Страница:
После окончания войны знаменитый ученый остался в полном одиночестве Приемная дочь, племянница его жены, больше не жила у него. Спутница его жизни, за которой он самоотверженно ухаживал во время ее многолетней мучительной болезни, умерла в 1919 году. Рентген тяжело перенес эту утрату. Осенью 1921 года он писал другу: "Кончается месяц октябрь и приближается день, в который я потерял свою любимую. Я все больше ощущаю, как она была мне необходима, даже в труднейшее время ее болезни; в механизме моего существования не хватает незаменимой части"
Десятого февраля 1923 года Рентген, обессиленный истощением, умер от рака. Его прах был погребен в Гисене. "Моя жизнь кажется мне такой бесцельной!" - писал за несколько месяцев до своей кончины близкому сотруднику исследователь, прежде умевший так радоваться бытию, всегда обращенный лицом к природе и жизни.
Следуя указанию в завещании, распорядители сожгли все, что было найдено из оставшейся от него переписки и неопубликованных рукописей. При этом, к сожалению, были сожжены написанные совместно с Иоффе и неопубликованные работы, и множество лабораторных тетрадей русского физика.
Среди простых и безыскусных, часто по-человечески захватывающих писем Рентгена письма к Людвигу Цендеру представляют особую ценность для более глубокого понимания характера исследователя и истории его открытий.
Вальтер Фридрих так нарисовал портрет своего учителя: "Тот, кому было позволено вступить с Рентгеном в личные отношения, испытывал чувство, говорящее ему, что перед ним действительно великий человек. Сама его внешность была чрезвычайно импонирующей. При необычно высоком росте у него была в высшей степени изящная голова ученого и серьезный, почти строгий взгляд. Очень редко и лишь на короткие мгновения на его губах появлялась легкая улыбка. Этот человек был так же велик внутренне, как и внешне. Честность и благородная скромность были самыми примечательными чертами его характера. Строгое выражение его лица скрывало жизнь чувств, которую он при своей замкнутости приоткрывал, безусловно, только истинным друзьям и самым близким людям".
Открытие Рентгена разом распахнуло перед физической наукой двери в новый мир и одновременно поставило перед теорией совершенно новые задачи. Наряду со своим воздействием на технику и медицину оно имело глубочайшие теоретические последствия. Если и не каждое из последующих достижений было непосредственно связано с ним, то все же лишь немногие великие открытия продолжительное время оставались в стороне от рентгеновских лучей. Создание учения об атомной оболочке и исследование решетчатой структуры кристаллов были бы без них невозможны. Обнаружение радиоактивности было непосредственно стимулировано первым сообщением Рентгена о его открытии.
Рентген не был физиком, склонным к философствованию. Он не углублялся в теоретико-познавательные проблемы, как Эйнштейн, и не был глубоким мыслителем-диалектиком, как Нильс Бор. Но его открытие оказало и мировоззренческое воздействие: оно довершило закат начертанного Декартом и Ньютоном механистического представления о природе. Механистическая картина природы еще раньше - в отдельных случаях - подвергалась сомнению. Теперь ее недостаточность выявилась со всей очевидностью.
Открытие Рентгена пробудило физиков от механистически-догматической дремоты. Год Рентгена, 1896 год, положил начало тому глубокому кризису физики, преодоление которого было процессом становления физической науки XX столетия.
Рентгена можно назвать совестью немецкой экспериментальной физики. Он ярчайшим образом олицетворял собой тип эмпирически работающего естествоиспытателя, внимательного и трезвого наблюдателя природы. Однако величие его индивидуальности исследователя, величие научного труда всей его жизни ломает рамки ограниченности того класса исследователей, к которому он принадлежал.
Мария и Пьер Кюри
Открытие и исследование радиоактивных веществ
В начале января 1896 года Рентген разослал специальное сообщение об открытии Х-лучей своим знакомым коллегам-физикам. В следующие дни пресса всех стран сообщала о "сенсационном открытии" вюрцбургского профессора. Физики бросились проверять данные Рентгена и - если возможно - пытаться найти новые, доселе не наблюдавшиеся лучи.
Успех Рентгена вызвал настоящую лихорадку "открывательства" лучей, которая принимала иногда самые причудливые формы. Большинство этих "открытий" оказались самообманом.
Теоретики тоже оживились. Еще в январе 1896 года известный математик и физик Анри Пуанкаре на заседании Парижской Академии наук сообщил о рентгеновских лучах. При этом он показал фотографии, полученные от Рентгена.
В своем докладе Пуанкаре поставил вопрос, который занимал и других физиков: не испускают ли почти все флуоресцирующие вещества под воздействием солнечного света определенные лучи, подобные рентгеновским.
Среди участников заседания был Анри Беккерель, профессор Высшей технической школы в Париже. Он происходил из семьи физиков. Его дед был профессором Парижского музея естественной истории и одним из основателей электрохимии. Отец был известен своими работами в области флуоресценции и научной фотографии. Анри Беккерель также много лет занимался явлениями флуоресценции и фосфоресценции.
Сообщение Пуанкаре произвело на него глубокое впечатление, и он сразу же после заседания Академии приступил к проверке высказанного предположения. Для этой цели он положил флуоресцирующие вещества на фотографические пластинки, завернутые в черную светонепроницаемую бумагу, и оставил их на несколько часов под солнечными лучами.
После проявления пластинок тот фотографический слой, на котором лежала урановая соль, действительно оказался сильно засвеченным. Беккерель решил, что это подтверждает предположения Пуанкаре. Он полагал, что соль урана под действием солнечного света испускает лучи, которые, подобно лучам Рентгена, пронизывают светонепроницаемую упаковку и химически изменяют фотослой. Об этом он доложил Французской Академии наук 29 февраля 1896 года.
Но уже через несколько дней, 2 марта, исследователь был вынужден исправить свое сообщение. Дальнейшие опыты с урановой смолкой показали, что при почернении, которое он наблюдал на фотопластинке, не может идти речь о воздействии на минерал солнечного излучения. Соль урана производила точно такое же воздействие и тогда, когда ее не выставляли на солнечный свет.
Мнение, что существует внутренняя связь между флуоресценцией и испусканием невидимых лучей, подобных рентгеновским, не подтвердилось. Первое сообщение Беккереля опиралось на недостаточно выверенные результаты наблюдений. Его вывод был слишком поспешен. У Рентгена такое недоразумение было бы невозможно.
В последующие недели Беккерель пришел к убеждению, что при описанном им явлении следует вести речь о лучах, которые исходят от солей урана непрерывно и без предварительного возбуждения. Ряд планомерных опытов показал, что сильнее всего это проявляется у металлического урана. Лучи урана, которые вскоре стали называть "лучами Беккереля", подобно рентгеновским лучам, делали воздух проводником электричества. Вначале их сущность оставалась столь же загадочной, как и природа Х-лучей.
Как выяснилось вскоре, Беккерель открыл природное явление огромного значения: радиоактивность. Вслед за Рентгеном он сделал еще один решительный шаг в физику XX столетия. Это был первый шаг к исследованию атомного ядра.
Исследования Беккереля стали непосредственным исходным пунктом эпохальных работ Марии и Пьера Кюри.
Мария Кюри была одной из первых женщин в истории естествознания. Гениальная исследовательница, она была дважды удостоена Нобелевской премии.
Этот пример не имел повторения. Вторичное присуждение в 1944 году высокой награды немецкому нобелевскому лауреату Отто Варбургу, известному биохимику и физиологу, успешно продолжившему в другой области научный труд своего отца Эмиля Варбурга, не состоялось из политических соображений. Правительство Гитлера запретило всем живущим в Германии ученым принимать Нобелевскую премию после того, как находившийся в концентрационном лагере борец за мир и публицист Карл фон Оссецкий был удостоен в 1935 году Нобелевской премии мира.
Мария Склодовская родилась в Польше. Однако она начала свой научный путь во Франции, которая стала ее второй родиной, и здесь прошла ее жизнь, отданная служению науке. Общественная подоплека ее жизни, которая, как она сказала со свойственной ей скромностью, "в общем была непроста", и обстоятельства ее личной жизни не менее достойны внимания, чем ее научные достижения.
Мария родилась в Варшаве 7 ноября 1867 года в семье педагогов. Ее дед был директором гимназии в Люблине. Отец учился в Петербургском университете, а потом преподавал математику и физику в различных средних учебных заведениях Варшавы. Он был высокообразованным человеком и отличным воспитателем. Мать много лет руководила школой для девочек. Она умерла, когда Марии было только девять лет.
У семьи Склодовских было много родственников в деревне. Маня - так звали в семье Марию - каждый год проводила у них летние каникулы со своими братьями и сестрами. Деревенская жизнь воспитала у нее глубокое чувство связи с природой. Позднее под влиянием горьких переживаний и полнейшей углубленности в науку это чувство было ею утрачено. Вспоминая о совместном путешествии в Энгадин с Марией Кюри и ее дочерьми, Эйнштейн говорил, что мадам Кюри не слышала пения птиц.
Жизненный путь и особенности характера Марии Склодовской можно понять лишь в том случае, если рассматривать их в связи с политической судьбой ее отечества и с социальными отношениями времен ее молодости.
Королевство Польское, в котором она выросла, входило в состав Российской империи. Политическое положение в польских областях, как и в других национальных окраинах империи, характеризовалось попытками насильственной русификации. Стремления польского народа вернуть свою национальную независимость жестоко подавлялись. Об этом свидетельствует расправа с участниками героических восстаний 1830 и 1863 годов.
Царское правительство опутало Польшу густой сетью надсмотрщиков. Особенно строгий надзор осуществлялся за польскими частными школами. Все преподаватели, показавшие себя недостаточно покорными или заподозренные во враждебных правительству настроениях, призывались к порядку или увольнялись.
Отец Марии потерял место по этой же причине и должен был освободить служебную квартиру. Однако эти обстоятельства не помешали ему воспитать своих детей в духе польского патриотизма.
В государственных школах, аттестаты которых считались единственно правомерными при поступлении в высшее учебное заведение, преподавание велось только на русском языке. Польским школьникам запрещалось употреблять родной язык даже на переменах. Позднее Мария Кюри писала в своей автобиографин о невыносимом духовном климате, господствовавшем в этих учебных заведениях. Ученики утрачивали в этом враждебном окружении ощущение радости жизни. У них развивались такие черты, как недоверчивость и своенравие. Но одновременно с этим формировалось их патриотическое сознание: черты, которые, несомненно, присутствовали в характере великой исследовательницы.
Революционного марксистского рабочего движения в 70-е и 80-е годы в Польше еще не существовало. Носителями протеста против царского режима были преимущественно интеллигенты: учителя, ученые, художники, католические священники.
В ранней молодости Мария Склодовская поддерживала связь с нелегальным патриотическим движением. Этому способствовали антицаристские настроения, господствовавшие в ее родительском доме. Она, собственно, не была столь последовательна, как Юлиан Мархлевский или Роза Люксембург, которые стали профессиональными революционерами и боролись за освобождение народов, в том числе и польской нации в рядах величайшей партии международного пролетариата. Но, как и они, Мария отдавала свое горячее сердце своему угнетенному народу, к которому она себя с гордостью причисляла, своему несчастному отечеству, которое она любила превыше всего.
До конца своей жизни Мария Кюри оставалась страстной польской патриоткой, не порывая духовных связей со своей родиной.
В школе для Марии не существовало трудностей. Уже в возрасте четырех лет она вместе с одной из старших сестер училась читать. Благодаря своей необычайной памяти Маня постоянно была лучшей в классе. Среднюю школу она окончила с золотой медалью. Еще в школе она основательно изучила четыре языка - русский, французский, немецкий и английский - и позднее владела ими почти так же свободно, как и своим родным польским языком.
Она вынуждена была временно отложить свой план учиться в высшем учебном заведении. В царской Польше не было учебных заведений для женщин, а для посещения университета за границей - во Франции или Швейцарии - не хватало средств, так как доходы отца после его увольнения были очень скромными.
Мария сама предложила, чтобы сначала в Париж поехала старшая сестра, которая хотела стать врачом. Она же была намерена это время работать домашней учительницей и из своих средств поддерживать сестру. Позднее она тоже должна была уехать учиться в Париж.
Шесть лет Мария была гувернанткой. Большую часть этого времени она провела в деревне, в доме помещика, далеко от Варшавы. Свойственные ей сознание социальной ответственности и мужество проявились уже тогда. Так, она тайно распространяла литературу на польском языке. Это было запрещено и каралось заключением или ссылкой.
В свободное время она учила детей арендаторов, батраков, служащих и рабочих поместья читать и писать по-польски. Она сама покупала тетради и письменные принадлежности. "Число моих учеников доходит до восемнадцати, сообщала она своей подруге в конце 1886 года. - Само собою разумеется, они приходят не все вместе, иначе я не могла бы справиться, но даже при таком распорядке уходит на занятия два часа в день. По средам и субботам я занимаюсь с ними дольше - часов пять без перерыва... Много радости и утешения дают мне эти ребятишки".
В те немногие часы, которые оставались свободными, Мария прорабатывала учебники физики и математики. К этим наукам она чувствовала все большее влечение. "Я читаю сразу несколько книг, - говорится в одном из писем, последовательное изучение какого-нибудь одного предмета может утомить мой драгоценный мозг, уже достаточно нагруженный. Когда я чувствую себя совершенно неспособной читать книгу плодотворно, я начинаю решать алгебраические и тригонометрические задачи, так как они не терпят погрешностей внимания и возвращают ум на прямой путь".
В первые годы своего учительства Мария Склодовская занималась также философскими и социологическими вопросами. В особенности притягательны были для нее сочинения французских и английских позитивистов, которые были как бы противоядием против романтической натурфилософии и социальны к учений. Ее воодушевляли труды французского математика и философа Огюста Конта и сочинения английского социолога Герберта Спенсера.
При этом следует принять во внимание, что западноевропейский позитивизм культивировался в Польше в кругах революционной интеллигенции из политических соображений. Он придавал, по словам Евы Кюри, особое направление программе национального прогресса. Этому обстоятельству, видимо, следует приписать и то, что Мария Склодовская с гордостью называла себя тогда "позитивистка-идеалистка", причем об идеализме речь шла, разумеется, в этическом смысле.
В эти годы 19-летняя Мария испытала на собственном опыте социальную несправедливость и классовые предрассудки того времени. Планы совместной жизни, которые строили она и старший сын помещика, приезжавший на каникулы из Варшавы, были бессердечно разрушены вмешательством его родителей. "На гувернантках не женятся", - был ответ, который получил сын, когда он попросил согласия на брак. И он подчинился требованию родителей.
Мария была разочарована и глубоко уязвлена, и не только в своих личных чувствах. Если бы она не должна была заботиться о сестре, писала она своему брату, то непременно уволилась бы. В письме к подруге мы читаем: "Это были очень горькие дни, и единственное, что делает воспоминание о них для меня переносимым, это то, что я, несмотря ни на что, вышла из них достойно и с поднятой головой".
Когда ее воспитанники сдали выпускные экзамены, Мария вернулась в Варшаву. Там она в течение года учительствовала в доме фабриканта. В Музее промышленности и сельского хозяйства, которым руководил один из ее родственников, она занималась естественнонаучными экспериментами. Здесь она впервые вошла в лабораторию. С неизменным успехом повторяла она описанные в учебниках физические и химические опыты. Эти занятия углубили ее любовь к естествознанию и предрешили выбор профессии.
В последний год пребывания в Варшаве Мария Склодовская примкнула к тайной организации "Вольный университет", которая проводила вечерние занятия в различных местах города, стремясь приобщить трудящиеся слои населения к основам образования. Позднее, обобщая гуманистические идеи, которыми она была воодушевлена в то время, она писала: "Не усовершенствовав человеческую личность, нельзя построить лучший мир". Каждый должен чувствовать себя ответственным за все человечество.
В 24 года Мария Склодовская смогла наконец отправиться в Париж, чтобы начать изучение физики на естественнонаучном факультете Сорбонны, одного из знаменитейших университетов того времени. Впоследствии она хотела вернуться в Польшу и преподавать в средней школе.
Вначале она жила у своей сестры, которая закончила изучение медицины и вышла замуж за польского врача, практиковавшего в Париже. Однако через несколько месяцев она переселилась в университетский квартал, чтобы работать без помех и быть ближе к лабораториям.
Поскольку Мария не получала материальной поддержки и должна была с величайшей экономностью расходовать свои малые денежные средства, она жила в нищенских условиях. В чердачной каморке, где она жила, зимой было так холодно, что вода замерзала в умывальнике. Нужны были крепкое здоровье и железная воля, чтобы выносить такую жизнь годами.
Оглядываясь назад, она писала: "Эта во многом тяжелая жизнь была полна для меня своего очарования. Она давала мне драгоценное чувство свободы и независимости. В Париже я никого не знала и чувствовала себя затерянной в большом городе. То, что я была предоставлена самой себе и жила без какой-либо помощи, меня не угнетало. Если даже иногда я и ощущала одиночество, то обычно я все же была спокойна и исполнена внутреннего удовлетворения. Я концентрировала всю мою волю на учебе".
Как заметила ее дочь Ева, мать не позволяла себе тогда никаких удовольствий. Она ничему не давала отвлечь себя от научной работы. Под впечатлением прошлых тяжелых переживаний она вычеркнула "из программы своей жизни" любовь и замужество. Ее сердце принадлежало только науке. Она знала лишь одну цель: возможно скорее и успешнее закончить учебу.
И она достигла этой цели. На экзаменах по физике она была первой, в следующем году по математике - второй. Блестящие успехи Марии Склодовской позволили друзьям на родине выхлопотать для нее польскую зарубежную стипендию. Она давала Марии возможность остаться еще на год в Париже, чтобы продолжить экспериментальную работу и подготовить докторскую диссертацию. Несколько лучшая комната, которую она теперь сняла, по сравнению с ее пустой каморкой под крышей, казалась ей настоящим дворцом.
Как молодой дипломированный физик, она получила от одного из научных обществ заказ определить магнитные свойства различных металлов. Так как для проведения этих исследований требовалось помещение больше того, которое могло быть предоставлено ей в перегруженных лабораториях университета, она должна была сама позаботиться о нем.
В поисках лаборатории она в начале 1894 года познакомилась с физиком Пьером Кюри, который преподавал в Парижской городской профессиональной школе физику и химию.
Пьер Кюри, сын атеистически и антиклерикально настроенного парижского врача, был на шесть лет старше Марии Склодовской. Он придерживался позиции левых буржуазных демократов и открыто сочувствовал идее социализма. Его исследования электрических свойств кристаллов, которые привели к открытию пьезоэлектричества, установление взаимозависимости магнетизма и температуры, а также создание прецизионных весов, названных весами Кюри, принесли ему признание специалистов как крупному физику-экспериментатору. Среди его физико-теоретических открытий особое значение для будущего имел принцип симметрии, который он подробно исследовал применительно к электрическим и магнитным полям.
Несмотря на свои большие научные заслуги, Пьер Кюри работал на плохо оплачиваемом месте, которое не отвечало его возможностям. Скромный и лишенный малейшего честолюбия ученый, относившийся к числу талантливейших физиков своего времени, он был в середине 90-х годов почти неизвестен в своем отечестве, тогда как в других странах его работы в области экспериментальной физики получили высокую оценку.
Вскоре после встречи этих двух людей, безраздельно преданных физической науке, между ними завязалась тесная дружба.
"Пьер Кюри навещал меня, относясь с простотой и искренней симпатией к моей трудовой жизни, - пишет Мария Кюри. - Вскоре он стал говорить мне о своей мечте посвятить всю жизнь научному исследованию и попросил меня разделить с ним эту жизнь. Мне было нелегко решиться на это, так как это означало разлуку с родиной, семьей и отказ от проектов общественной деятельности, которые были мне дороги". Ей казалось почти национальным предательством оставить угнетенную родину и стать гражданкой другого государства.
Свадьба состоялась в июле 1895 года без обычных церковных формальностей, так как Пьер Кюри был неверующим, а Мария давно внутренне преодолела католическую религию, в которой она была воспитана. Началась совместная научная работа, хотя первое время и над разными исследовательскими темами.
Для удовольствий не оставалось времени. "Наша жизнь всегда одинакова, однообразна, - пишет Мария в марте 1896 года своему брату. - Мы почти никогда не ходим в театр, не позволяем себе ни в коем случае расслабляться. К пасхе, вероятно, устроим себе несколько дней каникул и тогда совершим прогулку". Свои прогулки они предпринимали обычно на велосипедах, таким образом они познакомились с очаровательными окрестностями Парижа и лучше узнали Францию.
Летом 1896 года Мария Кюри сдала - снова в числе лучших на курсе экзамен, который давал ей право преподавания в высшей школе. Теперь ей предстояло выбрать тему для своей докторской диссертации.
Загадочные лучи урана, которые Беккерель открыл за несколько месяцев до этого и которые были еще не исследованы, показались ей подходящим предметом для ее работы. Она хотела раскрыть природу этих лучей и прежде всего выяснить, откуда исходит энергия, постоянно излучаемая солями урана. В кладовой школы, где работал ее муж, Мария Кюри начала свои опыты.
Первые интересные результаты обнаружились в начале 1898 года. Она пришла к убеждению, что в случае "излучения урана" речь идет о такой особенности, которая свойственна не только атому урана. В ходе экспериментов было выяснено, что подобные же лучи испускает торий: наблюдение, которое примерно в то же время сделал и немецкий физик Герхард Шмидт в Эрлангене. Мария Кюри назвала свойство определенных атомов испускать лучи радиоактивностью, а лучистые вещества - радиоактивными элементами.
Она приступила к планомерным поискам таких элементов в школьной коллекции минералов. При этом вскоре стало ясно, что содержание урана в минералах урановой смолки и халколите не настолько велико, чтобы это могло объяснить фактически замеренную силу излучения. Так как электрические измерительные приборы Пьера Кюри давали в высшей степени точные показания, в обоих минералах должно было быть вещество, которое обладало гораздо большей радиоактивностью, чем уран.
Эти предварительные результаты Мария Кюри изложила в сообщении, представленном в апреле 1898 года Парижской Академии наук ее учителем Габриэлем Липпманом, физиком из Сорбонны и впоследствии нобелевским лауреатом.
Пьер Кюри, который раньше в немногие свободные часы занимался изучением кристаллов и только советами помогал своей жене в исследованиях, начал непосредственно участвовать в ее работе, о чем свидетельствуют записи в лабораторных дневниках. Вместе с ней он начал поиски предполагаемого, до тех пор неизвестного химического элемента с большой интенсивностью излучения.
Так весной 1898 года началось счастливое научное сотрудничество Марии и Пьера Кюри, продолжавшееся восемь лет - до трагического конца Пьера. Оно повторилось позднее в совместной исследовательской работе Ирэн Кюри и Фредерика Жолио.
Новый элемент, существование которого было доказано физическими измерениями, хотя он еще не был выделен химически, Кюри хотели назвать полонием. Это было данью признательности отечеству Марии. "Если существование нового металла подтвердится, мы предполагаем назвать его полонием, имея в виду происхождение одного из нас". Так писали они в сообщении, которое было в июле 1898 года опубликовано Парижской Академией наук. Почти одновременно с этим оно появилось в Варшаве на польском языке: факт, свидетельствующий о том, насколько сильно чувствовала Мария Кюри свою связь с родиной.
Десятого февраля 1923 года Рентген, обессиленный истощением, умер от рака. Его прах был погребен в Гисене. "Моя жизнь кажется мне такой бесцельной!" - писал за несколько месяцев до своей кончины близкому сотруднику исследователь, прежде умевший так радоваться бытию, всегда обращенный лицом к природе и жизни.
Следуя указанию в завещании, распорядители сожгли все, что было найдено из оставшейся от него переписки и неопубликованных рукописей. При этом, к сожалению, были сожжены написанные совместно с Иоффе и неопубликованные работы, и множество лабораторных тетрадей русского физика.
Среди простых и безыскусных, часто по-человечески захватывающих писем Рентгена письма к Людвигу Цендеру представляют особую ценность для более глубокого понимания характера исследователя и истории его открытий.
Вальтер Фридрих так нарисовал портрет своего учителя: "Тот, кому было позволено вступить с Рентгеном в личные отношения, испытывал чувство, говорящее ему, что перед ним действительно великий человек. Сама его внешность была чрезвычайно импонирующей. При необычно высоком росте у него была в высшей степени изящная голова ученого и серьезный, почти строгий взгляд. Очень редко и лишь на короткие мгновения на его губах появлялась легкая улыбка. Этот человек был так же велик внутренне, как и внешне. Честность и благородная скромность были самыми примечательными чертами его характера. Строгое выражение его лица скрывало жизнь чувств, которую он при своей замкнутости приоткрывал, безусловно, только истинным друзьям и самым близким людям".
Открытие Рентгена разом распахнуло перед физической наукой двери в новый мир и одновременно поставило перед теорией совершенно новые задачи. Наряду со своим воздействием на технику и медицину оно имело глубочайшие теоретические последствия. Если и не каждое из последующих достижений было непосредственно связано с ним, то все же лишь немногие великие открытия продолжительное время оставались в стороне от рентгеновских лучей. Создание учения об атомной оболочке и исследование решетчатой структуры кристаллов были бы без них невозможны. Обнаружение радиоактивности было непосредственно стимулировано первым сообщением Рентгена о его открытии.
Рентген не был физиком, склонным к философствованию. Он не углублялся в теоретико-познавательные проблемы, как Эйнштейн, и не был глубоким мыслителем-диалектиком, как Нильс Бор. Но его открытие оказало и мировоззренческое воздействие: оно довершило закат начертанного Декартом и Ньютоном механистического представления о природе. Механистическая картина природы еще раньше - в отдельных случаях - подвергалась сомнению. Теперь ее недостаточность выявилась со всей очевидностью.
Открытие Рентгена пробудило физиков от механистически-догматической дремоты. Год Рентгена, 1896 год, положил начало тому глубокому кризису физики, преодоление которого было процессом становления физической науки XX столетия.
Рентгена можно назвать совестью немецкой экспериментальной физики. Он ярчайшим образом олицетворял собой тип эмпирически работающего естествоиспытателя, внимательного и трезвого наблюдателя природы. Однако величие его индивидуальности исследователя, величие научного труда всей его жизни ломает рамки ограниченности того класса исследователей, к которому он принадлежал.
Мария и Пьер Кюри
Открытие и исследование радиоактивных веществ
В начале января 1896 года Рентген разослал специальное сообщение об открытии Х-лучей своим знакомым коллегам-физикам. В следующие дни пресса всех стран сообщала о "сенсационном открытии" вюрцбургского профессора. Физики бросились проверять данные Рентгена и - если возможно - пытаться найти новые, доселе не наблюдавшиеся лучи.
Успех Рентгена вызвал настоящую лихорадку "открывательства" лучей, которая принимала иногда самые причудливые формы. Большинство этих "открытий" оказались самообманом.
Теоретики тоже оживились. Еще в январе 1896 года известный математик и физик Анри Пуанкаре на заседании Парижской Академии наук сообщил о рентгеновских лучах. При этом он показал фотографии, полученные от Рентгена.
В своем докладе Пуанкаре поставил вопрос, который занимал и других физиков: не испускают ли почти все флуоресцирующие вещества под воздействием солнечного света определенные лучи, подобные рентгеновским.
Среди участников заседания был Анри Беккерель, профессор Высшей технической школы в Париже. Он происходил из семьи физиков. Его дед был профессором Парижского музея естественной истории и одним из основателей электрохимии. Отец был известен своими работами в области флуоресценции и научной фотографии. Анри Беккерель также много лет занимался явлениями флуоресценции и фосфоресценции.
Сообщение Пуанкаре произвело на него глубокое впечатление, и он сразу же после заседания Академии приступил к проверке высказанного предположения. Для этой цели он положил флуоресцирующие вещества на фотографические пластинки, завернутые в черную светонепроницаемую бумагу, и оставил их на несколько часов под солнечными лучами.
После проявления пластинок тот фотографический слой, на котором лежала урановая соль, действительно оказался сильно засвеченным. Беккерель решил, что это подтверждает предположения Пуанкаре. Он полагал, что соль урана под действием солнечного света испускает лучи, которые, подобно лучам Рентгена, пронизывают светонепроницаемую упаковку и химически изменяют фотослой. Об этом он доложил Французской Академии наук 29 февраля 1896 года.
Но уже через несколько дней, 2 марта, исследователь был вынужден исправить свое сообщение. Дальнейшие опыты с урановой смолкой показали, что при почернении, которое он наблюдал на фотопластинке, не может идти речь о воздействии на минерал солнечного излучения. Соль урана производила точно такое же воздействие и тогда, когда ее не выставляли на солнечный свет.
Мнение, что существует внутренняя связь между флуоресценцией и испусканием невидимых лучей, подобных рентгеновским, не подтвердилось. Первое сообщение Беккереля опиралось на недостаточно выверенные результаты наблюдений. Его вывод был слишком поспешен. У Рентгена такое недоразумение было бы невозможно.
В последующие недели Беккерель пришел к убеждению, что при описанном им явлении следует вести речь о лучах, которые исходят от солей урана непрерывно и без предварительного возбуждения. Ряд планомерных опытов показал, что сильнее всего это проявляется у металлического урана. Лучи урана, которые вскоре стали называть "лучами Беккереля", подобно рентгеновским лучам, делали воздух проводником электричества. Вначале их сущность оставалась столь же загадочной, как и природа Х-лучей.
Как выяснилось вскоре, Беккерель открыл природное явление огромного значения: радиоактивность. Вслед за Рентгеном он сделал еще один решительный шаг в физику XX столетия. Это был первый шаг к исследованию атомного ядра.
Исследования Беккереля стали непосредственным исходным пунктом эпохальных работ Марии и Пьера Кюри.
Мария Кюри была одной из первых женщин в истории естествознания. Гениальная исследовательница, она была дважды удостоена Нобелевской премии.
Этот пример не имел повторения. Вторичное присуждение в 1944 году высокой награды немецкому нобелевскому лауреату Отто Варбургу, известному биохимику и физиологу, успешно продолжившему в другой области научный труд своего отца Эмиля Варбурга, не состоялось из политических соображений. Правительство Гитлера запретило всем живущим в Германии ученым принимать Нобелевскую премию после того, как находившийся в концентрационном лагере борец за мир и публицист Карл фон Оссецкий был удостоен в 1935 году Нобелевской премии мира.
Мария Склодовская родилась в Польше. Однако она начала свой научный путь во Франции, которая стала ее второй родиной, и здесь прошла ее жизнь, отданная служению науке. Общественная подоплека ее жизни, которая, как она сказала со свойственной ей скромностью, "в общем была непроста", и обстоятельства ее личной жизни не менее достойны внимания, чем ее научные достижения.
Мария родилась в Варшаве 7 ноября 1867 года в семье педагогов. Ее дед был директором гимназии в Люблине. Отец учился в Петербургском университете, а потом преподавал математику и физику в различных средних учебных заведениях Варшавы. Он был высокообразованным человеком и отличным воспитателем. Мать много лет руководила школой для девочек. Она умерла, когда Марии было только девять лет.
У семьи Склодовских было много родственников в деревне. Маня - так звали в семье Марию - каждый год проводила у них летние каникулы со своими братьями и сестрами. Деревенская жизнь воспитала у нее глубокое чувство связи с природой. Позднее под влиянием горьких переживаний и полнейшей углубленности в науку это чувство было ею утрачено. Вспоминая о совместном путешествии в Энгадин с Марией Кюри и ее дочерьми, Эйнштейн говорил, что мадам Кюри не слышала пения птиц.
Жизненный путь и особенности характера Марии Склодовской можно понять лишь в том случае, если рассматривать их в связи с политической судьбой ее отечества и с социальными отношениями времен ее молодости.
Королевство Польское, в котором она выросла, входило в состав Российской империи. Политическое положение в польских областях, как и в других национальных окраинах империи, характеризовалось попытками насильственной русификации. Стремления польского народа вернуть свою национальную независимость жестоко подавлялись. Об этом свидетельствует расправа с участниками героических восстаний 1830 и 1863 годов.
Царское правительство опутало Польшу густой сетью надсмотрщиков. Особенно строгий надзор осуществлялся за польскими частными школами. Все преподаватели, показавшие себя недостаточно покорными или заподозренные во враждебных правительству настроениях, призывались к порядку или увольнялись.
Отец Марии потерял место по этой же причине и должен был освободить служебную квартиру. Однако эти обстоятельства не помешали ему воспитать своих детей в духе польского патриотизма.
В государственных школах, аттестаты которых считались единственно правомерными при поступлении в высшее учебное заведение, преподавание велось только на русском языке. Польским школьникам запрещалось употреблять родной язык даже на переменах. Позднее Мария Кюри писала в своей автобиографин о невыносимом духовном климате, господствовавшем в этих учебных заведениях. Ученики утрачивали в этом враждебном окружении ощущение радости жизни. У них развивались такие черты, как недоверчивость и своенравие. Но одновременно с этим формировалось их патриотическое сознание: черты, которые, несомненно, присутствовали в характере великой исследовательницы.
Революционного марксистского рабочего движения в 70-е и 80-е годы в Польше еще не существовало. Носителями протеста против царского режима были преимущественно интеллигенты: учителя, ученые, художники, католические священники.
В ранней молодости Мария Склодовская поддерживала связь с нелегальным патриотическим движением. Этому способствовали антицаристские настроения, господствовавшие в ее родительском доме. Она, собственно, не была столь последовательна, как Юлиан Мархлевский или Роза Люксембург, которые стали профессиональными революционерами и боролись за освобождение народов, в том числе и польской нации в рядах величайшей партии международного пролетариата. Но, как и они, Мария отдавала свое горячее сердце своему угнетенному народу, к которому она себя с гордостью причисляла, своему несчастному отечеству, которое она любила превыше всего.
До конца своей жизни Мария Кюри оставалась страстной польской патриоткой, не порывая духовных связей со своей родиной.
В школе для Марии не существовало трудностей. Уже в возрасте четырех лет она вместе с одной из старших сестер училась читать. Благодаря своей необычайной памяти Маня постоянно была лучшей в классе. Среднюю школу она окончила с золотой медалью. Еще в школе она основательно изучила четыре языка - русский, французский, немецкий и английский - и позднее владела ими почти так же свободно, как и своим родным польским языком.
Она вынуждена была временно отложить свой план учиться в высшем учебном заведении. В царской Польше не было учебных заведений для женщин, а для посещения университета за границей - во Франции или Швейцарии - не хватало средств, так как доходы отца после его увольнения были очень скромными.
Мария сама предложила, чтобы сначала в Париж поехала старшая сестра, которая хотела стать врачом. Она же была намерена это время работать домашней учительницей и из своих средств поддерживать сестру. Позднее она тоже должна была уехать учиться в Париж.
Шесть лет Мария была гувернанткой. Большую часть этого времени она провела в деревне, в доме помещика, далеко от Варшавы. Свойственные ей сознание социальной ответственности и мужество проявились уже тогда. Так, она тайно распространяла литературу на польском языке. Это было запрещено и каралось заключением или ссылкой.
В свободное время она учила детей арендаторов, батраков, служащих и рабочих поместья читать и писать по-польски. Она сама покупала тетради и письменные принадлежности. "Число моих учеников доходит до восемнадцати, сообщала она своей подруге в конце 1886 года. - Само собою разумеется, они приходят не все вместе, иначе я не могла бы справиться, но даже при таком распорядке уходит на занятия два часа в день. По средам и субботам я занимаюсь с ними дольше - часов пять без перерыва... Много радости и утешения дают мне эти ребятишки".
В те немногие часы, которые оставались свободными, Мария прорабатывала учебники физики и математики. К этим наукам она чувствовала все большее влечение. "Я читаю сразу несколько книг, - говорится в одном из писем, последовательное изучение какого-нибудь одного предмета может утомить мой драгоценный мозг, уже достаточно нагруженный. Когда я чувствую себя совершенно неспособной читать книгу плодотворно, я начинаю решать алгебраические и тригонометрические задачи, так как они не терпят погрешностей внимания и возвращают ум на прямой путь".
В первые годы своего учительства Мария Склодовская занималась также философскими и социологическими вопросами. В особенности притягательны были для нее сочинения французских и английских позитивистов, которые были как бы противоядием против романтической натурфилософии и социальны к учений. Ее воодушевляли труды французского математика и философа Огюста Конта и сочинения английского социолога Герберта Спенсера.
При этом следует принять во внимание, что западноевропейский позитивизм культивировался в Польше в кругах революционной интеллигенции из политических соображений. Он придавал, по словам Евы Кюри, особое направление программе национального прогресса. Этому обстоятельству, видимо, следует приписать и то, что Мария Склодовская с гордостью называла себя тогда "позитивистка-идеалистка", причем об идеализме речь шла, разумеется, в этическом смысле.
В эти годы 19-летняя Мария испытала на собственном опыте социальную несправедливость и классовые предрассудки того времени. Планы совместной жизни, которые строили она и старший сын помещика, приезжавший на каникулы из Варшавы, были бессердечно разрушены вмешательством его родителей. "На гувернантках не женятся", - был ответ, который получил сын, когда он попросил согласия на брак. И он подчинился требованию родителей.
Мария была разочарована и глубоко уязвлена, и не только в своих личных чувствах. Если бы она не должна была заботиться о сестре, писала она своему брату, то непременно уволилась бы. В письме к подруге мы читаем: "Это были очень горькие дни, и единственное, что делает воспоминание о них для меня переносимым, это то, что я, несмотря ни на что, вышла из них достойно и с поднятой головой".
Когда ее воспитанники сдали выпускные экзамены, Мария вернулась в Варшаву. Там она в течение года учительствовала в доме фабриканта. В Музее промышленности и сельского хозяйства, которым руководил один из ее родственников, она занималась естественнонаучными экспериментами. Здесь она впервые вошла в лабораторию. С неизменным успехом повторяла она описанные в учебниках физические и химические опыты. Эти занятия углубили ее любовь к естествознанию и предрешили выбор профессии.
В последний год пребывания в Варшаве Мария Склодовская примкнула к тайной организации "Вольный университет", которая проводила вечерние занятия в различных местах города, стремясь приобщить трудящиеся слои населения к основам образования. Позднее, обобщая гуманистические идеи, которыми она была воодушевлена в то время, она писала: "Не усовершенствовав человеческую личность, нельзя построить лучший мир". Каждый должен чувствовать себя ответственным за все человечество.
В 24 года Мария Склодовская смогла наконец отправиться в Париж, чтобы начать изучение физики на естественнонаучном факультете Сорбонны, одного из знаменитейших университетов того времени. Впоследствии она хотела вернуться в Польшу и преподавать в средней школе.
Вначале она жила у своей сестры, которая закончила изучение медицины и вышла замуж за польского врача, практиковавшего в Париже. Однако через несколько месяцев она переселилась в университетский квартал, чтобы работать без помех и быть ближе к лабораториям.
Поскольку Мария не получала материальной поддержки и должна была с величайшей экономностью расходовать свои малые денежные средства, она жила в нищенских условиях. В чердачной каморке, где она жила, зимой было так холодно, что вода замерзала в умывальнике. Нужны были крепкое здоровье и железная воля, чтобы выносить такую жизнь годами.
Оглядываясь назад, она писала: "Эта во многом тяжелая жизнь была полна для меня своего очарования. Она давала мне драгоценное чувство свободы и независимости. В Париже я никого не знала и чувствовала себя затерянной в большом городе. То, что я была предоставлена самой себе и жила без какой-либо помощи, меня не угнетало. Если даже иногда я и ощущала одиночество, то обычно я все же была спокойна и исполнена внутреннего удовлетворения. Я концентрировала всю мою волю на учебе".
Как заметила ее дочь Ева, мать не позволяла себе тогда никаких удовольствий. Она ничему не давала отвлечь себя от научной работы. Под впечатлением прошлых тяжелых переживаний она вычеркнула "из программы своей жизни" любовь и замужество. Ее сердце принадлежало только науке. Она знала лишь одну цель: возможно скорее и успешнее закончить учебу.
И она достигла этой цели. На экзаменах по физике она была первой, в следующем году по математике - второй. Блестящие успехи Марии Склодовской позволили друзьям на родине выхлопотать для нее польскую зарубежную стипендию. Она давала Марии возможность остаться еще на год в Париже, чтобы продолжить экспериментальную работу и подготовить докторскую диссертацию. Несколько лучшая комната, которую она теперь сняла, по сравнению с ее пустой каморкой под крышей, казалась ей настоящим дворцом.
Как молодой дипломированный физик, она получила от одного из научных обществ заказ определить магнитные свойства различных металлов. Так как для проведения этих исследований требовалось помещение больше того, которое могло быть предоставлено ей в перегруженных лабораториях университета, она должна была сама позаботиться о нем.
В поисках лаборатории она в начале 1894 года познакомилась с физиком Пьером Кюри, который преподавал в Парижской городской профессиональной школе физику и химию.
Пьер Кюри, сын атеистически и антиклерикально настроенного парижского врача, был на шесть лет старше Марии Склодовской. Он придерживался позиции левых буржуазных демократов и открыто сочувствовал идее социализма. Его исследования электрических свойств кристаллов, которые привели к открытию пьезоэлектричества, установление взаимозависимости магнетизма и температуры, а также создание прецизионных весов, названных весами Кюри, принесли ему признание специалистов как крупному физику-экспериментатору. Среди его физико-теоретических открытий особое значение для будущего имел принцип симметрии, который он подробно исследовал применительно к электрическим и магнитным полям.
Несмотря на свои большие научные заслуги, Пьер Кюри работал на плохо оплачиваемом месте, которое не отвечало его возможностям. Скромный и лишенный малейшего честолюбия ученый, относившийся к числу талантливейших физиков своего времени, он был в середине 90-х годов почти неизвестен в своем отечестве, тогда как в других странах его работы в области экспериментальной физики получили высокую оценку.
Вскоре после встречи этих двух людей, безраздельно преданных физической науке, между ними завязалась тесная дружба.
"Пьер Кюри навещал меня, относясь с простотой и искренней симпатией к моей трудовой жизни, - пишет Мария Кюри. - Вскоре он стал говорить мне о своей мечте посвятить всю жизнь научному исследованию и попросил меня разделить с ним эту жизнь. Мне было нелегко решиться на это, так как это означало разлуку с родиной, семьей и отказ от проектов общественной деятельности, которые были мне дороги". Ей казалось почти национальным предательством оставить угнетенную родину и стать гражданкой другого государства.
Свадьба состоялась в июле 1895 года без обычных церковных формальностей, так как Пьер Кюри был неверующим, а Мария давно внутренне преодолела католическую религию, в которой она была воспитана. Началась совместная научная работа, хотя первое время и над разными исследовательскими темами.
Для удовольствий не оставалось времени. "Наша жизнь всегда одинакова, однообразна, - пишет Мария в марте 1896 года своему брату. - Мы почти никогда не ходим в театр, не позволяем себе ни в коем случае расслабляться. К пасхе, вероятно, устроим себе несколько дней каникул и тогда совершим прогулку". Свои прогулки они предпринимали обычно на велосипедах, таким образом они познакомились с очаровательными окрестностями Парижа и лучше узнали Францию.
Летом 1896 года Мария Кюри сдала - снова в числе лучших на курсе экзамен, который давал ей право преподавания в высшей школе. Теперь ей предстояло выбрать тему для своей докторской диссертации.
Загадочные лучи урана, которые Беккерель открыл за несколько месяцев до этого и которые были еще не исследованы, показались ей подходящим предметом для ее работы. Она хотела раскрыть природу этих лучей и прежде всего выяснить, откуда исходит энергия, постоянно излучаемая солями урана. В кладовой школы, где работал ее муж, Мария Кюри начала свои опыты.
Первые интересные результаты обнаружились в начале 1898 года. Она пришла к убеждению, что в случае "излучения урана" речь идет о такой особенности, которая свойственна не только атому урана. В ходе экспериментов было выяснено, что подобные же лучи испускает торий: наблюдение, которое примерно в то же время сделал и немецкий физик Герхард Шмидт в Эрлангене. Мария Кюри назвала свойство определенных атомов испускать лучи радиоактивностью, а лучистые вещества - радиоактивными элементами.
Она приступила к планомерным поискам таких элементов в школьной коллекции минералов. При этом вскоре стало ясно, что содержание урана в минералах урановой смолки и халколите не настолько велико, чтобы это могло объяснить фактически замеренную силу излучения. Так как электрические измерительные приборы Пьера Кюри давали в высшей степени точные показания, в обоих минералах должно было быть вещество, которое обладало гораздо большей радиоактивностью, чем уран.
Эти предварительные результаты Мария Кюри изложила в сообщении, представленном в апреле 1898 года Парижской Академии наук ее учителем Габриэлем Липпманом, физиком из Сорбонны и впоследствии нобелевским лауреатом.
Пьер Кюри, который раньше в немногие свободные часы занимался изучением кристаллов и только советами помогал своей жене в исследованиях, начал непосредственно участвовать в ее работе, о чем свидетельствуют записи в лабораторных дневниках. Вместе с ней он начал поиски предполагаемого, до тех пор неизвестного химического элемента с большой интенсивностью излучения.
Так весной 1898 года началось счастливое научное сотрудничество Марии и Пьера Кюри, продолжавшееся восемь лет - до трагического конца Пьера. Оно повторилось позднее в совместной исследовательской работе Ирэн Кюри и Фредерика Жолио.
Новый элемент, существование которого было доказано физическими измерениями, хотя он еще не был выделен химически, Кюри хотели назвать полонием. Это было данью признательности отечеству Марии. "Если существование нового металла подтвердится, мы предполагаем назвать его полонием, имея в виду происхождение одного из нас". Так писали они в сообщении, которое было в июле 1898 года опубликовано Парижской Академией наук. Почти одновременно с этим оно появилось в Варшаве на польском языке: факт, свидетельствующий о том, насколько сильно чувствовала Мария Кюри свою связь с родиной.