и через Северное море в бомбовом отсеке боевого самолета и, как всякую военную ценность, которая не должна достаться врагу, предполагали одним движением рукоятки сбросить в море, если гитлеровские истребители окружат и поведут на посадку бомбардировщик. Могла ли Нильсу Бору — «юноше довольно хрупкого вида» — пригрезиться такая перспектива в 1913 году, когда дал он первую расшифровку квантовых законов атома! Он еще не знал, как станет звучать со временем невинное слово «атомник»!
Мировая история познания природы и просто мировая история никогда еще не переплетались столь тесно, как в нашу эпоху.
Начиная с 1913 года целое десятилетие совершала свое победное шествие теория Бора, хотя ее двойственность была всем ясна: вращение по орбитам уподобляло электроны в атоме классическим планетам большого мира, а квантовые скачки навсегда уводили из этого мира. И временно оправдывало такую двойственность только понимание того, что между Большой и Малой вселенными нет и не может быть пропасти.
…Представьте себе высоченную лестницу, но такую, что ступеньки ее становятся с высотой все ниже. Тогда — чем дальше вверх, тем они делаются неразличимее, а лестница менее крутой. Постепенно она превращается в пологий пандус — гладкий въезд, какие бывают под театральными колоннадами. И вот сверху катится мячик. Сначала на ровном спуске он непрерывно меняет свою скорость, не замечая слившихся воедино ступенек. Но потом начинаются вынужденные перескоки со ступеньки на ступеньку — сперва едва заметные, затем все более резкие, оттого что ступеньки делаются все круче. Повиснуть меж ступенек мячик не может — это ясно.
Разрешенные природой уровни энергии в атоме — такая лестница. И в положение мячика попадает свободный электрон, когда из большого мира он переходит в малое атомное пространство. А встречи вольных электронов с «обломками» атомов — с ионами или голыми ядрами — происходят всюду: в воздухе, в камере Вильсона, в любом веществе. Электрон попадает под власть ядерного притяжения, и непрерывная смена состояний по классическим законам постепенно переходит в смену состояний по законам квантовым — в скачки по лестнице, которая перестает быть пологим пандусом. И наоборот, когда электрон покидает атом, скачки со ступеньки одного разрешенного уровня энергии на ступеньку другого уровня постепенно превращаются для электрона в непрерывный подъем по гладкому пандусу слившихся ступенек. Из-под власти квантовых законов электрон незаметно въезжает во власть законов классики.
(Так дубенский протон, постепенна наращивая скорость, неприметно въезжает в область, где начинают явственно чувствоваться законы теории относительности, а область, где еще справедливы законы Ньютона, остается позади.)
Такую постепенность перехода от микромира к большому миру Нильс Бор назвал принципом соответствия. Этот принцип яснее ясного показывает, какой глубокий и непростой физический смысл таится за нашей простой и столь же глубокой убежденностью, что природа едина.
И не нужно искать объяснения, почему в естествознании извечно сопутствуют друг другу два ряда прямо противоположных событий: с одной стороны — ветвление наук, а с другой — их слияние. Все подробней становится знание — оттого и ветвятся науки. Но все наглядней делается единство природы — оттого и слияние. В наши дни наглядней, чем когда-либо прежде. Астрономы занимаются радиохимией, потому что период полураспада одной из разновидностей зауранового элемента — калифорния — возбуждает надежду понять важные явления, происходящие в космосе… Физики-теоретики изучают биологические проблемы наследственности: так, этими проблемами увлечен сейчас Игорь Евгеньевич Тамм, — потому что проникновение современной науки о микромире в область генов и хромосом обещает решение вечной загадки передачи наследственных признаков из поколения в поколение… Наш химик Н. Эмануэль читает в Институте физических проблем на семинаре академика Капицы доклад о попытках найти новые методы изучения рака, потому что законы цепных химических реакций «неожиданно» позволяют проникнуть хотя бы в некоторые закономерности роста и подавления злокачественных опухолей. Метеоритчики обращаются к сейсмологам, химикам, специалистам по ядерным взрывам за помощью в раскрытии старой тайны Тунгусского метеорита, потому что… Да все потому, что природа едина!
И какое скучное непонимание природы скрыто за чиновничьей обороной иных — из наших биологов, которые безнадежно противятся благому вторжению современной физики в их науку! И скучнее всего, что эти домашние натурфилософы, о которых мы уже вспоминали, основывают свою оборону на пустой убежденности, будто биологические законы недоступны анализу никаких других наук. Они верят, что защищают при этом диалектический материализм. Но неужто можно еще думать в XX веке, что изучение процессов жизни мыслимо без тех тонких знаний, какие добывает наука, все успешней углубляющаяся в самые первоосновы материи? Или жизнь это и вправду чудо, а не порождение общих закономерностей природы?! Физика не может увести биологию «не туда» — она может только привести ее к началу начал: к той природной микролаборатории, где неживая материя порождала и порождает жизнь. «Я уверен, что конкретное понимание физико-химических процессов в организме в наибольшей степени будет способствовать установлению истинной природы… биологических закономерностей…» — сказал недавно академик Н. Н. Семенов. И показал, что об этом провидчески думал в свое время еще Энгельс.
В сущности, разве нельзя посмотреть на дело так, что каждая наука — только свод особых законов природы, открытых средствами именно этой науки? Но у природы есть еще и всеобщее законодательство, и не только философское, а и физическое, конечно, равно обязательное для всех. Из него-то и вытекают параграфы астрономического, химического, биологического и прочих особых кодексов в естествознании. И представьте, что ученым удается нащупать в своей частной области прежде неведомые проявления этих всеобщих законодательных установлений природы. Тогда разве не должны начинаться длительные революции в научных взглядах на мир? И разве не должны эти революции захватывать постепенно все области естествознания?
Квантовые скачки — из числа таких всеобщих законодательных установлений природы, открытых микрофизиками. И понятно, почему революция, начатая в нашем веке электронами и фотонами, продолжается по сегодня, не затихая: ей еще предстоит преобразить все природоведение.
Глава вторая
Наконец Бурбоны родили короля! — Мир утраченных траекторий. — «Только два физика решились на это…» — «Волны материи»? — Догадка, высказанная вовремя. — Встреча на Сольвеевском конгрессе. — Призрачная волнообразность Земли. — Мало ли что может пригрезиться теоретику!. — Квантовая модель солнечной системы.
Короли-алхимики. Что ж, это была не редкость в давние времена: помните нашу встречу с одним из Рудольфов Габсбургов? Но герцоги и принцы в качестве физиков, — да еще в XX веке! — право, это звучит почти неправдоподобно. Между тем…
В 1919 году, после затянувшейся военной службы, двадцатисемилетний принц (по-русски — князь) Луи де Бройль вернулся к мирным занятиям. Пойдя по стопам своего брата, известного исследователя рентгеновских лучей, герцога Мориса де Бройля (кстати сказать, иностранного члена нашей Академии наук), недавний военный радиотелеграфист начал готовить докторскую диссертацию по физике. Он работал в Париже, в прекрасной лаборатории брата на улице Байрона, но увлечен был не экспериментами, а теоретическими размышлениями. Они, эти размышления, не оставляли его и дома, где все дышало совсем другими традициями. Де Бройли бывали прежде только военачальниками, дипломатами, министрами. Воображению рисуется вековой сумрак старинного дворца, где память прошлого сильнее всего. Но диссертация де Бройля-младшего с традициями не считалась. Она вся была пронизана светлой идеей и поражала новизной.
Уж не решил ли он, кроме всего прочего, доказать, что и среди отпрысков королевских фамилий могут в конце концов появляться люди, достойные стоять в одном ряду с потомками бедных поморов (Ломоносов), провинциальных водопроводчиков (Гаусс), колониальных фермеров (Резерфорд)?.. Впрочем, нечто подобное еще раньше доказал русский князь Борис Голицын. К началу нашего века он сумел принести своему древнему роду совсем не княжескую, но вполне человеческую славу, став выдающимся физиком, основателем современной сейсмологии и предшественником Планка по квантовой теории теплового излучения. Однако род де Бройля подревнее голицынского и гораздо памятнее по истории: есть версия, что это какая-то боковая, идущая из Пьемонта ветвь династии французских Бурбонов: тут генеалогия не шуточная.
И без преувеличения можно заметить, что заслуги этого дальнего родственника бесчисленных Генрихов и Людовиков, заслуги его перед физикой микромира воистину царские. Впервые за девять столетий Бурбоны родили короля!
О нем будет написана когда-нибудь повесть. Сейчас материалы к ней накапливает еще сама история науки. И уже видно — это будет настоящая повесть: в научной деятельности и судьбе принца де Бройля есть что-то глубоко драматическое. Так по крайней мере чудится со стороны.
Трудно соединить понятия — революционность и старомодность. Но сейчас, спустя почти сорок лет после опубликования его якобинской диссертации, де Бройль представляется многим физикам «старомодным революционером».
Так, может быть, за минувшие десятилетия безнадежно устарела его первоначальная основная идея? Нет, она не умирает. Или, может быть, с годами он стал ворчливым противником других — новейших — идей? Нет, есть молодые физики, которые как раз сейчас ощущают его деятельную поддержку. Что же тогда случилось? Но подождите, допустима еще одна догадка: может быть, законсервировались именно те, кому он представляется ныне старомодным?
Это неожиданный вопрос. И трудный. Во всяком случае, тут дело особое. Тут история, мало похожая на обычное столкновение «старого и нового». Тут в духовной драме одного человека отразилась, если хотите, вся драма самой науки, одним из родоначальников которой он стал в тот час, когда в 1923 году опубликовал первые итоги своей еще не защищенной диссертации.