Текст книги "Пьер и Мария Кюри"

Автор книги: Ева Кюри

Соавторы: Мария Кюри
сообщить о нарушении

Текущая страница: 14 (всего у книги 28 страниц)

Глава XII
Открытие радия

Молодая супруга ведет свой дом, купает дочку и W/I ставит на плиту кастрюли… а в убогой лаборатории Института физики ученая делает самое важное открытие современной науки.

* * *

Два диплома, звание преподавателя, работа по изучению магнитных свойств каленых сталей – таков итог деятельности Мари к концу 1897 года, когда она, оправившись от родов, возвращается к своей научной деятельности.

Следующая ступень в поступательном развитии ее карьеры – защита докторской диссертации. Несколько недель проходят в колебаниях. Дело идет о выборе плодотворной, оригинальной темы. В поисках темы Мари просматривает новейшие работы по физике.

В этом основном вопросе мнения Пьера, конечно, играют большую роль. Он руководитель лаборатории, где работает Мари, ее «хозяин». Этот физик и старше и гораздо опытнее как ученый, нежели Мари. Рядом с мужем она пока лишь подмастерье.

Тем не менее самый характер этой польки, ее природная сущность, должны были сильно повлиять на выбор предмета диссертации. Уже в детстве в ней проявились любознательность и смелость, столь свойственные исследователям незнакомых стран. Такой же, как у них, инстинкт погнал ее из Варшавы в Сорбонну, побудил уехать в одинокую мансарду Латинского квартала из уютной квартиры Длусских. В своих прогулках по лесу она обычно выбирает не проторенные тропинки, а стежки напрямик.

Мари похожа на путешественника, который обдумывает план большого похода. Путешественник, склонясь над картой мира, отмечает где-нибудь в далекой стране место, разбудившее его воображение, и сразу решает ехать именно туда и никуда больше. Мари, перелистывая отчеты о последних научно-экспериментальных работах, останавливается на опубликованных в прошлом году работах французского физика Анри Беккереля. Пьер и Мари были уже знакомы с ними. Теперь она их перечитывает снова и старательно изучает.

После открытия Рентгеном Х-лучей Анри Пуанкаре решил исследовать, не подобны ли Х-лучам Рентгена и те лучи, какие исходят от флуоресцирующих тел под влиянием света. Увлеченный такой же задачей, Анри Беккерель исследовал соли урана. Но вместо ожидаемого явления он обнаружил другое, совершенно отличное и необъяснимое: соли урана самопроизвольно, без предварительного воздействия света на них испускали лучи неизвестного происхождения. Содержащее уран вещество, положенное на фотографическую пластинку, обернутую в черную бумагу, воздействовало на пластинку и сквозь бумагу. Подобно Х-лучам и «урановые» лучи разряжали электроскоп, превращая окружающий воздух в проводник.

Анри Беккерель убедился, что эти свойства не зависели от предварительного облучения, а неизменно проявлялись и тогда, когда содержащее уран вещество выдерживали долго в темноте. Он открыл то самое явление, которое впоследствии получит от Мари Кюри наименование «радиоактивность». Но происхождение этого излучения оставалось загадкой.

Лучи Беккереля в высшей степени заинтриговывают чету Кюри. Откуда возникает эта, хотя и минимальная, энергия, какую непрестанно выделяет содержащее уран вещество в виде излучения? Какова природа этих излучений? Какая замечательная тема для научного исследования, для диссертации на степень доктора! Этот предмет соблазняет Мари, в особенности потому, что поле исследования – еще целина: эти новейшие работы в европейских лабораториях еще никем не изучались, а точкой отправления и всей библиографией оказываются только последние доклады Беккереля, прочитанные им за 1896 год в Академии паук. Как увлекательно вдруг кинуться на произвол судьбы в неведомую область!

* * *

Остается лишь найти место, где поставить опыты; вот отсюда и начинается ряд затруднений. Пьер не один раз заговаривал об этом с директором Института физики, но результат оказался весьма скромным: в полное распоряжение Мари предоставляется застекленная мастерская в первом этаже института. Эта комната, загроможденная и сыроватая от пара, служит складом и машинным отделением. Техническое оборудование примитивно. Комфорта никакого.

Мари не унывает. Несмотря на отсутствие нужного ей электрического оборудования и материальной части, необходимой для начала научных исследований, она изыскивает средства пустить в ход свои приборы и в этом помещении. Это дается нелегко. Точные приборы коварны: подводит влажность, изменения температуры. Климат в этой небольшой мастерской оказывается роковым для чувствительных электрометров, да не очень полезен и для здоровья самой Мари… Но разве это так важно, не правда ли? Когда становится уж очень холодно, физик отмечает в своей рабочей записной книжке температуру в сотых градуса. Так, например, в записи от б февраля 1898 года, среди различных цифр и формул, находим: «Температура 6,25°!!»

Шесть градусов, конечно, мало! В знак осуждения Мари добавляет два маленьких знака восклицания.

После нескольких недель работы получается первый результат: Мари устанавливает, что интенсивность таинственного излучения пропорциональна количеству урана в исследуемых образцах, что излучение может быть измерено совершенно точно, что на него не влияет ни состояние химических соединений урана, ни такие внешние воздействия, как степень освещения или температура.

Результаты далеко не сенсационные для профана, но увлекательные для ученого. В физике случается нередко, что какое-нибудь необъяснимое явление, после ближайшего исследования, может быть подведено под уже известные законы и тем самым сразу теряет для ученого интерес.

Так бывает при чтении плохих детективных романов, где уже в третьей главе мы узнаем, что «роковая» женщина, которая могла бы оказаться виновницей преступления, в действительности честная мещанка и ведет совсем не таинственную жизнь. Тогда мы сразу разочаровываемся и перестаем читать книгу.

В данном случае – ничего подобного. Чем ближе знакомится Мари с лучами урана, тем больше они ей представляются совершенно особенными, непонятными. Они ни на что не похожи. На них ничто не действует. Несмотря на очень слабую их силу, в них есть какое-то собственное, совершенно отличное от других своеобразие.

Кандидатка на степень доктора прежде всего старается измерить ионизирующую силу лучей урана, иными словами – их способность превращать воздух в проводник электричества и разряжать электроскоп.

Раздумывая над этой тайной, Мари нащупывает верный подход к ней и вскоре получает возможность утверждать, что непонятное излучение есть атомное свойство. Она задает себе вопрос: хотя данное явление наблюдается только в уране, но это вовсе не доказывает того, что уран единственный химический элемент, который способен вызывать это явление. Почему бы и другим элементам не обладать таким же свойством? Может быть, случайным является то обстоятельство, что данные лучи были открыты прежде всего в уране и в представлении физиков остались связанными с ним. Теперь надо поискать их и в других телах.

Сказано – сделано! Бросив изучение урана, Мари принимается за испытание всех известных химических элементов. И результаты испытаний не заставили себя ждать долго. Соединения тория, – как оказалось, излучают самопроизвольно лучи, подобные лучам урана и аналогичной интенсивности. Молодая ученая взглянула на дело правильно: данное явление оказывается свойством не одного урана, и этому свойству необходимо было дать особое название. Мадам Кюри предложила назвать его «радиоактивностью», а уран и торий «радиоэлементами».

Радиоактивность до такой степени увлекла Мари, что молодая ученая неустанно обследует все тем же методом самые различные вещества. Любознательность– главная добродетель ученого, а Мари обладала ею в высокой степени, чудесной женской любознательностью! Не ограничиваясь рассмотрением чистых элементов, солей и оксидов, она решила использовать собрание минералов в Институте физики и так, наобум, подвергнуть различные их образцы своего рода таможенному досмотру посредством электроскопа. Пьер одобрил ее намерение.

Идея Мари проста, как все талантливые находки. На той ступени работы, до какой дошла мадам Кюри, сотни исследователей застряли бы на месяцы? а может быть, и на годы. Пересмотрев все известные химические элементы и открыв, как она, излучение тория, они напрасно задавались бы вопросом, откуда берется это таинственное излучение. Мари тоже задается таким вопросом и тоже изумляется. Но ее недоумение преобразуется в ряд плодотворных действий. Все явные возможности ею исчерпаны, теперь она вступает в область неведомого, неисследованного.

Она предвидит, что даст изучение минералов, или, лучше сказать, ей кажется, что она знает, какие будут результаты. Образцы, не содержащие урана или тория, окажутся полностью «недейственными». Другие же, содержащие уран или торий, будут радиоактивными.

Действительность оправдала ее предположения. Отбросив «недейственные» минералы, Мари принимается за другие и производит измерения их радиоактивности. И вдруг – полная неожиданность: радиоактивность, оказывается, гораздо интенсивнее, чем можно было ожидать, судя по количеству урана или тория в данных образцах!

«Какая-то ошибка в процессе опыта…» – думает молодая ученая, так как сомнение – первая, непременная реакция ученого при получении неожиданного результата.

Мари заново производит измерения и с тем же результатом. Десять, двадцать раз проверяет себя. В конце концов нельзя не покориться очевидности: количество урана или тория в данных минералах никаким образом не оправдывает такую исключительную силу наблюдаемого излучения.

Отчего происходит эта чрезвычайная, ненормальная радиоактивность? Остается единственное объяснение: вероятно, исследуемые минералы содержат в очень небольшом количестве некое вещество с гораздо большей радиоактивностью, чем торий и уран.

Но какое же это вещество? Ведь в предыдущих своих опытах Мари исследовала все известные химические элементы?

Молодая ученая дает уверенный ответ, с той исключительной смелостью, какая свойственна только большим умам. Она высказывает дерзкую гипотезу: данные минералы, несомненно, содержат радиоактивное вещество, а само это вещество – еще неизвестный химический элемент, новый химический элемент!

Новый элемент! Гипотеза чарующая, заманчивая, но… лишь гипотеза. Пока это радиоактивное вещество находится лишь в воображении Пьера и Мари. Но оно существует! И придет день, когда Мари в сдержанном тоне, но с увлечением скажет Броне:

– Послушай, то излучение, какое я не могла объяснить себе, происходит от неизвестного химического элемента. Он существует, надобно лишь его найти! Мы в нем уверены. Мы говорили об этом с некоторыми физиками, но они предполагают ошибку в опыте и советуют быть осторожнее. Но я убеждена, что у меня нет ошибки!

Исключительные минуты исключительной жизни. Об исследователе и его открытии профаны создают себе представление романтическое… и совершенно ложное. Самый «момент открытия» бывает не всегда. В работе ученого столько тонкостей, столько тяжелого труда, поэтому невозможно, чтобы уверенность в достигнутом успехе вдруг вспыхнула как молния и ослепила своим блеском. Мари перед своими приборами едва ли сразу испытала упоение победой. Оно растянулось на несколько дней решающих усилий, подстегнутых блестящею надеждой.

Но тот момент, когда Мари, убежденная, что идет по горячим следам неведомого вещества, сообщила свою тайну старшей сестре, своей союзнице, – этот момент, наверно, был восторженным. Не говоря друг другу умилительных вещей, обе сестры, наверно, пережили в потоке волнующих воспоминаний годы былых тягостных ожиданий, взаимного самопожертвования, несладкую, но полную надежд и веры студенческую жизнь.

Прошло всего четыре года с той поры, когда Мари писала:

«Жизнь, как видно, не дается никому из нас легко. Ну что ж, надо иметь настойчивость, а главное – уверенность в себе. Надо верить, что ты на что-то годен, и этого «что-то» нужно достигнуть во что бы то ни стало».

Это «что-то» оказалось способностью направить науку на еще неизвестный путь.

В сообщении, представленном через профессора Липпманна академии и напечатанном в «Докладах» в связи с заседанием 12 апреля 1898 года, говорится: «Мари Склодовска-Кюри заявляет о том, что в минералах с окисью урана, вероятно, содержится новый химический элемент, обладающий высокой радиоактивностью».

«…Два урановых минерала: уранит (окись урана) и халколит (фосфат меди и уранила) значительно активнее, чем сам уран. Этот крайне знаменательный факт вызывает мысль о том, что в данных минералах может содержаться элемент гораздо более активный, чем уран…»

Это была первая ступень к открытию радия.

* * *

Силой собственной интуиции Мари пришла к убеждению, что неведомое вещество должно существовать. Она приказывает ему быть. Но требуется раскрыть его инкогнито. Гипотезу надо проверить опытом, выделить это вещество. Надо иметь возможность открыто заявить: «Оно там. Я видела его».

Пьер Кюри с горячим участием следил за успешными опытами своей жены. Не вмешиваясь в самую работу, он часто помогает Мари советами и замечаниями. Учитывая поразительный характер уже достигнутого, Пьер Кюри решает оставить временно свою работу над кристаллами и принять участие в стараниях Мари обнаружить новое вещество.

Всякий раз, как только обширность поставленной задачи вызывала, требовала сотрудничества, великий физик становился рядом с физиком – спутником жизни.

Три года тому назад любовь соединила его с редкой женщиной. Любовь… а может быть, таинственное предвидение, непогрешимый инстинкт?

Теперь боевые силы удвоились. В сырой мастерской на улице Ломон два мозга и четыре руки ищут неведомый химический элемент. И с этих пор в творчестве супругов уже нельзя будет различить долю каждого из них. Мы знаем, что Мари, избрав себе темой лучи урана, открыла радиоактивность и других веществ. Мы знаем, что в результате исследования минералов она имела возможность заявить о существовании какого-то нового химического элемента с большой радиоактивностью и что этот результат первостепенной важности вызвал решение Пьера Кюри прервать свои работы в другой области и попытаться выделить этот новый элемент. Теперь, в мае или июне 1898 года, начинается их объединение в. работе, которое продлится восемь лет и будет так жестоко разрушено смертельным несчастным случаем.

Мы не можем и не должны разыскивать, что в эти восемь лет относится к Мари, что – к Пьеру. Это противоречило бы желанию супругов. Талант Пьера Кюри известен благодаря его собственным творениям до сотрудничества с женой. Талант его жены нам выявляется в ее первом предчувствии открытия, в ее подходе к задаче. Этот талант себя проявит и в одиночестве, когда мадам Кюри, уже вдовой, будет нести на себе всю тяжесть новых открытий, не сгибаясь, и доведет их до гармоничного расцвета. У нас есть определенные свидетельства тому, что в этом прославленном союзе мужчины с женщиной их доли были равны.

Пусть вера в это удовлетворит и наше любопытство и наше восхищение. Не станем разделять пару, полную любви друг к другу, если их почерки, сменяясь, идут один вслед за другим в рабочих записях и формулах, – пару, которая подписывала вместе почти все научные работы, опубликованные ими. Они пишут: «мы нашли», «мы наблюдали», – и только изредка принуждены употребить такую трогательную формулу: «Некоторые минералы, содержащие в себе уран и торий (уранит, халколит), очень активны с точки зрения испускания лучей Беккереля. В одной предшествующей работе один из нас обнаружил, что их активность даже больше, чем урана и тория, и высказал мнение, что это вызывается действием другого очень активного вещества, содержащегося в малом количестве в этих минералах…»

* * *

Супруги Кюри ищут это «очень активное вещество» в содержащем уран минерале – урановой смолке. В своем природном виде она проявляла радиоактивность вчетверо большую, чем чистая окись урана, входящая в состав самого минерала. Но состав минерала был достаточно хорошо изучен. Следовательно, новый элемент представлен в нем до такой степени слабо, что количество его ускользнуло от внимания ученых и строгой точности химических анализов.

_{Страницы из лабораторной записной книжки Пьера и Мари Кюри периода открытия радия и полония.}

По самым пессимистическим расчетам (как и подобает настоящим физикам, всегда выбирающим из двух вероятностей менее приятную), Пьер и Мари полагают, что количество нового вещества должно содержаться, как максимум, в пропорции один на сто по отношению к общей массе минерала. Они говорят себе, что это очень мало. Как бы изумились они, если бы знали, что новый радиоактивный элемент представлен в урановой смолке отношением даже меньшим, чем один к миллиону!

Терпеливо приступают они к исследованию по их собственному методу: обычными способами химических анализов выделяют все тела, входящие в состав уранита, а затем измеряют радиоактивность каждого из них в отдельности. Путем последовательного отбора они мало-помалу убеждаются, что необычная радиоактивность заключается только в определенных составных частях минерала. Чем дальше подвигаются они в своей работе, тем больше ограничивают поле этого исследования. Здесь та же техника, какую применяют детективы, обследуя-, один за другим, дома данного квартала, чтобы напасть на след и задержать преступника.

Но здесь преступник не один: радиоактивность сосредоточивается в двух химических фракциях минерала. Для супругов Кюри это обстоятельство являлось указанием на то, что существуют два новых элемента. В июле 1898 года они уже могут заявить об открытии одного из них.

– Ты должна придумать «ему» имя! – сказал Пьер своей жене. Бывшая пани Склодовская с минуту раздумывает. Перенесясь душою к своей родине, она робко предлагает:

– Не назвать ли нам его «полониум»?

В «Докладах» за июль 1898 года мы находим:

«…Мы полагаем, что вещество, которое мы извлекли из урановой руды, содержит в себе еще не описанный металл, по своим аналитическим свойствам близкий к висмуту. Если существование этого металла подтвердится, мы предлагаем назвать его «полони _:ум» – по имени страны, откуда происходит один из нас».

Выбор такого наименования показывает, что Мари, став французским физиком, не отреклась от своей юности. Об этом же говорит и то, что, прежде чем заметка для академии «О новом радиоактивном веществе в составе урановой руды» появилась в «Докладах», Мари послала рукопись на родину, к Иосифу Богуцкому, руководителю той лаборатории Музея промышленности и сельского хозяйства, где начались ее первые научные опыты. Сообщение было опубликовано в «Swiatlo», ежемесячном иллюстрированном обозрении, почти одновременно с опубликованием в Париже.

* * *

Характер жизни в квартире на улице Гласьер не изменился. Только работают Пьер и. Мари больше, чем обычно. Когда наступила летняя жара, Мари нашла время закупить целые корзины ягод и, по обыкновению, заготовила на зиму варенье по рецепту, принятому в семье Кюри. Потом затворила ставни на окнах, сдала велосипеды в багаж на Орлеанском вокзале и, следуя примеру многих тысяч юных парижанок, уехала на летние каникулы с дочерью и мужем.

Супруги сняли крестьянский дом в Ору, в Оверни. Как легко дышится на чистом воздухе после вредной лабораторной атмосферы на улице Ломон! Кю-. ри делают экскурсии в Манд, Пюи, Клермон, Мон-Дор, поднимаются и спускаются по крутым склонам, купаются в речках, осматривают гроты. Одни среди деревенского простора, они беседуют о своих новых металлах – полониуме и о «другом», который еще предстоит найти. В сентябре они снова вернутся в сырую мастерскую, к тусклым минералам. И с новым пылом возьмутся за свои исследования.

Но упоение работой нарушается горестным событием: Длусские собрались уехать из Парижа. Они решили обосноваться в Польше и построить в Заколанах, среди Карпатских гор, туберкулезный санаторий. С большой грустью простились Мари и Броня. Мари теряет друга, покровительницу. Впервые она почувствовала себя изгнанницей.

* * *

Несколько выдержек из записей Мари Кюри в этом памятном 1898 году следует, по нашему мнению, привести здесь, несмотря на их прозаический характер, а может быть, именно поэтому.

Приведенные ниже записи нанесены на полях книги «Домашняя кухня» и касаются приготовления желе из крыжовника: «Я взяла восемь фунтов ягод и столько же сахарного песку. Прокипятив все вместе десять минут, я пропустила эту смесь сквозь очень тонкое сито. У меня получилось четырнадцать банок непрозрачного, но отличного желе, которое застыло превосходно».

В школьной тетради с парусиновым переплетом, куда записывает молодая мать, день за днем, вес маленькой Ирэн, ее режим и появление молочных зубок, читаем под датой 20 июля 1898 года – через неделю после опубликования открытия полония:

«Ирэн делает ручонкой «спасибо»… очень хорошо двигается на четвереньках. Произносит: «Гольи, го-льи, го». Весь день она проводит в саду (Со) на ковре. Валяется на нем, сама встает, садится…»

15 августа в Ору:

«У Ирэн прорезался седьмой зуб, внизу, слева. С полминуты может стоять совсем одна. Уже три дня, как начали купать ее в реке. Она кричит, но сегодня (четвертое купание) уже бросила кричать, а играет, шлепая по воде».

«Ирэн играет с кошкой и кидается за ней с воинственными криками. Перестала бояться чужих. Много поет. Со стула взбирается на стол». Три месяца спустя, 17 октября, Мари с гордостью отмечает: «Ирэн ходит очень хорошо и уже не ползает на четвереньках».

А 5 января 1899 года:

«У Ирэн 15-й зубок».

* * *

Между двумя заметками – от 17 октября 1898 года о том, что Ирэн перестала передвигаться на четвереньках, и от 5 января 1899 года о 15 зубках – несколько позже заметки о варенье – есть еще запись, достойная упоминания. Она составлена Пьером и Мари вместе с их сотрудником по имени Ж. Бемон. Написанная для Академии наук и опубликованная в «Докладах» о заседании 26 декабря 1898 года, она говорит о существовании в составе урановой рудьг второго радиоактивного химического элемента.

Вот несколько строк из этого сообщения:

«…В силу различных, только что изложенных оснований мы склонны к убеждению, что повое радиоактивное вещество содержит новый элемент, который мы предлагаем назвать Радий.

Новое радиоактивное вещество, несомненно, содержит барий и в очень большом количестве, но, несмотря на это, обладает значительной радиоактивностью. Радиоактивность же самого радия должна быть огромной».