Резерфорд - Даниил Данин

Праздничной трапезой отмечать действительно было нечего. Он только сменил рентгеновскую трубку и вольтову дугу с кварцевым окошком на фарфоровую чашку с окисью урана. Другими словами, сменил источники X-лучей и ультрафиолета на источник урановой радиации Беккереля. А в остальном мало что изменилось: снова — ионизуемый газ, снова — электрические батареи и электроизмерительные приборы. Казалось, он на новый лад собирается заниматься все тем же — ионами в газе. И новым будет лишь одно: причина появления этих ионов. Они будут рождаться из молекул за счет энергии лучей урана. Даже название нового исследования было привычно кавендишевским и звучало совсем еще по-томсоновски: «Урановая радиация и создаваемая ею электрическая проводимость».

А между тем он уже уходил. Сходство с прежними его работами в Кавендише было обманчивым. Не ионы его теперь интересовали и не электропроводность газов, а само содержимое фарфоровой чашки — тайна черной окиси, лежащей на ее дне. Он взвешивал эту чашку на ладони еще прошлым летом, когда посылал прошение о продлении Выставочной стипендии. Тогда лежала в чашке не окись урана, а уранокалиевая соль серной кислоты. С обычной точностью он отметил эту подробность в своих записях. Комиссионерам он сообщил тогда «с запасом», что исследование электрических действий этой соли уже успешно продвигается вперед.

Но то были лишь разведочные опыты. Ему не терпелось прежде всего проверить, в какой степени справедливы сведения Беккереля о способности урановых лучей делать газ проводником электричества. Беккерель работал с фотопластинками, а он возьмется за ионизацию… Пока шла заведенным порядком работа с ультрафиолетом, он продолжал параллельно обдумывать эту перспективу. Выкраивал время для предварительных экспериментов. Проделал шаг за шагом путь француза. И еще до того, как целиком отдался своему замыслу, знал уже все, что стало потом содержанием первого параграфа его первой знаменитой работы по радиоактивности.

§ 1. Сравнение методов исследования

Свойства урановой радиации могут быть исследованы двумя способами… Фотографический метод — очень медленный и утомительно-скучный — позволяет проводить только самые грубые измерения. Обычно нужна двух- или трехдневная экспозиция, чтобы получить на фотопластинке хоть сколько-нибудь заметный эффект. Вдобавок, когда мы имеем дело с весьма слабым фотографическим действием, в течение вынужденно долгой экспозиции происходит вуалирование пластинки парами разных веществ и это приводит к затемнению результатов. С другой стороны, метод изучения электрического разряда, вызываемого радиацией, обладает преимуществом быстроты, по сравнению с фотометодом, и допускает очень точные количественные определения…

…Еще в студенческие годы, в Крайстчерче, завел он обыкновение делать для себя рабочие заметки о ходе экспериментов — сугубо деловые заметки, напоминающие не столько записи в личном дневнике, сколько страницы пикетажки геолога. Эти записные книжки Резерфорда пока не опубликованы, но такими представляются они по скупому описанию Нормана Фезера. На него произвели большое впечатление краткие оценки, какими часто сопровождал Резерфорд свои беглые лабораторные записи: «Хорошо!», «Очень тщательный эксперимент», «Электрометр работает вполне надежно»… А рядом категорические приговоры самому себе: «No good! No good! No good!» Это означало все что угодно в осуждение собственных прегрешений: «не то» и «не так», «плохо», «зря», «глупо», «бессмысленно»… Это был дневниковый элемент в его лабораторных блокнотах, его исповедная жесткая лирика экспериментатора. И сразу видно, что он вел эти записные книжки не для того, чтобы любоваться своими успехами, а с тем, чтобы контролировать себя — непрерывно и беспощадно.

24 февраля 1898 года он сделал первую запись о работе с ураном. Книжечка была новенькая, еще не тронутая. Воображение доносит поскрипывание ее переплета и легкий запах клея от корешка. Наверное, он раскрыл ее в тот день с тем же чувством, с каким решают в юности начать с понедельника новую жизнь. В том, что, приступая к работе с ураном, он специально завел себе новую записную книжку, было в самом деле что-то символическое. От этого веет праздничностью настроения и предчувствием важности начатого исследования. Впоследствии, через полгода, когда работа была уже окончена, оказалось, что записи в этой книжке дают о ней полный отчет. Фезер говорит, что другие книжки, посвященные другим работам, такой систематичностью и полнотой не обладают. Резерфорд словно бы стал педантичней и бдительней, чем прежде. И можно поручиться, что сердитые «no good» появлялись в этой книжке реже, чем в предыдущих.

Он вел исследование лучей урана так, точно до него никто и не прикасался к радиоактивности. (Самого этого термина еще не было в научном обиходе.) Все сначала! Ни слова, принятого на веру! Ни одного вывода, не подтвержденного заново! И этот деятельный скептицизм очень скоро принес неоценимые плоды. Без преувеличения и, уж конечно, без иронии можно сказать, что через два года после Анри Беккереля Эрнст Резерфорд переоткрыл излучение урана. С чем бы сравнить то, что удалось ему сделать? Если угодно, так Шекспир переоткрыл Гамлета, известного до него по хронике Самсона Грамматика…

В работе Резерфорда всего важнее было ее начало. Из девятнадцати параграфов этого обширного исследования, несомненно, самым существенным был § 4 — «Сложная природа урановой радиации».

Ему захотелось прежде всего узнать, однородна ли радиация урана или, быть может, она состоит из лучей разной проникающей способности. Автопортреты урана на фотопластинках Беккереля не только не заключали ответа на такой вопрос, но и не возбуждали самой проблемы. Так, черно-белые снимки облаков не возбуждают подозрений, будто в солнечном луче спрятаны семь цветов радуги. Отчего же Резерфорд заподозрил, что в радиации урана есть своя радуга?

Когда сегодня на экзамене по физике фортуна подбрасывает школьнику вопрос о трех типах излучения естественных радиоактивных элементов, юнец вздыхает с облегчением: «Повезло!» Вопрос легчайший. И ответ на него звучит красиво. Это — альфа-, бета- и гамма-лучи; альфа — положительно заряженные ядра гелия; бета — отрицательно заряженные электроны; гамма — коротковолновые фотоны невидимого света; они, разумеется, электрического заряда не несут, как и любые фотоны… Существует заблуждение, — и оно бытует на страницах многих популярных книг, — будто именно так, по знаку заряженности, впервые отличил Эрнст Резерфорд альфа-лучи от бета-лучей. Картина рисуется при этом соблазнительно простая: он поместил излучающие вещества в магнитное поле и сразу установил, что один лучевой поток отклоняется влево, другой — вправо, а третий не отклоняется вовсе. Неотразимая убедительность этой картины для популярных книг очень хороша. Но история делалась не так.