Под знаком кванта. - Леонид Иванович Пономарёв

приват-доцентом. Все они интересовались рентгеновскими лучами и верили в их волновую природу, правда, по-разному. Сам Рентген полагал, что он открыл продольные колебания эфира, подобные звуковым. Зоммерфельд считал, что Х-лучи возбуждаются при резком торможении электронов, и на основе этой модели даже оценил их длину волны.

В феврале 1912 г. ассистент Зоммерфельда Петер Пауль Эвальд (1888—1985), решая задачу о рассеянии световых волн на пространственной решетке, обратился за помощью к Лауэ. Ответа Лауэ не знал, но при обсуждении задачи ему пришла в голову мысль пропустить через кристалл рентгеновские лучи — мысль сама по себе не новая, поскольку многие, включая самого Рентгена, уже неоднократно этот опыт ставили. Но Лауэ не просто предлагал, он предсказывал. Ход его рассуждений был прост и логичен: «Если рентгеновские лучи — это очень короткие волны, а кристаллы — действительно упорядоченные решетки атомов, расстояния между которыми сравнимы с длиной волны рентгеновских лучей, то при пропускании их через кристалл должна происходить их дифракция и интерференция». Однако оба эти предположения отнюдь не были в то время очевидными и казались многим (включая Планка и Зоммерфельда) «остроумной, но все-таки фантастичной комбинацией идей».

Молодые физики, узнавшие о предложении Лауэ в кафе, где они собирались по средам, были настроены менее консервативно. Один из них, ассистент Зоммерфельда Вальтер Фридрих (1883—1968), сразу же решил проверить гипотезу Лауэ. Зоммерфельд вначале не одобрил его энтузиазма (он поручил ему другую работу), но Фридрих продолжал заниматься этим вечерами, а вскоре, в апреле 1912 г., ему на помощь пришел докторант Рентгена Пауль Книппинг (1883—1935). Совместными усилиями они уже 21 апреля обнаружили явление, которое предсказывал Лауэ и которое почти два десятилетия ускользало от внимания исследователей. Через две недели после получения первых фотографий Лауэ завершил теоретическую картину обнаруженного явления и 8 июня 1912 г. доложил о результатах работы Немецкому физическому обществу. В этот день он продемонстрировал те самые знаменитые лауэграммы кристаллов медного купороса, которые до сих пор неизменно воспроизводятся во всех учебниках атомной физики.

Реакция научного сообщества была мгновенной и бурной. Эйнштейн писал:

«Это самое удивительное из всего, что я когда-либо видел», Уильям и Лоуренс Брэгги немедленно создали свой кристалл-дифракционный спектрометр для определения длин волн Х-лучей (его тут же использовал Генри Мозли в своей знаменитой работе), а Шведская академия наук уже через полтора года присудила Лауэ Нобелевскую премию — случай в ее практике чрезвычайно редкий.

Эта реакция современников сейчас может показаться нам неоправданно восторженной (вспомним: Планк получил Нобелевскую премию в 1918 г., а Эйнштейн — лишь в 1921 г.), но это объясняется, по-видимому, тем, что открытие Лауэ слишком быстро перешло в разряд «очевидных». Даже самому Лауэ его идея впоследствии казалась «настолько само собой разумеющейся», что он «никогда не мог понять удивления, которое она вызвала в мире специалистов». Не следует, однако, забывать, что эта «очевидность» того же сорта, что и «яйцо Колумба» или астрономические открытия Галилея: сотни людей до него держали в руках подзорную трубу, но никому из них не пришло в голову направить ее на небо. Точно так же в Мюнхенском университете, который в течение многих лет был центром кристаллографических исследований, во многих лабораториях можно было постоянно видеть каркасные модели кристаллов, но именно над привычным задуматься труднее всего — для этого необходим элемент гениальности.

Были и другие причины, обусловившие чрезвычайную популярность открытия Лауэ. Прежде всего, оно появилось необычайно вовремя, чтобы окончательно закрепить победу сторонников идеи реальности атомов: как раз в это время Жан Перрен завершал опыты с эмульсиями, Резерфорд предложил планетарную модель атома, а Чарльз Вильсон

построил свою знаменитую камеру, позволявшую увидеть движение атомов. Именно после этой серии открытий Вильгельм Оствальд напишет в 1913 г.: «Атомы стали видимыми!»

И последнее: Лауэ объяснил, наконец, природу открытых Рентгеном Х-лучей и уже одним этим обеспечил себе достойное место в истории физики. (Макс Планк в 1939 г. на юбилее Лауэ говорил, что 1879 г. для науки — особый: в этот год родились Эйнштейн, Ган, Лауэ и на несколько месяцев раньше их — любознательная девочка Лизе Мейтнер...)

ГЛАВА 13

На рубеже двух веков идея прогресса, как представление о неограниченном поступательном движении человечества, достигла, казалось, своего полного воплощения. Именно тогда вошли в обиход людей почти все изобретения, определившие лицо нашего времени: электричество, телефон и радио, граммофон и кинематограф, автомобиль и самолет. Мировые войны, кризисы и революции — все это еще впереди, и мало кто думает об ограниченности и скором истощении богатств Земли.

Именно в то время в широкой публике пробудился всеобщий интерес к точному знанию, и для многих символом достижений науки нового времени стал радий: им восхищались, его боялись, на него возлагали надежды. Явление радиоактивности изучают во всем мире: Пьер и Мария Кюри — во Франции, Резерфорд — в Канаде, Содди, Крукс, Рамзай — в Англии, Брэгг — в Австралии, Фаянс, Ган и Мейтнер — в Германии, Швейдлер — в Австрии, Болтвуд — в Америке, Стрёмгольм и Сведберг — в Швеции, Антонов и Петров — в России... Шумный прогресс мало изменил устоявшуюся тишину научных лабораторий, а сами ученые вряд ли подозревали, что от их работы зависит судьба цивилизации: по традиции они искали истину и не задумывались о том, как она потом обернется — на благо или во зло людям.

ХИМИЯ РАДИОЭЛЕМЕНТОВ

Через 15 лет после открытия радиоактивности и через 10 лет после объяснения ее природы было исследовано уже около 30 радиоактивных элементов. Им наскоро придумали названия: уран Х1,уран Х2, радий А, В, С,..., вплоть до G, и т. д. — не очень задумываясь вначале, в каком отношении они находятся к обычным химическим элементам. К 1913 г. о них было известно уже довольно много:

все они распадаются за времена от миллионных долей секунды до миллиардов лет, излучая при этом α-частицы (ядра гелия), β-частицы (быстрые электроны) и γ-лучи (рентгеновские лучи с очень короткой длиной волны);

при радиоактивном распаде одновременно с излучением α- и β-частиц происходит изменение химических свойств элемента;

энергия радиоактивных излучений в миллионы газ превышает энергию химических реакций;

процесс радиоактивного распада не может быть замедлен или ускорен: тепло и холод, давление и химические реакции, электрические и магнитные поля нисколько на него не влияют.

Предстояло найти ответ на три основных