Пионеры атомного века (Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга) - Фридрих Гернек

Хотя физики начала столетия в известной мере интересовались представлением Планка о квантах, они встречали его с глубоким недоверием. В лучшем случае его считали рабочей гипотезой. На первом Сольвеевском конгрессе в Брюсселе в 1911 году, где Планк делал доклад "Законы теплового излучения и гипотеза элементарного кванта действия", Анри Пуанкаре весьма отрицательно высказался об идеях Планка. То, что Арнольд Зоммерфельд, который вскоре после этого стал одним из создателей классической квантовой теории, держал себя "по меньшей мере нейтрально", как сказал Макс Планк в застольной речи на праздновании своего 80-летия, было исключением, и Планк воспринял этот нейтралитет как "определенную поддержку".

Первым физиком, который восторженно принял открытие элементарного кванта действия и творчески развил его, был Альберт Эйнштейн, тогда еще эксперт Патентного бюро в Берне.

Эйнштейн в 1905 году перенес гениальную идею квантованного поглощения и отдачи энергии при тепловом излучении на излучение вообще и таким образом обосновал новое учение о свете. В квантовой теории света классическая волновая теория и классическая корпускулярная теория света были в диалектическом смысле "сняты" и на более высокой ступени развития слились воедино.

Представление о свете как о дожде быстро движущихся квантов было чрезвычайно смелым, почти дерзким шагом, в правильность которого вначале поверили лишь немногие. И прежде всего с расширением квантовой гипотезы до квантовой теории света был не согласен сам Планк. Но именно квантовая теория света позволила простейшим образом объяснить ряд физических явлений, считавшихся загадочными, например фотоэлектрический эффект. Эйнштейн расчистил дорогу квантовому представлению Планка.

Вместе с тем Планк был одним из первых физиков, которые сразу же признали теорию относительности Эйнштейна гениальным скачком вперед и выступили в ее защиту.

Работа Планка "Принцип относительности и основные уравнения механики" была его вкладом в создание релятивистской механики. Особенно он восхищался тем, что теория относительности преодолела ньютоновское понятие времени. Эйнштейновское представление о времени, сказал он в 1909 году в лекции, прочитанной в Нью-Йорке, превосходит по смелости, "вероятно, все, что до сих пор было достигнуто в теоретическом естествознании и Даже в философской теории познания". Такие высокие оценки у Планка очень редки.

В плане истории науки примечательно, что Планк настойчивее Эйнштейна стремился проследить и выявить в положениях теории относительности абсолютное. Прежде всего он видел его в скорости света, величине постоянной, которая в классической физике обладала лишь ограниченным и подчиненным значением. В теории относительности Эйнштейна она получила абсолютный смысл: как верхняя граница скорости распространения любого действия. "Как квант действия в квантовой теории, - писал Планк в автобиографии, - так и скорость света в теории относительности являются абсолютными центральными пунктами".

Еще раньше Планк, который всегда и везде искал абсолютное, обращал внимание на то, что теория относительности не устраняет из мира абсолютное, но только переносит его дальше назад: в ограниченность четырехмерного пространственно-временного континуума, возникающего из того, что посредством скорости света пространство и время сливаются в единое целое. Эта ограниченность должна быть "чем-то самостоятельным, независимым от какого бы то ни было произвола и потому абсолютным".

В своем подходе к учению Эйнштейна о пространстве и времени как к абсолютной теории Планк является предшественником того толкования специальной теории относительности, которое в последние годы разрабатывается некоторыми советскими математиками и физиками.

Через десять лет после открытия элементарного кванта действия Планк обновил свою квантовую гипотезу в работе "Теория теплового излучения". В этой второй редакции он ее существенно ограничил. Чтобы обеспечить неприкосновенность основных положений максвелловской электродинамики, которые сохранялись и при точнейших оптических измерениях, он предложил рассматривать как квантовый процесс только испускание тепловых лучей, а их поглощение, напротив, как совершенно непрерывный процесс, протекающий по законам классической динамики.

Это был упорядоченный отход на среднюю линию, уступка старой физике, вслед за которой Планк допустил еще одну, значительно большую. Эти уступки отражали сомнения, не покидавшие создателя квантовой теории даже через десять лет после ее выдвижения. Сомнения в реальности кванта действия исчезли лишь после экспериментов Джеймса Франка и Густава Герца (1913) с образованием света в процессе захвата электронов, когда стало возможным непосредственно измерить квант действия. Начался победный путь атомной модели Бора. Таким образом, сомнения Планка относительно первой редакции его квантовой гипотезы стали беспредметными и все ограничения оказались ненужными.

Еще до возобновления споров вокруг квантовой теории Планк начал свою вторую великую научную битву. Пятнадцать лет назад он ожесточенно боролся против энергетического представления о природе, провозглашенного главным образом Оствальдом. Теперь он с той же непримиримостью выступил против позитивистской гносеологии, которая обрела своего глашатая в лице Эрнста Маха.

Критика теории познания Маха содержится в двух работах: в докладе, который Планк сделал в конце 1908 года в Лейденском университете на тему "Единство физической картины мира", и в статье "К маховской теории физического познания", написанной в 1910 году в ответ на статью Маха, в которой делалась попытка отвести упреки Планка.

В докладе для голландского университета, состоявшемся по инициативе Лоренца, Планк впервые подошел к рассмотрению основных философских проблем. От предыдущих десятилетий его научной деятельности не осталось каких-либо высказываний по теории познания.

Энергетическая дискуссия 1895 года была со стороны Планка главным образом спором специалиста-физика о методе. Лишь со вступлением в философский возраст - так Платон называет период после 50 лет - великий физик в своих работах начал уделять внимание и мировоззренческим вопросам. До конца своей жизни он вновь и вновь возвращался к этой области.

Возражения Планка Маху в существенных моментах перекликаются с ленинской критикой махизма как субъективно-идеалистического мировоззрения. В "Материализме и эмпириокритицизме" Ленин разоблачает махизм как "путаницу, смешение материализма с идеализмом". Естественно, Планк в своей критике исходил из иных точек зрения и иной классовой позиции, чем Ленин, и его выступление имело другие побудительные причины, но во многом его критика была созвучна ленинской.

Ленин упрекал Маха в том, что в своей борьбе против механистического материализма он вместе с водой выплеснул из ванны и ребенка, что, отбрасывая ставшие несостоятельными старые представления о материи, он вообще отрицает объективную реальность. Планк утверждал, что Мах заходит слишком далеко, что, стремясь разоблачить механистическую картину мира, он обесценивает и его физическую картину.

Ленин задавал махистам разоблачающий вопрос: "Существовала ли природа до человека?" Планк писал: "Имеем ли мы разумные основания утверждать, что принцип сохранения энергии существовал в природе еще тогда, когда ни один человек не мог думать о нем, или что небесные тела будут по-прежнему двигаться согласно закону тяготения и после того, как Земля со всеми ее обитателями разлетится в куски?"

Сходны с ленинскими и доводы Планка против принципа "экономии мышления", поставленного Махом в центр теории науки. За десять лет до этого Планк в докладе перед математиками утверждал, что при становлении максвелловской теории электричества принцип экономии, в том смысле, как его понимает Мах, праздновал "одну из своих блестящих побед". Теперь он не разделял этого взгляда. Он писал, что соображения "экономические" были, вероятно, последними из того, что поддерживало таких исследователей, как Коперник, Кеплер, Ньютон, Гюйгенс или Фарадей, в их борьбе против отсталых воззрений и против незыблемых авторитетов, в гораздо большей степени здесь проявилась их несокрушимая вера в реальность созданной ими картины мира.

Защита материалистического взгляда на природу от субъективизма и идеализма была ценным вкладом в борьбу за научно обоснованное мировоззрение. Заслуги Планка здесь несомненны. Правда, в своей полемике с Махом он не проводил четких границ.

В годы, проведенные в Киле, Планк принадлежал к сторонникам философии Маха. Но в процессе своей исследовательской деятельности он признал неосуществимость маховской программы "свободного от метафизики" миропонимания. После этого он не желал более замечать, что влияние далеко не всех идей Маха было тормозящим, что в решающие моменты они во многих случаях стимулирующе действовали на развитие естествознания; это, по верному замечанию Гейзенберга, свидетельствует о глубокой противоречивости прогресса естественнонаучной мысли в классовом обществе.