Резерфорд

Да и что означала одновременность вспышек в этих проклятых дублях? Все делалось визуально. А предел временной чувствительности нормального глаза не превышает 0,1 секунды. Когда интервал между двумя сцинцилляциями бывал меньше, они и казались одновременными. Это соображение входило в вероятностные расчеты Резерфорда, но экспериментально уменьшить столь грубую неточность в самом определении дублей он не мог. А по атомным масштабам эта неточность была размером с вечность.

…Можно по сходству назвать «атомным годом» время полного оборота электрона вокруг ядра. Тогда для водородного атома с диаметром порядка 10-8 сантиметра и при скорости электрона, близкой к скорости света — 3·1010 сантиметров в секунду, длительность атомного года будет иметь порядок 10–18 секунды. За одну десятую секунды проходит 1017 атомных лет. А вся геологическая история нашей планеты — меньше 1010 земных годов. Стало быть, одна десятая секунды — промежуток, равный по атомным масштабам 10 миллионам геологических историй Земли. Это ли не модель вечности! Иначе говоря, между двумя сцинцилляциями в дубле могло быть в миллиарды раз меньше общего — меньше одновременности и какой бы то ни было взаимной связи, — чем между простудой Адама и насморком у любого из пап римских… (Простор для суесловия тут необозримый.)

Но ведь одновременность могла оказаться и реальной! Он сам накликал это подозрение. И умозрительно отвергнуть его без экспериментальной разведки он уже не мог, как не мог годом раньше просто так отшвырнуть проблему Н-радиоактивности. Утешало одно утешение, старое, как сама наука: отрицательный результат в познании тоже результат, и крайне важный.

Когда-то, в первые годы Манчестера, он ведь уже занимался распределением сцинцилляций во времени. Ему и Гейгеру тогда помогал лабораторный математик Бэйтмен. И уже тогда они столкнулись с дублями. «Я и вправду стар — все уже было однажды», — не мог не подумать он. Ему вспомнилось, как по его заданию Гейгер и Марсден изучали те двойные вспышки на специальной установке с двумя экранами и двумя микроскопами. Дубли тогда легко объяснились: в источнике радиации одновременно испускали альфа-частицы два короткоживущих излучателя — эманация тория и торий-А. Вспомнилось, как позднее — в 1911 и 1913 годах — Марсден снова занимался по его поручению этой темой и выяснил вместе с Баррэтом, что интервалы между соседними сцинцилляциями подчиняются простому вероятностному закону и все совпадения, конечно, случайны. Но теперь речь шла не об альфачастицах, независимо вылетающих из источника, а о возможных близнецах — осколках распадающихся ядер. Совсем другое дело.

И он подумал, отчего это Марсден летом 14-го года не счел нужным даже уведомить его о появлении сдвоенных Н-сцинцилляций при альфа-бомбардировке водорода? Может быть, оттого, что Марсдену чужда была самая мысль об искусственном превращении элементов? Возможно. А может быть, он просто не увидел никакой разницы между распределением альфадублей и дублей от длиннопробежных частиц? И это возможно.

Ах, поговорить бы с ним об этом…

Сюда бы его сейчас — с его опытом и еще молодыми глазами! Ничего другого Резерфорд не жаждал сильнее в те дни. Даше Бору не обрадовался бы он больше.

А шли уже первые дни нового, 1919 года, и уцелевшие начали понемногу возвращаться с войны. Но путь лейтенанта Эрнста Марсдена домой вел из Франции прямо в Новую Зеландию. Профессору Веллингтонского колледжа решительно нечего было делать в Манчестере. Однако неужто вдруг потерялась серебряная ложка Резерфорда?!. Как по заказу, наступил январский день, когда в дверях Резерфордова кабинета появился невысокий молодой человек в форме офицера колониальных войск. Он остановился на пороге с перехваченным горлом и не мог проговорить ни слова. Мгновенье пораженно молчал и хозяин кабинета. А затем прокатился гром:

— Билл! Сюда! Это же наш Эрни, разрази меня господь!

…И все равно — продолжалось верчение белки в колесе. Оно продолжалось неизбывно, как в истории с Н-радиоактивностью. Технические трудности на каждом шагу превращались в принципиальные, ибо оставались непреодолимыми. Знаете ли, как отмечались временные интервалы между сцинцилляциями? Ползла равномерно лента вроде телеграфной; рука наблюдателя лежала на ключе вроде телеграфного; когда глаз замечал на экране вспышку, рука нажимала на ключ. Это называлось электромагнитным способом счета. Только самые грубые вести из микромира можно было принять по такому телеграфу!

И четыре месяца спустя Резерфорд написал в статье для «Philosophical magazine» #

В январе этого года, перед возвращением профессора Э. Марсдена в Новую Зеландию, я имел счастье на протяжении короткого времени пользоваться его искусной помощью. Были предприняты систематические наблюдения… Число дублей приблизительно в два раза превышало теоретическое… Является ли это различие кажущимся или реальным — сказать трудно… Ясно, что в данных экспериментальных условиях лишь малая доля общего числа сцинцилляций может рассматриваться, как возможные истинно-одновременные дубли, и эффект слишком мал и неопределенен, чтобы выводить сколько-нибудь точные умозаключения…

Что же оставалось делать?

Оставалось сполна повторить на финише старт: снова прекратить мелочное препирательство с природой — довериться своей интуиции и, бросив возню с дублями, пойти дальше.

Оставалось делать науку нелогично. И не по правилам.

А что, собственно, лежало дальше?

Уже пройденное, но нерешенное. Ведь так и не был получен ответ на вопрос: какова природа длиннопробежных частиц, рождающихся в азоте при альфа-бомбардировке? Из четырех вариантов — Н, Не, Li и X — выбор не был сделан. Количественные методы спасовали и тут перед малостью эффекта. И потому безответным пребывал главный вопрос: действительно ли можно утверждать, что имеет место процесс превращения атомов азота в другие атомы? Эти «другие» — нераспознанные длиннопробежные частицы — каким-то способом все-таки надо было узнать по имени. Иначе все разговоры о возможной искусственной трансмутации устойчивых элементов становились беспочвенными. А он ведь эти разговоры уже вел — пока, правда, только в переписке.

И вот, за неимением ничего лучшего, Резерфорд отважился воспользоваться для решения строгой физической задачи извечно-нестрогой методой врачей, вынужденных, как правило, ставить диагнозы по сходству. Он решил провести качественное сравнение неизвестного с известным.

Одним достоверным числом врачи располагают всегда — температурой больного. Одним достоверным числом располагал и он — длиной пробега неведомых частиц. В остальном, как и врачи, он должен был положиться на свой опыт и нюх. Эталоном для сравнения послужили ему хорошо знакомые и очень подходящие по длине пробега Н-частицы. Собственно, выбором этого эталона уже и определился диагноз.

Эту заключительную стадию многолетнего резерфордовского исследования Норман Фезер описал в таких выражениях:

Резерфорд знал, как они выглядят (слабые Н-сцинцилляции. — Д. Д.), и он готов был побиться об заклад, что «неведомые» сцинцилляции тоже обязаны своим происхождением водородным ядрам. Поэтому он спланировал длинную серию экспериментов, в которых объективно сравнил две радиации: ядра водорода, выбрасываемые водородсодержащими материалами под ударами альфалучей, и длиннопробежные частицы, возникающие в азоте. Это потребовало всей его искусности и значительной доли его веры в собственную непогрешимость.

Первый мирный апрель стоял над Манчестером. Целыми днями голубело небо.

И настроение у Резерфорда было самым апрельским, когда однажды в час неурочных лабораторных сумерек он сказал Кэю, что, если кому-нибудь понадобятся насос или микроскоп, он не будет возражать против демонтажа их экспериментальной установки. Кэй ошалело вскинул голову, а потом все понял. Он бросился к окнам и рывками расшторил их. Апрельская заслуженная ими голубизна ворвалась в лабораторию.