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

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
1   ...   28   29   30   31   32   33   34   35   ...   54
23 . 355

он еще и устойчив? Когда бы так, лучшего действительно нель­зя было бы пожелать. Но в том-то и заключалась беда, что такой атом существовать не мог.

Он не мог существовать по законам электродинамики Макс­велла. Эти законы утверждали: если заряд движется с уско­рением, он излучает электромагнитные волны. А вращение — это движение с ускорением. Значит, электроны в таком атоме обречены были бы непрерывно, излучать энергию. Иными сло­вами, непрерывно терять то единственное, что могло бы позво­лить им неограниченно долго противиться притяжению поло­жительно заряженной сердцевины. Им предстояло бы неотвратимо к ней приближаться, и свет, испущенный ими при этом, был бы сигналом бедствия. Атом неизбежно перестал бы существовать. И на всю его эфемерную жизнь понадоби­лись "бы не века, а мгновенья.

Так захлопнулась мышеловка. Безнадежно выглядели оба варианта: и с зарядом «—» и с зарядом «+». Было отчего впасть в гамлетизм.

Нетерпеливый, алчущий скорых решений, Резерфорд про­должал обдумывать оба варианта с вынужденным долготер­пением дюжины Иовов. Другого выхода не оставалось: атом существовал и, следовательно, как-то был устроен!

В те последние месяцы 1910 года, когда всеми своими догадками и сомнениями жил он в близком будущем атомной физики, все вокруг точно сговорилось назидательно напоминать ему об его прошлых исканиях. И наверное, это было хорошо.

В Брюсселе он увиделся с Марией Кюри. Впервые после гибели Пьера. Он относился к ней с давней удивленно-почти­тельной любовью. «Она очень трогательная — патетическая — фигура», — писал он матери. А она однажды сказала о нем журналистам:

Д-р Резерфорд — единственный из живущих, кто обещает даровать человечеству, как итог открытия ра­дия, неоценимое благо. Я бы посоветовала Англии бе­речь д-ра Резерфорда...

И когда она произносила эти слова об единственном из живущих и когда давала Англии этот совет, ею, как всегда, как всю жизнь, владело ее неустранимое горе и думала она о другом единственном, не убереженном Францией. Встреча с нею была и радостной и тягостной. «Она выглядела очень изнуренной и усталой и гораздо старше своих лет», — писал Резерфорд. И понимая, отчего это так, тоже думал об ушедшем. Ожило в памяти их свидание в Париже семь лет назад, в доме

356

Ланжевена. И сияние радия в летней ночи. И беседа о ра­диоактивном распаде — об очевидной сложности атомных миров.

Вспомнилась шутка Лармора — «лев сезона». Вспомни­лось, что тогда как раз и начался его альфа-роман. Все-таки он верно почувствовал, что альфа-частицы поведут его в глу­бины вещества! Так откроется ли ему вслед за делимостью и превращением атомов их внутреннее строение? Сидя рядом с Марией Кюри на заседаниях узкого комитета по установлению радиевого стандарта, где родилась идея назвать «кюри» едини­цу активности распадающихся элементов, он вспоминал минув­шие споры и с благодарностью думал о том, что эта рано состарившаяся, некогда прекрасная и всегда героически стой­кая женщина неизменно оказывалась его самым близким еди­номышленником. И думая о ней, нельзя было даже помышлять о капитуляции перед любыми сложностями задачи...

А когда он возвращался из Бельгии домой, осипший до не­моты, воспоминания вдруг отбросили его еще дальше назад. Осенняя непогода прибавила к потере голоса другую беду — распухла щека и старая знакомая, невралгия, гибкой болью свела лицо. И, высадившись на английском берегу, он почув­ствовал себя неблагоустроенным беднягой — почти как пятна­дцать лет назад, когда в таком же осеннем Лондоне он никого еще не знал и гостиничный слуга таскал ему от аптекаря серные мази, а в саквояже лежал черновой вариант его маг­нитного детектора, а из Кембриджа все не приходило письмо от Томсона, а .в таверне кто-то сказал за его спиной: «Киви? Киви!» — большая птица, да нелетающая... И эти воспомина­ния были как сон в руку: ему еще не случалось терзаться затя­нувшейся безрезультатностью долгих исканий, и он уже начи­нал терять уверенность в себе, и полезно было для самоутверж­дения нечаянно оглянуться на былую неблагоустроенность старта. Киви? Ну, это мы еще посмотрим!..

А в конце октября разнообразные дела и обязанности снова привели его в Лондон, и судьба приготовила ему встречу с вре­менами еще более давними. Биккертон! Да, да, крайстчерчский еретик старческой ладонью гладил его по плечу и глядел на него неукротимыми глазами. С годами его старый учитель стал чудаковат, как случается это со всеми еретиками, упрямо и одиноко живущими в своем придуманном мире, где они власт­вуют бесконтрольно, награждая самих себя знаками высокого <»

357

отличия и коллекционируя гордые обиды на обыкновенный мир ортодоксов. Тремя годами позднее Резерфорд улыбался точно­сти, с какой написал ему о Биккертоне молодой венгр — д-р Дьердь фон Хевеши, радиохимик, некоторое время работав­ший в Манчестере. Хевеши встретил Биккертона на конгрессе Би-Эй в Бирмингаме и был вместе с ним на экскурсии в Ке-нильвортском замке.

Он старый чудак и одна из тех комических фигур, какие вы найдете на любом конгрессе,— писал Хевеши.— Возвращаясь из Кенильворта, мы задержались в Лиминг-тоне, где мэр принимал и провожал нас. Когда, стоя на платформе, мэр ненароком разговорился с Биккертоном, его поразили благородство и разносторонность старика, и после секундного колебания он приподнял свой серый цилиндр и спросил, не сэр ли Оливер Лодж перед ним. «Не столь знаменит, но более велик»,— последовал мгно­венный ответ, и поезд тронулся от платформы. Мне ни­когда не забыть этой сцены.

Непредвиденная встреча с учителем в октябре 1910 года была отрадна Резерфорду. Он слушал старика и вспоминал начало начал — свой укромный дэн в подвале колледжа — и прикидывал, сколько же лет теперь Биккертону. Получалось — около семидесяти. А старик с прежней уверенностью и нерас­траченными надеждами говорил, как много обещают его умо­зрительные астрономические построения, памятные Эрнсту со студенческой поры. «Он пытается пустить в ход свою теорию столкновений звезд», — написал Резерфорд матери о лондон­ских планах Биккертона. И думал о том, что сам он, в сущ­ности, тоже занят теорией подобных столкновений в микро­вселенной атома, да только не знает, как «пустить в ход» уже сконструированный механизм этих незримых событий. Нечаян­ная встреча снова продемонстрировала ему образец духовной стойкости. Правда, в проявлении не самом плодотворном — чудаческом, напоминающем сверхстойкость изобретателей веч­ного двигателя. Но все-таки двадцатилетняя верность собствен­ному замыслу была вдохновляюще убедительна.

(Один мемуарист, наверняка без достаточных оснований, за­метил даже, что студенческие воспоминания Резерфорда о бик-кертоновой «теории коллизий» сыграли какую-то научную роль в создании планетарной модели атома. Гораздо справедливей другое — Резерфорду помог былой математический тренинг у строгого Дж. Кука: в нужный момент ему припомнилась тео­рия конических сечений — эллипсов, гипербол, парабол — и с легкостью, удивившей молодого Дарвина, он применил к делу аппарат аналитической геометрии.)

358

Той же поздней осенью 1910 года случай еще раз свел его с прошлым — совсем уж далеким. Таким далеким, что в раз­думьях о нем его собственная память даже и участвовать-то не могла. Ему пришлось возглавить церемонию открытия новой инженерно-физической лаборатории в Данди — довольно круп­ном портовом городе на берегу Северного моря в заливе Ферт-оф-Тэй.

Рядом лежал Перт — земля его шотландских предков. Он сознавал: отцу будет приятно услышать, что его, Эрнста, при­нимали в Данди, как высокого гостя. И он написал об этом в Пунгареху. А в памяти возникли семейные предания. И сре­ди них рассказ о том, как в 1841 году, за тридцать лет до его, Эрнстова, рождения эмиссар Новозеландской компании пол­ковник Томе соблазнил деда Джорджа отправиться с семьею за океаны в благословенные Антиподы — на дикие острова мао-рийцев, всего за год до этого присоединенные волею божьей к владениям британской короны. «Ты поставишь лесопилку в Мотуэке и "станешь богат и счастлив». Ожил перед глазами старый дагерротип — выразительный портрет сильного челове­ка: просторный лоб, клубящиеся бакенбарды, тяжелые мешки под глазами, полными жизни и проницательности, массивный нос с горбинкой и вольно изогнутый рот насмешника, крепкая шея и широкая грудь. Губернатор? Глава торгового дома? Ди­ректор театра? Не угадать. Менее всего — колесный мастер... Маленький парусник «Феб Данбар» ушел в далекое плаванье отсюда — от дандийских причалов. Молчаливые рыбаки и жен­щины с заплаканными глазами толпились на берегу. Эмигранты уходили навсегда. Тогда, как и сейчас, стояла глубокая осень. И, глядя в туманную даль за спокойными водами Ферт-оф-Тэя, Резерфорд пытался представить себе другой туман — семи­десятилетней давности, медленно поглотивший поднятые на­встречу неизвестности паруса. И долго виделась ему на борту уходящего парусника грузная фигура деда с трехлетним маль­чиком на руках — будущим его отцом. И ему сжало горло. И с силой подлинника представилось, как шесть с половиной месяцев — двести дней и ночей — нянчили отца и деда два океана, безвозмездно уча независимости и стойкости. И как все мальчики на свете, вдруг окунулся он в нестерпимое пре­зренье к самому себе за то, что не выпали на его долю такие испытания. И как многие внуки-интеллигенты в час раздумья о дедах, он поймал себя на терзающей мысли, что в нем и его профессорском существовании измельчается некогда могучий род. Но тут же, на минуту поставив себя на место деда, по­думал, как безмерно возгордился бы Джордж Резерфорд,

359

узнав, что внук его сделался членом Королевского общества и сверх того — мировой знаменитостью. Колесный мастер с внеш­ностью губернатора не понял бы мимолетных терзаний внука — академика с внешностью фермера. Но разум хитер: только этого внуку и хотелось. Ему хотелось еще раз и въявь ощу­тить себя достойным продолжателем рода отчаянно-предприим­чивых людей. И постояв на причалах Данди, он сполна ощу­тил это. И хорошо, что случай привел его той осенью в Шот­ландию на берега Ферт-оф-Тэя.

К декабрю 1910 года его решимость созрела. Точнее, сна­чала он выстоял, а потом пришла решимость. Впрочем, иному читателю может вообще показаться нелепым это полупсихологи­ческое восстановление двухлетней истории создания планетарной модели атома. Особенно если этот читатель историк физики, да еще строгий, не терпящий домыслов и отступлений от голых фактов. Такому историку, если бы он начал эту эпопею во­преки обыкновению не с древних греков или еще более древ­них китайцев, а с самого Резерфорда, голых фактов хватило бы на два абзаца. И получилось бы безупречное цезаревское:

«Пришел, увидел, победил». Но безупречным оказался бы толь­ко сам лаконизм. И освещенными — два вопроса: «Откуда при­шел?» и «Что увидел?» А для ответа на третий — «Как побе­дил?» — задатированных и запротоколированных фактов не нашлось бы. Их попросту нет. Однако два-то года прошли! Они-то были! И разве они могли не быть порой произрастания побе­ды — скрытой историей крупнейшего из резерфордовских до­стижений?! Конечно, в энциклопедической справке можно ими пренебречь: подробности не важны sub specie eaternitatis — с точки зрения вечности, как сказал бы лучший латинист Нель-соновского колледжа для мальчиков. Но в рассказе о трудах и днях Резерфорда такими двумя годами пренебречь нельзя. Между тем все, что точно известно об его исследовательских работах на протяжении этого двухлетия, ни прямо, ни даже косвенно к поискам модели атома не относится.

С Туомиковским он изучал детали распада радона; с Болг-вудом — порождение гелия радием; с Гейгером — испускание альфа-частиц ураном и торием; в одиночестве обследовал свой­ства полония, действие альфа-лучей на стекло, свечение раз­личных веществ под влиянием альфа-радиации... А главное, чем занята была на протяжении той двухлетней поры его мысль, спряталось в глубинах потока жизни и осталось неви­димым. Оно превратилось в гигантозавра, нуждающегося в ре-

360

ставрационном восстановлении. А для этого — помните? — нужны лишь «одна берцовая кость и сорок баррелей гипса». Раздробленная берцовая кость — случайные свидетельства Марсдена, Дарвина, Гейгера. Гипс — психологические догад­ки. Поневоле — только догадки. По необходимости — психо­логические.

Суть в том, что надо как-то себе объяснить, куда ушли два года. Наука — дело человеческое. Независимы от личности ис­следователя лишь ее итоги. Но путь к ним — его жизнь. И ча­сто история открытия связана с духовным складом ученого ни­сколько не меньше, чем с научными предпосылками успеха. Двухлетняя история рождения планетарного атома тем замеча­тельна, что это повесть по преимуществу психологическая. Она совсем не похожа на историю открытия превращения элементов. Там в течение полутора лет накапливались данные для верного решения проблемы. Было долгое плаванье. Был День птиц. Был День Земли. А здесь от старта до финиша мог пройти ве­чер. Могла пройти неделя. Мог пройти век. Когда человек подходит к краю пропасти, он сознает: преодолеть ее можно только в один прыжок. И время надобно не на техническое ре­шение проблемы прыжка, а на созревание решимости прыгнуть.

Но сначала надо выстоять перед лицом пропасти. Не по-зернуться к ней спиной. Что это значит?

Когда жизнь и труды основоположников великой физики нашего века станут предметом календарно-педантического изу­чения, может неожиданно выясниться, что в 1909—1910 годах Эйнштейн или Планк, Лоренц или Томсон вовсе не оставили без внимания статью Гейгера — Марсдена об отражении альфа-частиц. Очень легко представить, что каждый из них в один прекрасный день — а сегодня кажется, что на это вполне хва­тило бы тихого дня за письменным столом, — теоретически начерно рассмотрел так ясно обрисовавшуюся задачу. И, сразу убедившись, что механизм многократного рассеяния не рабо­тает, логически неизбежно дошел до атомной модели с тяже­лой заряженной сердцевиной. И каждый тотчас с огорчением убедился, что такой логичный атом — иллюзия: законы при­роды, открытые максвелловской электродинамикой, обрекают его на мгновенное вымирание! Каждый увидел мышеловку. Или, если угодно, пропасть. И каждый, издавна обремененный собственными «проклятыми вопросами», не стал впадать в гам­летизм еще н по новому поводу. Отвернулся и ушел. Исписан­ные листки бумаги полетели в корзину.

Такое 'подозрение не совсем лишено оснований. Осенью 1913 года Дьердь Хевеши написал Резерфорду о своем раз-

361

говоре с Эйнштейном в Вене: «Он сказал мне, что однажды пришел к подобным идеям, но не осмелился их опубликовать». Речь шла об идеях Бора, спасших резерфордову модель. И при­знание Эйнштейна означало, что он до Бора думал об устрой­стве атома и заглядывал в ту же пропасть, в какую заглянул Резерфорд. И даже примерился к прыжку. Но отступился и отошел в сторону. (Случилось бы нечто неправдоподобное, если бы произошло иначе, он ведь уже пребывал в то время в голо­вокружительном прыжке через пропасти теории тяготения и общей системы мироздания.)

Резерфорд выстоял. А потом созрела решимость. Никто не знает, сколько времени из двух минувших лет ушло на психологическую борьбу с убеждением в непреложно­сти уже известных законов природы. В том-то вся соль, что запрет, который заранее наложила на его модель классическая теория движения электрических зарядов, нельзя было победить ни экспериментом, ни математическими выкладками. Этот за­прет можно было только преступить. Взять да и преступить! Нужно было сказать себе словами Тертулиана, казалось бы, невозможными в устах ученого: «Верю, потому что это аб­сурдно».

В декабре 1910 года он решился это сказать.

Сохранилась рукопись первого грубого наброска его тео­рии атомной структуры. Видимо, это были отдельные листки тетрадочного формата, позже скрепленные вместе. Быть мо­жет, рукою Мэри. Со времен Монреаля она продолжала быть его добровольным секретарем и пунктуальным архивариусом. А может быть, он сам сложил стопкой исписанные листки и, полный сознания важности этого текста, пробил скоросшивате­лем дырку в левом верхнем углу рукописи, чтобы связать ее ленточкой и сохранить в невредимости. Ясно только, что дырка пробита позже: слова на каждой странице начинаются слишком близко от нее...

На первой странице — справа, в верхнем углу — рисунок-чертежик пером: не было циркуля под рукой и границы атома обозначила не четкая окружность, а зыбкая круговая линия. Та­кое впечатление, будто его самого чуть знобило. А может, пра­вы утверждающие, что у него всегда дрожали руки? Да нет же. Это очевидная ошибка —• опрокидывание в прошлое позд­нейших воспоминаний. На той исторической рукописи рядом с зыбким кругом — беглые уверенные строки математического расчета. Их писала твердая и быстрая рука. В центре круга жирная чернильная точка и поверх нее знак «+»: положитель-

362

но заряженная сердцевина атома. А между центром и круговой границей равномерное многоточие крошечных частиц, обозна­ченных знаком «—»: отрицательно заряженные электроны. II еще два буквенных обозначения, нужных для вывода фор­мулы рассеяния альфа-частиц.

Физически ощутима стремительность, с какой возникла та рукопись! Начатая в декабре, она, вернее всего, в декабре была и окончена. В крайнем случае, судя по его переписке с Вильямом Брэггом, могла она быть завершена на исходе рождественских каникул — в самых первых числах нового, 1911 года. Но пока он не поставил точку, в Манчестере никто об этой работе не знал. Она явилась как откровение.

Было воскресенье в дни рождества. И он позвал в свой дом учеников. И была вечерняя трапеза. И потом он сказал им то, что хотел.

Спустя четверть века с лишним, в феврале 1938 года, Дар­вин написал Иву: «Я почитаю одним из великих событий моей жизни, что в самом деле присутствовал там через полчаса после рождения атомного ядра».

И наступили будни. И как заведено было, ученики его и он сам снова трудились в поте лица своего.

И спустя тоже четверть века с лишним — в том же 1938 году — Гейгер написал Чадвику: «Однажды Резерфорд вошел в мою комнату, очевидно, в прекраснейшем расположе­нии духа, и сказал, что теперь он знает, как выглядит атом...»

14

В марте 1911 года узнали, «как выглядит атом», члены Манчестерского литературно-философского общества. Но, слу­шая своего коллегу, профессора Резерфорда, они еще не созна-° вали, что им выпала редкая честь быть участниками историче­ского заседания.

В мае 1911 года узнали, «как выглядит атом», физики всего мира: в майском выпуске «Philosophical 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

л

363

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 Резер-форда произвела на него самого еще меньше впечатления, чем на обозревателя из «Nature». Он работал у Ленарда в Гейдель-берге 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 микропроцессов 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 тому времени знаменитой, постоянная План-364

ка «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, на 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: