Исчерпывающее изложение теоретической трактовки магнитных явлений было дано на конгрессе в докладе Паули. С характерной для него ясностью и умением выделить существенное он рассмотрел также проблемы, выдвинутые Дираком в его остроумной квантовой теории электрона. В этой теории предложенное Клейном и Гордоном релятивистское волновое уравнение было заменено системой уравнений первого порядка, допускающих естественное объединение спинового и магнитного момента электрона. В этой связи специально обсуждался вопрос о том, в какой мере можно рассматривать спиновый и магнитный моменты электрона как измеримые в том же смысле, что и масса и заряд электрона, определение которых покоится на рассмотрении явлений, полностью описываемых посредством классической терминологии. Однако всякое последовательное применение самого понятия спина, так же как и кванта действия, относится к явлениям, не поддающимся такому анализу, в частности понятие спина является абстракцией, допускающей обобщённую формулировку закона сохранения момента импульса. Эта ситуация подтверждается невозможностью измерения магнитного момента свободного электрона, о чем во всех подробностях говорилось в докладе Паули.

О перспективах, которые современное развитие экспериментальной техники раскрыло для дальнейших исследований магнитных явлений, доложили на конгрессе Коттон и Капица. С помощью приборов, созданных Капицей, стало возможным создавать магнитные поля непревзойдённой напряжённости в ограниченных областях пространства и ограниченных интервалах времени. Коттон весьма искусно создал большие постоянные магниты, позволяющие получать поля, постоянство и занимаемый объём которых были больше того, что имелось до тех пор. В дополнение к докладу Коттона мадам Кюри обратила особое внимание на использование таких магнитов для исследования радиоактивных процессов, которые благодаря работе Розенблюма могли бы дать новые сведения, касающиеся тонкой структуры спектров альфа-излучения.

Хотя главной темой конгресса были явления магнетизма, интересно напомнить, что как раз в этому времени большой успех был достигнут в трактовке других свойств вещества. Так, многие из трудностей, препятствовавших пониманию электропроводности в металлах, столь остро ощущавшиеся на конгрессе 1924 г., к тому времени были уже преодолены. Уже в 1928 г. Зоммерфельд, заменив максвелловское распределение электронов по скоростям распределением Ферми, получил наиболее обнадёживающие результаты в этом направлении. Как хорошо известно, на этой основе, применяя соответствующим образом волновую механику, Блох успешно развил детализированную теорию проводимости металлов, объясняющую многие их особенности, и в частности зависимость явлений от температуры. Всё же эта теория не могла объяснить сверхпроводимости, путь к пониманию которой был найден только в последние годы благодаря развитию тонких методов рассмотрения взаимодействий в системах многих тел. Такие методы оказались подходящими также и для объяснения недавно обнаруженных квантовых свойств сверхпроводящих токов.

Однако особое воспоминание от конгресса 1930 г. связано с тем, что он предоставил благоприятную возможность подвести итог дискуссии по эпистемологическим проблемам, обсуждавшимся на конгрессе 1927 г. В связи с этим Эйнштейн привёл новые аргументы, с помощью которых он стремился опрокинуть принцип неопределённости, используя эквивалентность энергии и массы, вытекающую из теории относительности. Так, он высказал предположение, что возможно определить с любой точностью энергию периодически испускаемого импульса излучения путём взвешивания аппарата, содержащего часы, связанные с затвором, высвобождающим импульс. Однако при более внимательном анализе этот кажущийся парадокс находит свое решение в том, что гравитационное поле оказывает влияние на ход часов, на основе которого сам Эйнштейн предсказал когда-то красное смещение в спектральном распределении света, испускаемого массивными небесными телами. И всё же эта проблема, наиболее выразительно подчеркнувшая необходимость ясного различения в квантовой физике между объектами и измерительными приборами, оставалась на протяжении ряда лет предметом оживлённых споров, особенно в философских кругах.

Этот конгресс, проходивший накануне того политического хода событий в Германии, которые вынудили Эйнштейна эмигрировать в Соединённые Штаты, был последним, в работе которого он принимал участие.

Незадолго перед следующим конгрессом, созванным в 1933 г., мы все были поражены известием о безвременной кончине Эренфеста. Его вдохновляющую роль в развитии физики в трогательных словах описал Ланжевен, когда мы собрались снова.

VII

Конгресс 1933 г., специально посвящённый структуре и свойствам атомного ядра, был созван в то время, когда эта проблема находилась в стадии наиболее быстрого и богатого событиями развития. Конгресс был открыт докладом Кокрофта, в котором после краткого описания обширных наблюдений ядерных распадов при бомбардировке α-частицами (эти частицы исследовались в предыдущие года Резерфордом и его сотрудниками) он подробно рассказал о новых важных результатах, достигнутых бомбардировкой ядер протонами, ускоренными высоковольтными установками до огромных скоростей.

Как хорошо известно, первые эксперименты Кокрофта и Уолтона по получению быстрых α-частиц бомбардировкой ядер лития протонами впервые дали прямое подтверждение эйнштейновской формулы для общего соотношения между энергией и массой, которое в последующие годы служило неизменным руководством в ядерных исследованиях. Более того, Кокрофт указал, насколько точно измерения зависимости сечений от скоростей протонов подтверждали предсказания волновой механики, к которым пришёл Гамов в связи с теорией спонтанного α-распада, развитой им и другими. В докладе, включающем в себя все известные в то время данные, касающиеся так называемого искусственного расщепления ядра, Кокрофт сравнивал также результаты экспериментов в Кембридже по протонной бомбардировке с результатами произведённых в Беркли экспериментов с дейтронами, ускоренными в циклотроне, только что сконструированном Лоуренсом.

Обсуждение следующей темы было начато Резерфордом. Выразив чувство большого удовлетворения, которое принесло ему новейшее развитие того, что он называл современной алхимией, Резерфорд сообщил о наиболее интересных результатах, которые он вместе с Олифантом только что получил путём бомбардировки лития протонами и дейтронами. Эти эксперименты принесли доказательство существования неизвестных до того времени изотопов водорода и гелия с атомными массами 3, свойства которых в наши годы привлекли столь большое внимание. Лоуренс, весьма детально описавший конструкцию своего циклотрона, подробно доложил о самых последних исследованиях группы в Беркли.

Огромное значение имел другой результат — открытие Чэдвиком нейтрона. Это открытие самым драматическим образом подтвердило предвидение Резерфорда о тяжёлых нейтральных составляющих атомного ядра. Чэдвик начал доклад с описания планомерного исследования аномалий в рассеянии альфа-излучения в Кембридже и закончил некоторыми соображениями о роли, которую играет нейтрон в структуре ядра, а также о его важной роли в возбуждении ядерных превращений. Ещё до того как на конгрессе были обсуждены теоретические аспекты, связанные с открытием нейтрона, участникам было сообщено о другом важном успехе, а именно, о так называемой искусственной радиоактивности, которая создаётся контролируемым распадом ядер.

Сообщение об этом открытии, сделанном только за несколько месяцев перед конгрессом, было включено в доклад Фредерика Жолио и Ирен Кюри: этот доклад содержал обзор многих аспектов их плодотворных исследований, в которых были обнаружены процессы β-распада с испусканием как положительных, так и отрицательных электронов. В дискуссии, последовавшей за этим докладом, Блеккет изложил историю открытия позитрона Андерсоном и им самим при исследовании космических лучей и интерпретацию этого открытия в рамках релятивистской теории электрона Дирака. Фактически мы оказались перед началом новой стадии развития квантовой физики, имеющей дело с процессами рождения и аннигиляции материальных частиц, аналогичных процессам испускания и поглощения излучения, в которых рождаются и исчезают фотоны.