Вскоре после окончания этой работы наши пути с Карманом разошлись. Он занялся гидродинамикой и аэродинамикой, в которых достиг больших результатов, а после эмиграции в 1933 году стал видным деятелем в США, пользовавшимся большим влиянием в военновоздушных силах.
Я продолжал заниматься физикой. Работы в области удельной теплоёмкости твёрдого тела открыли два пути для моих последующих исследований: динамика кристаллических решёток и квантовая теория.
Итак, теперь я стал физиком, на чём и оканчиваю этот очерк. Но я добавлю ещё несколько подробностей, касающихся того, что я сделал в этой области.
Глава 2. Что я сделал как физик
Я приступил к научным исследованиям в 1912 году с большой программой: вывести все свойства кристалла из предположения, что частицы решётки могут смещаться под действием внутренних сил. На эту работу ушло несколько лет. Её основными результатами были объяснения отклонений от соотношений Коши для констант упругости; доказательство, что спектр колебаний состоит из полос двух различных типов — оптических и акустических; а также включение красивых результатов П. Эвальда об электромагнитных волнах в кристаллах в динамику решётки.
Объём полученных результатов был столь обширен, что только некоторые из них могли быть опубликованы в статьях; поэтому я решил изложить их систематически в отдельной книге. Вскоре после того как разразилась война 1914 года, мне было предложено место профессора в Берлине, с тем чтобы несколько облегчить Планку бремя преподавания. Мы переехали в Берлин весной 1915 года. Я начал читать курс лекций, но вскоре вынужден был прервать его из-за призыва в армию. После краткого пребывания в радиочастях ВВС я был переведён по просьбе моего друга Ладенбурга в артиллерийскую исследовательскую организацию, где меня прикомандировали к подразделению, занимавшемуся звуковой локацией — определением местоположения орудий по результатам измерений времени прихода звуков выстрела в различные пункты. Под одной крышей собралось много физиков, и мы вскоре, когда позволяло время, стали заниматься настоящей наукой. Ланде и я пытались определить внутреннюю энергию ионных кристаллов, что нам удалось сделать с помощью Маделунга, разработавшего метод расчёта энергии кулоновых сил в решётке (константа Маделунга). По этим данным я вычислил теплоту образования простых гетерополярных молекул, что было первым примером определения химического тепла реакции из чисто физических данных. В этой работе мне помогал химик Фриц Габер, и она, в общем, известна как теория Борна — Габера.
В мрачные годы войны (когда трудно было достать для семьи пропитание) великим утешением была моя дружба с Эйнштейном. Мы виделись очень часто, играли вместе скрипичные сонаты и обсуждали не только научные проблемы, но и политическую и военную обстановку, в чём, кстати, принимала участие моя жена. Мы были резко настроены против политики германского правительства и были убеждены, что она приведёт к катастрофе. В эти годы Эйнштейн завершал свою общую теорию относительности и обсуждал её со мной. Величие его концепции произвело на меня столь сильное впечатление, что я решил никогда не работать в этой области. Но я защищал теорию Эйнштейна от нападок и спустя некоторое время попытался популяризировать её в книге, которая была выпущена в переработанном варианте в США[5].
Мы вместе пережили военное поражение, революцию в Берлине и образование Веймарской республики. Поскольку она родилась в Веймаре, а не в Потсдаме, мы надеялись на мирное будущее.
В это время (1919 г.) Макс фон Лауэ, профессор Франкфуртского университета, написал Планку, что он всей душой стремится в Берлин, чтобы жить вблизи своего любимого учителя. Он предложил обменяться со мной местами, и, так как оба университета были согласны, я был переведён во Франкфурт. Там мне был предоставлен небольшой институт, оборудованный аппаратурой, и я пользовался также помощью механика. Моим первым помощником (ассистентом) стал Отто Штерн, который немедленно нашёл применение нашему экспериментальному оборудованию. Он разработал метод, позволявший использовать атомные пучки для исследования свойств атомов, и применил его впервые для экспериментальной проверки максвеллова закона распределения скоростей в газе, а затем при содействии Герлаха (ассистента кафедры экспериментальной физики, руководимой Вахсмутом) для исследования странного результата квантовой теории, названного «квантованием ориентации». Эксперимент Штерна — Герлаха справедливо считается одной из фундаментальных демонстраций того, что классическая механика неприменима на атомном уровне и что она должна быть заменена новой квантовой механикой.