Читаем без скачивания 100 великих нобелевских лауреатов - Сергей Мусский

Обычно принято считать Дирака молчаливым и не очень общительным человеком. Так оно и было. Он предпочитал работать в одиночку, и непосредственных учеников у него было мало. Но наряду с этим в нем уживалась способность к искренней и глубокой дружбе. Двух своих чуть ли не самых близких друзей нашел Дирак в Советском Союзе. Это были Петр Капица и Игорь Тамм.

До войны он часто посещал Москву. Поездки в нашу страну были для него радостным событием. Но в 1945 году, когда Академия наук СССР праздновала свое 220-летие, Дирака не выпустили из Англии, сославшись на его участие в военных работах.

О Дираке ходило много историй. Так, в одной из поездок в Дубну его спросили, какой у него любимый детектив (он сказал, что читает сейчас Агату Кристи). Ответ был такой: «Детектив не может быть любимым, он должен удивлять».

Мехра рассказывал, что ему пришлось завтракать вместе с Дираком в колледже Св. Джона. Мехра начал разговор с замечания, что сегодня очень ветрено. Дирак молча встал из-за стола и пошел к выходу. Мехра испуганно стал соображать, чем он обидел маэстро. Но Дирак подошел к двери, приоткрыл ее и спокойно вернулся к столу. Сев, он сказал: «Да».

Последние годы жизни Дирака были спокойными. В 1969 году он ушел из Кембриджского университета по возрасту - администрация не сделала для него исключения из правил. Ученый уехал во Флориду, где работал в центре теоретической физики и в университете штата до конца своей жизни.

Во Флориде он сохраняет свою старую привязанность к долгим прогулкам в одиночестве. Но силы постепенно иссякли, прогулки сократились, а 20 октября 1984 года в Таллахасси наступает конец.

ЭРВИН ШРЁДИНГЕР

(1887- 1961)

Эрвин Рудольф Йозеф Александр Шрёдингер родился 12 августа 1887 года в Вене, в семье владельца мелкого предприятия по производству клеенки. Его отец, Рудольф Шрёдингер, был разносторонне развитым человеком, обладавшим склонностью к естественным наукам: он много внимания уделял сыну, очень рано проявившему исключительные способности.

Его первым учителем был отец, о котором впоследствии ученый отзывался как о «друге, учителе и не ведающем усталости собеседнике». В 1898 году Шрёдингер поступил в Академическую гимназию. Несмотря на раннее увлечение физикой и математикой, он одинаково хорошо успевал по всем наукам, любил древние языки, классическую немецкую и зарубежную поэзию, блестяще изучил английский язык. В гимназические годы у Шрёдингера возникла любовь к театру.

В 1906 году Эрвин поступил в Венский университет, где его учителями были теоретик Фридрих Газенерль и экспериментатор Франц Экснер. Позже в своей нобелевской речи Шрёдингер отметил большое влияние, которое на него оказали лекции Газенерля, погибшего во цвете лет во время Первой мировой войны. А во вступительной речи при избрании его в Прусскую академию наук Шрёдингер с благодарностью вспомнил, что только после занятий с Экснером он понял «что значит измерять».

По- видимому, разносторонний талант Шрёдингера проявлялся еще в университетские годы. Тогда же он увлекся путешествиями и альпинизмом и был страстным театралом, хотя довольно холодно относился к музыке.

В 1910 году Шрёдингер окончил университет со степенью доктора философии. В том же году увидела свет и его первая статья: «О прохождении электричества по поверхности изолятора при влажном воздухе». В том же году он стал ассистентом Экснера во 2-м физическом институте при Венском университете. В этой должности он пребывал вплоть до начала Первой мировой войны. В 1913 году Шрёдингер и К.В.Ф. Кольрауш получили премию Хайтингера Императорской академии наук за экспериментальные исследования радия.

Во время Первой мировой войны Шрёдингер служил офицером-артиллеристом в захолустном гарнизоне, расположенном в горах, вдали от линии фронта. Продуктивно используя свободное время, он изучал общую теорию относительности Эйнштейна. По окончании войны он возвратился во 2-й физический институт в Вене, где продолжает свои исследования по общей теории относительности, статистической механике (занимался изучением систем, состоящих из очень большого числа взаимодействующих объектов, например молекул газа) и дифракции рентгеновского излучения. Тогда же Шрёдингер проводит обширные экспериментальные и теоретические исследования по теории цвета.

В 1920 году Шрёдингер вступил в брак с Аннемарией Бертель; детей у супругов не было.

В том же году ученый отправился в Германию, где стал ассистентом Макса Вина в Йенском университете. Эрвин быстро прошел все ступени немецкой научной иерархии: приват-доцента (Йена), экстраординарного профессора (Штутгарт) и ординарного профессора (Бреслау). Его научные интересы тогда еще не определились. Наиболее интересная работа этого времени - большая статья в трех частях «Основные принципы теории метрики цветов в дневном свете» - своеобразная попытка математизации проблемы цветного зрения, некое «хобби», к которому Шрёдингер возвращался иногда и в последующие годы. В учении о цветах он нашел, по его собственным словам, своеобразное убежище от той неудовлетворенности, которую испытывал при знакомстве с атомной физикой этого времени.

Решающим в его жизни стал 1921 год, когда он принял кафедру в Цюрихском университете. Тогда же он всерьез заинтересовался проблемами атомной физики и теплового излучения, которые получили развитие в трудах Эйнштейна и Бора. Первыми работами Шрёдингера в той новой области были «Попытка модельной трактовки термов резкой и побочной серии» и «Изотопия и парадокс Гиббса» (1921). Наиболее интересной из ранних работ была статья «Принцип Допплера и боровское условие частот» (1922).

Шесть лет, проведенных в Цюрихе, были очень плодотворными. Именно здесь Шрёдингер создал свою ставшую эпохальной волновую механику атома.

Квантовая теория родилась в 1900 году, когда Планк предложил теоретический вывод о соотношении между температурой тела и испускаемым этим телом излучением, вывод, который долгое время ускользал от других ученых. Затем к этой теории «приложили руку» Эйнштейн, Бор, Резерфорд.

Новая существенная особенность квантовой теории проявилась в 1924 году, когда де Бройль выдвинул радикальную гипотезу о волновом характере материи: если электромагнитные волны, например свет, иногда ведут себя как частицы, то частицы, например электрон при определенных обстоятельствах, могут вести себя как волны.

Задачу создания волновой теории движения микрочастиц взялся разрешить Шрёдингер. Об исходных позициях своей теории он писал: «Прежде всего нельзя не упомянуть, что основным исходным толчком, приведшим к появлению приведенных здесь рассуждений, была диссертация де Бройля, содержащая много глубоких идей… Главное, что позаимствовано из теории де Бройля, в которой говорится о прямолинейно распространяющейся волне, заключается в том, что мы рассматриваем, если использовать волновую трактовку, стоячие собственные колебания».

Шрёдингер предпринял попытку применить волновое описание электронов к построению последовательной квантовой теории, не связанной с неадекватной моделью атома Бора. В известном смысле он намеревался сблизить квантовую теорию с классической физикой, которая накопила немало примеров математического описания волн. Первая попытка, предпринятая Шрёдингером в 1925 году, закончилась неудачей. Скорости электронов в его теории были близки к скорости света, что требовало включения в нее специальной теории относительности Эйнштейна и учета предсказываемого ею значительного увеличения массы электрона при очень больших скоростях. Одной из причин постигшей ученого неудачи было то, что он не учел наличия специфического свойства электрона, известного ныне под названием спина (вращение электрона вокруг собственной оси наподобие волчка), о котором в то время было мало известно. Следующую попытку ученый предпринял в 1926 году. Скорости электронов на этот раз были выбраны им настолько малыми, что необходимость в привлечении теории относительности отпадала сама собой. Вторая попытка увенчалась получением волнового уравнения Шрёдингера, дающего математическое описание материи в терминах волновой функции. Шрёдингер назвал свою теорию волновой механикой. Решения волнового уравнения находились в согласии с экспериментальными наблюдениями и оказали глубокое влияние на последующее развитие квантовой теории.

Шрёдингер опубликовал результаты в серии статей «Квантование как задача собственных значений» в престижном журнале «Annalen der Physik» весной 1926 года. Работа вызвала всеобщий восторг. Теоретик вскоре получил письмо от своего кумира Эйнштейна, где были такие слова: «Замысел Вашей работы свидетельствует о подлинной гениальности».

Незадолго до того Гейзенберг, Борн и Йордан опубликовали другой вариант квантовой теории, получивший название матричной механики, которая описывала квантовые явления с помощью таблиц наблюдаемых величин.