Даниил Данин - Нильс Бор Страница 27

То, что назвал он своей небольшой идеей, помогло ему понять именно это. Ему подумалось: да ведь и свет, пронизывая вещество, растрачивает свою энергию похожим образом — те же атомные электроны одалживаются энергией у набегающих электромагнитных волн. Надо было лишь сделать эту параллель математически продуктивной. Потом в обещанной короткой статье он объяснил:

«…намеченная здесь теория торможения движущихся в веществе заряженных частиц во многом подобна обычной теории рассеяния света».

Суммарно: он отважился сопоставить, как нечто схожее между собой, поток альфа-частиц разных энергий и пучок световых лучей разной частоты колебаний. Он сопоставил частицы и волны…

А на дворе стояло лето 1912 года, и до рождения квантовой механики оставалось еще полтора десятилетия. И при желании нынешний историк физики может увидеть в той боровской параллели ранний намек на допустимость странного представления о «частицах-волнах». Прав ли будет историк? Возможно. Но не бесспорно.

А психологически бесспорно вот что: с апреля он жил в непроходящем ПРИСТУПЕ ПОСТИЖЕНИЯ. Его бил озноб понимания — лихорадка сосредоточенности. В уединении его мысль, как неустанный радар, обшаривала тьму атомного пространства. И были повороты луча, при которых его проницательности открывалось больше, чем он сам мог тогда освоить…

Он вовсе не из ложной или истинной скромности, сообщая в письмах о своей идее — теории — статье, прибавлял эпитеты: небольшая — маленькая — короткая. Такими они действительно виделись ему. Он знал, что его вариант двойного портрета, хоть и будет достоверней дарвиновского, натуры все равно не исчерпает. Да и работа не все время шла по восходящей. Математические выкладки иногда заводили в тупик. И на исходе пятой недели своего затворничества, 5 июля, он написал Маргарет о «взлетах и падениях» за письменным столом. Правда, лишь затем написал, чтобы тут же с улыбкой уверить ее:

«Все-таки положение с этими крошечными атомами, пожалуй, не выглядит слишком уж безнадежным».

Маленькая теория разрасталась. Короткая статья становилась длинной. И, как обычно, он вползал в цейтнот. К середине июля он почувствовал, что не успевает:

«…Я полагаю, мне удалось прояснить кое-какие вопросы; но, понимаешь, разработка их давалась и дается не так быстро, как я имел глупость рассчитывать. Надеюсь, однако, что еще до отъезда у меня будет готова часть статьи и я смогу показать ее Резерфорду…»

Хотя он и надеялся, но в голосе его не было уверенности. А писал он все это Харальду 17 июля, в точности зная, что ровно через неделю, 24-го, отбудет из Манчестера домой, дабы еще через неделю — 1 августа 1912 года — навсегда «сочетаться узами брака» с Маргарет Норлунд, ставшей для него за время их двухлетней помолвки и почти годовой разлуки всепросветляющей необходимостью жизни.

Может быть, он все-таки успел бы до отъезда сделать намеченное, когда бы по дороге не задал самому себе еще одной задачи. Сверхтрудоемкой.

Даже в предотъездной спешке («Я так занят, так занят», — писал он 17-го) длился неостановимый приступ творчества. И 19-го в поспешном тексте почтовой открытки он дал понять Харальду, что главной заботой его мысли стало еще нечто новое — «оно выросло на почве все той же моей небольшой идеи». Однако скромные эпитеты тут уж не годились:

«ВОЗМОЖНО, МНЕ ОТКРЫЛОСЬ НЕЧТО СУЩЕСТВЕННОЕ В СТРУКТУРЕ АТОМА… КУСОЧЕК РЕАЛЬНОСТИ».

Он принялся за дело, прервав на середине беловик статьи о торможении. Он не мог трезво соблюсти очередность. Немыслимо было покинуть Манчестер хотя бы на время, не вручив Резерфорду письменного изложения новых догадок: они относились к наиглавнейшей из проблем — к загадке устойчивости планетарного атома.

И — чем черт не шутит! — может быть, обещали ее раскрытие.

В те предотъездные дни начала расти на его столе рядом с обычной рукописью довольно необычная. Такое впечатление, будто ему хотелось каждый пункт волновавшей его программы исчерпать на одном листе бумаги. Как художнику рисунок: нельзя же делать его «с продолжением» и вылезать за край листа. Но ему не хватало листа. И он подклеивал снизу другой… На столе вытягивалась единая тематическая полоса — взлетная дорожка для его мысли.

Семь полос разной длины составили Памятную записку, предназначавшуюся единственному читателю. Самой длинной оказалась четвертая полоса: о строении молекул. Самой глубинной — вторая: об атомных размерах.

Проблема размера атомов была проблемой их устойчивости. Это понимали все. Модель Резерфорда не давала никакой опоры для суждения об атомном объеме. Иначе — о протяженности электронного роя в пространстве вокруг ядра. Все с охотой повторяли, что для каждого электрона на его орбите предуготована классическими законами одна судьба — падение на ядро. И не видно было, какое могло найтись объяснение труднооспоримому факту, что мир все-таки существует.

И существует вполне надежно.

И довольно давно.

И не собирается, съежившись, вдруг исчезнуть.

Другими словами, нечем было оправдать устойчивость атомных размеров. Пусть они меняются, эти размеры, но есть же, очевидно, минимальные — такие, что уж дальше электронный рой сжиматься не способен. Какая может быть тому причина?

Бор подумал: а что, если электроны вращаются вокруг ядра не поодиночке на каждой орбите, а группами? Это была не слишком новая идея электронных колец. Ее разрабатывал для своего атома-кекса Дж. Дж. Томсон. Но там отсутствовало положительно заряженное ядро и отрицательным изюминкам-электронам некуда было падать.

В планетарной модели электронному кольцу грозило неминуемое сужение под действием притягивающего ядра. Однако, решил Бор, электроны в кольце, отталкиваясь один от другого, будут наверняка мешать этому сжатию. И потому возможно равновесие противоборствующих сил. Устойчивое движенье.

Вот, казалось бы, и выход из тупика!

Он подсчитал, что для такой устойчивости в электронном кольце не должно быть слишком много электронов. Получалось не больше семи. А когда заряд ядра больше семи, будет формироваться второе кольцо. А потом третье, четвертое, пятое… Химическое поведение атомов, наверное, зависит от самых подвижных электронов — от внешнего кольца. В нем тоже может быть от одного до семи электронов. Не содержало ли это намека на разгадку старого недоумения химиков: почему валентность элементов меняется как раз от единицы до семи?

В конце первой полосы той необычной рукописи появилась фраза, написанная с очевидным волненьем:

«Кажется, все это… надежно указывает на возможность объяснения Периодического закона химических свойств элементов… с помощью рассматриваемой атомной модели».