Страница:
Резерфордовская цепочка превращений радия с испусканием альфа-частиц навела Кельвина в 1906 году на неожиданное умозаключение, что радий - это вообще не элемент! Радий, решил он, это молекулярное соединение свинца с пятью атомами гелия. Сверхъестественное химическое образование - соединение четырехвалентного металла с газом нулевой валентности - некий «гелиат свинца» -PbHe5
Молниеносно развернулась полемика - шумная, но не столько научная, сколько этическая. Письмо Кельвина появилось в «Тайме» 9 августа. А 15-го Оливер Лодж беспощадно обвинил старика в невнимательности при чтении чужих работ, имея в виду книгу Резерфорда. «Тайме» немедленно обвинила Лоджа в недостойных инсинуациях. 20-го сам Кельвин напечатал протестующий ответ: «…думаю, что едва ли кто-нибудь другой провел больше часов за чтением первого и второго изданий «Радиоактивности» Резерфорда, нежели я». 22-го раскаявшийся сэр Оливер принес старику в печати искренние и глубокие извинения. В споре приняли участие Рэлей-младший, Содди, Мария Кюри.
Наконец и Резерфорд решил дать необходимые разъяснения. 11 октября 1906 года он отправил из Монреаля в Лондон заметку - «Недавняя полемика о радии». Ее напечатал «Nature». Резерфорд просто привел две пространные цитаты из своей книги, показывающие несостоятельность умозаключений Кельвина.
Ни один физик не поддержал новой атаки старика на теорию радиоактивного распада атомов.
Зато возликовал химик Армстронг. Он просто провозгласил, что о такой редкой штуке, как радий, вообще никто ничего знать не может; что трансмутация элементов, как справедливо считает великий Кельвин, есть нечто недоказанное; что физики, разумеется, за исключением великого Кельвина, это «до странности невинные создания, всегда живущие под могучим влиянием формулы и моды».
Было ли тут на что отвечать?!
Резерфорд счел за лучшее не удостаивать президента Химического общества Англии никаким ответом.
Но, может быть, Армстронг был исключением? Равно, как и правоверные американские химики, среди которых чувствовал себя неверующим Бертрам Болтвуд? К сожалению, нет.
Еще до того, как разыгрался финальный эпизод с Рамзаем, в том же 1907 году на Бунзеновском конгрессе в Гамбурге Отто Хан точно так же ощутил себя птицей из чужого гнезда среди немецких химиков.
«Нормальных химиков», - как написал он о них.
Ну в самом деле, мог ли он, усыновленный Резерфордом, слушать без улыбки категорическое утверждение Эмиля Фишера (самого Эмиля Фишера!), что нельзя доверять чувствительности радиоактивных методов исследования, ибо «наиболее деликатный способ» обнаружения минимальных доз вещества дает, и то лишь в известных случаях, «чувство запаха»! Дабы просветить аудиторию, физик Ф. фон Лерх привел на конгрессе элементарный расчет: «Если бы мы поровну разделили 1 миллиграмм радия-С среди всех жителей Земли (около двух миллиардов), каждый получил бы такое количество этой субстанции, какого достаточно, чтобы разрядить пять электроскопов за долю секунды». На крупнейшего термодинамика Вальтера Нернста это произвело сильное впечатление. Но Фишер предпочитал в такие вещи не верить.
В Гамбурге нападали и на теорию атомного распада. И конечно, Хан энергично ее защищал. Нормальные химики называли его «одним из этих энглизированных берлинцев».
Энглизированных? Это говорилось напрасно. Научная прогрессивность и научное ретроградство - явления вовсе не национальные. Армстронг и в Англии был не одинок. Резерфорду на протяжении многих лет равно досаждала и отечественная и чужеземная упрямая оппозиция «нормальных химиков».
Решив не спорить в печати, он однажды сполна отвел душу в замечательном письме Бертраму Болтвуду:
Бесценны такие письма! Весь темперамент ученого, задавленный в научных сочинениях условностями бесстрастного академизма, здесь берет реванш. И создатели науки, которые в своих статьях, как правило, все на одно лицо, в своей переписке - все разные.
Вильям Рамзай увлекся радиоактивностью всерьез. Великий первооткрыватель чуть ли не всей группы инертных газов - аргона, неона, ксенона, криптона, - он готов был к неожиданностям природы. Трансмутации атомов он не отрицал.
Но с ним приключилось нечто, пожалуй, более опасное: он не проникся ощущением закономерного начала в этой небывало новой сфере внутриатомных явлений природы. Не оттого ли он и работал с таким чувством, будто все допустимо и любые превращения элементов равно правдоподобны? Так как предки его в семи поколениях были красильщиками, он шутливо говорил о себе, что «явился на свет божий с некоторыми химическими инстинктами». Но, очевидно, семь поколений донесли до него из дали времен еще и шаманские инстинкты алхимиков. Саркастическое замечание Болтвуда о керосине и салате из омаров было довольно мудрым. Оно означало: при желании можно доэкспериментироваться до чего угодно.
И нельзя в оправданье Рамзая ссылаться на тогдашнее неведение механизма атомных превращений (на сегодняшнем языке - ядерных реакций). И Резерфорда искушали безумные эксперименты. Однажды в Монреале решил он провести ни больше ни меньше, как атомный синтез радия!..
Замысел был неуязвимо логичен: испуская альфа-частицу, атом радия превращается в атом эманации и атом гелия; так не попробовать ли соединить гелий с эманацией? Он пригласил отличного мак-гилльского химика Дугласа Мак-Интоша и сообщил ему свой план. И добавил, что у него нет никаких иллюзий: он заранее уверен в бесцельности опыта. Но отчего бы не попытаться? Чем черт не шутит!
Чисто химическая процедура сводилась к извлечению гелия из минерала торианита. Дальше следовала физика. Резерфорд понимал, что вести синтез гелия и эманации как обычную химическую реакцию заведомо бессмысленно: распад радия сопровождается выделением громадной энергии, и, значит, надобна громадная энергия на соединение продуктов распада.
Откуда ее взять? Решили смешать гелий с эманацией в разрядной трубке малого объема и «поджечь» эту смесь мощной электрической искрой. Энергетический подсчет разочаровывал еще до начала опытов - энергии явно будет не хватать. Но охота пуще неволи. И снова, как некогда в студенческом дэне бакалавра Резерфорда, на рабочем столе академика Резерфорда засияли лабораторные молнии.
Ни малейших следов радия в трубке не появлялось. Конечно, не появлялось! Однако Резерфорд не испытывал разочарования. Скорее - удовлетворение. Главное же, что нигде и никогда не опубликовывал он сообщений об этой своей работе с Мак-Интошем. В науке «нет» - не менее важно, чем «да». Но если покушение совершается с негодными средствами, «нет» не имеет никакой цены. Неисправный арифмометр может вдруг показать: четырежды четыре - двадцать семь.
Или - пять. И в этих результатах будет, несомненно, содержаться открытие. Однако единственное: «Арифмометр неисправен!» Извещать об этом мир явно не имеет смысла.
И потому Резерфорд промолчал. Дело было в 1904 году.
А Рамзай, издавна известный тонкостью своих исследований, на этот раз утратил бдительность.
Наиболее вероятную догадку - литий появляется в растворе сульфата меди из-за выщелачивания стекла - Рамзай отвел поверхностной проверкой. А самую невероятную догадку - медь превращается в литий! - с детской доверчивостью включил в реестр своих замечательных открытий. И настаивал на ней. В 1914 году, перед началом первой мировой войны, он написал по просьбе Вильгельма Оствальда свой «Автобиографический очерк» и там со старинной добросовестностью указал, что «г-жа Кюри произвела подобные же опыты с отрицательным результатом». Но и это его не поколебало. А ведь к тому времени прошло уже три года, как открыто было атомное ядро ). И уже целый год существовала модель атома Резерфорда - Бора ). И еще фантастичней, чем прежде, стала выглядеть ядерная реакция в колбе! Но и это не омрачило его уверенности в своей правоте.
Любопытно: «Автобиографический очерк» Рамзая был написан в прекрасном старомодно-прозрачном и доверительно-искреннем стиле, предполагающем спокойную ясность мысли. Был этот очерк еще и краток - посвящен лишь самому главному и важному в жизни. Так вот - к разряду самого важного и глазного Рамзай за два года до своей смерти отнес и ту нелепейшую историю 1905 - 1907 годов. Неисповедимы пути человеческих заблуждений…
И чтоб уж кончить это отступление, нужен еще один штрих.
Само экспериментирование Рамзая с радиоактивными препаратами отличалось тогда непонятной беззаботностью, словно это был уже совсем не тот Рамзай, который открывал благородные газы.
Фредерик Содди, проработавший после Монреаля больше года на Говер-стрит, со священным ужасом вспоминал: как-то, пожелав увидеть спектр радия, сэр Вильям захватил на влажную платиновую проволочку чуть не весь приобретенный у Изенталя бромид и без раздумий сунул его в огонь горелки, как если бы это была поваренная соль. Яркое карминное пламя озарило лабораторный стол, и, конечно, полетели по сторонам драгоценные крупинки… «То был единственный раз, когда я видел это пламя, и больше никогда не хотел бы увидеть его вновь!» - с искренним ужасом рассказывал Содди.
Видимо, как раз с той поры, когда ради долгожданной профессуры в Глазго, Содди оставил Лондон и Рамзай перестал ощущать компетентную критику бывшего резерфордовского сотрудника, он стал работать над радиоактивностью так, точно не существовало теории превращений, точно испускание частиц при трансмутации значения не имело, а экспоненты распада были математической выдумкой.
В общем все предыдущее - неожиданное и поучительное - сводится к одной фразе: для того, чтобы Резерфорд поверил в радиоторий, привезенный с берегов Темзы, Отто Хану пришлось повторить свое открытие на берегах Святого Лаврентия.
Радиоторий оказался реальностью - промежуточным звеном между торием и торием-Х. Как же в свое время не заметили этого звена Резерфорд и Содди?!
Так - не заметили! И эманация была найдена не сразу.
И торий-Х - тоже. Тут не нужны объяснения: довольно перечитать сердитые слова Резерфорда о «полудюжине Ньютонов».
Без тени ревности отнесся он к открытию молодого немецкого доктора. Наоборот, шумно обрадовался его успеху. Новая тонкость в структуре суммарной радиации препаратов тория обогащала теорию превращений и только благодаря этой теории смогла быть открыта. Позднее, уже в Германии, Отто Хан обнаружил еще один элемент в цепи трансмутаций тория - мезоторий. Даже не один, а два мезотория: они различались длиной пробега или энергией своих альфа-частиц.
- У вас какой-то особый нюх на новые радиоэлементы! - сказал однажды Резерфорд Отто Хану. А тот и вправду был на редкость искусным охотником: один - и в содружестве со знаменитой Лизой Мейтнер - он открыл за свою жизнь в общей сложности около десятка радиоактивных изотопов!
Конечно, такого блестящего экспериментатора Резерфорд должен был сделать одним из ближайших доверенных лиц в своем пылком альфа-романе. В соавторстве с Отто Ханом провел он в 1906 году свое заключительное экспериментальное исследование в Мак-Гилле: определение пресловутого отношения е/m для альфа-частиц тория-С.
Может показаться излишним упоминание о столь непринципиальной работе. Но такой выглядит она только по теме. Суть же была существенно важна. И очень понятна. Решительно ниоткуда не следовало, что альфа-частицы разных радиоактивных элементов - это одни и те же заряженные атомные тельца. Только на опыте можно было увериться, что основная характеристика у них во всех случаях одна и та же - одинаковое e/m. Резерфорд уже не раз определял отношение заряда к массе у альфа-частиц радия. Достоверными он считал величины, полученные при многократном фотографировании отклонений альфа-частиц в магнитном и электрическом полях: 5,6.103 для радия-А, 5,07.103 для радия-С, 5,3.103 для радия-Г. Похожие данные получил он и для альфа-частиц актиния. Теперь ему хотелось тем же методом и на той же установке посмотреть, что покажут альфа-частицы элементов ториева семейства.
Для тория-С результат гласил: 5,6.103.
Все сходилось - в пределах неизбежных ошибок измерений. А так как были неоспоримые основания полагать, что альфа-частицы во всех случаях заряжены одинаково, то из этого следовал вывод, что и массы у них одинаковы.
Так с помощью Отто Хана Резерфорд утвердился в мысли, что альфа-излучение всегда состоит из одних и тех же атомных телец.
Он писал это в июле 1906 года, в Беркли, в дни, когда путешествовал по Калифорнии. Отдыхая после лекций, приемов, встреч, он сочинял две отчетные статьи о недавно законченных экспериментах: собственных - над альфа-частицами радия и актиния, и совместных с Ханом - над альфа-частицами тория.
Обыкновение заниматься в частых и долгих поездках литературной работой появилось у него с тех самых пор, как поездки эти сделались частыми и долгими. Не терялось время и сохранялась сосредоточенность. Но в Калифорнию он захватил с собою необработанные материалы всех опытов еще и по особой причине.
Он не очень доверял английскому языку Хана. Однажды, отредактировав самостоятельную статью своего немецкого ученика, он уведомил его: «Я реконструировал некоторые ваши фразы в духе более разговорного - идиоматического - английского языка». Отношения их были так естественны и просты, что эта опека не вызывала у Хана иных чувств, кроме благодарности.
Именно в ту пору в Физикс-билдинг и явился фотограф из редакции «Nature», чтобы заснять профессора Резерфорда в лабораторной обстановке. Но профессор Резерфорд в лабораторной обстановке не носил манжет, и эта небрежность костюма была тотчас замечена фотографом из почтенного журнала. Резерфорд, как всегда почитавший чужие правила игры, спорить не стал: нужны манжеты - отлично, так достаньте их, раз они вам нужны!
На помощь пришел Хан. И та известная фотография, где Резерфорд снят сидящим возле альфа- установки на фоне кирпичной лабораторной стены, - нога на ногу, приглаженные усы, напряженный полупрофиль, стоячий воротничок и демонстративно вылезающий из черного рукава белейший манжет Отто Хана, - осталась для биографов, кроме всего прочего, вещественным свидетельством дружеской непринужденности в альянсе шефа и его ученика. Хан недаром много раз и с неизменным удовольствием вспоминал потом эту маленькую историю.
И конечно, ничего, кроме признательности, не вызывали у Хана даже более серьезные вторжения Резерфорда в его тексты, чем стилистическая правка. «Ваше обращение с математической теорией… было не очень строгим», - писал ему Резерфорд и сообщал, что сам навел в рукописи нужный порядок. Словом, никакой ложной игры самолюбий не было в их отношениях.
Статьи, написанные Резерфордом в Беркли, были опубликованы «Philosophical magazine» в октябре 1906 года. А через месяц он еще уверенней провозгласил свою точку зрения на фундаментальную роль альфа-частиц в строении материи. Он заявил, что они, быть может, играют основную, созидающую роль в структуре не только радиоактивных, но и всех атомов вообще.
Вот как далеко зашел его альфа-роман.
Не сразу убедился он, что это его мнение об альфа-частицах было преувеличенным. Он слишком спешил вперед. Однако же вперед! К модели атома, единой для всех элементов, шел он хоть и в потемках, но в самом обещающем направлении. Время заменило в его утверждении подлежащее: альфа- частицы - протонами. И тогда в первом приближении все стало на место.
Но все поставить на место и добраться до правды атома в Монреале он уже не успел. Ибо дни Монреаля подошли к концу.
[К сожалению, о подробностях встречи Резерфорда и Горького почти ничего не известно. Ей посвящено всего несколько строк в неопубликованных воспоминаниях М. Ф. Андреевой.]
Дни Монреаля подошли к концу…
А он согласился стать президентом секции математики, физики, химии Королевского общества Канады. Отправился в Оттаву с президентской лекцией о радиоактивности. В вагоне потерял маленькую трубочку с препаратом радия. Искал - не нашел: не была еще придумана такая штука, как счетчик Гейгера. (Хотя история уже запланировала и его скорую встречу с Гансом Гейгером, и счетчик, и рассеянье альфа-частиц, и рождение ядерной физики.) В Оттаве перед лицом коллег-академиков он повинился в случившемся - лекция пойдет без демонстраций. Все улыбались. А он добавил голосом, плохо приспособленным для задумчивых суждений о бренности жизни:
- И будет этот потерянный радий источать эманацию несколько тысяч лет.
По канадскому обычаю - давать названия железнодорожным вагонам - академики предложили присвоить тому, что стал отныне радиоактивным, имя «Резерфорд». Это было славно придумано и вовсе не по случаю расставания с ним. Напротив, этой шуткой они только подчеркнули то, что уже сказали ему, избрав своим президентом: «Вот вы и натурализовались у нас, канадец на веки веков, аминь!»
Дни Монреаля подошли к концу…
А он купил кусочек земли на северо-западных склонах Уэст-Маунтин. И его новозеландское сердце радовалось, что оттуда открывается прекрасный вид на озеро Двух Гор - настоящий индейский пейзаж. Он успел заказать проект небольшого дома - в согласии с мечтаньями Мэри о жизни отъединенной. (Дело даже не в том, что для счастья ей не нужен был никто, кроме маленькой Эйлин и большого Эрнста, да еще нескольких лиц с фамилией де Рензи Ньютон. Существенней, что сочетание застенчивости с домашним деспотизмом позволяло ей чувствовать себя естественно и свободно лишь в семейном кругу.) И Резерфордова фермерская душа жаждала дома - простого и просторного. Минимальные средства для этого уже появились. И проект уже лежал у него на столе, и он уже предвкушал возвращение в атмосферу пунгарехских каникул - в дни засученных рукавов, топора и пилы; он уже готов был «возделывать свой сад», когда вдруг письмо из-за океана разом изменило его планы на будущее.
Сколько похожих писем наполучал он за последние годы!
Не только Иельский университет соблазнял его бросить Мак-Гилл.
Колумбийский университет в Нью-Йорке.
Университет Лэланда Стэнфорда в Калифорнии.
Национальная физическая лаборатория.
Смитсонианский институт.
Лондонский королевский колледж.
Приглашения шли отовсюду, где появлялась вакансия профессора, или директора, или ученого секретаря. И всюду уверены были, что, конечно же, он без сожалений оставит заштатный Мак-Гилл.
А он отвечал - «нет». По разным мотивам, но всякий раз - «нет». И внезапно он ответил - «да!»,
Письмо было из Манчестера. Писал Артур Шустер - кавендишевец первого поколения, ученик Максвелла, глава физической кафедры университета Виктории, ленгворсианский профессор (по имени основателя кафедры). Восемь лет назад, вслед за Дж. Дж., Оливером Лоджем, Робертом Боллом, Шустер снабдил бакалавра Резерфорда, отправлявшегося в Канаду, своим рекомендательным письмом. За прошедшие годы он стал еще известней в ученых кругах, чем прежде: в 1904 году вышел его солидный труд - «Теория оптики». И еще более упрочилась за ним репутация бескорыстного патрона науки: сын франкфуртского банкира, осевшего в Англии, был он не только хорошим физиком, но и богатым человеком, - «комбинация необычайная», как заметил Андраде, - и затратил немалые средства на расширение и оснащение физической лаборатории Манчестерского университета. Теперь он уходил в отставку - с тем чтобы стать, в скором времени секретарем Королевского общества. Ему хотелось передать свое детище в надежные руки.
Резерфорд ответил немедленно. И звучала в его ответе независимость человека, сполна сознающего свою силу.
Резерфорд - Артуру Шустеру
26 сентября 1906. Монреаль
Молниеносно развернулась полемика - шумная, но не столько научная, сколько этическая. Письмо Кельвина появилось в «Тайме» 9 августа. А 15-го Оливер Лодж беспощадно обвинил старика в невнимательности при чтении чужих работ, имея в виду книгу Резерфорда. «Тайме» немедленно обвинила Лоджа в недостойных инсинуациях. 20-го сам Кельвин напечатал протестующий ответ: «…думаю, что едва ли кто-нибудь другой провел больше часов за чтением первого и второго изданий «Радиоактивности» Резерфорда, нежели я». 22-го раскаявшийся сэр Оливер принес старику в печати искренние и глубокие извинения. В споре приняли участие Рэлей-младший, Содди, Мария Кюри.
Наконец и Резерфорд решил дать необходимые разъяснения. 11 октября 1906 года он отправил из Монреаля в Лондон заметку - «Недавняя полемика о радии». Ее напечатал «Nature». Резерфорд просто привел две пространные цитаты из своей книги, показывающие несостоятельность умозаключений Кельвина.
Ни один физик не поддержал новой атаки старика на теорию радиоактивного распада атомов.
Зато возликовал химик Армстронг. Он просто провозгласил, что о такой редкой штуке, как радий, вообще никто ничего знать не может; что трансмутация элементов, как справедливо считает великий Кельвин, есть нечто недоказанное; что физики, разумеется, за исключением великого Кельвина, это «до странности невинные создания, всегда живущие под могучим влиянием формулы и моды».
Было ли тут на что отвечать?!
Резерфорд счел за лучшее не удостаивать президента Химического общества Англии никаким ответом.
Но, может быть, Армстронг был исключением? Равно, как и правоверные американские химики, среди которых чувствовал себя неверующим Бертрам Болтвуд? К сожалению, нет.
Еще до того, как разыгрался финальный эпизод с Рамзаем, в том же 1907 году на Бунзеновском конгрессе в Гамбурге Отто Хан точно так же ощутил себя птицей из чужого гнезда среди немецких химиков.
«Нормальных химиков», - как написал он о них.
Ну в самом деле, мог ли он, усыновленный Резерфордом, слушать без улыбки категорическое утверждение Эмиля Фишера (самого Эмиля Фишера!), что нельзя доверять чувствительности радиоактивных методов исследования, ибо «наиболее деликатный способ» обнаружения минимальных доз вещества дает, и то лишь в известных случаях, «чувство запаха»! Дабы просветить аудиторию, физик Ф. фон Лерх привел на конгрессе элементарный расчет: «Если бы мы поровну разделили 1 миллиграмм радия-С среди всех жителей Земли (около двух миллиардов), каждый получил бы такое количество этой субстанции, какого достаточно, чтобы разрядить пять электроскопов за долю секунды». На крупнейшего термодинамика Вальтера Нернста это произвело сильное впечатление. Но Фишер предпочитал в такие вещи не верить.
В Гамбурге нападали и на теорию атомного распада. И конечно, Хан энергично ее защищал. Нормальные химики называли его «одним из этих энглизированных берлинцев».
Энглизированных? Это говорилось напрасно. Научная прогрессивность и научное ретроградство - явления вовсе не национальные. Армстронг и в Англии был не одинок. Резерфорду на протяжении многих лет равно досаждала и отечественная и чужеземная упрямая оппозиция «нормальных химиков».
Решив не спорить в печати, он однажды сполна отвел душу в замечательном письме Бертраму Болтвуду:
…В течение последних месяцев шести меня очень развлекали многочисленные статьи авторов технических журналов, которые поднимают кверху лапки перед смелостью экспериментальных исследований и глубокомысленно размышляют, как Ньютон уселся бы да исчерпывающе разработал бы весь предмет экспериментально, а потом уж дал бы теорию. Им никогда не приходит в голову, что задача исчерпать опытным путем изучение предмета потребовала бы всей жизни полудюжины Ньютонов. Но и тогда они, эти Ньютоны, не смогли бы выдвинуть никакой теории, более правдоподобной, чем та, которую мы продолжаем создавать сегодня. Эти проклятые дураки - я думаю, они когда-то были, очевидно, химиками (простите меня - Вы тут ни при чем) - не имеют ни малейшего представления, что теория дезинтеграции материи так же обильно подкреплена доказательствами, как кинетическая теория Гаусса, и на вид более стройна, чем электромагнитная теория, а обе эти теории все они проглатывают как вечные истины…
Бесценны такие письма! Весь темперамент ученого, задавленный в научных сочинениях условностями бесстрастного академизма, здесь берет реванш. И создатели науки, которые в своих статьях, как правило, все на одно лицо, в своей переписке - все разные.
Вильям Рамзай увлекся радиоактивностью всерьез. Великий первооткрыватель чуть ли не всей группы инертных газов - аргона, неона, ксенона, криптона, - он готов был к неожиданностям природы. Трансмутации атомов он не отрицал.
Но с ним приключилось нечто, пожалуй, более опасное: он не проникся ощущением закономерного начала в этой небывало новой сфере внутриатомных явлений природы. Не оттого ли он и работал с таким чувством, будто все допустимо и любые превращения элементов равно правдоподобны? Так как предки его в семи поколениях были красильщиками, он шутливо говорил о себе, что «явился на свет божий с некоторыми химическими инстинктами». Но, очевидно, семь поколений донесли до него из дали времен еще и шаманские инстинкты алхимиков. Саркастическое замечание Болтвуда о керосине и салате из омаров было довольно мудрым. Оно означало: при желании можно доэкспериментироваться до чего угодно.
И нельзя в оправданье Рамзая ссылаться на тогдашнее неведение механизма атомных превращений (на сегодняшнем языке - ядерных реакций). И Резерфорда искушали безумные эксперименты. Однажды в Монреале решил он провести ни больше ни меньше, как атомный синтез радия!..
Замысел был неуязвимо логичен: испуская альфа-частицу, атом радия превращается в атом эманации и атом гелия; так не попробовать ли соединить гелий с эманацией? Он пригласил отличного мак-гилльского химика Дугласа Мак-Интоша и сообщил ему свой план. И добавил, что у него нет никаких иллюзий: он заранее уверен в бесцельности опыта. Но отчего бы не попытаться? Чем черт не шутит!
Чисто химическая процедура сводилась к извлечению гелия из минерала торианита. Дальше следовала физика. Резерфорд понимал, что вести синтез гелия и эманации как обычную химическую реакцию заведомо бессмысленно: распад радия сопровождается выделением громадной энергии, и, значит, надобна громадная энергия на соединение продуктов распада.
Откуда ее взять? Решили смешать гелий с эманацией в разрядной трубке малого объема и «поджечь» эту смесь мощной электрической искрой. Энергетический подсчет разочаровывал еще до начала опытов - энергии явно будет не хватать. Но охота пуще неволи. И снова, как некогда в студенческом дэне бакалавра Резерфорда, на рабочем столе академика Резерфорда засияли лабораторные молнии.
Ни малейших следов радия в трубке не появлялось. Конечно, не появлялось! Однако Резерфорд не испытывал разочарования. Скорее - удовлетворение. Главное же, что нигде и никогда не опубликовывал он сообщений об этой своей работе с Мак-Интошем. В науке «нет» - не менее важно, чем «да». Но если покушение совершается с негодными средствами, «нет» не имеет никакой цены. Неисправный арифмометр может вдруг показать: четырежды четыре - двадцать семь.
Или - пять. И в этих результатах будет, несомненно, содержаться открытие. Однако единственное: «Арифмометр неисправен!» Извещать об этом мир явно не имеет смысла.
И потому Резерфорд промолчал. Дело было в 1904 году.
А Рамзай, издавна известный тонкостью своих исследований, на этот раз утратил бдительность.
Наиболее вероятную догадку - литий появляется в растворе сульфата меди из-за выщелачивания стекла - Рамзай отвел поверхностной проверкой. А самую невероятную догадку - медь превращается в литий! - с детской доверчивостью включил в реестр своих замечательных открытий. И настаивал на ней. В 1914 году, перед началом первой мировой войны, он написал по просьбе Вильгельма Оствальда свой «Автобиографический очерк» и там со старинной добросовестностью указал, что «г-жа Кюри произвела подобные же опыты с отрицательным результатом». Но и это его не поколебало. А ведь к тому времени прошло уже три года, как открыто было атомное ядро ). И уже целый год существовала модель атома Резерфорда - Бора ). И еще фантастичней, чем прежде, стала выглядеть ядерная реакция в колбе! Но и это не омрачило его уверенности в своей правоте.
Любопытно: «Автобиографический очерк» Рамзая был написан в прекрасном старомодно-прозрачном и доверительно-искреннем стиле, предполагающем спокойную ясность мысли. Был этот очерк еще и краток - посвящен лишь самому главному и важному в жизни. Так вот - к разряду самого важного и глазного Рамзай за два года до своей смерти отнес и ту нелепейшую историю 1905 - 1907 годов. Неисповедимы пути человеческих заблуждений…
И чтоб уж кончить это отступление, нужен еще один штрих.
Само экспериментирование Рамзая с радиоактивными препаратами отличалось тогда непонятной беззаботностью, словно это был уже совсем не тот Рамзай, который открывал благородные газы.
Фредерик Содди, проработавший после Монреаля больше года на Говер-стрит, со священным ужасом вспоминал: как-то, пожелав увидеть спектр радия, сэр Вильям захватил на влажную платиновую проволочку чуть не весь приобретенный у Изенталя бромид и без раздумий сунул его в огонь горелки, как если бы это была поваренная соль. Яркое карминное пламя озарило лабораторный стол, и, конечно, полетели по сторонам драгоценные крупинки… «То был единственный раз, когда я видел это пламя, и больше никогда не хотел бы увидеть его вновь!» - с искренним ужасом рассказывал Содди.
Видимо, как раз с той поры, когда ради долгожданной профессуры в Глазго, Содди оставил Лондон и Рамзай перестал ощущать компетентную критику бывшего резерфордовского сотрудника, он стал работать над радиоактивностью так, точно не существовало теории превращений, точно испускание частиц при трансмутации значения не имело, а экспоненты распада были математической выдумкой.
В общем все предыдущее - неожиданное и поучительное - сводится к одной фразе: для того, чтобы Резерфорд поверил в радиоторий, привезенный с берегов Темзы, Отто Хану пришлось повторить свое открытие на берегах Святого Лаврентия.
Радиоторий оказался реальностью - промежуточным звеном между торием и торием-Х. Как же в свое время не заметили этого звена Резерфорд и Содди?!
Так - не заметили! И эманация была найдена не сразу.
И торий-Х - тоже. Тут не нужны объяснения: довольно перечитать сердитые слова Резерфорда о «полудюжине Ньютонов».
Без тени ревности отнесся он к открытию молодого немецкого доктора. Наоборот, шумно обрадовался его успеху. Новая тонкость в структуре суммарной радиации препаратов тория обогащала теорию превращений и только благодаря этой теории смогла быть открыта. Позднее, уже в Германии, Отто Хан обнаружил еще один элемент в цепи трансмутаций тория - мезоторий. Даже не один, а два мезотория: они различались длиной пробега или энергией своих альфа-частиц.
- У вас какой-то особый нюх на новые радиоэлементы! - сказал однажды Резерфорд Отто Хану. А тот и вправду был на редкость искусным охотником: один - и в содружестве со знаменитой Лизой Мейтнер - он открыл за свою жизнь в общей сложности около десятка радиоактивных изотопов!
Конечно, такого блестящего экспериментатора Резерфорд должен был сделать одним из ближайших доверенных лиц в своем пылком альфа-романе. В соавторстве с Отто Ханом провел он в 1906 году свое заключительное экспериментальное исследование в Мак-Гилле: определение пресловутого отношения е/m для альфа-частиц тория-С.
Может показаться излишним упоминание о столь непринципиальной работе. Но такой выглядит она только по теме. Суть же была существенно важна. И очень понятна. Решительно ниоткуда не следовало, что альфа-частицы разных радиоактивных элементов - это одни и те же заряженные атомные тельца. Только на опыте можно было увериться, что основная характеристика у них во всех случаях одна и та же - одинаковое e/m. Резерфорд уже не раз определял отношение заряда к массе у альфа-частиц радия. Достоверными он считал величины, полученные при многократном фотографировании отклонений альфа-частиц в магнитном и электрическом полях: 5,6.103 для радия-А, 5,07.103 для радия-С, 5,3.103 для радия-Г. Похожие данные получил он и для альфа-частиц актиния. Теперь ему хотелось тем же методом и на той же установке посмотреть, что покажут альфа-частицы элементов ториева семейства.
Для тория-С результат гласил: 5,6.103.
Все сходилось - в пределах неизбежных ошибок измерений. А так как были неоспоримые основания полагать, что альфа-частицы во всех случаях заряжены одинаково, то из этого следовал вывод, что и массы у них одинаковы.
Так с помощью Отто Хана Резерфорд утвердился в мысли, что альфа-излучение всегда состоит из одних и тех же атомных телец.
Это важное заключение, ибо оно показывает, что уран, торий, радий, актиний, которые химически ведут себя как различные элементы, имеют общий продукт распада. Альфа-частица представляет собою одну из фундаментальных единиц материи, из которых строятся атомы этих элементов…
Он писал это в июле 1906 года, в Беркли, в дни, когда путешествовал по Калифорнии. Отдыхая после лекций, приемов, встреч, он сочинял две отчетные статьи о недавно законченных экспериментах: собственных - над альфа-частицами радия и актиния, и совместных с Ханом - над альфа-частицами тория.
Обыкновение заниматься в частых и долгих поездках литературной работой появилось у него с тех самых пор, как поездки эти сделались частыми и долгими. Не терялось время и сохранялась сосредоточенность. Но в Калифорнию он захватил с собою необработанные материалы всех опытов еще и по особой причине.
Он не очень доверял английскому языку Хана. Однажды, отредактировав самостоятельную статью своего немецкого ученика, он уведомил его: «Я реконструировал некоторые ваши фразы в духе более разговорного - идиоматического - английского языка». Отношения их были так естественны и просты, что эта опека не вызывала у Хана иных чувств, кроме благодарности.
Именно в ту пору в Физикс-билдинг и явился фотограф из редакции «Nature», чтобы заснять профессора Резерфорда в лабораторной обстановке. Но профессор Резерфорд в лабораторной обстановке не носил манжет, и эта небрежность костюма была тотчас замечена фотографом из почтенного журнала. Резерфорд, как всегда почитавший чужие правила игры, спорить не стал: нужны манжеты - отлично, так достаньте их, раз они вам нужны!
На помощь пришел Хан. И та известная фотография, где Резерфорд снят сидящим возле альфа- установки на фоне кирпичной лабораторной стены, - нога на ногу, приглаженные усы, напряженный полупрофиль, стоячий воротничок и демонстративно вылезающий из черного рукава белейший манжет Отто Хана, - осталась для биографов, кроме всего прочего, вещественным свидетельством дружеской непринужденности в альянсе шефа и его ученика. Хан недаром много раз и с неизменным удовольствием вспоминал потом эту маленькую историю.
И конечно, ничего, кроме признательности, не вызывали у Хана даже более серьезные вторжения Резерфорда в его тексты, чем стилистическая правка. «Ваше обращение с математической теорией… было не очень строгим», - писал ему Резерфорд и сообщал, что сам навел в рукописи нужный порядок. Словом, никакой ложной игры самолюбий не было в их отношениях.
Статьи, написанные Резерфордом в Беркли, были опубликованы «Philosophical magazine» в октябре 1906 года. А через месяц он еще уверенней провозгласил свою точку зрения на фундаментальную роль альфа-частиц в строении материи. Он заявил, что они, быть может, играют основную, созидающую роль в структуре не только радиоактивных, но и всех атомов вообще.
Вот как далеко зашел его альфа-роман.
Не сразу убедился он, что это его мнение об альфа-частицах было преувеличенным. Он слишком спешил вперед. Однако же вперед! К модели атома, единой для всех элементов, шел он хоть и в потемках, но в самом обещающем направлении. Время заменило в его утверждении подлежащее: альфа- частицы - протонами. И тогда в первом приближении все стало на место.
Но все поставить на место и добраться до правды атома в Монреале он уже не успел. Ибо дни Монреаля подошли к концу.
20
Подошли к концу годы, снискавшие ему мировую известность, в конце концов, далеко за пределами круга его ученых коллег. А как далеко за пределами этого узкого круга - он почувствовал, когда однажды Физикс-билдинг посетил нежданный визитер из России. То был не физик, а писатель. Исколесивший в 1906 году Европу и Америку, к нему явился Максим Горький, равно жаждавший понимания и одушевленного и неодушевленного мира. И появление волжанина на берегах Св. Лаврентия было свидетельством не только всесветной широты его, резерфордовой, славы. Это показывало, как серьезна она, прочна и существенна.[К сожалению, о подробностях встречи Резерфорда и Горького почти ничего не известно. Ей посвящено всего несколько строк в неопубликованных воспоминаниях М. Ф. Андреевой.]
Дни Монреаля подошли к концу…
А он согласился стать президентом секции математики, физики, химии Королевского общества Канады. Отправился в Оттаву с президентской лекцией о радиоактивности. В вагоне потерял маленькую трубочку с препаратом радия. Искал - не нашел: не была еще придумана такая штука, как счетчик Гейгера. (Хотя история уже запланировала и его скорую встречу с Гансом Гейгером, и счетчик, и рассеянье альфа-частиц, и рождение ядерной физики.) В Оттаве перед лицом коллег-академиков он повинился в случившемся - лекция пойдет без демонстраций. Все улыбались. А он добавил голосом, плохо приспособленным для задумчивых суждений о бренности жизни:
- И будет этот потерянный радий источать эманацию несколько тысяч лет.
По канадскому обычаю - давать названия железнодорожным вагонам - академики предложили присвоить тому, что стал отныне радиоактивным, имя «Резерфорд». Это было славно придумано и вовсе не по случаю расставания с ним. Напротив, этой шуткой они только подчеркнули то, что уже сказали ему, избрав своим президентом: «Вот вы и натурализовались у нас, канадец на веки веков, аминь!»
Дни Монреаля подошли к концу…
А он купил кусочек земли на северо-западных склонах Уэст-Маунтин. И его новозеландское сердце радовалось, что оттуда открывается прекрасный вид на озеро Двух Гор - настоящий индейский пейзаж. Он успел заказать проект небольшого дома - в согласии с мечтаньями Мэри о жизни отъединенной. (Дело даже не в том, что для счастья ей не нужен был никто, кроме маленькой Эйлин и большого Эрнста, да еще нескольких лиц с фамилией де Рензи Ньютон. Существенней, что сочетание застенчивости с домашним деспотизмом позволяло ей чувствовать себя естественно и свободно лишь в семейном кругу.) И Резерфордова фермерская душа жаждала дома - простого и просторного. Минимальные средства для этого уже появились. И проект уже лежал у него на столе, и он уже предвкушал возвращение в атмосферу пунгарехских каникул - в дни засученных рукавов, топора и пилы; он уже готов был «возделывать свой сад», когда вдруг письмо из-за океана разом изменило его планы на будущее.
Сколько похожих писем наполучал он за последние годы!
Не только Иельский университет соблазнял его бросить Мак-Гилл.
Колумбийский университет в Нью-Йорке.
Университет Лэланда Стэнфорда в Калифорнии.
Национальная физическая лаборатория.
Смитсонианский институт.
Лондонский королевский колледж.
Приглашения шли отовсюду, где появлялась вакансия профессора, или директора, или ученого секретаря. И всюду уверены были, что, конечно же, он без сожалений оставит заштатный Мак-Гилл.
А он отвечал - «нет». По разным мотивам, но всякий раз - «нет». И внезапно он ответил - «да!»,
Письмо было из Манчестера. Писал Артур Шустер - кавендишевец первого поколения, ученик Максвелла, глава физической кафедры университета Виктории, ленгворсианский профессор (по имени основателя кафедры). Восемь лет назад, вслед за Дж. Дж., Оливером Лоджем, Робертом Боллом, Шустер снабдил бакалавра Резерфорда, отправлявшегося в Канаду, своим рекомендательным письмом. За прошедшие годы он стал еще известней в ученых кругах, чем прежде: в 1904 году вышел его солидный труд - «Теория оптики». И еще более упрочилась за ним репутация бескорыстного патрона науки: сын франкфуртского банкира, осевшего в Англии, был он не только хорошим физиком, но и богатым человеком, - «комбинация необычайная», как заметил Андраде, - и затратил немалые средства на расширение и оснащение физической лаборатории Манчестерского университета. Теперь он уходил в отставку - с тем чтобы стать, в скором времени секретарем Королевского общества. Ему хотелось передать свое детище в надежные руки.
Резерфорд ответил немедленно. И звучала в его ответе независимость человека, сполна сознающего свою силу.
Резерфорд - Артуру Шустеру
26 сентября 1906. Монреаль
…Я очень высоко ценю доброту и сердечность вашего письма… Прекрасная лаборатория, созданная вами, это для меня великая приманка, так же как и благоприятная перспектива деятельней участвовать в научном общении, чем это удается здесь. Выть может, мы сбережем время, если я коротко изложу мой взгляд на предложения, сделанные в вашем письме. Я был бы готов читать пять лекций в неделю, но не больше, ибо в противном случае слишком много времени и энергии придется отрывать от исследований…
Здесь у меня предостаточно организационной работы…
Я, конечно, сознаю, что должен буду выполнять свои обязанности и в этом отношении, но мне хотелось бы, насколько это возможно, быть избавленным от излишеств канцелярской рутины…
Есть один важный пункт, по которому я хотел бы получить дальнейшую информацию, а именно - каково состояние денежных фондов отделения физики… и как далеко простирается власть директора в определении и санкционировании расходов.
…Я вполне понимаю дух самоотречения, которым пронизано ваше письмо. Ничто не могло бы доставить мне большего удовольствия, чем видеть вас в качестве члена отделения, дабы пользоваться вашей силой в той области, в которой я всего более ценил бы помощь - в области математической физики.
Он закончил свое послание Шустеру так, точно уже властвовал в Манчестере. Он знал: все его пожелания будут приняты.
Весной 1907 года он прощался с Канадой.
Как девять лет назад в осеннем Кембридже, так теперь в весеннем Монреале наступили для него дни, когда всякий поступок, даже зауряднейший, вырастал в душевное событие, оттого что предварялся в сознании молчаливой формулой - «в последний раз».
В последний раз пошел он на берег Святого Лаврентия - посмотреть и послушать грандиозный ледоход. Была с ним шестилетняя Эйлин, - этого хочет воображение, - и он надежно держал в своей пятерне ее ладошку. Она следила за белым движеньем на великой реке так серьезно и тихо, точно понимала, что расстается с землей, где началась ее жизнь. Впрочем, была она вообще тиха и серьезна. И Резерфорд любил ее тихость и серьезность. И сам становился с ней серьезней и тише.
В последний раз прошелся он по весенней Юниверсити-стрит. И когда огибал Физикс-билдинг, вдруг кольнуло оскорбительностью воспоминание, как на этом углу юный Содди некогда высвободился из его дружеского и доверчивого полуобъятья. А едва сошла досада от этого непрошеного воспоминания, как настроение омрачило зрелище черных развалин Инженерного корпуса и обугленных деревьев, не успевших расцвесть. Ожили тревоги последних недель, когда один за другим пожары у инженеров и медиков потрясли университет. Подозревали поджоги. Пустили ночные патрули по Мак-Гиллу. Каждый неурочный телефонный звонок бил по нервам, как сигнал нового бедствия. Теперь миллионы потребуются на восстановление разрушенного. Нелегко будет житься лабораториям. Уже пришлось отказаться от приглашения Вильяма Брэгга из Аделаиды. А Резерфорда так восхищали работы австралийца по определению пробега альфа-частиц и так радовала надежда, что он оставит на попечение Брэгга своих рисерч-стьюдентов… Злополучные случайности! Он к таким вещам не привык. И в зрелище черных развалин среди весенней травы слышался ему укор: «А вовремя ли ты уезжаешь?»
Может быть, и не очень вовремя. Но все уже было отрезано.
В последний раз собрались у него монреальские коллеги-друзья: Джон Кокс и Оуэне, Ив и Мак-Врайд, Бэрнс и Мак-Кланг, Аллен и Грайер… И Мэри верно почувствовала, что на этот раз не нужно отнимать у него трубки и не нужно увещ вать его: «Эрни, не пей!»