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).

---

В мае 1911 года узнали, «как выглядит атом», физики всего мира: в майском выпуске «Phi!osophical magazine» появилась большая статья — «Рассеяние альфа- и бета-частиц в веществе и Структура Атома». Однако, читая эту статью профессора Резерфорда, его коллеги еще не понимали, что перед ними эпохальная работа.

Верно и более сильное утверждение: современники вообще не обратили на нее сколько-нибудь серьезного внимания! Лондонский «Nature», из недели в неделю оповещавший мир о событиях в науке, ограничился коротенькой информацией. Через пятьдесят лет Э. Н. да Коста Андраде с упреком и сожалением писал, что та информация по размеру и стилю ничем не отличалась от сообщений о самых ординарных научных трудах. Но вот что любопытно: в 1911 году, когда Андраде был начинающим исследователем, историческая статья Резерфорда произвела на него самого еще меньше впечатления, чем на обозревателя из «Nature». Он работал у Ленарда в Гейдельберге и не был одинок в своем тогдашнем равнодушии к происшедшему. В его мемориальной лекции о Резерфорде есть признание: «У меня не сохранилось никаких воспоминаний об интересе к резерфордовской модели атома».

Не стоит думать, будто лаборатория Ленарда была исключением из правила. История сохранила одно исчерпывающее доказательство всеобщего непонимания случившегося.

В конце июня 1911 года известный бельгийский инженер и промышленник Эрнест Сольвей получил конфиденциальное письмо из Германии от выдающегося физико-химика Вальтера Нернста. Там были строки: «Вас, несомненно, обрадует, что почти все дают свое согласие и приветствуют „Совещание“ в полном смысле слова с восторгом…Резерфорд считает идею превосходной…И наконец, Эйнштейн просто восхищен…» Во всем мире только 18 человек, не считая Сольвея и его сотрудников, знали тогда о превосходной идее. Речь шла о созыве в Брюсселе узкого дискуссионного совещания крупнейших физиков Европы для откровенного обмена мнениями по научной проблеме, которую Макс Планк назвал источником непрерывного мучительного беспокойства для ученых. «Излучение и кванты» — так была сформулирована тема предстоявшей дискуссии.

Мучительное беспокойство длилось уже десять лет, и причина его была ясна.

Вместе с понятиями «квант энергии» и «квант действия» в физику XX века вторглось представление о неизбежно прерывистом течении существеннейших мнкропроцессов в природе. Излучение и поглощение энергии электромагнитных волн минимальными конечными порциями — неделимыми квантами — прекрасно объяснило прежде непонятные явления, но само оставалось совершенно необъяснимым. Безуспешны были попытки осмыслить эту новость с помощью методов классической физики. В ньютоновской механике и максвелловской электродинамике природа являла собою мир только непрерывных процессов. Оказалось, что это не вся правда природы. И уже успевшая стать к тему времени знаменитой, постоянная Планка «h», отражавшая масштаб пунктирной дробности в микрособытиях, выглядела, по выражению самого Планка, «таинственным послом из реального мира», не похожего на тот, что рисовался ученым прежде. Каков же он, этот реальный мир? Действительно ли не ведут к его постижению пути классики?

Громадные вопросы скрывались за краткой формулой — «излучение и кванты».

Вальтер Нернст, с благословения Планка, выступил инициатором узкого совещания избранных. Эрнест Сольвей с готовностью предоставил нужные средства. Это был талантливый инженер-изобретатель — выходец из рабочей семьи и самоучка. Метод прямого получения соды из поваренной соли сделал его богачом. А страстная любовь к науке — меценатом. Его воображение неизменно волновали проблемы строения вещества. Он проектировал создание международных исследовательских институтов физики и химии. Искал помощи ученых. Его встреча в 1910 году с Нернстом, побывавшим проездом в Бельгии, положила начало длящейся и по сегодня славной истории Сольвеевских конгрессов, ставших важными вехами в летописи физики нашего века.

«Совещание» 1911 года и было 1-м конгрессом Сольвея. Из первоначально приглашенных не приехали лорд Рэлей и Ван дер Ваальс, но зато список пополнился новыми именами, и 23 человека, собравшихся 30 октября в Брюсселе, несомненно, являли собою элиту тогдашней теоретической и экспериментальной физики. Резерфорд снова увиделся с Лоренцом, Марией Кюри, Ланжевеном, Перреном… Возможно, он и раньше, ка одном из конгрессов Би-Эй, уже познакомился с Нернстом, Пуанкаре, Зоммерфельдом. Но с двумя великими коллегами он встретился там наверняка впервые. Это были Эйнштейн и Планк.

К сожалению, в письмах Резерфорда, опубликованных Ивом, нет ни слова о деталях той встречи. Не оставили о ней воспоминаний ни Эйнштейн, ни Планк. А те, кто мог расспросить каждого из трех о подробностях и впечатлениях, не сделали этого. Карл Зелиг однажды осведомился у Эйнштейна о Резерфорде, но спустя много лет после смерти последнего. Эйнштейн был уже стар. Частностей не помнил. Да и вопрос звучал слишком общо: «был ли он знаком с англичанином?» На суммарный вопрос последовал суммарный ответ. Эйнштейн заговорил о «всеобщем восхищении и удивлении», какие вызывали работы Резерфорда. Сказал, что считает его «одним из величайших физиков-экспериментаторов всех времен». И добавил:

Тот факт, что мне не представилось возможности упомянуть о нем в моих трудах, объясняется тем, что я сосредоточил свои усилия на отвлеченной теории, в то время как Резерфорд сумел достичь глубоких познаний путем довольно простых размышлений и использования сравнительно несложных экспериментальных средств.

А все, что он сказал о знакомстве с Резерфордом, сводилось к одной фразе: «Личная встреча была мимолетной…» Но единственное число в этой фразе было ошибкой памяти: они встречались по меньшей мере дважды.

Вторая, более поздняя встреча, в гитлеровские времена, — в лондонском Альберт-холле на антифашистском митинге, когда Резерфорд представлял его десятитысячной аудитории, как своего доброго друга, — должна была особенно запомниться Эйнштейну. Она была овеяна трагизмом истории — не физики, а человечества. Вероятно, именно эта мимолетная встреча и вспомнилась Эйнштейну в разговоре с Зелигом. А об осеннем Брюсселе 1911 года он в ту минуту забыл. Просто забыл. Так бывает со стариками.

Конечно, это кажется малоправдоподобным. Ведь Сольвеевский конгресс длился четыре дня, и четыре дня не прекращались споры. И все сидели за одним большим столом. И слово «атом» мелькало в речах немногим реже, чем слово «квант». И когда фотограф делал групповой снимок участников конгресса, они — Эйнштейн и Резерфорд — стояли совсем рядом, разделенные только тучной фигурой голландца Камерлинг-Оннеса. В общем у обоих было достаточно оснований — больших и пустячных — ту первую встречу не забывать. Зелигу стоило лишь обмолвиться словом, и Эйнштейн вспомнил бы о ней. Но так как этого не случилось, становится содержательным вопрос: почему он о ней забыл?

Все дело в том, что Резерфорд тогда молчал.

Его словно не было на конгрессе. Шла дискуссия, а он молчал. И молчали о нем. Во всяком случае, во время обсуждения принципиального доклада Планка никто не произнес его имени и никто не услышал его голоса. Зато часто звучало имя Томсона, хотя самого Дж. Дж. не было на конгрессе. И еще чаще раздавались ссылки на томсоновскую атомную модель.

Ссылаться на какую-нибудь атомную модель приходилось волей-неволей. Рассуждая о возможном механизме излучения и поглощения квантов энергии, нельзя же было не думать об устройстве самих излучающих и поглощающих микросистем. Председательствовавший Лоренц говорил: «…Модель атома, предложенная сэром Дж. Дж. Томсоном…имеет преимущества, которых нельзя не признать». Но он не сравнивал эту модель с резерфордовской. Он даже не упоминал об атомном ядре. И никто не упоминал — ни Мария Кюри, ни Бриллюэн, ни Вин, ни Пуанкаре, ни Планк, ни Эйнштейн, спорившие с Лоренцом и друг с другом. А маленький Арнольд Зоммерфельд — блестящий теоретик из Мюнхена, впоследствии так много сделавший для квантового понимания атома Резерфорда, — сказал тогда в Брюсселе, что вообще предпочитает не иметь дела ни с какими «частными моделями атомов».

Словом, вся дискуссия шла так, точно полгода назад в майском номере «Philosophical magazine» не появлялось никакой статьи о принципиально новых чертах в атомной структуре. И хотя все полны были почтения к ее автору и сам автор громоздко восседал за столом конгресса, кажется, никто из выступавших не сделал уступки даже простой вежливости и не обронил ни слова о том, «как выглядит атом» по Резерфорду.

А он сидел, слушал и — отмалчивался.

Ему нечего было сказать — нечем было помочь преодолению противоречия, над которым бились его высокие коллеги.

С точки зрения классики планетарный атом был, как выразился полувеком позже Л. Ландау, не меньшей катастрофой, чем планковский квант действия. Резерфорд сознавал это. Совершив прыжок, запрещенный Максвеллом, он моста через пропасть не навел. И сам предупредил об этом коллег. Он только обещал, что в будущем мост появится. В начале его статьи были строки: