Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях - Уолтер Гратцер

Как смутить скептика

Логан Перселл Смит — не ученый, а писатель, зато он приходился шурином выдающемуся ученому Бертрану Расселу. В университетские годы он подружился с Бенджамином Джоветом, грозным главой Бэллиот-колледжа, который преподавал древнегреческий. Джовет имел твердые убеждения о назначении университетов. Он считал, что главное — это образовательный процесс, а научную работу полагал никому не нужной и не видел в ней никакого смысла. Его взгляды прекрасно иллюстрирует приводимая ниже беседа с Логаном Перселлом Смитом. В те времена все говорили об открытиях физиологов, о нервной системе и нервных импульсах: совсем недавно двумя немецкими нейрофизиологами был обнаружен коленный рефлекс, и ученые обсуждали рефлексы — их определяли как импульсы, приходящие в центральную нервную систему и отражаемые ею в направлении мускулов, чтобы спровоцировать непроизвольное движение.

Помню, мы с ним стояли тогда возле Мальверн-колледжа (вероятно, это было в 1885 году), и я нечаянно произнес слово, которое не следовало произносить. “Исследования! — повторил он за мной. — Единственное оправдание безделью, вот что это. Исследованиями не добились, и никогда не добьются ничего путного” На это скоропалительное суждение я попробовал возразить, на что Джо-вет немедленно отреагировал: он попросил, если мне известен хоть один стоящий результат, назвать его без промедления. Мои познания в этой сфере едва ли были глубоки, и, как бы то ни было, трудно выдать конкретный пример для общего суждения по первому требованию. Единственным, что пришло мне в голову, было недавнее открытие (о котором я прочел не помню где), что удар по коленной чашечке пациента заставляет того непроизвольно дернуть ногой, и сила “коленного рефлекса”, как его называют, позволяет судить о состоянии здоровья в целом.

“Не верю ни слову, — сказал мне на это Джовет. — Ударь-ка меня по колену”

Мне было весьма неловко действовать столь непочтительно, однако, когда грозный профессор настаивает, студенту остается повиноваться. Нога профессора отреагировала с поразившей меня силой, и тем самым, подозреваю, сильно пошатнула взгляды немолодого и уважаемого противника научных исследований.

Smith Logan Pearsall, Unforgotten Years: Reminiscences (Constable, London, 1938; Little Brown, Boston, 1939).

Хорошие выводы из плохого опыта

В 1930-х, во времена расцвета ядерной физики, все знали Эрнеста Орландо Лоуренса (1901–1958). Он построил в Университете Беркли в Калифорнии первый циклотрон — установку, способную разгонять заряженные частицы, заставляя их двигаться по спирали. Протоны достигали невероятно высоких скоростей, которых им хватало на то, чтобы, врезаясь в специальную мишень, дробить атомные ядра. Первый циклотрон был предшественником нынешних гигантских коллайдеров, которые занимают многокилометровые подземные туннели. У ученых имелись все основания подозревать (и эта гипотеза позже оказалась верна), что дейтероны — ядра недавно открытого тяжелого водорода, или дейтерия, которые вдобавок к протону содержат нейтрон, — окажутся куда более действенным инструментом разрушения других ядер. Лоуренса, соответственно, охватило желание заполучить хоть немного дейтерия, который получал (в форме тяжелой воды) его коллега с химического факультета Гильберт Н. Льюис.

Лоуренс донимал Льюиса вопросами, сколько тяжелой воды тот способен произвести, пока примерно I марта Льюис не предъявил ему целый миллилитр. Этого хватило бы для ускорителя, однако тут Льюис лишний раз продемонстрировал, что в физики его записывать не стоит. Озабоченный тем, не яд ли это, всей имевшейся тяжелой водой он напоил мышь. Мыши не сделалось ни хуже, ни лучше, зато Лоуренса чуть не хватил удар. “Это был, наверное, самый дорогой из всех коктейлей, которые доводилось пробовать не только мышам, но и людям”, — жаловался он.

Льюис все же полагал, что признаки отравления у мыши были. На самом деле тяжелая вода абсолютно безвредна. Намного позже, уже в послевоенные годы, радиоактивностью занялись биологи. Биологически активные соединения с радиоизотопами стали незаменимы в изучении физиологических реакций. (В основе метода лежит простой принцип: раз у всех изотопов элемента одинаковая электронная оболочка, то и в химическом отношении они одинаковы; поэтому порция радиоактивных молекул может служить меткой, позволяющей отследить путешествие вещества по организму.) Сейчас радиоактивные биохимические реактивы — рядовой инструмент исследователя, однако первое время они были доступны немногим.

Можно считать, что ядерная медицина как новая область науки возникла в университете Калифорнии, где искусственная радиоактивность была впервые использована в медицинских и биологических исследованиях. Глядя на молодых людей, которые работали с циклотроном, — они бомбардировали все новые мишени и измеряли радиоактивность счетчиками Гейгера и камерами Вильсона, — я быстро заразился духом тогда еще юной ядерной физики. О биологическом воздействии нейтронных пучков, которые генерировал циклотрон, тогда знали совсем немного, и это показалось мне важным моментом, с которого стоило начать.

Мы изготовили небольшой металлический цилиндр, куда умещалась крыса — ей предстояло испытать воздействие нейтронных пучков на себе, после того как цилиндр установят вблизи циклотрона. Когда крыса оказалась внутри, мы попросили персонал циклотрона включить его, а затем, две минуты спустя, выключить. Двухминутный срок выбрали наугад — у нас не было никаких данных, чтобы рассчитать дозу радиации, которая достанется животному. Как только время облучения истекло, мы забрались в узкий зазор между двумя 'D' (то есть полукруглыми электродами, сквозь которые проходит спиральная траектория ускоренных частиц) 37-дюймового циклотрона, вскрыли цилиндр и нашли крысу. Она была мертва. Все столпились вокруг поглядеть на крысу — так родилось в наших душах должное уважение к ядерному излучению. Сейчас, разумеется, меры по защите от радиации — обязательная часть любых ядерных исследований, но, я думаю, инцидент с крысой сыграл свою роль в том, что с радиацией в университете обращались предельно аккуратно. На самом деле, радиационных поражений не обнаружили даже у тех, кто работал с циклотроном в самом начале. Позже мы установили, что истинная причина смерти крысы — не радиация, а удушье. Впрочем, раз ошибка с воздухом для крысы так благотворно сказалась на разработке радиационной защиты, отчет о вскрытии животного особой огласке решили не предавать.

Писатель Джон X Лоуренс, однофамилец ученого, отмечает, что физики, гоняясь за результатами, с большой неохотой давали доступ биологам и врачам к своим установкам. Он допускает, что такое отношение могло усилиться после случая, когда он, Лоуренс, слишком близко подошел к циклотрону с зубоврачебным пинцетом, по забывчивости оставленным в кармане халата. Магнитное поле выдернуло пинцет из кармана, и тот в итоге застрял между D-образными электродами, где и пролежал три недели.

Первый отрывок — из книги: Davis Nuel Phar, Lawrence and Oppenheimer (Jonathan Cape, London, 1969); воспоминания Лоуренса цитируются no книге: Weber Robert L, Science With a Smile (Institute of Physics, Bristol and Philadeplphia, 1992).

Старые солдаты не умирают

Эрнест Резерфорд как-то заметил, что ученые (он, разумеется, имел в виду физиков) никогда не взрослеют, поскольку, не в пример менее удачливому большинству, у которого нет лабораторий для игр, сохраняют на всю жизнь детскую тягу к изучению реальности. Вот короткая история про шефа Резерфорда, Дж. Дж. Томсона, прославившегося многими открытиями, но прежде всего — открытием электрона. Когда в 1940-м 84-летний Томсон умер, немецкий теоретик Макс Борн (1882–1970), впоследствии — профессор физики Эдинбургского университета, написал в некрологе:

В 1906 году я приехал в Кембридж — туда меня привело желание увидеть Томсона…

Вернувшись в университет пятнадцать с лишним лет спустя, я встретил его сына (впоследствии — сэра Джорджа Пэджета Томсона, который тоже станет нобелевским лауреатом). Он отвел меня в Кавендиш-скую лабораторию. В подвальной комнате работал “Джи-Джи”, окруженный, как обычно, невероятной мешаниной приборов, стеклянных трубок и проводов. Меня представили: “Папа, вот твой студент — он учился у тебя много лет назад” Седая голова, склоненная над мерцающей вакуумной трубкой, на секунду приподнялась: “Как ваши дела? Кстати, посмотрите сюда — видите тут спектр?..” Атмосфера исследования поглотила нас сразу. Прошедшие годы, война и послевоенное время, которые разделяли этот день и день нашей первой встречи, больше не имели значения. Таким я застал Томсона в Кавендишской лаборатории — живым воплощением науки.

Стремление соревноваться было у Томсона в крови. Когда Фрэнсис Уильям Астон, создатель масс-спектрографа, инструмента для измерения веса атомов, пожаловался Резерфорду, что Томсон не верит в открытие очередного изотопа, Резерфорд ответил, что этому следует радоваться. Поверь Томсон в ваше открытие, пояснил он, “он бы увел его у вас из-под носу”.