В последнее время много говорят о квантовой криптографии. Много говорят и о Большом адронном коллайдере, которого боятся обыватели и которого с нетерпением ждёт научная общественность. Однако вряд ли бы это всё сейчас было возможным, если бы не квантовая механика, к созданию и развитию которой приложил немало усилий Макс Борн.

Родился Макс Борн 11 декабря 1882 года в польском городе Бреслау, который ныне называется Вроцлавом. Родителями будущего нобелевского лауреата были анатом и эмбриолог Густав Борн и пианистка Маргарет Борн. Впрочем, Маргарет не смогла увидеть триумфа своего сына: она умерла, когда тому было четыре года.

Началось образование Макса в гимназии кайзера Вильгельма в родном Бреслау. Но на ней оно, конечно же, не закончилось, потому что в противном случае у Борна вряд ли появилась бы возможность достичь таких высот в физике. В 1901 году он поступает в университет, расположенный также в своём родном городе, а в 1904 - в Гёттингенский университет. К этому времени уже давно понятно, что Борну суждено стать математиком или физиком, и потому талантливым юношей интересуются такие научные светила, как Давид Гильберт, Феликс Клейн, Герман Минковский. Интерес этот в итоге вылился в то, что Борн в 1905-м стал ассистентом Гильберта, под руководством которого к 1907-му он пишет диссертацию по теории устойчивости упругих тел и, успешно защитив её, становится доктором. Впрочем, до этого Борн успел ещё побывать в армии, где служил в кавалерийском полку - туда он был призван сразу после окончания университета. Спустя несколько месяцев службы он был демобилизован из-за астмы, однако, несмотря на краткость опыта военной службы, она оставила о себе столько негативных воспоминаний, так что глубокая неприязнь к армии и милитаризму сохранилась у Борна до конца жизни.

Впрочем, докторская степень, ставшая для многих из его коллег пределом мечтаний и вершиной карьеры, для Борна была только началом пути к настоящим высотам. Следующим его достижением стал новый метод вычисления массы электрона, основанный на объединении математического подхода, разработанного Минковским, с теорией относительности Эйнштейна. Также совместно с Теодором фон Карманом Борн разработал оригинальную теорию зависимости теплоёмкости от температуры, которая до сих пор активно используется при расчёте физических свойств кристаллов.

В 1909 году Макс Борн стал читать лекции в Гёттингенском университете, а в 1912-м уже переехал в Чикаго, где также занял должность лектора в местном университете. Однако там он задержался ненадолго, и уже в 1915 году Борн становится ассистентом Макса Планка в Берлинском университете. В 1913-м учёный женился на Хедвиге Еренберг, дочери геттингенского профессора права. Во время Первой мировой основным занятием Борна была оценка новых изобретений в области артиллерии, которую он проводил несмотря на своё отвращение к войне и военным. В те же годы Борн сблизился с Эйнштейном, с которым его объединяла не только наука, но и любовь к музыке.

После войны Борн на некоторое время перешёл во Франкфуртский университет, однако вскоре возвращается в Гёттинген, где становится директором Физического института при университете. Талантливый физик оказался не менее талантливым администратором: с приходом Макса Борна институт вступил в свою "золотую эпоху". Сам же Борн продолжает разрабатывать математическую теорию кристаллов. Работы Борна по этой теме стали важной вехой в развитии современной физики твёрдого тела, однако Макс Борн вскоре переключился на тему, принесшую ему впоследствии всемирную известность - новым направлением деятельности учёного стала квантовая механика.

Кстати, сам термин "квантовая механика" был придуман именно Максом Борном - ведь это именно он опубликовал в 1925 году статью под заголовком "О квантовой механике", где впервые использовал этот ставший затем таким распространённым термин. Статья базировалась на результатах изысканий молодого ассистента Борна Вернера Гейзенберга, который попытался отыскать математическое выражение принципов, лежащих в основе всех атомных процессов. Впрочем, сам Гейзенберг в итоге запутался в собственных расчётах, однако Борн, оценив очень высоко предложенный своим ассистентом матричный метод, предположил, что на его основе можно построить строгую, с математической точки зрения, теорию.

Впрочем, здесь Борна и Гейзенберга, как известно, опередил Эрвин Шредингер, предложивший в 1926 году своё видение квантовой теории, названное им волновой механикой. В отличие от подхода Гейзенберга, он использовал не матричные, а хорошо известные благодаря волновой оптике методы расчёта микрочастиц, которые трактовались как особый вид волн и описывались специальными волновыми функциями. Борн, впрочем, также внёс вклад в созданную Шредингером волновую теорию, определив, что введённая чисто формально волновая функция на самом деле имеет глубокий физический смысл: её квадрат выражает вероятность нахождения частицы в определённой точке пространства. Благодаря этому стало понятно, что квантовая механика является по своей природе статистической теорией, позволяющей описать состояние частицы лишь с определённой долей вероятности. Вскоре после этого Борн опубликовал результаты своих исследований, в которых он применил волновую механику для расчёта атомного рассеяния - расчёты, известные как борновское приближение рассеяния, активно используется в физике высокоэнергетических частиц. Немного спустя Гейзенберг опубликовал свой знаменитый принцип неопределённости, придавший квантовой механике ещё более совершенный вид.

Дальнейшая разработка вероятностной интерпретации, в которой, помимо Борна и Гейзенберга, принял активнейшее участие Нильс Бор (благодаря которому, кстати, эта интерпретация названа копенгагенской - по имени города, в котором жил и работал этот великий физик). Давний друг Макса Борна Альберт Эйнштейн был совершенно не согласен с такой интерпретацией квантовой механики, поскольку, по его мнению, она нарушала принцип причинности. В письме Борну создатель теории относительности однажды даже написал, что "Бог не играет в кости со Вселенной". Фраза эта стала широко известной и активно используется и по сей день противниками копенгагенской квантовой школы.

Макс Борн тем временем, конечно, не молодел. После посещения в 1928 году международной конференции в Ленинграде у великого учёного возникли серьёзные проблемы со здоровьем, и он вынужден был отправиться в санаторий, в котором провёл целый год. Впрочем, это время он использовал с пользой, написав учебник по оптике.

В 1932 году Борн становится деканом научного университета в ставшем ему вторым домом Гёттингенском университете, однако, к сожалению, на этом посту он пробыл недолго. Когда к власти пришли нацисты, Борн, будучи по национальности евреем, был вынужден оставить свой высокий пост, а затем и вовсе переехать из Германии в Великобританию. Проработав три года в Кембриджском университете, а затем ещё полгода в Индийском физическом институте (который, кстати, располагался в городе-побратиме Минска Бангалоре), Макс Борн, наконец-то, обосновался надолго в Эдинбурге. Там он и работал до самого своего выхода в отставку - произошло это в 1953 году.

А год спустя Максу Борну наконец-то была вручена Нобелевская премия по физике. Главным достижением учёного, по мнению Нобелевского комитета, стала статистическая интерпретация волновой функции, которая определила дальнейшее развитие всей квантовой механики. Премию Макс Борн разделил с Вальтером Боте, который удостоился её за свои эксперименты с элементарными частицами. "Можем ли мы нечто, с чем нельзя ассоциировать привычным образом понятия "положение" и "движение", называть предметом или частицей?" - спросил слушателей своей нобелевской лекции Борн. И тут же ответил, что "ответ на этот вопрос принадлежит уже не физике, а философии".

Вскоре Борн переехал со своей женой назад в Германию, где послевоенное правительство восстановило их право на собственность и пенсию. Здесь Борн занялся активными протестами против разработки ядерного оружия, и в 1955-м году был одним из первых в рядах нобелевских лауреатов, подписавших заявление, осуждающее разработку ядерного оружия.

Умер Макс Борн 5 января 1970 года в гёттингенском госпитале. Память о нём, тем не менее, живёт до сих, как и его научные достижения. Хотя самое известное из них относится к области квантовой физики, сам Борн всегда говорил, что ему не нравилось быть узким специалистом, и философское основание науки всегда интересовало его куда больше, нежели практические результаты.

Вадим СТАНКЕВИЧ

Самые видные достижения Макса Борна:

• вероятностная интерпретация волновой функции, положившая начало копенгагенской школы квантовой механики;
• точная теория зависимости теплоёмкости тел от их температуры (совместно с Теодором фон Карманом);
• изобретение термина "квантовая механика" применительно к теории поведения атомных и субатомных систем;
• создание борновского приближения в описании рассеяния частиц, используемого в физике частиц с высокими энергиями;
• написание ряда великолепных учебников по физике, которые переведены на множество языков и до сих пор активно используются преподавателями и студентами множества университетов во всём мире.