Страница:
В конце концов он поймал себя на мысли, что больше всего ему хотелось бы станцевать маорийский танец на груди Хэйлса: посылочка с ураном и торием все еще не пришла из Кембриджа. Но так как от Англии его отделяли три тысячи миль Атлантики, то, по-видимому, единственное, что он мог сделать, это вечером в пансионате старой девы мисс Бирч попросить Мак-Брайда убраться ко всем чертям и оставить его одного.
Впрочем, он уже напрасно негодовал на кавендишевского секретаря: радиоактивные препараты были в пути. Почтовая оказия доставила их в Монреаль еще прежде, чем Св. Лаврентий на всю долгую канадскую зиму покрылся ледяными торосами. И тогда на Резерфорда набросилась главная обязанность руководителя лаборатории - обязанность исследователя.
Но, точнее, он сам набросился на нее, ибо главной она была с его точки зрения.
А история с посылкой только подогревала ее. Но вот препараты лежали в его профессорском кабинете, а он испытывал затруднение: кого же из макгилльцев соблазнить радиоактивностью? Все были заняты темами, определившимися еще до него - при Коллендэре.
Как всегда, ему на помощь пришел счастливый случай.
На сей раз он явился в образе молодого американца - научного стипендиата Колумбийского университета.
Позднее Р. В. Оуэнса стали называть «янки из Мак-Гилла».
Очевидно, это означало, что там он обрел вторую родину как ученый. Если так, то первопричиной тому был Резерфорд.
Оуэне тоже приехал в Монреаль совсем недавно. Его, инженера-электрика, пригласили в Мак-Гилл на должность профессора электротехники. Но читать лекции ему было мало. Он жаждал научной деятельности. Однако, судя по всему, был он на распутье и не знал, за что приняться. Иначе, как уразуметь, что двадцативосьмилетний профессор решил прийти к двадцатисемилетнему профессору с просьбой порекомендовать ему тему для исследования?!
Если бы подобная ситуация возникла десятью-двадцатью годами позже, профессор Оуэне выскочил бы из кабинета профессора Резерфорда красный от смущения. Петр Леонидович Капица рассказывает, что Резерфорд решительно не признавал за исследователем, особенно молодым, права на вопрос: «Чем бы мне заняться?» Человек с таким вопросом на устах сразу превращался для него в пустого малого, и он указывал ему на дверь. Это была не только томсоновская традиция, вывезенная из Кавендиша. Идеи и замыслы постоянно теснились в голове Резерфорда, и ему показался бы более естественным вопрос:
«Чем же мне пренебречь, профессор, чем не заниматься?»
Но то, что наверняка случилось бы позже, зимой 98-го года произойти еще не могло: шел всего третий месяц резерфордовского профессорства. Он обрадовался Оуэнсу, как счастливой находке. А Оуэнс вышел из его кабинета, получив неизмеримо больше, чем ожидал: теперь в руках у него была великолепная тема, за спиной - надежно энергичный руководитель.
Однако не нужно думать, будто у Оуэнса не было никаких собственных планов. Еще до знакомства с Резерфордом он замыслил поездку в Кембридж. Ему хотелось побывать в Кавендише - подышать атмосферой большой науки. Может быть, - правда, это не более чем догадка, - он мечтал даже перебраться туда. Во всяком случае, будущим летом во время каникул он намеревался отправиться в Англию. И Резерфорд был для него, как пишет Норман Фезер, своеобразным «введением в кембриджскую физику». Он искал не только сотрудничества с ним, но и его дружбы. И конечно, они подружились - погодки, коллеги, нуждавшиеся друг в друге, чужестранцы на канадской земле.
Оттого и работалось им вдвоем легко и просто.
Но может показаться непонятным - на что, собственно, ушла у них вся зима? Да еще весна - вплоть до самых каникул… Единственным итогом их совместной полугодовой работы явилась коротенькая статья - три страницы во втором томе «Трудов Королевского общества Канады». И это вовсе не был тот случай, когда несколько страничек стоят нескольких томов. Они это сознавали: после внушительного заглавия - «Радиация урана и тория» - шел скромный подзаголовок:
«Предварительное сообщение». Как это не было похоже на громадную статью Резерфорда об урановой радиации, которую макгилльцы читали в январском номере лондонского «Philosophical magazine»! Когда в конце января этот номер пришел в Монреаль, Эрнст написал Мэри, что ни от одной своей статьи он еще не получал такого удовольствия. И добавил: «В ней отражена работа целого года». Он любил, чтобы в итоге трудов и исканий появлялось нечто весомое. А тут - три странички за шесть месяцев.
Может быть, два молодых профессора просто мало работали? Разве не морочили им голову новые впечатления и всяческие соблазны? Да, отшельничества не было. …Были приглашения на приемы и торжественные обеды.
Пикники на той стороне горы Ройяль. Вылазки на остров Святой Елены. Вообще походы по реке: зимой - ледовые, весной - на лодках.
В прошлый четверг мы втроем пересекли замерзший Святой Лаврентий, а это долгое дело. Река у Монреаля в две мили шириной… Она не замерзает ровной пеленой, как этого можно было бы естественно ожидать, но похожа на заваленный громоздким хламом задний двор.
Громадные глыбы и целые ледяные холмы разбросаны по ее поверхности в тех местах, где давление реки заставляло обломки льда наползать друг на друга. Здесь это настоящая отрасль промышленности - заготовка льда для летних нужд и экспорта в Вест-Индию. Его нарезают блоками прямо на реке и хранят в пакгаузах…
Больше 100 000 тонн собирают каждый год… В Монреале привыкли, что торговец льдом приносит тебе свой товар на дом совершенно так же, как булочник. Но он, однако, оставляет ледяные брикеты снаружи - перед твоими дверьми, а ты можешь взять их или дать им растаять, как тебе будет угодно.
Это Резерфорд писал матери в разгар новозеландского лета и канадской зимы. И Марта Резерфорд, читая такие обстоятельные описания, убеждалась, что ее мальчик теперь на досуге «играет в Канаду», как недавно «играл в Кембридж». …Был калейдоскоп окружающей жизни и ревнивая боязнь пропустить что-нибудь необычное.
Я рассказывал тебе, что около 5000 эмигрантов из России, так называемых духоборов, преследуемых русскими властями, приехали в Канаду. М-сис Кокс и кое- кто еще проявили большое сочувствие к этим людям и устроили подписку в их пользу, ибо они очутились в середине зимы возле Виннипега, где почти все время стоят двадцатиградусные холода. Нам пришлось долго ехать поездом, а потом выяснилось, что мы должны будем ждать часа три, пока прибудет первый состав с эмигрантами. Однако в 11 вечера головной контингент новоприбывших оказался на этой узловой станции, и мы проинспектировали их. Вернее, их ноги, ибо все они спали на своих койках с голыми пятками. Эти люди выглядят очень привлекательно, и я уверен, они очень опрятны. Дамы проявили пылкий интерес к крошечной бэби, родившейся на пароходе и названной Канада.
Мы вернулись в Монреаль около часа, и я ужинал у Коксов,..
Это Резерфорд писал Мэри той же зимой. И она видела, что, даже став профессором, ее Эрнст остался все тем же «слишком юношей». …Было множество искушений - вполне невинных, но требовавших, кроме времени, еще и затрат. А надо было копить доллары и фунты на поездку в Антиподы - за Мэри. «Эти маленькие заработки, - писал он ей о гонорарах за научные экспертизы, - все же помогут сократить время нашего искуса и позволят нам больше тратить, когда оно кончится». Но перед иными соблазнами невозможно было устоять.
Под боком лежали Соединенные Штаты. Меньше чем в ста милях от Монреаля проходила граница. И на исходе зимы он не удержался. Сел в поезд и махнул на юг - вероятно, в Нью-Йорк. Путешествие было коротким и, по-видимому, совершенно праздным. В письме к Мэри оно отразилось одной-единственной строкой - мимолетной, чисто уведомительной.
Вероятно, он чувствовал, что его расточительный поступок не будет одобрен в Крайстчерче.
Зато в том же майском письме, не скупясь на слова, он рассказал, как однажды утром удивил его телефонный звонок из Оттавы. Это был предвестник еще одного путешествия. Тоже недолгого, но совсем иного свойства. Мэри могла только порадоваться.
Звонил Джон Кокс. С расстояния в сто с лишним миль его голос звучал глухо. Но Резерфорд слушал с жадностью молодого честолюбца, и ему не пришлось переспрашивать… Кокс просил бросить все и приехать в столицу послезавтра. Срывается традиционная популярная лекция в Королевском обществе Канады: лектор - именитый американский энтомолог - внезапно заболел. Вся надежда на Эрнста. Он сможет рассказать о новых и интересных вещах. Королевское общество ухватилось за эту идею. Пусть темой лекции будет… нет, не радиоактивность, а радио! Wireless! В мире столько говорят теперь об опытах Попова и Маркони, а канадские академики осведомлены об Эрнстовых трудах в этой области. Хорошо бы показать на лекции впечатляющие эксперименты.
У меня был только один день на подготовку моих опытов и на все про все… Лекция прошла очень хорошо и увенчалась долгими аплодисментами. Во вместительном зале собралась весьма многолюдная аудитория, и это явилось самым большим представлением, какое я до сих пор давал…
В общем и Резерфорда и Оуэнса, конечно, преследовали соблазны, и оба молодых профессора боролись с ними не лучшим, но проверенным способом - поддавались искушениям.
И однако совсем не поэтому итогом их полугодовой работы стали всего три страницы «Предварительного сообщения».
Да нет, даже и не три: добрую половину текста занимало краткое изложение кембриджских результатов Резерфорда.
А добрую половину второй половины - повторение тех же результатов для радиации тория. И уж если говорить строго, то остающаяся четверть сообщения содержала новое лишь в нескольких строках. Так что никакого заметного итога вроде бы и вообще не было. Только опытный глаз мог увидеть, какая прорва мучительных исканий лежала за этой лаконичной заметкой, подписанной двумя профессорами.
Наверное, американский электрик не раз предавал анафеме тот день, когда сам напросился на исследование ториевой радиации. «Электрический метод» Резерфорда сразу его обольстил. А надо было еще и прислушаться к предупреждению, что дело придется иметь с капризным объектом.
Излучение тория вело себя антинаучно…
Анри Беккерель сообщал, что образец урана, хранящийся в темноте (французу это все еще казалось важным!), вот уже в течение двух лет испускает радиацию неизменной силы. А лучи тория меняли свою интенсивность по совершенно вздорным поводам. Хлопала дверь в коридоре; ассистент приходил в лабораторию с насморком; Резерфорд раскуривал трубку… - любой пустяк имел значение. Между тем не вызывало сомнений, что урановая радиация и радиация тория - явления одной природы. Оттого-то столь явное различие в поведении обоих металлов казалось особенно нелепым. Но и взывало к проницательности исследователей. «Непостоянство радиации окиси тория было подвергнуто детальному изучению, - объясняли Резерфорд и Оуэне, - ибо возникла мысль, что это, быть может, даст некий ключ к пониманию происхождения лучей, испускаемых радиоактивными веществами».
До этого заветного ключа дело не дошло той зимой и весною. Надо было сначала обрести хоть какой-то контроль над своеволием ториевой радиации: попросту узнать, от каких же внешних причин и как меняется ее интенсивность. В том и была мучительность тех исканий, что время съедали очевидные пустяки. Прежде чем углубляться в суть происходящего, понадобилось обследовать, а что же, собственно, происходит…
В Мак-Гилле до сих пор рассказывают, как решению этой предварительной задачи нечаянно помог Макдональд. Ив вспоминает, как однажды в полуподвал, где он работал с гамма-лучами, ворвался Резерфорд и голосом, перехваченным от бега, прорычал: «Настежь окна, уберите трубки!» Ив был тогда еще новичком в Мак-Гилле. «Олл райт, - сказал он, - но что случилось?» - «Живей пошевеливайтесь! Макдональд обходит лабораторию!» - крикнул Резерфорд. Это происходило в 1903 году, но ненависть табачного короля к табаку была отлично известна макгилльцам и в 1899-м. Так случилось, что в одно зимнее утро Оуэнсу пришлось со всей поспешностью распахнуть окна и двери. Сквозняк вымел из комнаты табачный дым. А заодно и активность тория!..
Она резко упала. Значит, движение воздуха наносило ущерб интенсивности ториевой радиации? Это было несомненно и допускало легкую проверку. Она подтвердила нечаянное наблюдение Оуэнса. Резерфорд поздравил друга с тем, что непонятное стало еще непонятней. И оба пожалели, что невозможно сообщить старику Маку о его роли в истории изучения радиоактивности.
Теперь хоть стало ясно, что надо делать.
Воздушные потоки могли механически действовать на торий. (Так ветер задувает свечу.) А могли они действовать и химически. (Так на воздухе ржавчина покрывает железо.) Уходили недели и месяцы. Постепенно два упрямых профессора доказали с исчерпывающей полнотой, что от химического состава воздуха наверняка ничего не зависит. И вместе с тем они убедились, что поток любого газа вызывал совершенно тот же эффект: интенсивность радиации падала до известного предела, а потом - «в безветрии» - восстанавливала свою первоначальную величину. Очевидно, воздух работал просто механически.
Но разве стали от этого яснее причины неустойчивости радиации тория? Вопрос, с самого начала волновавший Резерфорда, звучал теперь так: как понять, что с тория словно сдувается значительная доля его радиоактивности, и чем объяснить, что со временем утраченное возмещается вновь?
Без ответа на этот вопрос казалось бессмысленным публиковать подробную статью-отчет об их совместной полугодовой работе и о результатах, полученных ими врозь. Потому они и решили написать только три странички «Предварительного сообщения».
И когда 26 мая 1899 года Джон Кокс, как член Королевского общества Канады, представлял своим коллегам в Оттаве научный труд двух молодых макгилльцев, никто не воскликнул «браво» и никто не пробормотал «вздор». Просто все пожимали плечами: стоило ли привлекать внимание серьезных людей к столь скромным итогам пока бесперспективного экспериментирования?.. Бросалось в глаза лишь одно достоинство этого бесплодного сообщения - краткость.
А между тем обильные плоды уже прямо свешивались с отягченных ветвей - оставалось только потрясти дерево.
Резерфорд это чувствовал.
А Оуэне? Едва ли. Хотя и у него была душа исследователя, интуицией новозеландца он не обладал. Иначе он, право же, не отправился бы с наступлением лета за океан.
Но лето наступило, пришли каникулы, и янки из Мак-Гилла не захотел менять свои давно обдуманные планы. Он отправился в Англию, увозя с собою для «Philosophical magazine» чисто описательную статью о радиации тория. Он отправился в Кембридж, увозя с собою сверх этой статьи кучу дружеских приветов Резерфорда, адресованных «старику Дж. Дж. и миссис Дж. Дж.», и Джону Сили Таунсенду, и Си-Ти-Ару, и Полю Ланжевену, и Эверетту, да и всем кавендишевцам вообще.
…Они прощались на монреальской пристани в солнечный погожий день. Резерфорд прикатил к отходу корабля на велосипеде. К раме была приторочена теннисная ракетка. Оуэнс стоял перед ним в светлой паре, достойной берегов Кема.
Они дружески похлопали друг друга по спинам.
- До осени?
- До осени!
И Оуэнс отплыл, оставив Резерфорда наедине с нерешенной проблемой.
Разъехались студенты. До осени разбрелись по свету многие профессора. Пожалуй, и Резерфорд пустился бы в кругосветное плаванье к родным своим Антиподам, будь у него деньги на такой вояж. Но денег еще не было. Нужных денег, дабы избыть, наконец, «время искуса» и взять себе в жены Мэри по всем традициям джентльменской добропорядочности, таких денег у,него еще не было.
Словом, он остался в Монреале наедине с нерешенной проблемой, велосипедом и теннисом. А в зеленом Мак-Гилле стояли тишина и зной: 84 по Фаренгейту в тени - около 30 по Цельсию - «достаточно жарко для искренне твоего, даже если не предаваться бешеной деятельности». Прохлада толстостенных недр Физикс-билдинга тянула его к себе. Прекрасно работалось в одиночестве и тишине.
И однажды июньским утром, вскоре после отъезда Оуэнса, он начертал в своей записной лабораторной книжке латинское слово - эманация. И это означало, что в то июньское утро он вдруг прозрел: «Ах, вот что происходит с торием!»
В науке чаще, чем в жизни, перед людьми приоткрывается нечто еще никем не названное. Но даже в науке новые слова появляются редко. Просто переосмысляются старые. Всякий раз это игра ума. Она выглядит игрой без правил. Разве что одно утвердилось с веками: отыскивать основу для термина в умерших языках. Мало кому доводилось так часто играть в эту игру, как Эрнсту Резерфорду. Летом 99-го года он еще был в начале пути, но после альфа- и бета-лучей вводил уже третье новое слово в науку. На этот раз после греческого он «сыграл в латынь». Однако не только в латынь.
Хоть и латинское, слово «эманация» не было мертвым. Оно существовало в быту. И звучало в те времена демонстративно антифизически. Оно жило в словаре мистиков. А мистики жили в каждом цивилизованном центре. Серьезные и несерьезные. Серьезные почитали бренный мир природы эманацией - истечением - нетленного мира сверхчувственных сущностей.
Несерьезные - модные спириты разговаривали о духовной эманации, источаемой медиумом в часы сеансов столоверчения.
И вдруг термин «эманация» в лабораторных записях молодого профессора физики, да к тому же еще здоровяка, совсем недавно предпочитавшего гегельянству Мак-Тэггарта хороший завтрак без ненавистных почек!.,
Неужели снова проступила наружу давняя крайстчерчская «язва необузданных спекуляций»? Неужели снова ввел его в соблазн сэр Вильям Крукс? Да, но по-иному, чем прежде.
Дж. Дж. любил вспоминать, как сэр Вильям после смерти жены пытался в часы спиритических сеансов «наладить общение с нею при помощи медиума». А канадцы, побывавшие минувшей осенью на очередном конгрессе Британской ассоциации в Бристоле, где председательствовал Вильям Крукс, рассказывали, как это стало там предметом хорошей шутки.
По традиции для каждого президента Би-Эй изготавливалось символическое подобие рыцарского щита с его именем и подходящим девизом. Щит украшал стену в приемном зале конгресса. В 1898 году на президентском щите стояло латинское мотто: «Ubi Сгоокеs, ibi Lux!» - «Где Крукс, там Свет!»
Но когда делегаты собрались во главе с шестидесятилетним сэром Вильямом на торжественный обед в харчевне «Красного льва», один из химиков развернул копию президентского щита с несколько иным девизом: «Ubi Crookes, ibi Spoons!» Это значило: «Где Крукс, там Привидения!» Но старик не обиделся - скорее был польщен.
Мистическое столь часто являлось тогда предметом вполне академического рассмотрения, что шутки такого рода были не редкостью. В Кембридже и Резерфорд принимал в них участие.
Вместе с другими рисерч-стьюдентами он пародировал опыты по передаче мыслей на расстоянии. Таунсенду и Мак-Клелланду удавалось, по словам Рэлея-младшего, успешно мистифицировать зрителей. Кончилось это однажды тем, что милейший Таунсенд в соавторстве с одним из своих соотечественников написал для Кембриджского физического общества статью, такую же пародийно-серьезную, как и сами опыты. Шутники надеялись провести Дж. Дж. Но тот, едва взглянув на текст, сказал: «О да, узнаю двух ирландцев!»
Все это, очевидно, и пришло на память Резерфорду, когда июньским утром 99-го года он выводил в лабораторной книжке антифизический термин. И легко поручиться - ибо проверить этого нельзя, - что он довольно улыбнулся: в новом научном термине был привкус хорошей шутки. Ее оценят в Кавендише…
Но то был только привкус шутки. И улыбка была лишь мимолетной. Серьезное и главное состояло в том, что слово эманация давало емкий образ вероятного механизма неустойчивости ториевой радиоактивности. Догадка пришла раньше слова, но слово тотчас откристаллизовало ее.
«Emano, emanare… проистекать, распространяться, делать тайное явным…» - мысленно повторял лучший латинист Нельсоновского колледжа для мальчиков. И происходящее становилось ему все ясней.
В тории есть или возникает некое вещество.
Оно летучее, как газ. Оттого-то даже слабые потоки воздуха уносят его прочь.
Оно само излучает, как уран, как торий. Оттого-то, сдуваемое воздухом, оно уводит с собою часть активности ториева образца.
Оно нечто истекающее непрерывно, как вода из скалы. От того-то, когда прекращается движение воздуха, постепенно восстанавливается до первоначальной величины радиоактивность соединений тория.
Однако почему же она восстанавливается только до первоначальной величины? Если эманация есть нечто отличное от самого тория, то по мере ее накопления активность образца должна была бы расти и расти. Сразу напрашивалась мысль, что никакого нового вещества тут нет: просто сам торий появляется в летучем состоянии. Но тогда зачем же новое слово?!
А зачем интуиция? Зачем этот неизъяснимый дар?
А. С. Ив назвал уклончивым термин «эманация». Возможно, он лишь повторил то, что сказал в кругу макгилльцев о своем нововведении сам Резерфорд. Но в этой-то уклончивости и заключалась вся плодотворность нового термина: он оставлял широкую свободу для толкования открывшегося явления. Разумеется, было бы хорошо избежать всякой уклончивости и прямо объявить: это пар соединений тория! Или пыль!.. Пришлось бы, правда, пожалеть, что игра в какую-то неведомую эманацию не состоялась и мысль замкнулась накоротко: с тория началась - торием кончилась. Однако, право, не был он столь прост, чтобы не проверить такие очевидные предположения, прежде чем начертать в своих записях новый латинский термин.
Версия пыли отпала сразу. А заодно и возможная третья версия, будто с радиоактивных образцов сдуваются ионы тория. Резерфорду вспомнился старый спор с Таунсендом, когда в надежде хоть что-нибудь узнать о размерах ионов они пропускали ионизированный газ через фильтр из стеклянной ваты.
Ни пылинки, ни ионы через такой фильтр не проходили: пылинки были слишком велики, а ионы прилипали к ворсинкам стекла. Теперь Резерфорд повторил те опыты. И убедился: воздушный поток, уносивший от окиси тория неизвестное вещество, свободно проходя сквозь тампон стеклянной ваты, не терял в пути радиоактивных частиц.
Версию ториевых паров отвергнуть так легко и безоговорочно было нельзя. Но выглядела она крайне неправдоподобно. Смущало уже одно то, что воздух не освобождался от странного вещества, даже когда прокачивался через крепкую серную кислоту. От паров металла или металлической окиси следовало ожидать, что они вступят в нормальную химическую реакцию с кислотой и вся радиоактивность останется в растворе.
Итак, наверняка не пыль. Наверняка не ионы. И почти достоверно не пары. Так что же? Радиоактивный газ, связанный какой-то родословной с радиоактивным торием?
Тут проступало что-то совершенно новое. И в уклончивости полумистического термина содержалась целая программа разведывательных поисков.
Так, не вдаваясь в подробности, писал он Мэри 2 июля 1899 года. Подробности она бы не поняла. Но и он еще не знал, что мог бы уже обрадовать ее сенсационным известием: наконец ему удалось открыть новый элемент - один из полудюжины, некогда в шутку обещанной. Нет, он еще не знал этого. И узнал не скоро.
Сегодня можно только развести руками: а почему же он не установил этого тотчас?.. Шел 1899 год! Уже давно существовала спектроскопия. Отлично было известно, что у каждого элемента свой характерный спектр.
Вильям Рамзай уже посылал Вильяму Круксу для экспериментальной проверки запаянную трубочку с гелием. Посылал, хитря, назвав гелий криптоном, и получил от Крукса в ответ историческую телеграмму: «Криптон - гелий, 58749, приезжайте - увидите». И Рамзай записал в дневнике: «Приехал - увидел». (Число 5874,9 показывало в ангстремах - стомиллионных долях сантиметра - длину волны желтой линии гелиевого спектра.) Мария и Пьер Кюри в сообщении об открытии радия уже ссылались на помощь парижского химика и спектроскописта Эжена Демарсе: «Он подверг наше новое вещество спектральному анализу и обнаружил линию C814,8 ангстрема), не свойственную ни одному известному элементу».
Так неужели Резерфорд не мог догадаться пойти по тому же пути? Снова: конечно, он не был столь прост, чтобы не воспользоваться такой очевидной возможностью. С помощью спектроскопической трубки Плюккера, некогда открывшего катодные лучи, он вызывал электрический разряд в воздухе, содержавшем эманацию. Он очень надеялся увидеть новый спектр. Но не увидел. Методу недоставало совершенства. Эманации было слишком мало. Слишком велики были помехи от спектров других элементов. А он не был опытным спектроскопистом. И в Монреале некого было пригласить на консультацию… Недаром позднее он жаловался, что трудно бывает работать вдали от центров большой науки.
Впрочем, он уже напрасно негодовал на кавендишевского секретаря: радиоактивные препараты были в пути. Почтовая оказия доставила их в Монреаль еще прежде, чем Св. Лаврентий на всю долгую канадскую зиму покрылся ледяными торосами. И тогда на Резерфорда набросилась главная обязанность руководителя лаборатории - обязанность исследователя.
Но, точнее, он сам набросился на нее, ибо главной она была с его точки зрения.
3
Кроме профессорских обязанностей, у него были профессорские права. Всего важнее было право впредь работать не в одиночку: он мог для задуманного исследования выбрать себе помощника, сотрудника, соавтора. Он хотел воспользоваться этим правом немедленно. Та горячечная нетерпеливость, с какою завершал он перед отъездом из Кембриджа работу над урановой радиацией, владела им по-прежнему. Ее не остудили ни суета первых месяцев в Мак-Гилле, ни канадские холода.А история с посылкой только подогревала ее. Но вот препараты лежали в его профессорском кабинете, а он испытывал затруднение: кого же из макгилльцев соблазнить радиоактивностью? Все были заняты темами, определившимися еще до него - при Коллендэре.
Как всегда, ему на помощь пришел счастливый случай.
На сей раз он явился в образе молодого американца - научного стипендиата Колумбийского университета.
Позднее Р. В. Оуэнса стали называть «янки из Мак-Гилла».
Очевидно, это означало, что там он обрел вторую родину как ученый. Если так, то первопричиной тому был Резерфорд.
Оуэне тоже приехал в Монреаль совсем недавно. Его, инженера-электрика, пригласили в Мак-Гилл на должность профессора электротехники. Но читать лекции ему было мало. Он жаждал научной деятельности. Однако, судя по всему, был он на распутье и не знал, за что приняться. Иначе, как уразуметь, что двадцативосьмилетний профессор решил прийти к двадцатисемилетнему профессору с просьбой порекомендовать ему тему для исследования?!
Если бы подобная ситуация возникла десятью-двадцатью годами позже, профессор Оуэне выскочил бы из кабинета профессора Резерфорда красный от смущения. Петр Леонидович Капица рассказывает, что Резерфорд решительно не признавал за исследователем, особенно молодым, права на вопрос: «Чем бы мне заняться?» Человек с таким вопросом на устах сразу превращался для него в пустого малого, и он указывал ему на дверь. Это была не только томсоновская традиция, вывезенная из Кавендиша. Идеи и замыслы постоянно теснились в голове Резерфорда, и ему показался бы более естественным вопрос:
«Чем же мне пренебречь, профессор, чем не заниматься?»
Но то, что наверняка случилось бы позже, зимой 98-го года произойти еще не могло: шел всего третий месяц резерфордовского профессорства. Он обрадовался Оуэнсу, как счастливой находке. А Оуэнс вышел из его кабинета, получив неизмеримо больше, чем ожидал: теперь в руках у него была великолепная тема, за спиной - надежно энергичный руководитель.
Однако не нужно думать, будто у Оуэнса не было никаких собственных планов. Еще до знакомства с Резерфордом он замыслил поездку в Кембридж. Ему хотелось побывать в Кавендише - подышать атмосферой большой науки. Может быть, - правда, это не более чем догадка, - он мечтал даже перебраться туда. Во всяком случае, будущим летом во время каникул он намеревался отправиться в Англию. И Резерфорд был для него, как пишет Норман Фезер, своеобразным «введением в кембриджскую физику». Он искал не только сотрудничества с ним, но и его дружбы. И конечно, они подружились - погодки, коллеги, нуждавшиеся друг в друге, чужестранцы на канадской земле.
Оттого и работалось им вдвоем легко и просто.
Но может показаться непонятным - на что, собственно, ушла у них вся зима? Да еще весна - вплоть до самых каникул… Единственным итогом их совместной полугодовой работы явилась коротенькая статья - три страницы во втором томе «Трудов Королевского общества Канады». И это вовсе не был тот случай, когда несколько страничек стоят нескольких томов. Они это сознавали: после внушительного заглавия - «Радиация урана и тория» - шел скромный подзаголовок:
«Предварительное сообщение». Как это не было похоже на громадную статью Резерфорда об урановой радиации, которую макгилльцы читали в январском номере лондонского «Philosophical magazine»! Когда в конце января этот номер пришел в Монреаль, Эрнст написал Мэри, что ни от одной своей статьи он еще не получал такого удовольствия. И добавил: «В ней отражена работа целого года». Он любил, чтобы в итоге трудов и исканий появлялось нечто весомое. А тут - три странички за шесть месяцев.
Может быть, два молодых профессора просто мало работали? Разве не морочили им голову новые впечатления и всяческие соблазны? Да, отшельничества не было. …Были приглашения на приемы и торжественные обеды.
Пикники на той стороне горы Ройяль. Вылазки на остров Святой Елены. Вообще походы по реке: зимой - ледовые, весной - на лодках.
В прошлый четверг мы втроем пересекли замерзший Святой Лаврентий, а это долгое дело. Река у Монреаля в две мили шириной… Она не замерзает ровной пеленой, как этого можно было бы естественно ожидать, но похожа на заваленный громоздким хламом задний двор.
Громадные глыбы и целые ледяные холмы разбросаны по ее поверхности в тех местах, где давление реки заставляло обломки льда наползать друг на друга. Здесь это настоящая отрасль промышленности - заготовка льда для летних нужд и экспорта в Вест-Индию. Его нарезают блоками прямо на реке и хранят в пакгаузах…
Больше 100 000 тонн собирают каждый год… В Монреале привыкли, что торговец льдом приносит тебе свой товар на дом совершенно так же, как булочник. Но он, однако, оставляет ледяные брикеты снаружи - перед твоими дверьми, а ты можешь взять их или дать им растаять, как тебе будет угодно.
Это Резерфорд писал матери в разгар новозеландского лета и канадской зимы. И Марта Резерфорд, читая такие обстоятельные описания, убеждалась, что ее мальчик теперь на досуге «играет в Канаду», как недавно «играл в Кембридж». …Был калейдоскоп окружающей жизни и ревнивая боязнь пропустить что-нибудь необычное.
Я рассказывал тебе, что около 5000 эмигрантов из России, так называемых духоборов, преследуемых русскими властями, приехали в Канаду. М-сис Кокс и кое- кто еще проявили большое сочувствие к этим людям и устроили подписку в их пользу, ибо они очутились в середине зимы возле Виннипега, где почти все время стоят двадцатиградусные холода. Нам пришлось долго ехать поездом, а потом выяснилось, что мы должны будем ждать часа три, пока прибудет первый состав с эмигрантами. Однако в 11 вечера головной контингент новоприбывших оказался на этой узловой станции, и мы проинспектировали их. Вернее, их ноги, ибо все они спали на своих койках с голыми пятками. Эти люди выглядят очень привлекательно, и я уверен, они очень опрятны. Дамы проявили пылкий интерес к крошечной бэби, родившейся на пароходе и названной Канада.
Мы вернулись в Монреаль около часа, и я ужинал у Коксов,..
Это Резерфорд писал Мэри той же зимой. И она видела, что, даже став профессором, ее Эрнст остался все тем же «слишком юношей». …Было множество искушений - вполне невинных, но требовавших, кроме времени, еще и затрат. А надо было копить доллары и фунты на поездку в Антиподы - за Мэри. «Эти маленькие заработки, - писал он ей о гонорарах за научные экспертизы, - все же помогут сократить время нашего искуса и позволят нам больше тратить, когда оно кончится». Но перед иными соблазнами невозможно было устоять.
Под боком лежали Соединенные Штаты. Меньше чем в ста милях от Монреаля проходила граница. И на исходе зимы он не удержался. Сел в поезд и махнул на юг - вероятно, в Нью-Йорк. Путешествие было коротким и, по-видимому, совершенно праздным. В письме к Мэри оно отразилось одной-единственной строкой - мимолетной, чисто уведомительной.
Вероятно, он чувствовал, что его расточительный поступок не будет одобрен в Крайстчерче.
Зато в том же майском письме, не скупясь на слова, он рассказал, как однажды утром удивил его телефонный звонок из Оттавы. Это был предвестник еще одного путешествия. Тоже недолгого, но совсем иного свойства. Мэри могла только порадоваться.
Звонил Джон Кокс. С расстояния в сто с лишним миль его голос звучал глухо. Но Резерфорд слушал с жадностью молодого честолюбца, и ему не пришлось переспрашивать… Кокс просил бросить все и приехать в столицу послезавтра. Срывается традиционная популярная лекция в Королевском обществе Канады: лектор - именитый американский энтомолог - внезапно заболел. Вся надежда на Эрнста. Он сможет рассказать о новых и интересных вещах. Королевское общество ухватилось за эту идею. Пусть темой лекции будет… нет, не радиоактивность, а радио! Wireless! В мире столько говорят теперь об опытах Попова и Маркони, а канадские академики осведомлены об Эрнстовых трудах в этой области. Хорошо бы показать на лекции впечатляющие эксперименты.
У меня был только один день на подготовку моих опытов и на все про все… Лекция прошла очень хорошо и увенчалась долгими аплодисментами. Во вместительном зале собралась весьма многолюдная аудитория, и это явилось самым большим представлением, какое я до сих пор давал…
В общем и Резерфорда и Оуэнса, конечно, преследовали соблазны, и оба молодых профессора боролись с ними не лучшим, но проверенным способом - поддавались искушениям.
И однако совсем не поэтому итогом их полугодовой работы стали всего три страницы «Предварительного сообщения».
Да нет, даже и не три: добрую половину текста занимало краткое изложение кембриджских результатов Резерфорда.
А добрую половину второй половины - повторение тех же результатов для радиации тория. И уж если говорить строго, то остающаяся четверть сообщения содержала новое лишь в нескольких строках. Так что никакого заметного итога вроде бы и вообще не было. Только опытный глаз мог увидеть, какая прорва мучительных исканий лежала за этой лаконичной заметкой, подписанной двумя профессорами.
Наверное, американский электрик не раз предавал анафеме тот день, когда сам напросился на исследование ториевой радиации. «Электрический метод» Резерфорда сразу его обольстил. А надо было еще и прислушаться к предупреждению, что дело придется иметь с капризным объектом.
Излучение тория вело себя антинаучно…
Анри Беккерель сообщал, что образец урана, хранящийся в темноте (французу это все еще казалось важным!), вот уже в течение двух лет испускает радиацию неизменной силы. А лучи тория меняли свою интенсивность по совершенно вздорным поводам. Хлопала дверь в коридоре; ассистент приходил в лабораторию с насморком; Резерфорд раскуривал трубку… - любой пустяк имел значение. Между тем не вызывало сомнений, что урановая радиация и радиация тория - явления одной природы. Оттого-то столь явное различие в поведении обоих металлов казалось особенно нелепым. Но и взывало к проницательности исследователей. «Непостоянство радиации окиси тория было подвергнуто детальному изучению, - объясняли Резерфорд и Оуэне, - ибо возникла мысль, что это, быть может, даст некий ключ к пониманию происхождения лучей, испускаемых радиоактивными веществами».
До этого заветного ключа дело не дошло той зимой и весною. Надо было сначала обрести хоть какой-то контроль над своеволием ториевой радиации: попросту узнать, от каких же внешних причин и как меняется ее интенсивность. В том и была мучительность тех исканий, что время съедали очевидные пустяки. Прежде чем углубляться в суть происходящего, понадобилось обследовать, а что же, собственно, происходит…
В Мак-Гилле до сих пор рассказывают, как решению этой предварительной задачи нечаянно помог Макдональд. Ив вспоминает, как однажды в полуподвал, где он работал с гамма-лучами, ворвался Резерфорд и голосом, перехваченным от бега, прорычал: «Настежь окна, уберите трубки!» Ив был тогда еще новичком в Мак-Гилле. «Олл райт, - сказал он, - но что случилось?» - «Живей пошевеливайтесь! Макдональд обходит лабораторию!» - крикнул Резерфорд. Это происходило в 1903 году, но ненависть табачного короля к табаку была отлично известна макгилльцам и в 1899-м. Так случилось, что в одно зимнее утро Оуэнсу пришлось со всей поспешностью распахнуть окна и двери. Сквозняк вымел из комнаты табачный дым. А заодно и активность тория!..
Она резко упала. Значит, движение воздуха наносило ущерб интенсивности ториевой радиации? Это было несомненно и допускало легкую проверку. Она подтвердила нечаянное наблюдение Оуэнса. Резерфорд поздравил друга с тем, что непонятное стало еще непонятней. И оба пожалели, что невозможно сообщить старику Маку о его роли в истории изучения радиоактивности.
Теперь хоть стало ясно, что надо делать.
Воздушные потоки могли механически действовать на торий. (Так ветер задувает свечу.) А могли они действовать и химически. (Так на воздухе ржавчина покрывает железо.) Уходили недели и месяцы. Постепенно два упрямых профессора доказали с исчерпывающей полнотой, что от химического состава воздуха наверняка ничего не зависит. И вместе с тем они убедились, что поток любого газа вызывал совершенно тот же эффект: интенсивность радиации падала до известного предела, а потом - «в безветрии» - восстанавливала свою первоначальную величину. Очевидно, воздух работал просто механически.
Но разве стали от этого яснее причины неустойчивости радиации тория? Вопрос, с самого начала волновавший Резерфорда, звучал теперь так: как понять, что с тория словно сдувается значительная доля его радиоактивности, и чем объяснить, что со временем утраченное возмещается вновь?
Без ответа на этот вопрос казалось бессмысленным публиковать подробную статью-отчет об их совместной полугодовой работе и о результатах, полученных ими врозь. Потому они и решили написать только три странички «Предварительного сообщения».
И когда 26 мая 1899 года Джон Кокс, как член Королевского общества Канады, представлял своим коллегам в Оттаве научный труд двух молодых макгилльцев, никто не воскликнул «браво» и никто не пробормотал «вздор». Просто все пожимали плечами: стоило ли привлекать внимание серьезных людей к столь скромным итогам пока бесперспективного экспериментирования?.. Бросалось в глаза лишь одно достоинство этого бесплодного сообщения - краткость.
А между тем обильные плоды уже прямо свешивались с отягченных ветвей - оставалось только потрясти дерево.
Резерфорд это чувствовал.
А Оуэне? Едва ли. Хотя и у него была душа исследователя, интуицией новозеландца он не обладал. Иначе он, право же, не отправился бы с наступлением лета за океан.
Но лето наступило, пришли каникулы, и янки из Мак-Гилла не захотел менять свои давно обдуманные планы. Он отправился в Англию, увозя с собою для «Philosophical magazine» чисто описательную статью о радиации тория. Он отправился в Кембридж, увозя с собою сверх этой статьи кучу дружеских приветов Резерфорда, адресованных «старику Дж. Дж. и миссис Дж. Дж.», и Джону Сили Таунсенду, и Си-Ти-Ару, и Полю Ланжевену, и Эверетту, да и всем кавендишевцам вообще.
…Они прощались на монреальской пристани в солнечный погожий день. Резерфорд прикатил к отходу корабля на велосипеде. К раме была приторочена теннисная ракетка. Оуэнс стоял перед ним в светлой паре, достойной берегов Кема.
Они дружески похлопали друг друга по спинам.
- До осени?
- До осени!
И Оуэнс отплыл, оставив Резерфорда наедине с нерешенной проблемой.
4
Зеленые кварталы университетского городка опустели.Разъехались студенты. До осени разбрелись по свету многие профессора. Пожалуй, и Резерфорд пустился бы в кругосветное плаванье к родным своим Антиподам, будь у него деньги на такой вояж. Но денег еще не было. Нужных денег, дабы избыть, наконец, «время искуса» и взять себе в жены Мэри по всем традициям джентльменской добропорядочности, таких денег у,него еще не было.
Словом, он остался в Монреале наедине с нерешенной проблемой, велосипедом и теннисом. А в зеленом Мак-Гилле стояли тишина и зной: 84 по Фаренгейту в тени - около 30 по Цельсию - «достаточно жарко для искренне твоего, даже если не предаваться бешеной деятельности». Прохлада толстостенных недр Физикс-билдинга тянула его к себе. Прекрасно работалось в одиночестве и тишине.
И однажды июньским утром, вскоре после отъезда Оуэнса, он начертал в своей записной лабораторной книжке латинское слово - эманация. И это означало, что в то июньское утро он вдруг прозрел: «Ах, вот что происходит с торием!»
В науке чаще, чем в жизни, перед людьми приоткрывается нечто еще никем не названное. Но даже в науке новые слова появляются редко. Просто переосмысляются старые. Всякий раз это игра ума. Она выглядит игрой без правил. Разве что одно утвердилось с веками: отыскивать основу для термина в умерших языках. Мало кому доводилось так часто играть в эту игру, как Эрнсту Резерфорду. Летом 99-го года он еще был в начале пути, но после альфа- и бета-лучей вводил уже третье новое слово в науку. На этот раз после греческого он «сыграл в латынь». Однако не только в латынь.
Хоть и латинское, слово «эманация» не было мертвым. Оно существовало в быту. И звучало в те времена демонстративно антифизически. Оно жило в словаре мистиков. А мистики жили в каждом цивилизованном центре. Серьезные и несерьезные. Серьезные почитали бренный мир природы эманацией - истечением - нетленного мира сверхчувственных сущностей.
Несерьезные - модные спириты разговаривали о духовной эманации, источаемой медиумом в часы сеансов столоверчения.
И вдруг термин «эманация» в лабораторных записях молодого профессора физики, да к тому же еще здоровяка, совсем недавно предпочитавшего гегельянству Мак-Тэггарта хороший завтрак без ненавистных почек!.,
Неужели снова проступила наружу давняя крайстчерчская «язва необузданных спекуляций»? Неужели снова ввел его в соблазн сэр Вильям Крукс? Да, но по-иному, чем прежде.
Дж. Дж. любил вспоминать, как сэр Вильям после смерти жены пытался в часы спиритических сеансов «наладить общение с нею при помощи медиума». А канадцы, побывавшие минувшей осенью на очередном конгрессе Британской ассоциации в Бристоле, где председательствовал Вильям Крукс, рассказывали, как это стало там предметом хорошей шутки.
По традиции для каждого президента Би-Эй изготавливалось символическое подобие рыцарского щита с его именем и подходящим девизом. Щит украшал стену в приемном зале конгресса. В 1898 году на президентском щите стояло латинское мотто: «Ubi Сгоокеs, ibi Lux!» - «Где Крукс, там Свет!»
Но когда делегаты собрались во главе с шестидесятилетним сэром Вильямом на торжественный обед в харчевне «Красного льва», один из химиков развернул копию президентского щита с несколько иным девизом: «Ubi Crookes, ibi Spoons!» Это значило: «Где Крукс, там Привидения!» Но старик не обиделся - скорее был польщен.
Мистическое столь часто являлось тогда предметом вполне академического рассмотрения, что шутки такого рода были не редкостью. В Кембридже и Резерфорд принимал в них участие.
Вместе с другими рисерч-стьюдентами он пародировал опыты по передаче мыслей на расстоянии. Таунсенду и Мак-Клелланду удавалось, по словам Рэлея-младшего, успешно мистифицировать зрителей. Кончилось это однажды тем, что милейший Таунсенд в соавторстве с одним из своих соотечественников написал для Кембриджского физического общества статью, такую же пародийно-серьезную, как и сами опыты. Шутники надеялись провести Дж. Дж. Но тот, едва взглянув на текст, сказал: «О да, узнаю двух ирландцев!»
Все это, очевидно, и пришло на память Резерфорду, когда июньским утром 99-го года он выводил в лабораторной книжке антифизический термин. И легко поручиться - ибо проверить этого нельзя, - что он довольно улыбнулся: в новом научном термине был привкус хорошей шутки. Ее оценят в Кавендише…
Но то был только привкус шутки. И улыбка была лишь мимолетной. Серьезное и главное состояло в том, что слово эманация давало емкий образ вероятного механизма неустойчивости ториевой радиоактивности. Догадка пришла раньше слова, но слово тотчас откристаллизовало ее.
«Emano, emanare… проистекать, распространяться, делать тайное явным…» - мысленно повторял лучший латинист Нельсоновского колледжа для мальчиков. И происходящее становилось ему все ясней.
В тории есть или возникает некое вещество.
Оно летучее, как газ. Оттого-то даже слабые потоки воздуха уносят его прочь.
Оно само излучает, как уран, как торий. Оттого-то, сдуваемое воздухом, оно уводит с собою часть активности ториева образца.
Оно нечто истекающее непрерывно, как вода из скалы. От того-то, когда прекращается движение воздуха, постепенно восстанавливается до первоначальной величины радиоактивность соединений тория.
Однако почему же она восстанавливается только до первоначальной величины? Если эманация есть нечто отличное от самого тория, то по мере ее накопления активность образца должна была бы расти и расти. Сразу напрашивалась мысль, что никакого нового вещества тут нет: просто сам торий появляется в летучем состоянии. Но тогда зачем же новое слово?!
А зачем интуиция? Зачем этот неизъяснимый дар?
А. С. Ив назвал уклончивым термин «эманация». Возможно, он лишь повторил то, что сказал в кругу макгилльцев о своем нововведении сам Резерфорд. Но в этой-то уклончивости и заключалась вся плодотворность нового термина: он оставлял широкую свободу для толкования открывшегося явления. Разумеется, было бы хорошо избежать всякой уклончивости и прямо объявить: это пар соединений тория! Или пыль!.. Пришлось бы, правда, пожалеть, что игра в какую-то неведомую эманацию не состоялась и мысль замкнулась накоротко: с тория началась - торием кончилась. Однако, право, не был он столь прост, чтобы не проверить такие очевидные предположения, прежде чем начертать в своих записях новый латинский термин.
Версия пыли отпала сразу. А заодно и возможная третья версия, будто с радиоактивных образцов сдуваются ионы тория. Резерфорду вспомнился старый спор с Таунсендом, когда в надежде хоть что-нибудь узнать о размерах ионов они пропускали ионизированный газ через фильтр из стеклянной ваты.
Ни пылинки, ни ионы через такой фильтр не проходили: пылинки были слишком велики, а ионы прилипали к ворсинкам стекла. Теперь Резерфорд повторил те опыты. И убедился: воздушный поток, уносивший от окиси тория неизвестное вещество, свободно проходя сквозь тампон стеклянной ваты, не терял в пути радиоактивных частиц.
Версию ториевых паров отвергнуть так легко и безоговорочно было нельзя. Но выглядела она крайне неправдоподобно. Смущало уже одно то, что воздух не освобождался от странного вещества, даже когда прокачивался через крепкую серную кислоту. От паров металла или металлической окиси следовало ожидать, что они вступят в нормальную химическую реакцию с кислотой и вся радиоактивность останется в растворе.
Итак, наверняка не пыль. Наверняка не ионы. И почти достоверно не пары. Так что же? Радиоактивный газ, связанный какой-то родословной с радиоактивным торием?
Тут проступало что-то совершенно новое. И в уклончивости полумистического термина содержалась целая программа разведывательных поисков.
5
«…Мне здорово посчастливилось напасть на весьма интересные вещи, и они занимают почти все мое время».Так, не вдаваясь в подробности, писал он Мэри 2 июля 1899 года. Подробности она бы не поняла. Но и он еще не знал, что мог бы уже обрадовать ее сенсационным известием: наконец ему удалось открыть новый элемент - один из полудюжины, некогда в шутку обещанной. Нет, он еще не знал этого. И узнал не скоро.
Сегодня можно только развести руками: а почему же он не установил этого тотчас?.. Шел 1899 год! Уже давно существовала спектроскопия. Отлично было известно, что у каждого элемента свой характерный спектр.
Вильям Рамзай уже посылал Вильяму Круксу для экспериментальной проверки запаянную трубочку с гелием. Посылал, хитря, назвав гелий криптоном, и получил от Крукса в ответ историческую телеграмму: «Криптон - гелий, 58749, приезжайте - увидите». И Рамзай записал в дневнике: «Приехал - увидел». (Число 5874,9 показывало в ангстремах - стомиллионных долях сантиметра - длину волны желтой линии гелиевого спектра.) Мария и Пьер Кюри в сообщении об открытии радия уже ссылались на помощь парижского химика и спектроскописта Эжена Демарсе: «Он подверг наше новое вещество спектральному анализу и обнаружил линию C814,8 ангстрема), не свойственную ни одному известному элементу».
Так неужели Резерфорд не мог догадаться пойти по тому же пути? Снова: конечно, он не был столь прост, чтобы не воспользоваться такой очевидной возможностью. С помощью спектроскопической трубки Плюккера, некогда открывшего катодные лучи, он вызывал электрический разряд в воздухе, содержавшем эманацию. Он очень надеялся увидеть новый спектр. Но не увидел. Методу недоставало совершенства. Эманации было слишком мало. Слишком велики были помехи от спектров других элементов. А он не был опытным спектроскопистом. И в Монреале некого было пригласить на консультацию… Недаром позднее он жаловался, что трудно бывает работать вдали от центров большой науки.