Не будет ошибочным утверждение, что из всех работ Эренфеста наиболее широкой известностью пользуется сейчас его работа, содержащая изложение теоремы о средних значениях. Эта изящная теорема включена во многие современные курсы квантовой механики (не говоря о курсах 30 — 40-х годов). Пользуясь минимальными математическими средствами, Эренфест продемонстрировал, что средние значения квантовомеханических величин (скорости и импульса, ускорения и силы) связаны между собой классическими ньютоновскими соотношениями. Своими ранними работами Эренфест показал, в каких пределах классическая физика может быть сохранена и использована в квантовой теории. Теорема о средних значениях как бы достраивает мост, соединяющий классическую и квантовую механику, но уже со стороны «квантовомеханического берега», свидетельствуя о том, что в новой теории в качестве предельного случая содержится старая.
Вместе с тем, оценивая адиабатическую гипотезу и теорему Эренфеста и его квантово-механическую теорему, хочется сказать о некой несправедливости (характерной, впрочем, не только для случая с Эренфестом), когда долгую жизнь в науке обретают работы того или иного ученого, имевшие в его творчестве скорее характер эпизода. А более глубокие его исследования, выношенные годами упорного труда, оказываются достоянием только истории соответствующей науки, и потому известны гораздо меньшему кругу людей.
Мне думается, что даже человека, достаточно долго занимающегося биографией Павла Сигизмундовича, подстерегает много приятных неожиданностей, когда выясняется, какие далеко идущие следствия вызывала та или иная, казалось бы, хорошо знакомая работа. Выше, например, уже упоминалось о совершенно новом аспекте, в котором можно рассматривать его маленькую рецензию на «Алгебру логики» Л. Кутюра. Далее будет говориться о существенном влиянии, которое он оказал на развитие спинорного исчисления. Здесь же мы упоминаем еще об одном подобном примере.
В сборнике, посвященном памяти В. Паули — «Теоретическая физика XX века»1, помещена статья Г. Вентцеля «Квантовая теория полей». Имя Вентцеля уже упоминалось нами ранее — в середине 20-х годов он работал в Гамбурге у Паули, и его участие в сборнике поэтому вполне понятно. Свою статью (написанную в начале 60-х годов) Г. Вентцель начинает так: «Идея квантования поля возникла около пятидесяти лет тому назад. Особенно отчетливо характерные черты будущей теории проявились в работе Эренфеста «К планковской теории излучения».
Для Г. Вентцеля, интересовавшегося генезисом и историей квантовой теории волновых полей, главным была аналогия, использованная Эренфестом: аналогия между амплитудой собственных электромагнитных колебаний в полости (рассматриваемой в классической электродинамике как некий «макрорезонатор») и координатой совершающего простые гармонические колебания линейного осциллятора. Планк, как известно, проквантовал энергию таких осцилляторов, оказавшуюся пропорциональной частоте их колебаний ν (E = hν). Эренфест же, исходя из подмеченной им аналогии, высказал в конце своей статьи предположение, что и энергия поля, соответствующая одному нормальному колебанию в полости, так же квантуется и так же должна быть пропорциональна частоте ν этого колебания, т. е. состоять, как пишет Эренфест, из «атомов энергии» εν = 6,548 ·10–27ν эрг (численный множитель перед ν — значение постоянной Планка h, принятое в 1906 году). Другой способ введения квантовых представлений в теорию электромагнитного поля состоит, по Эренфесту, в утверждении о том, что на фазовой плоскости (т. е. плоскости координата — импульс) собственному колебанию поля соответствует не любое положение так называемой изображающей точки, а лишь определенное, лежащее на семействе фазовых эллипсов. В этих идеях, как справедливо замечает Г. Вентцель, и заключена основная идея квантовой теории волновых полей.
* * *
Мы ограничимся здесь лишь простым упоминанием о серии работ Эренфеста по квантовой статистике. В рассматриваемый период его жизни (20-е годы) она открывается работой Эренфеста и В. Тркала и продолжается в совместных с Уленбеком статьях, появившихся в печати уже после возникновения квантовой механики и статистики.
Дважды Эренфест и Эйнштейн выступали с совместными публикациями. Первая из них посвящена анализу классического опыта Штерна — Герлаха; по своему характеру и строю она больше эренфестовская, чем эйнштейновская. Вопрос о кинетике ориентации атомных магнитиков во внешнем магнитном поле (поставленный в характерной для Эренфеста манере двух исключающих друг друга вопросов) рассматривается с «адиабатических» позиций. Эта статья послужила стимулом для исследования эффектов резонансного поглощения электромагнитных волн в ферромагнитных и парамагнитных веществах. Другая работа, наоборот, по тематике чисто эйнштейновская, касается дальнейшего развития квантовой теории процессов вынужденного и спонтанного излучения, развитой Эйнштейном в 1916 году, но получена она редакцией «Z. Phys.» 16 октября 1923 года.
Спин электрона
Эренфест внес исключительно большой вклад, можно сказать не только научного, но и «морального» порядка, в открытие спина электрона (Уленбек и Гаудсмит, 1925 год). Рассмотрим этот вопрос несколько подробнее. Существующая литература по его истории позволяет особенно рельефно подчеркнуть закулисное и стимулирующее влияние Эренфеста на ход указанных работ.
Кроме того, имеются и некоторые ранее не публиковавшиеся сведения, дополняющие эту картину.
К проблеме спина, или собственного вращения (от английского to spin — вращать) электрона в 1925 — 1926 годах было привлечено внимание многих выдающихся ученых. В первой половине 20-х годов физики продолжали работу по осмыслению атомных спектров. Соответствующую область физики Эйнштейн как-то в шутку назвал зоологией. Но «зоологическая спектроскопия» составила тот фундамент, на котором Нильс Бор воздвиг здание своей квантовой теории атома, объединив данные по анализу спектров с резерфордовской ядерной моделью атома. Исследования аномального эффекта Зеемана привели в середине 20-х годов к пониманию, точнее систематизации, целого ряда эмпирических правил, носивших имена физиков, их сформулировавших (правило Рунге, правило Престона, эффект Пашена — Бака). Но не было еще единой схемы, которая бы характеризовала поведение спектральных линий атомов в магнитном поле.
Другим трудным вопросом спектроскопии был вопрос о спектрах щелочных металлов (Li, Na, К и др.), во многом подобных спектру атома водорода. Линии в спектрах этих металлов состоят из дублетов — и этот факт не удавалось объяснить в рамках имевшихся представлений. По гипотезе Ландé (а его точку зрения разделял и Бор) причина этого явления сводилась к следующему. Так называемый «атомный остов» щелочного металла, включающий ядро и все электроны, кроме «оптического», расположенного на самой внешней орбите, обладает электрическим и магнитным моментами. Взаимодействие их с оптическим электроном и приводит к появлению дублетов: энергетический уровень электрона оказывается зависящим не только от так называемого главного квантового числа, но и от магнитного квантового числа; этот эффект называется снятием вырождения.
Однако опыты показали, что атомный остов щелочных металлов, совпадающий по своей «архитектуре» с законченным строением электронной оболочки атома инертного газа, обладает высокой степенью сферической симметрии. Это исключает существование моментов, которые как раз и отражают отсутствие такой симметрии. Паули, следуя Зоммерфельду, принял поэтому, что магнитный и механический моменты остова равны нулю. Но тогда остается одна возможность: за наличие дублетов в спектрах ответствен сам оптический электрон, которому Паули в своей работе 1924 года приписывает «характерную двухзначность квантовых свойств, которую нельзя описать классически». Для описания этой двухзначности Паули формально ввел еще одно квантовое число, для которого он не предложил никакой «классической» модели.
Здесь в историю со спином электрона включается Р. Крониг, в 1924 году — двадцатилетний физик. Много позднее он писал: «...встреча с Эренфестом, читавшим в 1924 году лекции в Америке, произвела на меня огромное впечатление, и я с радостью принял его предложение поехать за границу и, в частности, посетить и его институт».
Приехав в Лейден в том же 1924 году, Крониг вместе с С. Гаудсмитом выполнил работу по эффекту Зеемана, после которой ему захотелось побывать в Тюбингене — маленьком немецком городке, с точки зрения физиков — городе выдающихся немецких спектроскопистов. Один из них, Ландé, показал молодому Кронигу только что полученное (из Гамбурга) письмо от Паули, в котором и было введено упомянутое выше четвертое квантовое число — без указания ответственной за его существование модели.
Точечный электрон с тремя степенями свободы не оставлял, казалось, места для еще одного квантового числа. Крониг пишет, что вечером того же дня ему пришла в голову мысль о том, чтобы связать четвертое квантовое число с собственным моментом количества движения электрона, обусловленным вращением последнего вокруг своей оси. «На следующий день, — вспоминает он, — мы пошли на вокзал встречать Паули. Почему-то я представлял себе его намного старше и с бородой. Он был совсем не похож на созданный моим воображением образ, но я сразу почувствовал силу, исходящую из него; это привлекало и в то же время волновало. Скоро началась дискуссия в Институте Ландé, и я получил возможность изложить свои мысли. Паули заметил: «Это очень остроумная выдумка», но не поверил в ее реальность». Таким образом, идея Кронига не получила поддержки; столь же скептический прием встретила она зимой 1925 года и в Копенгагене, в Институте Бора, где она обсуждалась с Бором, Гейзенбергом и Крамерсом, почему Крониг и отказался от публикации своих соображений.
Но попытки найти классическую модель для четвертого квантового числа продолжались и привели сотрудников Эренфеста — Гаудсмита и Уленбека к идее о спине электрона, которая сформировалась в конце сентября 1925 года и была опубликована в номере немецкого журнала «Naturwissenschaften» от 20 ноября 1925 года. Они предположили, что это новое квантовое число, названное впоследствии спиновым, связано с вращением электрона вокруг своей оси. Такое представление требовало от авторов преодоления огромной силы инерции, поскольку, как это отмечалось, физики свыклись с моделью точечного электрона и отказаться от нее было нелегко.
Вот здесь и уместно остановиться на роли Эренфеста в указанных исследованиях. Уленбек подчеркнул ее в своей лекции, прочитанной по случаю вступления им в должность заведующего кафедрой в Лейденском университете в 1955 году. Он сказал, что, придя к представлению о вращении электрона вокруг своей оси, которому должно сопутствовать возникновение магнитного момента, он и Гаудсмит «не имели ни малейшего намерения что бы то ни было предавать гласности. Это казалось столь необоснованным и дерзким, что где-то, несомненно, должна была таиться ошибка, да и Бор, Гейзенберг и Паули, наши большие авторитеты, никогда не предлагали ничего подобного. Но мы, конечно, рассказали обо всем Эренфесту. Он сразу заинтересовался, главным образом, я думаю, благодаря наглядному характеру гипотезы, бывшей вполне в его духе»2.
Далее Уленбек пишет, что Эренфест «...обратил наше внимание на несколько пунктов (в частности, указал, что в 1921 году Комптон предлагал идею о вращающемся электроне в качестве возможного объяснения естественной единицы магнетизма3 и, наконец, заявил, что это либо очень важно, либо чепуха и что мы должны написать короткое письмо для «Naturwissenschaften» и отдать ему. Он кончил словами «... и тогда мы спросим господина Лоренца».
Так и поступили. Лоренц встретил нас с присущим ему радушием и вниманием и очень заинтересовался нашей идеей, хотя, я думаю, в душе относился к ней несколько скептически. Он обещал нам подумать над этим. И действительно, уже через неделю он передал нам написанную замечательным почерком рукопись, содержавшую длинные расчеты электромагнитных свойств вращающегося электрона».
Эти расчеты приводили к некоторым трудностям. Например, если задаться известными опытными значениями заряда и массы электрона, а величину его магнитного момента в согласии со спектроскопическими данными, принять равной одному боровскому магнетону, то окажется, что радиус электрона равен 10–13 см, а угловая скорость — 1025 сек–1. При этом линейная скорость электрона на его экваторе v = ωr ≈ 1012 см/сек, т. е. в 100 раз превосходит скорость света. Такие же трудности получались и с добавочной массой электрона, которая обязана его вращению за счет магнитной энергии. Если же, напротив, задаться массой электрона, то окажется, что его размеры превзойдут размеры протона — в противоречии, скажем, с резерфордовской моделью атома.
«Мы с Гаудсмитом чувствовали, что, быть может, пока лучше воздержаться от каких-либо публикаций, но когда мы сказали о своем намерении Эренфесту, он ответил: «Я уже давно отправил ваше письмо в печать, вы оба достаточно молоды, чтобы позволить себе сделать глупость!». Письмо своих голландских учеников Эренфест сопроводил маленьким примечанием, в котором указывал, что идея о вращающемся электроне возникла также и у голландского физика де Гааза и что он показывал Эренфесту соответствующую аппаратуру для экспериментов с учетом такого собственного вращения. Но, добавляет Эренфест, авторы статьи не знали об этих исследованиях де Гааза.
Примерно то же в 1965 году писал и Гаудсмит (в докладе, прочитанном по случаю получения им медали Макса Планка): «Вы уже заметили, что моя история вертится больше вокруг Эренфеста, чем вокруг спина».
В декабре 1925 года Эренфест рассказал Эйнштейну и Бору о результатах, полученных его учениками. Уленбек отмечает помощь, оказанную Гаудсмиту и ему Эйнштейном, предложившим такой подход к проблемам, который приводил бы к результату более простым и непосредственным методом.
Нильс Бор, рассказывая об этих событиях 26 марта 1926 года в письме к Р. Кронигу, пишет: «Когда я приехал в Лейден, ....Эйнштейн спросил меня сразу, как только я его увидел, что я думаю о вращающемся электроне. На мой вопрос о причине взаимодействия спина с орбитальным движением он ответил, что это взаимодействие является непосредственным следствием теории относительности. Его замечание было полным откровением для меня и с тех пор я никогда не сомневался, что нашим затруднениям пришел конец».
Что касается Паули, то Ван дер Варден в статье, опубликованной в сборнике его памяти, пишет: «А Паули оставался при своем. Он встретил на гамбургском вокзале Бора, когда тот ехал из Копенгагена в Лейден, и строго-настрого предостерег его против гипотезы о спине. После возвращения Бора из Лейдена Паули встретил его в Берлине, выразил в резких словах разочарование по поводу его отступничества и высказал сожаление, что в атомной физике возникает «ересь».
Подключим сюда новые, ранее не публиковавшиеся материалы, относящиеся к этой небольшой главе истории квантовой механики.
Бор в цитированном уже письме из Копенгагена (от 22 декабря 1925 года), т. е. непосредственно по возвращении из Лейдена, пишет Эренфесту, что приветствует «вступление на физическую арену (Einsatz) Уленбека и Гаудсмита. Я считаю, — продолжает он, — что их работа представляет собой чрезвычайно большой успех в теории строения атома. Во время моего дальнейшего путешествия я чувствовал себя совсем как проповедник «Евангелия от Электромагнетизма», и я думаю, что мне удалось убедить Гейзенберга и Паули (как видим, в случае с Паули Бор ошибался — В. Ф.) по меньшей мере в том, что их возражения не являются решающими и что квантовомеханический расчет всех деталей будет воспроизведен верно — это представляется мне более чем вероятным. Я буду очень рад увидеть статью Уленбека и Гаудсмита».
Эту статью, предназначенную для «Nature», Эренфест в рукописи переслал Бору. Отвечая на ее получение, Бор пишет 5 января 1926 года:
«Дорогой Эренфест, большое спасибо за твое письмо со статьей Гаудсмита и Уленбека. С тех пор, как я вернулся в Копенгаген, я очень много говорил на эту тему с Крамерсом. Я постепенно все более убеждаюсь в том, что мы и в самом деле нашли таким образом выход из трудностей и что в качественном отношении теперь оказывается возможной далеко идущая разработка вопросов атомной теории в духе принципа соответствия. Что касается количественной стороны вопроса, то на ее пути стоят все еще нерешенные трудности».
Бор пишет о том, что в Копенгагене даже обсуждался вопрос — нельзя ли избежать представлений о вращении электрона? Он приходит к заключению (казалось бы, противоречащему его оптимистической оценке), что текст статьи в «Nature» авторам следует изменить и придать ей менее законченный характер. По мнению Бора, необходимо указать, что расчет пока дает совпадение экспериментальных и теоретических данных лишь по порядку величин.
Этой же теме посвящены и последующие письма Бора — от 6, 7 и 21 января (одно из них — официальное приглашение Гаудсмиту приехать в Копенгаген); значение работы о спине признается там в позитивных тонах и без всяких оговорок. Сам Гаудсмит, очевидно, в шутку или, во всяком случае, полусерьезно говорил по этому поводу в своей речи в 1956 году следующее: «...Бор совершил ошибку. Вместо Уленбека он пригласил в Копенгаген меня. В продолжение приблизительно шести недель, в январе и феврале 1926 года, Бор безуспешно пытался заставить меня понять проблему, поднятую спином...».
На эти письма ответ содержится в письме Эренфеста от 12 января 1926 года:
«Дорогой Бор... Я посылаю тебе второй, несколько более осторожный текст письма в «Nature», которое оба молодых человека видоизменили с учетом твоих замечаний. Если ты не найдешь их письмо смертельно плохим («nicht LEBENSGEFÄHRLICH schlecht»), а хотя бы просто плохим, то не пошлешь ли ты его под мою моральную ответственность в «Nature»? Если ты сочтешь целесообразным вычеркнуть обращенные к тебе в конце письма слова благодарности, то сделай это спокойно. Ты же понимаешь, конечно, что молодые люди просто хотели каким-то способом отметить то глубокое влияние, которое оказали на них твои замечания, и поблагодарить тебя за прояснение их собственного понимания проблемы. Но, естественно, они совершенно не хотят возлагать на тебя какую-либо долю ответственности! Они еще так молоды, что я не склонен считать столь ужасной бедой, если они «опозорятся» (blamieren) — в большей или меньшей степени! В случае необходимости, т. е. если такой просчет будет иметь место, я готов со всей определенностью принять на себя ответственность перед публикой».
Последнее свое письмо к Эренфесту из цикла, в котором дискутируется проблема спина электрона, Бор сопровождает шуточным графиком, который он называет: «Зависимость состояния моей совести от времени». Внешне он совпадает с графиком тангенса, с характерными для него разрывами и переходами из одной (положительной) бесконечности — в другую (отрицательную).
В феврале 1926 года Паули был ознакомлен (в рукописи) со статьей английского физика Л. Томаса, написанной им во время пребывания в Копенгагене («Кинематика электрона с осью»). Эта статья была опубликована в «Nature» 16 апреля 1926 года. Работа Томаса, как вспоминает сам Паули в своей нобелевской лекции, прочитанной в 1946 году, привела его к убеждению в плодотворности представлений о спине электрона. («Хотя я сначала, — говорит Паули, — сильно сомневался в этой идее ввиду ее классического характера, но в конце концов все же стал ее сторонником после того, как Томас вычислил величину дублетного расщепления»).
Рукопись статьи Томаса Паули тотчас же показал Я. И. Френкелю, работавшему в то время в Институте теоретической физики при Гамбургском университете, и предложил ему развить последовательную релятивистскую теорию вращающегося электрона. Я. И. Френкель сразу же выполнил эту программу и 24 марта послал свою работу (также в виде письма в редакцию) в «Nature», где она и была напечатана 2 мая 1926 года, т. е, спустя три недели после работы Томаса. В этот же день (2 мая) он посылает свою развернутую работу в «Z. Phys», на нее Паули непосредственно ссылается в своей нобелевской речи. Об этой подробной статье Френкеля по электродинамике вращающегося электрона И. Е. Тамм и Я. А. Смородинский писали следующее: «Работа Якова Ильича не только знаменовала собой существенный прогресс в развитии наших представлений об электроне, но и послужила основой для рассмотрения всех вопросов, связанных с динамикой вращающегося электрона вплоть до того момента, когда Дирак создал новую квантовомеханическую релятивистскую теорию электрона».
Предоставим Эренфесту заключительное слово в этой истории о спине.
12 августа 1926 года на очередном семинаре в Кембридже в «клубе Капицы» («Kapitza Club») Я. И. Френкель сделал доклад о вращающемся электроне. Среди присутствующих (наряду, конечно, с руководителем семинара — П. Л. Капицей) были Эренфест, Семенов (они, как и Френкель, приехали в Англию на съезд «Британской ассоциации развития науки») и Л. Томас. С ним, а также и с остальными названными лицами, у Френкеля на следующий день после его доклада возникла оживленная дискуссия. В журнале семинара имеется такая шуточная запись, сделанная в тот день Эренфестом и, очевидно, подытоживающая дискуссию:
«Истинная физическая теория как минимум должна быть столь же темна и загадочна, как и то явление, которое она трактует. Не так ли — Френкель и Томас?» (Nicht wahr—Frenkel und Thomas?) На это следует такой, написанный уже по-английски, ответ: «Если вообще может быть высказано какое-либо утверждение, то оно может быть сформулировано ясно».
Можно только строить догадки о причинах, вызвавших этот остроумный обмен мнениями. Вот одна из таких догадок: Эренфесту показалось, что изложенные Томасом и Френкелем в процессе дискуссии соображения слишком уж просты — отсюда его замечание и ответ на него.
Таковы далеко идущие следствия смелой идеи о вращающемся электроне. При изложении ее истории рассказано о многих физиках, так или иначе имевших к ней отношение. Подчеркнем в заключение, что основное место принадлежит в ней Гаудсмиту и Уленбеку и что именно Эренфест был тем авторитетом, который помог молодым ученым сделать этот шаг.
Последние статьи
В ряду важных последних работ Эренфеста стоит одна, выполненная им совместно с Р. Оппенгеймером во время последней поездки в США в 1930 году. Она была связана с так называемой «азотной катастрофой» и относится к проблемам атомного ядра. Постановка ее и «катастрофический» характер связанной с этими проблемами трудности заключаются в следующем.
В конце 20-х годов были известны только две элементарные частицы — электрон и протон. Поэтому ядра атомов полагали состоящими из этих частиц (протонно-электронная модель). В свободном состоянии частицы обладали спином 1/2, то есть подчинялись квантовой статистике Паули — Ферми. Вместе с тем изучение молекулярных спектров азота с очевидностью показало, что ядро N14 обладает целочисленным спином, то есть должно подчиняться статистике Бозе — Эйнштейна, Это было более чем странно: в свете протонно-электронной модели ядро азота состояло из 14 протонов (чем обеспечивалась величина массового числа ядра) и 7 электронов, которые, компенсируя заряд 7 протонов, определяли атомный номер азота. Согласно правилам сложения спинов, сформулированным к тому времени, суммарный спин нечетного числа частиц не мог быть четным. Отсюда возникало указанное противоречие между теорией и твердо установленным опытом. Выход из него пытались найти в гипотезе о потере «спина и статистики» связанными (в ядре) электронами.
Теория Эренфеста и Оппенгеймера с очевидностью показала, что ни о какой «потере спина» не может быть и речи. Основываясь на анализе принципа Паули и следствии из него для систем частиц, работа подводила твердый фундамент под будущую квантовую теорию ядра. «Азотная катастрофа» была разрешена двумя годами позднее после открытия Чедвиком (в 1932 году) нейтрона. Д. Д. Иваненко сразу вслед за этим сформулировал протон-нейтронную модель ядра. В соответствии с нею, ядро азота состоит из четного числа частиц — 7 протонов и 7 нейтронов, и ничто не мешает ему быть бозевской частицей — в согласии с теорией Эренфеста и Оппенгеймера. Их работу можно с уверенностью назвать важной вехой на пути становления физики ядра.
Приведем другой, менее известный пример стимулирующей роли Эренфеста в развитии целого направления исследований. Он относится к истории возникновения спинорного анализа. Значение Эренфеста становится очевидным из выдержки, взятой из книги Ю. Б. Румера: «В начале 1929 года покойный ныне П. С. Эренфест, умевший, как никто другой, остро ставить назревшие вопросы, обращается с письмом к Ван дер Вардену, в котором пишет: «Если мы назовом те новые величины, которые обнаружились в уравнениях Дирака, спинорами, то нельзя ли построить по образцу векторного и тензорного анализов спинорный анализ, который смог бы изучить каждый физик, работающий в этой области?» Ответом на письмо П. С. Эренфеста явилась небольшая работа Ван дер Вардена, принципиально разрешавшая проблему».
Подчеркнем, что впервые представление о спинорах было введено еще в 1913 году французским математиком Эли Картаном в абстрактной форме, без каких-либо физических приложений. Однако не прошло и двух десятилетий, как они органически вошли в уравнение релятивистской квантовой механики (Дирак, Паули) и после этого спинорный анализ получил мощное развитие в работах Ван дер Вардена. Тем самым иллюстрируется общее утверждение Эйнштейна о том, что плоды математических абстракций рано или поздно находят себе воплощение в конкретных задачах (Эйнштейн в качестве примера привел открытие эллипса древними математиками; вместе с тем лишь со времен Кеплера выяснилось, что именно по эллипсам движутся планеты: абстрактная фигура обрела «кровь и плоть»).
В 1932 году Эйнштейн в совместной с В. Майером статье «Полувекторы и спиноры» специально отметил роль Эренфеста в создании спинорного анализа. Следующая статья этих же авторов, вышедшая годом позже, очевидно, уже после смерти Эренфеста, снабжена таким примечанием авторов: «Мы с благодарностью отмечаем здесь, что эти исследования (теории спиноров — В. Ф.) мы предприняли по настойчивому требованию Эренфеста дать логически простой и прозрачный анализ спиноров».
Последняя по дате публикации (1933 год) работа Эренфеста о фазовых переходах содержит четкую классификацию «порядка» этих переходов. Она способствовала привлечению внимания к исследованиям фазовых переходов второго рода. С нее и сейчас обычно начинается изложение этой важной области современной физики.
Можно, вероятно, написать большую статью об авторах существующих в физике терминов, в которой был бы отражен «терминологический» вклад в развитие физики тех или иных ее представителей. Действительно, разве не любопытно узнать, скажем, не только имя человека, который ввел представление о фотоне (Эйнштейн), но и имя давшего кванту света это столь привычное теперь название (американский физик Льюис). Представление о квантах звука ввел в физику И. Е. Тамм, фононами их «окрестил» Я. И. Френкель. Разрабатывая квантовую теорию жидкого гелия, Л. Д. Ландау ввел «кванты вращения»; присутствовавший на его докладе по этому вопросу И. Е. Тамм в конце 30-х годов назвал их «ротонами».
Эренфест также немало сделал на этом интересном и своеобразном поприще. Достаточно напомнить о так называемых «катастрофах». В 1911 году в статье, посвященной планковской теории, он впервые говорит об «ультрафиолетовой катастрофе», т. е. о том, что использование формулы Рэлея — Джинса для плотности излучения в области все возрастающих значений v приводит к бессмысленному выводу о бесконечном значении этой величины. Другая проблема — «катастрофа с теплоемкостью». Смысл ее заключался в том, что свободные электроны (их существование в металлических телах было доказано экспериментально) не вносили никакого вклада в теплоемкость тел; атомная теплоемкость у металлов и у диэлектриков была одинаковой и, в соответствии с известным законом Дюлонга и Пти, равнялась 6 кал/град. «Катастрофа с теплоемкостью», подчеркнутая Эренфестом в 10-х — начале 20-х годов, также была одной из ключевых проблем физики твердого тела. Ее удалось разрешить в 1924 — 1927 годах в рамках теории де Бройля и квантовой статистики Ферми — Дирака.
О том, как Эренфест привлек (совместной статьей с Оппенгеймером) внимание теоретиков к «азотной катастрофе» и способствовал ее устранению, мы уже говорили.
Эту главу можно закончить кратким рассказом еще об одной чрезвычайно характерной для Эренфеста работе, увидевшей свет в последние годы его жизни. Примерно за полтора года до ее публикации, 14 марта 1931 года, он писал в письме, адресованном Максу Борну и Джемсу Франку в Геттинген, о том, что у него накопилось много вопросов («повергающих меня в уныние», — добавляет Павел Сигизмундович), относящихся к новой квантовой механике и ставящих его в тупик. Эти вопросы относились как к самим основам квантовой механики (уравнение Шредингера), так и к ее приложениям к теории твердых тел, в частности электропроводности металлов.
16 марта того же года Борн откликается на письмо Эренфеста: «Перечень вопросов, на которые у Вас нет четких ответов, очень мал по сравнению с теми, которые и я не совсем понимаю и которые в значительной мере включают и Ваш список. Я ведь вообще склонен к той точке зрения, что можно получить точное представление только о каком-либо определенном (специальном) вопросе. Но хочется этого мне в общем-то редко. Напротив, гораздо большее удовольствие мне доставляло размышлять об общих, узловых вопросах, о которых существующее к настоящему времени представление недостаточно. Я думаю, что сумасшедшая идея, о которой я Вам недавно говорил, дает подобный пример совершенно неясной и логически запутанной, но важной идеи».
Работа по оттачиванию занимавших Эренфеста вопросов, очевидно, продолжалась. И вот в письме Борну от 9 января 1932 года Эренфест говорит: «Я сформулировал пару «наивных вопросов» (Shulmeisterfragen) и хотел бы их опубликовать. Но я не доверяю себе — хотя речь идет всего лишь о 3 — 4 страничках машинописного текста. Черт его знает, чего я боюсь, ведь я понимаю, что мне уже нечего терять».
Мы видим в этом небольшом отрывке характерное для последних лет жизни Эренфеста настроение неуверенности в себе. Приводимый вслед за этим ответ Борна отчетливо показывает всю неосновательность этого настроения. Борн пишет Эренфесту 22 января 1932 года: «Твои Schulmeisterfragen, касающиеся квантовой теории, ты должен обязательно опубликовать. Все мы, ознакомившись с ними, сможем почерпнуть оттуда гораздо больше, чем из чтения длинных ученых трактатов».
Эренфест последовал совету Борна, и его работа «Некоторые познавательные вопросы, относящиеся к квантовой механике» в том же 1932 году появилась на страницах немецкого журнала «Z. Phys.». Она касалась аналогии между максвелловскими уравнениями электродинамики и основным квантовомеханическим уравнением Шредингера, аналогии между фотонами и электронами, проблем спинорного анализа.
3 ноября 1932 года Павел Сигизмундович пишет А. Ф. Иоффе: «Не очень ругай меня, когда прочтешь мои «наводящие вопросы» в «Z. Phys.». К моему удовлетворению и радости, не только Шредингер, но даже Паули в длинном письме (представь: Паули — и 14 машинописных страниц!) очень интересно и дружественно откликнулись на эту статью... Если и Бор также не рассердится на меня, я собираюсь и в дальнейшем публиковать подобного рода «Schulmeisterfragen».
Подробная статья Паули еще при жизни Эренфеста была опубликована в том же журнале.
Разве не очевидно, что начало 30-х годов характеризовалось большими научными и педагогическими успехами Эренфеста? Увы, вероятно, это очевидно было всем, кроме него самого!
Харьков, 1933 год
В письме к Максу Борну (от 19 января 1932 года) Эренфест признался: «Если что-либо и может спасти меня от полного засасывания в трясину, так это, вероятно, будет переход к организационно-педагогической работе в России». Переговоры об этом переходе Эренфест вел уже давно, и отголоски их имеются в его переписке. Ему хотелось путешествовать по Союзу, заезжая в Москву и Ленинград, но большую часть времени проводить в Харькове и Свердловске, где в то время организовались физико-технические институты по образу и подобию Ленинградского. Харьков был в этом плане особенно притягательным для Павла Сигизмундовича. Туда Эренфест приехал в последнюю свою поездку в Советский Союз.
Во время пребывания в дореволюционной России Эренфест прежде всего обратил внимание на Юрия Александровича Круткова — первого в длинном ряду своих учеников. В 1924 году, уже в СССР, Павел Сигизмундович «заметил и благословил» среди молодых советских теоретиков Я. И. Френкеля. В той же мере справедливо будет утверждать, что во время следующей поездки (1929 — 1930 годы) Эренфест более всего общался с И. Е. Таммом. Месяц, проведенный в Харькове в 1932 — 1933 годах, несомненно, прошел под знаком Ландау — молодого 25-летнего теоретика, возглавлявшего в то время теоретический отдел нового института в Харькове.
Примерно в то время, когда Эренфест находился в Харькове, довольно резкой критике со стороны физиков подвергались идеи А. Ф. Иоффе, касавшиеся тонкослойной изоляции. В грубых чертах, соображения А. Ф. Иоффе сводились к следующему. Поскольку пробой в диэлектриках носит характер электронной лавины (как и пробой в газах), его, казалось бы, можно предотвратить в тонких слоях диэлектрика, когда лавина просто не сможет развиться именно благодаря «тонкости» слоя. Первые результаты опытов были очень обнадеживающими; прикладное их значение (возможная перестройка всей изоляционной техники) привлекало к ним внимание электриков у нас в стране и за ее пределами. Идеей Иоффе зажегся и Эренфест. Однако к описываемым годам выяснилось, что ожидавшиеся выходы из начавшихся исследований получены быть не могут. Энтузиазм, с которым А. Ф. Иоффе строил планы внедрения своей интересной идеи и который он, как обычно, сумел передать и своим сотрудникам, часто стал вызывать осуждение, приравниваясь к прожектерству. Случалось, что язвительная физическая молодежь не особенно стеснялась в выражениях, нанося чувствительные уколы самолюбию представителей старшего поколения.
В этой ситуации Павел Сигизмундович выступил в роли примирителя и, как это часто бывает, чуть было не испортил отношения с обеими сторонами. Он писал А. Ф. Иоффе, что понимает его чувства и сам с горечью вспоминает ту запальчивость, с которой он и некоторые другие петербургские физики в конце 900-х — начале 10-х годов подчас атаковали И. И. Боргмана и О. Д. Хвольсона. Он старался разъяснить и тем самым оправдать иногда встречающуюся среди молодых физиков настороженность, если их нацеливали на решение конкретных, «прозаических» вопросов, и призывал Абрама Федоровича к терпимости, утверждая, что такая реакция является лишь чисто внешней и в какой-то мере наносной.
«Ужасно досадно, — писал Эренфест из Харькова 6 января 1933 года, — что ты, несмотря на мои убедительнейшие просьбы, не приехал сюда прямо из Москвы. Прежде всего потому, что здесь ты наглядно смог бы убедиться, с какой большой симпатией и благодарностью относятся к тебе такие люди, как Лейпунский, Шубников и Обреимов. Я вполне могу допустить, что случайные расхождения в суждениях с вытекающими отсюда последствиями могли бы неожиданно дать тебе повод к сомнению в симпатиях кого-либо из молодежи (я тоже за последние 5 — 10 лет имел возможность иногда испытать это с моими молодыми друзьями). Но ты ошибаешься».
Однако, вскрывшиеся в переписке конца 1932 — начала 1933 года разногласия, в частности, в оценке людей и некоторых общих принципов организации науки, выраженные со всей откровенностью, не пошатнули дружбы Эренфеста и Иоффе, хотя — и в этом надо признаться — помешали им увидеться перед отъездом Павла Сигизмундовича домой. Разумеется, оба они не подозревали, что это была последняя возможность повидать друг друга.
Впечатления Эренфеста о Харькове мы находим в его письмах из Лейдена к семейству Брэдли в США: «Я пробыл в России с 14 декабря по 14 января все время в Харькове, среди моих друзей в Украинском Физико-техническом институте. Жизнь там сейчас полна трудностей. Они, может быть, не так сильно ощущаются иностранными специалистами — в смысле возможностей приобретения продуктов и других предметов. Несмотря на эти трудности, все мои друзья чувствуют себя положительно счастливыми и работают с замечательным энтузиазмом. Они очень, очень устают, в частности потому, что все здесь страшно быстро разрастается, а с этим связано много беспорядка, чертовски непроизводительно отнимающего до 80% энергии (население Харькова за несколько лет выросло с 200 тысяч человек до миллиона и продолжает увеличиваться). Но вот удивительная вещь: каждый мужчина, каждая женщина, которые учатся, чувствуют себя совершенно необходимыми обществу и Вы представляете, что это чувство означает! Сам я точно так же немедленно почувствовал себя молодым и полным инициативы. И всякий — молодой и старый, мужчины и женщины, даже дети относятся ко мне с замечательной теплотой (я никогда не чувствовал себя чужестранцем среди русской молодежи). Все мои друзья настаивают на том, что я должен навсегда переехать в Россию и помочь им. Я начал обсуждать с моими голландскими и русскими друзьями возможность некоего комбинированного плана, который позволил бы мне проводить 4 месяца в Голландии, 6 — в России, а два — странствуя между моими немецкими и скандинавскими коллегами, знакомясь с новыми работами, выполняемыми в Берлине, Лейпциге, Геттингене и Копенгагене4. Однако вероятность экономической реализации этих планов очень мала. Но я рад видеть, что мои друзья — и здесь и там (в Лейдене и в СССР — В. Ф.) — относятся ко всему этому с большим сочувствием и немедленно же начинают делать все, что в их силах, для осуществления этих планов. Это означает, что я мог бы передать свою кафедру какому-либо молодому преемнику — чего я все время желаю! — не теряя, вместе с тем, контакта с моими голландскими коллегами.
Что было для меня удивительно, так это как встретили меня в Берлине. Я останавливался там по дороге в Россию и на обратном оттуда пути в доме молодого и замечательного физика Шредингера. Он, его милая жена (оба они из Австрии) и все мои старые друзья в Берлине были в такой степени милы со мной, что я этого и не мог никогда ожидать. Они сказали мне, что я принес с собой дыхание жизни и радости. У нас было много научных дискуссий. Не то чтобы я сумел сообщить им что-либо новое, но я помог им лучше понять друг друга — потому что, как я надеюсь, сам хорошо их понимал. И теперь они просили меня периодически наезжать в Берлин...
И все это я Вам сообщаю так подробно потому, что через несколько дней после возвращения в Лейден я вновь пришел в состояние глубокой и тяжелейшей душевной депрессии»...
Пауль Эренфест — младший
Родительская любовь — норма человеческих отношений и нет оснований удивляться, встречаясь с ее проявлениями. И все же вас не могут не тронуть полные нежности письма Эренфеста к детям: Тане-штрих, Гале, Павлику, и та гордость, с которой он рассказывал друзьям об их успехах (выражение этой гордости не вызывает улыбки, так как и сам Павел Сигизмундович отдавал себе отчет в благородной наивности этого чувства).
29 декабря 1931 года он писал А. Ф. Иоффе: «Сейчас мы с Павликом снова много времени обсуждаем физические вопросы. Я нахожу очень забавным погружаться вместе с ним в уравнения Максвелла. Его совершенно не смущает перспектива проникновения в трудные места теории, и он способен с захватывающим интересом реагировать на ее чудеса. Тебе бы стоило разок посмотреть, как увлеченно относится он ко всем работам физического практикума и затем все их выполняет.
Я верю, что он со временем достаточно прочно станет на ноги в физике. Все идет к тому, что в течение ближайших двух лет он пройдет исключительно хорошую школу в Лейдене. А потом ему надо будет сразу же отправиться куда-нибудь, где бы он мог участвовать в новых физических работах, в которых, образно говоря, стружки летят!».
Другое письмо, написанное в 1933 году американским друзьям: «Мой сын успешно учится в университете. Ему всего лишь 17 лет, а он является одним из лучших студентов второго года обучения. Я очень рад, что он, как и Галинька, сразу же завоевывает симпатии всех тех, с кем ему приходится встречаться! А мне еще говорили, что дети, не учившиеся в школе, позднее с трудом приобретают друзей. Чепуха! Галя и Павлик с такими затруднениями не сталкиваются — независимо от пола, возраста и социального происхождения людей, с которыми встречаются»,
И, наконец, еще один отрывок — на этот раз из письма (от 7 июля 1933 года), адресованного Эйнштейну: «Павлик с 7-го до примерно 15 июля будет в Париже, где он в лаборатории Жана Перрена работает у Оже в качестве младшего физического лаборанта, помогая Оже в его (превосходных!) работах с нейтронами».
В самом начале этой книги говорилось о том, что одним из критериев весомости работы ученого является ее включение в учебники (причем работа тем более существенна, чем менее специальным является соответствующий учебник). Широко известная у нас и неоднократно переиздававшаяся двухтомная «Атомная физика» Э. В. Шпольского снабжена подробным предметным указателем. Если обратиться к указателю ко второму тому, то вы сразу же столкнетесь с фамилией Эренфеста. Прежде всего, это знакомые нам «Эренфеста теорема о средних значениях» и Эренфеста теорема об адиабатическом воздействии». Вслед за ними идет «Эренфеста и Оже опыт...». Инициалов Эренфеста в этом случае не приводится, и мне приходилось встречаться с мнением, что Павел Сигизмундович в конце жизни обратился к экспериментальной физике. В действительности же опыт этот был выполнен Пьером Оже и Павлом Эренфестом мл. (Paul Ehrenfest Jr.) — так подписывал свои физические статьи младший Эренфест. О самом опыте Э. В. Шпольский пишет, что именно в нем было дано «особенно наглядное доказательство того, что, по крайней мере, наибольшая проникающая часть космического излучения состоит из заряженных частиц» — это очевидное ныне положение в свое время надо было доказать.
О том, что Павел Павлович Эренфест подавал большие надежды, автору было известно не только из приведенных выше отрывков эренфестовских писем, но и из рассказов советских друзей Павла Сигизмундовича, с неизменной теплотой отзывавшихся о молодом человеке.
От них стало известно, что Эренфеста-младшего хорошо знал Бруно Максимович Понтекорво. Академик Понтекорво любезно согласился написать о своем товарище по работе. Ниже приводятся его живые воспоминания в том виде, в котором они были пересланы автору этой книги.
«Воспоминания о Поле Эренфесте»5.
«Моя память отвратительна. Я отчетливо понимаю это в таких случаях, как сейчас, когда вижу, что не смогу написать о моем замечательном друге, Поле Эренфесте, так, как хотелось бы. Правда, я дружил с ним более 35 лет тому назад, и наше знакомство, оборвавшееся из-за его трагической смерти, продолжалось всего три года. Все-таки я предпочитаю сказать несколько слов о Поле, не пробуя освежить свою память перечитыванием книг и статей о его знаменитом отце, где я мог бы найти напоминание о сыне.
Очень жаль, что у меня потеряны многочисленные фотографии Поля: нельзя было смотреть на Поля и не испытывать сильной симпатии к нему. Хорошо помню, когда я увидел его впервые, его глаза — светлые, умные, добрые, честные, обычно серьезные и одновременно улыбающиеся. Одевался он нестандартно, по крайней мере, для Франции и Италии тридцатых годов: рабочие брюки, спортивная куртка, из карманов которой торчало множество карандашей и логарифмическая линейка. Кстати, мне кажется, что сейчас в Советском Союзе юноши часто так и одеваются, но тогда его простота произвела на меня впечатление.
В 1936 году я получил премию Министерства образования для совершенствования за границей и поехал в Институт Радия в Париже работать с Жолио Кюри. В это время во Франции физическая общественность, как я понял через несколько месяцев, была разделена на два довольно антагонистических лагеря: «левая» физика с якобинскими традициями, ассоциировавшаяся с именами Перрена, Кюри, Ланжевена, Жолио-Кюри, Оже, и «правая» физика, ассоциировавшаяся с именами князя Мориса де Бройля, Луи де Бройля, Лепренса-Ренге. Поскольку я работал у Жолио, я автоматически попал в общество физиков первого лагеря.
Поль Эренфест, протеже Ланжевена, близкого друга его отца, был физиком-экспериментатором и работал в области космических лучей в группе Пьера Оже. По вторникам, в 18 часов, физики первого лагеря собирались «на чай у Перрена», в лаборатории химии и физики, директором которой был старейшина физиков, лауреат Нобелевской премии Жан Перрен. На чае у Перрена нередко можно было встретить и некоторых представителей искусства; в частности, я помню, что видел там знаменитого писателя Андре Жида. У Перрена, через Пьера Оже я и познакомился с Полем Эренфестом и очень скоро крепко подружился с ним.
Два слова о Поле-ученом. Несмотря на молодость (когда он погиб, ему было немногим больше двадцати лет), он был уже довольно сформировавшимся экспериментатором с хорошей теоретической подготовкой. Он любил создавать установки и, кстати, имел «золотые руки». Кроме исследований в сотрудничестве с П. Оже по космическим лучам (некоторые из них были выполнены в высокогорной лаборатории Юнгфрау-Йох в Швейцарии, в частности, его классические исследования потерь энергии космических лучей в золоте), в 1936 году он занимался созданием большой камеры Вильсона для Дворца открытий — нечто вроде научного музея, созданного в связи с Всемирной парижской выставкой 1937 года. Это задание было поручено ему П. Оже, его руководителем и другом, и должно было ему обеспечить материальную поддержку. Камера, полностью автоматическая, должна была заработать при включении посетителем кнопки и показать ему треки космических лучей. Установка превосходно работала и долго оставалась (может быть, и по сей день?) в музее и после закрытия Выставки.
Ни у кого из тех, кто знал Поля, не было ни малейшего сомнения в том, что, если бы судьба подарила ему еще несколько лет, он оставил бы в науке крупнейшие следы.
Должен сказать, что часто научные беседы с Полем наталкивали меня на мысль, что решающую роль в формировании Поля-ученого должна была бы играть духовная атмосфера семьи Эренфестов. Об Эренфесте-отце я слышал раньше от Ферми и знал, что он оказал большое влияние на развитие физики нашего века не столько своими замечательными работами, сколько своей педагогической (в широком смысле этого слова) деятельностью, то есть научным воздействием на других физиков. Замечательный педагог, Эренфест имел свои определенные и оригинальные идеи о том, как нужно воспитывать молодежь. Я не берусь судить, правильные это идеи или нет, но несколько слов скажу о них, так как, не будь этих идей, Поль не был бы таким, каким он был. Отец его думал, что обычные школы портят юношей, уничтожая их независимость мышления и вызывая у них комплекс неполноценности (мне кажется, что я читал что-то похожее в автобиографии Эйнштейна), и поэтому принял решение просто не направлять Поля в школу! Поль воспитывался дома. Результат получился удивительный. Поль был необычайно свеж и открыт к получению новых знаний, не только научных, но и гуманитарных, но ...бывали и парадоксальные эффекты. Например, он прекрасно говорил на голландском, немецком, английском, русском и французском языках, но не мог писать ни на одном языке без грубейших орфографических ошибок. Он имел довольно обширную культуру, но и здесь проявлялись иногда потрясающие пробелы.
Его отношение к девушкам — пуританское и напоминает мне корчагинское (Н. Островский).
В 1937 году мы с Полем были на лыжах в австрийском Тироле, где повстречались с профессором Разетти, одним из моих учителей, талантливейшим экспериментатором, другом и соратником Ферми с университетского времени. Там мы были очень счастливы. В конце нашего пребывания я каким-то образом вывихнул плечо. Не могу забыть, с какой необычайной сердечностью и трогательностью Поль переживал это мое маленькое несчастье. На следующий сезон он поехал в Альпы на лыжах с друзьями и трагически погиб под лавиной. Я должен был ехать вместе с ними, но по причине, о которой теперь не помню, не смог этого сделать. Сколько раз я мучился мыслью о том, что если бы я поехал с ними — несчастья могло и не произойти. И действительно, лавина проходит в определенное время и в определенном месте, так что маленькое изменение во внешних условиях (человек, который позавтракал немного раньше или позже других, который ходит немного медленнее других и т. д.) приводит к отсутствию совпадения двух событий — перехода альпинистов в данном месте и спуска лавины.
После смерти Поля я познакомился с его мамой, замечательной русской женщиной, известным математиком Афанасьевой и сестрой, прелестной Галиной. Как сувенир на память о Поле они подарили мне его красивый смокинг, который, он, конечно, ни разу и не одевал».
Из воспоминаний Б. М. Понтекорво мы видим, что надежды, возлагавшиеся Павлом Сигизмундовичем на сына, стали быстро реализовываться. Уже с 1934 по 1938 год П. Эренфест-младший ежегодно публикует по несколько статей в ведущих французских журналах — знаменитых «Докладах Французской Академии» и в «Журнале Физики и Радия»; эти работы неизменно представляет к печати Жан Перрен. Все они получили известность среди специалистов-физиков, занимающихся космическими лучами; их содержание подробно излагается в специальных монографиях (назовем в качестве примера книгу Яноши «Космические лучи», изданную в Англии и переведенную на русский язык).
Павлу Павловичу Эренфесту было 24 года, когда оборвалась его жизнь. Позволительно будет сказать: хорошо, что Павел Сигизмундович не дожил до этой трагедии, обрушившейся на семью...
Душевный разлад
Если вспомнить, что и в ранних (частично приведенных выше) письмах Эренфеста звучат глубоко пессимистические ноты, то не удивительно, что приведенное выше письмо к семейству Брэдли заканчивается так мрачно. Примечательно, что тем же пессимизмом пропитаны и его письма к Л. В. Шубникову, О. Н. Трапезниковой, Я. И. Френкелю6, не говоря уж о письмах к Эйнштейну, Иоффе и Бору.
Как понять причины такого настроения? О них с наибольшей отчетливостью написал Эйнштейн: «В Лейдене его любили и уважали студенты и коллеги. Они знали его абсолютную преданность делу преподавания и постоянную готовность прийти на помощь. Не должен ли он был быть счастливым человеком?
Но на самом деле он был несчастнее всех бывших мне близкими людей. Причина состояла в том, что он не чувствовал себя на уровне той высокой задачи, которую должен был выполнять. Чем помогало ему всеобщее уважение? Его постоянно терзало объективно необоснованное чувство несовершенства, часто лишавшее его душевного покоя, столь необходимого для того, чтобы вести исследования. Он так страдал, что был вынужден искать утешения в развлечениях. Частые бесцельные путешествия, увлечение радио и многие другие черты его тревожной жизни происходили не от потребности покоя или безвредных маний, а скорее от странной и настойчивой потребности к бегству, вызванной душевным конфликтом, о котором мы говорили».
Тогда становится понятным и то, что путешествия не приносили Эренфесту облегчения. Причина этого разъяснена риторическим вопросом Сократа: «Чему ты дивишься, что путешествия тебе не помогли? Ведь ты повсюду возил себя самого. И во время пути угнетали тебя те самые причины, из-за которых ты отправился в путешествие!». «Сбрось бремя души своей, — вторит ему Сенека, — и тогда ты найдешь прекрасным всякое место!»
Итак, ни путешествия, ни музыка, ни другие увлечения не помогали Эренфесту... Не помогали и никакие проявления признания его работ и уважения со стороны коллег — ни ободряющее письмо Резерфорда7 (Эренфест ставил его в один ряд с Эйнштейном и Бором), ни приглашение на очередной Сольвеевский конгресс, который должен был состояться в октябре 1933 года (а такой чести удостаивались немногие), ни избрание в число членов Датской академии наук, о чем в июле 1933 года сообщил Эренфесту Бор.
Вероятно, чувство неудовлетворенности, о котором писал Эйнштейн, сознательно или подсознательно усугублялось у Эренфеста тем, что он выбирал неоправданно высокие критерии для оценки своих достижений. Наверное, нетрудно было почувствовать если и не неполноценность, то, во всяком случае, неуверенность в себе на фоне таких гигантов, как Лоренц, Эйнштейн, Бор — людей, с которыми он был так тесно связан большую часть жизни!
Духовные силы Эренфеста подтачивала постоянная тревога о неизлечимо больном младшем сыне. Мысль об уходе из жизни появилась у Павла Сигизмундовича уже в конце 20-х годов.
Это подтверждается самыми последними его письмами. Написав, каким тяжким бременем стала для него жизнь, Эренфест словно исключал возможность компромиссных решений и ставил себя перед необходимостью рокового шага. Письмо к Бору от 6 сентября 1933 года по существу прощальное письмо: «Что бы ни произошло — желаю тебе много успехов в твоих трудах на благо физики и физиков!», — заканчивает его Павел Сигизмундович. Однако, когда (вероятно, в ответ на это письмо) Эренфест был приглашен на очередную конференцию в Копенгаген, он принял это предложение и приехал в Институт Бора. Может быть, где-то в глубине души надеялся справиться с депрессией, а скорее всего хотел еще раз повидать и мысленно попрощаться с дорогими его сердцу друзьями.
21 сентября конференция закончилась, ее участники разъехались из Копенгагена: Л. Д. Ландау, В. Вайскопф и П. Дирак уехали в Ленинград, Павел Сигизмундович вернулся в Лейден.
25 сентября 1933 года за утренним кофе Эренфест был рассеян и молчалив, но в последние месяцы в этом не было, к сожалению, ничего необычного. Потом уже мать Татьяны Алексеевны, Екатерина Ульяновна, всегда провожавшая зятя на работу и готовившая ему завтрак, вспоминала, что, уже одевшись, Павел Сигизмундович как-то особенно нежно попрощался с ней. Из окна она видела, как он медленно пошел к калитке, выходившей на улицу, и также медленно двинулся по Witte Rosenstraat. Остановился, повернул назад. Что-то забыл? Затем Эренфест снова подошел к калитке, положил на нее руку, и продолжал стоять, глубоко задумавшись, с застывшим и отчужденным выражением обычно такого подвижного лица. Он так и не вошел в сад, и Екатерина Ульяновна долго провожала его взглядом пока он, завернув за угол, не скрылся из виду. Больше живым она его не видела, в тот же день Павел Сигизмундович сам оборвал свою жизнь.
Горе, постигшее семью Эренфестов, разделялось десятками друзей, оно глубокой болью отозвалось в сердцах сотен людей, знавших Павла Сигизмундовича — в Голландии, США, СССР, Данни, Германии — во всех странах, где он бывал и где вообще имелись физики.
24 сентября 1933 года в Ленинграде открылась 1-я Всесоюзная конференция по физике атомного ядра. В ее работе принимали участие крупнейшие физики Советского Союза и иностранные гости: П. Дирак, Ф. Жолио, Ф. Перрен, Ф. Разетти, В. Вайскопф. 27-го сентября во время утреннего заседания, проходившего в актовом зале Физико-технического института, была оглашена телеграмма из Голландии, извещавшая о смерти Эренфеста. Собравшиеся минутой молчания почтили его память. Многие из советских участников конференции совсем недавно видели Эренфеста во время его последнего пребывания в нашей стране и для большинства известие было полной неожиданностью: Эренфест был веселым, шутил.
Месяцем позднее на открытии Сольвеевского конгресса 1933 года во вступительной речи Поль Ланжевен сказал8: «Пауль Эренфест должен был присутствовать здесь и ничто не сравнится с тем горем, которое потрясло нас, когда месяц тому назад мы узнали о трагическом решении, которое он счел нужным принять. Многие из присутствующих здесь были его учениками и все — его друзьями». Ланжевен напомнил о конгрессах 1921 и 1927 годов и о той роли, которую играл на них Эренфест, особенно подчеркивая ее, когда речь шла о конгрессе 1927 года «...самом драматическом, на котором столкновение идей достигло максимума, Эренфест, который так много способствовал установлению связей между старыми и новыми идеями, в какой-то степени был душой этих собраний. Он больше любого из нас представлял все наши трудности... Я с радостью ожидал нашей встречи здесь и надеялся вновь испытать то вдохновляющее влияние, которое излучал Эренфест, общаясь с учениками и друзьями. Нам не дано увидеть его снова. Драма нашей физики воплотилась в нем в трагедии, которая погубила большой ум и большое сердце».
Этими проникновенными словами мы и закончим книгу о Павле Сигизмундовиче Эренфесте — выдающемся физике, замечательном человеке и большом друге советской науки.
- 1. Материалы сборника широко использованы нами в этой главе.
- 2. В. Гейзенберг, если воспользоваться его собственными словами, «презирал всякие наглядные картины» — это признание относится к 1925 году и сделано в 60-х годах в статье, посвященной памяти Н. Бора. Отсюда становится ясным его отношение к работе голландских физиков, равно как и отношение к ней со стороны Бора (на первых, во всяком случае, порах). В этой статье Гейзенберг пишет, что в результате дискуссий о новой квантовой механике в Копенгагене было высказано требование вообще отказаться от наглядных моделей. Таким образом, физика для выдвинувших это требование ученых из науки любимой стала просто «ненаглядной».
- 3. С помощью этой же гипотезы Комптон объяснил специфические особенности треков электронов в камере Вильсона, наблюдавшиеся им при изучении эффекта, названного впоследствии его именем. Он предложил рассматривать электрон как пулю, которая выпущена из ружья со стволом, имеющим винтовую нарезку, и вращается во время полета вокруг своей оси. Подобное же вращение электронов, по Комптону, может иметь место и в атомах.
- 4. В Берлине Эренфеста привлекали Эйнштейн, еще не покинувший Германии, Шредингер и Планк; в Лейпциге — Герглотц и Дебай; в Геттингене — Борн и Дж. Франк; в Копенгагене — Нильс Бор.
- 5. Эренфеста-младшего, в семье (и в России) называли Павликом, в Голландии и Германии — Паулем, во Франции — Полем.
- 6. Здесь названы имена людей, письма к которым от Эренфеста имеются в распоряжении автора.
- 7. В статье о Резерфорде («Воспоминания об основоположнике науки о ядре») Нильс Бор указывает, что в письмах к нему в самом конце 10-х годов «...Резерфорд интересовался тем, какие новости я почерпнул на континенте, в частности, из моих первых встреч с Зоммерфельдом и Эренфестом».
- 8. Отрывок из его выступления переведен Е. М. Шифриной.
Добавить комментарий