Великите европейци - Макс Борн

Макс Борн не само лансира понятието „квантова механика“, но и поставя новата наука да стъпи на краката си. До него учените разглеждат електрона като частица – смятат, че, докато кръжи около ядрото, в даден момент той заема точно определено място. Но не. Например, единственият електрон в атома на водорода може да е навсякъде в обвивката, той създава облак и не може да се определи къде в облака се намира. 

Трябва да се приеме, че електронът е едновременно навсякъде. В по-сложните елементи пак има електронен облак, но даден електрон не може да е на място, заето от друг. Оттук математиката престава да е точна наука, а се превръща във вероятност. Докато изучава теоретичната идея на Хайзенберг, Борн се сеща за матричната математика и си дава сметка, че тя прекрасно описва ставащото. Квантовият свят се движи от вероятности и в него не се описва поведението на отделна частица, а състоянието на цялата система чрез комплексно число. Това е откритата от Борн Амплитуда на вероятностите. 

Добре, спирам. Но и немалко водещи физици също не приемат идеята вероятности да управляват света. Сред тя е Айнщайн. Той, макар да използва постиженията на квантовата механика, е скептичен и пише на приятеля си Борн: „Теорията ни казва много, но все пак не ни доближава до тайната на „старото момче“. Във всички случаи съм убеден, че Той не хвърля зарове“. Е, хвърля, смята Борн, който отговаря простичко на съмненията, че неопределеността може да е основа на света: „Тези вероятности изобщо не са произволни, а от своя страна се базират на строги закони“ – припомня той на колегите си. И е прав, а правотата му се доказва и от експерименталните резултати, които физиците получават вече сто години. 

Макс Борн е роден през 1882 година в Бреслау /Вроцлав/, тогава в Прусия. Той е от стар еврейски род, баща му е професор по ембриология, а майка му, която умира, когато Макс е на 41 му оставя в наследство музикалния си талант. В ранните години на момчето ориентацията му е повече хуманитарна, отколкото математическа. Завършва гимназия и получава широки знания по математика, физика, история, съвременни езици, латински и гръцки. Обръщането му към науката започва в университета, където, освен физика и математика, учи астрономия, химия, зоология, логика и философия. Неслучайно в книгата си „Моят живот и възгледи“ Макс Борн пише: „Никога не съм харесвал тясната специализация и винаги съм бил лаик – дори в онова, което се смята за моя тема“. Все пак, смята да специализира астрономия, но скоро започва да се оглежда за нещо по-предизвикателно. Изкарва по един летен семестър в Хайделберг и Цюрих, но накрая отива в Гьотинген, европейски център на математиката, където попада на Хилберт и Минковски. Хилберт го кани за асистент, Борн присъства на всички разговори между тях, това му е нещо като втори университет, но не само по математика, а и по философия, политика, социални въпроси, които те разискват. През 1906 Борн вече е доктор по математика, но трябва да отбие военна служба. Изкарва в армията само няколко месеца заради астмата си, но това стига, за да намрази военщината завинаги.

След кратък престой в Кеймбридж, Макс Борн се връща в Бреслау за втори докторат –  по физика, но се рови дълбоко в Относителността на Айнщайн и изпраща идеите си на Минковски. Той веднага го кани да се хабилитира в Гьотинген, Борн приема и двамата опитват да съвместят относителността с електродинамиката, чрез четиримерните пространствени матрици на Минковски, но скоро Минковски умира и работата затихва. 

Покрай тези занимания, Борн среща Хеди Еренберг, еврейка, приела лутеранството. Женят се през 1913, той по принцип няма интерес към църквата, но се покръства след година заради уважение към жена си и за да се впише семейството по-добре в немското общество. В същото време обаче, Борн има специални лични отношения с Бога и казва: „Онези, които смятат, че изследването на науката прави човека атеист, трябва да са доста глупави хора“. Интересът му по темата вероятно е свързан най-вече с морални съображения, ако се съди по друго негово изказване: „Науката предявява към учения множество морални и етични изисквания. Ако ученият вярва в Бога, той по-лесно би ги изпълнил“. 

През 1914 Борн е професор по теоретична физика в Берлин, но по време на ПСВ армията пак го вика. Този път прави интересни експерименти - проучва как по звука от снаряд, засечен от няколко различни позиции, се определя местоположението на оръдието. Докато е в това научно звено, Борн успява да дръпне от фронта много млади физици и да ги уреди на спокойно място като сътрудници. След войната той е директор на Института по теоретична физика във Франкфурт на Майн, а през 1921 се връща в Гьотинген за разцвета на заниманията си с квантова механика. Няма да навлизам в научните му дела, но за да добиете представа за обема и обхвата на работата му, ще изброя няколко неща, с които се прочува. 

Освен споменатото вече Приближение на Борн, има още Координати на Борн, Уравнение на Борн, Вероятност на Борн, плюс още поне 15 теории и открития, които прави сам или съвместно с други хора. Но идват нацистите и Макс Борн е изгонен от Гьотинген, дори докторантурата му е анулирана. По-късно е лишен и от немско гражданство, но получава британски паспорт. Още през 1933 обаче Борн схваща намека и отива в Кеймбридж, а после е професор в Единбург. Там преподава математическа физика, а с шотландския му асистент разследват безобразното мистериозно поведение на електроните. 

Борн се пенсионира през 1952 и се връща в Германия, а през 1954, след десетки номинации, получава и Нобел за физика „за фундаменталните му изследвания в квантовата механика, особено в статистическата интерпретация на вълновата функция“. После все повече задълбава във философията на науката и става активна фигура в движението срещу ядреното оръжие. Макс Борн умира от старост през 1970, на 87, но откритията му във физиката са и ще продължат да бъдат основа за навлизането на човечеството все по-дълбоко в безкрайно големия свят на безкрайно малкото.

Всички епизоди от подкаста "Великите европейци" можете да чуете тук:

БНР подкасти: