Я хотел бы добавить несколько слов по поводу соотношения между теорией соответствия электрона и проблемой строения ядра. В этой области перед нами предстает совсем новое свойство атомной теории, связанное с существованием нейтрона, стабильность которого, с точки зрения современной атомной теории, является столь же элементарным фактом, как и существование электрона. В частности, отношение μ=(𝑚/𝑀) массы 𝑚 электрона к массе 𝑀 нейтрона является естественной константой, малое значение которой по сравнению с единицей, конечно, так же важно для строения ядер, как мало значение константы ξ для строения электронных конфигураций, окружающих ядра. В самом деле, именно относительно большие массы ядерных частиц позволяют объяснить на основе фундаментальных понятий квантовой теории, таких, как стационарные состояния и индивидуальные процессы перехода, законы радиоактивного α-распада и соотношения между уровнями энергии, которые можно наблюдать благодаря этому распаду, так же как и спектры γ-лучей. Единственное характерное отличие между проблемой строения ядер и теорией строения атомов состоит в том, что в первом случае, в противоположность последнему, мы не можем априори получить из законов классического электромагнетизма никаких сведений о характере сил, действующих между ядерными частицами, и все наши выводы относительно этих сил покоятся на совокупности совершенно новых экспериментов.

Я особенно настаивал бы на том факте, что совершенно невозможно немедленно применять принципы теории электрона в области, касающейся ядерных явлений. Рассматриваем ли мы протон как форму существования нейтрона и позитрона, что в свете последних экспериментов кажется наиболее естественным, или мы рассматриваем его как продукт распада нейтрона, сопровождаемого освобождением электрона, речь идёт о процессе, который не может быть описан обычными способами. Возможность такого процесса следует искать за тем фактом, что известные из эксперимента размеры нейтрона того же порядка величины, что и диаметр электрона δ, означающий предел, начиная с которого понятия классической теории электрона и её использование по методу соответствия становятся совершенно непригодными. По этому поводу можно также отметить, что интересное открытие Штерна, согласно которому значение магнитного момента протона заметно отклоняется от магнетона, умноженного на μ, должно, несомненно, объясняться тем фактом, что диаметр нейтрона, а следовательно, и диаметр протона существенно превышает μλ действительно, как я уже говорил, применение теории электрона Дирака к этим чисто релятивистским явлениям существенно предполагает, что λ велика по сравнению с диаметром электрона δ.

В заключение мне хотелось бы отметить, что если я настаивал на необходимости серьёзного рассмотрения идеи о том, что законы сохранения энергии и импульса могли бы нам изменить в случае непрерывных спектров β-лучей, то моим намерением было подчеркнуть в особенности тот факт, что классические понятия в общем недостаточны для рассмотрения этой проблемы, которая, возможно, преподнесет нам ещё немало больших сюрпризов. Я полностью представляю себе всю весомость аргумента, в соответствии с которым такую возможность можно было бы с трудом примирить с теорией относительности и согласно которому эта возможность представляла бы собой особенно труднообъяснимый контраст с абсолютной справедливостью, простирающейся равным образом на область ядерных явлений, закона сохранения электрического заряда, который в общей теории полей аналогичен другим законам сохранения. В связи с этим следует отметить, что такое же сравнение показывает, насколько трудно было бы доказать прямое отклонение от теории относительности, даже если бы общая масса и энергия, связанная с частицами и полями излучения, не сохранялась в ядерных процессах. Сохранение электрического заряда внутри некоторой области, ограничивающая поверхность которой не пересекается зарядами, является, во всяком случае с макроскопической точки зрения, необходимым следствием справедливости уравнений электромагнитного поля вне этой поверхности; точно так же из теории гравитации, как заметил Ландау, вытекает, что возможные изменения энергии внутри некоторой области будут сопровождаться изменением гравитационных сил вне этой области, и это будет в точности соответствовать переносу массы через поверхность. Здесь возникает вопрос: должны ли мы с необходимостью требовать, чтобы все эти эффекты гравитации имели такое же отношение к атомным частицам, какое электрические заряды имеют к электронам. Следовательно, до тех пор, пока мы не будем иметь новых экспериментов в этой области, трудно занять определённую позицию относительно интересного предположения Паули, который предложил объяснить парадоксы, связанные с β-лучами, тем, что одновременно с электронами испускаются нейтральные частицы, гораздо более лёгкие, чем нейтроны. Во всяком случае, возможное существование этого «нейтрино» представляло бы совершенно новый элемент атомной теории, вмешательство которого в ядерные реакции привело бы к тому, что метод соответствия не смог бы нам предложить никакого удовлетворительного описания.

1935

41 К СЕМИДЕСЯТИЛЕТИЮ ФРИДРИХА ПАШЕНА ^*

^*Friedrich Paschen zum Siebzigsten Geburtstag. Naturwiss., 1935, 23, 73.

22 января 1935 г. Фридриху Пашену исполнилось семьдесят лет. Это даёт каждому физику повод оглянуться с восхищением и благодарностью на его столь важную для развития нашей науки полувековую деятельность, продолжающуюся и сейчас с неослабной силой.

В своих работах Пашен проявляет себя не только как большой мастер экспериментального искусства, который всегда успешно стремился усовершенствовать методы исследования, обогащая наши знания в новых областях. В его творчестве прежде всего выделяется счастливая интуиция, благодаря которой ему удавалось постичь экспериментально такие проблемы, исследование которых имело решающее значение для формирования общих теоретических представлений.

Это в равной мере относится к самой первой работе Пашена, в которой, изучая электрический пробой газов при различных давлениях, он установил носящий его имя закон, важный для развития теории газового разряда, и к исследованиям спектров, имеющим фундаментальное значение для теории строения атома. Этой области он посвятил почти всю свою научную деятельность, и она принесла ему большую славу у коллег.

Со времени его плодотворной совместной работы с Рунге Пашен больше любого другого исследователя способствовал подтверждению и обобщению эмпирических закономерностей спектральных линий, которые выделяются своей точностью во всей физике. При этом особенно открытие им новых черт в строении спектров содействовало постепенному развитию той квантово-теоретической систематики атомных состояний, которая подготовила возникновение рациональной квантовой механики. Трудно переоценить и значение открытия Пашеном совместно с Баком превращения эффекта Зеемана при увеличении напряжённости поля для объяснения глубоких проблем электронной теории.

В соответствии со своей общей установкой, всегда нацеленной на прогресс, Пашен в своей работе постоянно искал новых путей; в последние годы мы видим его занятым с обычным мастерством исследованиями сверхтонкой структуры спектральных линий, являющейся чудесным источником сведений о строении атомного ядра, ставшей с некоторого времени центром интересов естествоиспытателей.

Но влияние деятельности Пашена ни в коем случае не ограничивается его собственными научными достижениями. В его области исследований никто не оказывал более плодотворного влияния личными советами; мало найдётся физических институтов, которым бы так или иначе не оказала помощь традиция, установленная Пашеном.

Его коллеги во всех странах присоединяются сегодня к сердечному пожеланию, чтобы Фридрих Пашен пережил ещё многие счастливые и плодотворные творческие годы служения нашей науке.

42 ЭФФЕКТ ЗЕЕМАНА И СТРОЕНИЕ АТОМА ^*

^*Zeeman Effect and Theory of Atomic Constitution. Zeeman Vorhandelingen, 1935, 131-134.