Текст книги "Резерфорд"

Автор книги: Даниил Данин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 40 (всего у книги 45 страниц)

Когда он появился в Кавендише в 1921 году, почти одновременно с Капицей, ему было всего двадцать четыре, но он успел до окончания университета повоевать в составе военноморских сил Англии. И его незаурядность проявилась уже в том, что он, способный морской офицер, захотел и сумел променять флот на физику. (Наверное, ему, преуспевающему, сделать это было психологически труднее, чем военнопленному Эллису променять на физику артиллерию.) В Кавендише Блэккет сразу стал преемником д-ра Шимицу, внезапно уехавшего тогда на родину и не окончившего важное исследование. Японец разрабатывал идею Резерфорда: научиться регистрировать акты атомных превращений в азоте с помощью гуманной камеры Вильсона. Блэккету воистину посчастливилось – ему досталась в наследство перспективнейшая тема.

Резерфорд растолковывал слушателям ее смысл. Метод сцинцилляций позволял узнать лишь одно: акт расщепления атома под ударом альфа-частицы произошел – ядро покинул протон. Но во что превратилось пострадавшее ядро и какова судьба альфа-частицы – оставалось неизвестным. Камера Вильсона, делающая видимыми треки заряженных атомных телец, давала надежду раскрыть неизвестное.

Резерфорд объяснял: если ядро азота в акте взаимодействия поглощает альфа-частицу, туманный след ее полета должен обрываться в точке их соударения; но зато в этой точке должны возникать два других следа – от вылетевшего протона и от нового ядра; на фотографии должна получаться вилка или нечто похожее на детскую рогатку; по углу разлета протона и нового ядра, по толщине и протяженности их туманных треков можно разведать кое-что важное об акте трансмутации…

Резерфорд внушал: вся беда в редкости этих актов. В среднем на 100 тысяч альфа-частиц лишь одна «хорошо попадает» в азотный атом. И следовательно, надо было сфотографировать примерно 100 тысяч альфа-треков, чтобы наткнуться на одну вилку! А один снимок содержал не больше 20 треков. Требовалось создать быстродействующую туманную камеру и автоматизировать ее работу.

Патрику Блэккету это постепенно удалось. Он научился получать около 1000 фотографий в день. Его камера срабатывала каждые 15 секунд. И среди 400 тысяч треков, снятых на протяжении 1924 года, он обнаружил шесть вилок! А после аккуратного обмера и обсчета этих вилок однозначно показал: азотное ядро, теряя протон, но приобретая альфа-частицу, превращается в ядро кислорода – ядро изотопа О17.

В том и состоял блистательный успех Влэккета, что он впервые доказательно раскрыл незримый ход искусственной ядерной реакции, с которой начался в 19-м году век «Современной алхимии»: азот плюс гелий дают кислород плюс водород. В химических символах, осложненных указанием атомного веса (наверху) и заряда ядра (внизу), эта реакция выглядела так:

[24]24
  Правда, этот способ записи ядерных превращений тогда еще не употреблялся. Во всяком случае, в научных трудах Резерфорд не пользовался им вплоть до 1933 года – до его совместной работы с Олифантом и Кинзи по трансмутации лития.


[Закрыть]

Не для одних студентов, но и для ученейших земляков сэра Эрнста, даже для Марсдена, встречавшего его в Окленде, были поражающей новостью рассказы о блэккетовских опытах. Да и в Лондоне Резерфорд впервые объявил о них с кафедры Королевского института лишь месяца за два до своего отъезда в Антиподы. И всюду производили сильное впечатление 400 тысяч сфотографированных альфа-треков и автоматизация физического эксперимента. Чувствовалось подспудно, что проникновение в атомные недра будет требовать все более высокой лабораторной техники.

А Резерфорд, точно нарочно усиливая эту тему, рассказывал еще и о последних достижениях Петра Капицы. В этих рассказах совсем уж отчетливо пробивалось предчувствие новых времен в экспериментальном изучении микромира. С искренним изумлением и с оттенком отцовско-наставнической похвальбы (вот каковы мои кавендишевцы!) говорил он о серьезном намерении Капицы поработать с магнитными полями порядка 1 миллиона гаусс. Это звучало фантастически, потому что создание магнитных полей даже в 50 раз менее сильных было тогда нелегкой технической задачей.

Для того чтобы внутри катушки соленоида возникало мощное магнитное поле, требовались мощные электрические токи. Получить их было непросто. И дорого. А при длительном их пропускании через катушку грозили бедой опасные перегревы. На что же рассчитывал Капица?

Ответ был покоряюще прост: для атомных экспериментов вполне достаточны мгновенные поля в небольших пространственных объемах. На полет через камеру Вильсона альфа-частице с лихвой хватает миллионной доли секунды. И любому внутриатомному процессу, чтобы начаться и кончиться, ничтожных долей секунды более чем довольно. И стало быть, магнитному полю, дабы оказать свое влияние на ход таких процессов, не нужно долго жить. Создавать чудовищные поля на мгновенья – вот в чем заключался замысел Капицы.

А как? Тут начиналась инженерия. И вмешивался в дело риск. И появлялась нужда в затратах, каких не знавала прежде «веревочно-сургучная» лаборатория.

Разумеется, о последнем Резерфорд не рассказывал заокеанским слушателям. Зато о риске говорил охотно. И с полным доверием к инженерно-физическим решениям Капицы.

Суть их становилась впечатляюще зримой, едва произносились слова – «короткое замыкание». Обычно это техническая неприятность, если не катастрофа. Вся громада энергии, рассчитанной на постепенную трату в длинной череде потребителей тока, вдруг обрушивается на ограниченный участок цепи. Возникают недопустимые перегрузки. Выходят из строя агрегаты. Горят предохранители. (И это лучший исход!) Но при помощи такого рода катастроф Капица и решил создавать сильные магнитные поля. Генератор тока, развивавший большую мощность – она в три раза превышала мощность тогдашней Кембриджской городской электростанции, – должен был в моменты коротких замыканий сполна отдавать всю свою энергию маленькой катушке, расположенной в отдаленье. Одной маленькой катушке!

А располагать ее в отдаленье надо было обязательно. В момент замыкания резко, совсем как налетевший на стену автомобиль, тормозился разогнанный до огромной скорости ротор динамо-машины. Кинетическая энергия его вращения и преобразовывалась в энергию магнитного поля. Но не сполна, а с неизбежными потерями. И очень ощутимыми. От этих потерь дрожал фундамент. Сотрясались стены. Звенели стекла. (И то был лучший исход!) Маленькую медную катушку надо было оградить от волн этих механических деформаций – по крайней мере на время существования в ней запланированного магнитного поля: на те сотые доли секунды, пока длилась сама катастрофа и шел затеянный физический эксперимент. Деформации бегут со скоростью звука: сотая секунды – несколько метров. Нетрудно было рассчитать, как далеко следовало уносить катушку. В общем, Капице и впрямь нельзя было обойтись малыми средствами и скромными помещениями.

Рассказывая обо всем этом завороженно слушающей аудитории, Резерфорд добавлял, что, возможно, как раз в эти-то минуты и проводится в Кавендише очередной рискованный эксперимент. И на обратном пути из Антиподов домой, когда перед рождеством он задержался на четыре дня в Египте, чтобы увидеть пирамиды и сфинксов, его настигло письмо от Капицы, которое было как сон в руку:

Кембридж, 17 декабря 1925

Я пишу вам это письмо в Каир, дабы рассказать, что мы уже сумели получить поля, превышающие 270 000 в цилиндрическом объеме диаметром 1 сантиметр и высотою 4,5 сантиметра. Мы не смогли пойти дальше, так как разорвалась катушка и это произошло с оглушительным грохотом, который, несомненно, доставил бы вам массу удовольствия, если бы вы слышали его… Но результатом взрыва был только шум, поскольку, кроме катушки, никакая аппаратура не претерпела разрушений. Катушка же не была усилена внешним ободом, каковой мы теперь намереваемся сделать.

…Я очень счастлив, что в общем все прошло хорошо, и отныне вы сможете с уверенностью считать, что 98 процентов денег были потрачены не впустую и все работает исправно.

Авария явилась наиболее интересной частью эксперимента и окончательно укрепляет веру в успех, ибо теперь мы точно знаем, что происходит, когда разрывается катушка. Мы также знаем теперь, как выглядит дуга в 13 000 ампер. Очевидно, тут вообще нет ничего пагубного для аппаратуры и даже для экспериментатора, если он держится на достаточном расстоянии.

Со страшным нетерпением жажду увидеть вас снова в лаборатории, чтобы в мельчайших деталях, иные из которых забавны, рассказать вам об этой схватке с машинами…

Схватка с машинами!

Это прозвучало неожиданно и сильно. Такие баталии были тогда совершеннейшей новостью в технике атомно-ядерного эксперимента. А сердце Резерфорда не могло не радоваться этой новизне.

Есть все основания утверждать, что из первых же алхимических опытов с альфа-частицами он осознал: для последовательной атаки атомного ядра понадобятся громадные энергии. Раньше или позже – обязательно понадобятся. И он понимал: только высокая инженерия сможет со временем дать их атомной физике. Так не потому ли с первых самостоятельных шагов инженера-физика Капицы он выделил его из ряда вон, что, кроме стремительно-отважного исследовательского дара, угадал в повадках и замыслах петроградца еще кое-что существенно важное для будущего? Не почуял ли он в такого рода циклопических замашках предвестье грядущей поры индустриальнотехнического переоснащенья всей экспериментальной базы физики микромира?

Не имеет значенья, что впоследствии сам Капица не занимался ни ускорителями, ни реакторами, ни атомно-водородными бомбами – этими гигантозаврами ядерного века, – а то существенно, что в первую Схватку с Машинами вступил в резерфордовской лаборатории он!

8

В Кембриджском фольклоре сохранилась история, заключившая в выразительную рамку тогдашнюю поездку сэра Эрнста в родные края. Сидя за послеобеденным портвейном в профессорской Тринити-колледжа и припоминая занятные подробности недавнего путешествия, он однажды – было это уже в январе 26-го года – рассказал коллегам:

Прежде чем покинуть Кембридж, я пошел повидать моего старого друга Си-Ти-Ара, чтобы сказать ему good bye. Он медленно полировал вручную большую соединительную муфту из матового стекла, и я оставил его за этим занятием.

…Все хорошее когда-нибудь приходит к концу, и мы вернулись назад, в Кембридж. Первое, что сделал я после многомесячного отсутствия, это отправился навестить моего старого друга Си-Ти-Ара. Я застал его за полировкой все той же большой соединительной муфты из матового стекла.

Не раз приводилась эта притча для характеристики «туманного Вильсона». Но при взгляде издалека – с точки зрения истории – чудится в ней что-то символическое и для всей жизни Кавендиша в те дни, недели и месяцы 1925–1926 годов.

Разумеется, лаборатория жила по-прежнему деятельной жизнью. Но была эта жизнь не более чем штилем в сравнении с бурями, шумевшими тогда на континенте: теперь уже не в Париже, а в Геттингене, и Цюрихе, и Копенгагене – главных эпицентрах длившегося и неудержимо нараставшего потрясения основ теоретического познания микромира. (Да и мира вообще!) Boт там счет времени действительно шел на дни, недели и месяцы. И уж оттуда никак нельзя было в ту пору безнаказанно отлучиться на полгода: отлучился – вернулся, а обжитого дома твоей мысли нет и в помине – он снесен, как дом твоего детства, и незнакомые чужие идеи по-хозяйски расхаживают на опустевшем месте, как цыплята в брайтуотеровском загоне.

Да, так уж получилось, что пока Резерфорд на полгода отлучался из Европы, в Европе родилась долгожданная механика микромира. Он словно обеспечивал себе алиби в будущем громком процессе об этом преступлении против законов классики.

Алиби выглядело полным. 29 июля 1925 года, когда редакция немецкого журнала «Zeitschrift für Physik» получила работу молодого геттингенского теоретика Вернера Гейзенберга с первым изложением его знаменитой матричной механики, профессор Резерфорд находился на борту парохода «Асканиус» в водах южной Атлантики и пятый день блаженно отдыхал от своих профессорских обязанностей.

Гейзенберг был ровно на тридцать лет моложе Резерфорда, и молва о планетарном атоме с лестницей разрешенных уровней энергии стала достоянием его разума еще в отрочестве. Может быть, поэтому в отличие от Резерфорда его не смущало, «откуда знает электрон, где он должен остановиться», когда атом, испуская квант, скачком переходит из одного устойчивого состояния в другое. Непостижимые и незаконные с точки зрения классической, эти квантовые скачки были приняты начинающим теоретиком как некая бесспорная и простейшая реальность природы. И он построил механику квантовой прерывности в явлениях микромира. И был он, по словам его геттингенского учителя Макса Борна, так талантлив и так невежествен, что даже выдумал для воплощения своих физических идей особый математический аппарат, не зная, что таковой давно существует в высшей алгебре под именем матричного исчисления. В общем для резерфордовского атома Гейзенберг нашел количественные законы движения по воровской лестнице дозволенных уровней энергии.

И вот что сверх всего особенно замечательно: хотя в построениях своих он исходил из квантовых скачков Бора, а о непрерывных волнах материи де Бройля и не думал, не веря в их реальность, действующими лицами в его механике все равно оказались на поверку странные микрокентавры – непонятные частицы-волны. И новый непоправимый ущерб нанесен был старой классической иллюзии – рисовать события в микромире так, точно на микробильярде сталкиваются и взаимодействуют аккуратненькие шарики-частицы… Тут уж решительно и бесповоротно предъявляла свои права наступающая эпоха непредставимых представлений о ходе вещей в атомном мире.

Интересно, что Резерфорд уплывал в Антиподы, быть может все-таки успев напоследок ознакомиться с построениями Гейзенберга, хотя тогда они еще даже не дошли до редакции «Zeitschrift für Physik». Дело в том, что как раз незадолго до отъезда Резерфорда – в середине июля 25-го года – Гейзенберг появился на Фри Скул лэйн.

Посетить Кавендишевскую лабораторию его пригласил, очевидно, Ральф Фаулер. Минувшей зимой они часто встречались в Копенгагене, на семинарах у Бора, где оба ходили в учениках и где не прекращались отчаянные споры о новых теориях. Двадцатичетырехлетний Гейзенберг прочитал в Кавендише несколько лекций. И достойно внимания, что среди его кембриджских слушателей был двадцатитрехлетний Поль Адриен Морис Дирак. А был ли среди них сам кавендишевский профессор – сэр Эрнст? Судя по всему – нет. Однако трудно допустить, что ему не были сообщены новости, привезенные геттингенцем. Если никто другой, то уж Ральф Фаулер наверняка порассказал ему о них – хотя бы домашними вечерами в Ньюнхэм-коттедже на улице Королевы.

Тем не менее ни в тогдашних речах Резерфорда, ни в его письмах (во всяком случае, тех, что опубликованы Ивом, Бором и другими мемуаристами), не найти ни слов одобрения, ни слов хулы по адресу новых идей.

Молчал он о них и в Антиподах.

Повторилось то же, что имело место два года назад, когда появились волны материи де Бройля: Резерфорд словно бы не пустил новейшие теоретизирования в свой духовный мир. Между тем ведь на этот раз новые идеи получили благословение Бора!

Видно, не просто ему было пойти на полный разрыв с наглядностью физического знания…

Да, ему это было совсем не просто. Однажды во время застольного спора в обеденной зале Королевского общества выдающийся астрофизик Артур Эддингтон с философической необязательностью сказал, что, быть может, электроны это только наша «умозрительная концепция», а реально они, возможно, и не существуют. Резерфорд в негодовании поднялся из-за стола, и весь вид его, по словам очевидца, как бы говорил: «Вы оскорбили женщину, которую я люблю!» Он вскричал: «Электроны не существуют?! Ах, вот как! Отчего же я вижу их так же ясно, как эту ложку перед собой?» При такой рельефности внутреннего зрения разрыв с наглядностью был не только не прост, но неизбывно тягостен.

А пока он отмалчивался от новых идей, они все уверенней демонстрировали свою силу. И стало быть, истинность. И как раз на время его отлучки – на вторую половину 25-го года – пришлись все знаменательные даты в истории возникновения и развития гейзенберговского варианта квантовой механики. А вдобавок тогда же начал созревать и другой знаменитый вариант этой механики, принадлежавший цюрихскому теоретику Эрвину Шредингеру.

В Цюрихе дело тоже шло стремительно, и уже 18 марта 26-го года редакция немецких «Анналов физики» получила первое законченное изложение основ волновой теории микромира, исходившей не из квантовых скачков Бора, а из дебройлевских волн материи.

Резерфорд отмолчался и от этой теории.

Волновая механика как бы противостояла матричной: она хотела быть механикой непрерывности в явлениях микродействительности. Шредингер мечтал все свести к волнам и вообще избавиться от частиц. Но на поверку обнаружилось, что действующими лицами и в его построениях являются те же странные микрокентавры – волны-частицы.

Однако поначалу две механики враждовали. Шредингер в дискуссии с Бором называл «проклятыми» квантовые скачки: он полагал, что такие нарушения непрерывности антифизичны и невозможны. Гейзенберг в письме к Паули называл «ужасной» физическую суть волновой теории: он полагал, что она пренебрегает всем своеобразным – неклассическим – в бытии микромира. Означали же эти полемические резкости обоих равноправных основателей квантовой механики лишь одно: рождение ее не было идиллическим – оно явилось истинной драмой идей.

А Резерфорд оставался в стороне от этой драмы.

Он продолжал отмалчиваться и тогда, когда в том же 26-м году Шредингером была доказана полная эквивалентность матричной и волновой механик, выразивших одну и ту же правду природы на разных математических языках. Правда эта состояла в полной симметрии волновых и корпускулярных свойств у элементарных атомных частиц.

Он не стал менее безучастным к происходящему и тогда, когда в том же 26-м году Макс Борн выдвинул вероятностное толкование законов микромира. А это толкование неизбежно приводило к небывалому утверждению, что статистические закономерности могут господствовать и господствуют не только в жизни больших скоплений микрочастиц, но и в поведении каждого электрона, протона, атома.

Он не изменил своему равнодушию и тогда, когда в следующем, 1927 году Гейзенберг открыл Соотношение неопределенностей, ставшее основным законом квантовой механики. А этот закон показывал, что для частицы-волны бессмысленно ожидать одновременной полной определенности в ее местоположении и в величине ее скорости. Это значило, что в микромире нет классических траекторий! Точные орбиты электронов в планетарном атоме превращались в иллюзию. Отныне можно было говорить лишь о вероятности пребывания электрона здесь или там…

Казалось бы, уж гут-то он должен был зарычать. И выразить свое несогласие. Или согласие. Но он не зарычал и теперь. И по-прежнему неизвестным оставалось – согласен он или не согласен?

Суть в том, что он сам этого ие знал.

Он не знал этого и тогда, когда осенью 27-го года в Брюсселе на 5-м Сольвеевском конгрессе развернулась историческая дискуссия о физическом понимании квантовомеханических закономерностей.

Уже стало ясно, что Соотношение неопределенностей узаконило вероятностное толкование всех событий в микромире: где неустранимые неопределенности – там торжество случайности и господство законов статистики. И уже стало ясно, что классическая однозначная причинность должна уступить место иной – многозначной причинности. Все-таки причинности, а не произволу, ибо вероятностные закономерности нисколько не хуже других. Но уже прозвучало шутливое слово Эйнштейна о квантовой механике: «Я не могу допустить, что господь бог играет в кости!» Однако вместе с тем уже многократно подтвердилась истинность выводов и предсказаний новой механики. И Вор с неопровержимой убедительностью доказывал ее внутреннюю непротиворечивость и логическую состоятельность. Крупнейшие физики современности вели той осенью в Брюсселе ожесточенную дискуссию о квантовой революции. И стало очевидно, что в существе своем это философский спор.

Столкнулись разные философии природы, которые в последующие годы напрасно клеймили всяческими «измами» (хорошими и дурными). Просто одна из них была традиционной натурфилософией, а другая – новаторской. На стороне первой стояли Эйнштейн, Лоренц, Ланжевен, де Бройль, Шредингер… На стороне второй – Бор, Борн, Гейзенберг, Паули, Дирак…

А Резерфорд?

Ему самому неведомо было, с кем он…

К огорчению автора его жизнеописания, сэр Эрнст не был с новаторами. Но, к радости автора его жизнеописания, сэр Эрнст не был и с традиционалистами. Конечно, он имел в запасе вполне удовлетворительное оправдание – «я не теоретик». Оно всегда было к его услугам. Однако он слишком хорошо знал по долгому своему опыту, что теория и эксперимент – сиамские близнецы с общей кровеносной системой, и поэтому разрешал себе пользоваться этим оправданьем разве что для красного словца. Так, посмеиваясь, он однажды сказал о теоретиках-квантовиках, не различая правых и виноватых:

Они играют в свои символы, а мы в Кавендише добываем неподдельные твердые факты природы.

Эта формула психологически помогала ему держаться над схваткой. Но легковерно было бы принимать ее слишком всерьез.

Тогда ведь пришлось бы допустить, будто он не замечал, что и на Фри Скул лэйн, буквально под его окнами и у него за стеной, шла азартная игра в символы. Дарвин, Фаулер, Дирак, а чуть позже Хартрн и Мотт – словом, все, кого Бор называл впоследствии «сильнейшей кембриджской группой», – тоже ведь могли сказать о себе: «мы в Кавендише». А между тем добыванием «неподдельных фактов» природы они вовсе не занимались. Так, может, он только терпел их игры – по великодушию? Нет, он отлично знал, чем они увлечены, и, поощрял их искания с обычной океанской и пророческой своей широтой. И это не пустая фраза: всех своих кавендишевских квантовиков он часто и надолго то отпускал, то сам посылал в Копенгаген. Необычным было лишь то, что он не торопил их требованиями скорейших результатов и не устраивал им грозных инспекций. Он сознавал, что руководить их поисками не мог бы. Но единственный директорский вывод, который он делал из этого, заключался в предоставлении им обеспеченной свободы исканий. Позиции над схваткой это не противоречило.

Короче, он сделал все, чтобы не помешать Кавендишу с течением лет самому превратиться в один из эпицентров квантового потрясения основ. Можно даже сказать сильнее: непреднамеренно он делал все, чтобы это однажды случилось.

И это случилось. В 1928 году.

В 1928 году П. А. М. Дирак, и без того уже внесший свой глубоко оригинальный вклад в развитие методов новой науки, сумел обручить ее со специальным принципом относительности Эйнштейна. Квантовая механика распространила свои права на случаи движения микрокентавров со скоростями, близкими к световой. Появилось так называемое релятивистское уравнение Дирака, вскоре ставшее не менее знаменитым, чем волновые функции Шредингера или матрицы Гейзенберга. Ко всем странностям, уже обнаружившимся на микроуровне бытия материи, прибавились новые, раскрытые гением невозмутимососредоточенного кембриджского теоретика.

Нильс Бор писал, что «Дирак с ранней юности отличался уникальной мощью своего логического мышления». И бдительность его логики нельзя было усыпить. Однажды на физической конференции в Копенгагене японский теоретик Нишина испещрял доску выводом многочленной формулы, уже известной слушателям по розданной им рукописи. Дирак заметил, что у третьего члена на доске стоит «—», а в рукописи «+». Нишина дал разъяснение: «Надо как в рукописи, а при выводе на доске я где-то в одном месте ошибся». «В нечетном числе мест!» – тотчас поправил его Дирак. И возразить было нечего, ибо нечетное повторение ошибки в знаке дает тот же итог, что и одна ошибка.

Подумать только, что эта рыцарская неподкупность логики могла достаться не теоретической физике, а электротехнике! Так случилось бы почти наверняка, если бы молодой Дирак, получив высшее образование в Бристоле, сразу нашел работу по специальности. К счастью, он работы не нашел, и это привело его в Кембридж, где он стал «математическим физиком», учеником Ральфа Фаулера, и в один прекрасный день – слушателем Вернера Гейзенберга.

Самым впечатляющим подвигом рыцарской логики Дирака стал его вывод из собственного релятивистского уравнения, что в природе может существовать положительно заряженный двойник электрона – его античастица.

Между прочим, формально тут все как раз и сводилось к игре знаков «+» и «—» перед квадратным корнем в эйнштейновском выражении для энергии частицы. Математически – и только математически! – предсказывалось бытие доселе неведомой крупицы вещества. Это выглядело по тем временам еще поразительней, чем предсказание Плутона. В астрономических прогнозах работала старая, веками испытанная классическая механика. А тут заявляла непомерные претензии наука, родившаяся-то всего три года назад и у стольких авторитетов находившаяся покуда что на серьезнейшем подозрении. («Пикассо-физика»!)

Как отнесся к дираковскому предсказанию Резерфорд?

Об этом до сих пор ничего не рассказали мемуаристы, и Дирак пока еще воспоминаний ие публиковал. Но вот в чем нельзя усомниться: Резерфорд, безусловно, должен был вспомнить, как шестью годами раньше, в мае 1922 года, у него у самого был случай поговорить о возможном существовании положительного электрона.

Он тогда читал очередную кельвиновскую лекцию инженерам-электрикам, и ему захотелось объяснить им, отчего носителю единичного положительного заряда – водородному ядру – было отказано в чести именоваться положительным электроном, а придумано было для него новое слово – протон:

Следовало принять априори, что позитивный электрон должен был бы быть двойником отрицательного электрона и иметь ту же самую малую массу. Не было, однако, ни малейших намеков на существование такого двойника.

Но поскольку можно было возразить, что носитель положительного электричества с массой гораздо меньшей, чем у ядра водорода, быть может, будет еще открыт, казалось нежелательным ставить под сомнение эту возможность присвоением имени позитивного электрона водородному ядру.

Ну, а так как крестным отцом протона, обсуждавшим эту дилемму, был он сам, Резерфорд, то однозначно ясно, что видение позитрона посещало его задолго до теоретического предсказания Дирака. И настолько реальным было это видение, что вот ведь даже имя было зарезервировано для него в ожидании дня, когда оно явится во плоти.

Поэтому легко представить, что остаться равнодушным к «игре в символы» на этот раз сэру Эрнсту было много труднее, чем когда-либо прежде. Воображению рисуется вспышка его бурного одобрения. И воображать эту вспышку тем интересней, что о Дираке известно: он сам пребывал в сильнейшем смущении оттого, что, безусловно доверяя своей логике, должен был утверждать возможное существование не только антиэлектронов, но и антипротонов, антиатомов, а там и антимиров…

Резерфорд мог шумно радоваться, что его вещное чувство реальности теперь вправе было опереться на бесплотный минус в формуле смятенного теоретика. (Вот только радовался ли он этому в действительности, к сожалению, неизвестно.)

В том же 28-м году случилось в Кавендише еще и другое событие, уже наверняка понудившее Резерфорда оставить, наконец, позицию над схваткой.

Квантовая механика прорыла туннель к атомному ядру.

9

Однажды – было это на первом году его президентства в Королевском обществе – он написал старому манчестерцу Дьердю Хевеши:

Чадвик и я работаем иад рассеянием альфа-частиц и надеемся вскоре опубликовать интересные результаты. Я хочу узнать об атомном ядре немножко больше, прежде чем совсем отойду от настоящей работы.

Была в этих словах его всегдашняя ненасытимая жадность, но прослушивалось и что-то новое: пожалуй, отголосок глубоко запрятанной усталости. Или смиренного понимания, что ему уже не открыть и не постигнуть всего, что хотелось бы. Сначала уходит время посева, потом уходит время жатвы. Не в том только дело, что с годами все больше сил и сосредоточенности будет отнимать у него «ненастоящая работа», а в том еще – и не это ли главное? – что сами наши силы и наша сосредоточенность суть убывающие функции времени. Словом, это звучало грустно: «Я хочу узнать немножко больше, прежде чем…»

Вся надежда его была по-прежнему на рассеяние альфа-частиц: от картин рассеяния ожидал он желанной информации об устройстве ядер. Создание более мощной атомной артиллерии еще продолжало оставаться делом неясного будущего. Новое пока врывалось лишь в методы регистрации альфа-снарядов и осколков разбитых ядер.

Методу сцинцилляций, как заслуженному ветерану, уже готовилась почетная отставка. И была ирония истории в том, что только иод конец своей блистательной карьеры он, этот метод, удостоился и сам пристального изучения. В самом деле, ведь никто еще не выяснял причин его эффективности! Никто не мог бы точно сказать, а что, собственно, светится на экране из сернистого цинка? Какая доля энергии альфа-частицы превращается в энергию этого свечения? И какова чувствительность глаза при общепринятых условиях счета? Сколько квантов он видит?

С благословения Резерфорда ответы на эти вопросы искал молодой его рисёрч-стьюдент из Ленинграда Юлий Харитон, работавший в Кавендише как раз в ту пору – с осени 26-го по осень 28-го года. В содружестве с молодым канадцем Ли и с помощью препаратов Кроу эти ответы Харитон получил. Выяснилось, между прочим, что каждая сцинцилляция – акт свечения не отдельного атома, как думал некогда Резерфорд, а целого кристалла. И было доказано, что нижний порог чувствительности глаза – 30 квантов зеленого света, а после хорошей тренировки – 20…

Эта работа дала Харитону – впоследствии выдающемуся атомнику – неоценимый опыт тонкого экспериментирования, снискала ему живейшую симпатию Резерфорда и принесла звание доктора философии Кембриджского университета. Но дни сцинцилляционного метода были уже сочтены. Как рассказывает Коккрофт, в разных отдаленных углах и подвалах лаборатории кавендишевец Винн-Вильямс и его помощники уже собирали в то время первые усилительные схемы автоматического счета заряженных частиц. На ядерную физику начинала работать электроника тех лет. Харитон и Ли как бы написали впрок прекрасную эпитафию эпохе, когда безденежные кавендишевцы, натренировав свои глаза на 20 квантов, могли уверенно рассчитывать на приработок у Чадвика.

Однако от этого не становились менее обнадеживающими попытки узнать об атомном ядре «немножко больше» именно по картинам рассеяния альфа-частиц. Напротив, теперь эти картины обещали давать более точную информацию.