Страница:
Это не потребовало от Резерфорда никаких усилий. Фредерик Содди был не из тех, кого надо подгонять. Лидерство! - меньшим он и не удовлетворился бы. А тут еще пленяла и сама суть предстоявшего дела: пять пунктов резерфордовской программы ставили перед ним как перед химиком задачу, какой прежде не приходилось решать никому из его коллег.
Ни почтенному Вильяму Рамзаю, который в ту пору еще не начал заниматься радиоактивностью. Ни молодой Марии Кюри - родоначальнице радиохимии, которая, однако, занималась другими проблемами. Ни старому искуснику Вильяму Круксу, конечно уже прельстившемуся загадками беккерелевой радиации, но сделавшему только первые шаги на новом поприще. (В Монреале тогда не была еще известна работа, завершенная полгода назад сэром Вильямом в его домашней лаборатории. Резерфорд и Содди узнали о ней позднее, когда их собственное исследование было в самом разгаре.) В общем перед оксфордским новичком возникла перспектива сразу сказать свое слово в большой науке. И он это оценил.
Содди беззаветно отдался работе. «…Я отринул все, чтобы последовать за ним». Так через три десятилетия писал он О днях, когда Резерфорд увлек его за собой.
Кажется: пять вопросов - пять ответов, пять уверенных «да» или «нет». А затем уточнения. Еще шаг - и теория, для построения которой только и не хватало этих уверенных «да» или «нет». Вот и конец исследования! Однако едва ли с такой гладкой схемой связаны были надежды Резерфорда, когда составлялся тот химический вопросник для Содди. На все вопросы, разве что кроме четвертого, где речь шла попросту о чувствительности аналитических весов, могли быть получены любые ответы. В том числе сбивающие с толку. Больше того, ответы природы могли оказаться вообще неразборчивыми. Эта худшая возможность была вполне реальна. И право же, сегодня трудно раскрыть в том вопроснике предвидение будущей теории радиоактивных превращений.
Но из этого следует, что Резерфорд сначала и не рассчитывал на столь большой успех. Максимум, чего он желал: увериться, наконец, что рождение радиоактивного газа, как и все необычайные явления радиоактивности, нельзя объяснить механизмом химических реакций! Еще год назад, когда Уолкер не пришел к нему на помощь, он уже показал вместе с Мак-Клангом, что такого механизма недостаточно для оправдания энергетического расточительства урана, тория, радия. Теперь он жаждал отмести притязания обычной химии и на истолкование «чуда эманации». Надо было убедиться, что без новых физических представлений происходящего не понять… Гордый химик Содди не подозревал, что вся его работа обернется прямой изменой традиционной химии.
Так и на этот раз Резерфорд шел прямиком к сердцу проблемы. Только проблема была на первых порах более скромной, чем «построение теории». Была она скорее качественной, чем количественной.
Однако отличаются же чем-то Колумбы от самых хороших мореплавателей! Самые хорошие надежно приводят корабль в заданную гавань, а Колумбы, отправляясь в Индию, почему-то открывают Новый Свет. Они мастерски умеют ошибаться в расчетах и одержимо идти вперед. И словно в награду, океан посылает им незнаемые берега. И они не очень удивляются, когда в один прекрасный день птицы возвещают им о близости суши и мичман на мачте кричит: «Земля, земля!»
В хронике того исторического исследования есть свой День птиц и есть свой час, когда мичман закричал: «Земля!» Этому предшествовал целый год трудного плаванья. Год лабораторной лихорадки такого напряжения, когда градусник все время показывает за сорок. (В этом духе Содди писал о минувшем еще при жизни Резерфорда.) Бесцельно и скучно описывать перипетии той работы. Испытания разных приемов химического исследования. И на каждом шагу - сочетание кропотливой химической методики с электрическими измерениями то нарастающей, то исчезающей радиоактивности. И на каждом шагу - двойные гипотезы - «или - или», поиски аргументов - «за» и «против».
Опыты, опыты, опыты… Слова, слова, слова…
Позднее, через десять с лишним лет, Резерфорд упрекал молодого Нильса Бора за излишнее немецкое многословие в его первых статьях по квантовой теории планетарного атома: …Длинные статьи отпугивают читателей. Английский обычай - излагать предмет очень кратко и выразительно, в противоположность германской методе, которая почитает добродетелью уменье быть по возможности скучно-многоречивым.
Резерфорд позабыл тогда оглянуться назад, на дни Монреаля. Он мог бы с такой же критичностью отнестись к своим совместным статьям с Содди.
Впрочем, меняются времена и стиль - в научной литературе, как и в искусстве. Конечно, ни Резерфорд, ни его юный соавтор не чувствовали тогда, в начале века, с какой ненужной обстоятельностью писали они для «Трудов» Лондонского химического общества первый отчет о своих изысканиях. Они тонули в подробностях - и не только деловых. В наши дни, когда ученые сочинения пишутся в манере рефератов, а рефераты - в духе шифрованных донесений, разумеется, очень наивно выглядит фраза: «По возобновлении работы после рождественских каникул было обнаружено, что…» Но в таком же старомодно добросовестном стиле шестью годами раньше совершенно так же начинал свое второе сообщение об Х-лучах Вильгельм Рентген: «Ввиду того что моя работа должна прерваться на несколько недель, я позволю себе…» Тут не было ничего индивидуального и ничего национального. Эпоха!
Сегодня никто не позволил бы себе ничего подобного. И научные тексты выигрывают в лаконизме. Но кое-что и утрачивают. Исчезают малейшие следы живой истории исследования.
До конца улетучивается психологическая атмосфера открытия.
Наука-то при этом ничего не теряет. Но человеческая летопись познания становится неуютной без такого тепла околичностей.
Итак, были опыты, опыты, опыты, а потом - слова, слова, слова. И среди них, казалось бы, совсем не нужное упоминание о трехнедельных рождественских каникулах на рубеже 1901-1902 годов. Но на этих-то каникулах и прилетели первые птицы. Повторилась история открытия самой радиоактивности: тогда были непогода, спрятанная пластинка с урановой солью, ожидание солнечных дней; а пока Беккерель ждал, уран работал, впервые подавая весть о своей радиации. Нечто очень похожее случилось и в Монреале: птицы прилетели, когда на палубе никого не было; Резерфорд и Содди заслуженно отдыхали, а торий тем временем работал. Даже не один, а два тория работали на них!
Выяснилось, что на первый вопрос намеченной программы природа не дает столь ясного, ответа, какого можно было ожидать. Ответ получался не однозначный. Да, там, где присутствовал торий, всегда появлялась эманация. Но однажды Содди удалось отделить от тория некую примесь, которая тоже обладала эманационной способностью. Понимаете, тория в том новом веществе уже наверняка не было, а эманация выделялась! Напрашивался вывод: так вот она, субстанция, порождающая радиоактивный газ. Дело не в тории, а в этой примеси!
Однако и торий, очищенный от нее, продолжал как ни в чем не бывало испускать эманацию.
Многократно повторенный опыт давал все тот же двойственный результат. Ошибки не было. Сегодня в схожей ситуации ее и не пытался бы искать ни один исследователь: ничего сверхобычного - атомы тория, излучая альфа-частицы, превращаются в атомы другого элемента, а эти последние, в свой черед испуская альфа-частицы, превращаются в эманацию.
И ясно, что она всегда будет появляться даже в идеально очищенном от примеси тории, ибо эта примесь - вовсе не загрязнение, а нечто непрерывно рождающееся в ториевом препарате. [Со временем было установлено, что между торием и эманацией лежат четыре промежуточных элемента. Она рождается не во втором, а в пятом поколении!]
Но оттого-то мы сегодня такие спокойно сведущие, что Резерфорд и Соддн, обмениваясь маорийскими ругательствами и оксфордскими шпильками, в конце концов поняли это для нас.
Существование непредвиденной примеси в ториевых соединениях выяснилось задолго до рождества. И наши монреальцы тотчас заметили, что освобождаемый от этой субстанции торий утрачивает вместе с нею и почти всю свою радиоактивность! В первоначальную программу из пяти пунктов вторглось еще одно незапланированное осложнение. И без того загадочный торий явно превращался в головоломку.
В точности неизвестно, как это случилось, но именно в те дни Резерфорд и Содди узнали, что годом раньше столкнулся с такой же неожиданностью Вильям Крукс. Только он имел дело с ураном. То, что Резерфорд пропустил его работу и ничего не слышал о ней, легко объяснимо: она была опубликована летом 1900 года, когда он об руку с Мэри спускался по заснеженным ступеням крайстчерчского собора. А потом в горячке работы не было ни времени, ни охоты рыться в прошлогодних журналах. Но теперь, хоть и с опозданием, однако поразительно вовремя монреальцы узнали, что Круксу удалось совершенно нечаянно химически отделить от урана его радиоактивность!
Сэр Вильям описывал, как это произошло. Ему понадобился в качестве эталона активности чистый урановый препарат. Многоопытный химик, он, разумеется, не верил в химическую стерильность купленной в магазине урановой соли. Он решил сам ее очистить. Когда все было сделано наилучшим образом, он предложил чистейшему уранилу само-сфотографироваться. Пластинка осталась белой! Зато отделенная от урана примесь исправно ее зачернила. Тогда старый спирит, веривший в любые чудеса, кроме химических, взялся за эту примесь. Он освободил ее от малейших следов уранила и обследовал ее химические свойства. Это не был радий, и это не был полоний. Перед ним лежало новое вещество. Оно-то, по-видимому, и несло всю ответственность за радиоактивность урана.
Вильям Крукс назвал его двойным именем - в честь урана и в честь своего столкновения с неизвестным: уран-Х.
Это открытие было сразу замечено в Париже. Удивленный Беккерель тотчас повторил исследование Крукса. Хоть и с меньшей доказательностью, он получил те же результаты, что и сэр Вильям. Так летом 1900 года в лаборатории Беккереля появился совершенно необычайный уран - лишенный радиоактивности. По старому педантическому обыкновению Беккерель не выбросил, а сохранил аккуратно задатированные неактивные образцы. Долгие месяцы французского академика томило простое сомнение: если существует неизлучающий уран, то почему же никто из физиков или химиков ни разу не встретил его в природных урановых соединениях? Быть может, уран способен со временем восстанавливать свою радиоактивность? Замечательно, что такой очевидный ответ вовсе не радовал Беккереля и он, по-видимому, не спешил с его экспериментальной проверкой. Отчего же не радовал?
Рассказ об этом не должен казаться излишеством в жизнеописании Резерфорда. Когда история поворотных открытий излагается с похвальной краткостью без осложняющих деталей, возникает картина исканий столь же ясная и образцово логичная, как сама истина, добытая в этих исканиях. И начинает казаться: господи, да отчего же к такому элементарному открытию нужно было идти годы?! Зачем тут нужен был чей-то гений, когда любому разумному человеку должно было прийти в голову то же самое? Наглядный пример такой вдохновляющей краткости в рассказах о том, «как было дело», легенда о падающем яблоке и законе всемирного тяготения. Пущенная гулять по свету остроумцем XVIII века Фонтенелем, она не нанесла ущерба репутации Ньютона, но, возвысив его чутье, превратила в пустяки работу его мысли.
Маленькая история с Беккерелем здесь очень нужна: она показывает, что даже вполне созревшие яблоки сами не падают с древа познания.
Мысль об уране, восстанавливающем свою утраченную активность, не могла обрадовать Беккереля по причине весьма уважительной. Эта мысль не укладывалась в его концепцию.
У него давно сложилось убеждение, что источник урановой радиации - запасенная в уране энергия. Она не пополняется откуда-то извне. Уран не передаточная станция, а кладезь энергии. И если кладезь иссяк, как представить себе восстановление его мощи? Очень не хотелось подвергать испытанию ясную общую схему.
Однако день испытания должен был прийти. И когда однажды Беккерель вытащил свои неактивные образцы, он легко убедился: они ожили! Уран испускал радиацию с прежней интенсивностью. Зато погасла и больше ничего не излучала активная примесь - круксовский уран-Х.
Беккерель тотчас написал о случившемся сэру Вильяму.
А затем направил в «Доклады» Парижской академии статью о своих наблюдениях и выводах. Практически у него в руках было решительно все, чтобы дать, наконец, теорию радиоактивного распада. Однако ему не удалось это сделать. Мысль пошла по ложному, хотя на первый взгляд и самому логичному, пути. Беккерель рассудил так: уран потерял радиоактивность в результате химических реакций; стало быть, источник радиации ушел из него вместе с какими-то молекулами; если теперь способность испускать лучи вернулась к урану, то, значит, и это итог неких молекулярных химических превращений.
Девять десятых исследователей на месте Беккереля наверняка рассудили бы точно так же. Но недаром полустолетием позже и по другому поводу Нильс Бор произнес свою удивительную фразу о физических теориях, недостаточно безумных, чтобы оказаться истинными.
Выводы Беккереля сразу вызвали резкую критику со стороны супругов Кюри. Для Марии они были еще менее приемлемы, чем для Пьера. (Стоит напомнить: она ведь никогда не сомневалась, что в радиоактивных процессах подают о себе весть важные события, происходящие в недрах атомов.) …Обо всем этом Резерфорд и Содди решительно ничего не знали, когда им самим удалось отделить от тория непонятное вещество, унесшее с собою всю ториеву радиоактивность.
Но прошлогодняя работа Вильяма Крукса приободрила их в тот критический момент исследования. Они тотчас решили, что их непонятное вещество - двойник урана-Х. Не мудрствуя лукаво, они присвоили ему и сходное имя - торий-Х.
До рождественских каникул оставалось около месяца, когда они закончили описание своих экспериментов. Пять пунктов программы можно было считать предварительно исчерпанными.
А один вопрос выглядел решенным окончательно: ему посвящалась предпоследняя главка - «О химической природе эманации». Этот радиоактивный газ подобен гелию, аргону, криптону. Он принадлежит к семейству химически инертных элементов. Другие варианты истолкования ее свойств критики не выдерживали. А затем шла пространная информация о тории-Х - последняя главка, превращавшая всю статью в абсурдно построенное повествование,
Вообразите «Робинзона Крузо», который заканчивается в тот момент, когда на сцене появляется Пятница!.. В той завершающей главке было сказано, что новые, недавно полученные данные «совершенно меняют представление обо всей проблеме… радиоактивности». Вот так! У научных сочинений своя эстетика - они вправе обрываться там, где художественные только начинаются.
Статья ушла за океан - в Химическое общество Англии.
Копию Резерфорд решил послать Круксу. Возможно, у старика накопились новые сведения об уране-Х. А кроме того, он упоминал в своей работе о чистейшем азотнокислом тории германского производства. Хорошо было бы избавить Содди от напрасной затраты времени на очистку американских препаратов. Старик не откажет в посредничестве.
Словом, вместе со статьей ушло за океан письмо Резерфорда к Вильяму Круксу. Едва ли Содди догадывался, с какими чувствами писал это письмо Резерфорд. А для Резерфорда это было нечто большее, чем деловое послание к прославленному коллеге. Письмо возвращало его в юность - к спорам об эволюции элементов.
Потом наступило рождество.
Прежде чем покинуть лабораторию, Резерфорд и Содди, подобно Беккерелю, аккуратно задатировали свои последние порции освобожденного от активности тория и очень активного тория-Х.
Натянув меховые шапки и теплые пальто, они вышли на волю. Свернули на широкую Юниверсити-стрит. Им нужно было в разные стороны. Уже солидно грузнеющий молодой профессор дружески обнял за плечи своего ассистента. Тот осторожно высвободился из этого полуобъятия - он был полон лучших чувств к профессору, но ему не нравились фамильярности. Да и к лучшим его чувствам все-таки примешивалось что-то трудно определимое, чуть осложняющее их отношения. Различия во взглядах на некоторые принципиальные научные проблемы? Может быть. Различия в воспитании, ново-зеландском и оксфордском? Пожалуй. Различия в возрасте и положении? Отчасти и это… В общем демонстратор постарался осторожно высвободиться из размашистого полуобъятья профессора. С мгновенной внимательностью Резерфорд посмотрел на Содди. Потом покровительственно улыбнулся, сказал, что они славно поработали и заслужили безделье. Потом пожелал Фредерику счастливых каникул и широко зашагал домой - на улицу Св. Семейства.
В глазах окружающих они в самом деле были святым семейством с рождественской открытки: Эрнст - Иосиф, Мэри - Мария, и белокурый младенец у нее на коленях. (Тайная мечта учительницы Марты и колесного мастера Джемса.) Для полного сходства с желанной реальностью Эрнсту недоставало благочестивости, Мэри - смирения, а младенцу…
А младенец был девочкой, названной Эйлин. Эйлин Мэри.
Девочке очень повезло, что ее мать не отличалась безответной покорностью и далеко не всегда приходила в восхищение от юмора своего супруга и его ученых коллег. Иначе Эйлин, право же, пришлось бы всю жизнь носить отнюдь не христианское, а физико-химическое имя, к тому же подходившее скорей бесшабашному мальчишке, чем тихой девочке.
Через три дня после ее рождения Резерфорд написал матери бурно-радостное письмо. Оно сохранилось. За его веселостью слышится вздох облегчения после пережитых треволнений. Он рассказал, как «в ночь ее прибытия» сидел за партией в вист и слушал поздравления партнеров. «…Полагали, что я должен был бы назвать ее Иони из-за моего почтения к ионам в газах». И чувствуется - он был к этому совершенно готов. (Родись Эйлин двумя годами позднее, остроумцы Кокс, Оуэне, Мак-Брайд настаивали бы на другом имени - Альфа. Но в 1901 году альфа-частицы еще не стали его страстью и такая опасность девочке не грозила.) «У нее отличные легкие, но я верю, что она будет пользоваться ими относительно умеренно по сравнению с большинством бэби», - сияя, острил он в том письме и вышучивал себя и Мэри: «Это дитя, конечно, чудо интеллектуальности, и мы думаем, что никогда прежде не бывало такого замечательного ребенка».
- Счастливых каникул, Фредерик!
Напутствуя Содди добрым пожеланием, профессор физики Резерфорд был переполнен душевным довольством: он знал, что уж его-то самого наверняка ожидают славные рождественские праздники на улице Св. Семейства - три недели безотлучного отцовства. И право же, при своей бизнесменской внешности, лишенной всякой утонченности, он бы походил на благополучного шефа преуспевающей фирмы, если б не странноватая напряженность излишне внимательного взгляда. «О чем он думает, этот человек?» - прикидывали встречные.
Широко шагая по Университетской улице, он слышал голос Мэри - вечером она спросит: «О чем ты думаешь, Эрни?»
Бесполезно готовиться к такому вопросу - он все равно застигает врасплох. «Да нет, ни о чем, мне хорошо!» И едва ли он сознается, что все-таки ему совсем не просто будет целых двадцать дней оставаться без лаборатории, когда она в двух шагах и ключ в кармане, а там лежат задатированные препараты, лежат и ведут свою бесконтрольную жизнь… Ему не стыдно было бы признаться, что свет для него клином сошелся сейчас на этих невзрачных препаратах, да только не объяснить, в чем тут, собственно, дело. Даже бдительно пристальной Мэри этого не объяснить. Вся поглощенная Эйлин, она еще подумает вдобавок, что ему просто не хочется сидеть дома.
Успокаивала мысль, что во всем христианском мире сейчас рождество. Лаборатории всюду закрыты. Отдыхают в Париже Кюри и Беккерель. И в Лондоне у Крукса заветная дверь на замке. И в Галле - у Дорна. И в Вольфенбюттеле - у Эльстера и Гейтеля. И в Вене - у Швейдлера и Мейера.
И в Аделаиде - у Брэгга. И в Петербурге - у Боргмана…
Да, конечно, то беспокойство было замешано и на вечной его жажде быстрых результатов и на жажде первенства. Но под спудом лежало и нечто более тонкое. …Не в Монреале, а гораздо позднее - в Манчестере, случился день, когда он забыл, что пора уходить домой: была суббота - неприкосновенный уик-энд! Он засиделся за установкой вместе с одним из своих манчестерских мальчиков - Гарольдом Робинзоном. А затянувшаяся их работа не связана была с ожиданием каких-нибудь волнующих итогов: они освобождали эманацию радия от остатков жидкого воздуха - не более того. Нечаянно он сплоховал, и новая порция воздуха ворвалась в сосуд. «Хорошо, что я это натворил, а не вы», - сказал он Робинзону. Тот подумал, что это и вправду хорошо, иначе ему бы несдобровать: он знал шефа. Они продолжали мирно очищать радон. Однообразно досаждающий труд. И вдруг Резерфорд сказал: «А знаете, Робинзон, я жалею ученых бедняг, не получивших в свое распоряжение лабораторий!»
В том признании не было ничего особо манчестерского: такую же благодарность судьбе и такое же сочувствие к обойденным коллегам он испытывал позже, в годы своей кавендишевской профессуры, и раньше - в годы профессуры мак-гилльской, когда впервые «получил лабораторию». И впервые узнал радость независимости и сладость власти.
Сладость власти? Да.
Глагол «работать» приобрел для него уже в Монреале сложный спектр значений. Не только собственноручно ставить эксперименты и обрабатывать свои результаты. Вести лабораторию! Вопреки библейскому предостережению - пророчествовать в своем отечестве! Растить себе подобных!
В жизни многих больших людей науки рано или поздно дает знать о себе этот инстинкт продолжения рода - жажда школы. Правда, величайшего из больших - Эйнштейна - это, видимо, никогда не заботило. Не было «команды Эйнштейна» в Берлине, не было в Цюрихе, не было в Праге, лишь намек на школу появился в Принстоне. Но не оттого ли так случилось, что еще в молодости он осознал себя бесспорным главою современной теоретической физики и внутренне чувствовал право, подобно господу богу, говорить всем ищущим: «Вы семя мое!» Он был исключением даже среди исключений, Резерфорд со временем стал вторым лидером физики нашего века и тоже обрел хоть и ограниченное племенем атомников, но не менее заслуженное право на такое же возвышенно отеческое - «Дети мои!». Он был обыкновенней Эйнштейна, он был весь земной. Однако потому-то в отличие от Эйнштейна он создал еще и свой резерфордовский клан.
Сладость власти? Да. Но не административного деспотизма, а духовного водительства. Деспотизм был тенью. Она могла укорачиваться и удлиняться, светлеть и темнеть. Могла вообще исчезать. Но неизменным, тем, что отбрасывало эту тень, была духовная власть. Та же сладость отцовства - умножения себя.
В дни памятного рождества маленькой Эйлин не было и девяти месяцев - она родилась 30 марта, в канун весны. А когда он впервые по-настоящему почувствовал себя еще и лабораторным папой? К точной календарной дате этого, разумеется, не приурочить. Но, пожалуй, тогда же - в преддверии той же весны 1901 года. И немалую роль тут сыграл Содди.
Началось-то все раньше, и началось незаметно. Слишком много у молодого профессора возникало конкретных задач для прояснения одолевавших его идей и проблем. Нужны были, кроме собственных, чужие искусные руки. И умные головы.
Они нужны были, несмотря на то, что Джон Кокс постарался свести до минимума его лекторские обязанности. Не наделенный исследовательским даром, Кокс ценил этот дар в других.
Началось с Оуэнса и Мак-Кланга. Но то были лишь первые опыты привлечения напарника для одновременного возделывания только одной грядки. Многопольным его хозяйство стало после возвращения из Новой Зеландии с Мэри. Это ясный рубеж.
Суть в том, что сразу успешно пошло исследование главной проблемы, начатое в январе 1901 года с Фредериком Содди.
Тот работал с такой чистотой результатов, находчивостью и неутомимостью, что ему можно было довериться без оглядки.
И ему можно было все прощать - самонадеянные выходки, доктринерские суждения, оксфордскую гордыню. Жезл маршала торчал наружу из его солдатского ранца и виден был издалека. В часы совместных лабораторных бдений Резерфорд смотрелся в него, как в омолаживающее зеркало, и не ощущал всего, что их разделяло. Химик Содди был выше похвал. Он не нуждался ни в какой опеке. Пожалуй, именно это позволило Резерфорду перейти на многополье - вести с другими сотрудниками лаборатории параллельные исследования.
С молодым доктором Бэрнсом он изучал влияние температуры на поведение эманации радия и тория. Он привлек к этой работе и мисс Брукс, недавно получившую степень магистра искусств. В марте тема была исчерпана. Но в это время он уже вел в соавторстве с мисс Брукс и другое исследование радона, пытаясь дать оценку молекулярного веса нового радиоактивного газа. В мае такая оценка - очень заниженная - была получена. А одновременно с помощью других сотрудников он разрабатывал типично кавендишевскую тему, изучая скорость ионов при разряде в газе над раскаленной платиной.
Тогда же летом он приступил с демонстратором Алленом - магистром наук - к изучению связи между возбужденной радиоактивностью и ионизацией атмосферы. А другой демонстратор, тоже магистр наук, Грайер уже готовился к исследованию отклонения лучей радиоактивных субстанций в магнитном поле. К рождеству работа с Алленом была завершена, а работа с Грайером вошла в стадию подробных измерений…
Ни почтенному Вильяму Рамзаю, который в ту пору еще не начал заниматься радиоактивностью. Ни молодой Марии Кюри - родоначальнице радиохимии, которая, однако, занималась другими проблемами. Ни старому искуснику Вильяму Круксу, конечно уже прельстившемуся загадками беккерелевой радиации, но сделавшему только первые шаги на новом поприще. (В Монреале тогда не была еще известна работа, завершенная полгода назад сэром Вильямом в его домашней лаборатории. Резерфорд и Содди узнали о ней позднее, когда их собственное исследование было в самом разгаре.) В общем перед оксфордским новичком возникла перспектива сразу сказать свое слово в большой науке. И он это оценил.
Содди беззаветно отдался работе. «…Я отринул все, чтобы последовать за ним». Так через три десятилетия писал он О днях, когда Резерфорд увлек его за собой.
Кажется: пять вопросов - пять ответов, пять уверенных «да» или «нет». А затем уточнения. Еще шаг - и теория, для построения которой только и не хватало этих уверенных «да» или «нет». Вот и конец исследования! Однако едва ли с такой гладкой схемой связаны были надежды Резерфорда, когда составлялся тот химический вопросник для Содди. На все вопросы, разве что кроме четвертого, где речь шла попросту о чувствительности аналитических весов, могли быть получены любые ответы. В том числе сбивающие с толку. Больше того, ответы природы могли оказаться вообще неразборчивыми. Эта худшая возможность была вполне реальна. И право же, сегодня трудно раскрыть в том вопроснике предвидение будущей теории радиоактивных превращений.
Но из этого следует, что Резерфорд сначала и не рассчитывал на столь большой успех. Максимум, чего он желал: увериться, наконец, что рождение радиоактивного газа, как и все необычайные явления радиоактивности, нельзя объяснить механизмом химических реакций! Еще год назад, когда Уолкер не пришел к нему на помощь, он уже показал вместе с Мак-Клангом, что такого механизма недостаточно для оправдания энергетического расточительства урана, тория, радия. Теперь он жаждал отмести притязания обычной химии и на истолкование «чуда эманации». Надо было убедиться, что без новых физических представлений происходящего не понять… Гордый химик Содди не подозревал, что вся его работа обернется прямой изменой традиционной химии.
Так и на этот раз Резерфорд шел прямиком к сердцу проблемы. Только проблема была на первых порах более скромной, чем «построение теории». Была она скорее качественной, чем количественной.
Однако отличаются же чем-то Колумбы от самых хороших мореплавателей! Самые хорошие надежно приводят корабль в заданную гавань, а Колумбы, отправляясь в Индию, почему-то открывают Новый Свет. Они мастерски умеют ошибаться в расчетах и одержимо идти вперед. И словно в награду, океан посылает им незнаемые берега. И они не очень удивляются, когда в один прекрасный день птицы возвещают им о близости суши и мичман на мачте кричит: «Земля, земля!»
В хронике того исторического исследования есть свой День птиц и есть свой час, когда мичман закричал: «Земля!» Этому предшествовал целый год трудного плаванья. Год лабораторной лихорадки такого напряжения, когда градусник все время показывает за сорок. (В этом духе Содди писал о минувшем еще при жизни Резерфорда.) Бесцельно и скучно описывать перипетии той работы. Испытания разных приемов химического исследования. И на каждом шагу - сочетание кропотливой химической методики с электрическими измерениями то нарастающей, то исчезающей радиоактивности. И на каждом шагу - двойные гипотезы - «или - или», поиски аргументов - «за» и «против».
Опыты, опыты, опыты… Слова, слова, слова…
Позднее, через десять с лишним лет, Резерфорд упрекал молодого Нильса Бора за излишнее немецкое многословие в его первых статьях по квантовой теории планетарного атома: …Длинные статьи отпугивают читателей. Английский обычай - излагать предмет очень кратко и выразительно, в противоположность германской методе, которая почитает добродетелью уменье быть по возможности скучно-многоречивым.
Резерфорд позабыл тогда оглянуться назад, на дни Монреаля. Он мог бы с такой же критичностью отнестись к своим совместным статьям с Содди.
Впрочем, меняются времена и стиль - в научной литературе, как и в искусстве. Конечно, ни Резерфорд, ни его юный соавтор не чувствовали тогда, в начале века, с какой ненужной обстоятельностью писали они для «Трудов» Лондонского химического общества первый отчет о своих изысканиях. Они тонули в подробностях - и не только деловых. В наши дни, когда ученые сочинения пишутся в манере рефератов, а рефераты - в духе шифрованных донесений, разумеется, очень наивно выглядит фраза: «По возобновлении работы после рождественских каникул было обнаружено, что…» Но в таком же старомодно добросовестном стиле шестью годами раньше совершенно так же начинал свое второе сообщение об Х-лучах Вильгельм Рентген: «Ввиду того что моя работа должна прерваться на несколько недель, я позволю себе…» Тут не было ничего индивидуального и ничего национального. Эпоха!
Сегодня никто не позволил бы себе ничего подобного. И научные тексты выигрывают в лаконизме. Но кое-что и утрачивают. Исчезают малейшие следы живой истории исследования.
До конца улетучивается психологическая атмосфера открытия.
Наука-то при этом ничего не теряет. Но человеческая летопись познания становится неуютной без такого тепла околичностей.
Итак, были опыты, опыты, опыты, а потом - слова, слова, слова. И среди них, казалось бы, совсем не нужное упоминание о трехнедельных рождественских каникулах на рубеже 1901-1902 годов. Но на этих-то каникулах и прилетели первые птицы. Повторилась история открытия самой радиоактивности: тогда были непогода, спрятанная пластинка с урановой солью, ожидание солнечных дней; а пока Беккерель ждал, уран работал, впервые подавая весть о своей радиации. Нечто очень похожее случилось и в Монреале: птицы прилетели, когда на палубе никого не было; Резерфорд и Содди заслуженно отдыхали, а торий тем временем работал. Даже не один, а два тория работали на них!
Выяснилось, что на первый вопрос намеченной программы природа не дает столь ясного, ответа, какого можно было ожидать. Ответ получался не однозначный. Да, там, где присутствовал торий, всегда появлялась эманация. Но однажды Содди удалось отделить от тория некую примесь, которая тоже обладала эманационной способностью. Понимаете, тория в том новом веществе уже наверняка не было, а эманация выделялась! Напрашивался вывод: так вот она, субстанция, порождающая радиоактивный газ. Дело не в тории, а в этой примеси!
Однако и торий, очищенный от нее, продолжал как ни в чем не бывало испускать эманацию.
Многократно повторенный опыт давал все тот же двойственный результат. Ошибки не было. Сегодня в схожей ситуации ее и не пытался бы искать ни один исследователь: ничего сверхобычного - атомы тория, излучая альфа-частицы, превращаются в атомы другого элемента, а эти последние, в свой черед испуская альфа-частицы, превращаются в эманацию.
И ясно, что она всегда будет появляться даже в идеально очищенном от примеси тории, ибо эта примесь - вовсе не загрязнение, а нечто непрерывно рождающееся в ториевом препарате. [Со временем было установлено, что между торием и эманацией лежат четыре промежуточных элемента. Она рождается не во втором, а в пятом поколении!]
Но оттого-то мы сегодня такие спокойно сведущие, что Резерфорд и Соддн, обмениваясь маорийскими ругательствами и оксфордскими шпильками, в конце концов поняли это для нас.
Существование непредвиденной примеси в ториевых соединениях выяснилось задолго до рождества. И наши монреальцы тотчас заметили, что освобождаемый от этой субстанции торий утрачивает вместе с нею и почти всю свою радиоактивность! В первоначальную программу из пяти пунктов вторглось еще одно незапланированное осложнение. И без того загадочный торий явно превращался в головоломку.
В точности неизвестно, как это случилось, но именно в те дни Резерфорд и Содди узнали, что годом раньше столкнулся с такой же неожиданностью Вильям Крукс. Только он имел дело с ураном. То, что Резерфорд пропустил его работу и ничего не слышал о ней, легко объяснимо: она была опубликована летом 1900 года, когда он об руку с Мэри спускался по заснеженным ступеням крайстчерчского собора. А потом в горячке работы не было ни времени, ни охоты рыться в прошлогодних журналах. Но теперь, хоть и с опозданием, однако поразительно вовремя монреальцы узнали, что Круксу удалось совершенно нечаянно химически отделить от урана его радиоактивность!
Сэр Вильям описывал, как это произошло. Ему понадобился в качестве эталона активности чистый урановый препарат. Многоопытный химик, он, разумеется, не верил в химическую стерильность купленной в магазине урановой соли. Он решил сам ее очистить. Когда все было сделано наилучшим образом, он предложил чистейшему уранилу само-сфотографироваться. Пластинка осталась белой! Зато отделенная от урана примесь исправно ее зачернила. Тогда старый спирит, веривший в любые чудеса, кроме химических, взялся за эту примесь. Он освободил ее от малейших следов уранила и обследовал ее химические свойства. Это не был радий, и это не был полоний. Перед ним лежало новое вещество. Оно-то, по-видимому, и несло всю ответственность за радиоактивность урана.
Вильям Крукс назвал его двойным именем - в честь урана и в честь своего столкновения с неизвестным: уран-Х.
Это открытие было сразу замечено в Париже. Удивленный Беккерель тотчас повторил исследование Крукса. Хоть и с меньшей доказательностью, он получил те же результаты, что и сэр Вильям. Так летом 1900 года в лаборатории Беккереля появился совершенно необычайный уран - лишенный радиоактивности. По старому педантическому обыкновению Беккерель не выбросил, а сохранил аккуратно задатированные неактивные образцы. Долгие месяцы французского академика томило простое сомнение: если существует неизлучающий уран, то почему же никто из физиков или химиков ни разу не встретил его в природных урановых соединениях? Быть может, уран способен со временем восстанавливать свою радиоактивность? Замечательно, что такой очевидный ответ вовсе не радовал Беккереля и он, по-видимому, не спешил с его экспериментальной проверкой. Отчего же не радовал?
Рассказ об этом не должен казаться излишеством в жизнеописании Резерфорда. Когда история поворотных открытий излагается с похвальной краткостью без осложняющих деталей, возникает картина исканий столь же ясная и образцово логичная, как сама истина, добытая в этих исканиях. И начинает казаться: господи, да отчего же к такому элементарному открытию нужно было идти годы?! Зачем тут нужен был чей-то гений, когда любому разумному человеку должно было прийти в голову то же самое? Наглядный пример такой вдохновляющей краткости в рассказах о том, «как было дело», легенда о падающем яблоке и законе всемирного тяготения. Пущенная гулять по свету остроумцем XVIII века Фонтенелем, она не нанесла ущерба репутации Ньютона, но, возвысив его чутье, превратила в пустяки работу его мысли.
Маленькая история с Беккерелем здесь очень нужна: она показывает, что даже вполне созревшие яблоки сами не падают с древа познания.
Мысль об уране, восстанавливающем свою утраченную активность, не могла обрадовать Беккереля по причине весьма уважительной. Эта мысль не укладывалась в его концепцию.
У него давно сложилось убеждение, что источник урановой радиации - запасенная в уране энергия. Она не пополняется откуда-то извне. Уран не передаточная станция, а кладезь энергии. И если кладезь иссяк, как представить себе восстановление его мощи? Очень не хотелось подвергать испытанию ясную общую схему.
Однако день испытания должен был прийти. И когда однажды Беккерель вытащил свои неактивные образцы, он легко убедился: они ожили! Уран испускал радиацию с прежней интенсивностью. Зато погасла и больше ничего не излучала активная примесь - круксовский уран-Х.
Беккерель тотчас написал о случившемся сэру Вильяму.
А затем направил в «Доклады» Парижской академии статью о своих наблюдениях и выводах. Практически у него в руках было решительно все, чтобы дать, наконец, теорию радиоактивного распада. Однако ему не удалось это сделать. Мысль пошла по ложному, хотя на первый взгляд и самому логичному, пути. Беккерель рассудил так: уран потерял радиоактивность в результате химических реакций; стало быть, источник радиации ушел из него вместе с какими-то молекулами; если теперь способность испускать лучи вернулась к урану, то, значит, и это итог неких молекулярных химических превращений.
Девять десятых исследователей на месте Беккереля наверняка рассудили бы точно так же. Но недаром полустолетием позже и по другому поводу Нильс Бор произнес свою удивительную фразу о физических теориях, недостаточно безумных, чтобы оказаться истинными.
Выводы Беккереля сразу вызвали резкую критику со стороны супругов Кюри. Для Марии они были еще менее приемлемы, чем для Пьера. (Стоит напомнить: она ведь никогда не сомневалась, что в радиоактивных процессах подают о себе весть важные события, происходящие в недрах атомов.) …Обо всем этом Резерфорд и Содди решительно ничего не знали, когда им самим удалось отделить от тория непонятное вещество, унесшее с собою всю ториеву радиоактивность.
Но прошлогодняя работа Вильяма Крукса приободрила их в тот критический момент исследования. Они тотчас решили, что их непонятное вещество - двойник урана-Х. Не мудрствуя лукаво, они присвоили ему и сходное имя - торий-Х.
До рождественских каникул оставалось около месяца, когда они закончили описание своих экспериментов. Пять пунктов программы можно было считать предварительно исчерпанными.
А один вопрос выглядел решенным окончательно: ему посвящалась предпоследняя главка - «О химической природе эманации». Этот радиоактивный газ подобен гелию, аргону, криптону. Он принадлежит к семейству химически инертных элементов. Другие варианты истолкования ее свойств критики не выдерживали. А затем шла пространная информация о тории-Х - последняя главка, превращавшая всю статью в абсурдно построенное повествование,
Вообразите «Робинзона Крузо», который заканчивается в тот момент, когда на сцене появляется Пятница!.. В той завершающей главке было сказано, что новые, недавно полученные данные «совершенно меняют представление обо всей проблеме… радиоактивности». Вот так! У научных сочинений своя эстетика - они вправе обрываться там, где художественные только начинаются.
Статья ушла за океан - в Химическое общество Англии.
Копию Резерфорд решил послать Круксу. Возможно, у старика накопились новые сведения об уране-Х. А кроме того, он упоминал в своей работе о чистейшем азотнокислом тории германского производства. Хорошо было бы избавить Содди от напрасной затраты времени на очистку американских препаратов. Старик не откажет в посредничестве.
Словом, вместе со статьей ушло за океан письмо Резерфорда к Вильяму Круксу. Едва ли Содди догадывался, с какими чувствами писал это письмо Резерфорд. А для Резерфорда это было нечто большее, чем деловое послание к прославленному коллеге. Письмо возвращало его в юность - к спорам об эволюции элементов.
Потом наступило рождество.
Прежде чем покинуть лабораторию, Резерфорд и Содди, подобно Беккерелю, аккуратно задатировали свои последние порции освобожденного от активности тория и очень активного тория-Х.
12
Щелкнул ключ в замке.Натянув меховые шапки и теплые пальто, они вышли на волю. Свернули на широкую Юниверсити-стрит. Им нужно было в разные стороны. Уже солидно грузнеющий молодой профессор дружески обнял за плечи своего ассистента. Тот осторожно высвободился из этого полуобъятия - он был полон лучших чувств к профессору, но ему не нравились фамильярности. Да и к лучшим его чувствам все-таки примешивалось что-то трудно определимое, чуть осложняющее их отношения. Различия во взглядах на некоторые принципиальные научные проблемы? Может быть. Различия в воспитании, ново-зеландском и оксфордском? Пожалуй. Различия в возрасте и положении? Отчасти и это… В общем демонстратор постарался осторожно высвободиться из размашистого полуобъятья профессора. С мгновенной внимательностью Резерфорд посмотрел на Содди. Потом покровительственно улыбнулся, сказал, что они славно поработали и заслужили безделье. Потом пожелал Фредерику счастливых каникул и широко зашагал домой - на улицу Св. Семейства.
В глазах окружающих они в самом деле были святым семейством с рождественской открытки: Эрнст - Иосиф, Мэри - Мария, и белокурый младенец у нее на коленях. (Тайная мечта учительницы Марты и колесного мастера Джемса.) Для полного сходства с желанной реальностью Эрнсту недоставало благочестивости, Мэри - смирения, а младенцу…
А младенец был девочкой, названной Эйлин. Эйлин Мэри.
Девочке очень повезло, что ее мать не отличалась безответной покорностью и далеко не всегда приходила в восхищение от юмора своего супруга и его ученых коллег. Иначе Эйлин, право же, пришлось бы всю жизнь носить отнюдь не христианское, а физико-химическое имя, к тому же подходившее скорей бесшабашному мальчишке, чем тихой девочке.
Через три дня после ее рождения Резерфорд написал матери бурно-радостное письмо. Оно сохранилось. За его веселостью слышится вздох облегчения после пережитых треволнений. Он рассказал, как «в ночь ее прибытия» сидел за партией в вист и слушал поздравления партнеров. «…Полагали, что я должен был бы назвать ее Иони из-за моего почтения к ионам в газах». И чувствуется - он был к этому совершенно готов. (Родись Эйлин двумя годами позднее, остроумцы Кокс, Оуэне, Мак-Брайд настаивали бы на другом имени - Альфа. Но в 1901 году альфа-частицы еще не стали его страстью и такая опасность девочке не грозила.) «У нее отличные легкие, но я верю, что она будет пользоваться ими относительно умеренно по сравнению с большинством бэби», - сияя, острил он в том письме и вышучивал себя и Мэри: «Это дитя, конечно, чудо интеллектуальности, и мы думаем, что никогда прежде не бывало такого замечательного ребенка».
- Счастливых каникул, Фредерик!
Напутствуя Содди добрым пожеланием, профессор физики Резерфорд был переполнен душевным довольством: он знал, что уж его-то самого наверняка ожидают славные рождественские праздники на улице Св. Семейства - три недели безотлучного отцовства. И право же, при своей бизнесменской внешности, лишенной всякой утонченности, он бы походил на благополучного шефа преуспевающей фирмы, если б не странноватая напряженность излишне внимательного взгляда. «О чем он думает, этот человек?» - прикидывали встречные.
Широко шагая по Университетской улице, он слышал голос Мэри - вечером она спросит: «О чем ты думаешь, Эрни?»
Бесполезно готовиться к такому вопросу - он все равно застигает врасплох. «Да нет, ни о чем, мне хорошо!» И едва ли он сознается, что все-таки ему совсем не просто будет целых двадцать дней оставаться без лаборатории, когда она в двух шагах и ключ в кармане, а там лежат задатированные препараты, лежат и ведут свою бесконтрольную жизнь… Ему не стыдно было бы признаться, что свет для него клином сошелся сейчас на этих невзрачных препаратах, да только не объяснить, в чем тут, собственно, дело. Даже бдительно пристальной Мэри этого не объяснить. Вся поглощенная Эйлин, она еще подумает вдобавок, что ему просто не хочется сидеть дома.
Успокаивала мысль, что во всем христианском мире сейчас рождество. Лаборатории всюду закрыты. Отдыхают в Париже Кюри и Беккерель. И в Лондоне у Крукса заветная дверь на замке. И в Галле - у Дорна. И в Вольфенбюттеле - у Эльстера и Гейтеля. И в Вене - у Швейдлера и Мейера.
И в Аделаиде - у Брэгга. И в Петербурге - у Боргмана…
Да, конечно, то беспокойство было замешано и на вечной его жажде быстрых результатов и на жажде первенства. Но под спудом лежало и нечто более тонкое. …Не в Монреале, а гораздо позднее - в Манчестере, случился день, когда он забыл, что пора уходить домой: была суббота - неприкосновенный уик-энд! Он засиделся за установкой вместе с одним из своих манчестерских мальчиков - Гарольдом Робинзоном. А затянувшаяся их работа не связана была с ожиданием каких-нибудь волнующих итогов: они освобождали эманацию радия от остатков жидкого воздуха - не более того. Нечаянно он сплоховал, и новая порция воздуха ворвалась в сосуд. «Хорошо, что я это натворил, а не вы», - сказал он Робинзону. Тот подумал, что это и вправду хорошо, иначе ему бы несдобровать: он знал шефа. Они продолжали мирно очищать радон. Однообразно досаждающий труд. И вдруг Резерфорд сказал: «А знаете, Робинзон, я жалею ученых бедняг, не получивших в свое распоряжение лабораторий!»
В том признании не было ничего особо манчестерского: такую же благодарность судьбе и такое же сочувствие к обойденным коллегам он испытывал позже, в годы своей кавендишевской профессуры, и раньше - в годы профессуры мак-гилльской, когда впервые «получил лабораторию». И впервые узнал радость независимости и сладость власти.
Сладость власти? Да.
Глагол «работать» приобрел для него уже в Монреале сложный спектр значений. Не только собственноручно ставить эксперименты и обрабатывать свои результаты. Вести лабораторию! Вопреки библейскому предостережению - пророчествовать в своем отечестве! Растить себе подобных!
В жизни многих больших людей науки рано или поздно дает знать о себе этот инстинкт продолжения рода - жажда школы. Правда, величайшего из больших - Эйнштейна - это, видимо, никогда не заботило. Не было «команды Эйнштейна» в Берлине, не было в Цюрихе, не было в Праге, лишь намек на школу появился в Принстоне. Но не оттого ли так случилось, что еще в молодости он осознал себя бесспорным главою современной теоретической физики и внутренне чувствовал право, подобно господу богу, говорить всем ищущим: «Вы семя мое!» Он был исключением даже среди исключений, Резерфорд со временем стал вторым лидером физики нашего века и тоже обрел хоть и ограниченное племенем атомников, но не менее заслуженное право на такое же возвышенно отеческое - «Дети мои!». Он был обыкновенней Эйнштейна, он был весь земной. Однако потому-то в отличие от Эйнштейна он создал еще и свой резерфордовский клан.
Сладость власти? Да. Но не административного деспотизма, а духовного водительства. Деспотизм был тенью. Она могла укорачиваться и удлиняться, светлеть и темнеть. Могла вообще исчезать. Но неизменным, тем, что отбрасывало эту тень, была духовная власть. Та же сладость отцовства - умножения себя.
В дни памятного рождества маленькой Эйлин не было и девяти месяцев - она родилась 30 марта, в канун весны. А когда он впервые по-настоящему почувствовал себя еще и лабораторным папой? К точной календарной дате этого, разумеется, не приурочить. Но, пожалуй, тогда же - в преддверии той же весны 1901 года. И немалую роль тут сыграл Содди.
Началось-то все раньше, и началось незаметно. Слишком много у молодого профессора возникало конкретных задач для прояснения одолевавших его идей и проблем. Нужны были, кроме собственных, чужие искусные руки. И умные головы.
Они нужны были, несмотря на то, что Джон Кокс постарался свести до минимума его лекторские обязанности. Не наделенный исследовательским даром, Кокс ценил этот дар в других.
Началось с Оуэнса и Мак-Кланга. Но то были лишь первые опыты привлечения напарника для одновременного возделывания только одной грядки. Многопольным его хозяйство стало после возвращения из Новой Зеландии с Мэри. Это ясный рубеж.
Суть в том, что сразу успешно пошло исследование главной проблемы, начатое в январе 1901 года с Фредериком Содди.
Тот работал с такой чистотой результатов, находчивостью и неутомимостью, что ему можно было довериться без оглядки.
И ему можно было все прощать - самонадеянные выходки, доктринерские суждения, оксфордскую гордыню. Жезл маршала торчал наружу из его солдатского ранца и виден был издалека. В часы совместных лабораторных бдений Резерфорд смотрелся в него, как в омолаживающее зеркало, и не ощущал всего, что их разделяло. Химик Содди был выше похвал. Он не нуждался ни в какой опеке. Пожалуй, именно это позволило Резерфорду перейти на многополье - вести с другими сотрудниками лаборатории параллельные исследования.
С молодым доктором Бэрнсом он изучал влияние температуры на поведение эманации радия и тория. Он привлек к этой работе и мисс Брукс, недавно получившую степень магистра искусств. В марте тема была исчерпана. Но в это время он уже вел в соавторстве с мисс Брукс и другое исследование радона, пытаясь дать оценку молекулярного веса нового радиоактивного газа. В мае такая оценка - очень заниженная - была получена. А одновременно с помощью других сотрудников он разрабатывал типично кавендишевскую тему, изучая скорость ионов при разряде в газе над раскаленной платиной.
Тогда же летом он приступил с демонстратором Алленом - магистром наук - к изучению связи между возбужденной радиоактивностью и ионизацией атмосферы. А другой демонстратор, тоже магистр наук, Грайер уже готовился к исследованию отклонения лучей радиоактивных субстанций в магнитном поле. К рождеству работа с Алленом была завершена, а работа с Грайером вошла в стадию подробных измерений…