История возникновения квантовой физики

Возникнове́ние ква́нтовой фи́зики — процесс длительный и постепенный, который занял свыше 25 лет. От первого возникновения понятия кванта до разработки так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики прошло 27 лет, заполненных интенсивной работой учёных всей Европы. В развитии и понимании квантовой теории приняли участие очень многие люди, как старшего поколения — Макс Борн, Макс Планк, Пауль Эренфест, Эрвин Шрёдингер, так и совсем молодые, ровесники квантовой гипотезы — Вернер Гейзенберг (1901), Вольфганг Паули (1900), Поль Дирак (1902) и т. д.

Пролог

50-60-е годы XIX века.

Уильям Роуэн Гамильтон (1805—1865), неудовлетворённый классической механикой в её стандартном изложении, считает, что она описывает движение тел лишь приближенно, подобно геометрической оптике, которая описывает движение световых лучей, тогда как свет на самом деле — волна. Исходя из своих представлений, Гамильтон строит полный аналог геометрической оптики тел — формализм Гамильтона — Якоби классической механики.

1885 год.

Швейцарский учитель Иоганн Якоб Бальмер (1825—1893) на спор с приятелем находит эмпирическую формулу, позволяющую с большой точностью вычислять длины волн всех известных тогда спектральных линий водорода. Природа открытой закономерности остаётся загадкой.

1891 год.

На съезде Британской ассоциации в Лондоне Джордж Стони (1826—1911) делает доклад «О причинах двойных линий в спектрах». К этому времени спектральный анализ уже превратился в точную науку, выяснены основные законы электролиза, тщательно разработана электромагнитная теория света. Именно эти теории приводят Стони к выводу, что линии в спектрах химических элементов и соединений могут иметь причиной колебательное движение электронов — мельчайших частиц электрического заряда — в атомах и молекулах. Также Стони утверждает, что наиболее вероятной причиной спектров является орбитальное движение электронов в атоме: «Это движение может быть разрешено при помощи теоремы Фурье в виде суперпозиции частичных движений, каждое из которых есть простое колебательное движение по эллипсу, и каждое из этих частичных движений производит его собственную линию в спектре». Двойные спектральные линии Стони объясняет прецессией эллиптических орбит, вызываемой слабыми дополнительными силами, действующими в атоме.

1895 год.

Вильгельм Конрад Рентген (1845—1923) при исследованиях катодных лучей обнаруживает, что место их падения на стекло трубки помимо фосфоресценции в видимом свете испускает ещё какое-то излучение сильно проникающего характера. Рентген называет открытое им явление X-лучами. Они не отклоняются в магнитном и электрическом полях, поэтому не заряжены, но вопрос о волновой или корпускулярной природе излучения остаётся открытым.

1896 год.

Анри Беккерель (1852—1908), изучая фосфоресценцию солей урана, активируемую солнечным светом, оставляет на выходные пасмурные дни образец соли в бумажном конверте на фотопластинке, а затем случайно проявляет её. На пластинке видны пятна, соответствующие положению и размеру оставленных образцов. Дальнейшие исследования показывают, что самопроизвольное излучение солей урана обладает теми же проникающими свойствами, что и рентгеновское излучение. Открытое явление называют радиоактивностью.

Голландский физик Питер Зееман (1865—1943) открывает эффект расщепления спектральных линий в магнитном поле — эффект Зеемана. В том же году Хендрик Антон Лоренц (1853—1928) истолковывает его как следствия возмущения колеблющихся в атомах электронов магнитным полем. Годом позже Джозеф Лармор (1857—1942) истолковывает нормальный эффект Зеемана как следствие изменения частот обращения электронов по круговым орбитам вокруг ионов в молекулах. Затем он показывает, что ускоренно движущийся заряд по законам электродинамики должен излучать и выводит интенсивность этого излучения.

1899 год.

Герман Гага и Корнелий Харм Винд (1867—1911) получают первое доказательство волновой природы рентгеновских лучей. Они получают фотографию узкой клинообразной щели в платиновой пластинке толщиной 0,5 мм и наблюдают её дифракционное уширение по мере сужения щели. Оценка дает длину волны порядка 2 ангстрем.

1900 год.

Йоханнес Роберт Ридберг (1854—1919) подводит итоги 11 лет тщательных высокоточных спектральных измерений, выражая полученные закономерности расположения линий спектров щелочных металлов через формулы, аналогичные формуле Бальмера. Обобщая, Ридберг делает вывод о том, что частоты всех их спектральных линий с большой точностью представимы в виде разностей двух величин — термов, берущихся из определённого набора, своего для каждого изученного элемента. Это вызывает беспокойство, так как Джон Уильям Рэлей (1842—1919) тремя годами ранее показывает, что во все классические законы излучения входят квадраты частот, а вовсе не их первые степени.

1901 год.

Жан Перрен (1870—1942) строит исторически первую планетарную модель атома и отказывается от неё по причине абсолютной неустойчивости такой системы с точки зрения электродинамики.

1902 год.

Уильям Томсон (лорд Кельвин) (1824—1907) в статье «Эпинус атомизированный» вспоминает о модели атома петербургского академика Франца Ульриха Теодора Эпинуса (1724—1802), в которой атом представляется в виде равномерно заряженной положительным электричеством сферы, в центре которой находится электрон.

1903 год.

Джозеф Джон Томсон (1856—1940) в своих лекциях в Йельском университете и в книге «Электричество и магнетизм» для объяснения аномально низкой ионизации газов рентгеновским излучением предполагает, что волновой фронт имеет зернистую структуру, то есть места с активной энергией в нём чередуются с местами нулевой интенсивности. «Трудность в объяснении этой слабой ионизации отпадает, если вместо того, чтобы рассматривать фронт рентгеновской волны однообразным, мы предположим, что он состоит из очень ярких пятен, разделенных промежутками, где яркость очень мала, потому что в этом случае не только все молекулы, а, вероятно, даже разные части одной и той же молекулы подвергаются различным условиям; этот случай аналогичен пучку катодных лучей, проходящих через газ; при этом число молекул, приходящих в столкновение с лучами, может быть малой частью всего числа молекул».

Японский физик Хантаро Нагаока (1865—1950) предлагает планетарную модель атома: в центре находится положительный заряд, вокруг которого обращаются кольца электронов наподобие колец Сатурна. Спектральные линии соответствуют в такой модели колебаниям электронов при незначительных смещениях на своих орбитах. Вычисленные из модели частоты более-менее приближенно описывают спектральные линии некоторых элементов.

Филипп Ленард (1862—1947), исследуя прохождение катодных лучей через тонкие металлические пластинки, приходит к выводу, что «в одном кубическом метре даже самой компактной материи, например платине, остаётся в общей сложности меньше одного кубического миллиметра … непроницаемого пространства». В связи с этим он выдвигает идею о структуре атомов, состоящих из разнесенных в пространстве динамид — комплексов из связанного положительного и отрицательного зарядов.

1904 год.

Джозеф Джон Томсон в специальной статье, а через два года — в лекциях, прочитанных в Королевском институте, и в книге «Корпускулярная теория вещества» предлагает и разрабатывает свою модель атома — как её называют, «модель пудинга». «Электроны являются существенной частью в структуре атомов различных элементов». Они распределены в положительно заряженной части атома, форму которой для удобства расчетов Томсон предлагает взять равномерно заряженной и шарообразной. Основную проблему своей теории он формулирует так: «Каким образом должны располагаться 1, 2, 3, …, вообще n корпускул (так Томсон называет электроны), если их поместить в шаре, причем совокупность отрицательных зарядов на корпускулах равна положительному заряду в шаре». Общего решения Томсону найти не удалось, но в статье он решает эту проблему в частном случае, когда электроны все лежат в одной плоскости. Решением оказывается система концентрических колец с возрастающим количеством электронов в каждом. По Томсону числа электронов в кольцах изменяются по сложному частично периодическому закону, который может объяснить, как ему кажется, повторяемость химических и физических свойств элементов. Дополнительно к этому, электронные кольца вращаются в атоме, а слагающие их корпускулы могут колебаться, так что спектр родственных элементов «должен обнаружить ряд линий, числа колебаний которых находятся в постоянном отношении друг к другу». Исследуя устойчивость комбинаций электронов, Томсон даёт первую физическую интерпретацию валентности.

Уильям Генри Брэгг (1862—1942) на собрании Австралийской ассоциации преуспеяния наук в Новой Зеландии делает доклад о прохождении α-частиц через вещество и говорит: «Атом представляет совокупность электронов, разделенных пустым пространством, размеры которого велики по сравнению с объёмом самих электронов».

1905 год.

25 сентября Вильгельм Вин выступает на 77 съезде немецких естествоиспытателей и врачей с докладом об электронах: «Большую трудность представляет для электронной теории также объяснение спектральных линий. Так как каждому элементу соответствует определенная группировка спектральных линий, которые он испускает, находясь в состоянии свечения, то каждый атом должен представлять собой неизменную систему. Проще всего было бы представлять атом как планетарную систему, состоящую из положительно заряженного центра, вокруг которого обращаются, подобно планетам, отрицательные электроны. Но такая система не может быть неизменной вследствие излучаемой электронами энергии. Поэтому мы вынуждены обратиться к системе, в которой электроны находятся в относительном покое или обладают ничтожными скоростями — представление, в котором содержится много сомнительного.»

Этап 1. Кванты до Бора

1900 год.

Макс Планк (1858—1947) после пяти лет исследований проблемы излучения абсолютно чёрного тела применяет к этому излучению метод максимальной энтропии Джозайи Уилларда Гиббса (1839—1903). Для вычисления энтропии континуума гармонических осцилляторов Планк применяет искусственный прием: замену непрерывного спектра энергетических состояний осцилляторов дискретным с шагом, пропорциональным частоте осциллятора, Δε=hν, намереваясь далее устремить величину h к 0 для перехода к правильному непрерывному распределению. Самым интересным оказывается то, что полученная формула правильно описывает спектр излучения без использования предельного перехода. Планк долго не решается обнародовать это открытие. В разговорах с сыном он утверждает, что он чувствует — либо это открытие первого ранга, сравнимое, быть может, лишь с ньютоновой механикой, либо полнейшая ошибка.

В конце 1900 года в Немецком физическом обществе Курльбаум и Генрих Рубенс (1865—1922) читают доклад о новых прецизионных измерениях спектра излучения абсолютно чёрного тела и сетуют, что их сведения невозможно сравнить с теоретическими из-за отсутствия корректной теории этого излучения. Планк приглашает Рубенса к себе домой на чашечку чая, и параллельно они сравнивают свои результаты. Обнаруживается превосходное согласие теории и эксперимента.

14 декабря 1900 года на следующем заседании Немецкого физического общества в Берлине Макс Планк открывает новую эру физики — квантовую физику. В науку входит вторая фундаментальная постоянная, введенная Планком — квант действия <math>h</math> (первой была постоянная Больцмана <math>k</math>). Из формулы Планка следует закон смещения Вина и закон излучения Стефана-Больцмана. Она связывает между собой постоянную Больцмана, постоянную Планка, число Авогадро и заряд электрона. На основании измерений Отто Люммера (1860—1925) и Эрнста Прингсгейма (1859—1917), Курльбаума и Генриха Рубенса, и Фридриха Пашена (1865—1947) Планк получает значения постоянной Авогадро и заряд электрона с точностью порядка 5 %, что намного превышает точность их экспериментальных определений в то время.

1900—1908 года.

Хендрик Антон Лоренц на основании своей электронной теории металлов в 1900—1905 годах пытается построить теорию излучения абсолютно чёрного тела и приходит к классическому результату, дающему «ультрафиолетовую катастрофу» — неограниченное увеличение интенсивности излучения при переходе ко всё более и более коротким длинам волн. Аналогичный результат получает Джон Вильям Рэлей в 1900 году. Исходя из излучения ускоренно движущегося электрона, Джозеф Джон Томсон в 1905—1906 годах строит сложную теорию равновесия металла с излучением, приводящую к тому же выводу. Наконец, в 1905 году Джеймс Хопвуд Джинс (1877—1946) в статье «Распределение энергии между материей и эфиром» строит термодинамическую теорию теплового излучения на основе классического закона равнораспределения энергии по степеням свободы системы (аналогично планковскому предельному переходу) и приходит к закону Рэлея-Джинса, то есть опять-таки к «ультрафиолетовой катастрофе». Последним этапом этого пути стало доказательство неизбежности получения формулы Рэлея — Джинса из классической статистики и электродинамики, данное Лоренцем в апреле 1908 года в докладе на 4-м математическом конгрессе в Риме «Распределение энергии между материей и эфиром».

1905 год.

Малоизвестный немецкий ученый Альберт Эйнштейн (1879—1955) публикует в 17 томе «Annalen der Physik» три статьи «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты» — о броуновском движении, «К электродинамике движущихся сред» — о специальной теории относительности, и «Об одной эвристической точке зрения, относящейся к возникновению и превращению света» — о гипотезе световых квант.

Эйнштейн подчеркивает, что волновая теория света «является вполне подходящей для представления чисто оптических явлений и никогда не будет заменена другой теорией». Однако оптические опыты относятся не к мгновенным, а к средним по времени величинам, поэтому вполне возможно, что оптика пока ещё неверно представляет себе такие мгновенные процессы, как поглощение и испускание света. Эйнштейн допускает, что энергия света «состоит из конечного числа локализованных в точках пространства квант энергии, которые движутся, не делясь, и могут поглощаться и испускаться, как единое целое». Как видно, Эйнштейн непосредственно распространяет на свет атомистические представления физики.

В подтверждение своей позиции он рассматривает эмпирически установленный для чёрнотельного излучения малых длин волн закон Вина и показывает, что при этом «энтропия монохроматического излучения достаточно малой плотности изменяется с объёмом по тому же закону, как и энтропия идеального газа или разбавленного раствора». Из этого следует, что «излучение ничтожной плотности… ведет себя в термодинамическом отношении так, как если бы оно состояло из независящих друг от друга квантов энергии».

Далее Эйнштейн прилагает свою теорию к законам люминесценции. Правило Стокса — максимум спектра люминесценции лежит при больших длинах волн, чем спектр облучающего света — получает наглядную интерпретацию в терминах потери энергии световыми квантами. Ещё одно применение — теория фотоэффекта, предсказания которой были блестяще подтверждены Робертом Эндрюсом Милликеном (1868—1953) в 1916 году (приступая к экспериментам, Милликен собирался развеять в прах «эту сумасшедшую теорию квантов света»). Также был разобран вопрос фотоионизации — её ультрафиолетовой границы, существование которой получило экспериментальное подтверждение в 1908 году усилиями Йоханнеса Штарка (1874—1957).

Вальтер Нернст (1864—1941) с сотрудниками при изучении теплоемкости тел при низкой температуре приходит к выводу о падении её до нуля при абсолютном нуле температур. Это противоречит теореме о равнораспределении энергии по степеням свободы классической статистики. В докладе Гёттингенскому обществу точных наук 23 декабря 1905 года Нернст утверждает: «удельная теплоёмкость сильно падает при низких температурах».

1907 год.

Альберт Эйнштейн в статье «Теория излучения Планка и теория теплоёмкости» распространяет планковскую формулу энергии осциллятора на колебания молекул в твёрдых телах и получает формулу Эйнштейна для теплоемкости, приблизительно удовлетворяющую экспериментальным данным Нернста.

Артур Уильям Конвей (1875—1950) для объяснения происхождения спектральных линий выдвигает гипотезу, что каждый данный атом в каждый данный момент времени испускает лишь одну спектральную линию, причем для её испускания он должен находится в особом, возбуждённом состоянии.

1909 год.

Хендрик Антон Лоренц 17 апреля 1909 года читает на 12-м съезде голландских естествоиспытателей обзорный доклад «Гипотеза световых квантов». Упоминая об успехах теории — объяснении закона Стокса, фотоэффекта, фотоионизации, Лоренц подробно останавливается на возражениях против гипотезы. Первым возражением служит физиологическое: согласно исследованиям Иоганна Адольфа Криса (1853—1928) зелёные лучи способны вызвать раздражение глаза в количестве всего лишь 30-60 квантов. Лоренц не считает это количество квантов достаточным для возбуждения тех сложных процессов, которые происходят в глазу, но соглашается, что такое возражение спорно. (Справка: Согласно исследованиям Сергея Ивановича Вавилова (1891—1951) средний минимальный порог зрения составляет 25 фотонов длины волны 510 нм.)

Физические возражения Лоренца относятся к размерам световых квантов. Так как отдельные кванты независимы, то для обеспечения интерференции квант интерферирует сам с собой, что влечет за собой его солидную длину — порядка сантиметров. Но тогда возникает вопрос: если излучение поглощается только целыми квантами, то когда и как это происходит, ведь когда атом достигает первая волна цуга, он не может знать, что дальше цуг-фотон несёт достаточно энергии для поглощения. Также квант должен иметь достаточные поперечные размеры, например, квант излучения с удалённой звезды имеет поперечное сечение порядка 100 квадратных сантиметров. Тогда в зрачок человека попадает лишь малая часть кванта, а поглощение должно вестись целыми квантами, так что видеть звезды мы не должны. (Справка: все дело в квантовой механике.)

21 сентября 1909 года на 81-м съезде немецких естествоиспытателей и врачей Альберт Эйнштейн выступает с программным докладом «О развитии наших воззрений на сущность и строение излучения». Сначала Эйнштейн подчеркивает, что явления интерференции и дифракции приводят к выводу о волновой структуре света. Но существование волн подразумевает среду, в которой они распространяются, то есть эфир, а он отвергнут современной наукой. В то же время согласно теории относительности, устранившей противоречия классической электродинамики, свет обладает энергией, то есть эквивалентом массы. Поэтому свет переносит от тела к телу инертную массу, что роднит эти воззрения с корпускулярной, или, как её называет Эйнштейн, эмиссионной теорией света. В докладе говорится: «Я думаю…, что ближайшая фаза развития теоретической физики приведет нас к теории света, которую можно будет рассматривать как сплав волновой и эмиссионной теории света». В подтверждение этого тезиса он рассматривает следующее из формулы Планка выражение для флуктуаций импульса тонкой пластинки, помещенной в поле чёрнотельного излучения. Эта формула содержит два члена, первый из которых — единственный, следующий из электродинамических соображений об интерференции случайных волн, а второй — единственный, следующий из рассмотрения света как совокупности частичек без массы покоя — фотонов. Обе теории — волновая и эмиссионная, прекрасно объясняют свой член, но пасуют перед вторым, входящим в формулу, справедливость которой практически не вызывает сомнений. Эйнштейн заключает: «Кроме пространственных неравномерностей в распределении количеств движения излучения, вытекающих из волновой теории, существуют ещё другие неравномерности…, которые при незначительных плотностях энергии излучения значительно превосходят влияние первых неравномерностей». При этом Эйнштейн считает причину трудностей волновой теории света состоящей в игнорировании направленности элементарного акта излучения, которое подтверждается опытами с рентгеновскими лучами.

1910 год.

Питер Дебай (1884—1966) выводит формулу Планка, квантуя не энергию состояний осцилляторов материи, а энергию состояний собственных колебаний электромагнитного поля в ящике.

1911 год.

3 февраля 1911 года Макс Планк читает доклад в Немецком физическом обществе. Он признает, что теория квант противоречит представлениям электродинамики и электронной теории, но подчеркивает её полезность в целом ряде исследований, особенно подчеркивая идеи Эйнштейна и Нернста о теплоемкости твердых и жидких тел. Планк пытается усовершенствовать теорию, не прибегая к гипотезе квантов света, противоречивость которой, как ему кажется, наглядно показал Лоренц. Для этого Планк предполагает, что осциллятор поглощает энергию непрерывно, а лишь излучает квантами. Математически это дает постоянную поправку к средней энергии осциллятора — нулевую энергию, которую невозможно отобрать у него даже при охлаждении до абсолютного нуля температуры. Так как поправка постоянна, она не оказывает влияния на плотность чёрнотельного излучения, находящегося в равновесии с осциллятором. В одном из замечаний Планк предполагает, что взаимодействие осцилляторов с электронами может приводить к строго определенному распределению электронов по энергиям, не меняющемуся с температурой, так что электронный газ не будет давать вклада в теплоемкость металлов. Другим интересным моментом является допущение о квантовом характере процессов радиоактивности, в подтверждение которого Планк приводит постоянную скорость α-частиц радиоактивного распада.

7 марта 1911 года Эрнст Резерфорд (1871—1937) читает в Философском обществе Манчестера доклад «Рассеяние α- и β-лучей и строение атома». Вначале он упоминает о результатах применения к рассеянию α-частиц модели атома сэра Томсона, которые были подтверждены в опытах Гроутера. «Однако имеется ряд экспериментов по рассеянию, которые показывают, что α- и β-частицы иногда испытывают отклонения более 90° в единичном столкновении. Например, Гейгер и Марсден (1909) нашли, что незначительная часть α-частиц, падающих на тонкий листок золота, испытывает отклонение больше прямого угла. Такое большое отклонение не может быть объяснено по теории вероятностей, принимая во внимание наблюдаемое экспериментально малое рассеяние. Совершенно определенно кажется, что эти большие отклонения происходят в единичном атомном столкновении.

Чтобы объяснить эти и другие результаты, необходимо предположить, что наэлектризованные частицы проходят через интенсивное электрическое поле в атоме. Рассеяние заряженных частиц может быть объяснено, если предположить такой атом, который состоит из центрального электрического заряда, сосредоточенного в точке и окруженного однородным сферическим распределением противоположного электричества равной величины. При таком устройстве атома α- и β-частицы, когда они проходят на близком расстоянии от центра атома, испытывают большие отклонения, хотя вероятность большого отклонения мала. … [Из этой теории] следует, что число рассеянных частиц на единицу площади для постоянного расстояния от точки падения пучка лучей меняется как <math>\mathrm{cosec}^4(\phi/2)</math>[, φ — угол отклонения частицы]. Этот закон распределения был проверен экспериментально Гейгером для α-частиц и найден справедливым в пределах экспериментальных ошибок.

Из обсуждения общих результатов рассеяния различными материалами центральный заряд атома был найден очень близко пропорциональным его атомному весу. Точное значение заряда центрального ядра не было определено, но для атома золота оно приблизительно равно 100 единицам заряда (Справка: Z(Au)=79)».

25 сентября 1911 года на 83-ем съезде немецких естествоиспытателей и врачей читаются два доклада, посвященных квантовой теории. Первый доклад Фридриха Газенорля (1874—1915) «Об основах механической теории тепла» интересен первой попыткой квантового объяснения спектров атомов. Газенорль применяет теорию Планка к ангармоническому осциллятору, а для квантования уровней его энергии применяет фазовое пространство, выделяя в нём кривые постоянной энергии. Допустимыми из них он считает только те, при переходе к которым интеграл от периода колебаний по энергии равен целому кратному постоянной Планка ∫τdE=nh. Естественно, подбирая форму зависимости периода колебаний от энергии, согласно этой теории можно получить абсолютно любой набор энергетических уровней, что и было продемонстрировано Газенорлем на примере серии Бальмера.

Второй доклад был прочитан Арнольдом Зоммерфельдом и назывался «Квант действия Планка и его общее значение в молекулярной физике». Зоммерфельду предложили выступить на съезде с докладом о теории относительности, но он выбрал квантовую теорию, мотивируя это тем, что теория относительности — шести лет от роду — стала классической, а её почти вдвое старшей сестре — теории квант — так не повезло: «Здесь основные понятия находятся в движении и проблемы неисчислимы. … Ничто не может быть насущнее для современной физики, чем выяснение взглядов на этот вопрос. Здесь находится ключ ситуации, ключ не только для теории излучения, но и для молекулярной структуры материи, и этот ключ сегодня ещё далеко запрятан.» Зоммерфельд указывает на противоречия вывода формулы Планка, которая опирается частью на квантовые, а частью на классические воззрения. В частности, использование дискретных порций энергии идет вразрез с применением классической формулы для связи между средней энергией осциллятора и плотностью излучения.

Затем Зоммерфельд разбирает применения квантовой теории к вопросам теплоёмкости, проведенные Эйнштейном и Нернстом. Именно с этого вопроса квантовая теория приобретает всеобщность, а постоянная Планка — такую же фундаментальность, как и скорость света. Зоммерфельд утверждает: «Само существование молекул рассматривается как функция и следствие кванта действия. Какое-либо электромагнитное или механическое объяснение мне кажется столь же мало уместным и бесперспективным, как и механическое объяснение уравнений Максвелла. … Было бы много полезнее проследить гипотезу во всех её многочисленных следствиях и свести к ней другие явления. Если наша физика нуждается, в чём едва ли можно сомневаться, в новых фундаментальных гипотезах, которые добавились бы как нечто непривычное к электромагнитной картине мира, то, как мне кажется, к этому более других призвана гипотеза кванта действия.»

В оставшейся части доклада Зоммерфельд указывает на другие применения квантовой теории: теорию фотоэффекта, гипотезу Штарка о связи потенциала ионизации с фиолетовой границей полосатого спектра газов и некоторые другие явления, протекающие при низких температурах, например, сверхпроводимость, открытую в 1911 году голландским физиком Хейке Камерлинг-Оннесом (1853—1926). Окончательно Зоммерфельд предлагает свою форму квантового принципа: «При всяком молекулярном процессе молекула поглощает или отдаёт определенное количество действия, имеющее величину постоянной Планка, делённой на два пи».

С 3 октября по 3 ноября 1911 года проходит первый Сольвеевский конгресс «Излучение и кванты». История его возникновения заслуживает отдельного рассказа. Бельгийский промышленник Эрнст Сольвей (1838—1922), изобретатель аммиачного способа производства соды, был близким другом Вальтера Нернста и Хендрика Антона Лоренца. Постоянно слыша от них о бедственном положении в теоретической физике, он подхватил случайно высказанную Нернстом идею об организации конгрессов по животрепещущим проблемам физики и собрал, по словам Лоренца, «небольшой кружок физиков из различных стран, чтобы в многодневных заседаниях обсудить важнейшие проблемы современного естествознания». По окончании конгресса Сольвей в целях материальной поддержки научных исследований по физике учредил Международный институт физики с уставным капиталом в миллион бельгийских франков. Во главе института стал комитет в составе: Хендрик Антон Лоренц — председатель, Мария Кюри-Склодовская и Марсель Бриллюэн — представители Франции, Эмиль Варбург и Вальтер Нернст — Германии, Хейке Камерлинг-Оннес — Голландии, Эрнест Резерфорд — Англии и Мартин Кнудсен — представитель Дании.

Основным событием конгресса стал доклад Макса Планка, в котором он излагал уже знакомый нам вариант теории с нулевой энергией и, в связи с этой теорией, новый метод квантования. В нём предполагается, что в фазовом пространстве системы нельзя говорить о различных состояниях, если они попадают в «элементарную область», которая уже не бесконечно мала, как в классической статистике, а имеет величину площади, равную постоянной Планка. По новой теории допустимые периодические траектории окружают области, кратные «элементарной площади». Для осциллятора это дает уже известное правило квантования E=nhν. Планк отметил, что в этом месте его теория смыкается с теорией Зоммерфельда.

После конгресса 16 декабря 1911 года Планк в докладе Немецкому химическому обществу «О новых термодинамических теориях» дает наиболее полную и плодотворную формулировку третьего начала термодинамики — теоремы Нернста: «Энтропия конденсированного (то есть твёрдого или жидкого) химически гомогенного вещества при нуле абсолютной температуры равна нулю.» Для химически однородного газа классическая термодинамика оставляла в выражении для энтропии аддитивную константу, которая была связана с неопределённостью элементарного объёма фазового пространства. Квантовая теория устраняет этот произвол, вводя точный минимальный объём фазового пространства, а Планк кладёт начало квантовой статистике.

1912 год.

Питер Дебай в работе «К теории удельных теплоемкостей», Макс Борн (1882—1970) и Теодор Карман (1881—1963) в статьях «О колебаниях пространственной решётки», «О теории распределения собственных колебаний точечной решётки» и «К теории удельной теплоёмкости» (1913) развивают близкую к современной теорию теплоёмкости твердых тел, основанную на формуле Планка для средней энергии одного осциллятора — собственного колебания кристаллической решётки.

О. Саккур (1880—1914) и одновременно Г. Тетроде из измерений упругости аргона и паров ртути заключают, что объём элемента фазового пространства атомов газа равен <math>h^3</math>. В следующем году в докладе «Современное значение квантовой гипотезы для кинетической теории газов» Макс Планк подчёркивает, что если это правда, «то тем самым будет получен результат такого фундаментального значения для всей термодинамики и всего учения о химическом сродстве, что я хочу здесь обратиться ко всем тем, кто в состоянии выполнить такого рода измерения, чтобы этот принципиальный вопрос был решён возможно скорее и возможно основательнее». Саккур также впервые записывает соотношение неопределённостей из следующих соображений: рассмотрим большую атомную систему. Вероятность обнаружить один атом в интервале энергий от ε до ε+Δε за время от t до t+Δt будет пропорциональна произведению Δε Δt, но эта же вероятность по эргодической гипотезе равна постоянному числу, поэтому Δε Δt=const=h. Саккур принимает это как определение постоянной Планка и на основании этого выводит закон излучения Планка, уравнение Эйнштейна для теплоёмкости и энтропию идеального газа.

Макс Лауэ (1879—1960), пользуясь ориентировочными данными о длине волны рентгеновского излучения из опытов Вальтера и Поля 1908 года, предлагает использовать в качестве дифракционной решётки для них вещества кристаллического строения. Вальтер Фридрих и Пауль Книппинг воспользовались этой идеей и впервые продемонстрировали дифракцию рентгеновских лучей на кристаллах цинковой обманки, каменной соли и свинцового блеска. В следующем году статья «Интерференционные явления в рентгеновских лучах», состоящая из теоретической (Лауэ) и экспериментальной (Фридрих и Книппинг) частей, напечатана в «Annalen der Physik».

Осенью сын Уильяма Генри Брэгга Уильям Лоуренс Брэгг (р. 1890) делает доклад в Кембриджском философском обществе, содержащий упрощенную теорию дифракции рентгеновских лучей на кристаллах как совокупностях атомных плоскостей.

Молодой аспирант Нильс Бор (1885—1962) приезжает в лабораторию Резерфорда в Манчестере и выдвигает идею о различии изотопов массой и строением ядра, из которой автоматически выводит установленный эмпирически закон смещения Содди.

1913 год.

Генри Мозли (1887—1915), применив к рентгеновскому излучению методику спектрального анализа Брэггов, находит, что антикатоды рентгеновских трубок, изготовленные из различных металлов, имеют различные сериальные спектры, причем частота линий серии может быть выражена законом Мозли <math>\nu=const\cdot(N-a)^2</math>, где <math>N</math> — номер элемента в таблице Менделеева и <math>a</math> — постоянная, имеющая различные значения для разных серий <math>K</math> и <math>L</math>. Все сомнения относительно положений химических элементов в периодической таблице развеиваются.

Планк, Нернст, Рубенс и Варбург представляют кандидатуру Альберта Эйнштейна Берлинской академии наук и в отзыве между прочим пишут: «То, что он [Эйнштейн] в своих рассуждениях иногда выходит за пределы цели, например, в своей гипотезе световых квантов, не следует слишком сильно ставить ему в упрёк.» (?!)

Этап 2. Модель Бора

1913 год.

Нильс Бор (1885—1962) в статье о Резерфорде: «Мои письма к Резерфорду, написанные осенью 1912 года, посвящены продолжавшимся усилиям выяснить роль кванта действия в электронном строении атома Резерфорда, включая сюда проблему молекулярной связи, а также вопросы излучения и магнитные эффекты. Однако вопросы устойчивости, неизбежно возникающие при таких рассмотрениях, резко увеличивали трудности и вынуждали искать более надёжную основу для решения проблемы. После многочисленных попыток использовать квантовые идеи в более строгой форме ранней весной 1913 года мне пришло в голову, что ключом к разрешению проблемы атомной устойчивости, непосредственно приложимым к атому Резерфорда, являются изумительно простые законы, определяющие оптический спектр элементов.»

В марте 1913 года Бор посылает Резерфорду набросок своей первой статьи, посвященной строению атома. Резерфорд в письме Бору от 20 марта 1913 года: «Ваши мысли относительно причин возникновения спектра атома водорода остроумны и представляются хорошо продуманными, однако сочетание идей Планка со старой механикой создает значительные трудности для понимания того, что всё-таки является основой такого рассмотрения. Я обнаружил серьезное затруднение в связи с Вашей гипотезой, в котором Вы, без сомнения, полностью отдаете себе отчёт; оно состоит в следующем: как может знать электрон, с какой частотой он должен колебаться, когда он переходит из одного стационарного состояния в другое? Мне кажется, что Вы вынуждены предположить, что электрон знает заблаговременно, где он собирается остановиться.»

Резерфорд также сделал замечание относительно объёма статьи, но Бор не согласился на сокращение и лично поехал в Манчестер, где уговорил Резерфорда печатать статью полностью. Она появилась в 26-м томе журнала «Philosophical Magazine» и печаталась тремя частями в июльском, сентябрьском и ноябрьском номерах. Из вступления: «Эта статья является попыткой доказать, что применение [постоянной Планка] к модели атома Резерфорда может быть основой теории строения атомов. Далее будет показано, что, исходя из этой теории, мы можем прийти к теории строения молекул.»

Бор начинает с рассмотрения простейшей системы: положительно заряженного массивного ядра и электрона, описывающего замкнутые орбиты вокруг него со скоростью, много меньшей скорости света. При этом становится возможным применять нерелятивистскую классическую механику. Далее Бор без особого подчёркивания пишет: «Предположим в качестве первого допущения, что отсутствует энергия излучения. В этом случае электрон будет описывать стационарные эллиптические орбиты.» Никаких объяснений — только предположение.

Исходя из этого положения, Бор считает, что при переходе электрона с бесконечности на стационарную орбиту он излучает τ квантов энергии с частотой, равной половине частоты его обращения по этой орбите (аналогия с гармоническим осциллятором). Тогда он получает квантовые условия на стационарные орбиты, из энергий которых получаются все известные спектральные серии водорода и предсказывается одна ещё неизвестная в ультрафиолетовом диапазоне спектра. Далее Бор ещё раз формулирует свои основные положения в следующем виде: «1) динамическое равновесие систем в стационарных состояниях можно рассматривать с помощью обычной механики, тогда как переходы системы между различными стационарными состояниями нельзя рассматривать на этой основе; 2) последний процесс влечет за собой испускание однородного излучения, для которого соотношение между частотой и величиной излучаемой энергии будет тем, какое дает теория Планка».

При обсуждении спектра атома водорода Бор приводит в пользу своей теории следующий аргумент: в спектрах небесных тел наблюдается до 33 линий серии Бальмера, а в лабораторных условиях не получают более 12. Такое различие свидетельствует лишь о том, что газ на звёздах весьма разряжён, так как там сохраняются в неизменном виде даже достаточно большие атомы с низкими энергиями связи.

Переходя к другим элементам, Бор отождествляет термы Ридберга — Ритца со стационарными состояниями и высказывает идею о приближенном описании многоэлектронных систем атомов и молекул с помощью модели оболочек, родственной Томсоновской. Также Бор возвращается к вопросу обоснования выбора излучения половинной частоты. Здесь он впервые пользуется своим знаменитым принципом соответствия. Для слабо связанных систем при большом числе излучавшихся квантов τ (большом номере уровня) он получает выражения для частоты квантов, испускаемых при переходе на соседний уровень, и приравнивает их близким частотам обращения электронов по орбитам, считая, что для такой системы должны выполняться правила классической электродинамики, то есть частота излучения должна совпадать с частотой колебаний. Применяя принципы классической механики, Бор также получает замечательное свойство стационарных орбит — кратность углового момента электрона на них величине h/2π.

Бор рассматривает следствия сформулированных ранее принципов и приходит к идее резонансного поглощения: «Допустим, что мы рассматриваем излучение, испущенное во время перехода системы между стационарными состояниями 1 и 2… Так как необходимое условие испускания рассматриваемого излучения заключалось в наличии систем в состоянии 1, то мы должны принять, что необходимым условием поглощения является наличие систем в состоянии 2.» Бор подчёркивает, что такая точка зрения не согласуется с обычной электродинамикой, так как в ней возможно и поглощение нерезонансных частот. В подтверждение своей точки зрения Бор приводит результаты опытов выдающегося американского физика-экспериментатора Роберта Вуда (1868—1955) по поглощению света парами натрия. Далее Бор распространяет свою идею и на взаимодействия электронов, считая их подчиняющимся квантовым закономерностям: при столкновении «связанный электрон не может потреблять энергии меньше, чем разность энергий между двумя последующими стационарными состояниями, и, следовательно, свободный электрон не может потерять энергии, меньшей этой величины».

Во второй части статьи Бор рассматривает многоэлектронные атомы, развивая оригинальную модель оболочек. В третьей части, аналогично второй, рассматриваются молекулы и обсуждается природа химической связи.

20 декабря 1913 года в Физическом обществе в Копенгагене Бор читает доклад «О спектре водорода»: «следует думать, что при излучении система переходит из одного состояния в другое; мы назовём эти состояния стационарными для обозначения того, что они являются остановками, между которыми происходит излучение энергии, соответствующее данной спектральной линии… Мы не имеем права ожидать… простой связи между числом обращений электрона и частотой колебаний излучения… Как и почему происходит излучение — об этом нет речи в наших рассуждениях… Только в одном пункте мы можем ожидать связи с нашими обычными представлениями. Можно ожидать, что излучение длинных электромагнитных волн может вычисляться согласно классической электродинамике.» Бор новым методом, исходя из соответствия вычисляемых уровней атома водорода наблюдаемым и вновь используя принцип соответствия, получает структуру энергетических уровней атома водорода и разъясняет происхождение «половинных» серий в спектре смеси водорода и гелия, отождествив их с линиями ионизированного гелия, причем после учета перехода к приведенной массе электрона возникает совпадение теории с экспериментом до пятого знака. Это был триумф теории Бора, первый из многих.

Параллельно Томсон 11 сентября 1913 года пытается связать свою модель атома с квантовыми свойствами атомных систем. Он специфически подобранными силами получает Планковское соотношение между энергией и частотой, но по сравнению с моделью Бора модель Томсона выглядит довольно-таки искусственно.

Одновременно уже упоминавшийся Конвей публикует статью «Электромагнитная гипотеза о происхождении спектральных серий», в которой развивает модель атома Томсона в предположении его вращения и внутренних колебаний, подобных колебаниям идеального газа в замкнутом сосуде. Идея та же — получить соотношение Планка.

В том же 26-м томе «Philosophical Magazine» в декабрьском номере Мозли публикует статью о том, что постоянная в законе Мозли с большой точностью равна ¾ постоянной Ридберга, естественно вошедшей в теорию Бора.

Йоханнес Штарк открывает долгожданный эффект расщепления спектральных линий в электрическом поле. Эмиль Варбург (1846—1931) пытается построить теорию эффекта Штарка на основе исходной теории Бора, пользуясь боровским условием частот, и получает расщепление линий водорода на две компоненты, в то время как эксперимент дает пять компонент. Варбург делает вывод, что теория Бора нуждается в дополнении и расширении.

1914 год.

Джеймс Франк (1882—1964) и Густав Герц (1887—1975) проводят свой знаменитый опыт, но неправильно интерпретируют его. Падение тока при энергии электронов в 4,9 эВ они верно связывают с неупругими столкновениями с атомами ртути, но при этих столкновениях не происходит ионизации, как предполагают Франк и Герц, а происходит возбуждение атомов ртути на первый резонансный уровень, сопровождаемое появлением в излучении паров резонансной линии 253,7 нм, как показывают Вильям Моррис Дэвис (1850—1934) и Ф. С. Гуше в 1917 году.

1915 год.

Вильям Вильсон в Англии, Арнольд Зоммерфельд в Германии и Джун Ишивара в Японии одновременно рассматривают теорию Бора с некруговыми орбитами, пользуясь правилами квантования в форме ∫pdq=nh по каждой из координат (принцип Саккура — Планка).

Вильям Дюан (1872—1935) и Ф. Л. Хант открывают закон, определяющий коротковолновую границу рентгеновского спектра, соответствующий предсказанию Эйнштейна 1909 года.

1916 год.

Зоммерфельд в своей работе «К квантовой теории спектральных линий» разделяет радиальную и угловую переменные для электрона в атоме и вводит для каждой своё квантовое число. Тем не менее, в окончательную форму энергии эти числа входят в виде суммы. Впервые появляется квантовое вырождение уровней. Для ограничения количества переходов Зоммерфельд вводит понятие правил отбора, но причины для их появления являются пока ещё скорее умозрительными. Зоммерфельд также рассматривает пространственное квантование орбит, рассматривая задачу в трёх измерениях, и приходит к выводу о существовании лишь конечного числа возможных углов проекций орбиты на произвольную ось в пространстве — для орбиты с главным квантовым числом n, в частности, существует лишь 2n+1 различная проекция. Используя этот результат, Зоммерфельд в работе «К теории эффекта Зеемана линий водорода с добавлением об эффекте Штарка» объясняет нормальный эффект Зеемана для водорода. Теория эффекта Штарка разрабатывается независимо Павлом Зигмундовичем Эпштейном и Карлом Шварцшильдом (1873—1916). Оказывается, что для водорода частично снимается вырождение, причем действительная картина расщепления совпадает с теоретической. Зоммерфельд анализирует оба вывода и замечает, что в обоих случаях плодотворным оказался формализм Гамильтона — Якоби. Во второй части своей работы Зоммерфельд рассматривает релятивистские эффекты для атома водорода и выясняет, что они непосредственно связаны с постоянной тонкой структуры. Зоммерфельд объясняет тонкую структуру линий водорода и дублетность линий характеристического рентгеновского спектра.

Павел Сигизмундович Эренфест (1880—1933) в статье «Адиабатические инварианты и квантовая теория» окончательно формулирует гипотезу адиабатических инвариантов, которая стала одним из наиболее мощных методов в квантовой теории до появления квантовой механики. В двух словах адиабатическая гипотеза сводится к ограничениям на выбор величин, которые надо квантовать в заданной системе: квантовать можно только адиабатические инварианты, то есть величины, которые остаются неизменными при медленном (адиабатическом) воздействии на систему.

1917 год.

Альберт Эйнштейн в статье «К квантовой теории излучения» вводит знаменитые гипотезы об обмене энергии излучением: гипотеза спонтанного испускания и гипотеза об облучении. Эйнштейн вводит понятие вынужденного испускания и на основе введения так называемых коэффициентов Эйнштейна выводит формулу Планка. Далее на основании рассмотрения флуктуаций излучения и предположения о ненарушении статистики Максвелла при равновесии вещества с излучением он делает вывод, что при испускании молекула получает импульс отдачи, равный энергии, делённой на скорость света, что служит ещё одним подтверждением гипотезы световых квантов. В то же время Эйнштейн не удовлетворен: новая теория не позволяет предсказать направление испускания кванта света.

1918 год.

Бор выступает в Копенгагене с докладом «О квантовой теории линейчатых спектров». На основании ранее уже использовавшегося в теории атома водорода принципа соответствия Бор делает вывод, что для больших квантовых чисел не только частота, но и интенсивность излучения будет равна соответствующей классической, и «дальнейшее рассмотрение приводит нас к тому, что эта своеобразная связь является общим законом переходов между стационарными состояниями; мы должны предположить, что возможность перехода между двумя стационарными состояниями связана с наличием определенной гармонической компоненты в движении системы». Это правило позволило прояснить ранее туманный смысл правил отбора, найденных в том же году А. Рубиновичем: возможны лишь такие переходы, при которых изменение азимутального квантового числа не больше 1 по модулю. Дополнительно оно позволило объяснить наблюдаемые поляризации и даже интенсивности компонент расщепления спектральных линий в эффектах Зеемана и Штарка.

1919—1924 годы.

Количество работ по измерению потенциалов возбуждения и ионизации атомов электронным ударом после Первой мировой войны растёт, как снежный ком. Окончательно установлен потенциал ионизации гелия — 24,5 эВ. Он находится в резком противоречии с моделью Бора, которая дает 28,75 эВ. Одновременно число боровских моделей с различным размещением электронов увеличивается в геометрической прогрессии. Этими моделями занимаются: Смекаль, Коссель, Льюис, сам Бор, Зоммерфельд, Лэнгмюр, Борн, Ланде, Гейзенберг, Крамерс, Рождественский, и т. д.

1920 год.

Зоммерфельд для объяснения появления дублетов и триплетов вводит новое квантовое число — внутреннее j. Оно может изменяться по правилам отбора Δj=0,±1, оно больше нуля и равняется j=k±1/2.

1921 год.

Отто Штерн (1888—1969) и Вальтер Герлах (1889—1979) проводят знаменитый опыт по пропусканию молекулярного пучка через неоднородное магнитное поле. Пучок атомов серебра расщепляется на два, соответствующие магнитному моменту атома в 1 магнетон Бора. Зоммерфельд, предсказывавший похожий эффект пространственного квантования ранее, называет явление квантованием направлений. Встает вопрос — почему на опыте из трёх предсказанных компонент наблюдаются лишь две.

Эрвин Шрёдингер (1887—1960) для объяснения особенностей спектров щелочных металлов вводит различие между проникающими и непроникающими орбитами внешнего электрона, которые соответственно заходят и не заходят в электронное облако остальных электронов.

Альфред Ланде (1888—1976) развивает идеи Зоммерфельда и формально описывает аномальный эффект Зеемана через векторную модель атома, вводя множитель Ланде.

1922 год.

Артур Комптон (1892—1962) открывает эффект Комптона — рассеяние рентгеновских лучей на электронах с изменением длины волны. Чуть позже независимо от него для объяснения наблюдаемых при рассеянии рентгеновских лучей на кристаллах явлений Дебай предлагает аналогичную теорию. Это куп-де-грас (добивающий удар) для волновой теории. Противоречие между волновой и корпускулярной теориями света достигает пика.

1923 год.

Рудольф Ладенбург (1882—1952) в статье «Абсорбция, рассеяние, и дисперсия в боровской теории атома» развивает общедисперсионный подход в духе эйнштейновского подхода к излучению. Хендрик Антони Крамерс развивает этот подход до его пределов, получая дисперсионную формулу Крамерса — «квантовую механику без квантовой механики».

Луи де Бройль в трех статьях и диссертации (1924) развивает волновую теорию материи. Он сопоставляет частицам волны и записывает релятивистское уравнение волны для свободной частицы. На его основании де Бройль выводит формулу Планка, энтропию идеального газа, разрешает противоречие со скоростями: фазовая скорость «волн материи» больше скорости света, но групповая — меньше.

1924 год.

В Ленинграде Абрам Федорович Иоффе (1880—1960) и Николай Иванович Добронравов (1891—1949) докладывают об опыте с пылинкой в конденсаторе. Заряженная пылинка, видимая в микроскоп, висит в конденсаторе, поддерживаемая электрическим полем. Время от времени на микро-рентгеновскую трубку подаются импульсы тока. Если бы излучение распространялось во все стороны одинаково, то один квант, необходимый для вырывания электрона из пылинки, мог бы набраться лишь за миллион включений, а реально пылинки ионизируются намного раньше. Поэтому излучение должно распространяться компактными квантами.

Макс Борн и Вернер Гейзенберг рассчитывают поправки к термам щелочных металлов по теории возмущений, принимая, что возмущения, действующие на внешний оптический электрон, возникают из-за того, что он поляризует в остальном симметричный остов атома. Теория дает верные результаты, но при дробных значениях орбитального момента внешнего электрона. (Справка: не учитывали спин.)

Вольфганг Паули для объяснения спектров вводит понятие «квантовой двузначности, не поддающейся классическому описанию».

Для устранения противоречий между волновой и квантовой теорией света Бор, Крамерс и Слэтер выдвигают тезис о неверности закона сохранения энергии и развивают теорию «виртуальных волн». Они якобы непрерывно излучаются электроном, который движется по стационарной орбите, не теряя энергии. Энергии, таким образом, эти волны не несут, но индуцируют способность электрона к квантовым скачкам. При скачке энергия не излучается, она просто либо возникает неоткуда, либо уходит в никуда, но излучаемые виртуальные волны заставляют в среднем закон сохранения энергии выполняться, он неприменим лишь для данного конкретного атома, электрона и т. д.

Нильс Бор всё ещё скептичен по отношению к квантовой природе света: «Даже если Эйнштейн пришлет мне телеграмму с сообщением об окончательном доказательстве реальности световых квантов, то и тогда она дойдет до меня только благодаря существованию радиоволн.»

1925 год.

Ральф Крониг узнает о письме Паули к Ланде, в котором тот описывает состояние электронов в атоме в магнитном поле посредством 4 квантовых чисел: главного <math>n</math>, азимутального <math>l</math>, магнитного <math>m_1 = m+m_s</math> и числа, характеризующего взаимодействие электрона с магнитным полем, <math>m_2 = m+2m_s</math>, причем электроны не могут одновременно находится в состояниях, в которых все числа совпадают. Крониг предлагает в качестве модели с такой характеристикой вращающийся электрон. Он сообщил это Паули, на что тот ответил: «это очень остроумная выдумка», но не поддержал, так как был абсолютно уверен, что его «двузначность» модельным представлениям не поддается. Не встретив понимания также со стороны Гейзенберга, Крамерса и Бора, Крониг отказался от идеи.

Джорджу Юджину Уленбеку и Сэмюэлю Абрахаму Гаудсмиту повезло в этом отношении больше. Они встретились у Эренфеста летом 1925 года. Гаудсмит уже был специалистом по сложным спектрам, и ему удалось несколько упростить теорию Паули при условии замены двух последних его квантовых чисел магнитными числами Ланде. Когда они поразмыслили над этой работой, оказалось, что это можно себе представить как четвертую степень свободы электрона, которую можно представить спином — вращением электрона. Они написали об этом краткую заметку, а Эренфест сразу же отправил её в «Naturwissenschaften». Уленбек и Гаудсмит решили посоветоваться с Лоренцем. Он радушно принял их, а когда уяснил, в чём дело, сказал, что он и сам об этом думал, но для того, чтобы у электрона был такой магнитный момент, его поверхность должна вращаться со скоростью, большей скорости света. Уленбек и Гаудсмит пришли в ужас и потребовали статью обратно, на что Эренфест сказал, что уже поздно, и: «Вы оба достаточно молоды, чтобы позволить себе делать глупости». Позже Томас в письме к Гаудсмиту писал: «Я полагаю, что тебе и Уленбеку очень повезло, что ваша работа о вращающемся электроне была опубликована до того, как об этом услышал Паули. Похоже, что Крониг больше года назад думал о вращающемся электроне и что-то разработал по этому вопросу. Первый человек, которому он это показал, был Паули. Паули высмеял это дело до такой степени, что первый человек стал и последним, и никто больше об этом ничего не услышал.»

Паули публикует статью «О связи заполнения атомных оболочек в атоме со сложным строением поля», в которой находит своё окончательное выражение принцип запрета Паули.

Шатьендранат Бозе посылает Эйнштейну статью «Закон Планка и гипотеза о световых квантах», в которой впервые развита теория неразличимых частиц в фазовом пространстве. Эйнштейн переводит её и публикует, а затем прилагает этот метод к идеальному газу. Первая корректная квантовая статистика разработана.

Опыты Вальтера Боте (1891—1957) и Ганса Гейгера (1882—1945) подтверждают справедливость законов сохранения для каждого отдельного акта взаимодействия рентгеновского излучении с веществом путём подсчета коррелированных фотоэлектронов и квантов излучения… Теория Бора — Крамерса — Слэтера терпит крах.

Паули пишет Кронигу в письме от 21 мая 1925 года: «Физика теперь снова зашла в тупик, во всяком случае, она для меня слишком трудна, и я предпочел бы быть комиком в кино или кем-нибудь вроде этого и не слышать ничего о физике.»

Этап 3. Квантовая механика

1925 год.

В это время Гейзенберг проходит курс лечения на острове Гельголланд (сбежал от сенной лихорадки). Здесь он занялся проблемой ангармонического осциллятора. Гейзенберг — Кронигу от 5 июня 1925 года: «В этой схеме мне больше всего нравится то, что все взаимодействия атома с внешним миром на самом деле можно свести к вероятности перехода (отвлекаясь от случаев вырождения). Не нравится мне прежде всего математическая сторона… Физический смысл вышеизложенной схемы вычисления интенсивностей также выглядит весьма странно».

Гейзенберг — Паули от 24 июня 1925 года: «Основная аксиома состоит в том, что при вычислении каких-либо величин, например, энергии, частоты и т. д., должны использоваться только соотношения между принципиально наблюдаемыми величинами».

Паули такая установка понравилась, и он поощрял Гейзенберга к работе в том же направлении. 29 июня 1925 года Гейзенберг представил в редакцию журнала «Zeitschrift für Physik» статью «О квантовотеоретическом истолковании кинематических и механических соотношений». Это первая попытка рассмотрения ангармонического осциллятора средствами, составляющими современную квантовую механику. Наблюдаемые величины у Гейзенберга — матрицы, которые перемножаются по правилам матричного исчисления, которого Гейзенберг не знал, поэтому сильно переживал, что их произведение некоммутативно. 27 сентября Борн и Паскуаль Йордан отправили в тот же журнал статью с более общим изложением основ квантовой механики, а 16 ноября — статью с общей разработкой математического аппарата матричного формализма.

Паули — Кронигу от 9 октября 1925 года: «Механика Гейзенберга вновь вернула мне радость и надежду. Хотя она и не дает решения загадки, но я верю, что теперь снова можно двигаться вперед. Прежде всего надо освободить механику Гейзенберга от геттингенской формальной оболочки, чтобы лучше раскрыть её физическое содержание».

Гейзенберг: «Сам я был тогда несколько удручён тем, что мне никак не удавалось вывести из новой теории простой спектр водорода. Однако уже в октябре того же года Паули преподнес мне сюрприз: законченную квантовую механику атома водорода. Мой ответ от 3 ноября начинался словами: „Едва ли нужно писать, как сильно я радуюсь новой теории атома водорода и насколько велико мое удивление, что Вы смогли так быстро её разработать“».

В том же году Поль Адриен Морис Дирак (1902—1984) выступает со своей трактовкой квантовой механики через алгебру векторов состояний и линейных операторов над ними.

1926 год.

После создания матричной квантовой механики Макс Борн и Вернер Гейзенберг решили проконсультироваться у Гильберта, существует ли область математики, в которой применялся бы подобный формализм. Гильберт ответил им, что с похожими матрицами он встречался, когда разбирал вопросы существования решений дифференциальных уравнений второго порядка в частных производных. Физикам показалось, что математик их не понял, и они решили не изучать далее этот вопрос. Менее чем через полгода Эрвин Шрёдингер создал волновую квантовую механику, основное уравнение которой — уравнение Шрёдингера, является уравнением второго порядка в частных производных, и доказал эквивалентность обоих подходов: старого матричного и нового волнового.

27 января 1926 года в редакцию журнала «Annalen der Physik» приходит статья Эрвина Шрёдингера (1887—1960) «Квантование как проблема собственных значений» о поиске энергетических уровней атома водорода как собственных значений дифференциального уравнения. 23 февраля Шрёдингер присылает второе сообщение, в котором выводит уравнение Шрёдингера в общем виде.

18 марта 1926 года Шрёдингер доказывает эквивалентность матричной и волновой механики. 10 мая — новое сообщение Шрёдингера: теория возмущений и эффект Штарка. Шрёдингер пытается истолковать волновую функцию как базисный физический концепт — поле, а частицы — как волновые пакеты, но сталкивается с трудностями — волновые пакеты со временем расплываются. Завязалась острая многолетняя (четверть века) дискуссия – в чём же заключается сущность шрёдингеровских волн? Что именно колеблется в пространстве, окружающем ядро атома водорода? Чем является электрон в атоме — волновым пакетом или элементарной частицей? Лишь только в 1950 году Шрёдингер присоединился к вероятностной трактовке сущности волн.

Борн публикует вероятностную интерпретацию волновой функции Шрёдингера.

Энрико Ферми (1901—1954) и независимо от него Дирак выводят статистику частиц с антисимметричными волновыми функциями — вторую корректную квантовую статистику.

1927 год.

Вернер Гейзенберг публикует статью «О наглядном содержании квантовотеоретической кинематики и механики», в которой элементарно выводится соотношение неопределённостей.

Бор публикует принцип дополнительности, обобщающий соотношения неопределённостей и раскрывающий корпускулярно-волновой дуализм.

Паули публикует статью, в которой вводит в уравнение Шрёдингера спин (коэффициент 2 вставляет руками) — уравнение Паули.

Дирак вводит в квантовую механику метод вторичного квантования.

1928 год.

Дирак после долгих попыток извлекает корень квадратный из оператора Д’Аламбера и получает основное уравнение квантовой механики — уравнение Дирака, из которого, как из рога изобилия сыплются: коэффициент 2, позитроны, бесконечные энергии, перенормировки, квантовая электродинамика, Дайсон, Швингер, Фейнман и ускорители.

См. также

• Старая квантовая теория

Литература

• Гейзенберг В., Шредингер Э., Дирак П. А. М. [eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/GeizenbergShredingerDirak1934ru.djvu Современная квантовая механика. Три нобелевских доклада.] Л.-М.: Гостехиздат, 1934.
• Данин Д. С. Неизбежность странного мира. — 1961.
• Джеммер М. [ivanik3.narod.ru/linksJemer.html Эволюция понятий квантовой механики. М.: Наука, 1985. — 384с.]
• Клайн Б. В поисках. Физики и квантовая теория. Пер с англ. М.: Атомиздат, 1971. — 288с.
• Кудрявцев, П. С. [historik.ru/books/item/f00/s00/z0000027/ Курс истории физики]. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Просвещение, 1982. — 448 с.
• Спасский Б. И. [osnovanija.narod.ru/history.html История физики, в двух томах]. — Изд. 2-е. — М.: Высшая школа, 1977.
• Уиттекер Э. История теории эфира и электричества. Современные теории 1900—1926. Пер с англ. Москва, Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2004. — 464с. (Главы 3-4, 6, 8-9)
• Хунд Ф. История квантовой теории. Пер с нем. Киев: Наукова думка, 1980. — 244с.

Отрывок, характеризующий История возникновения квантовой физики

Когда происходили последние содрогания тела, оставляемого духом, княжна Марья и Наташа были тут.
– Кончилось?! – сказала княжна Марья, после того как тело его уже несколько минут неподвижно, холодея, лежало перед ними. Наташа подошла, взглянула в мертвые глаза и поспешила закрыть их. Она закрыла их и не поцеловала их, а приложилась к тому, что было ближайшим воспоминанием о нем.
«Куда он ушел? Где он теперь?..»

Когда одетое, обмытое тело лежало в гробу на столе, все подходили к нему прощаться, и все плакали.
Николушка плакал от страдальческого недоумения, разрывавшего его сердце. Графиня и Соня плакали от жалости к Наташе и о том, что его нет больше. Старый граф плакал о том, что скоро, он чувствовал, и ему предстояло сделать тот же страшный шаг.
Наташа и княжна Марья плакали тоже теперь, но они плакали не от своего личного горя; они плакали от благоговейного умиления, охватившего их души перед сознанием простого и торжественного таинства смерти, совершившегося перед ними.



Для человеческого ума недоступна совокупность причин явлений. Но потребность отыскивать причины вложена в душу человека. И человеческий ум, не вникнувши в бесчисленность и сложность условий явлений, из которых каждое отдельно может представляться причиною, хватается за первое, самое понятное сближение и говорит: вот причина. В исторических событиях (где предметом наблюдения суть действия людей) самым первобытным сближением представляется воля богов, потом воля тех людей, которые стоят на самом видном историческом месте, – исторических героев. Но стоит только вникнуть в сущность каждого исторического события, то есть в деятельность всей массы людей, участвовавших в событии, чтобы убедиться, что воля исторического героя не только не руководит действиями масс, но сама постоянно руководима. Казалось бы, все равно понимать значение исторического события так или иначе. Но между человеком, который говорит, что народы Запада пошли на Восток, потому что Наполеон захотел этого, и человеком, который говорит, что это совершилось, потому что должно было совершиться, существует то же различие, которое существовало между людьми, утверждавшими, что земля стоит твердо и планеты движутся вокруг нее, и теми, которые говорили, что они не знают, на чем держится земля, но знают, что есть законы, управляющие движением и ее, и других планет. Причин исторического события – нет и не может быть, кроме единственной причины всех причин. Но есть законы, управляющие событиями, отчасти неизвестные, отчасти нащупываемые нами. Открытие этих законов возможно только тогда, когда мы вполне отрешимся от отыскиванья причин в воле одного человека, точно так же, как открытие законов движения планет стало возможно только тогда, когда люди отрешились от представления утвержденности земли.

После Бородинского сражения, занятия неприятелем Москвы и сожжения ее, важнейшим эпизодом войны 1812 года историки признают движение русской армии с Рязанской на Калужскую дорогу и к Тарутинскому лагерю – так называемый фланговый марш за Красной Пахрой. Историки приписывают славу этого гениального подвига различным лицам и спорят о том, кому, собственно, она принадлежит. Даже иностранные, даже французские историки признают гениальность русских полководцев, говоря об этом фланговом марше. Но почему военные писатели, а за ними и все, полагают, что этот фланговый марш есть весьма глубокомысленное изобретение какого нибудь одного лица, спасшее Россию и погубившее Наполеона, – весьма трудно понять. Во первых, трудно понять, в чем состоит глубокомыслие и гениальность этого движения; ибо для того, чтобы догадаться, что самое лучшее положение армии (когда ее не атакуют) находиться там, где больше продовольствия, – не нужно большого умственного напряжения. И каждый, даже глупый тринадцатилетний мальчик, без труда мог догадаться, что в 1812 году самое выгодное положение армии, после отступления от Москвы, было на Калужской дороге. Итак, нельзя понять, во первых, какими умозаключениями доходят историки до того, чтобы видеть что то глубокомысленное в этом маневре. Во вторых, еще труднее понять, в чем именно историки видят спасительность этого маневра для русских и пагубность его для французов; ибо фланговый марш этот, при других, предшествующих, сопутствовавших и последовавших обстоятельствах, мог быть пагубным для русского и спасительным для французского войска. Если с того времени, как совершилось это движение, положение русского войска стало улучшаться, то из этого никак не следует, чтобы это движение было тому причиною.
Этот фланговый марш не только не мог бы принести какие нибудь выгоды, но мог бы погубить русскую армию, ежели бы при том не было совпадения других условий. Что бы было, если бы не сгорела Москва? Если бы Мюрат не потерял из виду русских? Если бы Наполеон не находился в бездействии? Если бы под Красной Пахрой русская армия, по совету Бенигсена и Барклая, дала бы сражение? Что бы было, если бы французы атаковали русских, когда они шли за Пахрой? Что бы было, если бы впоследствии Наполеон, подойдя к Тарутину, атаковал бы русских хотя бы с одной десятой долей той энергии, с которой он атаковал в Смоленске? Что бы было, если бы французы пошли на Петербург?.. При всех этих предположениях спасительность флангового марша могла перейти в пагубность.
В третьих, и самое непонятное, состоит в том, что люди, изучающие историю, умышленно не хотят видеть того, что фланговый марш нельзя приписывать никакому одному человеку, что никто никогда его не предвидел, что маневр этот, точно так же как и отступление в Филях, в настоящем никогда никому не представлялся в его цельности, а шаг за шагом, событие за событием, мгновение за мгновением вытекал из бесчисленного количества самых разнообразных условий, и только тогда представился во всей своей цельности, когда он совершился и стал прошедшим.
На совете в Филях у русского начальства преобладающею мыслью было само собой разумевшееся отступление по прямому направлению назад, то есть по Нижегородской дороге. Доказательствами тому служит то, что большинство голосов на совете было подано в этом смысле, и, главное, известный разговор после совета главнокомандующего с Ланским, заведовавшим провиантскою частью. Ланской донес главнокомандующему, что продовольствие для армии собрано преимущественно по Оке, в Тульской и Калужской губерниях и что в случае отступления на Нижний запасы провианта будут отделены от армии большою рекою Окой, через которую перевоз в первозимье бывает невозможен. Это был первый признак необходимости уклонения от прежде представлявшегося самым естественным прямого направления на Нижний. Армия подержалась южнее, по Рязанской дороге, и ближе к запасам. Впоследствии бездействие французов, потерявших даже из виду русскую армию, заботы о защите Тульского завода и, главное, выгоды приближения к своим запасам заставили армию отклониться еще южнее, на Тульскую дорогу. Перейдя отчаянным движением за Пахрой на Тульскую дорогу, военачальники русской армии думали оставаться у Подольска, и не было мысли о Тарутинской позиции; но бесчисленное количество обстоятельств и появление опять французских войск, прежде потерявших из виду русских, и проекты сражения, и, главное, обилие провианта в Калуге заставили нашу армию еще более отклониться к югу и перейти в середину путей своего продовольствия, с Тульской на Калужскую дорогу, к Тарутину. Точно так же, как нельзя отвечать на тот вопрос, когда оставлена была Москва, нельзя отвечать и на то, когда именно и кем решено было перейти к Тарутину. Только тогда, когда войска пришли уже к Тарутину вследствие бесчисленных дифференциальных сил, тогда только стали люди уверять себя, что они этого хотели и давно предвидели.


Знаменитый фланговый марш состоял только в том, что русское войско, отступая все прямо назад по обратному направлению наступления, после того как наступление французов прекратилось, отклонилось от принятого сначала прямого направления и, не видя за собой преследования, естественно подалось в ту сторону, куда его влекло обилие продовольствия.
Если бы представить себе не гениальных полководцев во главе русской армии, но просто одну армию без начальников, то и эта армия не могла бы сделать ничего другого, кроме обратного движения к Москве, описывая дугу с той стороны, с которой было больше продовольствия и край был обильнее.
Передвижение это с Нижегородской на Рязанскую, Тульскую и Калужскую дороги было до такой степени естественно, что в этом самом направлении отбегали мародеры русской армии и что в этом самом направлении требовалось из Петербурга, чтобы Кутузов перевел свою армию. В Тарутине Кутузов получил почти выговор от государя за то, что он отвел армию на Рязанскую дорогу, и ему указывалось то самое положение против Калуги, в котором он уже находился в то время, как получил письмо государя.
Откатывавшийся по направлению толчка, данного ему во время всей кампании и в Бородинском сражении, шар русского войска, при уничтожении силы толчка и не получая новых толчков, принял то положение, которое было ему естественно.
Заслуга Кутузова не состояла в каком нибудь гениальном, как это называют, стратегическом маневре, а в том, что он один понимал значение совершавшегося события. Он один понимал уже тогда значение бездействия французской армии, он один продолжал утверждать, что Бородинское сражение была победа; он один – тот, который, казалось бы, по своему положению главнокомандующего, должен был быть вызываем к наступлению, – он один все силы свои употреблял на то, чтобы удержать русскую армию от бесполезных сражений.
Подбитый зверь под Бородиным лежал там где то, где его оставил отбежавший охотник; но жив ли, силен ли он был, или он только притаился, охотник не знал этого. Вдруг послышался стон этого зверя.
Стон этого раненого зверя, французской армии, обличивший ее погибель, была присылка Лористона в лагерь Кутузова с просьбой о мире.
Наполеон с своей уверенностью в том, что не то хорошо, что хорошо, а то хорошо, что ему пришло в голову, написал Кутузову слова, первые пришедшие ему в голову и не имеющие никакого смысла. Он писал:

«Monsieur le prince Koutouzov, – писал он, – j'envoie pres de vous un de mes aides de camps generaux pour vous entretenir de plusieurs objets interessants. Je desire que Votre Altesse ajoute foi a ce qu'il lui dira, surtout lorsqu'il exprimera les sentiments d'estime et de particuliere consideration que j'ai depuis longtemps pour sa personne… Cette lettre n'etant a autre fin, je prie Dieu, Monsieur le prince Koutouzov, qu'il vous ait en sa sainte et digne garde,
Moscou, le 3 Octobre, 1812. Signe:
Napoleon».
[Князь Кутузов, посылаю к вам одного из моих генерал адъютантов для переговоров с вами о многих важных предметах. Прошу Вашу Светлость верить всему, что он вам скажет, особенно когда, станет выражать вам чувствования уважения и особенного почтения, питаемые мною к вам с давнего времени. Засим молю бога о сохранении вас под своим священным кровом.
Москва, 3 октября, 1812.
Наполеон. ]

«Je serais maudit par la posterite si l'on me regardait comme le premier moteur d'un accommodement quelconque. Tel est l'esprit actuel de ma nation», [Я бы был проклят, если бы на меня смотрели как на первого зачинщика какой бы то ни было сделки; такова воля нашего народа. ] – отвечал Кутузов и продолжал употреблять все свои силы на то, чтобы удерживать войска от наступления.
В месяц грабежа французского войска в Москве и спокойной стоянки русского войска под Тарутиным совершилось изменение в отношении силы обоих войск (духа и численности), вследствие которого преимущество силы оказалось на стороне русских. Несмотря на то, что положение французского войска и его численность были неизвестны русским, как скоро изменилось отношение, необходимость наступления тотчас же выразилась в бесчисленном количестве признаков. Признаками этими были: и присылка Лористона, и изобилие провианта в Тарутине, и сведения, приходившие со всех сторон о бездействии и беспорядке французов, и комплектование наших полков рекрутами, и хорошая погода, и продолжительный отдых русских солдат, и обыкновенно возникающее в войсках вследствие отдыха нетерпение исполнять то дело, для которого все собраны, и любопытство о том, что делалось во французской армии, так давно потерянной из виду, и смелость, с которою теперь шныряли русские аванпосты около стоявших в Тарутине французов, и известия о легких победах над французами мужиков и партизанов, и зависть, возбуждаемая этим, и чувство мести, лежавшее в душе каждого человека до тех пор, пока французы были в Москве, и (главное) неясное, но возникшее в душе каждого солдата сознание того, что отношение силы изменилось теперь и преимущество находится на нашей стороне. Существенное отношение сил изменилось, и наступление стало необходимым. И тотчас же, так же верно, как начинают бить и играть в часах куранты, когда стрелка совершила полный круг, в высших сферах, соответственно существенному изменению сил, отразилось усиленное движение, шипение и игра курантов.


Русская армия управлялась Кутузовым с его штабом и государем из Петербурга. В Петербурге, еще до получения известия об оставлении Москвы, был составлен подробный план всей войны и прислан Кутузову для руководства. Несмотря на то, что план этот был составлен в предположении того, что Москва еще в наших руках, план этот был одобрен штабом и принят к исполнению. Кутузов писал только, что дальние диверсии всегда трудно исполнимы. И для разрешения встречавшихся трудностей присылались новые наставления и лица, долженствовавшие следить за его действиями и доносить о них.
Кроме того, теперь в русской армии преобразовался весь штаб. Замещались места убитого Багратиона и обиженного, удалившегося Барклая. Весьма серьезно обдумывали, что будет лучше: А. поместить на место Б., а Б. на место Д., или, напротив, Д. на место А. и т. д., как будто что нибудь, кроме удовольствия А. и Б., могло зависеть от этого.
В штабе армии, по случаю враждебности Кутузова с своим начальником штаба, Бенигсеном, и присутствия доверенных лиц государя и этих перемещений, шла более, чем обыкновенно, сложная игра партий: А. подкапывался под Б., Д. под С. и т. д., во всех возможных перемещениях и сочетаниях. При всех этих подкапываниях предметом интриг большей частью было то военное дело, которым думали руководить все эти люди; но это военное дело шло независимо от них, именно так, как оно должно было идти, то есть никогда не совпадая с тем, что придумывали люди, а вытекая из сущности отношения масс. Все эти придумыванья, скрещиваясь, перепутываясь, представляли в высших сферах только верное отражение того, что должно было совершиться.
«Князь Михаил Иларионович! – писал государь от 2 го октября в письме, полученном после Тарутинского сражения. – С 2 го сентября Москва в руках неприятельских. Последние ваши рапорты от 20 го; и в течение всего сего времени не только что ничего не предпринято для действия противу неприятеля и освобождения первопрестольной столицы, но даже, по последним рапортам вашим, вы еще отступили назад. Серпухов уже занят отрядом неприятельским, и Тула, с знаменитым и столь для армии необходимым своим заводом, в опасности. По рапортам от генерала Винцингероде вижу я, что неприятельский 10000 й корпус подвигается по Петербургской дороге. Другой, в нескольких тысячах, также подается к Дмитрову. Третий подвинулся вперед по Владимирской дороге. Четвертый, довольно значительный, стоит между Рузою и Можайском. Наполеон же сам по 25 е число находился в Москве. По всем сим сведениям, когда неприятель сильными отрядами раздробил свои силы, когда Наполеон еще в Москве сам, с своею гвардией, возможно ли, чтобы силы неприятельские, находящиеся перед вами, были значительны и не позволяли вам действовать наступательно? С вероятностию, напротив того, должно полагать, что он вас преследует отрядами или, по крайней мере, корпусом, гораздо слабее армии, вам вверенной. Казалось, что, пользуясь сими обстоятельствами, могли бы вы с выгодою атаковать неприятеля слабее вас и истребить оного или, по меньшей мере, заставя его отступить, сохранить в наших руках знатную часть губерний, ныне неприятелем занимаемых, и тем самым отвратить опасность от Тулы и прочих внутренних наших городов. На вашей ответственности останется, если неприятель в состоянии будет отрядить значительный корпус на Петербург для угрожания сей столице, в которой не могло остаться много войска, ибо с вверенною вам армиею, действуя с решительностию и деятельностию, вы имеете все средства отвратить сие новое несчастие. Вспомните, что вы еще обязаны ответом оскорбленному отечеству в потере Москвы. Вы имели опыты моей готовности вас награждать. Сия готовность не ослабнет во мне, но я и Россия вправе ожидать с вашей стороны всего усердия, твердости и успехов, которые ум ваш, воинские таланты ваши и храбрость войск, вами предводительствуемых, нам предвещают».
Но в то время как письмо это, доказывающее то, что существенное отношение сил уже отражалось и в Петербурге, было в дороге, Кутузов не мог уже удержать командуемую им армию от наступления, и сражение уже было дано.
2 го октября казак Шаповалов, находясь в разъезде, убил из ружья одного и подстрелил другого зайца. Гоняясь за подстреленным зайцем, Шаповалов забрел далеко в лес и наткнулся на левый фланг армии Мюрата, стоящий без всяких предосторожностей. Казак, смеясь, рассказал товарищам, как он чуть не попался французам. Хорунжий, услыхав этот рассказ, сообщил его командиру.
Казака призвали, расспросили; казачьи командиры хотели воспользоваться этим случаем, чтобы отбить лошадей, но один из начальников, знакомый с высшими чинами армии, сообщил этот факт штабному генералу. В последнее время в штабе армии положение было в высшей степени натянутое. Ермолов, за несколько дней перед этим, придя к Бенигсену, умолял его употребить свое влияние на главнокомандующего, для того чтобы сделано было наступление.
– Ежели бы я не знал вас, я подумал бы, что вы не хотите того, о чем вы просите. Стоит мне посоветовать одно, чтобы светлейший наверное сделал противоположное, – отвечал Бенигсен.
Известие казаков, подтвержденное посланными разъездами, доказало окончательную зрелость события. Натянутая струна соскочила, и зашипели часы, и заиграли куранты. Несмотря на всю свою мнимую власть, на свой ум, опытность, знание людей, Кутузов, приняв во внимание записку Бенигсена, посылавшего лично донесения государю, выражаемое всеми генералами одно и то же желание, предполагаемое им желание государя и сведение казаков, уже не мог удержать неизбежного движения и отдал приказание на то, что он считал бесполезным и вредным, – благословил совершившийся факт.


Записка, поданная Бенигсеном о необходимости наступления, и сведения казаков о незакрытом левом фланге французов были только последние признаки необходимости отдать приказание о наступлении, и наступление было назначено на 5 е октября.
4 го октября утром Кутузов подписал диспозицию. Толь прочел ее Ермолову, предлагая ему заняться дальнейшими распоряжениями.
– Хорошо, хорошо, мне теперь некогда, – сказал Ермолов и вышел из избы. Диспозиция, составленная Толем, была очень хорошая. Так же, как и в аустерлицкой диспозиции, было написано, хотя и не по немецки:
«Die erste Colonne marschiert [Первая колонна идет (нем.) ] туда то и туда то, die zweite Colonne marschiert [вторая колонна идет (нем.) ] туда то и туда то» и т. д. И все эти колонны на бумаге приходили в назначенное время в свое место и уничтожали неприятеля. Все было, как и во всех диспозициях, прекрасно придумано, и, как и по всем диспозициям, ни одна колонна не пришла в свое время и на свое место.
Когда диспозиция была готова в должном количестве экземпляров, был призван офицер и послан к Ермолову, чтобы передать ему бумаги для исполнения. Молодой кавалергардский офицер, ординарец Кутузова, довольный важностью данного ему поручения, отправился на квартиру Ермолова.
– Уехали, – отвечал денщик Ермолова. Кавалергардский офицер пошел к генералу, у которого часто бывал Ермолов.
– Нет, и генерала нет.
Кавалергардский офицер, сев верхом, поехал к другому.
– Нет, уехали.
«Как бы мне не отвечать за промедление! Вот досада!» – думал офицер. Он объездил весь лагерь. Кто говорил, что видели, как Ермолов проехал с другими генералами куда то, кто говорил, что он, верно, опять дома. Офицер, не обедая, искал до шести часов вечера. Нигде Ермолова не было и никто не знал, где он был. Офицер наскоро перекусил у товарища и поехал опять в авангард к Милорадовичу. Милорадовича не было тоже дома, но тут ему сказали, что Милорадович на балу у генерала Кикина, что, должно быть, и Ермолов там.
– Да где же это?
– А вон, в Ечкине, – сказал казачий офицер, указывая на далекий помещичий дом.
– Да как же там, за цепью?
– Выслали два полка наших в цепь, там нынче такой кутеж идет, беда! Две музыки, три хора песенников.
Офицер поехал за цепь к Ечкину. Издалека еще, подъезжая к дому, он услыхал дружные, веселые звуки плясовой солдатской песни.
«Во олузя а ах… во олузях!..» – с присвистом и с торбаном слышалось ему, изредка заглушаемое криком голосов. Офицеру и весело стало на душе от этих звуков, но вместе с тем и страшно за то, что он виноват, так долго не передав важного, порученного ему приказания. Был уже девятый час. Он слез с лошади и вошел на крыльцо и в переднюю большого, сохранившегося в целости помещичьего дома, находившегося между русских и французов. В буфетной и в передней суетились лакеи с винами и яствами. Под окнами стояли песенники. Офицера ввели в дверь, и он увидал вдруг всех вместе важнейших генералов армии, в том числе и большую, заметную фигуру Ермолова. Все генералы были в расстегнутых сюртуках, с красными, оживленными лицами и громко смеялись, стоя полукругом. В середине залы красивый невысокий генерал с красным лицом бойко и ловко выделывал трепака.
– Ха, ха, ха! Ай да Николай Иванович! ха, ха, ха!..
Офицер чувствовал, что, входя в эту минуту с важным приказанием, он делается вдвойне виноват, и он хотел подождать; но один из генералов увидал его и, узнав, зачем он, сказал Ермолову. Ермолов с нахмуренным лицом вышел к офицеру и, выслушав, взял от него бумагу, ничего не сказав ему.
– Ты думаешь, это нечаянно он уехал? – сказал в этот вечер штабный товарищ кавалергардскому офицеру про Ермолова. – Это штуки, это все нарочно. Коновницына подкатить. Посмотри, завтра каша какая будет!


На другой день, рано утром, дряхлый Кутузов встал, помолился богу, оделся и с неприятным сознанием того, что он должен руководить сражением, которого он не одобрял, сел в коляску и выехал из Леташевки, в пяти верстах позади Тарутина, к тому месту, где должны были быть собраны наступающие колонны. Кутузов ехал, засыпая и просыпаясь и прислушиваясь, нет ли справа выстрелов, не начиналось ли дело? Но все еще было тихо. Только начинался рассвет сырого и пасмурного осеннего дня. Подъезжая к Тарутину, Кутузов заметил кавалеристов, ведших на водопой лошадей через дорогу, по которой ехала коляска. Кутузов присмотрелся к ним, остановил коляску и спросил, какого полка? Кавалеристы были из той колонны, которая должна была быть уже далеко впереди в засаде. «Ошибка, может быть», – подумал старый главнокомандующий. Но, проехав еще дальше, Кутузов увидал пехотные полки, ружья в козлах, солдат за кашей и с дровами, в подштанниках. Позвали офицера. Офицер доложил, что никакого приказания о выступлении не было.
– Как не бы… – начал Кутузов, но тотчас же замолчал и приказал позвать к себе старшего офицера. Вылезши из коляски, опустив голову и тяжело дыша, молча ожидая, ходил он взад и вперед. Когда явился потребованный офицер генерального штаба Эйхен, Кутузов побагровел не оттого, что этот офицер был виною ошибки, но оттого, что он был достойный предмет для выражения гнева. И, трясясь, задыхаясь, старый человек, придя в то состояние бешенства, в которое он в состоянии был приходить, когда валялся по земле от гнева, он напустился на Эйхена, угрожая руками, крича и ругаясь площадными словами. Другой подвернувшийся, капитан Брозин, ни в чем не виноватый, потерпел ту же участь.
– Это что за каналья еще? Расстрелять мерзавцев! – хрипло кричал он, махая руками и шатаясь. Он испытывал физическое страдание. Он, главнокомандующий, светлейший, которого все уверяют, что никто никогда не имел в России такой власти, как он, он поставлен в это положение – поднят на смех перед всей армией. «Напрасно так хлопотал молиться об нынешнем дне, напрасно не спал ночь и все обдумывал! – думал он о самом себе. – Когда был мальчишкой офицером, никто бы не смел так надсмеяться надо мной… А теперь!» Он испытывал физическое страдание, как от телесного наказания, и не мог не выражать его гневными и страдальческими криками; но скоро силы его ослабели, и он, оглядываясь, чувствуя, что он много наговорил нехорошего, сел в коляску и молча уехал назад.
Излившийся гнев уже не возвращался более, и Кутузов, слабо мигая глазами, выслушивал оправдания и слова защиты (Ермолов сам не являлся к нему до другого дня) и настояния Бенигсена, Коновницына и Толя о том, чтобы то же неудавшееся движение сделать на другой день. И Кутузов должен был опять согласиться.


На другой день войска с вечера собрались в назначенных местах и ночью выступили. Была осенняя ночь с черно лиловатыми тучами, но без дождя. Земля была влажна, но грязи не было, и войска шли без шума, только слабо слышно было изредка бренчанье артиллерии. Запретили разговаривать громко, курить трубки, высекать огонь; лошадей удерживали от ржания. Таинственность предприятия увеличивала его привлекательность. Люди шли весело. Некоторые колонны остановились, поставили ружья в козлы и улеглись на холодной земле, полагая, что они пришли туда, куда надо было; некоторые (большинство) колонны шли целую ночь и, очевидно, зашли не туда, куда им надо было.
Граф Орлов Денисов с казаками (самый незначительный отряд из всех других) один попал на свое место и в свое время. Отряд этот остановился у крайней опушки леса, на тропинке из деревни Стромиловой в Дмитровское.
Перед зарею задремавшего графа Орлова разбудили. Привели перебежчика из французского лагеря. Это был польский унтер офицер корпуса Понятовского. Унтер офицер этот по польски объяснил, что он перебежал потому, что его обидели по службе, что ему давно бы пора быть офицером, что он храбрее всех и потому бросил их и хочет их наказать. Он говорил, что Мюрат ночует в версте от них и что, ежели ему дадут сто человек конвою, он живьем возьмет его. Граф Орлов Денисов посоветовался с своими товарищами. Предложение было слишком лестно, чтобы отказаться. Все вызывались ехать, все советовали попытаться. После многих споров и соображений генерал майор Греков с двумя казачьими полками решился ехать с унтер офицером.
– Ну помни же, – сказал граф Орлов Денисов унтер офицеру, отпуская его, – в случае ты соврал, я тебя велю повесить, как собаку, а правда – сто червонцев.
Унтер офицер с решительным видом не отвечал на эти слова, сел верхом и поехал с быстро собравшимся Грековым. Они скрылись в лесу. Граф Орлов, пожимаясь от свежести начинавшего брезжить утра, взволнованный тем, что им затеяно на свою ответственность, проводив Грекова, вышел из леса и стал оглядывать неприятельский лагерь, видневшийся теперь обманчиво в свете начинавшегося утра и догоравших костров. Справа от графа Орлова Денисова, по открытому склону, должны были показаться наши колонны. Граф Орлов глядел туда; но несмотря на то, что издалека они были бы заметны, колонн этих не было видно. Во французском лагере, как показалось графу Орлову Денисову, и в особенности по словам его очень зоркого адъютанта, начинали шевелиться.
– Ах, право, поздно, – сказал граф Орлов, поглядев на лагерь. Ему вдруг, как это часто бывает, после того как человека, которому мы поверим, нет больше перед глазами, ему вдруг совершенно ясно и очевидно стало, что унтер офицер этот обманщик, что он наврал и только испортит все дело атаки отсутствием этих двух полков, которых он заведет бог знает куда. Можно ли из такой массы войск выхватить главнокомандующего?
– Право, он врет, этот шельма, – сказал граф.
– Можно воротить, – сказал один из свиты, который почувствовал так же, как и граф Орлов Денисов, недоверие к предприятию, когда посмотрел на лагерь.
– А? Право?.. как вы думаете, или оставить? Или нет?
– Прикажете воротить?
– Воротить, воротить! – вдруг решительно сказал граф Орлов, глядя на часы, – поздно будет, совсем светло.
И адъютант поскакал лесом за Грековым. Когда Греков вернулся, граф Орлов Денисов, взволнованный и этой отмененной попыткой, и тщетным ожиданием пехотных колонн, которые все не показывались, и близостью неприятеля (все люди его отряда испытывали то же), решил наступать.
Шепотом прокомандовал он: «Садись!» Распределились, перекрестились…
– С богом!
«Урааааа!» – зашумело по лесу, и, одна сотня за другой, как из мешка высыпаясь, полетели весело казаки с своими дротиками наперевес, через ручей к лагерю.
Один отчаянный, испуганный крик первого увидавшего казаков француза – и все, что было в лагере, неодетое, спросонков бросило пушки, ружья, лошадей и побежало куда попало.
Ежели бы казаки преследовали французов, не обращая внимания на то, что было позади и вокруг них, они взяли бы и Мюрата, и все, что тут было. Начальники и хотели этого. Но нельзя было сдвинуть с места казаков, когда они добрались до добычи и пленных. Команды никто не слушал. Взято было тут же тысяча пятьсот человек пленных, тридцать восемь орудий, знамена и, что важнее всего для казаков, лошади, седла, одеяла и различные предметы. Со всем этим надо было обойтись, прибрать к рукам пленных, пушки, поделить добычу, покричать, даже подраться между собой: всем этим занялись казаки.
Французы, не преследуемые более, стали понемногу опоминаться, собрались командами и принялись стрелять. Орлов Денисов ожидал все колонны и не наступал дальше.
Между тем по диспозиции: «die erste Colonne marschiert» [первая колонна идет (нем.) ] и т. д., пехотные войска опоздавших колонн, которыми командовал Бенигсен и управлял Толь, выступили как следует и, как всегда бывает, пришли куда то, но только не туда, куда им было назначено. Как и всегда бывает, люди, вышедшие весело, стали останавливаться; послышалось неудовольствие, сознание путаницы, двинулись куда то назад. Проскакавшие адъютанты и генералы кричали, сердились, ссорились, говорили, что совсем не туда и опоздали, кого то бранили и т. д., и наконец, все махнули рукой и пошли только с тем, чтобы идти куда нибудь. «Куда нибудь да придем!» И действительно, пришли, но не туда, а некоторые туда, но опоздали так, что пришли без всякой пользы, только для того, чтобы в них стреляли. Толь, который в этом сражении играл роль Вейротера в Аустерлицком, старательно скакал из места в место и везде находил все навыворот. Так он наскакал на корпус Багговута в лесу, когда уже было совсем светло, а корпус этот давно уже должен был быть там, с Орловым Денисовым. Взволнованный, огорченный неудачей и полагая, что кто нибудь виноват в этом, Толь подскакал к корпусному командиру и строго стал упрекать его, говоря, что за это расстрелять следует. Багговут, старый, боевой, спокойный генерал, тоже измученный всеми остановками, путаницами, противоречиями, к удивлению всех, совершенно противно своему характеру, пришел в бешенство и наговорил неприятных вещей Толю.
– Я уроков принимать ни от кого не хочу, а умирать с своими солдатами умею не хуже другого, – сказал он и с одной дивизией пошел вперед.
Выйдя на поле под французские выстрелы, взволнованный и храбрый Багговут, не соображая того, полезно или бесполезно его вступление в дело теперь, и с одной дивизией, пошел прямо и повел свои войска под выстрелы. Опасность, ядра, пули были то самое, что нужно ему было в его гневном настроении. Одна из первых пуль убила его, следующие пули убили многих солдат. И дивизия его постояла несколько времени без пользы под огнем.


Между тем с фронта другая колонна должна была напасть на французов, но при этой колонне был Кутузов. Он знал хорошо, что ничего, кроме путаницы, не выйдет из этого против его воли начатого сражения, и, насколько то было в его власти, удерживал войска. Он не двигался.
Кутузов молча ехал на своей серенькой лошадке, лениво отвечая на предложения атаковать.
– У вас все на языке атаковать, а не видите, что мы не умеем делать сложных маневров, – сказал он Милорадовичу, просившемуся вперед.
– Не умели утром взять живьем Мюрата и прийти вовремя на место: теперь нечего делать! – отвечал он другому.
Когда Кутузову доложили, что в тылу французов, где, по донесениям казаков, прежде никого не было, теперь было два батальона поляков, он покосился назад на Ермолова (он с ним не говорил еще со вчерашнего дня).
– Вот просят наступления, предлагают разные проекты, а чуть приступишь к делу, ничего не готово, и предупрежденный неприятель берет свои меры.
Ермолов прищурил глаза и слегка улыбнулся, услыхав эти слова. Он понял, что для него гроза прошла и что Кутузов ограничится этим намеком.
– Это он на мой счет забавляется, – тихо сказал Ермолов, толкнув коленкой Раевского, стоявшего подле него.
Вскоре после этого Ермолов выдвинулся вперед к Кутузову и почтительно доложил:
– Время не упущено, ваша светлость, неприятель не ушел. Если прикажете наступать? А то гвардия и дыма не увидит.
Кутузов ничего не сказал, но когда ему донесли, что войска Мюрата отступают, он приказал наступленье; но через каждые сто шагов останавливался на три четверти часа.
Все сраженье состояло только в том, что сделали казаки Орлова Денисова; остальные войска лишь напрасно потеряли несколько сот людей.
Вследствие этого сражения Кутузов получил алмазный знак, Бенигсен тоже алмазы и сто тысяч рублей, другие, по чинам соответственно, получили тоже много приятного, и после этого сражения сделаны еще новые перемещения в штабе.
«Вот как у нас всегда делается, все навыворот!» – говорили после Тарутинского сражения русские офицеры и генералы, – точно так же, как и говорят теперь, давая чувствовать, что кто то там глупый делает так, навыворот, а мы бы не так сделали. Но люди, говорящие так, или не знают дела, про которое говорят, или умышленно обманывают себя. Всякое сражение – Тарутинское, Бородинское, Аустерлицкое – всякое совершается не так, как предполагали его распорядители. Это есть существенное условие.
Бесчисленное количество свободных сил (ибо нигде человек не бывает свободнее, как во время сражения, где дело идет о жизни и смерти) влияет на направление сражения, и это направление никогда не может быть известно вперед и никогда не совпадает с направлением какой нибудь одной силы.
Ежели многие, одновременно и разнообразно направленные силы действуют на какое нибудь тело, то направление движения этого тела не может совпадать ни с одной из сил; а будет всегда среднее, кратчайшее направление, то, что в механике выражается диагональю параллелограмма сил.
Ежели в описаниях историков, в особенности французских, мы находим, что у них войны и сражения исполняются по вперед определенному плану, то единственный вывод, который мы можем сделать из этого, состоит в том, что описания эти не верны.
Тарутинское сражение, очевидно, не достигло той цели, которую имел в виду Толь: по порядку ввести по диспозиции в дело войска, и той, которую мог иметь граф Орлов; взять в плен Мюрата, или цели истребления мгновенно всего корпуса, которую могли иметь Бенигсен и другие лица, или цели офицера, желавшего попасть в дело и отличиться, или казака, который хотел приобрести больше добычи, чем он приобрел, и т. д. Но, если целью было то, что действительно совершилось, и то, что для всех русских людей тогда было общим желанием (изгнание французов из России и истребление их армии), то будет совершенно ясно, что Тарутинское сражение, именно вследствие его несообразностей, было то самое, что было нужно в тот период кампании. Трудно и невозможно придумать какой нибудь исход этого сражения, более целесообразный, чем тот, который оно имело. При самом малом напряжении, при величайшей путанице и при самой ничтожной потере были приобретены самые большие результаты во всю кампанию, был сделан переход от отступления к наступлению, была обличена слабость французов и был дан тот толчок, которого только и ожидало наполеоновское войско для начатия бегства.


Наполеон вступает в Москву после блестящей победы de la Moskowa; сомнения в победе не может быть, так как поле сражения остается за французами. Русские отступают и отдают столицу. Москва, наполненная провиантом, оружием, снарядами и несметными богатствами, – в руках Наполеона. Русское войско, вдвое слабейшее французского, в продолжение месяца не делает ни одной попытки нападения. Положение Наполеона самое блестящее. Для того, чтобы двойными силами навалиться на остатки русской армии и истребить ее, для того, чтобы выговорить выгодный мир или, в случае отказа, сделать угрожающее движение на Петербург, для того, чтобы даже, в случае неудачи, вернуться в Смоленск или в Вильну, или остаться в Москве, – для того, одним словом, чтобы удержать то блестящее положение, в котором находилось в то время французское войско, казалось бы, не нужно особенной гениальности. Для этого нужно было сделать самое простое и легкое: не допустить войска до грабежа, заготовить зимние одежды, которых достало бы в Москве на всю армию, и правильно собрать находившийся в Москве более чем на полгода (по показанию французских историков) провиант всему войску. Наполеон, этот гениальнейший из гениев и имевший власть управлять армиею, как утверждают историки, ничего не сделал этого.
Он не только не сделал ничего этого, но, напротив, употребил свою власть на то, чтобы из всех представлявшихся ему путей деятельности выбрать то, что было глупее и пагубнее всего. Из всего, что мог сделать Наполеон: зимовать в Москве, идти на Петербург, идти на Нижний Новгород, идти назад, севернее или южнее, тем путем, которым пошел потом Кутузов, – ну что бы ни придумать, глупее и пагубнее того, что сделал Наполеон, то есть оставаться до октября в Москве, предоставляя войскам грабить город, потом, колеблясь, оставить или не оставить гарнизон, выйти из Москвы, подойти к Кутузову, не начать сражения, пойти вправо, дойти до Малого Ярославца, опять не испытав случайности пробиться, пойти не по той дороге, по которой пошел Кутузов, а пойти назад на Можайск и по разоренной Смоленской дороге, – глупее этого, пагубнее для войска ничего нельзя было придумать, как то и показали последствия. Пускай самые искусные стратегики придумают, представив себе, что цель Наполеона состояла в том, чтобы погубить свою армию, придумают другой ряд действий, который бы с такой же несомненностью и независимостью от всего того, что бы ни предприняли русские войска, погубил бы так совершенно всю французскую армию, как то, что сделал Наполеон.
Гениальный Наполеон сделал это. Но сказать, что Наполеон погубил свою армию потому, что он хотел этого, или потому, что он был очень глуп, было бы точно так же несправедливо, как сказать, что Наполеон довел свои войска до Москвы потому, что он хотел этого, и потому, что он был очень умен и гениален.
В том и другом случае личная деятельность его, не имевшая больше силы, чем личная деятельность каждого солдата, только совпадала с теми законами, по которым совершалось явление.
Совершенно ложно (только потому, что последствия не оправдали деятельности Наполеона) представляют нам историки силы Наполеона ослабевшими в Москве. Он, точно так же, как и прежде, как и после, в 13 м году, употреблял все свое уменье и силы на то, чтобы сделать наилучшее для себя и своей армии. Деятельность Наполеона за это время не менее изумительна, чем в Египте, в Италии, в Австрии и в Пруссии. Мы не знаем верно о том, в какой степени была действительна гениальность Наполеона в Египте, где сорок веков смотрели на его величие, потому что эти все великие подвиги описаны нам только французами. Мы не можем верно судить о его гениальности в Австрии и Пруссии, так как сведения о его деятельности там должны черпать из французских и немецких источников; а непостижимая сдача в плен корпусов без сражений и крепостей без осады должна склонять немцев к признанию гениальности как к единственному объяснению той войны, которая велась в Германии. Но нам признавать его гениальность, чтобы скрыть свой стыд, слава богу, нет причины. Мы заплатили за то, чтоб иметь право просто и прямо смотреть на дело, и мы не уступим этого права.
Деятельность его в Москве так же изумительна и гениальна, как и везде. Приказания за приказаниями и планы за планами исходят из него со времени его вступления в Москву и до выхода из нее. Отсутствие жителей и депутации и самый пожар Москвы не смущают его. Он не упускает из виду ни блага своей армии, ни действий неприятеля, ни блага народов России, ни управления долами Парижа, ни дипломатических соображений о предстоящих условиях мира.


В военном отношении, тотчас по вступлении в Москву, Наполеон строго приказывает генералу Себастиани следить за движениями русской армии, рассылает корпуса по разным дорогам и Мюрату приказывает найти Кутузова. Потом он старательно распоряжается об укреплении Кремля; потом делает гениальный план будущей кампании по всей карте России. В отношении дипломатическом, Наполеон призывает к себе ограбленного и оборванного капитана Яковлева, не знающего, как выбраться из Москвы, подробно излагает ему всю свою политику и свое великодушие и, написав письмо к императору Александру, в котором он считает своим долгом сообщить своему другу и брату, что Растопчин дурно распорядился в Москве, он отправляет Яковлева в Петербург. Изложив так же подробно свои виды и великодушие перед Тутолминым, он и этого старичка отправляет в Петербург для переговоров.
В отношении юридическом, тотчас же после пожаров, велено найти виновных и казнить их. И злодей Растопчин наказан тем, что велено сжечь его дома.
В отношении административном, Москве дарована конституция, учрежден муниципалитет и обнародовано следующее:
«Жители Москвы!
Несчастия ваши жестоки, но его величество император и король хочет прекратить течение оных. Страшные примеры вас научили, каким образом он наказывает непослушание и преступление. Строгие меры взяты, чтобы прекратить беспорядок и возвратить общую безопасность. Отеческая администрация, избранная из самих вас, составлять будет ваш муниципалитет или градское правление. Оное будет пещись об вас, об ваших нуждах, об вашей пользе. Члены оного отличаются красною лентою, которую будут носить через плечо, а градской голова будет иметь сверх оного белый пояс. Но, исключая время должности их, они будут иметь только красную ленту вокруг левой руки.
Городовая полиция учреждена по прежнему положению, а чрез ее деятельность уже лучший существует порядок. Правительство назначило двух генеральных комиссаров, или полицмейстеров, и двадцать комиссаров, или частных приставов, поставленных во всех частях города. Вы их узнаете по белой ленте, которую будут они носить вокруг левой руки. Некоторые церкви разного исповедания открыты, и в них беспрепятственно отправляется божественная служба. Ваши сограждане возвращаются ежедневно в свои жилища, и даны приказы, чтобы они в них находили помощь и покровительство, следуемые несчастию. Сии суть средства, которые правительство употребило, чтобы возвратить порядок и облегчить ваше положение; но, чтобы достигнуть до того, нужно, чтобы вы с ним соединили ваши старания, чтобы забыли, если можно, ваши несчастия, которые претерпели, предались надежде не столь жестокой судьбы, были уверены, что неизбежимая и постыдная смерть ожидает тех, кои дерзнут на ваши особы и оставшиеся ваши имущества, а напоследок и не сомневались, что оные будут сохранены, ибо такая есть воля величайшего и справедливейшего из всех монархов. Солдаты и жители, какой бы вы нации ни были! Восстановите публичное доверие, источник счастия государства, живите, как братья, дайте взаимно друг другу помощь и покровительство, соединитесь, чтоб опровергнуть намерения зломыслящих, повинуйтесь воинским и гражданским начальствам, и скоро ваши слезы течь перестанут».
В отношении продовольствия войска, Наполеон предписал всем войскам поочередно ходить в Москву a la maraude [мародерствовать] для заготовления себе провианта, так, чтобы таким образом армия была обеспечена на будущее время.
В отношении религиозном, Наполеон приказал ramener les popes [привести назад попов] и возобновить служение в церквах.
В торговом отношении и для продовольствия армии было развешено везде следующее:
Провозглашение
«Вы, спокойные московские жители, мастеровые и рабочие люди, которых несчастия удалили из города, и вы, рассеянные земледельцы, которых неосновательный страх еще задерживает в полях, слушайте! Тишина возвращается в сию столицу, и порядок в ней восстановляется. Ваши земляки выходят смело из своих убежищ, видя, что их уважают. Всякое насильствие, учиненное против их и их собственности, немедленно наказывается. Его величество император и король их покровительствует и между вами никого не почитает за своих неприятелей, кроме тех, кои ослушиваются его повелениям. Он хочет прекратить ваши несчастия и возвратить вас вашим дворам и вашим семействам. Соответствуйте ж его благотворительным намерениям и приходите к нам без всякой опасности. Жители! Возвращайтесь с доверием в ваши жилища: вы скоро найдете способы удовлетворить вашим нуждам! Ремесленники и трудолюбивые мастеровые! Приходите обратно к вашим рукодельям: домы, лавки, охранительные караулы вас ожидают, а за вашу работу получите должную вам плату! И вы, наконец, крестьяне, выходите из лесов, где от ужаса скрылись, возвращайтесь без страха в ваши избы, в точном уверении, что найдете защищение. Лабазы учреждены в городе, куда крестьяне могут привозить излишние свои запасы и земельные растения. Правительство приняло следующие меры, чтоб обеспечить им свободную продажу: 1) Считая от сего числа, крестьяне, земледельцы и живущие в окрестностях Москвы могут без всякой опасности привозить в город свои припасы, какого бы роду ни были, в двух назначенных лабазах, то есть на Моховую и в Охотный ряд. 2) Оные продовольствия будут покупаться у них по такой цене, на какую покупатель и продавец согласятся между собою; но если продавец не получит требуемую им справедливую цену, то волен будет повезти их обратно в свою деревню, в чем никто ему ни под каким видом препятствовать не может. 3) Каждое воскресенье и середа назначены еженедельно для больших торговых дней; почему достаточное число войск будет расставлено по вторникам и субботам на всех больших дорогах, в таком расстоянии от города, чтоб защищать те обозы. 4) Таковые ж меры будут взяты, чтоб на возвратном пути крестьянам с их повозками и лошадьми не последовало препятствия. 5) Немедленно средства употреблены будут для восстановления обыкновенных торгов. Жители города и деревень, и вы, работники и мастеровые, какой бы вы нации ни были! Вас взывают исполнять отеческие намерения его величества императора и короля и способствовать с ним к общему благополучию. Несите к его стопам почтение и доверие и не медлите соединиться с нами!»
В отношении поднятия духа войска и народа, беспрестанно делались смотры, раздавались награды. Император разъезжал верхом по улицам и утешал жителей; и, несмотря на всю озабоченность государственными делами, сам посетил учрежденные по его приказанию театры.
В отношении благотворительности, лучшей доблести венценосцев, Наполеон делал тоже все, что от него зависело. На богоугодных заведениях он велел надписать Maison de ma mere [Дом моей матери], соединяя этим актом нежное сыновнее чувство с величием добродетели монарха. Он посетил Воспитательный дом и, дав облобызать свои белые руки спасенным им сиротам, милостиво беседовал с Тутолминым. Потом, по красноречивому изложению Тьера, он велел раздать жалованье своим войскам русскими, сделанными им, фальшивыми деньгами. Relevant l'emploi de ces moyens par un acte digue de lui et de l'armee Francaise, il fit distribuer des secours aux incendies. Mais les vivres etant trop precieux pour etre donnes a des etrangers la plupart ennemis, Napoleon aima mieux leur fournir de l'argent afin qu'ils se fournissent au dehors, et il leur fit distribuer des roubles papiers. [Возвышая употребление этих мер действием, достойным его и французской армии, он приказал раздать пособия погоревшим. Но, так как съестные припасы были слишком дороги для того, чтобы давать их людям чужой земли и по большей части враждебно расположенным, Наполеон счел лучшим дать им денег, чтобы они добывали себе продовольствие на стороне; и он приказал оделять их бумажными рублями.]
В отношении дисциплины армии, беспрестанно выдавались приказы о строгих взысканиях за неисполнение долга службы и о прекращении грабежа.

Х
Но странное дело, все эти распоряжения, заботы и планы, бывшие вовсе не хуже других, издаваемых в подобных же случаях, не затрогивали сущности дела, а, как стрелки циферблата в часах, отделенного от механизма, вертелись произвольно и бесцельно, не захватывая колес.
В военном отношении, гениальный план кампании, про который Тьер говорит; que son genie n'avait jamais rien imagine de plus profond, de plus habile et de plus admirable [гений его никогда не изобретал ничего более глубокого, более искусного и более удивительного] и относительно которого Тьер, вступая в полемику с г м Феном, доказывает, что составление этого гениального плана должно быть отнесено не к 4 му, а к 15 му октября, план этот никогда не был и не мог быть исполнен, потому что ничего не имел близкого к действительности. Укрепление Кремля, для которого надо было срыть la Mosquee [мечеть] (так Наполеон назвал церковь Василия Блаженного), оказалось совершенно бесполезным. Подведение мин под Кремлем только содействовало исполнению желания императора при выходе из Москвы, чтобы Кремль был взорван, то есть чтобы был побит тот пол, о который убился ребенок. Преследование русской армии, которое так озабочивало Наполеона, представило неслыханное явление. Французские военачальники потеряли шестидесятитысячную русскую армию, и только, по словам Тьера, искусству и, кажется, тоже гениальности Мюрата удалось найти, как булавку, эту шестидесятитысячную русскую армию.
В дипломатическом отношении, все доводы Наполеона о своем великодушии и справедливости, и перед Тутолминым, и перед Яковлевым, озабоченным преимущественно приобретением шинели и повозки, оказались бесполезны: Александр не принял этих послов и не отвечал на их посольство.
В отношении юридическом, после казни мнимых поджигателей сгорела другая половина Москвы.
В отношении административном, учреждение муниципалитета не остановило грабежа и принесло только пользу некоторым лицам, участвовавшим в этом муниципалитете и, под предлогом соблюдения порядка, грабившим Москву или сохранявшим свое от грабежа.
В отношении религиозном, так легко устроенное в Египте дело посредством посещения мечети, здесь не принесло никаких результатов. Два или три священника, найденные в Москве, попробовали исполнить волю Наполеона, но одного из них по щекам прибил французский солдат во время службы, а про другого доносил следующее французский чиновник: «Le pretre, que j'avais decouvert et invite a recommencer a dire la messe, a nettoye et ferme l'eglise. Cette nuit on est venu de nouveau enfoncer les portes, casser les cadenas, dechirer les livres et commettre d'autres desordres». [«Священник, которого я нашел и пригласил начать служить обедню, вычистил и запер церковь. В ту же ночь пришли опять ломать двери и замки, рвать книги и производить другие беспорядки».]
В торговом отношении, на провозглашение трудолюбивым ремесленникам и всем крестьянам не последовало никакого ответа. Трудолюбивых ремесленников не было, а крестьяне ловили тех комиссаров, которые слишком далеко заезжали с этим провозглашением, и убивали их.
В отношении увеселений народа и войска театрами, дело точно так же не удалось. Учрежденные в Кремле и в доме Познякова театры тотчас же закрылись, потому что ограбили актрис и актеров.
Благотворительность и та не принесла желаемых результатов. Фальшивые ассигнации и нефальшивые наполняли Москву и не имели цены. Для французов, собиравших добычу, нужно было только золото. Не только фальшивые ассигнации, которые Наполеон так милостиво раздавал несчастным, не имели цены, но серебро отдавалось ниже своей стоимости за золото.
Но самое поразительное явление недействительности высших распоряжений в то время было старание Наполеона остановить грабежи и восстановить дисциплину.
Вот что доносили чины армии.
«Грабежи продолжаются в городе, несмотря на повеление прекратить их. Порядок еще не восстановлен, и нет ни одного купца, отправляющего торговлю законным образом. Только маркитанты позволяют себе продавать, да и то награбленные вещи».
«La partie de mon arrondissement continue a etre en proie au pillage des soldats du 3 corps, qui, non contents d'arracher aux malheureux refugies dans des souterrains le peu qui leur reste, ont meme la ferocite de les blesser a coups de sabre, comme j'en ai vu plusieurs exemples».
«Rien de nouveau outre que les soldats se permettent de voler et de piller. Le 9 octobre».
«Le vol et le pillage continuent. Il y a une bande de voleurs dans notre district qu'il faudra faire arreter par de fortes gardes. Le 11 octobre».
[«Часть моего округа продолжает подвергаться грабежу солдат 3 го корпуса, которые не довольствуются тем, что отнимают скудное достояние несчастных жителей, попрятавшихся в подвалы, но еще и с жестокостию наносят им раны саблями, как я сам много раз видел».
«Ничего нового, только что солдаты позволяют себе грабить и воровать. 9 октября».
«Воровство и грабеж продолжаются. Существует шайка воров в нашем участке, которую надо будет остановить сильными мерами. 11 октября».]
«Император чрезвычайно недоволен, что, несмотря на строгие повеления остановить грабеж, только и видны отряды гвардейских мародеров, возвращающиеся в Кремль. В старой гвардии беспорядки и грабеж сильнее, нежели когда либо, возобновились вчера, в последнюю ночь и сегодня. С соболезнованием видит император, что отборные солдаты, назначенные охранять его особу, долженствующие подавать пример подчиненности, до такой степени простирают ослушание, что разбивают погреба и магазины, заготовленные для армии. Другие унизились до того, что не слушали часовых и караульных офицеров, ругали их и били».
«Le grand marechal du palais se plaint vivement, – писал губернатор, – que malgre les defenses reiterees, les soldats continuent a faire leurs besoins dans toutes les cours et meme jusque sous les fenetres de l'Empereur».
[«Обер церемониймейстер дворца сильно жалуется на то, что, несмотря на все запрещения, солдаты продолжают ходить на час во всех дворах и даже под окнами императора».]
Войско это, как распущенное стадо, топча под ногами тот корм, который мог бы спасти его от голодной смерти, распадалось и гибло с каждым днем лишнего пребывания в Москве.
Но оно не двигалось.
Оно побежало только тогда, когда его вдруг охватил панический страх, произведенный перехватами обозов по Смоленской дороге и Тарутинским сражением. Это же самое известие о Тарутинском сражении, неожиданно на смотру полученное Наполеоном, вызвало в нем желание наказать русских, как говорит Тьер, и он отдал приказание о выступлении, которого требовало все войско.
Убегая из Москвы, люди этого войска захватили с собой все, что было награблено. Наполеон тоже увозил с собой свой собственный tresor [сокровище]. Увидав обоз, загромождавший армию. Наполеон ужаснулся (как говорит Тьер). Но он, с своей опытностью войны, не велел сжечь всо лишние повозки, как он это сделал с повозками маршала, подходя к Москве, но он посмотрел на эти коляски и кареты, в которых ехали солдаты, и сказал, что это очень хорошо, что экипажи эти употребятся для провианта, больных и раненых.
Положение всего войска было подобно положению раненого животного, чувствующего свою погибель и не знающего, что оно делает. Изучать искусные маневры Наполеона и его войска и его цели со времени вступления в Москву и до уничтожения этого войска – все равно, что изучать значение предсмертных прыжков и судорог смертельно раненного животного. Очень часто раненое животное, заслышав шорох, бросается на выстрел на охотника, бежит вперед, назад и само ускоряет свой конец. То же самое делал Наполеон под давлением всего его войска. Шорох Тарутинского сражения спугнул зверя, и он бросился вперед на выстрел, добежал до охотника, вернулся назад, опять вперед, опять назад и, наконец, как всякий зверь, побежал назад, по самому невыгодному, опасному пути, но по знакомому, старому следу.
Наполеон, представляющийся нам руководителем всего этого движения (как диким представлялась фигура, вырезанная на носу корабля, силою, руководящею корабль), Наполеон во все это время своей деятельности был подобен ребенку, который, держась за тесемочки, привязанные внутри кареты, воображает, что он правит.


6 го октября, рано утром, Пьер вышел из балагана и, вернувшись назад, остановился у двери, играя с длинной, на коротких кривых ножках, лиловой собачонкой, вертевшейся около него. Собачонка эта жила у них в балагане, ночуя с Каратаевым, но иногда ходила куда то в город и опять возвращалась. Она, вероятно, никогда никому не принадлежала, и теперь она была ничья и не имела никакого названия. Французы звали ее Азор, солдат сказочник звал ее Фемгалкой, Каратаев и другие звали ее Серый, иногда Вислый. Непринадлежание ее никому и отсутствие имени и даже породы, даже определенного цвета, казалось, нисколько не затрудняло лиловую собачонку. Пушной хвост панашем твердо и кругло стоял кверху, кривые ноги служили ей так хорошо, что часто она, как бы пренебрегая употреблением всех четырех ног, поднимала грациозно одну заднюю и очень ловко и скоро бежала на трех лапах. Все для нее было предметом удовольствия. То, взвизгивая от радости, она валялась на спине, то грелась на солнце с задумчивым и значительным видом, то резвилась, играя с щепкой или соломинкой.
Одеяние Пьера теперь состояло из грязной продранной рубашки, единственном остатке его прежнего платья, солдатских порток, завязанных для тепла веревочками на щиколках по совету Каратаева, из кафтана и мужицкой шапки. Пьер очень изменился физически в это время. Он не казался уже толст, хотя и имел все тот же вид крупности и силы, наследственной в их породе. Борода и усы обросли нижнюю часть лица; отросшие, спутанные волосы на голове, наполненные вшами, курчавились теперь шапкою. Выражение глаз было твердое, спокойное и оживленно готовое, такое, какого никогда не имел прежде взгляд Пьера. Прежняя его распущенность, выражавшаяся и во взгляде, заменилась теперь энергической, готовой на деятельность и отпор – подобранностью. Ноги его были босые.
Пьер смотрел то вниз по полю, по которому в нынешнее утро разъездились повозки и верховые, то вдаль за реку, то на собачонку, притворявшуюся, что она не на шутку хочет укусить его, то на свои босые ноги, которые он с удовольствием переставлял в различные положения, пошевеливая грязными, толстыми, большими пальцами. И всякий раз, как он взглядывал на свои босые ноги, на лице его пробегала улыбка оживления и самодовольства. Вид этих босых ног напоминал ему все то, что он пережил и понял за это время, и воспоминание это было ему приятно.
Погода уже несколько дней стояла тихая, ясная, с легкими заморозками по утрам – так называемое бабье лето.
В воздухе, на солнце, было тепло, и тепло это с крепительной свежестью утреннего заморозка, еще чувствовавшегося в воздухе, было особенно приятно.
На всем, и на дальних и на ближних предметах, лежал тот волшебно хрустальный блеск, который бывает только в эту пору осени. Вдалеке виднелись Воробьевы горы, с деревнею, церковью и большим белым домом. И оголенные деревья, и песок, и камни, и крыши домов, и зеленый шпиль церкви, и углы дальнего белого дома – все это неестественно отчетливо, тончайшими линиями вырезалось в прозрачном воздухе. Вблизи виднелись знакомые развалины полуобгорелого барского дома, занимаемого французами, с темно зелеными еще кустами сирени, росшими по ограде. И даже этот разваленный и загаженный дом, отталкивающий своим безобразием в пасмурную погоду, теперь, в ярком, неподвижном блеске, казался чем то успокоительно прекрасным.