Избранные научные труды. Том 2

АКАДЕМИЯ НАУК СОЮЗА ССР

КЛАССИКИ НАУКИ

НИЛЬС БОР

ИЗБРАННЫЕ НАУЧНЫЕ ТРУДЫ

В ДВУХ ТОМАХ

ПОД РЕДАКЦИЕЙ

И. Е. ТАММА, В. А. ФОКА,

Б. Г. КУЗНЕЦОВА,

ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА»

МОСКВА 1971

НИЛЬС БОР

ИЗБРАННЫЕ НАУЧНЫЕ ТРУДЫ

II

СТАТЬИ

1925—1961

ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА»

МОСКВА 1971

СЕРИЯ «КЛАССИКИ НАУКИ»

Серия основана академиком С. И. Вавиловым

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:

академик И. Г. Петровский (председатель),

академик А. А. Имшенецкий, академик Б. А. Казанский,

член-корреспондент АН СССР Б. Н. Делоне, академик Б. М. Кедров,

профессор И. В. Кузнецов (зам. председателя),

профессор Ф. А. Петровский, профессор Л. С. Полак,

профессор Н. А. Фигуровский, профессор И. И. Шафрановский

Составитель У. И. Франкфурт

2-3-2

236-70(I)

ОТ РЕДАКЦИИ

Во втором томе помещены работы Нильса Бора, опубликованные после 1925 г. Они охватывают в основном вопросы квантовой механики, квантовой электродинамики и теории атомного ядра. Кроме того, в том вошёл ряд статей по общим вопросам современного естествознания, по истории физики и несколько очерков о выдающихся физиках — современниках Бора. В совокупности публикуемые работы в достаточно полной мере характеризуют научное творчество выдающегося датского учёного после создания квантовой механики.

Как и в первом томе, краткие комментарии имеют в основном исторический и библиографический характер (составители М. Э. Омельяновский, У. И. Франкфурт, А. М. Френк, С. И. Ларин, А. Я. Ильин).

Помещённая в конце тома библиография состоит из трех частей. Первая часть, при составлении которой учитывались все ранее публиковавшиеся библиографии, охватывает труды самого Бора. Здесь приведены данные о первичных публикациях всех его работ и об основных переизданиях; даны полные сведения о всех русских переводах книг и статей. Во второй части перечисляются доклады и сообщения Бора, никогда полностью не публиковавшиеся. В третьей части приведен список работ о Боре — человеке и учёном; эта часть не претендует на полноту.

Именной указатель относится к обоим томам.

Переводы статей, включённых во второй том, выполнены В. А. Фоком (статьи 39,44,55), В. А. Фоком и А. В. Лермонтовой (статьи 38, 48, 52, 57, 72, 77, 79—83), В. Я. Френкелем (статьи 42, 43, 50, 51, 58, 59, 68, 74—76), А. М. Френком (статьи 29, 31, 33—35, 41, 46, 54, 85), А. П. Бухвостовым (статьи 47, 60—62, 71, 78) и В. М. Степановой (статьи 32, 37, 49, 63—65). Отдельные статьи переводили А. В. Баутин (статья 70), А. Н. Вяльцев (статья 56), И. М. Дремин (статья 30), А. А. Ильина (статья 45), Р. Э. Каллош (статьи 53, 73), С. А. Каменецкий (статья 36), О. А. Ольхов (статья 40), И. И. Ройзен (статьи 66, 67, 69), А. А. Сазыкин (статья 84), С. Г. Суворов (статья 87), В. А. Угаров (статья 86), Л. Я. Штрум (статья 28).

1925

28 АТОМНАЯ ТЕОРИЯ И МЕХАНИКА ^{* 1}

^*Atomic Theory and Mechanics. Nature, Suppl, 1925, 116, 845—852.

¹ Немецкий перевод опубликован в «Naturwissenschaften», 1926, 14, 1. — Прим. ред.

КЛАССИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ

Изучение равновесия и движения тел не только представляет собой основу физики, но также доставляет обширный материал для математических исследований и оказалось чрезвычайно плодотворным для развития методов чистой математики. Связь между механикой и математикой непосредственно проявилась ещё в трудах Архимеда, Галилея и Ньютона. В их трудах было завершено образование понятий, необходимых для анализа механических явлений. Со времён Ньютона развитие методов разработки механических проблем шло рука об руку с развитием математического анализа; достаточно напомнить имена Эйлера, Лапласа, Лагранжа. Дальнейшее развитие механики, базировавшееся на трудах Гамильтона, также было тесно связано с развитием математических методов - вариационного исчисления, теории инвариантов. В новейшее время эта связь отчётливо проявляется в работах Пуанкаре.

Быть может, наибольших успехов механика достигла в области астрономии, но и механическая теория тепла также дала интересные применения в течение последнего столетия. Кинетическая теория газов, основы которой были заложены Клаузиусом и Максвеллом, объясняет свойства газов главным образом как результат механического взаимодействия между атомами и молекулами, движущимися во всевозможных направлениях. Напомним прежде всего то толкование обоих начал термодинамики, которое даёт эта теория. В то время как первое начало есть непосредственный результат механического закона сохранения энергии, второе начало, закон энтропии, может быть выведено согласно Больцману на основании статистических свойств большого числа механических систем. Интересно отметить по этому поводу, что статистические соображения привели к объяснению не только средних свойств атомов, но и флуктуаций, а изучение этих последних, в частности броуновского движения, неожиданно дало возможность произвести подсчёт числа атомов. Неотъемлемым инструментом систематического развития статистической механики явилась математическая теория канонических систем дифференциальных уравнений, столь многим обязанная Гиббсу.

Развитие теории электромагнетизма во второй половине прошлого столетия, последовавшее за открытиями Эрстеда и Фарадея, привело к глубокому обобщению механических понятий. Хотя, например, механические модели играли существенную роль в создании электродинамики Максвелла, впоследствии удалось достичь значительных успехов благодаря тому, что, наоборот, механические представления были выведены из теории электромагнитного поля. В этой теории законы сохранения энергии и количества движения основаны на том, что энергия и количество движения считаются распределёнными в пространстве, окружающем тела. В частности, таким путём может быть дано объяснение явлений излучения.

Теория электромагнитного поля непосредственно привела к открытию электромагнитных волн, которое сыграло столь важную роль в электротехнике. Далее, электромагнитная теория света, основанная Максвеллом, позволила дать глубокое обоснование волновой теории света, восходящей ещё к Гюйгенсу. С помощью атомных теорий было получено общее описание излучения света и тех явлений, которые происходят при прохождении света через вещество. Для этого было сделано допущение, что атомы состоят из электрически заряженных частиц, которые могут совершать колебания около положения равновесия.

Свободные колебания частиц являются причиной испускания излучения, состав которого мы наблюдаем в атомных спектрах элементов. Кроме того, частицы могут совершать вынужденные колебания под влиянием световых волн и становятся таким образом центрами вторичных волн, которые интерферируют с первичными волнами и вызывают известные явления отражения и преломления света. Если частота колебаний падающих волн приближается к частоте одного из свободных колебаний атома, то это вызывает явление резонанса, при котором частицы приходят в состояние особенно сильных колебаний. Таким образом было получено простое объяснение явлений резонансного излучения и аномальной дисперсии для света, частота которого близка к частоте одной из спектральных линий.