Чтение онлайн

Рассматривая развитие естествознания как закономерный, единый, хотя и неравномерный в его различных областях, процесс, Бор говорит о необходимости «философии естествознания». Развитие «философии естествознания», на основе обобщения результатов наиболее продвинувшихся вперёд отраслей знания, даёт возможность, по мнению ученого, предвидеть дальнейший путь развития других отраслей познания. Так, в результате становления новой системы понятий в связи с созданием атомной теории «новая точка зрения философии естествознания» открывает новые возможности для рационального подхода к фундаментальным проблемам биологии. Этот рациональный подход формулируется Бором как экстраполяция принципа дополнительности на познание биологических явлений.

По мнению Бора, принцип дополнительности в биологии даёт возможность избежать «крайних учений механицизма и витализма». Примечательно также высказывание ученого о свободе воли, направленной против попыток «связать свободу воли с ограничением причинности».

53 Квант действия и атомное ядро [71]

Статья в номере журнала «Annalen der Physik», посвящённом 80-летию со дня рождения Планка. Даётся обзор развития физики ядра, в связи с квантовой теорией, и состояния представлений о ядре к 1938 г. Особенно подчёркивается значение квантовой механики для понимания структуры ядра и ядерных процессов. Примечательно мнение Бора, что для построения теории атомного ядра необходимы коренные изменения основных представлений, в том числе и введённых квантовой механикой.

54 Ядерная механика [72]

Вступительное слово на секции ядерной физики Международного конгресса по физике, химии и биологии, состоявшегося в Париже во Дворце открытий в октябре 1937 г. Основным предметом обсуждения было сопоставление данных экспериментов по ядерным реакциям с созданной незадолго до конгресса теорией Бора (45), (48), (49). Из других докладов были: В. Боте. Принципы ядерной спектроскопии; Кокрофт. Превращения элементов. В дискуссии приняли участие Гентнер, Оккиалини, Плачек, Б. Понтекорво, Розенблюм, Флейшман, Халбан и др. Первоначально предполагалось, что в трудах конгресса будет опубликован текст подробного доклада Бора, в котором будет изложено дальнейшее развитие его теории и дан подробный обзор состояния вопроса: но это намерение, по-видимому, не было осуществлено.

55 Ядерный фотоэффект [74]

Расщепление ядра под действием -квантов было впервые обнаружено Чэдвиком и Гольдгабером 1 в 1934 г. С помощью -лучей препарата ThC'' с энергией 2,62 Мэв они осуществили расщепление дейтрона: 1Н2+->p+n. В том же году Сциллард и Чалмерс 1 осуществили фоторасщепление ядра бериллия -квантами RaC' с энергией 1,78 Мэв: Ве9+->Ве8+n. Для расщепления других ядер энергия -квантов естественно-радиоактивных веществ недостаточна, поскольку энергия связи нуклона в ядре больше. В 1937 г. Боте и Гентнер 2, пользуясь -квантами с энергией 12—17 Мэв, получаемыми в реакциях 3Li7+p->4Ве8+ и 5В11+p->6С12+, наблюдали ядерный фотоэффект для 16 элементов от лития до висмута. Более широкие возможности исследования ядерного фотоэффекта появились после создания бетатрона. Тормозное излучение ускоренных электронов давало возможность получить -кванты достаточно высокой энергии, что позволило получить подробные сведения об энергии связи частиц в ядрах.

1 J. Chadwick, М. Goldhaber. Nature, 1934, 134, 237. (Русск. перевод: УФН, 1934, 14, 953).

1 L. Szilаrd, Т. А. Сhаlmеrs. Nature, 1934, 134, 494.

2 W. Воthе, W. Gentner. Naturwiss., 1937, 25, 90, 126, 284; Z. Phys., 1937 106, 236; 1939, 112, 45.

В данной работе Бор применяет развитую им концепцию составного ядра и общую картину ядерных реакций к экспериментальным результатам по фоторасщеплению ядер, полученным Боте и Гентнером. Ядерный фотоэффект во многих случаях хорошо укладывается в схему Бора. Наиболее вероятным процессом, следующим за поглощением -кванта с энергией больше энергии связи, является испускание нейтрона или протона, причём вероятность последнего значительно меньше вследствие кулоновского барьера [отношение сечений реакций (,p) и (,n)~10– 4]. Однако Хирцель и Веффлер 3 показали, что во многих случаях вероятность испускания протонов намного больше вычисленной по теории Бора. Отсюда следовало, что реакция может идти без образования составного ядра и механизм вылета протонов может отличаться от боровского. Это — прямое вырывание протонов -квантом, когда энергия последнего поглощается протоном, находящимся на поверхности ядра, что приводит к вылету этого протона до того, как энергия успевает распределиться между нуклонами. Возможно и испускание нейтронов в результате прямого вырывания.

3 O.Hirzel, H. W"affler. Helv. Phys. Acta, 1947, 20, 373.

56 Резонанс в ядерном фотоэффекте [75]

Замечание относительно применимости боровской картины ядерных реакций к явлению ядерного фотоэффекта. Совместная статья Бора, Пайерлса и Плачека «Ядерные реакции в области энергий непрерывного спектра была опубликована в журнале «Nature» [см. (60)]. Более подробная совместная работа, на которую имеются ссылки как в статье Бора, так и в совместной статье (60), в Трудах Датской академии, насколько нам известно, никогда не была опубликована.

57 Философия естествознания и культуры народов [76]

Статья по общим идеям, способу изложения, структуре и выводам очень похожа на статью «Единство знаний» (77). Автор говорит о гносеологической стороне развития философии квантовой физики, воплощённой в принципе дополнительности, и «его отношении к общим проблемам человечества». Но как и в статье 77, когда речь идёт о физике и её проблемах с точки зрения дополнительности, рассуждения в статье конкретны и убедительны, когда же Бор переходит к психологическим вопросам или проблемам изучения человеческих культур, проводя аналогии между физическими и гуманитарными проблемами, его анализ очень далёк от конкретного существа дела и фактически сводится к примерам. И это понятно: философские проблемы человеческой культуры нельзя решать плодотворно, не обращаясь к историческому материализму. Следует также сказать и о том, что рассуждения в статье 77 более ясны и определённы, особенно в отношении более чёткой терминологии. Комментарий к последней статье может служить mutatis mutandis комментарием и к статье, о которой говорится здесь.

58 Расщепление тяжёлых ядер [68]

На основе концепции составного ядра даётся первый набросок объяснения открытого Ганом и Штрассманом 1 явления деления урана при его бомбардировке нейтронами. При этом процесс деления рассматривается как особый тип распада составного ядра, подобный «делению жидкой капли на две капли меньших размеров». В статье указывается на возможность приближённой трактовки этого процесса в рамках классической механики. Ещё в 1934 г. Ферми и его сотрудники обнаружили, что при бомбардировке урана нейтронами образуются радиоактивные элементы с несколькими периодами полураспада; они считали, что получили трансурановые элементы 2. Мейтнер, Ган и Штрассман 3 установили, что из девяти наблюдавшихся периодов полураспада шесть принадлежат элементам, близким к урану. И. Кюри и Савич 4, Ган и Штрассман 5 нашли, что исследуемые продукты, по-видимому, являются аналогами радия и актиния. Тщательный радиохимический анализ элементов, получаемых в результате облучения урана и тория нейтронами, проведённый Ганом и Штрассманом, с несомненностью показал, что одним из продуктов реакции является барий. Исходя из этого, Мейтнер и Фриш 6 в заметке «Расщепление урана нейтронами — новый тип ядерной реакции», датированной 16 января 1939 г. и опубликованной И февраля, высказали предположения, что после захвата нейтрона ядра урана и тория делятся на две примерно равные части. По предложению Бора Фриш немедленно предпринял экспериментальную проверку высказанной гипотезы. Его заметка «Физическое доказательство деления тяжёлых ядер при их бомбардировке нейтронами» 7, направленная в печать 16 января 1939 г., была опубликована 18 февраля. Лишь после этого Бор опубликовал (25 февраля) свое толкование деления. Сразу же за этим появились работы Ф. Жолио, Енчке и Пранкля, Дросте, Тибо и Муссо 8, также подтвердившие факт деления ядер. Первые месяцы 1939 г. положили начало многолетним исследованиям деления. Это явление хорошо укладывалось в созданную Бором концепцию составного ядра и картину ядерных реакций. Подробно разработанная Н. Бором и Дж. Уилером теория деления ядер изложена в работе (61).

1 О. Hahn, F. Strassman. Naturwiss., 1939, 26, 756; 27, 11.

2 См., например, Е. Fermi. Nature 1934, 133, 898.

3 L. Meitner, О. Hahn, F. Strassman. Z. Phys., 1937, 106, 249.

4 I. Curie, P. Savitsh C. R., 1938, 206, 1643.

5 O. Hahn, F. Strassman. Naturwiss., 1938, 26, 256.

6 L. Meitner, 0. Frisch. Nature, 1939, 443, 239.

7 O. Frisch. Nature, 1939, 143, 276.

8 F. Joliot. C. R., 1939, 208, 341; W. Jentschke, F. Prankl. Naturwiss., 1939, 27, 134; G. Drоste. Naturwiss., 1939, 27, 198; J. Tibaud, P. Mоussо. C. R., 1939, 208, 652.

59 Резонансные явления в расщеплении урана и тория и деление ядер [78]

В статье излагаются общие соображения о механизме деления ядер. На основе соображений о теории деления, намеченных в (58), даётся объяснение разного действия нейтронов на изотопы урана: U235 и U238. Показано, что под действием медленных нейтронов делится U235; это предсказание Бора было подтверждено через несколько месяцев в опытах с разделёнными изотопами 1.

1 А. О. Nier et al. Phys. Rev. 1940, 57, 546, 748; К. H. Kingdon et al Phys. Rev. 1940, 57, 749.

60 Ядерные реакции в области энергий непрерывного спектра [79]

Обсуждается механизм ядерных реакций в области непрерывного спектра энергий. В этом случае состояние составной системы является суперпозицией нескольких квантовых состояний. Показано, что в области перекрывающихся резонансов справедливость предположения о независимости распада составного ядра от способа его образования неочевидна. Указаны случаи, когда это предположение, лежащее в основе разработанной Бором теории ядерных реакций, несправедливо.