В 1921 г. Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике с формулировкой: «За основные работы в области теоретической физики, особенно за создание квантовой теории света».
В 1916–1917 гг. вышли работы, содержащие квантовую теорию излучения Эйнштейна. В них рассматривалась вероятность переходов между стационарными состояниями атома Бора – Резерфорда и выдвигалась идея индуцированного излучения. В дальнейшем это стало теоретической основой создания квантовых генераторов.
В конце 1920-х гг. разгорелась дискуссия вокруг «натурфилософских» основ квантовой физики, где Эйнштейн выступил против копенгагенской школы Н. Бора. Дискуссия продолжилась на Сольвеевских конгрессах 1927 и 1930 гг., где разгорелась полемика между Эйнштейном и Бором, продолжавшаяся долгие годы и так и не убедившая его в вероятностной природе квантовой механики. В конце 1920-х гг. Эйнштейн стал уделять все больше времени разработке единой теории поля, призванной объединить в одной модели электромагнитное и гравитационное поля. Однако на этом пути он так и не достиг решающего результата.
После прихода нацистов к власти в Германии в 1933 г. Эйнштейн заявил о своем выходе из берлинской Академии наук и отказался от немецкого гражданства. С октября 1933 г. он приступил к работе в принстонском Институте перспективных исследований; основной темой его работ стали попытки создания единой теории поля.
Нильс Хенрик Давид Бор (1885–1962)
Великий датский физик, один из основателей квантовой теории атома, родился в Копенгагене, в семье известного профессора-физиолога. Уже на защите магистерской диссертации в Копенгагенском университете он выделился своей работой, посвященной исследованию поверхностного натяжения жидкостей. Эта диссертация до сих пор считается своеобразным гидродинамическим эталоном. Новоиспеченный магистр был награжден за эту работу золотой медалью Академии наук Дании и обратил на себя внимание многих датских физиков. Это было первое и последнее экспериментальное исследование молодого ученого, после которого он всецело переключился на теоретическую физику, которой и посвятил всю свою оставшуюся жизнь. Прежде всего Бор занялся проблематикой, связанной с нарождавшейся атомной физикой. Тема его докторской диссертации была связана с поведением электронов в металлах. В 1911 г. молодой постдок отправился в Англию для стажировки в кембриджской лаборатории первооткрывателя электрона Д. Д. Томсона. Затем он переехал в Манчестер, где влился в группу Эрнеста Резерфорда, подтвердившего экспериментально наличие положительного атомного ядра. Там ему удалось всего за несколько месяцев создать знаменитую модель атома Бора – Резерфорда, положившую начало современному пониманию субатомного мира.
Новая планетарная модель атома быстро завоевала признание физиков, позволяя объяснить многие трудности в интерпретации атомных спектров, а сам Бор занял должность профессора в Копенгагенском университете. Через три года датское правительство приняло решение о строительстве для него знаменитого Института теоретической физики в Копенгагене, ставшем на долгие годы главным центром европейских теоретиков. Все более-менее крупные разработчики квантовой физики побывали там, работая вместе с Бором. Там же родилась так называемая копенгагенская интерпретация, которая послужила основой для последующего развития квантово-механической теории.
В 1922 г. Бор стал лауреатом Нобелевской премии по физике с формулировкой: «За создание теории строения атома». В 1930-е гг. увлекся ядерной тематикой, переориентировав на нее свой институт, и занялся теоретическим моделированием процессов ядерного распада урана и разработкой ядерного реактора и атомной бомбы. Вскоре после начала Второй мировой войны ученый нелегально эмигрировал из оккупированной Дании в Британию, а затем в США, где участвовал в Манхэттенском атомном проекте по разработке ядерного оружия.
Абрам Александрович Слуцкин (1891–1950)
Доктор физико-математических наук, профессор Харьковского университета, был выдающимся ученым, исследователем и педагогом, создателем научной школы советских радиофизиков. Окончив физико-математический факультет Харьковского университета, А. А. Слуцкин свыше 30 лет работал на его кафедре.
В 1924 г. вместе с Д. С. Штейнбергом им был разработан новый способ генерирования высокочастотных колебаний в магнетронах на волнах 7–50 см. С 1929 г. Слуцкин руководил отделом Украинского физико-технического института (УФТИ).
Результаты исследований Слуцкина позволили в 1938 г. построить в УФТИ действующий макет импульсного трехкоординатного радиолокатора в диапазоне дециметровых волн. Под руководством Слуцкина в послевоенные годы были разработаны многорезонаторные магнетроны сантиметрового и миллиметрового диапазонов, изучалось распространение и поглощение сверхвысоких частот в различных средах. Слуцкиным опубликовано свыше 50 научных трудов и подготовлено много молодых специалистов.
Петр Леонидович Капица (1894–1984)
Выдающийся советский физик-экспериментатор, родился в Кронштадте. Окончил Кронштадтское реальное училище (1912), затем Петроградский политехнический институт (1918). Руководителем дипломной работы Капицы был академик А. Ф. Иоффе. На его же кафедре Капица остался работать после окончания института.
В 1921 г. вместе с Иоффе и другими учеными Капица отправился в командировку в Англию. Работал в Кембриджском университете у Э. Резерфорда, выполнил исследования по альфа– и бета-излучению, создал метод получения сильных магнитных полей. За эти работы в 1923 г. получил премию им. Дж. Максвелла. В том же году получил степень доктора философии Кембриджского университета.
С 1924 г. – помощник директора Кавендишской лаборатории. В 1925 г. был избран членом совета Тринити-колледжа, в 1929 г. – членом Лондонского королевского общества и членом-корреспондентом АН СССР. В 1930 г. возглавил лабораторию им. Монда Королевского общества, специально созданную для проведения работ под руководством Капицы.
В 1934 г. Капица приехал в отпуск в СССР, но вернуться обратно в Кембридж ему не разрешили. В 1935 г. он возглавил Институт физических проблем в Москве. В 1939 г. был избран действительным членом Академии наук СССР. Лауреат Сталинских премий 1941 и 1943 гг. по физике.
В 1946 г. Капица был снят с поста директора Института физических проблем, а в 1955 г. вновь назначен на эту должность. В том же году стал главным редактором «Журнала экспериментальной и теоретической физики».
Исследования в области физики низких температур, создание техники для получения импульсных сверхсильных магнитных полей, работы по физике плазмы, создание ожижителя водорода, в 1934 г. – ожижителя гелия, а в 1939 г. – установки низкого давления для промышленного получения кислорода из воздуха… Эти и другие исследования обогатили багаж научных достижений страны в области физики.
Капица был членом многих зарубежных академий наук и научных обществ, награжден медалями М. Фарадея (1942), Б. Франклина (1944), М. В. Ломоносова (1959), Н. Бора (1964), Э. Резерфорда (1966).
Вернер Карл Гейзенберг (1901–1976)
Выдающийся немецкий физик-теоретик, родился в семье профессора истории Мюнхенского университета. В 1920 г. поступил на физико-математический факультет, где начал с кафедры математики, перейдя затем на кафедру теоретической физики. Защитив магистерский диплом в 1923 г., приступил к теоретическим исследованиям строения атома. Весной-летом 1925 г., болея сенной лихорадкой, уединился на отрезанном от внешнего мира острове Гельголанд, где и разработал теорию матричной квантовой механики.
Матричная механика, как показало время, в математическом понимании эквивалентна появившейся год спустя квантово-волновой механике, заложенной в уравнении Шредингера с точки зрения описания процессов квантового мира. Однако на практике использовать аппарат матричной механики оказалось труднее, и сегодня физики-теоретики в основном пользуются представлениями волновой механики. В 1926 г. Гейзенберг стал ассистентом Нильса Бора в Копенгагене. Именно там в 1927 г. он и сформулировал свой принцип неопределенности – и можно с основанием утверждать, что это стало его самым большим вкладом в развитие науки. В том же году Гейзенберг стал профессором Лейпцигского университета – самым молодым профессором в истории Германии. Начиная с этого момента он вплотную занялся созданием единой теории поля, но, по большому счету, безуспешно. За ведущую роль в разработке квантово-механической теории в 1932 г. Гейзенберг был удостоен Нобелевской премии по физике за создание квантовой механики. С исторической же точки зрения личность Вернера Гейзенберга, вероятно, навсегда останется синонимом неопределенности несколько иного рода. С приходом к власти партии национал-социалистов в его биографии открылась самая труднопонимаемая страница. Во-первых, будучи физиком-теоретиком, он оказался вовлеченным в идеологическую борьбу, в которой теоретическая физика как таковая получила ярлык «жидовской физики», а сам Гейзенберг был публично назван новыми властями «белым евреем». Лишь после ряда личных обращений к самым высокопоставленным лицам в рядах нацистского руководства ученому удалось остановить кампанию публичной травли в свой адрес. Гораздо проблематичнее выглядит роль Гейзенберга в германской программе разработки ядерного оружия в годы Второй мировой войны. В то время, когда большинство его коллег эмигрировали или вынуждены были бежать из Германии под давлением гитлеровского режима, Гейзенберг возглавил германскую национальную ядерную программу. Под его руководством она всецело сконцентрировалась на постройке ядерного реактора, однако у Нильса Бора при его знаменитой встрече с Гейзенбергом в 1941 г. сложилось впечатление, что это лишь прикрытие, а на самом деле в рамках этой программы разрабатывается ядерное оружие. Так что же произошло на самом деле? Действительно ли Гейзенберг умышленно и по велению совести завел германскую программу разработки атомной бомбы в тупик и направил ее на мирные рельсы, как он впоследствии утверждал? Или просто он допустил какие-то просчеты в своем понимании процессов ядерного распада? Как бы то ни было, Германия атомного оружия создать не успела. Как показывает блестящая пьеса Майкла Фрейна «Копенгаген», эта историческая загадка, вероятно, даст достаточно материалов еще не для одного поколения беллетристов.