Резерфорд
Шрифт:
Он знал: когда размышления кончаются присказкой «нужно работать», все идет правильно. С одним не желал он теперь мириться: с безлюдьем в лаборатории. Этот застоявшийся духовный вакуум показался ему в те первые дни мира совсем уж непереносимым. Но что он мог предпринять? Надо было терпеливо ждать возвращения уцелевших. В его власти было лишь напомнить им письмами о Манчестере, о себе, о своей вере в них.
И в первое же мирное воскресенье — 17 ноября — он отправил первое такое письмо. Нетрудно догадаться, кому оно было адресовано:
Дорогой Бор!
…Я хочу, чтобы вы были здесь и мы обсудили бы некоторые мои данные по столкновению ядер. Мне думается, я получил кое-какие поразительные результаты, но это будет тяжким и долгим делом — раздобыться надежными доказательствами моих выводов.
Слово «надежными»
И тут же, точно прося снисхождения за малость содеянного в годы войны, впервые в жизни — без шуточек и притворства — сослался, как на нечто само собой разумеющееся, на свою наступающую старость: «трудное это занятие для старых глаз — подсчитывать слабые сцинцилляции…»
Бор сумел приехать лишь через восемь месяцев — в июле 1919 года, когда Резерфорд уже прощался с Манчестером. Но ответное письмо из Копенгагена пришло тотчас — взволнованное, многоречивое. Однако на этот раз сэр Эрнст только порадовался словоохотливости датчанина — в ней выразились вся живая впечатлительность и вся искренняя отзывчивость «хрупкого мальчика». И вся его духовная непорочность.
Копенгаген,
24 ноября 1918
…Мне не нужно говорить вам, как часто в эти дни мы переносились мысленно к нашим друзьям в Англии… Здесь все уверены, что больше никогда не будет в Европе войны таких масштабов; все народы столь многое извлекли из этого ужасающего урока… Все свободомыслящие люди в мире, кажется, должны были понять гнилость принципов, на которых строилась до сих пор международная политика… Наше время определенно может рассматриваться как начало новой эры в истории.
Как страстно желал бы я быть сейчас в Англии, чтобы иметь возможность потолковать с вами обо всем на свете. Я помню, как если бы это было вчера, все те случаи, когда я сиживал в вашем кабинете и вы развивали передо мной ваши взгляды на различные фазы взлетов и падений, сквозь которые шла война, и как своей непоколебимой верой в ее счастливый конец вы всегда умели утешить меня, как бы ни падал я духом по временам… Очень скоро я напишу и расскажу вам о своей работе. Я чувствую, какое счастье вы должны испытывать оттого, что сможете теперь снова безотлучно трудиться в лаборатории, как в былые дни… У меня отняло больше времени, чем я ожидал, завершение второй части моей работы… Теперь через несколько дней она будет готова для печати, но я боюсь, что, к вашему неудовольствию, она стала слишком длинной (в два раза длиннее, чем часть I); единственное мое оправданье, что я действительно старался многое в нее вложить…
…Я горю желанием услышать побольше о том, как продвигаются вперед важные исследования, о которых вы рассказали мне.
«Старые глаза» продолжали подсчитывать слабые сцинцилляции.
Важные исследования продвигались вперед.
Но какое странное это было продвижение! Всего более походило оно на вращение белки в колесе. За все четверть века научных исканий Резерфорда — за два года Крайстчерча, за три года Кембриджа, за девять лет Монреаля и, наконец, за одиннадцать с лишним лет Манчестера — не попадал он еще ни разу в такую безысходно-рабскую зависимость от уровня техники лабораторного экспериментирования.
Задача слишком обогнала время, чтобы можно было с такой же убедительностью решать ее количественно, как и качественно. (Оттого-то и стала она в конце концов торжеством его чистой интуиции.)
Не давалось в руки определение заряда и массы предполагаемых осколков азотных ядер. Никак не давалось. Ни по отклонению частиц в магнитном поле, вкупе с длиной их пробега, ни иным каким-нибудь способом определить эти величины не удавалось. Ничтожно мал был поток длиннопробежных осколков.
А мал он был из неэффективности альфа-бомбардировки газов.
А неэффективной она была из-за слабости естественных источников радиации.
А иных источников не было, так как физики еще не научились искусственно ускорять атомные частицы, превращая их в микроснаряды нужной энергии.
А физики этому еще не научились, ибо…
Надо ли дальше вязать этот А-чулок? Может быть, стоит лишь напомнить, что физики тогда вообще не знали еще никаких элементарных атомных частиц, кроме электрона. Они вовсе еще не уверились, что Н-частица — водородное ядро — служит обязательной деталькой в устройстве каждого атома. И Резерфорд еще не придумал для этой детальки знаменитейшее слово
Из-за малости этих возможностей много недель и еще больше нервов отняла у Резерфорда история со сдвоенными сцинцилляциями. Она его помучила на финише исследования так же, как на старте — история с опровержением Н-радиоактивности.
Одновременные вспышки появлялись упрямо — с досадной навязчивостью. Так это выглядело. Вернее, стало выглядеть с той минуты, как Резерфорд обратил на них встревоженное внимание и недоверчиво подумал, уж не разламываются ли пополам альфа-частицы или водородные ядра. Наверняка он спрашивал Вильяма Кэя, а не приходилось ли ему и Марсдену наблюдать двойные сцинцилляции в давних, предвоенных опытах с альфа-рассеянием на водороде. И конечно, Кэй отвечал утвердительно, добавляя нечто в том смысле, что мало ли какие бывали совпадения.
Разумеется, спокойная мысль о случайных совпадениях совершенно независимых вспышек была первым объяснением дублей, какое пришло в голову и Резерфорду. Но он сделал маленький расчет и увидел, что по теории вероятностей можно было ожидать появления примерно трех дублей на 60 сцинцилляций, а наблюдалось их много больше — иногда до десяти. Однако, что 60 отсчетов, или 120, или 240 в такого рода опытах! Нужна была громадная статистика, чтобы обоснованно подтвердить и отбросить мысль о случайных совпадениях. Он помнил, как Гейгер и Марсден статистически обосновали его ядерно-планетарную модель: они зарегистрировали миллион сцинцилляций… Но подсчитывать совпадающие вспышки было еще несравненно труднее, чем одиночные. По крайней мере — «для старых глаз».
Да и что означала одновременность вспышек в этих проклятых дублях? Все делалось визуально. А предел временной чувствительности нормального глаза не превышает 0,1 секунды. Когда интервал между двумя сцинцилляциями бывал меньше, они и казались одновременными. Это соображение входило в вероятностные расчеты Резерфорда, но экспериментально уменьшить столь грубую неточность в самом определении дублей он не мог. А по атомным масштабам эта неточность была размером с вечность.
…Можно по сходству назвать «атомным годом» время полного оборота электрона вокруг ядра. Тогда для водородного атома с диаметром порядка 10– 8 сантиметра и при скорости электрона, близкой к скорости света — 3·1010 сантиметров в секунду, длительность атомного года будет иметь порядок 10–18 секунды. За одну десятую секунды проходит 1017 атомных лет. А вся геологическая история нашей планеты — меньше 1010 земных годов. Стало быть, одна десятая секунды — промежуток, равный по атомным масштабам 10 миллионам геологических историй Земли. Это ли не модель вечности! Иначе говоря, между двумя сцинцилляциями в дубле могло быть в миллиарды раз меньше общего — меньше одновременности и какой бы то ни было взаимной связи, — чем между простудой Адама и насморком у любого из пап римских… (Простор для суесловия тут необозримый.)
Но ведь одновременность могла оказаться и реальной! Он сам накликал это подозрение. И умозрительно отвергнуть его без экспериментальной разведки он уже не мог, как не мог годом раньше просто так отшвырнуть проблему Н-радиоактивности. Утешало одно утешение, старое, как сама наука: отрицательный результат в познании тоже результат, и крайне важный.
Когда-то, в первые годы Манчестера, он ведь уже занимался распределением сцинцилляций во времени. Ему и Гейгеру тогда помогал лабораторный математик Бэйтмен. И уже тогда они столкнулись с дублями. «Я и вправду стар — все уже было однажды», — не мог не подумать он. Ему вспомнилось, как по его заданию Гейгер и Марсден изучали те двойные вспышки на специальной установке с двумя экранами и двумя микроскопами. Дубли тогда легко объяснились: в источнике радиации одновременно испускали альфа-частицы два короткоживущих излучателя — эманация тория и торий-А. Вспомнилось, как позднее — в 1911 и 1913 годах — Марсден снова занимался по его поручению этой темой и выяснил вместе с Баррэтом, что интервалы между соседними сцинцилляциями подчиняются простому вероятностному закону и все совпадения, конечно, случайны. Но теперь речь шла не об альфачастицах, независимо вылетающих из источника, а о возможных близнецах — осколках распадающихся ядер. Совсем другое дело.