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).

---

— Билл! Сюда! Это же наш Эрни, разрази меня господь!

…И все равно — продолжалось верчение белки в колесе. Оно продолжалось неизбывно, как в истории с H-радиоактивностью. Технические трудности на каждом шагу превращались в принципиальные, ибо оставались непреодолимыми. Знаете ли, как отмечались временные интервалы между сцинцилляциями? Ползла равномерно лента вроде телеграфной; рука наблюдателя лежала на ключе вроде телеграфного; когда глаз замечал на экране вспышку, рука нажимала на ключ. Это называлось электромагнитным способом счета. Только самые грубые вести из микромира можно было принять по такому телеграфу!

И четыре месяца спустя Резерфорд написал в статье для «Philosophical magazine»:

В январе этого года, перед возвращением профессора Э. Марсдена в Новую Зеландию, я имел счастье на протяжении короткого времени пользоваться его искусной помощью. Были предприняты систематические наблюдения… Число дублей приблизительно в два раза превышало теоретическое… Является ли это различие кажущимся или реальным — сказать трудно… Ясно, что в данных экспериментальных условиях лишь малая доля общего числа сцинцилляций может рассматриваться, как возможные истинно-одновременные дубли, и эффект слишком мал и неопределенен, чтобы выводить сколько-нибудь точные умозаключения…

Что же оставалось делать?

Оставалось сполна повторить на финише старт: снова прекратить мелочное препирательство с природой — довериться своей интуиции и, бросив возню с дублями, пойти дальше.

Оставалось делать науку нелогично. И не по правилам.

А что, собственно, лежало дальше?

Уже пройденное, но нерешенное. Ведь так и не был получен ответ на вопрос: какова природа длиннопробежных частиц, рождающихся в азоте при альфа-бомбардировке? Из четырех вариантов — H, He, Li и X — выбор не был сделан. Количественные методы спасовали и тут перед малостью эффекта. И потому безответным пребывал главный вопрос: действительно ли можно утверждать, что имеет место процесс превращения атомов азота в другие атомы? Эти «другие» — нераспознанные длиннопробежные частицы — каким-то способом все-таки надо было узнать по имени. Иначе все разговоры о возможной искусственной трансмутации устойчивых элементов становились беспочвенными. А он ведь эти разговоры уже вел — пока, правда, только в переписке.

И вот, за неимением ничего лучшего, Резерфорд отважился воспользоваться для решения строгой физической задачи извечно-нестрогой методой врачей, вынужденных, как правило, ставить диагнозы по сходству. Он решил провести качественное сравнение неизвестного с известным.

Одним достоверным числом врачи располагают всегда — температурой больного. Одним достоверным числом располагал и он — длиной пробега неведомых частиц. В остальном, как и врачи, он должен был положиться на свой опыт и нюх. Эталоном для сравнения послужили ему хорошо знакомые и очень подходящие по длине пробега H-частицы. Собственно, выбором этого эталона уже и определился диагноз.

Эту заключительную стадию многолетнего резерфордовского исследования Норман Фезер описал в таких выражениях:

Резерфорд знал, как они выглядят (слабые H-сцинцилляции. — Д. Д.), и он готов был побиться об заклад, что «неведомые» сцинцилляции тоже обязаны своим происхождением водородным ядрам. Поэтому он спланировал длинную серию экспериментов, в которых объективно сравнил две радиации: ядра водорода, выбрасываемые водородсодержащими материалами под ударами альфа-лучей, и длиннопробежные частицы, возникающие в азоте. Это потребовало всей его искусности и значительной доли его веры в собственную непогрешимость.

Первый мирный апрель стоял над Манчестером. Целыми днями голубело небо.

И настроение у Резерфорда было самым апрельским, когда однажды в час неурочных лабораторных сумерек он сказал Кэю, что, если кому-нибудь понадобятся насос или микроскоп, он не будет возражать против демонтажа их экспериментальной установки. Кэй ошалело вскинул голову, а потом все понял. Он бросился к окнам и рывками расшторил их. Апрельская заслуженная ими голубизна ворвалась в лабораторию.

В апреле Резерфорд отправил в редакцию «Phi1osophical magazine» четыре статьи, объединенные общим заглавием — «Столкновение альфа-частиц с легкими атомами». Пятьдесят страниц журнального текста подытоживали многолетний поиск. Все недоказанное, приблизительное, смутное нашло себе место на этих страницах. И даже заняло большую часть из них. Да ведь так бывает на каждом шагу: надобна неразбериха корней, ветвей и листвы, чтобы где-то в гуще зелени завязался долгожданный плод. Он притаился на последних полутора страничках, завершавших четвертую статью — «Аномальный эффект в азоте».

Это были всего несколько утверждений — непререкаемых и осторожных. Непререкаемых и осторожных, как поступь охотника-маори, идущего за верной добычей по неразведанной земле.

Или — по-другому… О нашем новозеландце часто говорили: «по когтям узнают льва». Говорили учителя и ученики, современники близкие и далекие. Так вот, пожалуй, нигде столь явственно не ощущалась эта его львиная повадка, как в итоговых утверждениях той работы — удивительной по бездоказательности (с точки зрения логики познания) и поразительной по безошибочности (с точки зрения правды природы):

…Трудно избежать заключения, что длиннопробежные атомы, появляющиеся при столкновении альфа-частиц с азотом, представляют собою отнюдь не азотные атомы, но, по всей вероятности, атомы водорода или атомы с массой 2. Если это так, мы должны сделать вывод, что атом азота подвергается распаду… и что атом водорода, высвобождающийся при этом, является структурной частью азотного ядра.

Так стал он первым в истории человечества истинным алхимиком.

И тут же высказал еще два-три положения, содержавших программу исследований на долгие годы вперед:

Без знания законов сил, действующих на таких малых расстояниях (порядка 10-13 сантиметра. — Д. Д.), трудно дать оценку энергии, требуемой для высвобождения H-ядра… Принимая во внимание огромную интенсивность сил, втянутых в игру, можно без особого удивленья отнестись к тому, что азотный атом претерпевает дезинтеграцию, так же как и к тому, что самой альфе-частице удается избежать распада на составляющие ее элементы. В целом эти результаты наводят на мысль, что, если бы в нашем распоряжении были для экспериментирования альфа-частицы или другие похожие атомные снаряды еще большей энергии, мы могли бы ожидать разрушения ядерных структур очень многих из легких атомов.

Так он, кроме всего прочего, объяснил и себе и читателям, почему на его установке не подвергался распаду кислород воздуха: очевидно, у альфа-частиц радия-C просто не хватало для этого энергии. И для разрушения своих подобий — ядер гелия — у них тоже энергии не хватало.

А что стояло за упоминанием о «других похожих атомных снарядах»? Очевидно, он думал о потоках других легких ядер, каким-то образом снабженных нужной энергией. И прежде всего об H-частицах — о будущих протонах.

Снова пророчество?

Да, обычное для него прощупывание пути вперед. И все та же львиная поступь — решительная и осторожная: знакомый, как никто другой, с чудовищными трудностями охоты в микромире, он воздержался от слишком определенных обещаний. И не нужно думать, будто уже тогда — в 1919 году — им владела какая-нибудь практическая идея лабораторного ускорения легких ядер. Это были только мечтанья. И если он верил в их реальность, то не более чем в принципе. Он не надеялся, что еще на его веку физика обзаведется более могучей атомной артиллерией, чем естественная альфа-радиация. Но знал; что без этого и не будет продвижения в глубь ядра. Примерно тогда же в частном письме Стефану Мейеру он сказал обо всем этом так:

Я держусь того мнения, что уж если атом не поддается дезинтеграции с помощью альфа-частиц, то расщепить его в наше время и не удастся.

24

«В наше время…» Чье это — наше?

Он знал: не надо задавать себе таких вопросов, шутливоневинных с виду. В том и смысл расхожих выражений, что сознанью нет нужды цепляться за них: оно может экономить свою пристальность для главного. Но стоит мысли ненароком зацепиться за нечто этакое безлично-пустяковое, как ей уже долго не вылезти из беды: пустячное разрастается, а безличное оборачивается личным. И шутливо-невинное наполняется ядом.

«В наше время…» Он подумал, что в его устах эта формула годится уже только для воспоминаний.

В аудитории студенческой или на будущих лабораторных чаепитиях, перед лицом своих будущих мальчиков, он уже не рискнет, размышляя вслух о завтрашнем дне, запросто произносить — «в наше время». Конечно, не раздастся ироническое: «В чье это наше, сэр Эрнст?» Но кому-нибудь в голову что-нибудь подобное придет обязательно. И правильно — стариков надо ставить на место!