Очевидный успех Фридриха произвел впечатление на Зоммерфельда и побудил его предоставить своему ассистенту возможность проводить обширные эксперименты, пользуясь средствами института. Он интересовался опытами, давал ценные советы и позднее очень гордился тем, что это крупное открытие было сделано в его институте. Просвечивание цинковой обманки, каменной соли и других кристаллов с упорядоченным расположением атомов - с учетом кристаллографических закономерностей - дало теперь те превосходные фотографические изображения дифракционных спектров решеток, те образцы интерференции, которые в короткий срок под названием 'диаграмм Лауэ' стали известны во всем мире.
Открытие интерференции рентгеновских лучей Планк рассматривал как один из самых впечатляющих примеров плодотворности образцового взаимодействия теории и эксперимента. 'Насколько остроумны и все-таки фантастичны были комбинации идей Лауэ, которые дали первый толчок к постановке опытов, настолько же нужна была огромная искусность в экспериментах г. г. Фридриха и Книппинга для того, чтобы претворить идеи в действительность'. Далее Планк писал: 'Теория и эксперимент связаны друг с другом, одно без другого остается бесплодным. Теории без экспериментов пусты, эксперименты без теории слепы. Поэтому оба, теория и эксперимент, требуют с одинаковой настоятельностью подобающего им внимания'.
Фридрих, Книппинг и Лауэ в совместной работе сообщили о 'явлениях интерференции рентгеновских лучей'. То, что в публикации на первое место была поставлена теоретическая часть, автором которой был Лауэ, не соответствовало действительному ходу событий, приведших к открытию. Исчерпывающее количественное объяснение явлений Лауэ дал лишь тогда, когда были уже получены снимки дифракции. Но так как направляющая мысль исходила от Лауэ и Фридрих с Книппингом без его инициативы и его теоретического плана не осуществили бы опытов, то последовательность работ, установленная в совместной публикации, правомерна. Она также и с внешней стороны характеризует ведущую роль, которая выпала на долю теоретического мышления в этом открытии, пролагавшем новые пути в науке.
Вскоре Лауэ разработал геометрическую теорию интерференции рентгеновских лучей, уточненную позднее им самим и другими исследователями и замененную, наконец, динамическим объяснением. Заслуга Лауэ в математике состояла в том, что он так изменил имевшую хождение в то время теорию дифракции света на плоских решетках, что она оказалась применимой к пространственной решетке и к рентгеновским лучам.
Еще до того, как была напечатана статья об открытии, Лауэ рассказал о ее содержании на заседании Немецкого физического общества. Физики, собравшиеся в аудитории Физического института на Рейхстагуфер перед началом заседания, еще не знали, о чем пойдет речь. Тем неожиданнее был для них сюрприз.
В своем юбилейном докладе по поводу 25-летия открытия интерференции рентгеновских лучей Планк рассказал о ходе этого памятного собрания, которое происходило там же, где он сам за 12 лет до этого выступал с обоснованием своей формулы излучения.
'Это было 14 июня 1912 года, - сказал Макс Планк, - здесь, в этом зале, на этом месте, г-н Рубенс вел заседание. Мы все пребывали в большом нетерпении. Я отчетливо вспоминаю детали происходившего. Когда г-н фон Лауэ после теоретического введения показал первые снимки, на которых было изображено прохождение пучка лучей через произвольно ориентированный кусочек медного купороса, и на фотографической пластинке, рядом с центральным местом прохождения первичных лучей, видны были несколько маленьких странных пятнышек, то слушатели замерли в напряженном ожидании, однако все еще не совсем убежденные в правильности изображения на экране. Но когда был показан пятый снимок, первая типичная диаграмма Лауэ с регулярно и аккуратно на различных расстояниях от центра расположенными интерферентными точками, полученная при облучении кристалла цинковой обманки, установленного под определенным углом к первичному пучку, то по залу прошло всеобщее, едва сдерживаемое 'ах!'. Каждый из нас чувствовал, что он присутствует при великом событии, что здесь впервые в до сих пор непроницаемой стене была пробита брешь, которая вела из тогдашних потемок сокровенных и мучительных тайн в мир света нового знания и открывала взору широкие многообещающие дали'.
В отличие от открытого Планком квантования энергии, которое вначале заинтересовало лишь нескольких берлинских физиков и в течение многих лет оставалось не признанным научной общественностью, открытие Лауэ сразу же начало свое победное шествие по свету: новое доказательство того, какое значение приобретают фотодокументы для признания достижений естествознания.
Фотограммы, которые Лауэ впервые показал коллегам в Берлине с помощью проектора, вызвали такой же интерес, как и те, которые Рентген за 16 лет до этого разослал друзьям и коллегам. Эйнштейн в 1912 году восторженно писал из Праги своему бывшему сотруднику: 'Лауэ прислал мне фотографию явления дифракции рентгеновских лучей. Это самое удивительное из всего, что я когда-либо видел. Дифракция от отдельных молекул, расположение которых становится таким очевидным'.
Рентген также был изумлен снимками, которые представили ему Лауэ и Фридрих. При его неизменном недоверии ко всем 'сенсационным открытиям' он долго не мог убедить себя в том, что здесь речь идет действительно о явлениях дифракции и интерференции.
Открытие интерференции рентгеновских лучей, которым увенчался путь исследований, предложенный Рентгеном, принадлежит к самым значительным физическим открытиям новейшей истории науки. Оно имело многообразные последствия.
Оно теоретически подтвердило, что рентгеновские лучи являются коротковолновым электромагнитным излучением, хотя вначале еще ничего не знали об абсолютной величине длины их волны. Другие объяснения рентгеновских лучей, прежде всего корпускулярная теория, были тем самым устранены окончательно. В этом смысле открытие Лауэ являло собой противоположность доказательству Генрихом Герцем существования длинных электромагнитных волн.
Одновременно с этим обнаружение интерференции рентгеновских лучей в кристаллах возвело гипотезу кристаллографов о пространственной решетке в ранг достоверной экспериментально подтвержденной кристаллографической теории. Опираясь на открытие Лауэ, английские исследователи Уильям и Лоуренс Брэгги математически точно определили длину волны рентгеновских лучей и размеры кристаллической решетки. Созданный ими метод 'вращающегося кристалла' имел основополагающее значение для рентгеноспектрографии.
Огромное значение имело открытие Лауэ и для учения об атоме. Оно возвестило, по словам Планка, 'совершенно новую эру атомистики'. Оно дало ключ к качественному и количественному исследованию атомной структуры материи. С его помощью стало возможным заглянуть в строение электронной оболочки атома и физическими методами определить порядковый номер элемента в периодической системе. Методы Лауэ позволили также найти новые химические вещества.
Исследования Эйнштейном броуновского движения и результаты работ французских и английских физиков-экспериментаторов окончательно подтвердили атомистические воззрения с точки зрения молекулярной физики. При помощи интерференционного метода Лауэ было оптически достоверно показано расположение атомов в кристаллических решетках, хотя для расшифровки изящных фотографических диаграмм оказалось необходимым прибегнуть к достаточно сложной математической теории. Но в соединении с созданной почти одновременно камерой Вильсона, которая делала непосредственно видимыми траектории отдельных движущихся атомов и атомных частиц, открытие Лауэ устранило последние сомнения относительно существования атомов.
'Атомы стали видимыми!' - писал в 1913 году Вильгельм Оствальд, который всего несколько лет назад принадлежал к самым ярым противникам атомизма. Эта запись сделана на полях работы, где он выступает как раз против таких вещей, 'которые находятся ниже границы видимого, в том числе и вооруженным глазом'. Теперь вопрос, который Эрнст Мах задавал каждому, кто в его время говорил об атоме: 'А вы его видели?' - не мог привести в замешательство ни одного сторонника атомистики.
Как неоднократно подчеркивал Лауэ, без уверенности в существовании атомов он никогда бы де пришел к мысли начать свои опыты с просвечиванием. Вера в реальность атомов, тесно связанная с материалистической традицией, способствовала, таким образом, открытию новой истины. Решающая битва за атомизм была выиграна. Столетия, необходимые, по мнению Людвига Больцмана, для победы учения об атоме, превратились в несколько лет.
Об ученых, которые, несмотря ни на что, все еще пытались считать теорию атома лишь рабочей гипотезой, Лауэ писал в 1914 году в своем докладе: 'Следовало бы спросить этих скептиков, считают ли они
