Революция в микромире. Планк. Квантовая теория

Президент Гинденбург (герой Первой мировой войны), экономическая элита, армия, правые партии видели в демократии препятствие, не позволявшее избежать кризиса и затрагивающее их интересы. Они хотели покончить с хрупкой немецкой демократией и установить диктаторский режим. Между 1930 и 1933 годами возвышение нацистской партии и вся создавшаяся ситуация окончательно подорвали шаткие основы республики. Шлейхер в 1930 году был влиятельным человеком в правительстве и позже стал советником министра обороны.

Благодаря, помимо всего прочего, поддержке Шлейхера фон Папен был назначен 1 июня 1932 года канцлером, а сам Шлейхер — министром обороны. Эрвин Планк был доверенным лицом Шлейхера, поэтому стал государственным секретарем в министерстве обороны, эта должность была эквивалентна посту вице-министра. Шлейхер, так же как Папен и Гинденбург, выступал за авторитарный режим. Он полагал, что власть должна быть отдана армии и что только сильное правительство с мощным лидером может спасти Германию. В период правления Папена был издан указ о запрете полувоенных нацистских образований СС, потому что, по мнению Шлейхера, армия при необходимости не смогла бы контролировать ситуацию и противостоять им.

Основное зло, по моему мнению, состоит в приходе демократии. Я действительно считаю всеобщее избирательное право ошибкой.

Макс Планк в письме фон Лауэ

Шлейхер вел с Гитлером переговоры о введении нацистской партии в правительство. В представлениях Шлейхера и немецкой элиты возникла идея о том, что Гитлер — подходящая фигура для сдерживания коммунистов, профсоюзов и социал-демократов. Но в августе 1932 года Гитлер отверг пост вице-канцлера, поскольку хотел всей полноты власти. Осенью 1932 года страна находилась на грани социального взрыва: при растущей безработице началось ожесточенное политическое противостояние. Сам Шлейхер попытался взять ситуацию под контроль и получил пост канцлера в декабре 1932 года. Эрвин Планк сохранил свой пост государственного секретаря и, будучи ближайшим соратником Шлейхера, занимал особое место в его правительстве. Однако короткое правление Шлейхера закончилось провалом, и всего через два месяца на посту канцлера он подал в отставку. Гинденбург уступил давлению, оказываемому на него с разных сторон, и 30 января 1933 года назначил канцлером Гитлера, которого глубоко презирал.

Нацистский режим с самого начала характеризовался насилием и репрессиями. В июне 1934 года Гитлер провел чистку в своей партии и среди старых противников с целью консолидации власти. Фон Шлейхер был убит 30 июня 1934 года, когда прошли массовые казни гражданских руководителей и военных.

Эрвин Планк вместе со своим другом и покровителем оставил правительство и на некоторое время отошел от политики. Начиная с 1936 года он организовал собственную фирму, но ввиду угрозы войны начал контактировать с оппозиционными режиму группами в армии и государственном аппарате. В 1940 году Эрвин вместе с другими представителями оппозиции разработал документ, который должен был использоваться в качестве временной конституции после скорого падения Гитлера. Нет оснований полагать, что Эрвин напрямую участвовал в заговоре 20 июля 1944 года, когда полковник Штауффенберг пытался убить Гитлера, но очевидно, что младший Планк был знаком с большинством заговорщиков и симпатизировал им.

Попытка государственного переворота в июле 1944 года вызвала невиданную для Германии волну репрессий. Были казнены непосредственные участники заговора, а также тысячи людей, даже косвенно не причастных к нему. Зимой того года жизни могло стоить прослушивание иностранного радио или политический анекдот. В этих обстоятельствах арест Эрвина Планка не вызывал удивления. Его отец использовал все свое влияние для того, чтобы спасти сыну жизнь, кажется за него просил даже Гиммлер. Планк получил сообщение 18 января 1945 года, что его сын помилован. Но надежда оказалась напрасной, и через пять дней Эрвин был казнен. Эта смерть погрузила Планка в пучину абсолютного отчаяния.

Личность Эрвина помогает нам лучше понять образ мыслей Макса Планка. Нет сомнений в том, что он знал о политической деятельности сына: они были очень близки и даже состояли в одном клубе любителей науки, где обычно собирались заговорщики. Мы можем понять политические предпочтения Планка, лучше узнав политические идеи его сына, и нужно отметить, что ученый никогда не был демократом. Эрвин входил в правительства фон Папена и Шлейхера, целью которых отнюдь не было укрепление демократического строя в Германии. Заговор в июле 1944 года также не выдвигал своей целью установление демократического режима — планировалось лишь покончить с безумием Гитлера и постараться с честью выйти из войны.

Бозе замыкает круг

В начале 1920-х годов понятие кванта света, который с 1926 года стали называть фотоном, было хорошо изучено. Экспериментальные факты доказали, что при повышении уровня энергии свет взаимодействует с материей, как если бы состоял из частиц с энергией Е = hv и импульсом р = hv/c. Эта уже зрелая концепция позволяла переформулировать квантовые основы закона излучения Планка.

В июне 1924 года Альберт Эйнштейн получил письмо, датированное 4 числом того же месяца и написанное молодым индийцем Шатьендранатом Бозе. В письме автор просил Эйнштейна высказать свое мнение относительно возможности публикации в немецком журнале Zeitschrift fur Physik («Физический журнал») прилагаемой к письму статьи и в случае одобрения просил перевести статью с английского на немецкий — этот труд Бозе не мог взять на себя.

Работа Бозе, которую Эйнштейн сам перевел и отправил в журнал, представляла новый вывод закона Планка о спектральном распределении излучения черного тела. Статья вышла в печать с пометкой Эйнштейна в конце: «По моему мнению, вывод Бозе формулы Планка имеет очень важное следствие. Использованный метод дает квантовую теорию идеального газа, которую я еще разработаю в деталях».

Для того чтобы понять значение нового обоснования Бозе, нужно вспомнить основные этапы доказательства Планка. Во- первых, Планк представил, что на стенках излучающей полости имеются заряженные осцилляторы, поглощающие и испускающие электромагнитную энергию. В тепловом равновесии осцилляторы испускали столько энергии, сколько поглощали, что позволило Планку установить отношение между средней энергией осциллятора U_v и электромагнитного поля u_v, которое мы рассматривали ранее:

u_v = (8πν²/c³)U_v.

Во-вторых, Планк должен был определить, сколько энергии соответствовало каждому осциллятору в зависимости от частоты и температуры полости. Для этого он воспользовался понятием энтропии, вероятностью Больцмана и квантовой гипотезой. Рэлей и Джинс вывели тот же показатель

8πν²/c³

на основании другого умозаключения. Бозе подчеркивает во введении к своей статье, что Планк и Рэлей использовали классические аргументы. Он же видел противоречие в применении термодинамики для доказательства одной части закона и квантовой гипотезы — для расчета энтропии и завершения термодинамического расчета. Поэтому Бозе предложил квантовый подход:

8πν²/c².

Вспомним, что Эйнштейн уже в своей статье 1905 года доказал: энтропия излучения черного тела для низкой плотности похожа на энтропию газа, состоящего из частиц. Бозе берется за эту идею и доказывает, что излучение в полости ведет себя подобно газу — фотонному газу. Так мы забываем о волнах Рэлея и осцилляторах Планка. Учитывая, сколько механических состояний возможно для частиц, соответствующих квантовой теории и выражению де Бройля, Бозе обнаруживает искомый показатель.

До конца не осознавая этого, Бозе обращается с квантами света как с неотличимыми друг от друга частицами. Это целостная квантовая характеристика, физическое следствие принципа неопределенности.