«Дилемма: футбол или физика? Нет, всe-таки физика!»

Вопрос, внесенный в заголовок, возник у будущего нобелевского лауреата в студенческие годы, когда он, студент Копенгагенского университета, играл вратарем в футбольном клубе «Академиск». Если бы Нильс Бор тогда решил иначе, то, возможно, Дания приобрела бы отличного вратаря, но человечество потеряло бы великого физика. Хотя кто знает, ведь не помешало же его брату Харальду, бывшему полузащитником в той же команде, а потом игравшему в сборной страны, стать впоследствии известным математиком. Впрочем, не таким известным, как Нильс.

Талантливость братьев, особенно родившегося в Копенгагене 7 октября 1885 г. Нильса, проявилась еще в детстве, их врожденные способности к наукам развивались под влиянием семьи. Отец – профессор физиологии и член Датской aкадемии наук, мать – дочь еврейского банкира и парламентария-либерала и его жены, также происходившей из еврейской банкирской династии. Мать прививала сыновьям любовь к людям, отец поощрял любопытство к миру. Их дом часто посещали просвещенные друзья отца, и их дискуссии создавали ту среду, в которой рос Нильс.

В школе он проявил склонность к физике и математике, а также к философии. В 1903 г. Нильс поступил в Копенгагенский университет, где провел свои первые исследования, которые получили признание: в 1906 г. они были отмечены золотой медалью Датского королевского общества, а затем и опубликованы по представлению корифеев физики Рамзая и Рэлея. Степень магистра Бор получил в 1910 г., а через год защитил докторскую диссертацию, доказав теорему о невозможности объяснить магнитные свойства вещества в рамках классической физики (что, вероятно, в последующем привело Бора к разработке квантовой теории).

В 1911–1912 гг. Бор стажировался в Англии у знаменитого Эрнеста Резерфорда, уже опубликовавшего планетарную модель атома. Вернувшись в Копенгаген, Нильс женился и, отправившись с женой в свадебное путешествие в Англию, заехал к Резерфорду, чтоб передать ему подготовленную к печати статью «Теория торможения заряженных частиц при их прохождении через вещество». Тогда и было положено начало тесной дружбе двух семей.

По возвращении в Копенгаген Бор преподавал в университете, интенсивно работая над квантовой теорией строения атома. Итогом стала его революционнaя статья «О строении атомов и молекул», которая стимулировала бурное развитие квантовых представлений о физической природе веществ. Даже через много лет, в 1936-м, Резерфорд писал: «Я считаю первоначальную квантовую теорию спектров, выдвинутую Бором, одной из самых революционных из всех когда-либо созданных в науке; и я не знаю другой теории, которая имела бы больший успех».

После двух лет преподавания математической физики по приглашению Резерфорда в Манчестерском университете, Бор возглавил кафедру теоретической физики в Копенгагенском университете, продолжая работать над совершенствованием своей теории. В апреле 1917 г. он обратился к датским властям с просьбой о выделении финансов на строительство нового института. Но еще шла Первая мировая война, поэтому решение вопроса затянулось, и только 3 марта 1921 г. был, наконец, открыт Институт теоретической физики, который и поныне носит имя Нильсa Бора.

В 1923 г. Бор, уже удостоенный Нобелевской премии по физике за 1922 г. «за заслуги в изучении строения атома», окончательно сформулировал так называемый «принцип соответствия». Этот принцип, связывавший квантовую теорию с классической физикой, стал одним из основных методологических принципов современной науки, сыграв огромную роль при построении квантовой механики.

Теория квантовой механики была создана в 1925–1927 гг. на основе работ Нильсa Бора и нобелевского лауреата 1918 г. Макса Планка, а также выдающихся физиков Вернера Гейзенберга, Эрвина Шрёдингера, Макса Борна и Поля Дирака. Но для полного понимания теории было необходимо связать ее с опытом. Об этом и размышлял Бор, для которого были очевидны недостатки «принципа соответствия». Итогом размышлений стала «концепция дополнительности», роль которой для понимания сущности квантовой механики оказалась столь существенной, что Вольфганг Паули, еще один нобелевский лауреат (1945 г.), уже в то время предлагал назвать квантовую механику «теорией дополнительности» – по аналогии с теорией относительности Эйнштейна.

После выдвижения Бором этой концепции начались знаменитые дискуссии Бора и Эйнштейна об интерпретации квантовой механики. Их спор не прекращался до самой смерти Эйнштейна, порой принимая ожесточенный характер, что не мешало участникам дискуссии относиться друг к другу с огромным уважением.

В 1930-е гг. Бор увлекся ядерной тематикой, переориентировав на нее свой институт. Благодаря своей известности он сумел добиться выделения средств на строительство в институте установок, необходимых для ядерных исследований, и сам внес существенный вклад в теорию строения ядра и ядерных реакций, сформулировав в 1936 г. фундаментальное представление о характере протекания ядерных реакций.

После прихода к власти в Германии нацистов Бор принял активное участие в устройстве судьбы многих ученых-евреев, переехавших в Копенгаген, организовал в 1933 г. при содействии ряда неравнодушных датчан Комитет помощи ученым-беженцам. Так как в нацистской Германии после присуждения в 1935 г. Нобелевской премии мира противнику режима Карлу фон Осецкому принимать эту премию стало запрещено, немецкие физики Макс фон Лауэ и Джеймс Франк доверили хранение своих нобелевских медалей Бору. После того как 9 апреля 1940 г. немцы оккупировали Данию, сотрудник Института Бора химик Дьёрдь де Хевеши растворил эти медали в царской водкe, а после войны извлек золото из раствора, и Бор передал его Шведской академии наук, где изготовили новые медали и повторно вручили их лауреатам.

С началом оккупации начали сгущаться тучи и над самим Бором в связи с его еврейским происхождением. Тем не менее он решил оставаться в Копенгагене, насколько долго это будет возможно. Такая возможность существовала до 1943 г., пока Дания еще формально сохраняла самостоятельность и ее еврейская община находилась под защитой датчан. В этот период к Бору приезжал Гейзенберг, руководивший нацистским атомным проектoм. Он предложил Бору (не впрямую, но тот понял) участвовать в нем, но Бор сделал вид, что не понимает, чего от него хотят.

Обстановка в Дании обострилась в августе 1943 г., когда в стране было введено прямое оккупационное правление. 29 августа оккупанты объявили чрезвычайное положение и начали подготовку депортации евреев в лагеря смерти. Операция была намечена на ночь с 1 на 2 октября, но датские патриоты, предупрежденные об этом немецким военным атташе Дуквицем, к 30 сентября 1943 г. переправили на рыбацких лодках в Швецию 7200 из 7800 евреев, а еще несколько сотен спрятали. В итоге немцам удалось отправить в концлагерь Терезин лишь 472 еврея (в том числе 84-летнюю тетю Бора), 49 из которых там погибли. Всего же во время войны в Дании погибло около 120 евреев – менее 2% еврейского населения страны.

Среди переправленных в Швецию был и Бор с сыном Оге, тоже впоследствии ставшим известным физиком. Оттуда они перебрались в Великобританию, а затем – в США, где Бор включился в работу по созданию атомной бомбы и участвовал в ней вплоть до июня 1945 г., когда снова уехал в Великобританию.

Однако, осознавая опасность атомной угрозы для человечества, Бор еще 16 мая 1944 г. встречался с британским премьером Уинстоном Черчиллем, пытаясь убедить его в своих воззрениях. Уже будучи в США, он 3 июля того же года направил президенту Рузвельту меморандум с призывом к запрету использования ядерного оружия, обеспечению над этим международного контроля и, в то же время, к уничтожению всякой монополии на мирное применение атомной энергии. Еще дважды, в 1945 и 1948 гг., он обращался с этим к руководству США, но тщетно. Тем более, что после полученного от академика Петра Капицы в начале 1944 г. предложения приехать на время войны в Советский Союз его заподозрили в шпионаже в пользу СССР.

С момента возвращения в Англию Бор, как он писал, «не имел никакой связи с какими-либо секретными, военными или промышленными исследованиями в области атомной энергии». Даже когда в ноябре 1945 г. его по рекомендации Капицы посетил советский физик Терлецкий и задал ряд вопросов об американском атомном проекте, Бор рассказал лишь то, что было опубликовано в открытых источниках, и сообщил о визите спецслужбам.

В 1950 г. Нильс Бор опубликовал открытое письмо ООН, указывая на необходимость постоянного научного общения ученых всех стран и настаивая на сотрудничестве и свободном обмене информацией между государствами как залоге построения «открытого мира». И в дальнейшем он неоднократно высказывался на эту тему.

Вернувшись в Данию, где Бор по-прежнему имел высочайший авторитет, он возобновил руководство своим институтом. Считая своим самым ценным вкладом в науку «концепцию дополнительности», Бор пытался расширить ее применение на другие области человеческой деятельности, много размышляя о роли и значении языка в науке и жизни.

Когда король Дании в знак признания заслуг пожаловал Бору дворянское достоинство, тот должен был выбрать себе герб и девиз. Он выбрал символ Тайцзы, выражающий взаимосвязь между противоположными первоначалами инь и ян, а в качестве девиза – латинскую фразу «Contraria sunt complementa» («Противоположности дополняют друг друга»).

В последние годы жизни Бор много времени посвятил чтению лекций в разных странах и в «школе Бора», как называли его институт, где кроме датчан трудились физики из многих стран.

Нильс Бор, член более чем двух десятков академий наук, обладатель ученых степеней многих университетов и лауреат многих наград, скончался 18 ноября 1962 г. от сердечного приступа. Урна с его прахом покоится в семейной могиле в Копенгагене. Его памяти посвящены датские почтовые марки и денежная купюра, его именем названы кратер на Луне, астероид 3948 и 107-й химический элемент борий.

 

Юрий ПЕРЕВЕРЗЕВ