Пути в незнаемое

…Конечно, электронная теория продолжала оставаться научной злобой дня, хотя была уже старше самого Бора. Ее начало восходило к 80-м годам прошлого века, когда и электрон-то еще не был открыт и слова такого еще не было в обиходе физики. Герман Гельмгольц говорил об «атомах электричества». Антон Гендрик Лоренц — об «элементарных электрических зарядах». Дж. Дж. Томсон — о «заряженных корпускулах». Но для возникновения классической теории движения еще не открытых и не названных электронов было достаточно уже одного этого: уверенности в существовании материальных носителей электричества — крошечных заряженных шариков, подчиняющихся механике Ньютона и уравнениям Максвелла.

А к той поре, когда в Копенгагене профессор Кристиансен давал магистерскую тему своему студенту Бору, электрон был уже пятнадцать лет как крещен (1894, Дж. Стони), и двенадцать лет как открыт (1897, Дж. Дж. Томсон), и стала уже известна реальная величина его малости (примерно одна двухтысячная массы легчайшего атома — водорода), и теория электронов уже сумела довольно верно описать немало явлений природы, где эти заряженные шарики играют первостатейную роль. И естественно, что от главного ствола теории отпочковалась целая ветвь — электронная теория металлов: уж в этих-то образцовых проводниках электричества первостатейная роль электронов была вне сомнений.

Физики не знали еще ничего надежного об устройстве атомов. Но всюду, где было вещество, были и электроны. Они не могли не служить обязательными детальками атомных конструкций. Очень активными из-за своего заряда и очень подвижными из-за своей малости. Воображению физиков представились свободные электроны — оторвавшиеся от материнских атомов и вольно блуждающие в межатомных пространствах внутри металлов. Где-то на рубеже нового века — около 1900 года — появился наглядно убедительный термин: электронный газ! И те же статистические законы, что были найдены в XIX столетии для истолкования повадок неисчислимых скоплений газовых молекул, — законы кинетической теории Клаузиуса, Гаусса, Максвелла, — показались физикам вполне пригодными и для объяснения повадок газа электронного.

Эта классическая статистика в известных пределах работала хорошо. Но не все получалось, как надо. Даже такая простая величина, как теплоемкость металлов, по теории оказывалась иной, чем была на деле. С предсказаниями формул расходились свойства металлов при низких температурах. И многое другое не поддавалось расшифровке. Формулы уточнялись, но возникали новые расхождения.

Оттого-то электронная теория продолжала оставаться беспокойной злобой дня.