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).

---

И поскольку это так, отчего же не согласиться, что уже на третий день работы Резерфорд разрешил своей интуиции выйти из безгласного подполья. Иными словами, уже на третий день он увидел, что сулит ему финиш.

Гиблой осенью, посреди длящейся в мире войны, он понял, что впереди его снова ждут великие дела!..

А как же марсденовская идея H-радиоактивности?

Ее ведь следовало либо опровергнуть, либо подтвердить. Больше того: с проверки истинности этой идеи, казалось бы, и нужно было начинать. Во всяком случае, так поступило бы подавляющее большинство исследователей. А Резерфорд только через месяц — в октябре — вспомнил, что такой проверкой надо бы все-таки заняться. Для вящей убедительности. Для порядка.

Он к разряду большинства, да к тому же подавляющего, никак не принадлежал, и с годами все смелей доверялся своему инстинкту. Своему нюху. Своему предчувствию. На общепонятную и общепринятую логику у него наслаивалась собственная, отнюдь не логичная, внутренняя логика, ревизии не подлежавшая. Признак и привилегия гения.

Он попросту не верил в идею H-радиоактивности. Не верил с первого дня. И до такой степени, что внутренне — для себя! — вообще не нуждался в экспериментальной разведке этого явления.

Первые же опыты с воздухом понудили его подвергнуть альфа-бомбардировке поочередно каждый из легких газов, составляющих атмосферу. По общепонятной логике надо было посмотреть, а не ответствен ли один из этих газов, целиком или больше других, за появление загадочных сцинцилляции? И на протяжении сентября в бронзовой камере побывали гелий, азот, кислород, углекислота.

28 сентября — на исходе третьей недели работы — он сумел уже сделать важный вывод: решающую роль в происходящем играли атомы азота. Количество сцинцилляции при их обстреле бывало в два с лишним раза больше, чем при бомбардировке Не, О, CO2…

Высунулся краешек истины, как говаривал Эйнштейн. Так ухватиться бы за этот краешек и тянуть изо всех сил! Но как раз в этот момент Резерфорд сказал Кэю, что надо на время оставить эксперименты с азотом и приняться за опыты с пустой камерой.

С пустой? Да.

Это был экономнейший способ проверки «сильного подозрения» Марсдена — Лентсберри

Коли странные сцинцилляции появятся на экране, даже когда альфа-снаряды будут лететь через пустоту, значит какие-то длиннопробежные частицы испускаются самим радиоактивным источником вместе с альфа-частицами. И если это водородные ядра, то придется признать, что H-радиоактивность существует. Но уж если никаких загадочных сцинцилляции не будет обнаруживаться, значит никакой H-радиоактивности нет! И можно спокойно продолжить работу с бомбардировкой азота, считая, что в тылу не осталось очага смуты.

В безличную логику исследования прокрались мотивы психологические. Не только ради порядка, но и тайной тревоги ради («а что, если я был все же слеп!»), и тайной гордыни ради («нет, я не мог быть слеп!»), сделал он тогда внезапный шаг назад — к истокам темы. И случилось то, на что он совсем не рассчитывал: в момент определившегося успеха все исследование вдруг повисло на волоске.

Дело в том, что опыты с пустотой оказались нерезультативными. Хотя альфа-снаряды и летели через пустое пространство, не сталкиваясь ни с какими легкими атомами, сцинцилляции на экране от длиннопробежных частиц никогда не исчезали полностью. И обнаружилось, что нельзя однозначно решить, откуда эти частицы берутся. То ли откуда-то со стороны они налетают, то ли не удается избавиться от водородных загрязнений в источнике радиации, то ли — чего не бывает на свете! — H-радиоактивность все-таки существует…

Перед Резерфордом возникли те же трудности, какие летом и осенью 14-го года не успел преодолеть Марсден. Не помогали ни его собственная, резерфордовская, изобретательность, ни искусность Короля ассистентов: проходили дни, а решение проблемы H-радиоактивности ни на дюйм не приближалось к определенному итогу.

Это грозило бедой. Раз уж проверка спорной гипотезы началась, надо было довести ее до конца. По общепонятной логике обязательно до конца. Ведь стоило на мгновенье допустить, что Марсден прав, как теряла смысл последующая возня с азотом. В общем было яснее ясного, что отступиться от цели из-за трудностей — значило проявить малодушие.

Общепонятная логика, как всегда, имела в запасе и общепонятные этические аргументы. Высокие и неоспоримые: малодушие — это всегда плохо. Оттого-то все исследование вдруг закачалось на волоске. И отступаться было грешно, и не отступиться было грешно. Первое было грехом против нормальных правил поисков истины. Второе — против собственного чутья этой истины.

Волосок оборвался бы, и открытие искусственного превращения элементов отложилось бы на неопределенный срок, если бы Резерфорд в той критической ситуации отдал предпочтение правилам.

…Физикам-атомникам тогда еще мало знакомо было явление радиационного фона. Во всех опытах с атомно-ядерными излучениями этот фон создает неизбежные помехи. Космические лучи… Радиоактивность земной коры и атмосферы… Спонтанные микропроцессы в веществе приборов… Радиация лезет отовсюду, равнодушная к заботам экспериментаторов. И она не предупреждает о своем прибытии. И родословной своей не сообщает. Сегодня этот фон специально изучают. Придумывают от него защиту. Вводят на него поправки. А в ранние времена ядерной физики он действовал в лабораториях бесконтрольно. Путал карты. Порождал иллюзии. И как Мефистофель — оставался неуличенным.

Количественно оценить роль этого фона в опытах Марсдена — Лентсберри и Резерфорда — Кэя, наверное, дело тяжкое; надо повторить их работы на музейной аппаратуре Манчестера или Кембриджа, подвергнув результаты современной критике.

Такое повторение великих исследований в натуре могло бы послужить экспериментальным методом истории науки. Во многих случаях, а не только в этом, оно позволило бы понять всю меру чудовищной грубости опытных данных, из которых с тончайшей проницательностью добывали классики истинное знание повадок природы.

Одно очевидно; от непрошеных сцинцилляций Резерфорд в тех опытах никогда не смог бы отделаться. И просто не наступил бы день, когда он получил бы право заявить: прямыми опытами доказано отсутствие H-радиоактивности. Неустранимый фон все время работал бы против него, превращая исследование в сказку про белого бычка. Короче: подчинение правилам загоняло дело в тупик.

Это надо было почувствовать. И возможно раньше.

Он почувствовал. И довольно рано. Раньше, чем рутине неудач удалось посеять в Кэе унынье, а в нем — глухую досаду.

Во второй раз он пренебрег логикой. После месяца бесплодных мучений отступился. И снова сказал себе, что решительно не верит в H-радиоактивность. Не верит — и все. Этого достаточно.

Как сказал Эйнштейн в одном письме: «Если не грешить против разума, вообще ни к чему нельзя прийти». Они вернулись к тому, на чем остановились.

9 ноября 1917 года — ровно через два месяца после начала работы — бронзовую камеру снова наполнил воздух. Сухой и чистый. С удвоенной бдительностью были подсчитаны сцинцилляции. А на следующий день воздух был заменен азотом — тоже очищенным. И с той же бдительностью снова были подсчитаны длиннопробежные частицы.

Как и ожидал Резерфорд, с чистым азотом эффект увеличился примерно на 25 процентов: как раз настолько, насколько в чистом азоте больше атомов азота, чем в воздухе. Виновник происходящего вновь с очевидностью подтвердил свою вину.

Но что же происходило с азотной мишенью под альфа-обстрелом, если в итоге камеру покидали какие-то далеко летящие частицы?

В тот день, 9 ноября, когда Резерфорд окончательно уверился, что источник загадочных сцинцилляций — некое альфаазотное взаимодействие, он записал в своем лабораторном дневнике:

Установить, вызываются ли эти сцинцилляции N, He, H или Li?

В лаконичном перечислении вслед за азотом трех легчайших атомов — гелия, водорода, лития и содержался ответ на вопрос, какие события могут иметь место в камере при альфа-бомбардировке азотной мишени. Что с того, что ответ был дан в форме нового вопроса. В сущности, в науке все ответы — это новые вопросы, требующие ответа. Замечание двухмесячной давности «не может быть С (углерод)» было сделано в утвердительной форме, но разве оно выиграло от этого? Сразу видно, как далеко продвинулась мысль Резерфорда от того сентябрьского рубежа…

Его мысленному взору открылась уже вполне предметная картина атомных превращений. Она, эта невидимая и невиданная картина искусственной трансмутации стабильного элемента, отчетливо представилась ему, как рождение в процессе альфа-азотного взаимодействия хорошо известных легких атомов, которых, однако, ни один химик никогда из азота не получал.