики. Они были превосходны и явились прочной основой моих знаний в этой области. Много лет спустя (в 1912 г.), когда я был приглашен Альбертом Майкельсоном для чтения курса лекций по теории относительности в Чикагском университете, я все свое свободное время тратил на работы по спектроскопии - с изумительными дифракционными решетками Майкельсона.
Еще несколькими годами позже, вооруженный этими знаниями, я написал удачный учебник по оптике (по-немецки), а через много лет еще один (на этот раз по-английски, совместно с Э. Вольфом [186]). На этом примере видно, что для того, чтобы написать учебник, нет необходимости быть специалистом по соответствующему предмету, достаточно только овладеть его существом и просто много работать.
Мне никогда не нравилась узкая специализация, и я всегда оставался дилетантом - даже и в том, что считалось моим собственным предметом. Я не смог бы приноровиться к науке сегодняшнего дня, которая делается коллективами специалистов. Философская сторона науки интересовала меня больше, чем специальные результаты. Я слушал лекции по философии, например Эдмунда Гуссерля в Гёттингене, но не примыкал ни к его, ни к какой-либо иной школе.
Из многих молодых коллег-студентов, с которыми я встречался, хочу отметить только двоих. Константин Каратеодори, грек по национальности, был блестящим математиком. Мы с ним обсуждали, среди прочих, тот странный факт, что такая довольно абстрактная наука, как термодинамика, была построена на столь технической основе, каковой является тепловая машина, - словно иначе нельзя было обойтись. Несколькими годами позднее Каратеодори развил новый строгий и прямой подход к термодинамике; он опубликовал эту свою работу в «Mathematische Annalen»[1] в исключительно общей и абстрактной форме, но его статья осталась почти незамеченной. Спустя еще 12 лет, я предпринял попытку популяризовать его теорию, представив более простое изложение ее для «Physikalische Zeitschrift»[2], однако без особого успеха. Только теперь по прошествии 50 лет появляются учебники, в которых использовано это простое и ясное изложение.
Вторым человеком, оказавшим влияние на мою научную жизнь, хотя это влияние и носило отрицательный характер, был Иоганн Штарк, получивший позднее Нобелевскую премию за открытие допплер-эффекта в каналовых лучах и расщепление спектральных линий в электрическом поле. Он читал тогда лекции по физике, а также курс по радиоактивности. Я начал было посещать его лекции, но изложение предмета меня, как математика, не удовлетворяло, и я перестал на них ходить. В результате я никогда не изучал собственно ядерной физики и не мог принять участия в ее развитии. Я опубликовал только одну (не плохую) работу об α-распаде (1929 г.). С другой стороны, следствием этого было и то, что я не был привлечен к работам по расщеплению ядра и его применению в атомной бомбе. Это позволило мне рассматривать этические и политические вопросы, связанные с этой проблемой, с объективной точки зрения.
После получения докторской степени я в течение года пробыл на военной службе и был приписан к кавалерийским войскам в Берлине. Здесь не место для дискуссии о том, как этот жизненный опыт повлиял на мое и без того уже изрядно отрицательное отношение ко всему, что связано с военщиной. Я вспоминаю, что во время ночных дежурств в конюшне правил корректуру своей удостоенной премии диссертации, причем использовал спину лошади вместо стола. После тяжелого приступа астмы, которой я страдал еще в детстве, я был отправлен в военный госпиталь и через некоторое время демобилизован. Годом позднее я был снова призвал в кавалерийский полк в Бреслау и был страшно рад, узнав, что начальник госпиталя оказался студентом отца, который знал о моей астме. Таким образом, через несколько недель я был вновь демобилизован.
Чтобы глубже изучить фундаментальные проблемы физики, я отправился в Англию, в Кембридж. Там я в качестве аспиранта посещал экспериментальные занятия и лекции в колледже Гонвилля и Кайуса. Я обнаружил, что лекции Лармора по электромагнитной теории практически ничего не добавили к тому, чему я научился у Минковского. Но лекционные демонстрации Дж. Дж. Томсона были великолепны и впечатляющи. Однако наиболее ценным для меня в то время было, несомненно, общение с людьми: доброта и гостеприимство англичан, жизнь среди студентов, великолепие колледжей и страны.
Через шесть месяцев я вернулся домой в Бреслау и попытался усовершенствоваться как экспериментатор. В Бреслау были два профессора физики - Люммер и Прингсгейм, хорошо известные своими работами по изучению черного тела. Однако от них я немногому научился и вскоре вновь обратился к теории. Я натолкнулся на статью Эйнштейна по теории относительности (1905 г.) и был сразу же увлечен ею. Комбинируя его идеи с математическими методами Минковского, я нашел новый строгий путь для вычисления собственной электромагнитной энергии (массы) электрона и рукопись послал Минковскому.
Большим сюрпризом для меня был его ответ, содержавший приглашение вернуться в Гёттинген и ассистировать ему в его работе по теории относительности.
Я приехал в Гёттинген в декабре 1908 г. и счастливо работал с Минковским в течение нескольких недель. Но в январе 1909 г. он неожиданно умер после операции аппендицита. Все мои надежды рухнули, и я думал, что сел на мель. Но лекция в математическом обществе по моей работе о релятивистском электроне имела такой успех, что профессор Фогт предложил мне приват-доцентуру.
Так я вторично стал жителем Гёттингена. Из очень многих людей, с которыми я встречался в течение последующих лет, я отмечу лишь нескольких. Среди моих коллег-лекторов были Отто Теплиц, Рихард Курант. Всем им я очень многим обязан, но более всего венгру - Теодору фон Кáрману. В течение нескольких лет мы жили с ним в одном доме - до моей женитьбы (в 1913 г.); мы ежедневно обсуждали физические вопросы и, в частности, эйнштейновскую квантовую теорию теплоемкости твердых тел.
С Эйнштейном я впервые встретился в 1909 г. на научном конгрессе в Зальцбурге (о котором также вспоминает Лизе Мейтнер в своей статье «Оглядываясь назад»[3]); и я переписывался с ним в основном по поводу теории относительности. Он принял квантовую гипотезу Планка и уже в 1905 г., т.е. в том же году, когда была опубликована его первая статья по теории относительности, в другой статье ввел идею о световых квантах, или фотонах, и дал объяснение фотоэлектрического эффекта и других явлений, носившее преобразующий характер. В новом его приложении квантовой теории к тепловым свойствам твердых тел Эйнштейн использовал модель единичных осцилляторов для описания колебаний в кристаллах. Его модель приводила к небольшому расхождению между теорией и экспериментом. Карман и я попытались устранить это расхождение, принимая во внимание весь спектр колебаний решетки. Это было за год до опытов Лауэ (совместно с Фридрихом и Книппингом), в которых была экспериментально доказана как волновая природа рентгеновских лучей, так и решетчатая структура кристаллов. Карман и я основывались на теоретико-групповом рассмотрении Федорова и Шенфлиса, которое показалось нам настолько убедительным, что в нашей второй статье, опубликованной после открытия Лауэ, мы даже не упомянули о нем. Это было, конечно, ошибочным решением. Хорошо известно, что Дебай предвосхитил наши результаты на несколько недель, применив приближенный метод, в котором не были в явном виде использованы представления о структуре решетки. С годами простой метод Дебая завоевал бóльшую популярность, чем наш.
Вскоре после окончания этой работы Карман и я разделились. Он специализировался в области гидродинамики и аэродинамики, в которых достиг широкой известности, и после своей эмиграции (в 1933 г.) стал ведущей фигурой в США и оказал большое влияние на развитие авиации.
Я продолжал заниматься физикой. Работа по теплоемкости твердых тел определила два основных направления моих последующих исследований - динамика решетки и квантовая теория.
С этого момента я стал физиком. ■
________
[1] С. Caratheodory. Untersuchungen über die Grundlagen der Thermodynamik. Mathem. Ann., 1909, 61, S. 355.
[2] M. Born. Kinetische Betrachtungen zur traditionellen Darstellungen der Thermodynamik. Phys. Zs., 1921, 22, S. 218, 249, 282.
[3] L. Meitner. Looking back. Bull. of the Atomic Scientists, 1964, № 11, S. 2.
OCR: fir-vst, 2015
Я родился в 1882 г. в Бреслау [Вроцлаве.-Ред.], столице тогдашней прусской провинции Силезии. Мой отец преподавал анатомию в университете, но основные его интересы были связаны с исследованиями по эмбриологии и механике развития (Entwicklungsmechanik). Я вырос в культурной семье, в нашем доме царила научная атмосфера. С ранних лет я и моя сестра приходили к отцу в его лабораторию, полную микроскопов, микротомов и других инструментов и приборов. Позднее я получил возможность присутствовать на его дискуссиях с коллегами; некоторые из них стали знаменитыми: Пауль Эрлих, открывший сальварсан и основавший химиотерапию, Альберт Найсер, дерматолог, который открыл гонококки и другие микроорганизмы. Я был маленьким мальчиком, когда умерла моя мать; незадолго до того, как я окончил школу, умер отец. В последние два года жизни он был очень болен, но не прекращал своей работы. Последние его достижения относятся к исследованию желтого тела (corpus luteum) яичников, и мой сын-биолог Густав (носящий имя своего деда) говорил мне, что они предвосхитили важные современные исследования о половых гормонах.
Я учился в обычной немецкой гимназии, в которой основными предметами были латынь, греческий и математика. Я не был особенно увлечен ни одним из них, но вспоминаю, что наслаждался, читая Гомера, и до сих пор помню наизусть первые строки «Одиссеи». Машке, преподававший математику в старших классах, был не только блестящим учителем, но вдумчивым экспериментатором и очень добрым человеком. Он преподавал также физику и химию, и я был заражен его энтузиазмом. В то время стали известны опыты Маркони по беспроволочному телеграфированию, и Машке повторил их в своей маленькой лаборатории; я и еще один мальчик были его ассистентами. Когда нам удалось наладить передачу сигнала из одной комнаты в другую, Машке попросил меня позвать нашего директора, доктора Эккарда, чтобы продемонстрировать это чудо, и я до сих пор помню наше разочарование, когда этот ученый гуманитар остался совершенно равнодушным и спокойным.
Незадолго до смерти отец посоветовал мне не спешить с выбором специальности, а посещать в университете лекции по различным предметам и лишь после этого, через год, принять решение. Поэтому я прослушал не только курсы математики и прочих точных наук, но также философии, истории искусств и по другим предметам. Поначалу я был увлечен астрономией (о своих астрономических занятиях я более подробно рассказал в «Vistas in Astronomy»; эта статья помещена также в моей книге «Физика в жизни моего поколения» [1844]. Но обсерватория была оборудована бедно, мы ничего не слышали об астрофизике, звездах и туманностях, а занимались бесконечными расчетами эфемерид планет. Вскоре все это мне надоело. Тогда я сосредоточился на математике и получил вполне основательную подготовку. Я признателен профессору Розанесу, который познакомил меня с линейной алгеброй; благодаря этому я приобрел опыт пользования матричным исчислением, сыгравшим позднее большую роль в моих собственных исследованиях.
В те времена немецкие студенты кочевали по университетским городам, проводя лето в каком-нибудь маленьком университете, чтобы насладиться природой и спортом, а зиму - в больших городах с их театрами, концертами и собраниями. Так, я провел одно лето в Гейдельберге, чудесном и веселом городе, расположенном на реке Неккар, а другое - в Цюрихе, вблизи Альп. Гейдельберг мало что дал мне в научном отношении, но там я встретил Джеймса Франка, который стал моим ближайшим другом, а в последующие годы - коллегой по физическому факультету в Гёттингене. В Цюрихе я впервые соприкоснулся с первоклассным математиком Гурвицем, чьи лекции по эллиптическим функциям открыли мне дух современного анализа.
Зимние семестры я всегда проводил в Бреслау, в те годы (1910-1914) оживленном городе с бурной социальной и культурной жизнью. Из бесчисленных знакомств, установившихся у меня в тот период, я хочу отметить свою дружбу с Рудольфом Ладенбургом. Многие годы мы были с ним неразлучны и прекрасно проводили время отпусков в Италии и Швейцарии. Он эмигрировал в США еще до прихода к власти нацистов, получил профессуру в Принстонском университете. Двое моих однокурсников стали моими друзьями: это - Отто Теплиц и Эрнст Хеллингер. Они знали математику и математиков гораздо лучше меня. От них я услышал, что Меккой немецких математиков был Гёттинген и что там проживают три пророка: Феликс Клейн, Давид Гильберт и Герман Минковский. Тогда я решил совершить паломничество в Гёттинген. Вскоре Теплиц и Хеллингер последовали за мной; наша «бреслауская» группа пополнилась четвертым членом - Рихардом Курантом, который позднее стал выдающимся представителем американской математики и возглавил блестящую школу в нью-йоркском университете.
В Гёттингене я посещал главным образом лекции Гильберта и Минковского. Они были друзьями (еще со школьных лет в Кёнигсберге), людьми замечательными и не только в плане их специальности, но и во всем. Гильберт вскоре предложил мне несколько неопределенную должность приватного ассистента - неоплачиваемую, но для меня бесценную, поскольку она предоставляла мне возможность видеть и слышать его ежедневно. Часто Гильберт и Минковский приглашали меня присоединиться к ним во время их длительных прогулок по лесам. Хотя я и привык к свободным и живым дискуссиям между биологами - друзьями моего отца, на меня произвело глубокое впечатление мировоззрение этих двух великих математиков. Я учился у них не только современной математике, но и более важным вещам: критическому отношению к традиционным государственным и общественным институтам, которые я сохранил на всю жизнь.
Вот два примера из бесчисленных «гильбертовских историй», сохраняемых в памяти его учеников и друзей. Однажды разговор коснулся астрологии; некоторые из собеседников склонялись к мысли, что «в ней что-то есть». Когда у Гильберта спросили об его отношении к этому предмету, он сказал после некоторого раздумья: «Когда вы соберете десять мудрейших людей мира и попросите их назвать глупейшую из существующих вещей, они не смогут найти ничего бессмысленнее астрологии». В другой раз, когда обсуждался суд над Галилеем и кто-то упрекнул его за недостаточную твердость в отстаивании своих убеждений, Гильберт гневно возразил: «Но он не был идиотом! Только идиот может считать, что научная истина нуждается в мученичестве; оно, возможно, необходимо в религии, но научные результаты в свое время сами доказывают свою истинность». Такого рода высказывания направляли мой путь в жизни и науке.
В те годы курс математики включал в себя также и математическую физику. Так, например, существовал семинар, руководимый Гильбертом и Минковским, по электродинамике движущихся тел, на котором обсуждались проблемы, в наши дни относящиеся к области теории относительности. Это было в 1905 г., когда знаменитая статья Эйнштейна была уже опубликована, но имя его еще не было известно в Гёттингене.
Мои отношения с Клейном складывались не так удачно. Мне не нравились его лекции; они были слишком безукоризненны, на мой вкус. Он заметил, что я часто отсутствую, и высказал мне свое неодобрение. На семинаре по теории упругости, которым он руководил вместе с Карлом Рунге, профессорам прикладной математики, я был вынужден в связи с болезнью однокурсника сделать краткий доклад по одной из задач теории упругости, и, поскольку я не имел времени для того, чтобы штудировать литературу, я изложил свои собственные идеи. Это произвело такое впечатление на Клейна, что он представил мою задачу на ежегодный университетский конкурс и написал мне, что он надеется, что я подготовлю соответствующую статью. Поначалу я довольно легкомысленно отказался, однако, поскольку «великий Феликс» был всесилен в математике, я, конечно, уступил: я решил задачу и получил премию. Но так или иначе, а я надолго попал в немилость к Клейну. Поэтому я не рискнул экзаменоваться у него по геометрии и заменил ее на экзамен по астрономии. Профессором астрономии был Карл Шварцшильд - знаменитый отец знаменитого сына - Мартина Шварцшильда из Принстонской обсерватории. Он помог мне изучить современную астрономию, и таким образом в 1907 г. я получил свою докторскую степень.
Неприятный инцидент с Клейном в конце концов обернулся к лучшему. Поскольку по правилам статья для конкурсной комиссии должна была представляться анонимно, я не мог советоваться с профессорами. Так я обнаружил, что способен к самостоятельной научной работе, и впервые почувствовал радость от сознания, что теория находится в соответствии с данными опыта - одно из самых прекрасных ощущений, которые я знаю.
Обучение физики также было стимулирующим. Теоретическую физику читал Вольдемар Фогт. Я посещал его лекции по оптике и факультативный курс экспериментальный оптики. Они были превосходны и явились прочной основой моих знаний в этой области. Много лет спустя (в 1912 г.), когда я был приглашен Альбертом Майкельсоном для чтения курса лекций по теории относительности в Чикагском университете, я все свое свободное время тратил на работы по спектроскопии - с изумительными дифракционными решетками Майкельсона.
Еще несколькими годами позже, вооруженный этими знаниями, я написал удачный учебник по оптике (по-немецки), а через много лет еще один (на этот раз по-английски, совместно с Э. Вольфом [186]). На этом примере видно, что для того, чтобы написать учебник, нет необходимости быть специалистом по соответствующему предмету, достаточно только овладеть его существом и просто много работать.
Мне никогда не нравилась узкая специализация, и я всегда оставался дилетантом - даже и в том, что считалось моим собственным предметом. Я не смог бы приноровиться к науке сегодняшнего дня, которая делается коллективами специалистов. Философская сторона науки интересовала меня больше, чем специальные результаты. Я слушал лекции по философии, например Эдмунда Гуссерля в Гёттингене, но не примыкал ни к его, ни к какой-либо иной школе.
Из многих молодых коллег-студентов, с которыми я встречался, хочу отметить только двоих. Константин Каратеодори, грек по национальности, был блестящим математиком. Мы с ним обсуждали, среди прочих, тот странный факт, что такая довольно абстрактная наука, как термодинамика, была построена на столь технической основе, каковой является тепловая машина, - словно иначе нельзя было обойтись. Несколькими годами позднее Каратеодори развил новый строгий и прямой подход к термодинамике; он опубликовал эту свою работу в «Mathematische Annalen»[1] в исключительно общей и абстрактной форме, но его статья осталась почти незамеченной. Спустя еще 12 лет, я предпринял попытку популяризовать его теорию, представив более простое изложение ее для «Physikalische Zeitschrift»[2], однако без особого успеха. Только теперь по прошествии 50 лет появляются учебники, в которых использовано это простое и ясное изложение.
Вторым человеком, оказавшим влияние на мою научную жизнь, хотя это влияние и носило отрицательный характер, был Иоганн Штарк, получивший позднее Нобелевскую премию за открытие допплер-эффекта в каналовых лучах и расщепление спектральных линий в электрическом поле. Он читал тогда лекции по физике, а также курс по радиоактивности. Я начал было посещать его лекции, но изложение предмета меня, как математика, не удовлетворяло, и я перестал на них ходить. В результате я никогда не изучал собственно ядерной физики и не мог принять участия в ее развитии. Я опубликовал только одну (не плохую) работу об α-распаде (1929 г.). С другой стороны, следствием этого было и то, что я не был привлечен к работам по расщеплению ядра и его применению в атомной бомбе. Это позволило мне рассматривать этические и политические вопросы, связанные с этой проблемой, с объективной точки зрения.
После получения докторской степени я в течение года пробыл на военной службе и был приписан к кавалерийским войскам в Берлине. Здесь не место для дискуссии о том, как этот жизненный опыт повлиял на мое и без того уже изрядно отрицательное отношение ко всему, что связано с военщиной. Я вспоминаю, что во время ночных дежурств в конюшне правил корректуру своей удостоенной премии диссертации, причем использовал спину лошади вместо стола. После тяжелого приступа астмы, которой я страдал еще в детстве, я был отправлен в военный госпиталь и через некоторое время демобилизован. Годом позднее я был снова призвал в кавалерийский полк в Бреслау и был страшно рад, узнав, что начальник госпиталя оказался студентом отца, который знал о моей астме. Таким образом, через несколько недель я был вновь демобилизован.
Чтобы глубже изучить фундаментальные проблемы физики, я отправился в Англию, в Кембридж. Там я в качестве аспиранта посещал экспериментальные занятия и лекции в колледже Гонвилля и Кайуса. Я обнаружил, что лекции Лармора по электромагнитной теории практически ничего не добавили к тому, чему я научился у Минковского. Но лекционные демонстрации Дж. Дж. Томсона были великолепны и впечатляющи. Однако наиболее ценным для меня в то время было, несомненно, общение с людьми: доброта и гостеприимство англичан, жизнь среди студентов, великолепие колледжей и страны.
Через шесть месяцев я вернулся домой в Бреслау и попытался усовершенствоваться как экспериментатор. В Бреслау были два профессора физики - Люммер и Прингсгейм, хорошо известные своими работами по изучению черного тела. Однако от них я немногому научился и вскоре вновь обратился к теории. Я натолкнулся на статью Эйнштейна по теории относительности (1905 г.) и был сразу же увлечен ею. Комбинируя его идеи с математическими методами Минковского, я нашел новый строгий путь для вычисления собственной электромагнитной энергии (массы) электрона и рукопись послал Минковскому.
Большим сюрпризом для меня был его ответ, содержавший приглашение вернуться в Гёттинген и ассистировать ему в его работе по теории относительности.
Я приехал в Гёттинген в декабре 1908 г. и счастливо работал с Минковским в течение нескольких недель. Но в январе 1909 г. он неожиданно умер после операции аппендицита. Все мои надежды рухнули, и я думал, что сел на мель. Но лекция в математическом обществе по моей работе о релятивистском электроне имела такой успех, что профессор Фогт предложил мне приват-доцентуру.
Так я вторично стал жителем Гёттингена. Из очень многих людей, с которыми я встречался в течение последующих лет, я отмечу лишь нескольких. Среди моих коллег-лекторов были Отто Теплиц, Рихард Курант. Всем им я очень многим обязан, но более всего венгру - Теодору фон Кáрману. В течение нескольких лет мы жили с ним в одном доме - до моей женитьбы (в 1913 г.); мы ежедневно обсуждали физические вопросы и, в частности, эйнштейновскую квантовую теорию теплоемкости твердых тел.
С Эйнштейном я впервые встретился в 1909 г. на научном конгрессе в Зальцбурге (о котором также вспоминает Лизе Мейтнер в своей статье «Оглядываясь назад»[3]); и я переписывался с ним в основном по поводу теории относительности. Он принял квантовую гипотезу Планка и уже в 1905 г., т.е. в том же году, когда была опубликована его первая статья по теории относительности, в другой статье ввел идею о световых квантах, или фотонах, и дал объяснение фотоэлектрического эффекта и других явлений, носившее преобразующий характер. В новом его приложении квантовой теории к тепловым свойствам твердых тел Эйнштейн использовал модель единичных осцилляторов для описания колебаний в кристаллах. Его модель приводила к небольшому расхождению между теорией и экспериментом. Карман и я попытались устранить это расхождение, принимая во внимание весь спектр колебаний решетки. Это было за год до опытов Лауэ (совместно с Фридрихом и Книппингом), в которых была экспериментально доказана как волновая природа рентгеновских лучей, так и решетчатая структура кристаллов. Карман и я основывались на теоретико-групповом рассмотрении Федорова и Шенфлиса, которое показалось нам настолько убедительным, что в нашей второй статье, опубликованной после открытия Лауэ, мы даже не упомянули о нем. Это было, конечно, ошибочным решением. Хорошо известно, что Дебай предвосхитил наши результаты на несколько недель, применив приближенный метод, в котором не были в явном виде использованы представления о структуре решетки. С годами простой метод Дебая завоевал бóльшую популярность, чем наш.
Вскоре после окончания этой работы Карман и я разделились. Он специализировался в области гидродинамики и аэродинамики, в которых достиг широкой известности, и после своей эмиграции (в 1933 г.) стал ведущей фигурой в США и оказал большое влияние на развитие авиации.
Я продолжал заниматься физикой. Работа по теплоемкости твердых тел определила два основных направления моих последующих исследований - динамика решетки и квантовая теория.
С этого момента я стал физиком. ■
________
[1] С. Caratheodory. Untersuchungen über die Grundlagen der Thermodynamik. Mathem. Ann., 1909, 61, S. 355.
[2] M. Born. Kinetische Betrachtungen zur traditionellen Darstellungen der Thermodynamik. Phys. Zs., 1921, 22, S. 218, 249, 282.
[3] L. Meitner. Looking back. Bull. of the Atomic Scientists, 1964, № 11, S. 2.
OCR: fir-vst, 2015