Резерфорд - Даниил Данин

А может, она об этом и узнала, потому что в конце 13-го года настояла на скором возвращении Генри домой. И этим заставила его еще усилить темп работы. Во всяком случае, он успел до отъезда закончить исследование спектров для группы элементов от кальция до цинка. И успел вывести свой закон. «…Уже в ноябре 1913 года я получил от него интереснейшее письмо с изложением важных результатов», — писал Бор, вспоминая свое тогдашнее удивление стремительностью происшедшего. Его удивление возросло еще больше, когда вскоре он увидел работу Мозли уже напечатанной в «Philosophical magazine».

Резерфорд не позволил статье оксфордца пролежать в лаборатории и часу лишнего! Для судьбы самой ядерно-планетарной модели атома эта статья была в известном смысле так же решающе важна, как и недавняя статья Бора. Замечательно совпадение: обе работы были опубликованы в одном и том же 26-м томе 6-й серии «Philosophical magazine» за 1913 год. Бор в июльском выпуске открывал этот том (стр. 1—25), а Мозли в декабрьском — закрывал (стр. 1024–1034). Ровно тысяча журнальных страниц, переполненных всяческой научной информацией, отделяла одну от другой две эти великие вехи в истории ядерно-планетарной модели атома.

Итоги исследования Мозли обладали редкой наглядностью. При сравнении фотографий характеристических рентгеновских спектров (а он научился их фотографировать) было отчетливо видно, как в последовательности элементов — титан, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель, медь, цинк — самая интенсивная линия шаг за шагом закономерно сдвигается в сторону все больших частот. А тем временем в математической формуле для этих частот некая величина в той же последовательности меняет свое значение с каждым шагом ровно на единицу! Если же линия в спектре сдвигается сразу на два шага — как при сравнении спектров кальция и титана, — то и эта величина возрастает не на единицу, а сразу на две… Мозли назвал ее фундаментальной характеристикой атома и из простых соображений умозаключил:

Эта величина может быть только зарядом центрального положительного ядра, существование которого уже с определенностью доказано.

Тотчас разрешилось много застарелых недоумений. И среди них — вопрос о количестве электронов в атомах разных элементов. Многие авторы давали резко противоречивые оценки этого количества: в атоме водорода оказывалось от 1 до 3 электронов, а в атоме урана — от 120 до 700 с лишним! И ни одна оценка заведомо не претендовала на точность: всякий раз говорилось — «приблизительно столько-то…». Странно подумать сегодня, что в числе других этот вопрос обсуждался той осенью в Брюсселе на 2-м Сольвеевском конгрессе и представлялся отнюдь не элементарным мозговому тресту европейской физики. Перед отъездом в Брюссель, в конце сентября, Резерфорд еще не знал уверенного ответа на этот вопрос: работа Мозли была не кончена. (Открытия не приурочиваются к конгрессам и праздникам. Во всяком случае, школе Резерфорда такой способ ускорять научный поиск был совершенно чужд.) Месяцем бы позже собрался конгресс — Резерфорд мог бы объявить, что его сотрудник Г. Г. Дж. Мозли получил «сильнейшее и убедительнейшее доказательство справедливости гипотезы Ван дер Брока» и, следовательно, число электронов в атоме равно атомному номеру элемента, ибо таков по величине положительный заряд ядра, а в целом атом нейтрален.

Эти слова о сильнейшем и убедительнейшем доказательстве гипотезы Атомного Номера были произнесены Резерфордом в декабре на страницах «Nature» и немедленно вызвали реплику Фр. Содди — неожиданную и написанную в обидчиво-раздраженном тоне. В письме из Глазго он утверждал, что химики в Глазго раньше Мозли доказали то же самое, да к тому же «более просто и убедительно». Редакция «Nature» напечатала реплику Содди, но притязания, выраженные в ней, были столь неразумны и ничтожны, что Резерфорд не стал отвечать на нее. (Конечно, Содди понимал, что описанием химических свойств элементов — а только на это он и ссылался, — не решаются количественные проблемы в физике атома. Но провокации тщеславия были сильнее доводов логики.) Эта маленькая история осталась, кажется, единственным темным пятнышком на блистательной судьбе открытия Мозли.

Между прочим, сравнивая спектры кобальта и никеля, Мозли тотчас увидел, что Менделеев был абсолютно прав, когда поставил более тяжелый кобальт перед никелем: для заряда кобальтового ядра получилось число +27, а для заряда никеля +28. Такого рода подробности производят особенно сильное впечатление на современников. А работа Мозли была полна такими деталями. Она была принята и признана сразу — всеми и повсеместно. Бор написал об этом так:

В новейшей истории физики и химии немногие события привлекали к себе с самого начала такое всеобщее внимание, как совершенное Мозли открытие простого закона, позволяющего однозначно приписать атомный номер элементу по его высокочастотному спектру. Это было немедленно осознано не только как решительное подтверждение атомной модели Резерфорда, но и как потрясающе выразительное свидетельство силы интуиции Менделеева, заставившей его в определенных местах периодической таблицы отступить от последовательности возрастающих атомных весов.

Бор мог бы добавить, что открытие закона атомного номера было осознано и как выдающийся успех только что родившейся квантовой теории атома.

А в декабре 13-го года Мозли был уже в Оксфорде.

Нехотя оставил он Манчестерскую лабораторию, повинуясь, очевидно, материнской воле. Через неделю он написал Резерфорду из дому пространное письмо — полуделовое, полулирическое. Там были строки:

Дела здесь движутся медленно по сравнению с Манчестером… Однако я, естественно, и не ожидал найти тут такие же хорошие условия для работы, какие созданы в Манчестерской лаборатории; да, впрочем, я уверен, что и во всей Англии бесполезно было бы искать нечто подобное.

Я хочу, чтобы вы знали, сколько радости доставили мне три года, проведенные у вас… Мне особенно хочется поблагодарить вас и м-сис Резерфорд за вашу доброту и заинтересованность в моей судьбе и хочется сказать, сколь многим я обязан вам за то, что вы «собственноручно» учили меня, как должно делать исследовательскую работу.

Наступающий Новый год был встречен в христианском мире так же, как и все предыдущие: человеколюбивыми тостами и посулами нового счастья. А был этот наступающий год тысяча девятьсот четырнадцатым…

Для Резерфорда его начало и вправду оказалось вполне счастливым. Точнее — очень приятным, но все же не более чем приятным. Его имя значилось в списке британских подданных, удостоенных по случаю Нового года королевских почестей: корона жаловала ему дворянство, и отныне он становился «сэром Эрнстом», а Мэри — «леди Резерфорд». 12 февраля в Букингемском дворце король посвятил его в рыцари: он был облачен в придворный мундир и препоясан мечом.