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).

---

Лондонское Королевское общество решило отметить открытие нового излучения медалью Румфорда. Но кажется необъяснимым, почему оно присудило эту почетную медаль и Рентгену и Ленарду. Награды — проблема этическая, а не научная. Однако можно не сомневаться: в среде ученых пронеслась бы буря, если б они отчетливо сознавали, что тут была допущена явная несправедливость.

Спустя тридцать с лишним лет повторилось нечто подобное. Шведская академия присудила Нобелевскую премию индийскому физику Раману. Открытие индийца было выдающимся. Но несколько раньше и с гораздо большей полнотой это же квантовое явление исследовал в Москве замечательный физик, ныне покойный, академик Л. Мандельштам. Ученый, никогда не любивший сенсаций, он послал свою работу, тщательно выполненную вместе с другим известным советским физиком, Г. Ландсбергом, в «Журнал Русского физико-химического общества». И одновременно в немецкий «Naturwissenschaften». А Раман, пораженный своим открытием, еще не проведя детальных исследований, тотчас послал в Лондон как бы заявочную каблограмму. И это телеграфное уведомление появилось в «Nature» чуть раньше, чем вышел немецкий журнал. Раман стал нобелевским лауреатом, а Мандельштам — нет! Это было столь очевидной несправедливостью, что знаменитый теоретик Макс Борн в знак протеста демонстративно вышел из Нобелевского комитета.

Но из-за медали Румфорда, присужденной Ленарду, никто не покинул Королевского общества. Отчего же? Да оттого, что никто не усмотрел в случившемся умаления заслуг Рентгена. Этической проблемы не возникло потому, что не ясна была проблема научная: каково происхождение вновь открытых лучей? И еще никто не мог оспорить притязаний Ленарда: ведь «его лучи» — выведенные наружу пучки электронов — наблюдались тоже вне трубки… В этой истории нечаянно отразилось младенчество атомной физики.

Можно было бы и не вспоминать здесь эту историю. Но она, несомненно, занимала мысли Резерфорда.

Прошло время, и уже в начале нашего столетия он сам был награжден медалью Румфорда. Узнав об этом из дружеской телеграммы, но не получив еще официального сообщения из Лондона, он не без иронии написал Мэри Ньютон: «Верю, что все в порядке и медаль не подверглась делению, как в случае Ленарда и Рентгена из-за X-лучей». Эта фраза означала: «Надеюсь, не объявился претендент на сделанные мною открытия, а если и объявился — Королевское общество на сей раз не повторило своей былой ошибки!»

Но вернемся к той осени в конце минувшего года, когда молодой Резерфорд еще ничего не знал о событии, происшедшем в лаборатории Вюрцбургского университета.

Я назвал агент, исходящий из стенок разрядной трубки, лучами, руководствуясь отчасти тем, что при помещении между трубкой и экраном (или фотографической пластинкой) более или менее проницаемого предмета получается вполне правильная тень.

Я наблюдал, а частью сфотографировал большое количество таких теневых картин, получение которых доставляет иногда совсем особого рода удовольствие. У меня есть, например, фотография тени профиля двери, разделяющей две комнаты… фотография тени костей… запертого в ящике набора разновесок…

Это было написано в § 14 первого сообщения Рентгена об открытии X-лучей. Стоял уже декабрь. Кончалось рождество. Сообщение подытоживало первые месяцы придирчивого ознакомления со свойствами нового «агента». Эти свойства вызывали недоверие. Но доверие вызывал Рентген. Секретарь Вюрцбургского научного общества немедленно отправил рукопись к печатнику.

Была последняя суббота 1895 года. Наверное, и печатнику подумалось, что для старого Вюрцбурга пробил, наконец, звездный час. В день Нового года на столе у Рентгена уже высилась стопка десятистраничных брошюр с готическим заглавием — «О новом роде лучей». А рядом лежала другая стопка — выполненные в лаборатории фотографии невидимого: первые в мире рентгеновские снимки, сделанные самим Рентгеном. Была и третья стопка — конверты.

Десять конвертов. Десять адресов. В каждом конверте — экземпляр брошюры и набор снимков. Через несколько дней десять авторитетнейших физиков Европы получили своеобразное новогоднее послание с берегов Майна от профессора В. К. Рентгена, чье экспериментаторское искусство было им, конечно, известно, но с чьим именем до сих пор не связывалось никаких выдающихся открытий.

А широкой публике это имя не говорило ничего. Есть забавное тому доказательство. Одно из вюрцбургских посланий пришло в Вену. О нем узнала пресса. Венские корреспонденты разных газет поспешили сообщить в свои редакции, что некий немецкий ученый Роутген сделал небывалое изобретение: он научился фотографировать скрытое! Даже кости живой человеческой руки!.. «Роутген» в несколько дней стал популярней Эдисона. В истинного же «Рентгена» он превратился чуть позже, когда торопливая репортерская молва сменилась нескудеющей научной славой. Произошло это и вправду быстро, потому что на сей раз небывалое оказалось легко воспроизводимым: разрядные трубки и фотографические пластинки не были диковинкой для экспериментаторов.

«Совсем особого рода удовольствие», о котором позволил себе написать застегнутый на все пуговицы, педантически строгий Рентген, стало достоянием энтузиастов во всем мире. Любопытно: среди них был Александр Попов. В Кронштадтском музее, где хранятся реликвии великой поры изобретения радио, можно увидеть и прекрасные рентгенограммы. Они сделали бы честь и современному рентгенографу. А датированы они — трудно поверить! — февралем 1896 года. Очевидно, одно из своих новогодних посланий Рентген отправил в Петербург.

Два других пришли в Париж и Кембридж.

В Париж — Анри Пуанкаре.

В Кембридж — Дж. Дж. Томсону.

Вот эти-то два послания сыграли историческую роль в возникновении современной физики микромира. Они определили и научную судьбу Эрнста Резерфорда.

6

Странное дело — почему, посылая свою работу в Париж, Рентген решил адресоваться к Анри Пуанкаре? Меньше всего Пуанкаре мог почитаться авторитетом в экспериментальной физике. И в технике тоже (хотя некогда он и учился в Политехнической и Горной школах Франции). Он был гениальным математиком. И физиком-теоретиком. К тому же из числа тех, кого волновали не столько подробности физического знания, сколько само устройство мира… Так не означал ли выбор Рентгена, что он увидел в своем открытии нечто большее, чем «новый способ фотографирования»?

Возможно. А возможно, он просто подумал, что к информации, идущей через Пуанкаре, французские физики должны будут отнестись с пристальным вниманием.

В обоих случаях он был прав.

20 января 1896 года — в очередной академический понедельник — крупнейшие физики Франции слушали сообщение о новом роде лучей. Оно сопровождалось демонстрацией снимков кисти руки, только что сделанных в Париже двумя врачами. И всем стало ясно, как много может дать медицине открытие немецкого профессора. А физике? Это было не столь очевидно.

Но один из академиков тотчас решил, что все услышанное имеет непосредственное отношение к его собственным лабораторным исканиям. Его захватила простая мысль, нуждавшаяся в немедленной экспериментальной проверке.

Дело в том, что Антуан Анри Беккерель занимался фосфоресценцией. Это было явление того же круга, что флюоресценция и люминесценция. Три красивых термина — три красивых эффекта. Термины были похожи, и эффекты были похожи. Речь шла о способности некоторых веществ самосветиться под воздействием или после воздействия внешнего облучения. Тонкости тут не существенны.

Тема была не новой. Еще менее новой, чем катодные лучи. Анри Беккерель шел по стопам своего деда — Антуана Сезара — и по стопам своего отца — Александра Эдмона. И дед и отец тоже были членами Парижской академии и даже ее президентами. Интерес к явлениям спровоцированного самосвечения был наследственным у Беккерелей. Легко представить себе, что почувствовал Анри Беккерель, когда услышал слова из новогоднего послания Рентгена: «…наиболее сильно флюоресцирующее место стенки разрядной трубки является также и главным исходным пунктом расходящихся во все стороны X-лучей».

Флюоресценция!.. В потомственном академике заговорил «голос крови». Гипотеза созрела мгновенно: если источник невидимых лучей Рентгена — флюоресцирующее пятно, стало быть, такие лучи должно испускать любое флюоресцирующее тело! Можно обойтись без катодной трубки. Достаточно каким-нибудь известным способом вызвать самосвечение вещества, и попутно возникнут X-лучи!

Рассуждение его казалось безупречным. Программа действий — очевидной. Теоретических возражений по тем временам не мог бы сформулировать даже Анри Пуанкаре. Оставалось взяться за дело.

И он взялся за дело…

Разумеется, начались неудачи. Никаких рентгеновых лучей в его опытах не могло возникнуть: ни в одном звене в них не участвовали быстрые электроны, излучающие энергию при торможении! Анри Беккерель делал то, что делал еще его дед Сезар: облучал подходящие вещества ультрафиолетовым светом и наблюдал их красивое, но скоропреходящее свечение. Однако, так как его волновало нечто новое, он делал еще и то, чего не стал бы делать дед: он помещал фосфоресцирующие кристаллы на фотопластинки, тщательно обернутые черной бумагой. Непроницаемая для обычного света, черная бумага должна была пропускать всепроникающие X-лучи. Он испытывал одно фосфоресцирующее вещество за другим. И каждый раз с понятным волнением проявлял пластинки.