|
Атом — объемная вещь — трехмерная. Лишь орбита электрона плоская. И пока электрон летит, рисуя на плоскости катящийся вокруг ядра эллипс, сама орбитальная плоскость может поворачиваться в пространстве. Вот и третье допустимое вращение. Очевидно, и оно квантуется. (Снова: почему бы природе излишне лукавить?) Наверняка не все положения орбитальной плоскости разрешены, а только их прерывистая череда. Она образует веер в пространстве атома. Или мелькание спиц в колесе. Их тоже нужно уметь пересчитывать. Но для этого необходимо третье квантовое число. Зоммерфельд сумел и его ввести в теорию Бора и, кажется, сам назвал внутренним квантовым числом.
Теперь прояснилось происхождение еще одной разновидности тонкой структуры в строении энергетической лестницы. И это сразу позволило Зоммерфельду вместе с Петером Дебаем описать расщепление спектральных линий в эффекте Зеемана. Ведь именно магнитное поло всегда стремится отклонить электрический заряд в сторону — под прямым углом к его пути. И потому в магнитном поле электрон начинает чувствовать, как поворачивается вся его плоская орбита. Под этим-то силовым воздействием может развернуться в атомном пространстве ветер всех разрешенных природой орбитальных плоскостей. Правда, со сложным — аномальным — эффектом Зеемана и теперь ничего окончательно верного не получалось. По-видимому, в атоме дремали какие-то еще покуда не раскрывшиеся под теоретической лупой квантовые возможности… …Озирая с нынешних высот уже пройденную дорогу квантового познания микромира, можно бы заметить, что движение по ней постоянно приводило к поискам все новых квантовых чисел для описания все новых квантовых — прерывистых — пунктирных черт в глубинных свойствах материи. С поведения атома это началось. Потом перешло на жизнь ядра. Потом — на взаимодействие элементарных частиц. И всякий раз это бывало отважной догадкой. (Уже после Бора прочно утвердились в теории квантовые числа «странность» и «очарование». И в этих названиях отразилась вся непредвиденность их появления.) Догадка сама — скачок мысли. И введение новых квантовых чисел, как правило, бывало прыжком через пропасть логически невыводимого. Бор совершил первый прыжок. И темной была пропасть перед ним. Зоммерфельд — второй. Но тот берег пропасти был уже чуть посветлее… Отчего обладали этим странным свойством квантуемости периодические движения в атоме — колебания и вращения? Объяснить это пока не сумел бы никто. Макс Борн, так много сделавший впоследствии для того, чтобы кое-что стало понятно, говорил: «…боровская теория оставляла совершенно таинственными глубокие причины, лежащие в основе правила квантования…» Один из тонких теоретиков нашего века, Пауль Эренфест, еще перед войной показал, какие классические величины в атоме могут принимать прерывистый ряд значений. Иначе — становиться квантовыми. Но отчего да почему должно происходить с ними такое превращение в микромире, принцип Эренфеста не объяснял. И Арнольд Зоммерфельд в своих математических построениях к «таинственным глубоким причинам» квантования тоже дороги не проложил. У него и не было таких претензий. Однажды он скромно признался Эйнштейну: «Вы раздумываете над фундаментальными проблемами световых квантов. А я, не чувствуя в себе нужных для этого сил, удовлетворяюсь прояснением деталей квантовых волшебств в спектрах. Меня занимают «внутренние квантовые числа», но для понимания их физической сути я ничего не могу придумать». И в другой раз — тоже Эйнштейну: «Все ладится, но глубокие основы остаются неясными. Я могу помочь развитию лишь техники квантов. Вы должны построить их философию…» Выражения, свободные от гнетущей немецкой учености, расцвечивали тогдашние письма мюнхенского профессора. |
