книги из ГПНТБ / Кляус, Е. М. Гендрик Антон Лоренц, 1853-1928

церемония вручения диплома. Маститый ученый произ­ нес небольшую, но яркую и в некотором роде программную речь.

«Я бесконечно счастлив,— сказал Лоренц,— что мне удалось внести скромный вклад в развитие физики...» Его карьера ученого складывалась на редкость удачно. «Явсегда или почти всегда работал в чрезвычайно благоприятных ус­ ловиях и пользовался неограниченной свободой в выборе тематики своих исследований... Я должен благодарить судьбу еще и вот за что. На протяжении последних пяти­ десяти лет физическая наука развивалась столь бурно, что если бы я, как физик, мог все заранее предвидеть и сделать выбор, то, несомненно, предпочел бы жить именно в это время. Вспоминая об этих годах, я воспринимаю их как продолжительную прогулку по чудесной мест­ ности, где из-за горизонта неожиданно появляются все новые и новые поражающие своей красотой пейзажи. Как тут было не пробудиться жажде к исследованиям!» 32

Лоренц говорил и о том, как он пришел к своей элек­ тронной теории и что его работы способствовали появ­ лению теории относительности Эйнштейна. Мы знаем, то же самое он мог бы сказать и применительно к кванто­ вой теории Планка. Он уже не в первый раз подчеркивал, что «наши теории» — явление «временное», преходящее. Тем не менее он всегда сокрушался при мысли, что клас­ сическая физика может быть упразднена: «...в данный момент теория электромагнитного поля Максвелла пред­ ставляется нам настолько красивой и простой, что мы чуть не с сожалением думаем о том, что в нее могут быть внесены какие-либо изменения» 33.

Лоренца никогда не покидала успокоительная вера, что классическая физика в итоге всех пертурбаций войдет в физику новую как ее незыблемая часть, как ее опора и украшение.

Вместе с тем его не могло не беспокоить и современное состояние науки: «В последние годы ситуация, как мне кажется, стала еще мрачнее, чем раньше... в дни кванто­ вой теории мы окружены густым туманом, хотя теперь открываются перспективы, превосходящие все прежние по своим масштабам и вселяющие веру в будущее». Да,

89

Лоренц никогда не терял веру в будущее. Он говорил: «Если не думать о будущем, то трудное время, которое мы сейчас переяшваем, станет еще печальнее, а борьба, которую мы ведем,— бессмысленной» 34.

Ученый был несколько смущен тем, что звание при­ суждено ему не по заслугам: ведь с техникой как таковой он «имел дело лишь в редких случаях». Он тут же находит полушутливое, но правильное и глубокое объяснение: «Вы приняли во внимание мой живой интерес к технике и исходили из уверенности, что между чистой и приклад­ ной наукой существует и должна существовать тесная связь» 35.

О том, какое значение имеет связь теории с практикой, Лоренц говорил и писал неоднократно и по разным по­ водам. У инженеров и ученых цель, по сути дела, общая: «При постоянном росте населения земного шара наука и техника должны объединить свои усилия во имя все­ общего блага и счастья человечества» 36.

У Лоренца слова не расходились с делом: чистосер­ дечно приветствуя новое, он совмещал в душе отеческую ревность к нему с благожелательным интересом. Это ка­ салось и квантовой теории Планка, и новых работ Бора,

изавершения Эйнштейном общей теории относительности,

имногого другого. Ведь именно от Лоренца узнал Эйн­ штейн в сентябре 1919 г. о блестящих результатах экспе­

диции Эддингтона. Таким образом, сообщал Лоренц, общую теорию относительности можно считать теперь подтвержденной. После того Эйнштейн послал матери открытку, начинавшуюся словами: «Радостные новости сегодня! Лоренц телеграфировал мне, что английская экспедиция доказала отклонение лучей света вблизи Солнца».

Эйнштейн должен был получить Нобелевскую пре­ мию; это натолкнулось, однако, на ряд препятствий. Лоренц, Камерлинг-Оннес, Эренфест помогли Нобелев­ скому комитету преодолеть их. Это было как нельзя более ко времени, поскольку Эйнштейн (в условиях Гер­ мании, переживавшей инфляцию) находился в трудном материальном положении. Эренфест уговаривал своего друга оставить Берлин, где он уже подвергался травле,

31 Лоренц. Старые и новые проблемы фпзпкті, стр. 180. 36 Там же, стр. 178.

36 Там же, стр. 180.

90

и перебраться в Лейден. Эйнштейн так бы и поступил, не будь он связан словом, данным Планку. Но он ста­ новится внештатным профессором Лейденского универ­ ситета и бывает здесь наездами. Кроме того, Лейденский университет избирает его своим почетным профессором (что тоже, конечно, явилось делом рук Лоренца и Эренфеста). 5 мая 1920 г. состоялась церемония возведения его в этот сан. Эйнштейн прочел доклад «Эфир и теория от­ носительности», где между прочим, характеризуя состоя­ ние долоренцевской физики и роль Лоренца в ее разви­ тии, сказал: «Он привел теорию к согласию с опытом, на­ чав с удивительного упрощения основных теоретических положений. Он достиг этого важнейшего со времени Макс­ велла успеха тем, что лишил эфир его механических, а материю — ее электрических свойств. Как в пустоте, так и внутри материальных тел носителем электромагнитных полей является только эфир, но не материя, которую мы представляем раздробленной на атомы... Что касается механической природы лоренцева эфира, то в шутку можно сказать, что Лоренц оставил ему лишь одно механическое свойство — неподвижность. К этому можно добавить, что все изменение, которое внесла специальная теория от­ носительности в концепцию эфира, состояло в лишении

с «огромной энергией продолжал... свои блестящие науч­ ные исследования до последних дней» 38. Но делал он это уже не с прежней интенсивностью; его научная продук­ тивность заметно снизилась. Продолжая развивать неко­ торые разделы электронной теории (в частности, элек­ тронную теорию металлов), Лоренц публикует и статьи о теории Бора, о теории относительности; в 1921 г. он вернулся к эффекту Зеемана и вопросам двойного пре­ ломления в кристаллах. Его заветным желанием стало — остаток дней посвятить науке...

Весной 1921 г. (после восьмилетнего перерыва) со­ брался наконец III Сольвеевский конгресс, в чем тоже была большая заслуга Лоренца. Основное внимание кон­ гресса сосредоточилось на проблеме атомы и электроны .

37А. Эйнштейн. Собрание научных трудов, т. I, стр. 684—685.

38Н. Бор. Избранные научные труды, т. II, стр. 604.

91

Конгресс «открыл Лоренц ярким обзором принципов Клас­ сической электронной теории, которая, в частности, объяснила существенные черты зееман-эффекта, прямо указав на движение электронов в атоме как' на причину появления спектров»39. С докладами выступили также Резерфорд, Милликен, Эйнштейн и Эренфест, который прочитал доклад Бора (не приехавшего по болезни), присоединив к нему в своей обычной манере острокрити­ ческое и блестяще аргументированное резюме.

Председательствовал на конгрессе Лоренц, который вел заседания необыкновенно виртуозно. Бот что гово­ рили потом об этой его способности: «...председательст­ вовал он со свойственным ему неповторимым достоинством; обсуждением он руководил с тонкой предусмотритель­ ностью и... оживлял его пояснительными замечаниями, предложениями или вопросами» (М. Планк); «Он был идеальным руководителем любого международного кон­ гресса, ибо был самым знающим и наиболее быстро схва­ тывающим суть дела из всех современных физиков» (Дж. Лармор); «Он не только умел четко выражать соб­ ственные мысли; быстро схватывая мысли других, он часто, даже не соглашаясь с ними, выражал их яснее, чем сами авторы» (Дж. Дж. Томсон); «Но прежде всего тут сказывались его откровенная доброта, обаяние ха­ рактера, строгая целостность и очаровательная искрен­ ность, с какой он всегда признавал и даже подчеркивал трудности, с которыми был не в состоянии справиться» (Г. Лэмб); «Обладая способностью исключительно быст­ рого проникновения в ход мыслей молодых ученых, вла­ дея в совершенстве иностранными языками и своеобраз­ ным грациозным умением общения с людьми, он был неза­ менимым председателем... он был старейшим по возрасту и самым гибким и разносторонним по уму» (А. Зоммерфельд).

Так — исподволь — Лоренц утвердил за собой совер­ шенно особое положение и в науке и в ученой среде. Это тонко подметил Эренфест: «Радуясь каждому фундамен­ тальному продвижению вперед, сам Лоренц всматрива­ ется в спектр развивающейся физики. Время от времени ои выбирает из потока и завихрения новых идей то, что, по его мнению, уже созрело для разъяснения. Вместе

39 Н. Бор. Избранные научные труды, т. II, стр. 597.

92

с тем он также проницательно следит за теми «горячими точками», в которых чувствует внутренние противоречия между установленными положениями или же пробелы, которые пока что остаются незаполненными. И все это исходит из естественного желания более глубоко понять проблему, исходит из глубины его сердца, свободного от какой-либо заботы о собственном престиже. Этим и опре­ деляется то исключительное место, которое занимает среди физиков нашего времени Лоренц — замечательный «старейшина физической науки» 40.

<0-Циг, по кн.: Лоренц. Старые и новые проблемы ф изик и ,'стр. 237.

VI

«Старейшина физической науки»

1

Назначенный председателем государственного коми­ тета по осушению Зёйдер-Зе в 1918 г., Лоренц некоторое время присматривался, в какой степени инженеры будут нуждаться в его помощи. И только через два года он полностью взял в свои руки руководство всеми расчетами.

К осушению Зёйдер-Зе Голландия готовилась без малого целое столетие: вопрос этот был поднят сразу после того, как осушили Гарлемское озеро. Площадь Гарлемского озера равнялась почти 250 квадратным ки­ лометрам и ежегодно увеличивалась в среднем на 50 гектаров. Оно причинило голландцам немало хлопот. Так, в 1836 г., гонимое западным ветром, оно наводнило

ландия от материка.

Проект осушения Гарлемского озера предложил ин­ женер Леегватер в середине XVII в., однако почти двести лет он казался утопией: уж очень слаба была техническая база! В Голландии универсальными двигателями являлись тогда ветряные мельницы: они мололи зерно, пилили лес, растирали краски и цемент и т. д. А главное — откачи­ вали воду с осушаемых земель (в голландском языке есть даже чрезвычайно емкое слово: Aroogmalen — «молоть до осушения»). Отвоеванные у моря участки земли назы­ ваются польдерами. В начале XIX в. около 9 тысяч мель­ ниц использовалось только для осушения, или дренажа, польдеров, однако с такими слабосильными двигателями нечего было даже думать об осушении гарлемского ги­ ганта! И это все понимали. Но к тому времени появились машины уже по-настоящему мощные. Карл Маркс отме-

94

чает: «Насосы... посредством которых голландцы выка­ чали... Гарлемское озеро, были устроены по принципу обыкновенных насосов, с той только разницей, что их поршни приводились в движение не человеческими руками, а циклопическими паровыми машинами» 1.

Гарлемское озеро окружили плотинами, и в течение 39 месяцев (1840—1843 гг.) с помощью водокачальных и черпальных сооружений превратили его в плодородный польдер. Это была самая великая из осуществленных до того человеком осушительных работ! На вопрос путеше­ ственников, куда девалось Гарлемское озеро, голландцы с тех пор отшучиваются: «Мы его выпили!» Через нес­ колько лет родился еще более грандиозный план — «выпить Зёйдер-Зе», по сути дела уже целое море, «дабы приба­ вить государству двенадцатую провинцию».

Зёйдер-Зе (по-голландски «Южное море») — залив Северного моря — образовался в 1283 г. вследствие опускания суши. Берега его низмениые, заболоченные, почти всюду укреплены плотинами и дамбами, а дно покрыто толстым слоем плодородного ила. Мысль об осушении этого залива посредством сооружения плотиныперемычки высказал в 1849 г. инженер ван Дилиген, а предварительный план был составлен лет через двадцать Лемансом. Площадь Эйселмера — южной части ЗёйдерЗе, которую собирались осушить в первую очередь, около 2,3 тысячи квадратных километров, глубина, как и Гарлемского озера, в среднем 4 метра, так что общий объем работ здесь был в 10 раз большим. Советский жур­ нал «Землеведение» информировал: «В Голландии нача­ лись работы по осушению части залива Зёйдер-Зе. Пред­ полагается осушить более 500 000 акров, расходы исчис­ лены в 375 миллионов франков, время, необходимое для работ,— 25 лет. Приступлено к сооружению большой плотины через северную часть Зёйдер-Зе от северного голландского острова Вирынген к местечку Пиаам в Фрис­ ландии. Длина этой плотины будет равна 24 километрам, и по ней будет проложена железная дорога. Возможность входа и выхода судов в Зёйдер-Зе будет обеспечена 33 большими просветами в плотине и несколькими шлю­ зами» 21.

95

В разгар мировой войны, когда остро стоял вопрос о расширении посевных площадей в отрезанной от сырье­ вых баз Голландии, план осушения Зёйдер-Зе был важным государственным мероприятием. Поэтому за него так го­ рячо и взялись. Но к сооружению плотины-перемычки приступили только в 1920 г. Острота ситуации тогда пере­ местилась с посевных площадей на проблему безработи­ цы, а иа Зёйдер-Зе всегда можно было занять часть ра­ бочих рук. Но в общем дело продвигалось не очень бойко: первый польдер был осушен только к 1930 г. Карел Чапек, побывавший там в 1932 г., в своих «Картинках Голландии» писал: «Я видел работы по осушеишо Зёйдер-Зе. Пред­ ставьте себе настоящее море... с бурями и островами, пароходами и всякими морскими атрибутами. С одной стороны моря люди строят плотину — в ней тридцать километров длины, ио это всего лишь детская запруда по сравнению с обширным водным пространством; по этой плотине снуют крошечные поезда с шведским гра­ нитом, каждый, день продвигаясь на метр— другой; а когда все будет готово, в центре этого моря сделают про­ току, а посреди нее — остров; затем море выкачают на­ сосами, и через каких-нибудь тридцать лет сюда придут черно-белые коровы...» К 1956 г. было осушено всего 680 квадратных километров — немногим более четверти.

Но мы забежали вперед. В начале 20-х годов работы лишь начинали развертываться. Лоренц был занят инже­ нерными расчетами, все глубже входил в детали. Он не только интересовался большими техническими пробле­ мами, но и понимал их тонкости, на практике показывал, как увязать теорию с практикой. Полученная им в 1918 г., как бы «авансом», степень доктора технических наук теперь блестяще оправдывалась. «Эта новая роль Лорен­ ца,— говорит Луи де Бройль,— была очень важна. Инженеры, входившие в состав комитета, председателем которого он был, не Могли выполнить все расчеты, необ­ ходимые для того, чтобы предусмотреть все последствия перемещения огромных масс воды Зёйдер-Зе. Использо­ вав свои познания в гидродинамике, а также во всех про­ чих отраслях теоретической физики, Лоренц пришел им на помощь и разработал оригинальные методы прове­ дения расчетов. Возникшие перед ним проблемы были очень трудны, поскольку было недостаточно решить их в общем виде, нужно было учитывать всю совокупность

96

физических и географических фактороь. Так, Лоренц должен был учесть влияние зимнего ветра, когда ЗёйдерЗе полностью замерзнет. Нужно также было учесть во время приливов и отливов движение морских волн, ко­ торые проникают в Зёйдер-Зе и вызывают интерферен­ ционные явления... Для того чтобы решить эти сложные проблемы, Лоренц разработал новые математические методы. Он сам руководил выполнением численных рас­ четов; в этой трудной работе ему помогали человек два­ дцать молодых инженеров... Легко представить,. какого напряжения сил требовали эти занятия, далекие от его работ и физика и преподавателя; они являлись с его стороны настоящей жертвой» 3.

Занятый этими делами ученый встретил свое 70-летие.

2

По случаю 70-летия Лоренца в Тейлеровском обществе состоялся небольшой прием. Французский представитель вручил маститому ученому орден Почетного легиона. Но мысли Лоренца были заняты не юбилеем и не поздра­ вительными речами: тогда как раз велись очень ответст­ венные расчеты высоты дамбы вокруг Зёйдер-Зе...

В начале своей юбилейной речи «Профессор Лоренц как исследователь» Пауль Эреифест несколькими штри­ хами набросал его портрет: «...прежде всего это его глаза: из-под густых темных бровей его обрамленного сединой лица они излучают свой свет, вечно юные, полные спо­ койствия и благожелательной мудрости, смотрят на вас с живым пониманием. И все это осенено улыбкой, добро­ желательно-иронический оттенок которой сразу же при­ глушает всякое неуместное преувеличение». Далее Эренфест отметил, что, когда имя Лоренца «произносит амери­ канец, француз, русский или скандинав, когда оно зву­ чало или звучит в устах Больцмана, Планка или Эйн­ штейна,— несомненно, каждый из них имел в виду своего собственного Лоренца. Когда это имя упоминает голландец, он делает это с гордостью и одновременно мягко, словно боясь, как бы «господин Лоренц не услы­ шал, что разговор идет о нем».

3 Л. де Бройль. По тропам науки, стр. 34—35.

По существовавшему закону, Лоренц, как достигший «предельного 70-летнего возраста», должен был уйти в отставку. В начале мая 1923 г. он прочитал в универ­ ситете свою последнюю «понедельнпковую» лекцию. О том, что это «прощальная» лекция, знали немногие. Она прошла, как обычно, однако не стала последней; вскоре были изысканы необходимые средства, и Лоренц продол­ жал чтение своих знаменитых лекций уже в качестве «приглашенного профессора».

В 1924 г. состоялась третья поездка Лоренца за океан. Едва он оттуда вернулся, как последовало новое пред­ ложение — прочесть осенью и зимой 1925—1926 г. в Па­ садене цикл лекций. Лоренц дал согласие. Однако поезд­ ку пришлось на год отложить: готовилось чествование ученого в связи с 50-летием его научной деятельности; кроме того, стало ясно, что проект осушения Зёйдер-Зе к этому времени завершен не будет. В статье памяти Лоренца Арнольд Зоммерфельд потом писал: «Как свиде­ тельство его неслыханной многогранности можно при­ вести тот факт, что в возрасте более семидесяти лет он обнаружил ошибку в планах осушения Зёйдер-Зе и пере­ делал всю схему работ» 4.

Насколько скромно было отмечено семидесятилетие Лоренца, настолько широко и торжественно праздновался его «золотой юбилей» — 50 лет со дня защиты им док­ торской диссертации. Чтобы подготовить и провести торжества, целый год работал юбилейный комитет, воз­ главляемый Камерлингом-Оинесом, Зееманом и Фоккером. По сути дела, это был международный комитет, поскольку в него входили ученые многих стран, в том числе и совет­ ские (А. Ф. Иоффе, П. П: Лазарев, О. Д. Хвольсон). Юбилейный комитет «в ознаменование исключительного события, которое представляет собой пятидесятилетний юбилей научной деятельности Лоренца, учредил специ­ альный фонд его имени, который должен дать средства для продолжения его ученой и профессорской деятельно­ сти, для облегчения издания его научных работ и мему­ аров, а также для стипендий учебного характера и для научных командировок. Этим фондом распоряжается Лейденский университет; он составляется на частные

4 Д. Зоммерфельд. Цути познания в физике, стр. 173.