Резерфорд

Эту мысль можно было выразить и короче, просто сказав: как замечательно, что радиоактивность оказалась тем, чем она была! Или чуть по-другому, как великолепно, что природа устроила атомы именно так, как она их устроила!.. Вот если бы еще и знать заранее, как же она их устроила?!

Нетрудно догадаться: эти слова о простоте постижения радиоактивности были произнесены после того, как все стало ясно. Труднее поверить, что их произнес ученик и сотрудник Резерфорда — известный радиохимик А. С. Рассел. Они сошли бы за шутку, если б не были сказаны патетически. Рассел совершил логическую оплошность: если и правда, что физическая картина радиоактивного распада относительно проста, то разве отсюда следует, что и узнать это было просто? До вершины Эвереста меньше девяти километров по вертикали, но стоит ли утверждать, что ее покорителям Тенсингу и Ханту повезло?

А. С. Рассел не работал в Монреале. Он стал одним из «мальчиков Резерфорда» позже — в дни Манчестера. Но вся история радиоактивности прошла на его глазах. Он сам принимал деятельное участие в открытии Закона Смещения — простейшего из законов радиоактивных превращений: испуская альфа-частицу, атом теряет два положительных заряда и потому смещается в таблице Менделеева на две клеточки влево, а испуская бета-частицу, атом теряет один отрицательный заряд и его положительная заряженность становится на единицу больше — он перемещается в таблице элементов на одну клеточку вправо. Вот и все. Даже не закон, а нечто вроде правила для запоминания. Зная современный принцип построения периодической системы Менделеева, любой школьник может сегодня вывести Закон Смещения прямо на уроке. Ему придется поморщить лоб минуты две — не больше… Но Рассел, лучше чем кто бы то ни было, знал, что в 10-х годах этот пустяк не дался в руки ученым сразу. Еще не было законченной теории атома Резерфорда — Бора, и принцип чередования элементов в менделеевской таблице оставался невыясненным. И Закон Смещения нельзя было вывести простым сложением или вычитанием зарядов. Его требовалось открыть и доказать! Четыре высоколобых исследователя — Содди, Фаянс, Флек и сам Рассел — два года вертели проблему в руках, прежде чем все стало ясно. И Рассел помнил всю жизнь, как одно смешное заблуждение (сегодня — смешное!) по. мешало ему дойти до ясного понимания «такого простого предмета»: он не был уверен, что цепочка элементов от 1-го до 92-го — от водорода до урана — непрерывна, что в ней обязательно должны быть все звенья. И потому-то Закон Смещения сохранился в истории науки под именем закона Фаянса—Содди — только Фаянса и Содди!.. «Знаю я эту милую простоту!» — сказано было в одной старой пьесе. А история физики — очень старая пьеса, всего более похожая на драму.

Свою мемориальную лекцию о Резерфорде, исполненную почти религиозного восторга перед личностью и гением манчестерского «папы», А. С. Рассел читал в 1950 году — ровно через полвека после описываемых здесь событий. И если бы Рассел перенесся воображением в Монреаль 1900 года, он увидел бы двадцатидевятилетнего Резерфорда у подножья очередного подъема к вершине — быть может, и не далекой, но все еще терявшейся в непроглядном тумане. Мы сегодня знаем: тот очередной подъем был решающим. Резерфорд этого не знал. И никто не знал. А между тем исполнилось уже ровно четыре года с того дня, когда Беккерель начал восхождение.

Тан оставим легенду о легкости и простоте. А заодно и образы ученого — альпиниста, следопыта, разведчика. Эти образы только украшают рассказ, но не проясняют психологические трудности исследовательской работы.

Работа, работа! — вот единственно нужное слово, прозаически охватывающее почти всю поэзию исканий ученого.

Моя дорогая девочка, постоянно случается так, что пять вечеров из семи я торчу в лаборатории до 11 или 12 часов ночи и обычно делаю все, чтобы уж осушить стакан до последней капли. В четверг я отослал еще одну пространную статью для печати, которая очень хороша, — так говорю я сам, — и охватывает 1000 новых, прежде и во сне не снившихся фактов… Достаточно сказать, что речь идет о предмете большой научной важности.

Так Резерфорд писал в Крайстчерч незадолго до Нового года. Научный мир узнал об этой тысяче новых фактов немножко позже Мэри: «Philosophical magazine» не очень торопился. Хотя Дж. Дж. и поторапливал редакцию, сентябрьская статья Резерфорда об эманации тория появилась только в январе, а ноябрьская — «О возбужденной радиоактивности» — в феврале. Этими-то публикациями завершился четвертый и начался пятый год в истории радиоактивности.

Проще всего было бы сказать, что из тех публикаций Резерфорда следовало существование еще двух радиоактивных элементов. (На современном языке — двух новых радиоактивных изотопов.) Такие открытия всегда производили большое впечатление, и не только в научной среде. Их ценность как бы не нуждалась в растолковании. Заселение еще одной пустующей клетки в менделеевской таблице — надо ли к этому что-нибудь прибавлять?! А если можно было прибавить нечто важное — тем лучше. И чем громче было это сопутствующее «нечто», тем шире распространялась молва. Так было с открытием гелия, обнаруженного на Солнце раньше, чем на Земле. Так было с открытием аргона, вместе с которым обнаружилось существование в природе химических элементов, не вступающих в химические реакции. Так было с открытием радия… Мировая известность уже окружала по достоинству имена Марии и Пьера Кюри, когда Эрнст Резерфорд в Монреале не мог решить проблему: что за вещество его странная эманация и что за вещество скрывается за не менее странной «возбужденной радиоактивностью»? Открыв два новых элемента, он утверждать этого, однако, не имел права. И доказано это было позже.

Тогда он уверился лишь в одном: с торием каким-то образом связано возникновение двух новых излучателей. II он показал — они вполне вещественны. По этому поводу он впервые вступил в полемику с французскими исследователями.

Его ноябрьская статья о «возбужденной радиоактивности» уже лежала в редакции «Philosophical magazine», когда из Европы пришел в Монреаль свежий выпуск «Докладов» Парижской академии. 6 ноября 1899 года супруги Кюри сообщили, что, по их наблюдениям, радий и полоний возбуждают радиоактивность в окружающих предметах!

Резерфорд наверняка был единственным человеком в мире, который не сделал тогда большие глаза, узнав об этом новом радиоактивном сюрпризе. Кюри заговорили об «индуцированной радиоактивности». Резерфорд сразу увидел, что парижане напали на след его «Е. R.». Заметил он и различие: у Кюри отсутствовало промежуточное звено — не было никакой эманации радия. Радий сам наводил радиоактивность в близлежащих телах. То ли эманации в этом случае вообще не существовало, то ли она осталась пока не обнаруженной?.. Но главное — он понял, что французы в ноябре повторили его июльскую ошибку: они решили, что радиоактивность и в самом деле индуцируется в окружающих предметах. Они просто не успели изучить новое явление, как уже изучил его он, Резерфорд. Они остановились на первом шаге. И, несомненно, заблуждаются. Надо немедленно указать на это.

Снова досадуя, что три тысячи миль отделяют Монреаль от Европы, он со всею поспешностью послал вдогонку своей второй статье авторское примечание. Там была фраза:

Кюри вывели заключение, что полученные результаты обусловлены своего рода фосфоресценцией, которую возбуждает радиация; между тем в случае тория автор показал, что такое теоретическое объяснение неприемлемо.

В этом полемическом примечании было выражено убеждение, пока еще не доказуемое, что всякое новое проявление радиоактивности связано с появлением нового излучающего вещества.

Да, ученый мир еще не мог поздравить профессора Резерфорда с заполнением пустующих клеток в таблице Менделеева. Но зато все сопутствующее этим незавершенным открытиям — «улыбка без кота» из сказки об Алисе — было удивительно. И обе статьи обозначили переломный рубеж в изучении радиоактивности. Так это видится сегодня.