Резерфорд
Шрифт:
…Мы были очень заинтересованы вашими опытами с торием. Существование какого-то истечения из тория кажется несомненным. Эманация по природе своей должна быть ленардовыми или катодными лучами. Вероятно, это претерпевшие разложение электроны — Дж. Дж. предпочитает называть их корпускулами. Я получил не-. много тория, но все мы здесь слишком ленивы, чтобы пускаться в эксперименты…
И подпись — Джордж Фрэнсис Фицджеральд. Разумеется — F. R. S. Это был тот самый знаменитый Фицджеральд, теоретик из Дублина, который в 1892 году выдвинул для объяснения опыта Майкельсона отчаянно смелое предположение: у движущихся тел в направлении их движения сокращается длина! (Мальчику Альберту Эйнштейну
Эманация — претерпевшие разложение электроны! Это была идея не менее отчаянная, чем сокращение длины движущихся тел. Но на сей раз смелость мысли привела Фицджеральда просто к досужей выдумке. И наверное, он это чувствовал: недаром и себя отнес он к числу «ленивых дублинцев», не желающих заниматься утомительным экспериментированием.
…А Резерфорд продолжал заниматься утомительным экспериментированием. Работа, работа!
По-прежнему он продолжал осушать стакан до последней капли. Зимними вечерами внезапное появление в Физикс-билдинге табачного короля было исключено. И возбужденный собственным упрямством и переутомлением, он безоглядно высасывал трубку за трубкой, чтобы стать на якорь. В предвидении близящейся поры отъезда в Новую Зеландию за Мэри он, словно для самооправдания, старался наработаться впрок. Наработаться и накуриться.
Он сознавал, что для решения загадок эманации и возбужденной радиоактивности ему нужно объединить свои усилия с опытным химиком.
Подходящий человек находился под боком — мак-гилльский профессор химии Уоллес Уолкер. Они были приятелями. Давно уже — с тех пор, как мисс Бирч закрыла, свой пансионат и Резерфорд с Мак-Брайдом перебрались на Юнион-авеню, — к ним присоединился Уолкер. Три профессора снимали «комнаты с завтраком» в одном и том же доме. Резерфорд не сомневался, что Уоллес с готовностью примет его предложение поработать вместе. В конце концов что же могло быть в ту пору привлекательней радиоактивности для молодого исследователя!.. А Уоллес был молод. Он тоже только еще собирался жениться. Невеста ждала его в Шотландии. Резерфорд сделал ему свое предложение зимой: «До наших медовых месяцев полгода, можно многое успеть!»
Но Уоллес Уолкер ответил: нет!
Есть основания думать, что он был обидчиво тщеславен. Он видел: в содружестве с Резерфордом можно быть только вторым. А ему не хотелось быть вторым!
Ив объясняет отказ Уолкера проще: он был органиком. Но Оуэнс был электриком. Вряд ли электротехника ближе к радиоактивности, чем органическая химия. Для сути предстоящего дела тогда не имела значения сфера узкой компетенции химика. Важны были лабораторные методы его науки. В органике они отличались еще большей изощренностью, чем в химии неорганической. Дело было не в специальности Уолкера, а в его недальновидности. Сам Ив хорошо сказал о нем: «Он упустил в своей жизни великий шанс».
Впрочем, может быть, и не плохо, что Уолкер сказал «нет»: через год это позволило одареннейшему Фредерику Содди сказать «да».
Но в тот момент нужная помощь ие пришла. Резерфорд решил отложить на время дальнейшее исследование эманации и возбужденной радиоактивности. Вызвал демонстратора МакКланга — высоколобого усатого шотландца — и сказал ему, что они займутся сравнительным изучением энергии лучей Рентгена и лучей Беккереля. А заодно посмотрят, сколько требуется энергии на ионизацию газа. Тут химия была ни при чем. Надо было количественно установить тонкие физические эффекты.
Метод? Он очевиден. Поглощение радиации, хоть и в ничтожной степени,
Нагревание металлического проводника изменяет его электрическое сопротивление. От этого меняется сила тока в цепи. На таком принципе работает прибор болометр (по-гречески — «измеритель лучей»). Разумно сконструированный, высокочувствительный болометр и стал важнейшим звеном в экспериментальной установке Резерфорда и Мак-Кланга. По отклонениям стрелки электрометра они могли косвенно судить о повышении температуры на одну двухсотую долю градуса цельсиевой шкалы.
Подробности не существенны. И тонкие физические эффекты занимали Резерфорда в этом исследовании не сами по себе. Как всем, кто соприкасался с радиоактивными веществами, ему хотелось дать оценку энергетических ресурсов этих непрерывных излучателей. Без такой оценки нельзя было строить предположения о природе радиоактивности.
Оставив на время эманацию тория, он шел теперь к самому сердцу проблемы с другой стороны. И снова спешил. И не только потому, что времени было мало, ибо финишировать хотелось до отъезда за Мэри. Как всегда, его гнала вперед нетерпеливая жажда конечных результатов. Оттого-то всю зиму вечерами светились окна на одном из этажей Физикс-билдинга и на профессорском столе за этими окнами таяли пачки трубочного табака с рекламной маркой торговой фирмы Макдональда.
Весной исследование было закончено. Итоги его выглядели довольно скромно: несколько цифр — несколько количественных прикидок, вот и все. Но вообразите предупреждающие надписи на дороге: «Мост 2 тонны!» (больше не выдержит), или: «Впереди обвал — 200 м» (поворачивайте назад). В цифрах Резерфорда и Мак-Кланга была содержательность таких предупреждений. Становилось доказательно ясно, на каких путях бессмысленно искать разгадку радиоактивности. Заключительные страницы их отчетной статьи об этом и трактовали.
Вот минерал уранит. Его радиоактивность не поверхностное свойство. Он излучает всей массой. Это было показано в опытах. Излучает он по крайней мере со дня своего появления на свет в качестве минерала. (Нет нужды гадать, что было раньше.) А каков приблизительно возраст уранита? Об этом нужно было спросить геологов. Те ответили: 10 миллионов лет.
Сегодня это вызывает улыбку — и самый возраст в 10 миллионов лет и то, что справились о нем у геологов. Давно уже геологи справляются у физиков о средней продолжительности жизни радиоактивных элементов, чтобы по таким опорным данным составлять заключения о геологическом возрасте земных пород. Геологи знают: данные физиков неподкупно верны. Но в 1900 году не было даже термина — «средняя продолжительность жизни» или чего-нибудь равнозначного. Точные физики одалживались сведениями у неточных геологов… (Так развивается естествознание: внуки по праву улыбаются наивности дедов, но не путают свою осведомленность с мудростью, ибо знают, что не миновать им таких же улыбок. Только у самой природы сочувственная улыбка никогда не сходит с лица.)
Даже сверхзаниженные данные тогдашних геологов позволили Резерфорду и Мак-Клангу вывесить предупредительную надпись на одной из дорог, какие, по мнению иных современников, вели к пониманию радиоактивности.
Если мы предположим, что радиация постоянно испускалась уранитом на ее нынешнем уровне в течение 10 000 000 лет, то каждый грамм урана успел излучить по меньшей мере 300 000 калорий.
Трудно допустить, чтобы такое количество энергии могло быть порождено перегруппировкой атомов или молекулярными рекомбинациями в согласии с обычной теорией химических процессов.