Первый квантовый механик

В этот день профессор Берлинского университета Планк прочитал доклад на заседании Немецкого физического общества, в котором попытался математически описать тепловое излучение «абсолютно черного тела» — физической абстракции, превращающей все виды электромагнитного излучения в тепло. Концы с концами в его формулах сходились только при допущении, что тепло излучается не равномерно во времени, а порциями — «квантами». Эта его работа положила начало квантовой физике, а в 1919 году «за развитие физики благодаря открытию квантов энергии» он получил Нобелевскую премию.

По большому счету вся история физики — это череда ее метаний из крайности в крайность: от непрерывности материи к ее дискретности и обратно. Если оставить в стороне воззрения древних и Средневековье, физика Нового времени началась с Ньютона, который считал свет потоком частиц, мельчайших упругих шариков, к которым как материальным телам, имеющим размеры и массу, применима его механика. Два века спустя работами Максвелла и Герца был подведен итог очередной победы принципа непрерывности. Непрерывность электромагнитных волн не вызвала сомнения в непрерывности энергии, например, того же света. В новой физике механика Ньютона не работала, торжествовала философская максима Natura non facit saltus («Природа не делает скачков»).

Но не успели физики до конца переделать свою науку под новые стандарты, как в Берлине на трибуну физического общества вылез Планк со своими квантами энергии, то есть теми же «шариками», как у Ньютона, только называл их Планк «квантами». Растерянность физиков охарактеризовал Эйнштейн: «Это выглядело так, точно из-под ног ушла земля, и нигде не было видно твердой почвы, на которой можно было бы строить».

Фундамент для очередной стройки новой физики Эйнштейн заложил через пять лет после доклада Планка, примирив дискретную массу с непрерывной энергией в своей знаменитой формуле Е=mc2. Но самые умные из физиков понимали тогда и понимают сейчас, что это лишь отсрочка очередного переворота, и в следующей революции в физике опять победит непрерывность.

Планк прожил долгую жизнь. Умер он в 1947 году в возрасте 89 лет, пережив двоих из трех своих сыновей, один погиб под Верденом в 1916 году, другого в январе 1945 года казнили за причастность к покушению полковника Штауффенберга на Гитлера. Один раз Планк даже встречался с Гитлером тет-а-тет, пытаясь убедить того в глупости антисемитизма. Эйнштейн как-то заметил, что Планк понимает в политике «не больше, чем кошка в “Отче наш”», вероятно, сам не понимая того, что жизненные убеждения Планка как немецкого патриота носили не квантовую, а непрерывную природу. Он стоически разделил со своей родиной ее трагическую историю первой половины прошлого века.

Сергей Петухов