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

Вид материала

Подобный материал:

1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 ... 54

за совершённый поступок...

Итак, подошел к концу его первый кембриджский год. Он отправился в Ливерпуль вместе с Дж. Дж. Томсоном.

Британскую ассоциацию называли парламентом британской науки. Не каждая сессия английского парламента оставляла заметный след в истории. Не каждое годичное собрание Бри-

99

танской ассоциации становилось событием в научной жизни Англии. Много лет спустя Дж. Дж. говорил, что Ливерпуль-ский конгресс 1896 года остался памятной вехой в летописях Би-Эй оттого, что тогда Ассоциация впервые увидела и услышала Резерфорда.

Остался тот конгресс памятной вехой и в летописи научных исканий самого Резерфорда. В Ливерпуле неожиданно завершилась история его магнитного детектора. Ливерпуль стал для него и победой и поражением. Победу он предвкушал. Поражения предвидеть не мог.

Его выступления ждали. О магнитном детекторе уже шла молва. Ее породили не только восторги астронома Болла. За три месяца до конгресса, 11 июня 1896 года, Дж. Дж. представил работу Резерфорда Королевскому обществу. Через неделю она была прочитана на очередном заседании в Бар-лингтон-хаузе. Ее встретили с одобрением и удивлением. Wireless — беспроволочная связь — возбуждала воображение. Нелегко сегодня поверить, что в те времена даже физиков поражала способность электромагнитных волн проходить сквозь непрозрачные препятствия. Каменные стены, кирпичная кладка, деревянные полы Кавендиша... — настойчиво, не без скрытого торжества перечислял Резерфорд в своей работе «толстые преграды», преодоленные сигналом.

Всем хотелось увидеть, наконец, этот детектор в действии. Перед отъездом в Ливерпуль Резерфорд хорошо отладил его вместе с Таунсендом и Эвереттом.

...Трубочка-катушка маленького соленоида совсем терялась на грубоватом кубе-подставке. Пучок стальных проволочек-игл скрывался в трубочке. Магнетометр выглядел преждевременно состарившимся в лабораторных баталиях. Словом, очень непритязательный вид был у этого детектора, когда в зале заседаний секции А молодой новозеландец подошел к демонстрационному столу и склонился над своим детищем. Но не в антураже была беда.

. Только что отзвучали его многообещающие вводные слова. Затихли перешептывания и шарканье ног. Все были готовы встретить рукоплесканиями отклонение стрелки магнетометра — «сигнал, пришедший издалека, принят!». Но стрелка не скользила по шкале. Детектор не работал.

Усмехнулись скептики. Начался шум.

Резерфорд пощелкал магнетометр... Если это не происки того, на чьей груди хотел станцевать он военный танец маори, то виною всему, очевидно, просто контакты... Самое скверное, если раздадутся ученые советы. Они прозвучат ирониче-

100

ски. Но он не сможет, в отличие от Дж. Дж., дать волю своим чувствам: перед ним не кавендишевские ассистенты, а он пока еще не Томсон... Но что, если это не контакты? Все равно важно сохранить уверенность в себе и самообладание.

Он поднял голову и, как отмечает Ив, холодно взглянул на аудиторию. «Господа, тут кое-что разладилось! — сказал он. — Если вам будет угодно выйти на пять минут, прогуляться и покурить, вернувшись, вы увидите работающий детектор».

Это понравилось. (И запомнилось!) Все вышли.

Первым через пять минут вернулся в сопровождении лондонского инженера-электрика Приса молодой итальянец. Он с живейшим интересом слушал вступительные объяснения кавен-дишевца, и, видимо, ему не терпелось увидеть самый эксперимент.

А детектор уже работал. Опыт прошел отлично. Едва ли Резерфорду могло прийти в голову, что он тогда продемонстрировал своим коллегам еще и самого себя. «Этот молодой человек далеко пойдет!» — сказал один физик. (Ив, к сожалению, не назвал его имени, только добавил: «выдающийся».)

Сообщение, что сигнал был принят с расстояния в полмили, вызвало аплодисменты. Они стали еще громче, когда он сказал, что в Кембридже дело доходило до мили.

Он возвращался на свое место в зале, провожаемый долгими взглядами старых, заслуженных профессоров. Те, с кем он нечаянно встречался глазами, спешили дружески ему улыбт нуться. Пробрался через ряды и подсел к нему иностранный гость конгресса — еще сравнительно молодой профессор из Стокгольма, норвежец Вильгельм Бьеркнес. Протянул свою визитную карточку. Поблагодарил' за ссылку на его работу по затуханию колебаний в герцевском вибраторе. Поздравил с успехом. Выразил восхищение убедительной простотой всего услышанного и увиденного... В перерыве подошел профессор из Оксфорда Оливер Лодж. Разговаривал, как старый знакомый (они уже виделись летом в Кавендише, когда Лодж приезжал принимать экзамены по трайпосу). Улыбаясь, сказал, что миля — это в двадцать с лишним раз больше, чем восемьдесят ярдов. Стоявшие рядом не поняли этой шутки, но Резерфорд понял: восемьдесят ярдов было рекордом дальности приема в оксфордских экспериментах Лоджа... Подходили ученые из Шотландии, Канады, Индии. Знакомились, спрашивали, где и когда будет опубликована его работа. Он отвечал предположительно: возможно, в ближайшем томе «Философских трудов Королевского общества».

101

Все вместе и было победой. Он почувствовал, что принадлежит не одному Кембриджу.

А потом сэр Вильям Прис — авторитетнейший электрик Англии, консультант министерства почты — представил конгрессу молодого итальянца:

— Синьор Маркони...

И через несколько минут Резерфорд уже знал, что больше никогда не будет заниматься своим детектором.

Со сложными чувствами слушал он Приса.

Сначала просто с удивлением. Оказалось, что двадцатидвухлетний изобретатель из Болоньи еще в мае приехал в Англию. Именно как изобретателя представил его Прис. И объяснил: Синьор Маркони предложил почтовому ведомству «новый способ сигнализации через пространство». Успешные опыты уже проводились в Лондоне и на Салисберийской равнине.

Потом к удивлению приметалась досада. Вильям Прис сообщил, что министерство почты решило предоставить Маркони средства и льготы для усовершенствования его изобретения. Резерфорд тотчас припомнил то, что постарался скрыть от него Дж. Дж., но о чем недавно рассказал ему Стрэтт (будущий Рэлей-младший): Томсон однажды запрашивал лондонское Сити о возможностях финансирования его, резерфор-довых, исследований по беспроволочной связи и получил отказ! Ему ответили, что едва ли эта сомнительная проблема может представлять коммерческий интерес.

Потом к удивлению и досаде примешалось чувство протеста.

Вильям Прис не мог ничего сказать о конструкции приборов итальянца. Это секрет синьора Маркони! Перед мысленным взором Резерфорда прошли Крайстчерч, Аделаида, Кембридж. На всех широтах он с готовностью рассказывал о своем детекторе. И почитал это только за честь. Могло ли прийти ему в голову хоть что-нибудь утаить от Брэгга?! Или не посвятить в какие-нибудь тонкости кавендишевцев! Он был признателен тем, кто ему помогал: Таунсенду, Мак-Клелланду, Эверетту... «Секрет синьора Маркони»! Физическое открытие не может быть ничьим секретом. Что за жалкий вздор!

А потом удивленье, досада, протест сменились ревностью.

Выступал юный итальянец. И все услышали, что на Салисберийской равнине сигнал был принят с расстояния в полторы мили. «Полторы мили — это в полтора раза больше одной мили!» — с принужденной улыбкой сосчитал Эрнст и по-

102

искал глазами Оливера Лоджа. И главное: там был детектирован сложный сигнал, переданный по азбуке Морзе.

До решения такой практической задачи магнитный детектор Резерфорда доведен еще не был. Конечно, и с его помощью можно было принять любую последовательность dots-and-dashes — точек и тире телеграфного кода. Но только после каждой точки и каждого тире нужно было снова намагничивать размагниченные принятым сигналом стальные иглы. Громоздко и неудобно. Инженерная проблема? Вероятно. Но итальянец-то ее разрешил!

Ревнивое удивление Резерфорда возросло бы еще больше, если бы узнал он тогда, что и Маркони был уже не оригинален. Но этого никто еще не знал — ни в Италии, ни в Англии. И не нужно думать, что это знал сам Маркони: он был одержим своими поисками с четырнадцати лет! Только позже из патентных описаний итальянца выяснилось, что его приемник был точным повторением грозоотметчика Александра Попова. А Попов подробно рассказал о своей конструкции еще в 1895 году на страницах «Журнала Русского физико-химического общества». Один американец заметил, что открытие Попова обладало роковым недостатком: оно не было запатентовано. Резерфорд счел бы это достоинством. Ни тогда, ни позже — никогда! — не помышлял он о патентах и не брал их.

...Так или иначе, но за победой сразу пришло поражение. Был ли он обескуражен случившимся? Что передумал он в те сентябрьские дни в Ливерпуле?

Среди его опубликованных писем нет ни одного, которое могло бы поведать нам об этом. В книге А. С. Ива нет писем именно той осени. Они словно бы пропущены. Если так, то отчего же? Может быть, в них сказались такие чувства молодого Резерфорда, которых не хотели вынести на широкий суд ни леди Резерфорд, ни Ив? Маловероятно. Но не стоит гадать.

Гораздо существенней, что' после конгресса в Ливерпуле тема wireless совершенно исчезает из его переписки. Точно не связывалось с нею никаких надежд. Точно не ей был обязан он своим быстрым возвышением в Англии. Точно не ей отдал он свою юность.

Трудно ли, легко ли, но он решительно простился с магнитным детектором. И обнаружил в этой истории всю масштабность своей натуры.

103

Стоит .вообразить себе, каково было бы Маркони на его месте. Непредвиденное поражение сделало бы итальянца надолго несчастным человеком. Для него это в самом деле означало бы крушение всех надежд. Маркони являл собою пример одареннейшего изобретателя-однолюба. И свет для него клином сходился на беспроволочной связи. Он не был рыцарем познания вообще. Не был естествоиспытателем! И по крайней мере на первых порах ему некуда было бы отступать. Для Резерфорда такой проблемы не существовало. Поразительно, что ливерпульская сессия парламента британской науки произвела на него впечатление, прямо противоположное тому, какого следовало ожидать.

Молодой бакалавр среди маститых академиков... Автор первой работы среди мировых знаменитостей... И — ни тени восторженного преклонения! Никакого ощу-' щёния, что и впрямь побывал на Олимпе!.. Так высоки были его мерила значительности научных успехов, что услышанное в Ливерпуле показалось ему ниже традиций английской физики. Бьеркнесу пришлось уверять его, что он слишком критически смотрит на вещи. Он еще на конгрессе поделился с норвежцем своими впечатлениями, а потом изложил их в письме. Но Бьеркнес увез с собой иное представление о конгрессе. Он написал Резерфорду;

Стокгольм, 16 ноября 1896

...Я всегда с большим удовольствием перебираю в памяти дни Ливерпуля... Вы по-прежнему, как я вижу, хотите убедить меня, что не следует судить об английской науке в целом по минувшему конгрессу Би-Эй. Ваши опасения, право же, излишни. Я сужу о ней по работам Фарадея, Джоуля, Максвелла, Кельвина; но даже если бы я и выносил свое суждение только на основании этого конгресса Британской ассоциации, оно было бы вовсе не таким неблагоприятным, как думается Вам.

Может быть, Резерфорд и вправду был не совсем справедлив в оценках. Но видно: он жаждал Большой науки.

Уже более полугода он занимался не одним детектором. Ведь еще в апреле он признался Мэри, что немножко пресытился «старой темой» и рад совместной работе с Дж. Дж. над рентгеновыми лучами. У него уже была новая страсть. И поражение словно обернулось для него обычным везением. Прошло немногим больше месяца после конгресса, а Мэри получила от него письмо, полное бескрайнего оптимизма.

ЗОокт.1896

...Я по горло занят работой в лаборатории и напал, как мне кажется, на нечто весьма обещающее и — надо

104

ли говорить об этом—весьма оригинальное. Мною владеют большие замыслы, и я надеюсь претворить их в эксперименты. И если все пойдет успешно, я сделаюсь человеком. Не удивляйся, если однажды утром ты узнаешь из каблограммы, что «искренне твой» открыл полдюжины новых элементов. Ибо таково направление работы, за которую я взялся... Мои исследования поглощают уйму энергии, потому что каждый вечер я должен обдумывать программу действий на следующий день.

Томсона в это время не было в Кембридже. Сразу после Ливерпуля он отправился в поездку по Америке. Резерфорд был предоставлен самому себе. И не тужил, что остался .без великодушной опеки.

Как ученый он уже не нуждался ни в чьей опеке. Иногда он вспоминал первые дни в Лондоне и ту таверну, где услышал насмешливое: «Киви? Киви!» Милая новозеландская птица — большая, но нелетающая. Нелетающая? Ну нет, он чувствовал себя в полете — набирающим высоту...

Исторические рубежи в науке не совпадают с круглыми календарными датами. Но есть исключения. Вот, пожалуй, ярчайшее: великое слово «квант», ставшее революционным паролем физики XX века, впервые прозвучало в 1900 году, как бы озаглавливая собою новое столетие. Однако ключ бесполезен, если неизвестно, какие двери им отворяются. И слово «квант» не стало бы заветным паролем для исследователей-теоретиков, если бы перед исследователями-экспериментаторами не приоткрылся мир неведомой прежде физической реальности — внутриатомный мир. С первого проникновения в его глубины ,и началась длящаяся поныне революция в наших физических представлениях о ходе вещей в природе.

. И физикам-экспериментаторам XX век заявил о себе раньше, чем кончился по календарю XIX. Но, разумеется, стало это очевидно только с годами, когда постепенно определились неисчислимые последствия трех замечательных открытий, сделанных в трех разных лабораториях Европы на исходе ми-' нувшего столетия.

Вюрцбург. Париж. Кембридж.

Годы: 1895-й, 1896-й, 1897-й.

Началось с Вюрцбурга — провинциального университетского города на юге Германии. Невозможно удержаться и не

105

добавить: началось той самой осенью, когда Эрнст Резерфорд впервые ступил на европейскую землю. Как ловко историческая закономерность ставит себе на службу случайности!.. Молодой исследователь из Новой Зеландии спускается по трапу на английский берег и знать не знает, что в эти минуты за тысячу миль от Лондона на берегах немецкой реки другой исследователь — уже стареющий профессор, годящийся ему в отцы, — готовит дрожжи, на которых взойдет гений этого новозеландца.

У химиков есть термин — in statu nascendi. Это значит:

«в момент выделения». Разрушается крепость молекулы. Высвобождается атом. В этот-то первый момент своей свободы он всего легче вступает в нужную нам реакцию. Часто таков единственный способ получить необходимое соединение.

Мне были даны судьбой хорошие родители, хорошие учителя, хорошие коллеги, хорошие ученики, хорошие друзья, великие возможности, неизменное везение и отличное здоровье.

Так сказал про себя Дж. Дж. Томсон. И с равным правом это мог повторить о себе Эрнст Резерфорд. Счастливость сопутствовала ему с пеленок: он родился поразительно вовремя.

Правда, такова уж общая особенность гениев — они умеют рождаться как раз, когда нужно. Это потому, что если появляются они на свет преждевременно или запоздало, история не предоставляет в их распоряжение великих возможностей, и они уходят, не успев или не сумев показать нам, что были гениями.

Резерфорд все успел и все сумел. Он родился так своевременно, что пора его зрелости, как по хронометру, совпала с порой возникновения физики микромира. ' Он застал атомную физику in statu nascendil

...Осенью 1895 года пятидесятилетний профессор Вюрцбург-ского университета Вильгельм Конрад Рентген решил заняться изучением катодных лучей. Это его решение, по-видимому, не было связано с какими-нибудь особенными надеждами. Тема не отличалась ни новизной, ни остротой. Физики уже десятки лет получали эти лучи в трубках с разреженным газом. Существовало уже много разновидностей этого простого и эффектного прибора — трубки Гитторфа, Крукса, Ленарда... Простота прибора бросалась в глаза: запаянный стеклянный баллон, внутри — два электрода, положительный — анод, отрицатель-

106

ный — катод. Вот в принципе и все. В трубках возникали сложные и впечатляющие картины свечения. Светились разновидности лабораторных молний. А при определенных условиях они превращались в устойчивый поток невидимых заряженных лучей, летящих от катода к аноду. Когда к трубке прикладывали магнит, невидимый поток отклонялся от прямолинейного пути. Можно было заставить его падать не на поверхность анода, а на стенку стеклянного баллона. И в этом месте стекло начинало красиво светиться — флюоресцировать.

Сегодня достаточно одного слова, чтобы охарактеризовать природу катодных лучей: электроны!

Но в 1895 году электрон еще не был открыт. Уже бытовало в науке это слово, введенное в 1894 году Джонстоном Стонеем для обозначения «фундаментальной единицы электричества». Однако существование такого атома электричества еще никто не доказал. Совсем как у Иоанна: «Вначале было слово». Но слово еще не было делом. Природа катодных лучей оставалась предметом гаданий. Многие были согласны с Ле-нардом: «Эти лучи есть явление, происходящее в эфире». Согласен был с ним, своим будущим врагом, и Вильгельм Рентген.

В науке постоянно происходит открытие теоретически предсказанных эффектов. Так, в годы «кембриджской интерлюдии» Резерфорда молодой московский физик Петр Николаевич Лебедев искал способ обнаружить световое давление. Сделать это не удавалось многим прекрасным экспериментаторам. Между тем по теории Максвелла поток световой энергии должен был оказывать механическое давление на тела. Но этот тончайший эффект забивали явления более броские. Гений Лебедева позволил найти искомое. В его замечательном открытии не было ничего случайного. Говоря современным языком, оно могло быть запланировано! Только одновременно нужно было бы найти Лебедева, чтобы план оказался выполненным.

Но нельзя запланировать неведомое и непредсказуемое. Рентген со своим превратным представлением о природе катодных лучей, да еще в эпоху, когда строение атома было неизвестно, не мог предвидеть, какая находка его ждала.

Дж. Дж. Томсон писал:

«Один наблюдатель заметил, что его фотографические пластинки затуманиваются, когда поблизости в трубке, наполненной газом низкого давления, происходит электрический разряд. Все, что он сделал, это отодвинул пластинки подальше. Свои пластинки он спас, но потерял рентгеновы лучи».

107

С разрядными трубками на протяжении десятилетий возилось множество физиков. Но только Рентген сразу же обнаружил, что от этих трубок • исходит какое-то незримое и чрезвычайно проникающее излучение. Первое подозрение:

не катодные ли это лучи, вырвавшиеся наружу? Но нет, они не были заряжены — магнит их не отклонял. Катодные лучи выводил наружу Филипп Ленард. Это было интересно, однако не содержало ничего нового. А новое прошло для него незамеченным, хотя лежало прямо перед глазами. Молодой честолюбец — один из тех, кто спасал свои пластинки, отодвигая их подальше, — он вознегодовал, что физика обогатилась лучами Рентгена, а не лучами Ленарда. И не нашел ничего более достойного, как обвинить честнейшего Рентгена в плагиате. По замечанию академика А. Ф. Иоффе, «эту враждебность Ленард сумел сохранить до самой смерти Рентгена, на протяжении 30 лет».

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. Мандельштамг 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 «Naturwissen-schaften». 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 — нет1 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

108

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 Х-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 Х-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:

Blog

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

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