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

Вид материалаДокументы

Содержание


Он снова был счастлив. И на следующий день написал Бору
569 А сполна оценить истинный масштаб тех открытий не мо|
Подобный материал:
1   ...   46   47   48   49   50   51   52   53   54
не утеши­ло. Угрюмые мысли не ушли. И сквернейшей была мысль, что промолчит Болтвуд.

...Промолчит друг, решивший сам променять эту великую штуку — жизнь — на что-то другое. Прошло уже четыре года со времени его самоубийства, а оно все не выходило из головы. В каком непроницаемом мраке должен вдруг застать себя человек, чтобы стало желанным превращенье в ничто! Не­мыслимое добровольное превращенье. Беда, которой уже никак не поправить. Решение, ничего не решающее, ибо устраняет оно как раз того, кто жаждал воспользоваться его плодами.

562

Бессмыслица — полная и безоговорочная, да, к сожалению, ра­зумом неопровергаемая.

Впоследствии, через полтора года, ему удалось оттянуть на время трагическую развязку в жизни другого современника и коллеги, Пауля Эренфеста. Близкими отношениями он связан с ним не был, но, как и все физики мира, чрезвычайно его

ценил.

Случилось так, что Капица получил от Эренфеста мрачней­шее письмо. Всегда оживленный, мягкосердечный, щедро рас­точавший свою доброту, свои идеи, свою пылкость, Эренфест писал на этот раз как человек, загнанный обстоятельствами в угол. Тому причиной были и безвыходные личные дела и за­старелое ужасное убеждение Эренфеста в собственной творче­ской неполноценности. Он полагал, что должен покинуть Лей-ден и Голландию. Между строк, да и прямо, читалось, что он близок к самоубийству. Он просил Капицу устроить так, чтобы Резерфорд помог ему перебраться куда-нибудь в глушь — в Канаду или Антиподы. Вместо долгих объяснений Капица просто показал Резерфорду это письмо. Прочитав его, сэр Эрнст задумался. Потом сказал: «Он никуда не должен пе­ребираться. Пусть остается в Лейдене. Я напишу ему все, что нужно». Вскоре Эренфест радостно сообщил Капице, что решил не уезжать из Лейдена, ибо получил такое письмо от Резерфор-да, что понял: надо жить и работать.

Это резерфордово письмо пока не опубликовано. Можно надеяться, что оно хранится в архиве Эренфеста. Навсегда уберечь несчастливца от судьбы Бертрама Волтвуда оно, ко­нечно, не смогло: через полгода Эренфест застрелил своего психически безнадежно больного сына и покончил с собой. Однако на полгода Резерфорд продлил ему жизнь. И мудрено ли, что у Резерфорда нашлись тогда нужные слова?! В недав­нее тяжелейшее время своей собственной жизни сколько раз повторял он самому себе: «Надо жить и работать...»!

Он жил и работал.

От официального юбилея он тогда уклонился — настроение для чествований было неподходящим. 30 августа 1931 года застало его на морском берегу — в Дорсете, где он проводил летние каникулы в обществе внуков и Ральфа Фаулера.

А 2 сентября 31-го года в ответ на поздравительную те­леграмму Отто Хана и Лизы Мейтнер написал в прежнем своем стиле:

...Я рад заметить, что не чувствую себя таким древ­ним стариком, каким мог бы считаться в мои годы. Так или иначе, нам ведь было сказано, что время — это


36*


563




иллюзия! Смею доложить, что я еще нахожусь в весыь. сносной форме и, уж во всяком случае, способен заста вить трудиться других,

13

Он жил и работал.

И заставлял трудиться других.

Жила и работала Кавендишевская лаборатория. И настал,, год 1932-й, оставшийся равно знаменательной вехой и в исто-Ц рии Кавендиша и в истории атомной физики вообще. Он удо-Ц стоился редкого прозвища: «год чудес». Так окрестил егод Ральф Фаулер, выразив всеобщее удивление перед тогдашни-ц ми успехами физиков-экспериментаторов. '|

Но в действительности — и уж мало кто знал это так же | хорошо, как Фаулер, — те поразительные успехи кавендишев-| цев были лишены даже отдаленного привкуса чуда. .,;

Тут победы вспоены были потом — настоящим, соленым, д рабским. Тем радостней они были. И тем заслужённей. Оттого,| что резерфордовцы умели под водительством своего нетерпе-д ливого шефа становиться терпеливыми рабами его и собствен- ных замыслов, от этого раньше или позже наступали для них j| минуты сладчайшего освобожденья из-под гнета неудач, неиз­вестности, ожиданий.

Так пришел в начале 32-го года день, когда образцово уравновешенный Джон Коккрофт выскочил под вечер из зда­ния лаборатории на улицу — на знакомую нам тихую Фри , Скул лэйн, метнулся вправо, обогнул Корпус-Кристи и пустил- | ся по относительно людной Кинге-Пэрэйд к Тринити-стрит, с диковатой радостью оглядывая прохожих. Каждому знако­мому он, по словам Мак-Коуна, ошалело сообщал: «Мы расще­пили атом! Мы атом расщепили!» И, обалдело улыбаясь, бежалi дальше. Остановиться он не мог.

В кавендишевском фольклоре не сохранилось рассказа, какую необычную штуку выкинул в тот день другой резер-фордовец — Эрнст Томас Синтон Уолтон. Но оснований для какого-нибудь этакого поступка у него было не меньше, чем у Джона Коккрофта.

Он появился в лаборатории совсем незадолго до того, как Резерфорд в 28-м году дал свое благословение (и деньги!) на создание первого ускорителя протонов. Как в дни Манчестера к Ройдсу, так теперь к Уолтону у сэра Эрнста было чуть осо­бое отношение: оба, подобно ему самому, были отмечены Вы­ставочной стипендией 1851 года. Не имело значения, что Уол-

564

тон, как некогда Таунсенд, прибыл в Кембридж не из замор­ской дали, а всего лишь из соседней Ирландии. Существенно было сентиментальное ощущение сходства судеб — сходства начал. И в прежние годы Резерфорд, наверное, сразу вз'ял бы Уолтона к себе в соавторы, как сделал это когда-то с Т. Ройд-сом. Но теперь, когда у него все меньше времени оставалось для непосредственной работы в лаборатории, уже одного сотруд­ничества с Чадвиком ему более чем хватало. Зато он тотчас предложил Уолтону богатую возмбжностями тему: попытаться разработать метод ускорения электронов вращением в элект­рическом поле...

Коккрофт говорит, что это была идея современных бета­тронов. А можно сказать и шире: в сущности, это была идея круговых ускорителей заряженных частиц вообще. Иными сло­вами, это было предвосхищение принципа циклотрона, над созданием которого вскоре начали работать в Америке Лоу-ренс и Ливингстон.

Уолтон все хорошо сосчитал и дал теорию устойчивого вращения ускоряемых электронов, но этим дело и кончилось. Однако, по-видимому, он сам ни в чем не был повинен:

(«экспериментально проблема была атакована с очень ограни­ченными ресурсами», — рассказывал в своей первой мемо­риальной лекции Коккрофт. Проще говоря, в нужный момент не оказалось нужных денег. И следовательно, виноват был в неуспехе гот, кто их не дал: директор! Очевидно, другие экспериментальные затеи Резерфорд счел тогда более перспек­тивными. Среди них, кроме замыслов Капицы, было ускорение протонов в согласии с оптимистическими прогнозами гамовской теории. Тогда-то Уолтон был сделан напарником Коккрофта.

Три с лишним года шли они рука об руку к одной цели. Слова Коккрофта «Мы расщепили атом!» это и означали.

Они построили свой ускоритель с помощью отслуживших исправную службу цилиндров бензинового насоса, жестяных банок из-под печенья, пластилина и прочего утиля. Но, конеч­но, напряжение, достигавшее 600 тысяч вольт, создавалось нешуточной аппаратурой. Нешуточной и отнюдь не дешевой. Пучок протонов летел по вертикальной трубе и падал на бом­бардируемую мишень. В первых опытах это был листок металлического лития с атомным весом 7 (заряд ядра -{-3). Вторжение протона приводило к возникновению неустойчивого ядра с зарядом +4 и весом 8. Следовало ожидать, что оно будет немедленно распадаться на две альфа-частицы:



565

Появление этих альфа-частиц, разлетающихся в прямо противоположные стороны, и должно было служить верным | указанием на происшедшую атомную катастрофу И все было придумано так, чтобы два наблюдателя, усевшись слева и спра­ва от наклонно поставленной мишени, могли независимо друг от друга засекать летящие по направлению к ним обломки ядер. Для начала — для общей качественной картины — ста­рый добрый метод сцинцилляций должен был показать, что эти противоположноразлетающиеся альфа-частицы появляются одновременно. Были два экрана, два микроскопа, два ключа, подобных телеграфным, и ползла лента, как в обычных само­писцах. И сидящие визави наблюдатели, заметив на своих экранах вспышки, тотчас нажимали каждый на свой ключ, как некогда Марсден и Кэй. А дальше оставалось просмотреть ленту и убедиться, что оба ключа срабатывали, как правило, в унисон. Парные отметки на ленте! — вот и все чудо, коего чаяли Коккрофт и Уолтон — два наблюдателя, залезавшие на время опыта в затемненную конуру у подножья своего верти­кально-вздыбленного ускорителя.

И был, конечно, третий участник игры, не столько ждавший, сколько требовавший этого чуда. Его все чаще выводили из терпенья технические задержки. Он не желал считаться с тем, что какое-то нечаянное нарушение вакуума портило все дело н сводило на нет плотность лучка протонов. А кстати, в этой-то плотности пучка или густоте дождя из протонов должно было заключаться практически все преимущество ускорителя по сравнению с естественными источниками заряженных частиц. Коккрофт и Уолтон добивались тогда силы протонного тока никак не более чем в одну стотысячную ампера. Кажется, это же сущие 'пустяки! Между тем это означало, что за секунду -на их мишень должно было падать 5.1013 — пятьдесят трил­лионов — частиц. Чтобы создать такой же альфа-ливень, по­надобился бы целый килограмм радия. Игра стоила свеч, хотя каждый протон в той игре был гораздо менее энергичен, чем естественная альфа-частица. И Резерфорд отлично знал, что его мальчики вовсе не толкут воду в ступе. Однако справлять­ся с собственным нетерпением ему удавалось с годами все реже.

Правда, Коккрофт вспоминал, как после одной из своих генеральско-директорских бурь Резерфорд кротко заметил, что житейская умудренность берет свое и с течением лет его при­ступы ярости, он полагает, становятся все мягче. Коккрофт признался, что в ту минуту не без страха подумал, каковы же

566

бывали резерфордовы штормы манчестерской поры?! Впрочем, случай его не обделил и дал ему возможность на собственном опыте ;— узнать, каковы они бывали.

В Кавендише ходил рассказ — здесь он записан со слов теоретика П., о том, как однажды сэр Эрнст, выведенный из себя перспективой очередной отсрочки решающего эксперимен­та на высоковольтной установке Коккрофта и Уолтона, устро­ил им разнос, нарушивший в соседних комнатах работу усили­тельных схем с чувствительной радиоэлектроникой Вин-Виль-ямса. (Из-за этой электроники в лаборатории висел светящий­ся транспарант «Пожалуйста, говорите тихо!») Резерфорд тем ревнивей относился к той работе, что затраты на ускоритель достигли уже 1000 фунтов стерлингов — суммы, сегодня сме­шной для физиков-атомников, а тогда драматически огромной. И еще: он как раз в те дни написал Бору, что, по его мнению, все вообще должно было быть сделано уже год, если не два года назад... Короче, он заорал в лучших традициях начальст­венной бесцеремонности:

— Вот что! Я даю вам день! И ни часом больше! И если завтра у вас не будет результатов — убирайтесь вон на все четыре стороны!.. (Плюс еще кое-что).

Чадвик в свое время предостерегал Капицу от повторения вслух, казалось бы, невинных ругательств Резерфорда:

«Не зная тонкостей языка, ты попадешь в трудное поло­жение».

Хотя в серьезность таких угроз мог поверить в Кавендише только новичок или простак, делать было" нечего: результаты назавтра появились! Так гласит рассказ.

Иначе говоря, на ползущей ленте обнаружились, наконец, долгожданные парные отметки. Первое искусственное расще­пление атомов под действием ускоренных в лаборатории частиц стало реальным фактом. Да, сэр Эрнст не напрасно за полгода до этого сообщал Отто Хану, что находится в весьма снрсной форме и, уж во всяком случае, еще способен заставить тру­диться других...

А через несколько дней — по Иву, это было 20 апреля 1932 года — он явился на заседание Королевского общества в сопровождении обоих недавно обруганных и тотчас заласкан­ных героев дня. Громогласно сообщил собравшимся о достиг­нутом в Кавендише успехе. И, не задаваясь вопросом об уме­стности или неуместности своего порыва, возгласил:

— Встаньте, мальчики! Пусть-ка все вас увидят! Он снова был счастлив. И на следующий день написал Бору:

567

...Я чрезвычайно рад, что силы и средства, затрачен- а, ные -на получение высоких напряжений, вознаграждены <| определенными и интересными результатами. Вы легко д оцените, какой широкий путь открывают эти результаты | для исследований в области ядерных превращений вообще.'" °|

Он был счастлив в квадрате.

На том же заседании Королевского общества выступал Джеме Чадвик. И хотя Резерфорд уже два года как не был пре­зидентом, он, конечно, не мог удержаться от того, чтобы не сказать своему мальчику, что в этом доме, ради всех свя­тых, надо говорить попроще. А предметом чадвиковского сообщения было еще одно научное событие, случившееся той зимой в Кавендише: открытие нейтрона! Правда, месяцем раньше, 18 марта, Резерфорд уже докладывал здесь об этом, но теперь перед элитой ученой Англии стоял сам первооткры­ватель необычайного — нейтрального — атомного ядра. И все, что рассказывал он высокому собранию с подчеркнутой про­стотой и четкостью, столь же просто и четко свидетельство­вало: в этом успехе тоже далеко не все решал счастливый случай. И тут было не чудо, а пот. И подвиг интуиции.

История открытия нейтрона могла считаться и томительно долгой и поразительно краткой. Смотря по тому, что прини­малось за ее начало.

Она оказывалась долгой — двенадцатилетней! — если за на­чало принималась вторая Бэйкерианская лекция Резерфорда, когда впервые было показано, что, собственно, надо искать. Было проделано немало обескураживающих опытов, внушав-' ших обманчивую надежду, что открытие обещанной частицы вот-вот состоится. Чадвик сам говорил, что начиная с 1924 го­да он бывал близок к успеху не раз.

Но история эта становилась совсем коротенькой, если за ее исходный рубеж принимались дразняще-непонятные наблюде­ния двух немецких исследователей — Боте и Беккера. Даже года еще не прошло, как они объявили, что под действием альфа-частиц полония легкий элемент бериллий начинает испускать гамма-лучи! Гамма? Да. И притом жесткие гамма-лучи, ибо никакие иные — из числа известных — не могли бы столь беспрепятственно проникать через экранирующие засло­ны. Возникли споры и кривотолки. Разумеется, никто не под­вергал ни малейшему сомнению экспериментальные данные Боте и Беккера.

(За их точность ручалась великая немецкая догитлеровская добросовестность. Создавать не истинную науку, а германскую науку фашистские подонки начали позже, когда получили

568

в свои руки бесконтрольную власть. А- в 1931 .году перспек­тива их победы еще казалась дурным сном, который, быть может, и не станет явью. Не нужно думать, будто без этого замечания можно было здесь обойтись. Впоследствии—и со­всем скоро! — нацистским приоритетчикам захотелось изобра­жать открытие нейтрона как «крупное достижение передовой германской физики».)

Словом, если экспериментаторы разных стран предприняли в конце 31-го года повторение опытов Боте и Беккера, то единственно потому, что искусственно возбужденная гамма-радиоактивность бериллия была неслыханной и необъяснимой новостью. Фредерик Жолио и Ирэн Кюри поставили на пути бериллиевых лучей туманную камеру. И вывод немцев словно бы подтвердился: как и полагалось гамма-фотонам, лучи берил­лия туманных следов за собой не оставили — они были элек­трически не заряжены. Но обнаружилась новая неожиданность:. когда они падали на водородную мишень, за мишенью появ­лялись в изобилии быстрые протоны. Все выглядело так, точно удары бериллиевых лучей приводили водородные ядра в бы­строе движение...

Чадвик узнал обо всем этом в январе 32-го года, просто прочитав в «Докладах» Парижской академии публикацию су­пругов Жолио-Кюри. И то, что не пришло в голову четырем прекрасным физикам по ту сторону Ла-Манша, немедленно осенило резерфордовца:

— Да ведь это же НЕЙТРОНЫ!

Стоило отправить ко всем чертям всю остальную рабо­ту, — а у Чадвика, как помощника директора лаборатории по исследовательским делам, было ее предостаточно, — чтобы в тот же час приняться за всестороннее обследование такой

догадки.

На это ушел месяц. 27 февраля Чадвик смог уверенно со­общить, что неуловимый нейтрон, наконец, пойман. О том, как шаг за шагом была проведена эта операция, он и расска­зывал Королевскому обществу 20 апреля. Резерфорд слушал его, испытующе обводя своими сияюще-взбудораженными гла­зами ряды коллег, точно желал убедиться, до всех ли доходит значение происшедшего. Едва ли за это можно было пору­читься. Оба кавендишевских события, ставших в тот день предметом рассмотрения в Барлингтон-хаузе, были встречены там сдержанными комментариями. Но это уже не могло испор­тить настроения Резерфорду: он слишком был доволен, чтобы огорчаться из-за таких пустяков, как недоверчивость несве­дущих...

569

А сполна оценить истинный масштаб тех открытий не мо| тогда и он сам. Еще ничто не указывало на возможность из влечения из атома его энергетических богатств. И уж тед меньше можно было подозревать, что именно нейтрон окажете микроключиком к веку атомной энергетики. >«

Резерфорд радовался тогда более скромным, но и болей глубоким последствиям случившегося. Как всегда, ему быяй всего более по душе чистые поиски правды природы. «Я хочу, узнать об атомном ядре немножко больше, прежде чем...» И вот он был счастлив, что в Кавендише его мальчики cpaaj утроили мощь атомно-ядерной артиллерии, буквально — утроК ли: к альфа-частицам одновременно присоединились протона и нейтроны.

Да, нейтроны Чадвика начали работать, как и протоны Коккрофта — Уолтона, все той же зимой 32-го года. И к тому апрельскому заседанию Королевского общества кавендишевць(| уже провели первые нейтронные бомбардировки атомных ядер,! Норман Фезер вместе с П. Дж. Ди показал на снимках в каме-| ре Вильсона, как ядро обыкновенного азота, провзаимодейст-Ц вовав с нейтроном, распадается на ядра бора и гелия. Можно| бы сказать, что нейтрон родился работягой в счастливой рубаш-Ц ке с засученными рукавами. И резерфордова нежность к этому;

работяге напоминала ранние времена его альфа-романа..5 Он написал тогда Нильсу Бору о нем, совсем как о человеке:

Мне было приятно услышать, что вы отнеслись к • Нейтрону так благожелательно.

Впоследствии Фредерик Жолио признался Иву, что ни он, ни Ирэн Кюри не удосужились вовремя прочитать вторую Бэйкерианскую лекцию Резерфорда. Виной тому было оправ-' данное предубеждение: «В таких лекциях редко можно найти что-нибудь новое, прежде не публиковавшееся». А если бы слу­чилось иначе, сказал Жолио, нейтрон почти наверняка был бы открыт в Париже раньше, чем в Кембридже.

Можно не спорить: это почти наверняка правда.

Но со стороны истории такой вариант был бы ре благоро­ден. И хотя заниматься подвохами — одно из любимейших ее занятий, на этот раз она поступила без лукавства: нейтрон был найден там, где его предсказали. И ждали. И полюбили в идее задолго до того, как он явился во плоти.

Однако не следует думать о повадках истории лучше, чем они того заслуживают. Нечаянно поступив справедливо, исто­рия поспешила тут же отыграться.

570

В конце 32-го года Кавендиш посетил Роберт Милликен — выдающийся американский экспериментатор, тот, что двадцать лет назад «взвесил электрон». Резерфорд не слишком жаловал его. И даже предупреждал своих мальчиков: «Какую бы но­вость вы ему ни сообщали, он все равно не даст вам говорить. Через минуту сведет разговор на себя и рассказывать будет только о себе...»

Может быть, Резерфорд осуждал его и не зря, но в тот раз Милликен рассказывал не только о себе. Он привез с со­бой фотографии космических лучей, которым предложил сниматься в туманной камере его молодой соотечественник Карл Дэвид Андерсон. На его снимках отчетливо виден был след положительно заряженного электрона. В истолковании этого следа не могло быть двух различных мнений. И стало ясно — открыт позитрон!

То было третье чудо 32-го года.

Разумеется, и оно заключало в себе не больше 'случайного везения, чем первые два. Но в отличие от первых двух оно произошло совсем не там, где ему надлежало бы произойти по законам божеским и человеческим: позитрон умудрился явиться на свет даже не в том полушарии, где некогда был интуитивно запланирован Резерфордом, а потом теоретически

предсказан Дираком.

Сэру Эрнсту оставалось только радоваться, что задетый за живое Патрик Блэккет очень быстро, в содружестве с начинаю­щим Оккиалини, подтвердил открытие Андерсона, получив при этом замечательно-выразительные фотографии электронно-позитронных пар, рождающихся в космических ливнях,

14

Точно в подражание Фаулеру, Ив придумал лестное про­звище и для следующего, 1933 года. Он назвал его «рекордным годом». Но достаточно убедительных оснований для такой ле­сти не привел.

Конечно, открытие тяжелого водорода было большим успе­хом американских экспериментаторов во главе с Гарольдом Юри. И конечно, сверхпорядочно было со стороны выдающе­гося калифорнийского физико-химика Джильберта Н. Люиса — того самого, что в 26-м году придумал для световых квантов имя «фотоны», — сверхпорядочно было из первой же порции с превеликими трудами добытой тяжелой воды послать Резер-форду для опытов 30 капель этой драгоценной влаги. И ко-

571

нечно, было существенно важно, что Резерфорд в содруже,., с доктором Маркусом Олифантом и бакалавром Б. Б. Кнв| сразу же попытался провести новые ядерные превращей! с участием заокеанского дейтерия. Но все-таки никак нелй было бы сказать, что эти события принадлежали к числу «Д лающих эпоху».

Не принадлежал к такому высокому разряду и другой д иск, предпринятый Резерфордом в 33-м году по неостывшев следу пионерских работ Коккрофта и Уолтона. Он сам окрест их пионерскими, отведя таким образом своим собственным следованиям более скромное место.

А главную роль в тех его исследованиях снова играл Ма| кус Лоренс Элвин Олифант — австралиец, появившийся на Фра Скул лэйн еще в 27-м году, почти одновременно с Уолтонбм У него, выходца из Антиподов, было, разумеется, не меньш шансов, чем у выставочного стипендиата Уолтона, стать тогд же соавтором сэра Эрнста. Но надо ли снова повторять, чт совместное экспериментирование с Чадвиком исчерпывал в ту пору возможности Резерфорда?

Однако в 30-м году это многолетнее Резерфордово соавтор, ство с Чадвиком подошло к естественному завершению. Фина3;,-» лом была их совместная (плюс Эллис) фундаментальная книги «Излучения радиоактивных веществ». И с тех пор они уже| вместе не трудились ни за лабораторным столом, ни за пись€ менным. У Резерфорда, очевидно, больше не поднималась рука превращать почти сорокалетнего, давно обретшего само-;| стоятельность и независимость Чадвика в своего помощника.-;! Тот по праву мог быть не вторым, а первым в любом исследо- Ц вательском предприятии. И новыми соавторами Резерфорда начали становиться в 30-х годах тогда совсем еще безвестные,' бакалавры искусств и доктора философии. Он работал то с Вин-Вильямсом к Уордом, то с Боуденом и В. Люисом, то с Хартеком и А. Кемптоном. 1

К слову сказать, последнего не нужно путать с известным А. Комптоном, с которым Резерфорд тоже, правда, гораздо раньше, выступал как соавтор. Однажды, в декабре 1919 года, они вдвоем опубликовали в «Nature» крошечную заметку на довольно неожиданную тему — «Радиоактивность и гравита­ция». (Там сообщалось о безуспешной попытке измерить пред­сказуемое общей теорией относительности сокращение периода полураспада радиоактивного вещества, излучающего в сильном ,, гравитационном поле. По основной аксиоме эйнштейновской '|