Даниил Данин - Резерфорд

• Название: Резерфорд
• Автор: Даниил Данин
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1966

Книга Д.Данина посвящена величайшему физику-экспериментатору двадцатого столетия Эрнесту Резерфорду (1871–1937).

---

Между тем вскоре после рождественских каникул, в начале 1910 года, Гейгером была написана, а Резерфордом прочитана, одобрена и направлена в Королевское общество статья, где о различии между двумя видами рассеяния — малыми отклоненьями и отраженьями назад — говорилось так:

Сейчас не представляется полезным и обещающим дискутировать предположение, которое может быть сделано для объяснения этого различия.

Оттого-то Норман Фезер решил, что в Манчестере надолго — почти на год — забросили неблагодарную тему. «Резерфорд был поставлен в тупик», — заметил Фезер. И это, конечно, справедливо. Но только это! Нередки случаи, когда исследователи оставляют до лучших времен разработку бесперспективной проблемы: ждут новых опытных данных. Тут был иной случай. Нигде и ни разу Резерфорд не пожаловался, что ему не хватает фактов. А если бы их вправду не хватало, его мальчики не занимались бы другими делами. По крайней мере Марсден и Гейгер. Он сумел бы направить их поиски в нужную сторону. Нет, в тупик попала мысль. И тут надо было только думать, думать и снова думать. И лучших времен тут не предвиделось.

В процитированной фразе Гейгера — Резерфорда замечательна одна деталь: слово «предположение» там было написано в единственном числе. Это не стилистическая случайность. Это точность языка. Это было подчеркнутым указанием, что возможен единственный выход из тупика, да только не стоит о нем пока дискутировать, ибо ничего хорошего он не обещает впереди. Какой же выход? А уже знакомый нам — логически неизбежный: рассматривать всякий акт отражения, как итог столкновения альфа-частицы с каким-нибудь одним атомом мишени.

Так что же — стало быть, уже в начале 1910 года Резерфорд прекрасно видел поднятый шлагбаум? Конечно! Но он видел и другое: поднятый шлагбаум был нарисован на отвесной скале — он открывал дорогу, которой не было.

Оставалось думать.

И он думал.

Он думал — все о том же! — сидя за рулем четырехместного «уолслея-сиддлея», тарахтевшего по весенним дорогам Ланкашира, Дербишира, Чешира… С тех пор, как дошла его «очередь тратить деньги», лучшей игрушки он не мог бы себе завести. Тогда это была еще редкость — маститый профессор за рулем собственного автомобиля.

Но, может быть, устройство атома стало бы известно на три дня раньше если бы в страстную пятницу 1910 года на Уилмслоу-роуд, 17 не была доставлена эта самокатящаяся машина мощностью в 16 лошадиных сил. Три дня пасхи, с утра до вечера, забыв обо всех прочих обязанностях и вожделениях, мальчик с берегов пролива Кука учился управлять своим бензиновым экипажем. И под конец сообщил матери в Пунгареху, что отлично, «без единого происшествия, не задавив даже цыпленка», овладел этим искусством, показавшимся ему совсем легким. А к сведению отца добавил, что автомобиль «гораздо проще держать под контролем, чем лошадь». Для истории физики и атомного века те три дня были потеряны безвозвратно.

Но, пожалуй, упущенное наверсталось потом. Объясняя матери, зачем он купил автомашину, Резерфорд написал, что ему очень хотелось «обрести какое-нибудь средство побыстрей добираться до свежего воздуха». И не только ради маленькой Эйлин. Там, где легче дышалось, легче думалось. И еще: «Я чувствую необычную работоспособность благодаря упражнениям в автомобильном спорте». Но и это не все. За рулем естественней молчалось. И кроме того, в минуты нервных вспышек ему, как многим, помогала стать на якорь плавная скорость бесцельной езды. Так он лечил и себя и других.

Гейгер в одной короткой мемуарной заметке о Резерфорде вспомнил любопытный эпизод…У тонкостенных трубочек Баумбаха был роковой недостаток — хрупкость. Неосторожный жест — и эманация расползалась по лаборатории. Приборы начинали врать. «С типичной для него крутой решительностью Резерфорд грозил суровейшими наказаниями за такого рода преступление». Однажды он совершил его сам. Гейгер и другие сотрудники, раздосадованные вмешательством посторонней радиации в их опыты, учинили следствие и установили, что эманация выползала из кабинета шефа. Это было совсем скверно: шеф осуждению не подлежал и не на ком было отвести душу. А Резерфорд, не подозревая о своей вине, как ни в чем не бывало зашел к Гейгеру и спросил о ходе очередного эксперимента. Выбитый из колеи и тихо негодующий Гейгер вместо ответа сказал, что вести работу бесполезно, ибо здание полно эманацией, а источник ее… Резерфорд посмотрел на него удивленно и прорычал: «Отлично! Так считайте, что вы получили еще одно доказательство могущества, заключенного в этой эманации!» И вышел вон. (Конечно, Гейгер не решился написать, что шеф «прорычал», в тексте у него только скромное — «ответил»; но по духу сцены интонация этого ответа безошибочно слышится и через десятилетия.) Теперь был выбит из колеи и Резерфорд. Но скоро он снова появился в дверях. Сказал Гейгеру, — на этот раз действительно сказал, и не более, — что тот «чем-то расстроен» и ему «нужно глотнуть немножко свежего воздуха». Без промедлений он выволок его из лаборатории, усадил в свой автомобиль, и они покатили за город. «Ничто не бывало таким освежающим и таким вдохновляющим, как час в машине, проведенный наедине с Резерфордом», А Резерфорд этим способом проводил наедине с собой многие часы. Так что история атомного века, потеряв в апреле 1910 года три дня, в конце концов не прогадала.

Неотлучно думая все о том же, он, разумеется, сразу отверг нереальное предположение, будто тяжелые и стремительные альфа-частицы могут сколько-нибудь заметно рассеиваться на легоньких электронах, несомненно входящих в конструкцию атома. Автомобиль, скользящий по дороге со скоростью 25 миль в час (курьерской казалась она в те дни), не будет отброшен за обочину от соударения с недостойным препятствием.

Кажется, сделать бы тут всего один логический шаг вперед, и верное решение проблемы пришло бы само собой. Совершенно ясно: дабы в акте единичного столкновения отскочить в сторону или отразиться назад, летящей альфа-частице нужно встретить внутри сквозного атома достойное препятствие. А это в неявном виде — идея массивного заряженного атомного ядра. Так просто! Сделать же этот шаг почему-то было трудно…

Конечно, он думал о загадке атома не столь наивными образами, связанными с обиходом жизни. По давнему предрассудку ученому вообще полагается мыслить не образами, а понятиями, не метафорами, а уравнениями. Но, по-видимому, Резерфорд не знал этого предрассудка: он часто сначала «мыслил образами». Это была одна из его фарадеевских черт. И к достоверной модели атома ему помогали пробиваться, хоть и не грубо-бытовые, однако же наглядные, чувственно-осязаемые ассоциации.

— Внутри атома должны действовать ужасающие силы!

Манчестерский математик Чарльз Дарвин — внук великого сэра Чарльза Дарвина — запомнил, как Резерфорд произнес однажды эту фразу. Для учебника она бы не годилась. Но в ней звучало уже нечто новое по сравнению с прежним, строго и сдержанно отчеканенным: «Атомы — средоточия сильных электрических полей». И произнесена была эта фраза не с кафедры.

Шло традиционное чаепитие. Ежедневно, после полудня, все сотрудники лаборатории поднимались наверх — в комнату физпрактикума по радиоактивности, неподалеку от кабинета шефа, чтобы передохнуть за этим непринужденным обрядом. Чай подслащивали сахаром, печеньем и — главное — незапрограммированной беседой обо всем на свете. В отличие от томсоновских чаепитий в Кавендише тут не запрещалось говорить и о физике. Если днем шеф куда-нибудь отлучался на своем «уолслее-сиддлее», к этой церемонии он возвращался. Он любил ее. Там царили естественность и дружелюбие. Кому было что сказать, говорил, не испрашивая слова. И Резерфорд обычно с веселым оживлением выкладывал своим мальчикам то, что нынче пришло ему в голову. (Так бывало неизменно, уверяет Гейгер.) За этим-то чайным столом Резерфорд и сказал однажды об «ужасающих силах». Сказал и, как удостоверил Дарвин, сразу оставил эту тему. И в другой раз внезапно повторил ту же фразу и тотчас осекся. И в третий раз вернулся на круги своя и — замолк…

Более чем ясно: обсуждать еще не выношенную идею ему, как всегда, не хотелось. Но вынашивать ее наедине стало ему теперь еще трудней, чем прошлой осенью в Виннипеге.

Теперь тоже стояла осень. 1910 год подходил к концу. Хотя Дарвин не задатировал свое воспоминание, отнести его к более раннему времени нельзя: только осенью 1910 года Дарвин начал бывать на манчестерских чаепитиях, сменив в это время Бэйтмена на посту лабораторного математика.

Так, стало быть, даже через полтора года после завершения работы Гейгера — Марсдена атомная модель Резерфорда была еще совсем не готова? Да, перед его мысленным взором к этому времени лишь забрезжил образ могучего центрального тела в атоме: образ вещественного источника «ужасающих сил». По трем приметам строился образ этого центрального тела: оно мало по объему, раз атом почти пуст; оно несет большой заряд, если его электрическое поле способно отбросить назад альфа-частицу; оно велико по массе, поскольку в итоге силового единоборства резко изменяется не его собственное движение, а движение частицы.