Страница:
Больше некому будет создавать ионы в воздухе, и ток прекратится.
А если не прекратится?!
Норман Фезер уверяет, что Резерфорд был поражен неожиданностью открывшейся ему картины. Но хочется думать обратное.
В общем-то психологические гадания об эмоциях исследователей к сути открытий решительно ничего не прибавляют.
Наука бесстрастно приходует на своих необозримых складах проверенные истины. Она великолепно равнодушна к суетности наших переживаний. Даже к вечноболезненной проблеме приоритета, заставляющей страдать и отдельных людей и целые государства, она равнодушна. Но для истории исканий ученого - для его внутренней биографии - все это полно значения.
Пустячность пустяков относительна: часто за ними маячит меняющийся образ человека.
Так вызывающе прост был замысел того классического эксперимента Резерфорда, что, право же, трудно поверить, будто он совсем не ожидал увидеть увиденное. Опыт был поставлен так, как если бы он заранее знал, что должно произойти. Это походило на демонстрацию физического закона во время Лекции.
…Ток не прекращался. Он стал слабее в два с лишним раза, когда на порошок урана лег один листок алюминиевой фольги. Два листка уменьшили его почти в шесть раз. Три - почти в одиннадцать. Четыре - в двадцать раз… Все шло по обычному закону поглощения любой радиации в веществе: толща металла росла в арифметической прогрессии, а радиация иссякала гораздо быстрее - в прогрессии геометрической. Все шло по кривой, которую математики называют экспонентой. Казалось, довольно прибавить еще листок или два - и уже ни один лучик из урановой радиации не пробьется через алюминиевый экран. В слое воздуха над экраном перестанут рождаться ионы - исчезнет ток. Однако ни пятый, ни шестой листок нового уменьшения радиации не вызывали; стрелка электрометра не возвращалась к нулю. Такой же слабенький ток, как и при четырех листках, продолжал струиться сквозь воздух между цинковыми пластинками. Ни двенадцать, ни двадцать листков алюминия не смогли изменить этой установившейся картины.
Что же это означало? Может быть, какой-то агент извне, слабосильный, но упрямый, вмешивался в ход эксперимента и независимо от лучей урана разламывал молекулы воздуха на ионы?
Надо ли говорить, что такой - уже многоопытный! - экспериментатор, как двадцатишестилетний Эрнст Резерфорд, заранее предпринял необходимые меры предосторожности, дабы опыт оказался чистым. Совсем как в нынешних атомных лабораториях, он окружил свою установку свинцовой защитой от посторонних излучений.
Нет, всему виной был сам уран - необычный характер его радиации. Возникло подозрение, что это смесь двух разных излучений. Одно порождает в воздухе очень много ионов (сильный ток!), но вещество легко его поглощает: достаточно четырех листков алюминия, чтобы практически свести его на нет. Другое излучение несравненно слабее ионизирует воздух (слабый ток!), но зато обладает большой проникающей способностью: даже двадцать листков алюминиевой фольги для него неощутимая преграда.
Подозрение подтвердилось. Только понадобился экран толщиною в сто листков алюминия, чтобы наполовину сломить упрямство второго ионизирующего агента - вдвое уменьшить создаваемый им ток. Короче: экспонента второго уранового излучения оказалась как бы в сто раз более пологой, чем экспонента первого.
Резерфорд повторял свой эксперимент с разными соединениями урана и ставил на пути радиации разные экраны.
Менялись показания квадрантного электрометра. Менялась кривизна экспонент. Но не менялась общая картина. В тех опытах радиоактивное излучение впервые обнаружило свою неоднородность. Резерфорд увидел урановую радугу - ему открылись в ней на первых порах два контрастных «цвета».
Так появились в атомной физике первые крестники Резерфорда: он назвал эти два типа излучения начальными буквами греческого алфавита - альфа-лучи и бета-лучи.
А гамма?
Нет, не он стал их первооткрывателем. По ряду чисто физических причин они не могли ему даться в руки той весной 1898 года. Они были открыты два года спустя Полем Виллардом, чье имя благодаря одному этому сохранилось в истории физики. Но достойно внимания вот что: возможное существование таких сверхпроникающих лучей было предугадано Резерфордом все в том же четвертом параграфе его первой работы по радиоактивности.
Непонятно, почему этого не заметили его биографы - ни Ив, ни Фезер, ни Ивенс, ни Роулэнд, ни Андраде, ни Мак-Коун… После фразы, в которой Резерфорд выразил сожаление, что сравнительно малая интенсивность бета-лучей не позволила установить экспоненту их поглощения с такой же аккуратностью, как для альфа-лучей, он написал заключительные слова четвертого параграфа: …Может быть, существуют и другие типы радиации… очень большой проникающей силы.
Кончалась весна 1898 года. Его исследование было в самом разгаре, когда он, совсем как вырвавшийся далеко вперед лидер гонки на одиночках, вдруг услышал за спиною поскрипывание чужих уключин. Он оглянулся - его догоняли!.. Впрочем, это сравнение дважды неточно. Во-первых, когда год назад он впервые взвешивал на ладони чашку с урановой солью и готовился в путь, на старте не было никого. (Бекке- рель не в счет - он открыл саму трассу.) Во-вторых, те, кто пустился в дорогу позже, шли иным маршрутом. И все же психологически это верно: он услышал за спиной явственный скрип чужих уключин. 12 апреля 1898 года в Париже маститый академик Габриэль Липпман представил академии научное сообщение тридцатилетней исследовательницы Марии Склодовской-Кюри - «О лучах, испускаемых соединениями урана и тория».
И тория? Да, и тория! Обнаружился еще один источник беккерелевой радиации. Мария Кюри уведомляла Парижскую академию:
…Я пыталась выяснить, могут ли какие-нибудь вещества, кроме соединений урана, делать воздух проводником электричества…Ториевые соединения очень активны…Лучи тория обладают большей проникающей способностью, чем лучи урана.
Кажется, несколько раньше и независимо от Марии Кюри к тому же открытию пришел немецкий физик Шмидт из Эрлангена. Его работа была опубликована в майских «Анналах» Видемана и тотчас стала известна в Кембридже.
Резерфорд бросился к химикам.
Странное, почти мистическое чувство испытывал он, когда ему одалживали немножко азотнокислого тория и немножко сернокислого тория. Он смотрел на баночки с химикалиями и думал о молчании природы. Годами стояли на полке эти обыкновенные баночки, и никому не приходило в голову, что под тщательно притертыми пробками бушуют в безмолвии микробури. Никто о них не спрашивал у тория - и он молчал, как до Беккереля молчал уран. А стоило спросить - и ответ последовал без промедлений. Но у него, Резерфорда, есть уже в запасе и новые вопросы к торию. Ни в Париже, ни в Эрлангене их задавать наверняка еще не умеют. Совпадут ли ответы тория с ответами урана?
В его исследование непредвиденно вторгся новый материал. И в программе работы появился первоначально незапланированный параграф: «§ 7 - Ториева радиация».
Своим электрическим методом, как он его называл, Резерфорд сумел надежно установить, что радиация тория тоже двойственна. Ответы совпадали. Снова альфа- и бета-лучи.
Только с иными экспонентами поглощения. И выязить ход этих экспонент оказалось гораздо труднее, чем для урановой радиации. Торий вел себя «очень капризно». (Резерфорд так и написал в отчетной статье.) Торий вел себя так, словно не был источником постоянного излучения. С сульфатом было легче работать, чем с нитратом. С раствором - легче, чем с твердой солью. Сила радиации менялась от случая к случаю почти в пять раз. И не было в этом никакой очевидной логики.
Однако необъяснимое - это ведь просто еще необъясненное! И на свете есть мало вещей, которые так намагничивали бы настоящего исследователя, как непредвиденные встречи со странными фактами. Резерфорд сразу понял, что он уже не отвяжется от тория, пока не распутает неожиданно подвернувшуюся головоломку. Но даже ион не мог бы предугадать, к каким громадным последствиям все это приведет.
Параграф седьмой стал для него зародышем будущего исследования. А тем временем надо было ускорить темп работы над ураном.
…Так, услышав скрип чужих уключин и оглянувшись, он немедленно приналег на весла. Он не мог успокаивать себя мыслью, что другие шли иным маршрутом и, в сущности, непосредственно не затрагивали темы, сейчас его волновавшей.
Ок уже втайне чувствовал себя хозяином реки. И все, что на ней совершалось, уже стало предметом его ревнивого внимания. И жадного любопытства. И успехи других заставляли спешить.
Тут не было никакого сходства с его умонастроением в заключительные дни ливерпульского конгресса Би-Эй, когда он вдруг узнал об успешной работе Маркони. Там обстоятельства поставили его перед совершившимся фактом. И там вмешались в дело мотивы, чуждые науке. И появилось ощущение тупика. А тут лежала впереди необозримая даль широкой реки. И ни одной лодки до горизонта! Чужие весла всплескивают сзади, за спиной. В нем пробудилось честолюбие лидера.
Конечно, и это было проявлением счастливости Резерфорда, что в Париже взялись за беккерелево излучение такие гениально проницательные исследователи, как супруги Кюри.
Он, Резерфорд, был создан для научного соревнования.
Не умеющий быть отшельником, он не годился для одиноких прогулок за истиной. (В отличие от Эйнштейна он ни в молодости, ни в старости не мог бы мечтать об уделе молчаливого служителя на уединенном маяке.) Но и для научного соревнования пригодны немногие. Оно не терпит мелкости души. Оно только по виду соперничество, а втайне - сотрудничество. И требует искреннего великодушия и подлинного бескорыстия. Ему противопоказано тщеславие карьеризма.
Оно нуждается в движущем честолюбии крупного масштаба.
И велит соревнующимся быть не противниками, а партнерами.
Резерфорд был создан для научного соревнования. И жизнь послала ему достойных партнеров.
Еще в апрельском сообщении Марии Кюри содержалось важное предсказание: …Урановая смоляная руда (окись урана) и хальколит (фосфат меди и уранила) гораздо активнее самого урана.
Факт весьма примечательный и заставляющий предполагать, что эти минералы включают, очевидно, какой-то элемент, обладающий несравненно большей активностью, чем уран. А уже через три месяца, 18 июля 1898 года, Анри Беккерель представил Парижской академии следующую работу Кюри - на этот раз совместную работу Марии и Пьера. Само ее название было знаменательно: «О новом радиоактивном веществе, содержащемся в урановой смоляной руде». Вот когда впервые соединились слова «активность» и «радиация», дав начало эпохальному научному термину, с течением времени зазвучавшему так драматически: РАДИОАКТИВНОСТЬ.
Супруги Кюри сообщали: …Мы полагаем, что вещество, выделенное из окиси урана, содержит прежде неизвестный металл… Если существование нового металла подтвердится, мы предлагаем назвать его полонием - в честь родины одного из авторов этой работы.
Выдающееся открытие еще нуждалось в подтверждении по весьма простой и досадной причине: Кюри не сумели сразу и надежно отделить радиоактивный полоний от нерадиоактивного висмута, предательски схожего с новым элементом по химическому поведению.
А пока в «Докладах» академии печаталось это историческое сообщение, Пьер и Мария Кюри уже напали на след другого мощного излучателя. В своем парижском «дэне» - старом сарае с асфальтовым полом и протекающей крышей - они уже перерабатывали в поисках этого излучателя сотни фунтов пустой породы из урановых рудников тогдашнего австрийского Иоахимсталя. И уже знали, что та пустая порода вовсе не пуста. И обоим Кюри уже неотступно мерещилось таинственное искомое вещество, заранее названное ими радием из-за его могучей радиации. И Мария уже спрашивала Пьера, как будет выглядеть, по его мнению, «оно», это волшебно излучающее нечто. А он улыбался в ответ на ее нетерпение и произносил шутливые слова, которые, однако, не могли скрыть его собственного волнения:
- Знаешь, Мари, мне хотелось бы, чтобы оно было очень красивого цвета…
Да, удивительных партнеров по научному соревнованию послала тогда Резерфорду жизнь: не только сильных и неутомимых исследователей, но увлеченных поэтов познания!
Он сполна оценил это не сразу. О поисках и открытии радия он в ту пору вообще ничего еще не знал. Эта знаменитая работа супругов Кюри и Ж. Бемонта была представлена Парижской академии только 26 декабря 1898 года, а в печати появилась позднее. Что же касается полония, то, пока можно было сомневаться в его существовании, Резерфорд сомневался.
И разумеется, не по причине преждевременно старческого недоверия к новостям в науке: он был почти на четыре года моложе Марии и на двенадцать лет моложе Пьера Кюри. Просто их гипотеза казалась ему слишком сильной. Неизвестный мощный излучатель? Возможно, конечно. Но есть более экономное объяснение повышенной активности урановой смолки…
В параграфе пятом своего исследования он провел сравнительное изучение силы радиации от разных соединений урана.
И кроме всего прочего, установил очевидный факт: чем раздробленней было вещество, тем сильнее оно излучало. Так не в том ли все дело, что парижане работали с очень тонкими порошками?
Он не настаивал на этом опрометчивом объяснении. Но все-таки нашел для него место в своей статье. К сожалению, нащел. И не мог не найти! Тут сквозит честолюбие лидерства.
А у этого честолюбия, как у электрического заряда, есть два знака. Был и минус: излишняя самоуверенность. Он, идущий впереди и знающий о предмете то, чего никто еще не знал, считал себя вправе довольно безапелляционно судить обо всем, что происходило на неоглядной реке.
Сполна оценил он своих партнеров несколько позднее.
И тогда с восхищением заговорил о замечательной плодотворности их исканий. Он назвал супругов Кюри и Анри Беккереля «лучшими спринтерами». И тогда же тема лидерства в гонках открыто и просто вошла в его переписку. Это случилось уже в Канаде - в 1902 году. С полуулыбкой, а на самом-то деле глубоко серьезно написал он однажды матери, как заманчиво, но как нелегко быть впереди, когда гонка идет в пионерской области знания.
Однако впервые эта тема лидерства вошла в его жизнь - не в переписку, а в молчаливый мир его размышлений наедине с собой, - еще летом 1898 года, в те последние месяцы его кембриджской докторантуры, когда радиоактивность начинала становиться притчей во языцех, но когда о его выдающихся успехах знали еще только в Кавендише и только там видели, какими сильными взмахами весел гонит он в неизвестную даль свою ходкую одиночку.
А даль и вправду была полна неизвестности. 1 сентября он окончил свою полугодовую работу. И в девятнадцатом - заключительном - ее параграфе написал: «ПРИЧИНА И ПРОИСХОЖДЕНИЕ РАДИАЦИИ, НЕПРЕРЫВНО ИСПУСКАЕМОЙ УРАНОМ И ЕГО СОЛЯМИ, ПОКА ОСТАЮТСЯ ТАЙНОЙ».
Я покидаю Англию на следующей неделе… Почти закончил статью и чувствую громадное облегчение…
Собираюсь упаковать мои книги и вещи завтра, чтоб отделаться от этой докуки… Не знаю, слышала ли ты об ужасном несчастье с Гопкинсонами в Альпах…
Ты встречала одного из них на обеде у миссис Дж. Дж. …Завтра мы ожидаем известий о битве при Ом дурмане…
Самоубийство полковника Генри в Париже наделало много шуму… Мы живем в интересные времена…
Был еще в этом письме австралиец Эллиот Смит, обитающий на его квартире. Были трудолюбивые защитники Трои, с которыми он сравнил Эллиота и себя. Был русский царь с сенсационным планом разоружения… Словом, была в этом письме какая-то взбалмошность. Разгул информации. Рассредоточенность. Точно после долгого затворничества вырвался человек на волю и слегка обалдел от грохочущего потока жизни.
Да так оно, наверное, и было на самом деле.
Минувшие полгода он и впрямь работал с неусыпной бдительностью троянцев, с железным упорством древних бриттов, с долготерпением дюжины библейских Иовов. Недаром все эти сравнения приходили ему в голову. Позже, через двенадцать лет, уже в эпоху открытия атомного ядра, он сказал однажды о Гансе Гейгере, что тот «работал как раб!». Он знал, что это значит. На собственном опыте знал. Так работал он в Кембридже в те последние полгода. И объяснялось это,_ кроме внутренних побуждений, внешними обстоятельствами.
В апреле 98-го года, когда его мысли были заняты альфа- и бета-лучами, до Кембриджа дошло известие, что тридцатипятилетний профессор Мак-Гиллского университета в Монреале, Канада, член Королевского общества Хью Л. Коллендэр получает кафедру физики в Лондоне. Его место в Мак-Гилле становится вакантным.
Для маститых место не очень завидное: 500 фунтов стерлингов в год. Но для молодого ученого - почетнейшая перспектива… Так кто же удостоится приглашения в Канаду?
Коллендэр был давним воспитанником Дж. Дж. - членом Тринити-колледжа. В свое время он принес в Мак-Гилл вместе с несомненными личными достоинствами славу Кембриджа и Кавендишевской лаборатории. Было очевидно, что кандидата на его место будут искать в том же заповеднике незаурядных дарований. И сразу у всех на устах появилось имя Резерфорда.
И Резерфорд сразу же начал вести себя так, точно судьба его была уже решена, точно для него уже был заказан билет на сентябрьский рейс в Канаду: он стал работать над ураном в бешеном темпе, дабы завершить свою программу к сентябрю! Но он никому в этом не признавался, потому что на самом деле ничего еще не было решено.
Ни в мае, ни в июне, ни в июле ничего еще не было решено. Существовали «но» - его личные и чужие, от него не зависящие. Преодолеть надо было и те и другие.
Хотя внутренний голос безошибочного предчувствия тотчас сказал ему: «Ты, конечно, поедешь в Мак-Гилл, готовься!», он тем не менее все лето испытывал сомнения. И все лето писал Мэри гамлетовские письма классического образца - «быть или не быть?».
Смешно, но в этом загорелом новозеландце бывало и вправду что-то от бледнолицего принца Датского. Правда, не от того истонченно-томного и бездеятельно-печального принца, каким так часто рисуется Гамлет сентиментальному восприятию, а от того настоящего - шекспировского, - хоть и бледнолицего, но сжимающего рапиру в руке и знающего, чего он хочет, и жаждущего, чтобы рапира была не просто продолжением мстящей руки, а стала оружием неотразимо аналитической мысли.
Между тем никакие тучи над Резерфордом не сгущались.
Напротив, небо было чистым во весь горизонт. Решительно ничего трагического не предвиделось. Просто он был самолюбив и умен. И меньше всего ему хотелось нечаянно оказаться героем комического происшествия, когда человек становится жертвой глупого самообольщения и самообмана. Потому и писал он Мэри письма, полные гамлетовского анализа обстоятельств жизни.
Он сомневался и в главном и в пустяках… А как отнесется Дж. Дж. к его уходу из Кавендиша?.. А имеет ли смысл расставаться с Кембриджем сейчас, когда стипендия на год ему еще обеспечена?.. А не сочтут ли его, двадцатисемилетнего, слишком молодым для громкого профессорства в Канаде?..
А что такое 500 фунтов в Монреале - много или мало?..
А станет ли при таком жалованье более реальной мечта о женитьбе и собственном доме?.. А не предпочтут ли ему другого, какого-нибудь заслуженного кандидата со славой лектора и педагога?.. А сможет ли он стать достойным преемником блестящего Коллендэра?.. А годен ли он вообще на роль не исследователя-одиночки, но руководителя обширной университетской лаборатории?.. А не остаться ли ему в Кембридже еще на три терма, дабы накопилось их всего двенадцать - ровно столько, сколько нужно, чтобы его без затруднений избрали в члены Тринити-колледжа?.. А уран, а торий?! Сможет ли он в Мак-Гилле продолжать начатое с таким успехом?..
И вдруг после целого потока таких разветвленных сомнений он однажды закончил письмо неожиданной фразой о маленькой своей победе, отнюдь не научной и не житейской.
Стрелковый Тринити-клуб удостоил его почетной премии. Один фунт стерлингов - за великолепную меткость глаза и железную твердость руки. В этой совершенно не идущей к делу, но символической фразе тоже проглянуло что-то от Гамлета - того, настоящего, пронзающего крысу за ковром: была тут улыбка по собственному адресу и жажда самоутверждения.
В июле прибыли в Кембридж делегаты Мак-Гилла - принципал университета д-р Петерсон и профессор Джон Кокс.
Все делалось основательно и осмотрительно. Канадцы встречались с Резерфордом в Кавендише, в трапезной Тринити-колледжа, в кабинете Дж. Дж. На протяжении недели они изучали кандидата. И вероятно, не догадывались, что он изучает их. Он понравился им, так же как они ему. Последние сомнения рассеялись у обеих сторон. Множество отличных рекомендаций в пользу мистера Резерфорда увезли канадцы с собой. И среди прочих - покровительственные письма заслуженных физиков: Артура Шустера, Оливера Лоджа, Ричарда Глэйзбрука. Выло восторженное письмо и от астронома Роберта Болла. И наконец, ходатайство Дж. Дж. Томсона: …У меня никогда не было ученика, обладавшего такими способностями к самостоятельным исканиям и таким энтузиазмом в оригинальных исследованиях, как м-р Резерфорд. И я уверен, что, если он будет приглашен в Монреаль, он создаст там выдающуюся школу физиков… Я считал бы счастьем для любого института располагать услугами м-ра Резерфорда в качестве профессора.
И еще одно письмо увезли с собой канадцы. Наверняка оно показалось принципалу Петерсону совершенно излишним.
Да и не очень понятно, зачем присоединил его к своим бумагам Резерфорд. Это было трехлетней давности рекомендательное письмо Биккертона. Тот якорь спасения, который, к счастью, не понадобился осенью 1895 года. И сейчас не было в нем нужды, а все-таки воспитанник Крайстчерча вытащил это доброе письмо из ящика стола и передал канадцам.
Зачем? А низачем! Просто так… Тут выразилось во всей чистоте его не подавленное «новозеландство» - преданность лучшим дням студенческой юности. Он не думал об улыбках, которыми обменяются Петерсон и Коне. Не думал, что может показаться смешным. Он думал, в отличие от Гамлета, о том, что вовсе не распадается связь времен! 3 августа все решилось окончательно. И он смог, наконец, написать Мэри письмо без гамлетизма:
Радуйся вместе со мной, моя милая девочка, ибо теперь вырисовывается впереди наша женитьба… Я приглашен в Монреаль. Все мои друзья, конечно, очень обрадованы, а я уже не имею права в ответ на кличку «профессор» швыряться ботинками… Но по многим причинам я с сожалением оставляю Кембридж… Там в лаборатории я буду практически боссом… Для меня самого звучит комично, что я должен буду надзирать за исследовательской работой других, однако, надеюсь, все будет в порядке.
И вот у него в кармане лежал билет первого класса на «йоркшир», отплывающий 8 сентября из Ливерпуля. Наступили дни, когда обо всем говорится - «в последний раз». …В последний раз одобрительно похлопал он по плечу Эбенизера Эверетта. В последний раз прошелся по узенькой Фри Скул лэйн. Отдал последний визит мистрис Томсон на Скруп-Террас. Пришел на последнюю беседу с Дж. Дж.
Впрочем, последних визитов и последних бесед было превеликое множество. Он даже не предполагал, что за три года столько друзей и добрых знакомых завелось у него на берегах Кема. Только теперь, когда пришла пора прощаться, обнаружилось, что весь он - в привязанностях и дружбах.
В последний раз просмотрел он уже готовую рукопись большой статьи об урановой радиации и отнес ее Дж. Дж. для пересылки в редакцию «Philosophical Magazine».
В последний раз обменялся шуткой с хозяйкой пансиона.
Рассовал по карманам осеннего пальто последнюю забытую мелочь. И напоследок окинул взглядом опустевшие полки, подоконники, стены… И вдруг увидел: стены не опустели! Продолжали висеть на своих местах фотографии, которые он развесил три года назад. Милые его сердцу, старые новозеландские фотографии - пейзажи Пунгареху, виды Крайстчерча…
- Это к добру. Значит, еще вернетесь, - сказала хозяйка.
Он уставился на нее непонимающими глазами. Такими глазами ошеломленного человека, словно выпущенного на волю после долгого затворничества, смотрел он в последние дни на всех. Но и что-то действительно поразило его в предсказании доброй женщины.
- Значит, еще вернетесь к нам! - повторила она, думая, что он не услышал ее или не понял.
А он услышал и понял. И думал только: как странно, что точно те же по смыслу слова он прочел сегодня в напутственном письме, которое прислал ему находящийся вдали от Кембриджа, в Северной Британии, глава Тринити-колледжа сэр Монтегю Батлер:
А если не прекратится?!
Норман Фезер уверяет, что Резерфорд был поражен неожиданностью открывшейся ему картины. Но хочется думать обратное.
В общем-то психологические гадания об эмоциях исследователей к сути открытий решительно ничего не прибавляют.
Наука бесстрастно приходует на своих необозримых складах проверенные истины. Она великолепно равнодушна к суетности наших переживаний. Даже к вечноболезненной проблеме приоритета, заставляющей страдать и отдельных людей и целые государства, она равнодушна. Но для истории исканий ученого - для его внутренней биографии - все это полно значения.
Пустячность пустяков относительна: часто за ними маячит меняющийся образ человека.
Так вызывающе прост был замысел того классического эксперимента Резерфорда, что, право же, трудно поверить, будто он совсем не ожидал увидеть увиденное. Опыт был поставлен так, как если бы он заранее знал, что должно произойти. Это походило на демонстрацию физического закона во время Лекции.
…Ток не прекращался. Он стал слабее в два с лишним раза, когда на порошок урана лег один листок алюминиевой фольги. Два листка уменьшили его почти в шесть раз. Три - почти в одиннадцать. Четыре - в двадцать раз… Все шло по обычному закону поглощения любой радиации в веществе: толща металла росла в арифметической прогрессии, а радиация иссякала гораздо быстрее - в прогрессии геометрической. Все шло по кривой, которую математики называют экспонентой. Казалось, довольно прибавить еще листок или два - и уже ни один лучик из урановой радиации не пробьется через алюминиевый экран. В слое воздуха над экраном перестанут рождаться ионы - исчезнет ток. Однако ни пятый, ни шестой листок нового уменьшения радиации не вызывали; стрелка электрометра не возвращалась к нулю. Такой же слабенький ток, как и при четырех листках, продолжал струиться сквозь воздух между цинковыми пластинками. Ни двенадцать, ни двадцать листков алюминия не смогли изменить этой установившейся картины.
Что же это означало? Может быть, какой-то агент извне, слабосильный, но упрямый, вмешивался в ход эксперимента и независимо от лучей урана разламывал молекулы воздуха на ионы?
Надо ли говорить, что такой - уже многоопытный! - экспериментатор, как двадцатишестилетний Эрнст Резерфорд, заранее предпринял необходимые меры предосторожности, дабы опыт оказался чистым. Совсем как в нынешних атомных лабораториях, он окружил свою установку свинцовой защитой от посторонних излучений.
Нет, всему виной был сам уран - необычный характер его радиации. Возникло подозрение, что это смесь двух разных излучений. Одно порождает в воздухе очень много ионов (сильный ток!), но вещество легко его поглощает: достаточно четырех листков алюминия, чтобы практически свести его на нет. Другое излучение несравненно слабее ионизирует воздух (слабый ток!), но зато обладает большой проникающей способностью: даже двадцать листков алюминиевой фольги для него неощутимая преграда.
Подозрение подтвердилось. Только понадобился экран толщиною в сто листков алюминия, чтобы наполовину сломить упрямство второго ионизирующего агента - вдвое уменьшить создаваемый им ток. Короче: экспонента второго уранового излучения оказалась как бы в сто раз более пологой, чем экспонента первого.
Резерфорд повторял свой эксперимент с разными соединениями урана и ставил на пути радиации разные экраны.
Менялись показания квадрантного электрометра. Менялась кривизна экспонент. Но не менялась общая картина. В тех опытах радиоактивное излучение впервые обнаружило свою неоднородность. Резерфорд увидел урановую радугу - ему открылись в ней на первых порах два контрастных «цвета».
Так появились в атомной физике первые крестники Резерфорда: он назвал эти два типа излучения начальными буквами греческого алфавита - альфа-лучи и бета-лучи.
А гамма?
Нет, не он стал их первооткрывателем. По ряду чисто физических причин они не могли ему даться в руки той весной 1898 года. Они были открыты два года спустя Полем Виллардом, чье имя благодаря одному этому сохранилось в истории физики. Но достойно внимания вот что: возможное существование таких сверхпроникающих лучей было предугадано Резерфордом все в том же четвертом параграфе его первой работы по радиоактивности.
Непонятно, почему этого не заметили его биографы - ни Ив, ни Фезер, ни Ивенс, ни Роулэнд, ни Андраде, ни Мак-Коун… После фразы, в которой Резерфорд выразил сожаление, что сравнительно малая интенсивность бета-лучей не позволила установить экспоненту их поглощения с такой же аккуратностью, как для альфа-лучей, он написал заключительные слова четвертого параграфа: …Может быть, существуют и другие типы радиации… очень большой проникающей силы.
Кончалась весна 1898 года. Его исследование было в самом разгаре, когда он, совсем как вырвавшийся далеко вперед лидер гонки на одиночках, вдруг услышал за спиною поскрипывание чужих уключин. Он оглянулся - его догоняли!.. Впрочем, это сравнение дважды неточно. Во-первых, когда год назад он впервые взвешивал на ладони чашку с урановой солью и готовился в путь, на старте не было никого. (Бекке- рель не в счет - он открыл саму трассу.) Во-вторых, те, кто пустился в дорогу позже, шли иным маршрутом. И все же психологически это верно: он услышал за спиной явственный скрип чужих уключин. 12 апреля 1898 года в Париже маститый академик Габриэль Липпман представил академии научное сообщение тридцатилетней исследовательницы Марии Склодовской-Кюри - «О лучах, испускаемых соединениями урана и тория».
И тория? Да, и тория! Обнаружился еще один источник беккерелевой радиации. Мария Кюри уведомляла Парижскую академию:
…Я пыталась выяснить, могут ли какие-нибудь вещества, кроме соединений урана, делать воздух проводником электричества…Ториевые соединения очень активны…Лучи тория обладают большей проникающей способностью, чем лучи урана.
Кажется, несколько раньше и независимо от Марии Кюри к тому же открытию пришел немецкий физик Шмидт из Эрлангена. Его работа была опубликована в майских «Анналах» Видемана и тотчас стала известна в Кембридже.
Резерфорд бросился к химикам.
Странное, почти мистическое чувство испытывал он, когда ему одалживали немножко азотнокислого тория и немножко сернокислого тория. Он смотрел на баночки с химикалиями и думал о молчании природы. Годами стояли на полке эти обыкновенные баночки, и никому не приходило в голову, что под тщательно притертыми пробками бушуют в безмолвии микробури. Никто о них не спрашивал у тория - и он молчал, как до Беккереля молчал уран. А стоило спросить - и ответ последовал без промедлений. Но у него, Резерфорда, есть уже в запасе и новые вопросы к торию. Ни в Париже, ни в Эрлангене их задавать наверняка еще не умеют. Совпадут ли ответы тория с ответами урана?
В его исследование непредвиденно вторгся новый материал. И в программе работы появился первоначально незапланированный параграф: «§ 7 - Ториева радиация».
Своим электрическим методом, как он его называл, Резерфорд сумел надежно установить, что радиация тория тоже двойственна. Ответы совпадали. Снова альфа- и бета-лучи.
Только с иными экспонентами поглощения. И выязить ход этих экспонент оказалось гораздо труднее, чем для урановой радиации. Торий вел себя «очень капризно». (Резерфорд так и написал в отчетной статье.) Торий вел себя так, словно не был источником постоянного излучения. С сульфатом было легче работать, чем с нитратом. С раствором - легче, чем с твердой солью. Сила радиации менялась от случая к случаю почти в пять раз. И не было в этом никакой очевидной логики.
Однако необъяснимое - это ведь просто еще необъясненное! И на свете есть мало вещей, которые так намагничивали бы настоящего исследователя, как непредвиденные встречи со странными фактами. Резерфорд сразу понял, что он уже не отвяжется от тория, пока не распутает неожиданно подвернувшуюся головоломку. Но даже ион не мог бы предугадать, к каким громадным последствиям все это приведет.
Параграф седьмой стал для него зародышем будущего исследования. А тем временем надо было ускорить темп работы над ураном.
…Так, услышав скрип чужих уключин и оглянувшись, он немедленно приналег на весла. Он не мог успокаивать себя мыслью, что другие шли иным маршрутом и, в сущности, непосредственно не затрагивали темы, сейчас его волновавшей.
Ок уже втайне чувствовал себя хозяином реки. И все, что на ней совершалось, уже стало предметом его ревнивого внимания. И жадного любопытства. И успехи других заставляли спешить.
Тут не было никакого сходства с его умонастроением в заключительные дни ливерпульского конгресса Би-Эй, когда он вдруг узнал об успешной работе Маркони. Там обстоятельства поставили его перед совершившимся фактом. И там вмешались в дело мотивы, чуждые науке. И появилось ощущение тупика. А тут лежала впереди необозримая даль широкой реки. И ни одной лодки до горизонта! Чужие весла всплескивают сзади, за спиной. В нем пробудилось честолюбие лидера.
Конечно, и это было проявлением счастливости Резерфорда, что в Париже взялись за беккерелево излучение такие гениально проницательные исследователи, как супруги Кюри.
Он, Резерфорд, был создан для научного соревнования.
Не умеющий быть отшельником, он не годился для одиноких прогулок за истиной. (В отличие от Эйнштейна он ни в молодости, ни в старости не мог бы мечтать об уделе молчаливого служителя на уединенном маяке.) Но и для научного соревнования пригодны немногие. Оно не терпит мелкости души. Оно только по виду соперничество, а втайне - сотрудничество. И требует искреннего великодушия и подлинного бескорыстия. Ему противопоказано тщеславие карьеризма.
Оно нуждается в движущем честолюбии крупного масштаба.
И велит соревнующимся быть не противниками, а партнерами.
Резерфорд был создан для научного соревнования. И жизнь послала ему достойных партнеров.
Еще в апрельском сообщении Марии Кюри содержалось важное предсказание: …Урановая смоляная руда (окись урана) и хальколит (фосфат меди и уранила) гораздо активнее самого урана.
Факт весьма примечательный и заставляющий предполагать, что эти минералы включают, очевидно, какой-то элемент, обладающий несравненно большей активностью, чем уран. А уже через три месяца, 18 июля 1898 года, Анри Беккерель представил Парижской академии следующую работу Кюри - на этот раз совместную работу Марии и Пьера. Само ее название было знаменательно: «О новом радиоактивном веществе, содержащемся в урановой смоляной руде». Вот когда впервые соединились слова «активность» и «радиация», дав начало эпохальному научному термину, с течением времени зазвучавшему так драматически: РАДИОАКТИВНОСТЬ.
Супруги Кюри сообщали: …Мы полагаем, что вещество, выделенное из окиси урана, содержит прежде неизвестный металл… Если существование нового металла подтвердится, мы предлагаем назвать его полонием - в честь родины одного из авторов этой работы.
Выдающееся открытие еще нуждалось в подтверждении по весьма простой и досадной причине: Кюри не сумели сразу и надежно отделить радиоактивный полоний от нерадиоактивного висмута, предательски схожего с новым элементом по химическому поведению.
А пока в «Докладах» академии печаталось это историческое сообщение, Пьер и Мария Кюри уже напали на след другого мощного излучателя. В своем парижском «дэне» - старом сарае с асфальтовым полом и протекающей крышей - они уже перерабатывали в поисках этого излучателя сотни фунтов пустой породы из урановых рудников тогдашнего австрийского Иоахимсталя. И уже знали, что та пустая порода вовсе не пуста. И обоим Кюри уже неотступно мерещилось таинственное искомое вещество, заранее названное ими радием из-за его могучей радиации. И Мария уже спрашивала Пьера, как будет выглядеть, по его мнению, «оно», это волшебно излучающее нечто. А он улыбался в ответ на ее нетерпение и произносил шутливые слова, которые, однако, не могли скрыть его собственного волнения:
- Знаешь, Мари, мне хотелось бы, чтобы оно было очень красивого цвета…
Да, удивительных партнеров по научному соревнованию послала тогда Резерфорду жизнь: не только сильных и неутомимых исследователей, но увлеченных поэтов познания!
Он сполна оценил это не сразу. О поисках и открытии радия он в ту пору вообще ничего еще не знал. Эта знаменитая работа супругов Кюри и Ж. Бемонта была представлена Парижской академии только 26 декабря 1898 года, а в печати появилась позднее. Что же касается полония, то, пока можно было сомневаться в его существовании, Резерфорд сомневался.
И разумеется, не по причине преждевременно старческого недоверия к новостям в науке: он был почти на четыре года моложе Марии и на двенадцать лет моложе Пьера Кюри. Просто их гипотеза казалась ему слишком сильной. Неизвестный мощный излучатель? Возможно, конечно. Но есть более экономное объяснение повышенной активности урановой смолки…
В параграфе пятом своего исследования он провел сравнительное изучение силы радиации от разных соединений урана.
И кроме всего прочего, установил очевидный факт: чем раздробленней было вещество, тем сильнее оно излучало. Так не в том ли все дело, что парижане работали с очень тонкими порошками?
Он не настаивал на этом опрометчивом объяснении. Но все-таки нашел для него место в своей статье. К сожалению, нащел. И не мог не найти! Тут сквозит честолюбие лидерства.
А у этого честолюбия, как у электрического заряда, есть два знака. Был и минус: излишняя самоуверенность. Он, идущий впереди и знающий о предмете то, чего никто еще не знал, считал себя вправе довольно безапелляционно судить обо всем, что происходило на неоглядной реке.
Сполна оценил он своих партнеров несколько позднее.
И тогда с восхищением заговорил о замечательной плодотворности их исканий. Он назвал супругов Кюри и Анри Беккереля «лучшими спринтерами». И тогда же тема лидерства в гонках открыто и просто вошла в его переписку. Это случилось уже в Канаде - в 1902 году. С полуулыбкой, а на самом-то деле глубоко серьезно написал он однажды матери, как заманчиво, но как нелегко быть впереди, когда гонка идет в пионерской области знания.
Однако впервые эта тема лидерства вошла в его жизнь - не в переписку, а в молчаливый мир его размышлений наедине с собой, - еще летом 1898 года, в те последние месяцы его кембриджской докторантуры, когда радиоактивность начинала становиться притчей во языцех, но когда о его выдающихся успехах знали еще только в Кавендише и только там видели, какими сильными взмахами весел гонит он в неизвестную даль свою ходкую одиночку.
А даль и вправду была полна неизвестности. 1 сентября он окончил свою полугодовую работу. И в девятнадцатом - заключительном - ее параграфе написал: «ПРИЧИНА И ПРОИСХОЖДЕНИЕ РАДИАЦИИ, НЕПРЕРЫВНО ИСПУСКАЕМОЙ УРАНОМ И ЕГО СОЛЯМИ, ПОКА ОСТАЮТСЯ ТАЙНОЙ».
11
А 2 сентября 1898 года он отправил Мэри последнее письмо из Кембриджа. И это было, пожалуй, самое сумбурное письмо, какое он когда-нибудь писал:Я покидаю Англию на следующей неделе… Почти закончил статью и чувствую громадное облегчение…
Собираюсь упаковать мои книги и вещи завтра, чтоб отделаться от этой докуки… Не знаю, слышала ли ты об ужасном несчастье с Гопкинсонами в Альпах…
Ты встречала одного из них на обеде у миссис Дж. Дж. …Завтра мы ожидаем известий о битве при Ом дурмане…
Самоубийство полковника Генри в Париже наделало много шуму… Мы живем в интересные времена…
Был еще в этом письме австралиец Эллиот Смит, обитающий на его квартире. Были трудолюбивые защитники Трои, с которыми он сравнил Эллиота и себя. Был русский царь с сенсационным планом разоружения… Словом, была в этом письме какая-то взбалмошность. Разгул информации. Рассредоточенность. Точно после долгого затворничества вырвался человек на волю и слегка обалдел от грохочущего потока жизни.
Да так оно, наверное, и было на самом деле.
Минувшие полгода он и впрямь работал с неусыпной бдительностью троянцев, с железным упорством древних бриттов, с долготерпением дюжины библейских Иовов. Недаром все эти сравнения приходили ему в голову. Позже, через двенадцать лет, уже в эпоху открытия атомного ядра, он сказал однажды о Гансе Гейгере, что тот «работал как раб!». Он знал, что это значит. На собственном опыте знал. Так работал он в Кембридже в те последние полгода. И объяснялось это,_ кроме внутренних побуждений, внешними обстоятельствами.
В апреле 98-го года, когда его мысли были заняты альфа- и бета-лучами, до Кембриджа дошло известие, что тридцатипятилетний профессор Мак-Гиллского университета в Монреале, Канада, член Королевского общества Хью Л. Коллендэр получает кафедру физики в Лондоне. Его место в Мак-Гилле становится вакантным.
Для маститых место не очень завидное: 500 фунтов стерлингов в год. Но для молодого ученого - почетнейшая перспектива… Так кто же удостоится приглашения в Канаду?
Коллендэр был давним воспитанником Дж. Дж. - членом Тринити-колледжа. В свое время он принес в Мак-Гилл вместе с несомненными личными достоинствами славу Кембриджа и Кавендишевской лаборатории. Было очевидно, что кандидата на его место будут искать в том же заповеднике незаурядных дарований. И сразу у всех на устах появилось имя Резерфорда.
И Резерфорд сразу же начал вести себя так, точно судьба его была уже решена, точно для него уже был заказан билет на сентябрьский рейс в Канаду: он стал работать над ураном в бешеном темпе, дабы завершить свою программу к сентябрю! Но он никому в этом не признавался, потому что на самом деле ничего еще не было решено.
Ни в мае, ни в июне, ни в июле ничего еще не было решено. Существовали «но» - его личные и чужие, от него не зависящие. Преодолеть надо было и те и другие.
Хотя внутренний голос безошибочного предчувствия тотчас сказал ему: «Ты, конечно, поедешь в Мак-Гилл, готовься!», он тем не менее все лето испытывал сомнения. И все лето писал Мэри гамлетовские письма классического образца - «быть или не быть?».
Смешно, но в этом загорелом новозеландце бывало и вправду что-то от бледнолицего принца Датского. Правда, не от того истонченно-томного и бездеятельно-печального принца, каким так часто рисуется Гамлет сентиментальному восприятию, а от того настоящего - шекспировского, - хоть и бледнолицего, но сжимающего рапиру в руке и знающего, чего он хочет, и жаждущего, чтобы рапира была не просто продолжением мстящей руки, а стала оружием неотразимо аналитической мысли.
Между тем никакие тучи над Резерфордом не сгущались.
Напротив, небо было чистым во весь горизонт. Решительно ничего трагического не предвиделось. Просто он был самолюбив и умен. И меньше всего ему хотелось нечаянно оказаться героем комического происшествия, когда человек становится жертвой глупого самообольщения и самообмана. Потому и писал он Мэри письма, полные гамлетовского анализа обстоятельств жизни.
Он сомневался и в главном и в пустяках… А как отнесется Дж. Дж. к его уходу из Кавендиша?.. А имеет ли смысл расставаться с Кембриджем сейчас, когда стипендия на год ему еще обеспечена?.. А не сочтут ли его, двадцатисемилетнего, слишком молодым для громкого профессорства в Канаде?..
А что такое 500 фунтов в Монреале - много или мало?..
А станет ли при таком жалованье более реальной мечта о женитьбе и собственном доме?.. А не предпочтут ли ему другого, какого-нибудь заслуженного кандидата со славой лектора и педагога?.. А сможет ли он стать достойным преемником блестящего Коллендэра?.. А годен ли он вообще на роль не исследователя-одиночки, но руководителя обширной университетской лаборатории?.. А не остаться ли ему в Кембридже еще на три терма, дабы накопилось их всего двенадцать - ровно столько, сколько нужно, чтобы его без затруднений избрали в члены Тринити-колледжа?.. А уран, а торий?! Сможет ли он в Мак-Гилле продолжать начатое с таким успехом?..
И вдруг после целого потока таких разветвленных сомнений он однажды закончил письмо неожиданной фразой о маленькой своей победе, отнюдь не научной и не житейской.
Стрелковый Тринити-клуб удостоил его почетной премии. Один фунт стерлингов - за великолепную меткость глаза и железную твердость руки. В этой совершенно не идущей к делу, но символической фразе тоже проглянуло что-то от Гамлета - того, настоящего, пронзающего крысу за ковром: была тут улыбка по собственному адресу и жажда самоутверждения.
В июле прибыли в Кембридж делегаты Мак-Гилла - принципал университета д-р Петерсон и профессор Джон Кокс.
Все делалось основательно и осмотрительно. Канадцы встречались с Резерфордом в Кавендише, в трапезной Тринити-колледжа, в кабинете Дж. Дж. На протяжении недели они изучали кандидата. И вероятно, не догадывались, что он изучает их. Он понравился им, так же как они ему. Последние сомнения рассеялись у обеих сторон. Множество отличных рекомендаций в пользу мистера Резерфорда увезли канадцы с собой. И среди прочих - покровительственные письма заслуженных физиков: Артура Шустера, Оливера Лоджа, Ричарда Глэйзбрука. Выло восторженное письмо и от астронома Роберта Болла. И наконец, ходатайство Дж. Дж. Томсона: …У меня никогда не было ученика, обладавшего такими способностями к самостоятельным исканиям и таким энтузиазмом в оригинальных исследованиях, как м-р Резерфорд. И я уверен, что, если он будет приглашен в Монреаль, он создаст там выдающуюся школу физиков… Я считал бы счастьем для любого института располагать услугами м-ра Резерфорда в качестве профессора.
И еще одно письмо увезли с собой канадцы. Наверняка оно показалось принципалу Петерсону совершенно излишним.
Да и не очень понятно, зачем присоединил его к своим бумагам Резерфорд. Это было трехлетней давности рекомендательное письмо Биккертона. Тот якорь спасения, который, к счастью, не понадобился осенью 1895 года. И сейчас не было в нем нужды, а все-таки воспитанник Крайстчерча вытащил это доброе письмо из ящика стола и передал канадцам.
Зачем? А низачем! Просто так… Тут выразилось во всей чистоте его не подавленное «новозеландство» - преданность лучшим дням студенческой юности. Он не думал об улыбках, которыми обменяются Петерсон и Коне. Не думал, что может показаться смешным. Он думал, в отличие от Гамлета, о том, что вовсе не распадается связь времен! 3 августа все решилось окончательно. И он смог, наконец, написать Мэри письмо без гамлетизма:
Радуйся вместе со мной, моя милая девочка, ибо теперь вырисовывается впереди наша женитьба… Я приглашен в Монреаль. Все мои друзья, конечно, очень обрадованы, а я уже не имею права в ответ на кличку «профессор» швыряться ботинками… Но по многим причинам я с сожалением оставляю Кембридж… Там в лаборатории я буду практически боссом… Для меня самого звучит комично, что я должен буду надзирать за исследовательской работой других, однако, надеюсь, все будет в порядке.
И вот у него в кармане лежал билет первого класса на «йоркшир», отплывающий 8 сентября из Ливерпуля. Наступили дни, когда обо всем говорится - «в последний раз». …В последний раз одобрительно похлопал он по плечу Эбенизера Эверетта. В последний раз прошелся по узенькой Фри Скул лэйн. Отдал последний визит мистрис Томсон на Скруп-Террас. Пришел на последнюю беседу с Дж. Дж.
Впрочем, последних визитов и последних бесед было превеликое множество. Он даже не предполагал, что за три года столько друзей и добрых знакомых завелось у него на берегах Кема. Только теперь, когда пришла пора прощаться, обнаружилось, что весь он - в привязанностях и дружбах.
В последний раз просмотрел он уже готовую рукопись большой статьи об урановой радиации и отнес ее Дж. Дж. для пересылки в редакцию «Philosophical Magazine».
В последний раз обменялся шуткой с хозяйкой пансиона.
Рассовал по карманам осеннего пальто последнюю забытую мелочь. И напоследок окинул взглядом опустевшие полки, подоконники, стены… И вдруг увидел: стены не опустели! Продолжали висеть на своих местах фотографии, которые он развесил три года назад. Милые его сердцу, старые новозеландские фотографии - пейзажи Пунгареху, виды Крайстчерча…
- Это к добру. Значит, еще вернетесь, - сказала хозяйка.
Он уставился на нее непонимающими глазами. Такими глазами ошеломленного человека, словно выпущенного на волю после долгого затворничества, смотрел он в последние дни на всех. Но и что-то действительно поразило его в предсказании доброй женщины.
- Значит, еще вернетесь к нам! - повторила она, думая, что он не услышал ее или не понял.
А он услышал и понял. И думал только: как странно, что точно те же по смыслу слова он прочел сегодня в напутственном письме, которое прислал ему находящийся вдали от Кембриджа, в Северной Британии, глава Тринити-колледжа сэр Монтегю Батлер: