У химиков есть термин — in statu nascendi. Это значит: «в момент выделения». Разрушается крепость молекулы. Высвобождается атом. В этот-то первый момент своей свободы он всего легче вступает в нужную нам реакцию. Часто таков единственный способ получить необходимое соединение.
Мне были даны судьбой хорошие родители, хорошие учителя, хорошие коллеги, хорошие ученики, хорошие друзья, великие возможности, неизменное везение и отличное здоровье.
Так сказал про себя Дж. Дж. Томсон. И с равным правом это мог повторить о себе Эрнст Резерфорд. Счастливость сопутствовала ему с пеленок: он родился поразительно вовремя.
Правда, такова уж общая особенность гениев — они умеют рождаться как раз, когда нужно. Это потому, что если появляются они на свет преждевременно или запоздало, история не предоставляет в их распоряжение великих возможностей, и они уходят, не успев или не сумев показать нам, что были гениями.
Резерфорд все успел и все сумел.
Он родился так своевременно, что пора его зрелости, как по хронометру, совпала с порой возникновения физики микромира.
Он застал атомную физику in statu nascendi!
…Осенью 1895 года пятидесятилетний профессор Вюрцбургского университета Вильгельм Конрад Рентген решил заняться изучением катодных лучей. Это его решение, по-видимому, не было связано с какими-нибудь особенными надеждами. Тема не отличалась ни новизной, ни остротой. Физики уже десятки лет получали эти лучи в трубках с разреженным газом. Существовало уже много разновидностей этого простого и эффектного прибора — трубки Гитторфа, Крукса, Ленарда… Простота прибора бросалась в глаза: запаянный стеклянный баллон, внутри — два электрода, положительный — анод, отрицательный — катод. Вот в принципе и все. В трубках возникали сложные и впечатляющие картины свечения. Светились разновидности лабораторных молний. А при определенных условиях они превращались в устойчивый поток невидимых заряженных лучей, летящих от катода к аноду. Когда к трубке прикладывали магнит, невидимый поток отклонялся от прямолинейного пути. Можно было заставить его падать не на поверхность анода, а на стенку стеклянного баллона. И в этом месте стекло начинало красиво светиться — флюоресцировать.
Сегодня достаточно одного слова, чтобы охарактеризовать природу катодных лучей: электроны!
Но в 1895 году электрон еще не был открыт. Уже бытовало в науке это слово, введенное в 1894 году Джонстоном Стонеем для обозначения «фундаментальной единицы электричества». Однако существование такого атома электричества еще никто не доказал. Совсем как у Иоанна: «Вначале было слово». Но слово еще не было делом. Природа катодных лучей оставалась предметом гаданий. Многие были согласны с Ленардом: «Эти лучи есть явление, происходящее в эфире». Согласен был с ним, своим будущим врагом, и Вильгельм Рентген.
В науке постоянно происходит открытие теоретически предсказанных эффектов. Так, в годы «кембриджской интерлюдии» Резерфорда молодой московский физик Петр Николаевич Лебедев искал способ обнаружить световое давление. Сделать это не удавалось многим прекрасным экспериментаторам. Между тем по теории Максвелла поток световой энергии должен был оказывать механическое давление на тела. Но этот тончайший эффект забивали явления более броские. Гений Лебедева позволил найти искомое. В его замечательном открытии не было ничего случайного. Говоря современным языком, оно могло быть запланировано! Только одновременно нужно было бы найти Лебедева, чтобы план оказался выполненным.
Но нельзя запланировать неведомое и непредсказуемое. Рентген со своим превратным представлением о природе катодных лучей, да еще в эпоху, когда строение атома было неизвестно, не мог предвидеть, какая находка его ждала.
Дж. Дж. Томсон писал:
«Один наблюдатель заметил, что его фотографические пластинки затуманиваются, когда поблизости в трубке, наполненной газом низкого давления, происходит электрический разряд. Все, что он сделал, это отодвинул пластинки подальше. Свои пластинки он спас, но потерял рентгеновы лучи».
С разрядными трубками на протяжении десятилетий возилось множество физиков. Но только Рентген сразу же обнаружил, что от этих трубок исходит какое-то незримое и чрезвычайно проникающее излучение. Первое подозрение: не катодные ли это лучи, вырвавшиеся наружу? Но нет, они не были заряжены — магнит их не отклонял. Катодные лучи выводил наружу Филипп Ленард. Это было интересно, однако не содержало ничего нового. А новое прошло для него незамеченным, хотя лежало прямо перед глазами. Молодой честолюбец — один из тех, кто спасал свои пластинки, отодвигая их подальше, — он вознегодовал, что физика обогатилась лучами Рентгена, а не лучами Ленарда. И не нашел ничего более достойного, как обвинить честнейшего Рентгена в плагиате. По замечанию академика А. Ф. Иоффе, «эту враждебность Ленард сумел сохранить до самой смерти Рентгена, на протяжении 30 лет».
Лондонское Королевское общество решило отметить открытие нового излучения медалью Румфорда. Но кажется необъяснимым, почему оно присудило эту почетную медаль и Рентгену и Ленарду. Награды — проблема этическая, а не научная. Однако можно не сомневаться: в среде ученых пронеслась бы буря, если б они отчетливо сознавали, что тут была допущена явная несправедливость.
Спустя тридцать с лишним лет повторилось нечто подобное. Шведская академия присудила Нобелевскую премию индийскому физику Раману. Открытие индийца было выдающимся. Но несколько раньше и с гораздо большей полнотой это же квантовое явление исследовал в Москве замечательный физик, ныне покойный, академик Л. Мандельштам. Ученый, никогда не любивший сенсаций, он послал свою работу, тщательно выполненную вместе с другим известным советским физиком, Г. Ландсбергом, в «Журнал Русского физико-химического общества». И одновременно в немецкий «Naturwissenschaften». А Раман, пораженный своим открытием, еще не проведя детальных исследований, тотчас послал в Лондон как бы заявочную каблограмму. И это телеграфное уведомление появилось в «Nature» чуть раньше, чем вышел немецкий журнал. Раман стал нобелевским лауреатом, а Мандельштам — нет! Это было столь очевидной несправедливостью, что знаменитый теоретик Макс Борн в знак протеста демонстративно вышел из Нобелевского комитета.
Но из-за медали Румфорда, присужденной Ленарду, никто не покинул Королевского общества. Отчего же? Да оттого, что никто не усмотрел в случившемся умаления заслуг Рентгена. Этической проблемы не возникло потому, что не ясна была проблема научная: каково происхождение вновь открытых лучей? И еще никто не мог оспорить притязаний Ленарда: ведь «его лучи» — выведенные наружу пучки электронов — наблюдались тоже вне трубки… В этой истории нечаянно отразилось младенчество атомной физики.
