отделении третьего класса против того места, где сидел Рентген. Тогда у меня сложилось впечатление, что мы могли бы хорошо понять друг друга, если бы только представился к этому случай'.
Ведущим физиком-теоретиком в Мюнхене был Арнольд Зоммерфельд, который вскоре создал блестящую школу, одну из крупнейших физических школ, существовавших в Германии после Гельмгольца. Зоммерфельд был выдающимся математиком. Первоначально областью его деятельности была теория относительности Затем он внес ценный вклад в атомистическую теорию Бора, особенно благодаря своему всемирно известному труду 'Строение атома и спектральные линии'.
Зоммерфельд занимался также вопросами о природе рентгеновских лучей. В противоположность корпускулярной концепции, защищаемой английским физиком Уильямом Брэггом и его сыном Лоуренсом, рассматривавшими Х-лучи как поток частиц, Зоммерфельд объяснял их с позиций волновой теории: взгляд, который опирался на доказательство поляризации рентгеновских лучей, приведенное в 1906 году английским физиком Чарлзом Баркла. Точно так же, как и Вилли Вин, Зоммерфельд определил длину волн рентгеновских лучей.
В Мюнхене издавна существовали сложившиеся исследовательские традиции в области минералогии и кристаллографии. Здесь работал Пауль фон Грот, известный минералог, убежденный сторонник гипотезы, согласно которой структура кристаллов имеет вид пространственной решетки.
Физик из Фрейбурга Людвиг Август Зеебер еще в 1824 году предположил, что атомы в кристаллах расположены в центрах определенных геометрических тел Это была очень смелая мысль. Ни один естествоиспытатель до него не пытался перенести в минералогию понятие 'атом', введенное в химию Авогадро и Дальтоном, и увидеть в атомах своего рода кирпичики кристаллической решетки.
Гипотеза фрейбургского ученого - первая ступень к теории пространственной решетки кристаллов - не привлекла внимания. Она далеко обогнала теоретические потребности физиков и минералогов, к тому же не наблюдалось никаких фактов, которые подтверждали бы существование кристаллических решеток. Эта концепция казалась лишь натурфилософской спекуляцией. Только Гаусс поддержал идею расположения точкообразных атомов в кристаллах и указал на возникающие при этом математические проблемы.
В середине XIX века французский естествоиспытатель Огюст Браве выдвинул гипотезу о пространственной решетке, которая позднее стала общепринятой. Заслуга ее математического оформления в последней трети XIX века принадлежит прежде всего русскому кристаллографу Федорову и немецкому математику Шенфлису. Некоторые физики также склонялись к ней. Но о ее всеобщем признании не могло быть и речи.
Однако в Мюнхене гипотеза о кристаллической решетке нашла сторонников Ее придерживался физик Леонард Зонке, преподававший в Мюнхенском университете вплоть до 90-х годов. К числу тех немногих ученых, которые в Германии 1910 года были страстными приверженцами этой концепции, принадлежал и Пауль фон Грот. В коллекциях мюнхенских институтов можно было всюду увидеть решетчатые модели кристаллов. Физики жили здесь представлениями о пространственно-решетчатой структуре кристаллов и (благодаря влиянию Зоммерфельда) о волновой природе рентгеновских лучей.
В этих особых условиях, которые он сам оценивал как счастливую случайность, Лауэ совершил свое гениальное открытие. В своем нобелевском докладе он рассказал, как в феврале 1912 года ему пришла в голову та идея, которая оказалась такой плодотворной и богатой последствиями в научном отношении. Пауль Эвальд, докторант Зоммерфельда, пришел к Лауэ посоветоваться по поводу трудностей, с которыми он столкнулся в работе по волновой оптике. Лауэ много лет работал в области оптики и считался глубоким знатоком этого круга проблем. И хотя в данном случае он не мог дать совет, но во время беседы он высказал мысль, что нужно попробовать пропустить через кристаллы рентгеновские лучи.
Если рентгеновские лучи действительно имеют волновую природу и длина их волны в какой-то степени соответствует оценке Вина и Зоммерфельда и если кристаллы действительно построены из пространственных решеток, то, по мнению Лауэ, при просвечивании кристаллов рентгеновскими лучами должны будут обнаружиться явления дифракции и интерференции, которые уже давно были известны у обычного света. Согласно расчетам кристаллографов, атомные пространственные решетки в кристаллах были таких размеров, что могли служить естественными 'оптическими решетками' для рентгеновского света. Искусственные оптические решетки, штриховые и крестообразные, применявшиеся в том виде, в каком они впервые были процарапаны на стекле с большой точностью мюнхенским оптиком Фраунгофером, были слишком грубы для очень коротких, как предполагали, волн рентгеновских лучей. Поэтому экспериментаторы напрасно пытались получить с их помощью явления интерференции для рентгеновских лучей.
Итак, Лауэ связал друг с другом две гипотезы из двух различных областей науки: волновую теорию рентгеновских лучей и гипотезу о пространственных решетках кристаллов. В основе своей это было не что иное, как простое соединение двух уже существующих, но до сих пор, однако, совершенно не зависимых друг от друга логических рядов.
Как и все простое, эта операция оказалась трудной, и до Лауэ такая мысль никому не приходила в голову. 'Лежавшая в основе идея, - говорил позднее исследователь о своем открытии, - казалась мне после того, как я к ней однажды пришел, настолько само собой разумеющейся, что я никогда не мог понять удивления, которое она вызвала в мире специалистов, равно как и сомнения, с каким ее встречали еще несколько лет спустя'.
Творческая идея Лауэ была, как считал Планк, не случайной внезапной мыслью, а 'неизбежным результатом логической цепи идей'. У Лауэ она созрела раньше, чем у любого другого физика, потому что она находилась в тесной связи с вопросами, которые занимали его научное мышление. При этом сыграл свою роль 'оптический инстинкт', который он приобрел в Берлине у Луммера. 'Сколько физиков уже пропускали рентгеновские лучи через кристаллы, не замечая дифракции лучей, - говорил Макс Борн в юбилейной речи, посвященной открытию Лауэ. - Нужна была способность мысленно увидеть лучи прежде, чем они появятся на пластинке. Именно в этом заслуга Лауэ'.
В зоммерфельдовском институте теоретической физики, в котором Лауэ был приват-доцентом, незадолго до этого появился ассистент Вальтер Фридрих, защитивший диссертацию у Рентгена. Еще будучи учеником старших классов, Фридрих, который родился 25 декабря 1883 года в Магдебурге в семье инженера, экспериментировал с рентгеновскими лучами. Делал он это настолько основательно, что наряду с блестящими оценками по физике приносил домой едва ли не худшие оценки по филологическим и историческим дисциплинам. После сданных наконец выпускных экзаменов он некоторое время учился в Женеве - все еще колеблясь: не заняться ли ему музыкой, - а затем в Мюнхене под руководством Рентгена посвятил себя экспериментальной физике. Результат его докторской работы опирался на понимание рентгеновских лучей в духе волновой теории. Фридриху было тогда 28 лет. Он уже обладал богатым опытом работы с рентгеновскими лучами и мастерски владел техникой научной фотографии. Когда он услышал о соблазнительной идее Лауэ, то тотчас же с юношеским воодушевлением изъявил готовность экспериментально проверить это предположение. Однако он сразу же столкнулся с трудностями.
Зоммерфельд, руководитель института, не желал и слышать о таком эксперименте своего ассистента. По его мнению, в задуманном опыте не следовало ожидать четких явлений дифракции из-за теплового движения атомов. Фридрих, перегруженный другими заданиями, мог поставить свои первые эксперименты только в промежутках между прочими занятиями, тайком, поздними вечерами. Ему помогал другой молодой физик, Пауль Книппинг, который, закончив свою докторскую работу, готовился через несколько недель покинуть институт Зоммерфельда.
Вначале Фридрих и Книппинг использовали в опытах кристалл медного купороса, который просвечивали в произвольно выбранном направлении: без учета положения оси кристалла или других кристаллографических особенностей. Уже на втором снимке обнаружилось явление, предсказанное Лауэ, хотя еще и недостаточно четко. 'Для меня это было незабываемое событие, - писал Вальтер Фридрих, - когда я поздно вечером в полном одиночестве стоял в моем институтском кабинете у ванночки с проявителем и смотрел, как на пластинке проступают следы отклоненных лучей'.
Решающим для удачного исхода эксперимента было то, что на основе своей ренттенофотографической практики Фридрих заранее выбрал многочасовую экспозицию, так как он был уверен, что лишь таким образом можно будет сделать фотографически активными слабые искривленные лучи. В противном случае они вполне могли бы быть замечены предыдущими физиками-экспериментаторами, так как кристаллы просвечивались уже более 15 лет. Сам Рентген уже делал такие опыты, не получив при этом картины дифракции.
