"Томсон восхитил меня…" Это Резерфорд в 1895-м - невесте Мэри Ньютон.
"Я увидел действительно великого человека…" Это Бор в 1911-м - невесте Маргарет Норлунд.
"…Он сказал, что ему было бы интересно посмотреть мою работу… Можешь вообразить себе, как я был счастлив, уходя от него, и как я жажду поскорее вписать формулы в текст. Мне так хочется знать, что он подумает о работе в целом и о моей критике…".
А через день-два, когда его диссертация погрузилась наконец в застарелую неразбериху бумаг и книг на томсоновском столе, ушло восторженное письмо брату.
"О Харальд! Дела мои идут так хорошо. Я только что беседовал с Дж. Дж. Томсоном и разъяснял ему как умел мои взгляды на излучение, магнетизм и другие вещи. Если бы ты только знал, что это значило для меня - разговаривать с таким человеком! Он был очень мил со мной… и пригласил меня отобедать с ним в воскресенье в Тринити-колледже. Там он собирается повести разговор о моей рукописи. Верь мне - я так счастлив…"
Они отобедали в Тринити-колледже. Но о диссертации Томсон разговора не повел. Он еще не открывал ее. С ласковой усталостью, уже немного стариковской, пожаловался на занятость. И через неделю с той же искренностью он жаловался на занятость. И через две недели - тоже. И через месяц. "…У Томсона так мало времени… он все еще не прочел меня…" Объяснение было безукоризненно правдоподобным на любой слух. И не наносило ран неопытному оптимизму. И не побуждало к поискам других причин.
А покуда возникли еще и лабораторные заботы непредвиденного свойства. Предоставленный собственному попечению, Бор терялся в пресловутом хаосе "веревочно-сургучной лаборатории". (Так уже давным-давно и вполне дружелюбно окрестили физики Кавендиш.) И однажды в письме к матери Бору пришлось наконец разбавить свою восторженность дозой не очень радостного юмора:
"…Не думай, что все у меня идет гладко. Ты представить себе не можешь, какой тут царит беспорядок, и бедный иностранец, не знающий даже, как называются по-английски разные вещи, которых он не в силах сам разыскать, часто оказывается в весьма затруднительном положении…"
Английских слов ему не хватало и на светское общение. А Кембридж приневоливал к визитам. Он жаловался, что они поглощают уйму времени. Но все-таки об этом он писал веселее:
"…Послушала бы ты теперь, как я научился болтать в обществе, я, который, бывало, чувствовал себя так глупо в подобных обстоятельствах. Но я тут ни при чем - английские леди просто гении, когда хотят заставить кого-нибудь разговориться…"
Однако была тут и его заслуга: он часами читал "Дэвида Копперфильда", заучивая каждое незнакомое слово.
С такой же терпеливостью учился он стеклодувному мастерству. Но пока он "учился собирать вакуумную систему", выяснилась бесперспективность предполагавшихся опытов. И нельзя было утешиться сознанием, что хоть с диссертацией-то дело продвинулось вперед. Заглянув в кабинет Томсона, он, обычно рассеянный к мелочам, с зоркостью, обостренной ожиданием, тотчас определил, что его рукопись лежит на прежнем месте в окружении все тех же бумаг. Не без тревоги он сообщил о своем наблюдении Маргарет.
В душе его уже завелось чувство бесплодно проходящего времени. И когда в один из последних октябрьских дней наступил час Кавендишевского обеда и он уселся вместе с младшими за дальний стол, к охватившему его ощущению своей счастливости исподволь примешалось это гнетущее чувство. Но, пожалуй, ко благу. Ведь от него надо было избавиться! Неодолимому оптимизму надо было найти новую опору, если прежняя начала ускользать. Оптимизм умеет делать это мастерски…
Вот тогда-то Бор увидел Эрнста Резерфорда.
Резерфорд стал знаменитостью на протяжении только что минувшего первого десятилетия нашего века. Нобелевская премия 1908 года за раскрытие природы радиоактивного распада как естественного превращения элементов разнесла его славу по всему миру. Человек, доказавший делимость атомов, был достоин такой известности. Лармор назвал его "львом сезона". Но книг о нем, сорокалетнем, еще не писали. И потому еще мало кому знакомы были черты незаурядности в его судьбе и личности.
Конечно, Бор не знал, как шестнадцать лет назад, когда новозеландский бакалавр стал первым чужеземным докторантом у Томсона, по Кембриджу пролетела крылатая фраза физика Бальфура: "Мы заполучили дикого кролика из страны Антиподов, и он роет глубоко!" Все было верно - и "дикий", и "роет глубоко", - вот только "кролик" решительно не подходило к сыну новозеландского фермера - атлетически сложенному обладателю мощного голоса. И за протекшее с той поры время лишь приобрела оснастку профессорской непререкаемости эта его первозданная дикость, а иначе - независимость нрава и часто ошарашивающая непосредственность суждений. Он шел от успеха к успеху. И в Кембридже не пережил ни одного из огорчений, выпавших на долю Бора. Не оттого ли, что в кембриджские годы новозеландца (1895-1898) третий кавендишевский профессор еще полон был искреннего интереса к замыслам и надеждам своих мальчиков? И когда в "электронном" 1897 году воображением Резерфорда завладел недавно открытый феномен радиоактивности, Томсон без ревности предоставил ему свободу действий. И это в Кавендише Резерфорд обнаружил два сорта лучей в урановой радиации - альфа и бета.
А потом были девять лет монреальской профессуры в Канаде (1898-1907). Создание и защита теории радиоактивного распада. Разведывание экспериментальных путей в атомные недра с помощью высокоэнергичных альфа-частиц. И наконец - зарождение собственной школы Резерфорда…
О монреальских работах "льва сезона" (льва - не кролика!) Бор знал со времен своего студенческого обзора радиоактивных превращений. Но это, пожалуй, и все, что он знал о Резерфорде. В час Кавендишевского обеда ему было еще неведомо, как глубоко роет новозеландец ныне! И всего удивительней, что это свое неведение датчанин разделял с подавляющим большинством тех, кто присутствовал тогда на обеде.
…Сначала чинно сидели за столами. Пили традиционный портвейн и слушали завидные воспоминания ветеранов. Потом, сменив английскую сдержанность на английскую непринужденность, встали на стулья, скрестили по-детски руки и запели шутливые лабораторные песенки. И Томсон стоял на стуле. И Резерфорд стоял на стуле. И руки их тоже были сведены крест-накрест - тонкая длань интеллектуала-книжника и крепкая ручища фермера-интеллектуала. И Бор стоял на стуле. Он не пел вместе со всеми - за незнанием слов и мелодий, зато улыбался - смущенно и счастливо. Его оптимизм вдруг обрел новую опору.
Он во все глаза смотрел на Резерфорда.
Резерфорд приехал из Манчестера, где после Монреаля - с 1907 года - возглавлял лабораторию и кафедру в университете Виктории.
Был он громогласен и весел. Ораторствовал ярко и весомо. Ощущались в его словах открытость без лукавства и доброжелательность без притворства. Он говорил много, и о нем говорили много. И запомнился рассказ старого лабораторного служителя о том, как в былые дни виртуозно умел поносить свою веревочно-сургучную аппаратуру молодой новозеландец. В этом рассказе - а через полвека Бор привел его в мемориальной лекции о Резерфорде - слышалось восхищенье домодельной простотой экспериментальных установок первооткрывателя стольких важных истин. Но почему-то получалось так, что кавендишевцы восхваляли его как бы в прошедшем времени. Они не говорили о надежности его последних результатов - они молчали о том, о чем написал ему полгода назад, в марте, японский теоретик Нагаока: "Мне представляется гением тот, кто может работать со столь примитивным оборудованием и собирать столь богатую жатву".
Японский теоретик в начале 11-го года посетил Манчестер. Он видел своими глазами ту самую установку 1909 года, с опытов на которой "все, в сущности, и началось". Открылось: при бомбардировке листка мишени - золотой фольги - не все альфа-частицы пронизывают ее насквозь: иные отбрасываются вспять! Даже Резерфорд, сам задумавший этот опыт, потом говорил:
"Я должен признаться по секрету, что не верил, будто это возможно… То было почти столь же неправдоподобно, как если бы вы произвели выстрел по обрывку папиросной бумаги 15-дюймовым снарядом, а он вернулся бы назад в угодил в вас".
Резерфорд пришел к неизбежному умозаключению: в глубинах атома существует массивная заряженная сердцевина. Она-то и встает неодолимым препятствием на пути заряженных альфа-частиц, летящих со скоростью 10 тысяч километров в секунду. Но из-за малости этой атомной сердцевины только редкие частицы умудряются прицельно попасть в нее, чтобы отразиться назад.
Существование атомного ядра было неоспоримым. Однако прошло около полутора лет, прежде чем Резерфорд решился сделать следующий шаг. Лишь в конце 1910 года случился день, когда он громадным своим голосом объявил в манчестерской лаборатории: "Теперь я знаю, как выглядит атом!" Он не мог бы выразиться точнее: он в самом деле только это и узнал - как выглядит атом, а не как устроен. Выглядел атом как солнечная микросистема с Положительным ядром в центре и отрицательными электронами на планетных орбитах вдали от ядра. Но по классическим законам атом не мог быть так устроен: вращение вынуждало бы электроны, в согласии с Максвеллом, непрерывно излучать энергию, а потеря энергии приводила бы их, в согласии с Ньютоном, к неминуемому падению на ядро. Резерфорд увидел обреченный атом. И конечно, осознал это тотчас. В первых же строках первой статьи о планетарной модели он предупредил теоретиков:
"Вопрос об устойчивости предлагаемого атома на этой стадии не следует подвергать рассмотрению…"
Вот в чем заключалась его сила! Своей интуицией он предугадывал другую стадию, когда для его обреченного атома теоретическое спасение найдется.
Физике для этого понадобятся фундаментально новые представления о ходе вещей в микромире. Неклассические: механика Ньютона и электродинамика Максвелла, очевидно, дошли до границ своей применимости - они запрещали существовать тому, что существовало! Сознавал ли Резерфорд, что он провоцировал революцию в физике, когда прозвучало его, казалось бы, немыслимое в науке "верую, потому что это абсурдно!"? Появился теоретически противозаконный, но экспериментально обоснованный планетарный атом.
Об этой-то богатой жатве и написал ему Нагаока. У японского теоретика был для этого личный мотив: десятью годами раньше он сам умозрительно построил похожую атомную модель в виде Сатурна с кольцами. И еще два современника по той же причине могли бы выразить Резерфорду свое удовлетворение - Петр Николаевич Лебедев и Жан Перрен: чистой игрой научного воображения - без доказательств - оба рисовали себе атом как микроподобие солнечной системы.
В мае 11-го года статья со странным предупреждением Резерфорда была опубликована в лондонском Philosophical Magazine - "Философском журнале". Возможность заговорить о богатой жатве теперь представилась всем. Однако прошло уже полгода, а этой возможностью никто из теоретиков не воспользовался. Лишь один молодой астрофизик в Трииити-колледже - Д. Никольсон - попробовал поработать с сатурнианско-планетарной моделью в своих исследованиях, но его первая статья еще лежала в типографии. И на том Кавендишевском обеде - в октябре - слова атомное ядро и планетарный атом не отягощали дружеских речей в честь Резерфорда. Через полвека на прямой вопрос историка: "Был ли тогда в Кавендише хоть кто-нибудь, кто принял атом Резерфорда всерьез?" - Бор без колебаний ответил отрицательно.
А Томсон? Неужели стареющий и всепонимающий Дж. Дж. не явился исключением? Нет, не явился. У него была своя модель атома.
Кажется, он сам придумал для нее вкусное сравнение: атом похож на кекс - отрицательно заряженные электроны-изюминки вкраплены в положительно заряженное тесто. Оно заполняет все атомное пространство. Однако с этим "положительно наэлектризованным пространством" ничего хорошего не получалось. Чем дальше шло время, тем меньше получалось. Вот и последние опыты резерфордовцев: от рыхлого атома с массой, размазанной по всему объему, альфа-частицы не могли бы отражаться назад…
Кавендишевец Рэлей-младший уверял, что Томсону и самому не очень нравилась его модель. Тем не менее он продолжал ревниво и безнадежно приспосабливать ее к объяснению физических и химических реалий в природе. Были даже иллюзии успеха. И жил ими в Кавендише не он один. А критика уже не будоражила его внимания. И чужие идеи уже не возбуждали в нем интереса. Теперь - через двадцать семь лет после начала своего кавендишевского отцовства - он втайне выдал себе охранную грамоту на случай любых притязаний детей:
"Молодым людям не следовало бы высказывать всякую всячину. Я знаю о данном предмете гораздо больше, чем они, и я уже обдумал все…"
Это слова не самого Дж. Дж. Так в 1962 году, рассказывая историкам о далеком прошлом, сформулировал за Томсона его тогдашнюю психологическую позицию старый Нильс Бор.
…А молодой Бор в часы Кавендишевского обеда 11-го года всего этого еще не понимал. Он видел: Томсон и Резерфорд стоят на стульях плечом к плечу, и оба, улыбаясь, раскачиваются в такт веселым мелодиям. И ничто не омрачало ощущения их духовного единства. И в голову молодого датчанина не могла прокрасться мысль, что его кембриджские неудачи вовсе не случайность.
А на Резерфорда он смотрел во все глаза совсем не потому, что успел плениться его новыми идеями. Майской статьи новозеландца о структуре атома он не читал. Да и был еще увлечен томсоновской моделью. По признанию Бора, на него произвела тогда глубокое впечатление сама личность Резерфорда. Он просто с первого взгляда почуял надежность этой силы.
Их не познакомили во время обеда. Подойти представиться Бор не мог. Скорее он провалился бы сквозь землю. Но чувство уже подсказывало ему, что он будет искать новой встречи с этим человеком.
Наступила глубокая осень. Перемены в природе ясно обозначили бег уходящего времени. В письмах к Маргарет он писал о красных пятнах рябиновых ягод на живых изгородях вдоль Кема и об одиноких ивах, наполненных ветром. "…Только вообрази себе все это под величественным небом со стремительно летящими облаками…" Ему нравилась жизнь, и он сам жаждал движения, деятельности, перемен. Еще он писал о маленьком копенгагенском мальчике, которого отец ведет за руку в церковь - послушать рождественскую службу - и ничего не говорит о боге, а просто затем ведет, чтобы малыш не чувствовал себя отличным от других детей. И за этим внезапным воспоминанием детства угадывалось его взрослое одиночество на чужих улицах и площадях. А Харальду он писал, как остроумна была лекция Томсона о полете мяча для гольфа. И за этим чувствовалось желание хоть чем-нибудь утешиться в своем кембриджском сидении.
От главного Дж. Дж. уклонялся - все с той же усталой ласковостью. Диссертация лежала непрочитанной. И публиковать ее никто не собирался. В его теоретических услугах не нуждались. Сколько же это могло продолжаться? И однажды его тихость взбунтовалась.
Едва ли можно иначе истолковать маленькую историю, рассказанную фру Маргарет… В то утро он сказал себе: "Надо наконец решить все разом!" И быстро отправился на Фри-Скуллэйн. Однако лаборатория встретила его тишиной. Только тогда он сообразил, что была суббота. Но порыв не прошел. Потому что это был не порыв, а кризис. Он бросился к телефону. Его не остановило, что в Англии уик-энд неприкосновенен так же, как частная собственность. Дж. Дж. был дома. Очевидно, звучало в голосе датчанина что-то такое, что не позволило Томсону отечески посоветовать ему не портить субботы делами и физикой. После полудня аудиенция состоялась…
И снова ничего не произошло!
Однако та бесплодная попытка переломить судьбу не прошла бесследно. Он молча и бесповоротно решил расставаться с Кембриджем. И не тот ли день ускорил его поездку в Манчестер?
Побывать в Манчестере раньше или позже Бору следовало все равно: там жил ученик и друг его покойного отца - профессор физиологии Лоуренс Смит. Визит к нему был долгом печали. Бор все откладывал этот визит, а теперь сел наконец в манчестерский поезд. И кажется, впервые на британской земле ему улыбнулось везенье. Словно тень отца продолжала покровительствовать его намерениям. Оказалось: профессор Смит и профессор Резерфорд - близкие друзья. И чуть ли не в день приезда датчанин снова въяве услышал еще звучавшие в его ушах раскаты непомерного голоса новозеландца. И произошло это в домашней обстановке, уравнивающей собеседников.
Так в конце ноября 1911 года они познакомились - Резерфорд и Бор.
Резерфорд с воодушевлением рассказывал о недавней поездке на континент, куда он отправился сразу после Кавендишевского обеда. В Брюсселе происходило закрытое совещание ведущих теоретиков и экспериментаторов Европы.
Там собрались 23 исследователя, а 24-м участником встречи был тот, кто материально обеспечил присутствие всех остальных: седовласый Эрнест Сольвей - инженер и промышленник, странно-бескорыстный энтузиаст высокой науки. Он "делал деньги" рациональным производством соды и едва ли рассчитывал увеличить свои доходы раскрытием квантовой природы излучения! А именно так - Излучение и кванты - была заранее определена дискуссионная тема того 1-го Сольвеевского конгресса.
Тут ощущалась направляющая инициатива Макса Планка - пятидесятитрехлетнего профессора из Берлина. Это он на самом рубеже XX века - в 1900 году - впервые произнес слово квант.
В физику вошло странное представление о своеобразных атомах электромагнитной энергии. Свет стал подобен остальной материи. Там - частицы, формирующие вещество, здесь - кванты, формирующие излучение. Разные слова, но смысл один: дробность строения вместо непрерывности. Планк еще осторожно полагал, что так - на отдельные порции - энергия электромагнитного поля лишь делится в механизмах испускания и поглощения света. Но Эйнштейн через пять лет пошел гораздо дальше: он показал, что излучение на самом деле состоит из квантов: свет - это поток летящих корпускул.
В рамках классической физики осмыслить эту новость не удавалось. И вправду: она вела к признанью господства прерывистости в микроявлениях. А классика видела в природе только мир непрерывных процессов. И нельзя было питать надежду, что в таком классическом мире найдется законное место для новой универсальной постоянной h, открытой Планком? Так обозначил он величину "кванта действия" - минимальную порцию действия, меньше которой не бывает в природе. Эта постоянная Планка стала фундаментальной физической константой. Еще бы! Она выражала масштаб пунктирной дробности в микрособытиях. И многие физики тогда еще полагали, что она не более чем вымышленная величина, родившаяся в теоретических снах. Ее малость трудно было вообразить. Однако, как ни мала она была, а нулю не равнялась! И это меняло прежнюю картину природы. Планк недаром назвал новую константу "таинственным послом из реального мира".
Каков же он, этот реальный мир? Как устроены недра материи, откуда явился сей таинственный посол?