А еще двумя годами позже, в 1928 году, 26-летний Поль Дирак установил, что между светом и веществом общего даже больше, чем это следовало из теории де Бройля — Гейзенберга — Шредингера.
— Дирак пришел к теоретическому выводу, что при некоторых условиях свет должен превращаться в вещество и обратно, — рассказывал потом Сергей Иванович на лекции своим студентам. — В сильном электрическом поле световые кванты с длиной волны не больше одной тысячной миллимикрона, по Дираку, могут распадаться на две противоположно заряженные частицы — электрон и позитрон. Это весьма удивительное теоретическое предсказание, но оно все же полностью подтвердилось на опыте. Превращение света в вещество экспериментально доказано.
— Мне это кажется такой же бессмыслицей, как если бы кто-нибудь сказал, что звук может превращаться в музыкальный инструмент, — призналась одна студентка в перерыве.
— Вы нашли удачную аналогию, — улыбнулся Сергей Иванович. — Здесь действительно происходит нечто до известной степени напоминающее сказочное превращение мелодии в скрипку!
Мир квантовой механики раскрывался сторонами, где было много в высшей степени странного и неожиданного.
Чувства его первооткрывателей хорошо выразил впоследствии известный немецкий физик Паскуаль Йордан: «Каждый был полон такого напряжения, что почти захватывало дыхание. Лед был сломан… Становилось все более и более ясным, что мы натолкнулись на совершенно новую и глубоко запрятанную область тайн природы. Стало очевидным, что для разрешения противоречий потребуются совершенно новые методы мышления, находящиеся за пределами прежних физических представлений».
Советские физики с неослабным вниманием следили за тем, что происходит в университетах и в физических кружках Запада. Росла потребность в обмене научной информацией, и правительство социалистического государства посылало за рубеж наиболее талантливых представителей науки. Они вливались в интернациональную семью ученых и не только перенимали интересные идеи у своих западных коллег, но и сами все чаще публиковали результаты своих исследований на страницах немецких, английских и французских журналов.
В январе 1926 года получил от Московского университета заграничную научную командировку и Сергей Иванович. В соответствующем постановлении указывалось, что эта командировка — премия «первому профессору-ударнику» за отличную работу.
Вавилов мог выбирать место поездки, и он выбрал Берлинский университет. В то время там работал известный специалист по люминесценции профессор П. Прингсгейм. Кроме того, в центральном высшем учебном заведении столицы Германии особенно глубоко и критически разбирались идеи Луи де Бройля и других апологетов нового учения.
С первыми работами французского ученого Вавилов познакомился еще в Москве. До выезда в Берлин советский физик знал и об идеях Гейзенберга. В период же пребывания Сергея Ивановича в Берлинском университете на фронте физики произошли новые крупные события. Появилось более законченное математическое изложение волновой механики, разработанное Шредингером. Одновременно были опубликованы новые работы Гейзенберга в соавторстве с двумя исследователями, один из которых был его учитель — геттингенский корифей Макс Борн, а другой ученик — студент Паскуаль Йордан. Именно в этих работах возвещалось создание их авторами квантовой механики.
Вначале казалось, что идеи квантовой механики отличаются от идей Шредингера. Но в том же 1926 году Шредингер доказал, что они выражают полностью одно и то же. Входило в эту теорию и отношение между длиной волны и импульсом, установленное де Бройлем.
Сергей Иванович принимал активное участие в обсуждении работ по квантовой механике, проводившемся на интереснейших коллоквиумах в Берлинском университете. Коллоквиумами руководил крупнейший немецкий физик, основатель рентгено-структурного анализа и нобелевский лауреат Макс фон Лауэ. В собеседованиях участвовали и другие выдающиеся ученые.
Не все еще было ясно в новом направлении физической науки. Но все ощущали, что найден новый могучий метод решения сложнейших задач теории. Когда же разбиралось ставшее потом знаменитым основное уравнение волновой механики Э. Шредингера, участники коллоквиумов пришли почти к единодушному мнению, что перед ними — математическое выражение закона, который в атомной физике играет такую же фундаментальную роль, как законы движения Ньютона в классической механике.
Можно было понять чувства одного из физиков, процитировавшего, показывая на написанное мелом на доске уравнение Шредингера, слова из «Фауста»:
Кто из богов придумал этот знак?
Какое исцеленье от унынья
Дает мне сочетанье этих линий!
Расходится томивший душу мрак.
Все проясняется, как на картине.
И вот мне кажется, что сам я — бог
И вижу, символ мира разбирая,
Вселенную от края и до края.
С возникновением квантовомеханических идей многие физики стали пересматривать явления природы, изучением которых специально занимались, с точки зрения квантовой механики. Хотелось знать, что могут дать новые идеи для прояснения туманных мест различных областей физической теории.
С многими вместе стремился к этому и Вавилов. Открытие новых, более глубоких взаимосвязей между светом и веществом привлекло его пристальное внимание. Сергей Иванович немедленно стал искать путей применения законов квантовой механики, в частности в области люминесценции.
Сергей Иванович работал и в Берлине, много и напряженно. Проснувшись рано утром, он наскоро выпивал чашку кофе и спешил на Унтер-ден-Линден — в самый центр города, где находился университет. До начала занятий в конторах и учебных заведениях было еще далеко, и на улицах преобладали женщины с хозяйственными сумками. Они толпились у продовольственных магазинов и громко перекрикивались друг с другом, хотя бы стояли рядом. Даже в темпераментной Италии женщины говорили тише, если не ругались.
В тумане утра постепенно вырисовывалась решетка университетского сада. Швейцар, старый пруссак с пышными, закрученными вверх усами, почтительно приветствовал прибывшего и неизменно с деланным удивлением восклицал:
— Так рано, а вы уж на ногах, герр профессор! Мы называли это время «часом кайзера». До войны на рассвете здесь ежедневно совершал верховую прогулку кайзер. Он любил побыть на воздухе один.
Вавилов проходил в отведенную ему для занятий комнату и перебирал свои записки и книги, обдумывая план работы на день.
