Эрнст Резерфорд

Рассказывают, что однажды в конце первой мировой войны Эрнест Резерфорд, тогда уже прославленный своими работами в области атомных исследований, не явился на одно из заседаний британского комитета экспертов, посвященное новым средствам борьбы с неприятельскими подводными лодками. Когда ему указали на это, энергичный новозеландец резко возразил: «Выражайтесь, пожалуйста, поосторожней! Я был занят экспериментами, из которых следует, что атом можно искусственно разделить. А такая перспектива значительно важнее, чем война».

В июне 1919 г., когда в Версале и Париже занимались формулировками мирных договоров, чтобы положить конец кровавой войне, Резерфорд опубликовал в «Философикэл мэгэзин» некоторые материалы о своих экспериментах. Из них был очевиден его успех в осуществлении вековой мечты человечества. В результате бомбардировки азота альфа-частицами Резерфорду удавалось превращать его в кислород или водород.

Возможность превращения одного вещества в другое, чего так долго добивались алхимики, стала фактом. Но эти предтечи современной науки думали не только о материальном существе проблемы, но и о ее последствиях. «Не допускайте в ваши мастерские силу и ее рыцарей, предупреждали они грядущие поколения ученых, — ибо эти люди употребляют во зло священные тайны, ставя их на службу насилию».

Широко известные резерфордовские описания процесса превращения атома азота не содержали в себе подобного предупреждения. Это нарушило бы так называемые «высокие принципы» двадцатого века. Философские рассуждения современного ученого о моральных последствиях его открытия были бы признаны неуместными, даже если бы они появились на страницах философского журнала. Так повелось еще с семнадцатого века, когда научные академии определили, чтобы на их заседаниях не допускалось никаких дискуссий о политических, моральных или теологических проблемах. Но уже к 1919 г. положение в корне изменилось. Только что закончившаяся война с ее орудиями истребления, созданными на основе научных открытий, отчетливо показала роковую связь между лабораториями в далеком тылу и залитыми кровью полями сражений. Берлинский автор Альфред Дёблин, впоследствии изгнанный Гитлером чуть ли не на край света, в октябре 1919 г. писал: «Решающие наступления против рода человеческого ныне начинаются с чертежных досок и из лабораторий».

Лаборатории Резерфорда также коснулась война. Его «ребят» (так называл он своих ассистентов и студентов, любивших его, как отца) почти всех призвали на военную службу. Наиболее талантливый из его коллег Мосли погиб в Дарданелльской операции в 1915 г. Радиевый источник, которым Резерфорд пользовался в атомных экспериментах, был конфискован. По иронии судьбы этот источник рассматривался как собственность вражеского государства.

Еще перед войной Венский радиевый институт предоставил во временное пользование высокоуважаемому британскому коллеге Резерфорду 250 килограммов драгоценного вещества. Это был жест, который довоенная Австрия легко могла себе позволить: единственные разрабатывающиеся в Европе месторождения урановой руды находились в Богемии, в районе Иоахимсталя, который тогда еще входил в состав двуединой императорской и королевской монархии. Резерфорд никогда безропотно не соглашался с конфискацией радия, предоставленного ему в пользование Австрией. Также не был он удовлетворен временным разрешением властей пользоваться этим драгоценным металлом. Человек с прямым характером и высокими принципами, он настаивал на своем праве возвратить драгоценный металл, данный взаймы ему лично, коллегам на Дунае по окончании военных действий или уплатить его стоимость. Твердая позиция Резерфорда в конце концов победила. В 1921 г., 14 апреля, он писал своему старому коллеге Стефану Мейеру в охваченную инфляцией Вену: «Я был весьма обеспокоен Вашим сообщением о финансовом положении Венского радиевого института и приложил все усилия к тому, чтобы собрать некоторую сумму денег и купить хотя бы небольшое количество радия, который Венская академия столь великодушно предоставила мне и который оказался так полезен в моих исследованиях».

Мейер предупредил, что стоимость радия на мировом рынке «чудовищно высока». Это не испугало Резерфорда. Он собрал несколько сот фунтов стерлингов, которые помогли Венскому радиевому институту преодолеть трудности худших лет инфляции.

Резерфорд даже во время войны поддерживал контакт, в основном письменно, через нейтральные страны с учениками и друзьями в Германии и Австро-Венгрии и, в частности, со своим старым и верным ассистентом Гансом Гейгером, изобретателем «счетчика Гейгера» — незаменимого прибора для измерений невидимых радиоактивных излучений. Интернациональная семья физиков держалась более сплоченно, чем писатели и прочие интеллигенты, бомбардировавшие друг друга злобными манифестами. Физики, перед войной годами работавшие в тесном общении (письменном или непосредственном, бок о бок в лабораториях), не смогли сделаться врагами по команде сверху. Они помогали друг другу при первой же возможности. Так, например, Нернст и Рубенс, немецкие учителя Джемса Чэдвика, помогли своему ученику, впоследствии лауреату Нобелевской премии, устроить небольшую лабораторию в лагере в Рухлебене под Берлином, куда он был интернирован с начала войны. Здесь он вместе с другими пленниками провел много интересных экспериментов. В мае 1918 г., когда ожесточенные бои на севере Франции ежедневно уносили так много человеческих жизней, он писал Резерфорду:

«Мы сейчас работаем, или, вернее, собираемся работать над образованием карбонилхлорида под воздействием света… В течение нескольких последних месяцев я посетил Рубенса, Нернста и Варбурга. Они старались помочь нам и предлагали ссудить нас всем, чем могли. И, действительно, помогли аппаратурой».

Как только пограничные режимы стали менее строгими, физики немедленно возобновили контакт, чтобы обменяться информацией о достигнутом за годы войны. Письма и телеграммы должны были облегчить этот обмен. Телеграфные служащие в Копенгагене часто оказывались в затруднении, каким образом правильно передать сообщения, полные совершенно им непонятных математических формул, из института профессора Нильса Бора в Англию, Францию, Голландию, Германию, Соединенные Штаты и Японию.

В это время в области атомных исследований существовало три главных центра притяжения. Из Кембриджа Резерфорд, подобно монарху, острому на язык и легко возбудимому, правил тем царством мельчайших, мыслимых размеров частиц, первооткрывателем которого он был.

Копенгаген устами Нильса Бора декретировал законы пугающе новой и загадочной области микрокосма. Тем временем геттингенский триумвират — Макс Борн, Джемс Франк и Давид Гильберт тотчас же анализировали каждое новое открытие, сделанное в Англии, и, как предполагалось, правильно объясненное в Дании. Множество увлекательных проблем, открывавшихся в мире атомов, не могло больше разрешаться путем переписки. Начиналась эра конгрессов и конференций. Стоило Бору только заикнуться о том, что он собирается выступить в Геттингене с лекциями о своих работах, как физики начинали собираться в путь.

Новости об интересных экспериментах и достигнутых результатах приходили даже из таких стран, в которых до войны физические исследования или не проводились вовсе или проводились в малых масштабах. Индия и Япония, Соединенные Штаты и революционная Россия — все стремились обменяться научной информацией.

В эти годы наиболее серьезные усилия были сделаны Советским Союзом для установления контакта с учеными Запада. Большевистское государство не только желало, чтобы его физики учились у зарубежных. Оно также заботилось о том, чтобы их собственные публикации переводились на английский, французский и немецкий языки.

Планк, Эйнштейн, супруги Кюри, Резерфорд и Бор один за другим нанесли ряд сокрушительных ударов по зданию физики, которое на рубеже столетий выглядело таким прочным.

Среди послевоенных треволнений, революций и инфляции люди вряд ли имели время, терпение да и просто возможность оценить значение наиболее глубокой, наиболее значительной из всех революций в науке — коренного изменения нашего представления о мире. Планк потряс утвердившуюся в течение тысячелетий веру в то, что в природе невозможны внезапные скачки. Эйнштейн доказал относительность таких незыблемых понятий, как пространство и время. Он определил материю как «застывшую» энергию. Супруги Кюри, Резерфорд и Бор доказывали, что неделимое можно разделить, и что твердое тело, если строго его рассматривать, не является стабильным, а постоянно изменяется.

Альфа-частицы профессора Резерфорда могли бы в то время разрушить не только атомы азота, но также и многие человеческие представления о мире. Они могли бы воскресить забытый много столетий назад страх конца света. Но в те дни подобные открытия имели мало общего с повседневной жизнью. Представления, сложившиеся в результате сложнейших экспериментов физиков об истинном характере мира, были, по общему мнению, исключительно личным делом этих физиков. Даже сами ученые, казалось, не ожидали никаких практических последствий от своих открытий. Резерфорд, например, утверждал, что человечество никогда не сможет использовать энергию, дремлющую в атоме. Этого ошибочного мнения Резерфорд твердо придерживался до самой смерти.

Немецкий физик, лауреат Нобелевской премии Вальтер Нернст в 1921 г. писал: «Можно сказать, что мы живем на острове, сделанном из пироксилина». Правда, тут же он добавил в утешение: «Но, благодарение богу, мы пока еще не нашли спички, которая подожгла бы его».

Это была удивительная и волнующая эпоха, о которой один из поколения самых молодых, американец Роберт Оппенгеймер, позднее писал:

«Квантовая теория возникла на рубеже столетий. Это было героическое время — время кропотливой работы в лабораториях, время решающих экспериментов и смелых действий, многочисленных фальстартов и неподтвердившихся догадок. Это было время важных сообщений и спешных конференций, дебатов, критики и блестящих математических импровизаций. Это было время созидания».

Крупный немецкий физик Паскуаль Иордан вспоминает: «Каждый был полон такого напряжения, что почти захватывало дыхание. Лед был сломан…

Становилось все более и более ясным, что мы натолкнулись на совершенно новую и глубоко запрятанную область тайн природы. Стало очевидным, что для разрешения противоречий потребуются совершенно новые методы мышления, находящиеся за пределами прежних физических представлений».

Молодые физики из всех стран света учились в Мюнхене под руководством Зоммерфельда. Они порой даже в кафе пытались разрешить свои проблемы. Мраморные столики покрывались наспех написанными математическими формулами. Официанты кафе «Лютц» в Хофгартене, часто посещаемом мюнхенскими физиками, имели строгие указания не стирать со столиков написанное без специального на то разрешения. В тех случаях, когда проблема не разрешалась к моменту закрытия кафе на ночь, дальнейшие вычисления производились в следующий вечер. Однако довольно часто случалось, что кое-кто набирался смелости и бегло набрасывал решение, не дожидаясь следующей встречи; особенно нетерпеливыми оказывались юные физики.