Макс Лауэ - ИСТОРИЯ ФИЗИКИ Страница 36

Сам Рентген тогда уже несколько отстранился от этого обсуждения. В течение лета он жил не в Мюнхене, а в Вейльгейме, находящемся в 60 километрах южнее Мюнхена. Для чтения лекций он ежедневно совершал поездки в поезде в Мюнхен и обратно. Он еще

руководил своим институтом, из которого выходили полноценные работы его ассистентов и докторантов. Сам он также еще работал; например, вместе с Иоффе он исследовал некоторые вопросы кристаллофизики, которые его давно занимали. Однако он был чрезвычайно осторожен в отношении опубликования своих результатов; все время искались новые подтверждения, и поэтому дело никак не приходило к завершению. На коллоквиуме он не появлялся и вообще принимал мало участия в новейших исследованиях. Он относился к некоторым теориям с легкой насмешкой. После опытов Фридриха и Книппинга долгое время он решительно отказывался признать объяснение интерференции. Напротив, он сразу же оценил значение предложенной в 1919 г. Ч. Т. Р. Вильсоном камеры для исследования радиоактивности и давал ей высокую оценку, как мне это известно из вернейшего источника. Я лично смог с Рентгеном спокойно поговорить только один раз. Это произошло во время поездки в Фельдафинг в переполненном поезде, где я нашел единственное свободное место в отделении третьего класса против того места, где сидел Рентген. Тогда у меня сложилось впечатление, что мы могли бы хорошо понять друг друга, если бы только представился к этому случай.

В 1919 г. я еще раз разговаривал с Рентгеном. Я зашел к нему в институт как раз в тот момент, когда он готовился опять ехать в Вейльгейм. Я сопровождал его пешком до вокзала. Но он говорил не о научных вопросах; он выражал свою радость относительно признаков восстановления порядка и с явным восхищением рассматривал действительно в высшей степени изящные системы трешин, окружавшие дырки от выстрелов на стеклах витрин.

Часто спрашивают, почему этот человек после своего выдающегося открытия 1895/1896 г. так упорно воздерживался от дальнейших научных публикаций. Выдвигалось много мотивов для объяснения этого факта, и некоторые из них были мало лестны для Рентгена. Я считаю все эти мотивы ложными. По моему

мнению, впечатление от того открытия, которое он сделал, когда ему было 50 лет, было таким сильным, что он никогда не мог от него освободиться. Несомненно, что любое великое духовное деяние подавляет того, кто его совершил. Кроме того, Рентген, как и другие исследователи, испытал слишком много неприятностей из-за разных дурных качеств людей. Насколько велико было открытие Рентгена, можно понять из того, что большое число других, часто выдающихся, физиков экспериментировали до Рентгена с теми же самыми вспомогательными средствами и тем не менее не могли открыть этих лучей. Подобное наступление на совершенно неизученную область требует, кроме острого глаза, также большого мужества и самообладания, которое дает возможность, несмотря на радость и возбуждение в связи с первым открытием, сохранить спокойствие и умственную ясность. Рентген должен был много потрудиться, чтобы между 1895 и 1897 годами написать три статьи, которые настолько исчерпывали предмет, что целое десятилетие не могло прибавить ничего нового. С какой гениальной тщательностью были написаны эти статьи! Я знаю лишь очень мало сочинений об открытиях, которые содержат так мало упущений. У Рентгена все было в полном порядке.

Особенное значение для меня имело то, что в Мюнхене была еше жива традиция исследования пространственной решетки кристаллов, о которой едва ли вспоминали где-нибудь в другом месте. Это объяснялось отчасти тем, что до 1897 г. в Мюнхене работал Леонард Зонке, который много сделал для математической обработки этой проблемы. В коллекциях университетского института можно было видеть модели решеток. Большая заслуга принадлежит также минералогу Паулю Гроту, который в своих лекциях постоянно говорил о решетках.

В феврале 1912 г. П. Ф. Эвальд, докторант Зоммерфельда, который должен был математически исследовать поведение световых волн в пространственной решетке из поляризующихся атомов, но не мог придти к

правильным результатам, явился ко мне на квартиру и попросил совета. Конечно, я не знал, как ему помочь. Но при обсуждении этого вопроса мне пришла вдруг в голову мысль, что надо попробовать пропускать через кристаллы более короткие волны, а именно рентгеновские лучи. Если атомы действительно образуют пространственные решетки, то должны получиться явления интерференции, подобные световой интерференции на оптических решетках. Это предложение обсуждалось более молодыми физиками Мюнхена, которые каждое воскресенье собирались за столом в кафе Луц. Один из этой компании, Вальтер Фридрих, который незадолго до этого получил ученую степень за работу о рассеянии рентгеновских лучей и на основании этого стал ассистентом Зоммерфельда, решил произвести экспериментальное исследование. Единственной трудностью было то, что Зоммерфельд сначала ничего не ожидал от этой идеи и предпочитал посадить Фридриха за опыты по изучению распределения направлений лучей, исходящих из антикатода. Но и это препятствие было преодолено, когда пришел на помощь Пауль Книппинг, докторант Рентгена. Фридрих и Книппинг начали опыты перед пасхой 1912 г.

Оба пришли к одному и тому же результату. Фотограмма излучения куска сульфата меди показала, наряду с первичным рентгеновским лучом, венчик диф-фракционного спектра решетки. В глубокой задумчивости шел я домой по Леопольдштрассе после того, как Фридрих показал мне эти снимки, и уже вблизи моей квартиры, находившейся на Бисмаркштрассе № 22, перед домом № 10 на Зигфридштрассе, мне пришла в голову мысль о математической теории этого явления. Незадолго до этого в статье для Энциклопедии математических наук я заново сформулировал восходящую к Шверду (1835) теорию диффракции на оптической решетке. Мне надо было только учесть наличие трех периодов пространственной решетки, чтобы объяснить новое открытие. Наблюдаемый венчик интерференционных лучей удалось хорошо связать с каждым

из трех условий интерференции, взятых в отдельности. Когда через две недели я количественно проверил теорию по другим лучшим снимкам и нашел, что она вполне подтвердилась, это был для меня решающий день.

Теория продолжала подтверждаться и в дальнейшем, и гораздо лучше, чем можно было ожидать. Это было особенно поразительно потому, что она представляла собой только приближение. Около 1920 г. точные измерения в Зигбановском институте в Упсала дали небольшие отклонения от нее. Необходимое для их понимания уточнение теории произвел П. Ф. Эвальд. Но эта первая «геометрическая теория» вполне удовлетворяла огромному количеству исследованных с тех пор случаев. Эта теория оказалась применимой даже для интерференции электронов в кристаллах (открытой в 1927 г., с одной стороны, С. С. Дэвиссояом и Л. Г. Джермером и, с другой стороны, Г. П. Томсоном), хотя не всегда так хорошо, как для рентгеновских лучей.

8 июня 1912 г. я доложил это открытие на заседании немецкого физического общества в физическом институте Берлинского университета, на том самом месте, на котором в декабре 1900 г. Планк впервые говорил о своем законе излучения и теории квантов. С тех пор возникла большая литература по экспериментальным и теоретическим вопросам в этой области. Когда я в 1941 г. в книге «Интерференция рентгеновских лучей» изложил только теоретическую сторону дела, то оказалось, что для этого требуется 350 страниц. Первый большой шаг вперед после моих опубликованных исследований сделали в 1913 г. В. Г. и В. Л. Брэгги.

Этот шаг вряд ли я сам мог бы сделать, так как он касался главным образом детального исследования отдельных кристаллических структур. Меня же во всех областях физики интересовали прежде всего большие общие принципы. Поэтому на меня такое большое впечатление производили лекции Планка, который глубоко излагал эти принципы и подчеркивал их значе-

ние. Принципиальные вопросы о природе рентгеновских лучей, с одной стороны, и кристаллов, с другой стороны, были достаточно решены при помощи опытов Фридриха и Книппинга. Брэгги отдавали предпочтение отдельным веществам; они углублялись в структуру хлористого натрия, алмаза и дальше до сложнейших силикатов. Физика нуждается в исследователях различного дарования и быстро попала бы в тупик, если бы все физики были одного и того же умственного типа.

История открытия интерференции рентгеновских лучей ясно характеризует ценность научной гипотезы. Уже задолго до опытов Фридриха и Книппинга многие физики пропускали рентгеновские лучи через кристаллы. Но их наблюдения ограничивались прямо проходившим лучом, относительно которого они не могли высказать ничего замечательного, кроме утверждения о его ослаблении при прохождении через кристалл; от их внимания ускользали гораздо менее интенсивные отклоненные лучи. Лишь гипотеза пространственной решетки кристалла дала мысль о необходимости исследовать эти лучи. Само собой разумеется, что эти лучи наблюдались бы независимо от применения более сильных рентгеновских трубок, появившихся в связи с прогрессом техники. Какой-либо случай все равно привел бы к их обнаружению. Но трудно предвидеть, когда это случилось бы. Мы можем только определенно сказать, что идея пространственной решетки была необходимой для объяснения факта существования этих лучей.