Новый золотой листок, тонкий, вибри­рующий, не хотел прилаживаться к стерженьку старого элек-|| троскопа

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• Старая сказка о Золотой рыбке на новый лад, 47.62kb.
• Лек­ция №2 элек­Т­ричес­кие сиг­НА­лы ин­ТЕ­граль­ных ми­К­РО­схем, 64.56kb.
• Этот старый Новый год!, 113.66kb.
• На маршруте «От Николая до Иордана» новогодний тур для детей и взрослых восточный экспресс, 106.11kb.
• * Законный представитель, 30.63kb.
• Изо­бре­те­ние элек­три­че­ской свар­ки, 31.46kb.
• Московский новый юридический институт мировая экономика контрольные вопросы по курсу, 55.8kb.
• Листок нетрудоспособности. Заполняем новый бланк проверка заполнения больничного листка, 216.67kb.
• Новый год в индии: золотой треугольник + гоа, 215.15kb.
• Сказки "золотой клетки", 811.87kb.

202

ни малейшей смелости для отстаивания живых консервативных представлений: нетрудно защищать католичество в Ватикане. А ископаемые консервативные идеи как язычники в христиан­ском храме: к ним никто уже всерьез не относится, и никто не положит за них живота своего. Оттого-то вдруг объявить себя их защитником и отстаивать их жизнеспособность — это требует и бескорыстия и глубокой убежденности. В гла­зах окружающих такая миссия выглядит безнадежно чудаче­ской.

Нужна готовность прослыть смешным, если в XX веке ут­верждаешь, что идеям алхимиков суждена вторая жизнь!

Вообще-то говоря, в науке—с ее развитием по расширяю­щейся спирали — такое возрождение погребенных теорий по­вторяется постоянно. Но азбучная истина, что это вовсе не воз­вращение «на круги своя». Новый виток спирали проходит на более высоком уровне. Через пять лет — в 1905 году — вда­ли от Монреаля произошло нечто подобное: Эйнштейн возро­дил ньютоновскую корпускулярную теорию света. Однако сделано это было на высочайшем уровне квантовых представ­лений. Более высокого уровня нет еще и сегодня.

Так весь вопрос в высоте, на какую взобралась тогда ере­тическая мысль молодого Содди. На каких разумных основани­ях покоилась его отвага?

Когда читал он в Монреале свои факультативные лекции, у него не было никакой научной программы: он не мог бы ска­зать, есть ли в резерве у химии пути, ведущие в перспективе к превращению элементов. И конечно, в его честных глазах были доверчивыми дураками те шотландцы, которые как раз тогда создавали в Глазго компанию по изготовлению золота и ртути из демократического свинца. Разумеется, в его алхимиз-ме не было ничего вульгарного. И он не фантазировал, не про­жектерствовал, не ставил в лаборатории колдовские экспери­менты. Недаром он вышел из хорошей научной школы. (К свое­му скромнейшему научному званию он в скобках прибавлял гордое—«Оксоун». Это значило: не просто бакалавр, а окс­фордский бакалавр!) Однако даже восторженная Мюриэль Хауортс не смогла обнаружить, на чем, кроме веры, основы­валось пророчество юного оксфордца.

Хоть бы находился он на уровне физических представле­ний века и с этой относительной высоты смотрел на проблему возможной трансмутации атомов! Но он позволял себе ирони­зировать и даже негодовать по поводу «электрической теории материи», родившейся в Кавендишевской лаборатории. Мысль, что все, быть может, состоит из электрических зарядов, дей-

203

ствительно не оказалась исчерпывающе Истинной. Но она бы­ла исторически плодотворной. Она покоилась на -доказанном существовании субатомных заряженных частиц и проникала в природу важнейшего круга взаимодействий, объясняющих и целостность и сложность атомных миров! Тогда эта теория бы­ла единственной достаточно прозорливой: на ее основе смогла начаться великая работа по истинно научному конструирова­нию правдоподобной модели атома. Ну, а уж с точки зрения чистого химика, как показало время, ничего другого и не нуж-нй было разведывать, кроме электрической структуры мате­рии: все химические связи в веществе определяются в конце концов поведением электронов на периферии атомов и моле­кул. Тогда это еще никому не было известно, однако сегодня ясно, что именно химику, пожелавшему быть пророком, не стоило кидать камни в кавендишевских физиков! А юный Сод-Д» был горд иллюзорной и таинственной независимостью своего химического мышления, и он камни кидал.

Вот как саркастически возражал он одному профессору из Кавендиша, чье имя пусть останется пока не раскрытым:

Возможно, профессор X. окажется способным убедить нас, что известная ему материя есть та же самая мате­рия, какая известна нам, или, быть может, он готов допустить, что мир, с каким он имеет дело, есть некий новый мир, требующий своей собственной химии и фи­зики!

; Профессор X. в ответ промолчал. Он давно разлюбил празд­ные научные споры на громкие темы — еще с юности разлю­бил. Аргументы в защиту' «электрической теории материи» бы­ли им уже исчерпаны в начале дискуссии. Повторять их снова значило топтаться на месте. А этого он не любил еще больше. Между тем его юный противник в азарте договорился до про­тиворечия с самим собой:

— В любом случае, — заявил Содди, — я чувствую уверенность, что химики сохранят доверие к атому и бла­гоговение перед ним, как перед вполне предметной и ин­дивидуальной сущностью, если и способной к трансмута­ции, то пока еще, однако, не подвергавшейся превра­щению.

Кажется, он не только жаждал увидеть трансмутацию эле­ментов, но и побаивался ее. Это ведь потребовало бы рас­статься с благоговением перед атомными «индивидуальными сущностями». Как многие юные пророки, он был отчаянно смел и столь же непоследователен.

И все-таки он жаждал превращения атомов! И хотя его алхимическая смелость была совсем иного толка, чем смелость

204

Эйнштейна, она исторически оказалась поразительно своевре­менной. И случай мастерски удружил истории, послав в союз­ники Резерфорду именно этого своеобразного язычника.

Пока Резерфорд вкушал родительские хлеба в Пунгареху, а потом предавался радостям свадебного путешествия из юж­ного полушария в северное, пока он мужественно выносил страдания курильщика, у которого из лучших побуждений от­нимают трубку и табак, Фредерик Содди отнюдь не готовился к встрече с ним и с радиоактивностью. Дни каникулярной сво­боды он проводил не в библиотеке, а в горных окрестностях

Монреаля.

Он уже приятельствовал с приятелями Резерфорда — Оуэнсом и Мак-Брайдом, многое слышал о новозеландце, но не связывал с его возвращением никаких собственных исследо­вательских планов. «Оксфордский химик не имел обыкновения без разбору подбирать куски, падающие со стола физиков...» — биограф записал это со слов Содди. А через сорок лет Содди написал Норману Фезеру: «...Слава богу, я не математик!» Нет, он не только не рвался к сотрудничеству с Резерфордом; но, подобно Уолкеру, чуть не упустил величайший шанс в своей

жизни.

Ум и образованность позволили молодому демонстратору войти в круг тридцатилетних макдональдовских профессоров. В их демократической компании не имело значения, что он «стоил 100 фунтов», а каждый из них — в пять раз дороже. С Мак-Брайдом, за которым установилась слава задиры, Сод­ди, по-видимому, сошелся ближе, чем с другими. Есть версия, что Мак-Врайд и свел его с Резерфордом. Но, по воспомина­ниям самого Содди, это произошло иначе. Продолжал работать

случай.

Уже начался осенний семестр. Для занятий со студентами по газовому анализу Содди надо было одолжиться кое-какой ап­паратурой у физиков. Это привело его в Физикс-билдинг — к Оуэнсу. Однако тот не вправе был распоряжаться лабора­торным добром. «Вам следует дождаться Резерфорда, — ска­зал Оуэне, — он уже приехал, должен скоро прийти...»

— Я собрался было уходить, но послышался звуч­ный голос, отдававшийся эхом в коридоре, — рассказы­вал Содди, — и молодой человек могучего телосложения, широко шагая, вощел в лабораторию. Он обладал всеми характерными чертами колониального аборигена, и я по­нял, что это и есть Реверфорд.

...Оуэне подозвал меня и формально нас познако-

?05

мил. Мак-Брайд, живший вместе с Резерфордом, что-то говорил ему обо мне, и оказалось, что тот уже пытался связаться со мной по телефону.

Я увидел, что Резерфорд ненамного старше меня, хотя его старили довольно небрежные усы. Его медвежьи повадки заставили меня с удивлением подумать, как та­кая энергичная персона может возиться с тонкими инструментами, не калеча их. Мне вспомнилась притча о «слоне в посудной лавке».

...Но прежде чем я ушел из лаборатории, мне было показано кое-что из оборудования, приобретенного на средства великодушного сэра Вильяма Макдональда, и я тотчас убедился, что был введен в глубокое заблуж­дение видимой неуклюжестью Резерфорда. Здесь, в ла­бораторной обстановке, в нем не было ничего от «сло­на». В течение двух лет нашей последующей совместной работы я никогда не видел, чтобы он сделал неверное движение рукой. Или видел это только однажды, когда он швырнул на пол маленькую отклоняющую камеру и пустился плясать по лаборатории, как дервиш, извергая потоки ужасных маорийских ругательств, несомненно подходивших к случаю. Он забыл отсоединить камеру от батареи высокого напряжения — 1000 вольт!..

В тот первый день их знакомства, осенью 1900 года, Ре­зерфорд сразу предложил оксфордскому юнцу вместе порабо­тать над изучением странных явлений, открывшихся при иссле­довании радиации тория. Содди не передал в лицах их разго­вор, но завершился он примерно так:

— Соглашайтесь без промедленья! — сказал Резерфорд.

— Я подумаю... — сказал Содди.

— Дьявольщина, о чем же тут думать!

— Я подумаю... — повторил Содди.

Он был польщен. Но перед ним уже маячила в это время и другая перспектива, казавшаяся ему самой заманчивой. Од­нако сказать об этом прямо значило сглазить судьбу.

— Ладно. Думайте. Я жду! — сказал Резерфорд. У него все равно не было выбора.

Он ждал не день и не два. Четыре месяца думал Содди. Да нет, в сущности, ни о чем он не раздумывал, а тоже ждал. Честолюбец и неисправимый оптимист, он просто ждал ответа из Англии: в одном уэльском университете, в городе его отро­чества, появилась вакантная кафедра химии, и он, уже забыв недавний урок Торонто, конечно, послал туда свои бумаги с но­вой надеждой на профессуру.

Только в середине зимы лопнул и этот мыльный пузырь. И лишь тогда Фредерик Содди явился в Физикс-билдинг, что­бы сказать свое окончательное «да».

ц.Так до самой последней минуты висело на волоске их

206

знаменитое сотрудничество, оставившее столь глубокий след в истории нашего атомного века.

Они приступили к работе в январе 1901 года.

11

Программа исследования была задана Резерфордом. Пять пунктов — пять вопросов к природе. Заставить ее разговориться и дать откровенные ответы мог и должен был химик. Но сразу видно: то было прямым продолжением физиче­ских изысканий, начатых Резерфордом ровно полтора года назад, когда его оставил Оуэне, укативший в Англию.

1. Способность порождать эманацию — является ли это свойством самого тория, или такая способность долж­на быть приписана инородной субстанции, быть может присутствующей в ничтожных количествах, но поддаю­щейся отделению от тория химическими методами?

2. Нельзя ли химическими средствами восстанавли­вать эманационную способность «истощенного» тория?

3. Обладает ли эманация каким-нибудь свойством, которое позволяло бы химически ассоциировать этот радиоактивный газ с неким уже известным видом весо­мой материи?

4. Можно ли установить с помощью весов какую-ни­будь потерю в весе, соответствующую непрерывному испусканию эманации, или какую-нибудь прибавку в ве­се у тел, ставших в ее присутствии радиоактивными?

5. Есть ли в химии тория какая-нибудь особенность, связанная с его почти уникальной способностью порож­дать эманацию?

Незаметное словечко «почти» в этом последнем пункте про­граммы было многозначительно. За год, миновавший с тех пор, как в «Philosophical magazine» увидела свет первая работа Ре­зерфорда по эманации, монополия тория кончилась: Эрнст Дорн в Германии и Анри Дебьерн во Франции сумели пока­зать, что и радий источает радиоактивный газ. Из элемента уникального торий стал лишь «почти уникальным». Время

не проходило даром.

Как в последние месяцы Кембриджа, Резерфорд снова ус­лышал за спиной явственный скрип чужих уключин. Однако теперь он шел не на одиночке. И важно было, чтобы напар­нику передалось вдохновляющее стремление к лидерству.

Это не потребовало от Резерфорда никаких усилий. Фре­дерик Содди был не из тех, кого надо подгонять. Лидерство! — меньшим он и не удовлетворился бы. А тут еще пленяла и

207

сама суть предстоявшего дела: пять пунктов резерфордовской программы ставили перед ним как перед химиком задачу, ка­кой прежде не приходилось решать никому из его коллег. Ни почтенному Вильяму Рамзаю, который в ту пору еще не начал заниматься радиоактивностью. Ни молодой Марии Кю­ри — родоначальнице радиохимии, которая, однако, занима­лась другими проблемами. Ни старому искуснику Вильяму Круксу, конечно уже прельстившемуся загадками беккерелевой радиации, но сделавшему только первые шаги на новом попри­ще. (В Монреале тогда не была еще известна работа, завер­шенная полгода назад сэром Вильямом в его домашней лабо­ратории. Резерфорд и Содди узнали о ней позднее, когда их . собственное исследование было в самом разгаре.) В общем пе­ред оксфордским новичком возникла перспектива сразу сказать свое слово в большой науке. И он это оценил.

Содди беззаветно отдался работе. «...Я отринул все, что­бы последовать за ним». Так через три десятилетия писал он О днях, когда Резерфорд увлек его за собой.

Кажется; пять вопросов — пять ответов, пять уверенных «да» или «нет». А затем уточнения. Еще шаг — и теория, для построения которой только и не хватало этих уверенных «да» или «нет». Вот и конец исследования! Однако едва ли с такой гладкой схемой связаны были надежды Резерфорда, когда Со­ставлялся тот химический вопросник для Содди. На все во­просы, разве что кроме четвертого, где речь шла попросту о чувствительности аналитических весов, могли быть получены любые ответы. В том числе сбивающие с толку. Больше того, ответы природы могли оказаться вообще неразборчивыми. Эта худшая возможность была вполне реальна. И право же, сегод­ня трудно раскрыть в том вопроснике предвидение будущей теории радиоактивных превращений.

Но из этого следует, что Резерфорд сначала и не рассчи­тывал на столь большой успех. Максимум, чего он желал: уве­риться, наконец, что рождение радиоактивного газа, как и все необычайные явления радиоактивности, нельзя объяснить меха­низмом химических реакций! Еще год назад, когда Уолкер не пришел к нему на помощь, он уже показал вместе с Мак-Клан-гом, что такого механизма недостаточно для оправдания энер­гетического расточительства урана, тория, радия. Теперь он жаждал отмести притязания обычной химии и на истолкование «чуда эманации». Надо было убедиться, что без новых физиче­ских представлений происходящего не-понять... Гордый химик Содди не подозревал, что вся его работа обернется прямой.;

изменой традиционной химии.

208

Так и на этот раз Резерфорд шел прямиком к сердцу про­блемы. Только проблема была на первых порах более скром­ной, чем «построение теории». Была она скорее качественной, чем количественной.

Однако отличаются же чем-то Колумбы от самых хороших мореплавателей! Самые хорошие надежно приводят корабль в заданную гавань, а Колумбы, отправляясь в Индию, почему-то открывают Новый Свет. Они мастерски умеют ошибаться в расчетах и одержимо идти вперед. И словно в награду, океан посылает им незнаемые берега. И они не очень удивляются, когда в один прекрасный день птицы возвещают им о близости суши и мичман на мачте кричит: «Земля, земля!» '

В хронике того исторического исследования есть свой День птиц и есть свой час, когда мичман закричал: «Земля!» Этому предшествовал целый год трудного плаванья. Год лабораторной лихорадки такого напряжения, когда градусник все время по­казывает за сорок. (В этом духе Содди писал о минувшем еще при жизни Резерфорда.)

Бесцельно и скучно описывать перипетии той работы. Ис­пытания разных приемов химического исследования. И на каж­дом шагу — сочетание кропотливой химической методики с электрическими измерениями то нарастающей, то исчезаю­щей радиоактивности. И на каждом шагу — двойные гипоте­зы *— «или — или», поиски аргументов — «за» и «против». Опыты, опыты, опыты... Слова, слова, слова...

Позднее, через десять с лишним лет, Резерфорд упрекал молодого Нильса Бора за излишнее немецкое многословие в его первых статьях по квантовой теории планетарного атома:

...Длинные статьи отпугивают читателей. Английский обычай — излагать предмет очень кратко и выразитель­но, в противоположность германской методе, которая почитает добродетелью уменье быть по возможности скучно-многоречивым.

Резерфорд позабыл тогда оглянуться назад, на дни Мон­реаля. Он мог бы с такой же критичностью отнестись к своим совместным статьям с Содди.

Впрочем, меняются времена и стиль — в научной литера­туре, как и в искусстве. Конечно, ни Резерфорд, ни его юный соавтор не чувствовали тогда, в начале века, с какой ненужной обстоятельностью писали они для «Трудов» Лондонского хи­мического общества первый отчет о своих изысканиях. Они то­нули в подробностях —^: и. не только деловых. В наши дни, ког-¹ да ученые сочинения пишутся в манере рефератов, а рефе-

14 Д. Даиин

раты — в духе шифрованных донесений, разумеется, очень наивно выглядит фраза: «По возобновлении работы после рож­дественских каникул было обнаружено, что...» Но в таком же старомодно добросовестном стиле шестью годами раньше со­вершенно так же начинал свое второе сообщение об Х-лучах Вильгельм Рентген: «Ввиду того что моя работа должна пре­рваться на несколько недель, я позволю себе...» Тут не было ничего индивидуального и ничего национального. Эпоха!

Сегодня никто не позволил бы себе ничего подобного. И на­учные тексты выигрывают в лаконизме. Но кое-что и утрачи­вают. Исчезают малейшие следы живой истории исследования. До конца улетучивается психологическая атмосфера открытия. Наука-то при этом ничего не теряет. Но человеческая летопись познания становится неуютной без такого тепла околичностей.

Итак, были опыты, опыты, опыты, а потом — слова, сло­ва, слова. И среди них, казалось бы, совсем не нужное упоми­нание о трехнедельных рождественских каникулах на рубеже 1901—1902 годов. Но на этих-то каникулах и прилетели пер­вые птицы. Повторилась история открытия самой радиоактив­ности: тогда были непогода, спрятанная пластинка с урановой солью, ожидание солнечных дней; а пока Беккерель ждал, уран работал, впервые подавая весть о своей радиации. Нечто очень похожее случилось и в Монреале: птицы прилетели, когда на палубе никого не было; Резерфорд и Содди заслуженно отды­хали, а торий тем временем работал. Даже не один, а два тория работали на них!

Выяснилось, что на первый вопрос намеченной программы природа не дает столь ясного ответа, какого можно было ожи­дать. Ответ получался не однозначный. Да, там, где присут­ствовал торий, всегда появлялась эманация. Но однажды Сод­ди удалось отделить от тория некую примесь, которая тоже об­ладала эманационной способностью. Понимаете, тория в том новом веществе уже наверняка не было, а эманация выделя­лась! Напрашивался вывод: так вот она, субстанция, порождаю­щая радиоактивный газ. Дело не в тории, а в этой примеси! Однако и торий, очищенный от нее, продолжал как ни в чем не бывало испускать эманацию.

Многократно повторенный опыт давал все тот же двойст­венный результат. Ошибки не было. Сегодня в схожей ситуа­ции ее и не пытался бы искать ни один исследователь: ничего сверхобычного — атомы тория, излучая альфа-частицы, пре­вращаются в атомы другого элемента, а эти последние, в свой

210

черед испуская альфа-частицы, превращаются в эманацию. И ясно, что она всегда будет появляться даже в идеально очи­щенном от примеси тории, ибо эта примесь — вовсе не загряз­нение, а нечто непрерывно рождающееся в ториевом препа­рате *. Но оттого-то мы сегодня такие спокойно сведущие, что Резерфорд и Содди, обмениваясь маорийскими ругатель­ствами и оксфордскими шпильками, в конце концов поняли это для нас.

Существование непредвиденной примеси в ториевых соеди­нениях выяснилось задолго до рождества. И наши монреальцы тотчас заметили, что освобождаемый от этой субстанции то­рий утрачивает вместе с нею и почти всю свою радиоактив­ность! В первоначальную программу из пяти-пунктов вторг­лось еще одно незапланированное осложнение. И без того загадочный торий явно превращался в головоломку.

В точности неизвестно, как это случилось, но именно в те дни Резерфорд и Содди узнали, что годом раньше столкнулся с такой же неожиданностью Вильям Крукс. Только он имел дело с ураном. То, что Резерфорд пропустил его работу и ни­чего не слышал о ней, легко объяснимо: она была опублико­вана летом 1900 года, когда он об руку с Мэри спускался по заснеженным ступеням крайстчерчского собора. А потом в го­рячке работы не было ни времени, ни охоты рыться в прошло­годних журналах. Но теперь, хоть и с опозданием, однако поразительно вовремя монреальцы узнали, что Круксу уда­лось совершенно нечаянно химически отделить от урана его радиоактивность!

Сэр Вильям описывал, как это произошло. Ему понадо­бился в качестве эталона активности чистый урановый препа­рат. Многоопытный химик, он, разумеется, не верил в химиче­скую стерильность купленной в магазине урановой соли. Он ре­шил сам ее очистить. Когда все было сделано наилучшим об­разом, он предложил чистейшему уранилу самосфотографиро­ваться. Пластинка осталась белой! Зато отделенная от урана примесь исправно ее зачернила. Тогда старый спирит, верив­ший в любые чудеса, кроме химических, взялся за эту при­месь. Он освободил ее от малейших следов уранила и обсле­довал ее химические свойства. Это не был радий, и это не был полоний. Перед ним лежало новое вещество. Оно-то, по-види­мому, и несло всю ответственность за радиоактивность урана.

Вильям Крукс назвал его двойным именем — в честь ура­на и в честь своего столкновения с неизвестным: уран-Х.

Со временем было установлено, что между торием и эмана­цией лежат четыре промежуточных элемента. Она рождается не во втором, а в пятом поколении!

Это открытие было сразу замечено в Париже. Удивленный Беккерель тотчас повторил исследование Крукса. Хоть и с меньшей доказательностью, он получил те же результаты, что и сэр Вильям. Так летом 1900 года в лаборатории Беккереля появился совершенно необычайный уран — лишенный радио­активности. По старому педантическому, обыкновению Бекке­рель не выбросил, а сохранил аккуратно задатированные неак­тивные образцы. Долгие месяцы французского академика томи­ло простое сомнение: если существует неизлучающий уран, то почему же никто из физиков или химиков ни разу не встретил его в природных урановых соединениях? Быть может, уран спо­собен со временем восстанавливать свою радиоактивность? За­мечательно, что такой очевидный ответ вовсе не радовал Бек­кереля и он, по-видимому, не спешил с его экспериментальной проверкой. Отчего же не радовал?

Рассказ об этом не должен казаться излишеством в жизнео­писании Резерфорда. Когда история поворотных открытий изла­гается с похвальной краткостью без осложняющих деталей, возникает картина исканий столь же ясная и образцово ло­гичная, как сама истина, добытая в этих исканиях. И начи­нает казаться: господи, да отчего же к такому элементарному открытию нужно было идти годы?! Зачем тут нужен был чей-то гений, когда любому разумному человеку должно было прийти в голову то же самое? Наглядный пример такой вдохновляющей краткости в рассказах о том, «как было дело», легенда о падающем яблоке и законе всемирного тяго­тения. Пущенная гулять по свету остроумцем XVIII века Фонтенелем, она не нанесла ущерба репутации Ньютона, но, возвысив его чутье, превратила в пустяки работу его мысли.

Маленькая история с Беккерелем здесь очень нужна: она показывает, что даже вполне созревшие яблоки сами не падают с древа познания.

Мысль об уране, восстанавливающем свою утраченную ак­тивность, не могла обрадовать Беккереля по причине весьма уважительной. Эта мысль не укладывалась в его концепцию. У него давно сложилось убеждение, что источник урановой радиации г— запасенная в уране энергия. Она не пополняется откуда-то извне. Уран не передаточная станция, а кладезь энергии. И если кладезь иссяк, как представить себе восста­новление его: мощи? Очень не хотелось подвергать испытанию ясную общую схему.

Однако день. испытания должен был прийти. И когда одна­жды Беккерель вытащил свои неактивные образцы, он , легко