Нильс Бор - Даниил Данин

Вот так рабочее место Крамерса за письменным столом Бора неожиданно скоро пришлось занять Оскару Клейну.

«…Я отправился в Тисвиль и оставался там в течение всего лета 19-го года. Бор диктовал мне каждый день… Он снял еще одну комнату на ферме неподалеку от семьи. Это был маленький красный домик. Когда кот расхаживал по крыше, раздавался шум, похожий на раскаты грома. Но в остальном это было прекрасное место для работы…»

И они работали. Тихие шаги. Диктовка по-английски. Споры по-датски. И раскаты грома над головой.

Лето. Дюны — зеленое с желтизной. Вереск и сосны. Тридцатилетняя женщина с двумя мальчиками на лесной поляне. Красный дом в отдалении. И кот на крыше…

Жизнь в стороне от истории?

Через сорок три года в беседе с историками Оскар Клейн уже не мог припомнить точно, какую из своих тогдашних статей выхаживал в красном домике Бор. Память подсказывала разные варианты. Но, пожалуй, всего вероятней, что был уже в работе обширный доклад, который он согласился прочитать в Берлине весною будущего 1920 года. Речь шла об уже достигнутых успехах.

Однако попутно стала тогда прорисовываться и новая идея Бора. Оскару Клейну запомнилось, как Бор принимался вдруг обсуждать строение атомов лития и натрия.

С чего бы? После абстракций математики вдруг конкретности химии. Не оттого ли, что теперь за его рабочим столом сидел не сверхматематичный голландец, а шведский лиценциат из физико-химической школы Аррениуса? Клейн привез с собою незаконченное исследование об электролитах — растворах, проводящих ток. Бор прочитал эту работу в первые дни их знакомства. И к удивлению юноши, сразу заговорил о ней так, точно всю предыдущую жизнь только и делал, что занимался электролитическими процессами. Снова мгновенное понимание заменило Бору подробную осведомленность. И оттого что Клейн продолжал свое исследование, тень химии поселилась вместе с ним в красном тисвильском домике.

…Еще семь лет назад — в Памятной записке Резерфорду — Бор запрограммировал квантовое истолкование Периодического закона Менделеева. Ему все тогда казалось легкодостижимым — «через несколько недель». В придуманных для устойчивости атома электронных кольцах ему чудилась скрытой и периодическая повторяемость химических свойств элементов. Он ведь и число уже называл: в каждом кольце не больше семи электронов — от нуля до семи. Итого восемь вакансий. А химия атома зависела, по его мысли, от внешнего кольца. И потому у всех элементов с одинаковым числом электронов в наружном кольце похожая химия. И периодичность действительно появлялась сама собой: у каждого элемента должен был через восемь клеточек менделеевской таблицы обнаруживаться близнец по поведению…

За последние годы принцип этой схемы не устарел. Но Бор прекрасно знал, что она слишком уж схематична. Довольно было взглянуть на таблицу Менделеева, чтобы увидеть: периодическую повторяемость химических свойств числом 8 не исчерпать. Гармония Периодического закона оставалась неразгаданной. В ней каким-то образом участвовали и другие числа — 2, 18, 32… Ясно, что тут шла в природе какая-то квантовая игра. Однако по более сложным правилам, чем им, физикам и химикам, казалось сначала.

Многие уже пытались эти правила раскрыть. Успешней и раньше других — мюнхенец Вальтер Коссель. Бору нравились его работы. Только одно не удовлетворяло: Коссель «не входил в рассмотрение глубоких причин разделения электронов на группы…». Сам Бор уже не верил тому, что утверждал в наивные дни Памятной записки: будто электроны в каждом кольце, как в хороводе, вращаются все вместе по одной орбите. Когда бы так, связанные коллективной устойчивостью вращения, эти электроны лишились бы права свободных перескоков на иные орбиты. Да больше ему и не нужны были кольца: его теория разрешала каждому электрону устойчиво двигаться вокруг ядра по индивидуальной орбите — лишь бы отвечала она какому-нибудь дозволенному уровню энергии.

Вся паутина математически возможных орбит теперь рисовалась ему в виде призрачного проекта будущего атома. Уровни энергии превратились в иерархическую лестницу вакантных мест для залетных электронов. Формируя атом, они могли садиться один за другим только на свободные ступеньки — снизу вверх. И если нижние уровни оказывались уже заселенными ранее прибывшими счастливчиками (или, напротив, неудачниками — они ведь теряли прежнюю свободу!), новым электронам доставались орбиты, более удаленные от ядра. И это продолжалось до тех пор, пока общее число электронов не становилось равным ядерному заряду и на свет не рождался готовенький нейтральный атом.

Но можно бы сказать, что электроны расселялись в атоме все-таки по группам, как новоселы в доме по этажам: ведь каждая главная ступень на боровской лестнице уровней являла собою зоммерфельдовскую маленькую лесенку и орбиты для этой лесенки тесно соседствовали друг с другом, образуя группу орбит. Странным был этот дом — сродни фантастическим замыслам тогдашних архитекторов-конструктивистов. Дом, расходящийся кверху: цоколь — ядро, в первом этаже — 2 квартиры, во втором — 8 и в третьем — 8, в четвертом — 18 и в пятом — 18, а в шестом — 32… Так объединяются элементы в периоды по таблице Менделеева. И точно так же должны были объединяться в группы атомные электроны. За причудливостью этого конструктивистского проекта угадывалась, однако, гармоническая четкость:

2 = 2-12, 8=2-22, 18 = 2-32, 32 = 242…

Да, тут явно шла какая-то игра квантовых возможностей. А многие физики уже придумывали свои схемы для толкования таких «арифметических чудачеств» природы, пытаясь как-нибудь обойтись без квантовых чисел… Известный американский исследователь Ирвинг Ленгмюр склонялся к мысли, что в строении атома принимают участие таинственные силы: только этим можно оправдать странности атомных конструкций.

По прошествии двух лет, когда идеи Бора, начавшие зреть в красном домике, выросли в разветвленную теорию и 18 октября 21-го года стали предметом его нашумевшего доклада в Физическом обществе Дании, он со всей непреклонностью отверг ленгмюровскую полумистику.

«…Такой прием, — сказал Бор, — принципиально чужд стремлению истолковать своеобразие элементов на основе общих законов взаимодействия частиц в любом атоме».

И прибавил: «Эти законы — постулаты квантовой теории».

И улыбнулся: «Это стремление отнюдь не безнадежно».

Еще в красном домике — летом 19-го года — он знал, что оно не безнадежно! Об этом-то и говорили запомнившиеся Оскару Клейну его предположительные рассказы о процессе образования атомов лития и натрия.