Текст книги "Воровство и обман в науке"

Автор книги: С. Бернатосян

сообщить о нарушении

Текущая страница: 16 (всего у книги 27 страниц)

О планетарной структуре атома подозревал задолго до Нагаоки и Резерфорда немецкий физик Вильгельм Вебер. В 1871 году, оттолкнувшись от предположения о существовании "сверхлегкой заряженной частицы" (электрона. – С.Б.), он построил первую электронную модель атома. Но и эта мысль на открытие не потянула. Только Резерфорд пошел дальше, найдя в этой идее сокровенное зерно. Он поставил гениальный по простоте эксперимент, пропустив альфа-частицы через тонкую металлическую фольгу. Заметив, что некоторые из них "пасуют" перед препятствием и отбрасываются обратно, он стал размышлять, чем такое явление может обусловливаться. Да, только наличием в структуре атома тяжелого положительно заряженного ядра, которое располагается в самом центре. Вывод с данными опыта не расходился, планетарная модель атома была "раскусана" до конца, и поэтому это открытие заслуженно принадлежит Эрнесту Резерфорду, а не Веберу или Нагаоке.

По тем же причинам (индивидуального свойства) Резерфорд вышел на протон и теоретически обосновал существование нейтрона и дейтрона как элементарных частиц. А вот немецкий физик, ученик Рентгена, Макс Вин, при изучении в 1902 году искровых разрядов и впервые обнаруживший протон как газоразрядный водородный ион, дал промашку, не распознав в нем живую частичку атома.

В 1908 году за "исследования по расщеплению элементов и химии радиоактивных элементов и веществ" Резерфорд был удостоен высокой награды – Нобелевской премии. Это решение застало великого физика врасплох. "Я имел дело со многими превращениями в природе, но такого сиюминутного перевоплощения меня из физиков в химики вряд ли удалось бы предвидеть", – обронил он. Обидно, что Нобелевский комитет забыл при этом о Фредерике Содди, одном из "пионеров" радиоактивности, который рука об руку с Резерфордом занимался проблемой радиоактивного распада. Спустя 11 лет ошибка была исправлена: Содди вручили причитающуюся ему часть средств Нобелевского фонда, в том числе "за его вклад в изучение химии радиоактивных соединений". Великой радости от этого запоздалого решения Содди, конечно, не испытал. Но, как говорится, лучше поздно, чем никогда.

А вот что независимо от Резерфорда и Содди явление радиоактивности как самопроизвольный распад атомов рассматривал в 1903 году наш соотечественник, основатель советской школы физико-химиков, Николай Николаевич Бекетов, мало кому известно и до сих пор. И, может быть, даже закономерно, что при всех обстоятельствах именно Резерфорд остается звездой первой величины. Ведь это именно он разработал совместно с Содди теорию радиоактивных превращений, осуществил неподдававшуюся другим искусственную ядерную реакцию, получив кислород из азота (1919 год).

Рассматривая психологические аспекты исследований, связанных с радиоактивностью, нельзя обойти вниманием спорные приоритетные вопросы, касающиеся непосредственно самого открытия этого явления – спонтанного самопроизвольного превращения нестабильных атомных ядер в ядра других химических элементов, связанного с радиацией. После того, как французский физик Беккерель в 1896 году при изучении солей урана совершенно случайно открыл радиоактивность, не ставя это задачей своего исследования, выяснилось, что явление радиоактивности наблюдал еще один великий француз, один из изобретателей фотографии Ж.Н. Ньепс. Вышел он на него тоже волей случая, но ему не хватило какой-то малости, чтобы распознать природу урана целиком. Когда этот факт стал известен историкам, о работах Ньепса заговорили, их значимость стала намеренно преувеличиваться, каждый стремился "отрыть" в ньепсовских трудах то, чего они никогда не содержали. Но как ни велика была жажда сотворить из Ньепса первооткрывателя естественной радиоактивности, утолить ее не пришлось. Это открытие было в соответствии с исторической правдой закреплено за Анри Беккерелем и супругами Кюри, удостоенными за совместную работу в 1903 году Нобелевской премии. Пожалуй, если при перелистывании исторических хроник взять да подсчитать число случайных открытий в науке, то оно скорее всего уравновесится числом случайных "неоткрытий", но вот обнаружить здесь некую причинно-следственную связь не под силу даже самым прославленным "детективам" науки. Как действительно определить, случайно ли открытие Беккереля и не случайно ли "неоткрытие" Ньепса? Может, собака снова зарыта в психологии научного творчества? В этом попытались разобраться участники собранной в 1913 году в Париже специальной конференции, но воз, как говорится, и ныне там. Найти удобоваримый ответ никому не удалось.

Что и говорить, выловить из пучины нахлынувших на общество идей настоящие жемчужины дано далеко не каждому. "Я любила поиски ради них самих, – писала как-то Ирен Жолио-Кюри. – Есть некоторые незначительные опыты, которые доставили мне удовольствия больше, чем те, что сулили громкие успехи". Природа всегда оставалась верна самой себе. Она одаривала мыслителей той же монетой, что они сами чеканили, беспощадно наказывая тех своих избранных, которые не полностью или вхолостую расходовали свои творческие возможности.

Чарльз Роберт Дарвин в "Записных книжках" рассуждал: "Что делает человека открывателем неизвестного? Многие люди, которые очень умны, намного умнее, чем открывшие новое, но они никогда ничего не сотворили". Первооткрыватели в отличие от особо "умных" ученых, как точно подметил Дарвин, сперва испытывают страстное желание понять и разъяснить все, что подвержено наблюдению, а поняв, выводят общие для природы законы. Вспомним образ резерфордовского "крокодила", который своими челюстями жадно перемалывает все, что попадается ему на глаза. Неиссякаемая любознательность, всеобъемлющий интерес к новым проблемам наряду с избирательным подходом к решению конкретной научной задачи, упорядоченность мышления – вот далеко не полный перечень характерных черт, которые указывают на неординарность исследователя и его способность к совершению научного переворота. Только одной усидчивостью, скрупулезным накоплением знаний и соблюдением незыблемых законов и про вил, принятых в ученом кругу, никаких высот в научном творчестве, конечно, не взять. Как ни крути, чаще всего подлинного триумфа достигают люди с чудачествами, "завихрениями", теми своеобразными и неповторимыми свойствами натуры, которые и возводят их в ранг гениев. Не зря французский мыслитель эпохи Средневековья Мишель Монтень говорил, что "мозг, хорошо устроенный, стоит больше, чем мозг, хорошо наполненный".

Увидеть то, мимо чего многие "проскочили", взглянуть на знакомое с совершенно новых позиций, не посчитаться с условностями и жесткими схемами, сосредоточившись на собственном внутреннем мире способен не каждый, даже многопланово одаренный человек. И как же обидно, что столько замечательных и бесценных открытий погибли втуне из-за отсутствия у исследователей хотя бы одного из этих ценных качеств.

Приоритет Менделеева неоспорим!

Повсюду в мире автором периодического закона в химии и составленной на его основе таблицы химических элементов считают величайшего русского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева. Исключение составляет только Германия, придерживающаяся по этому поводу своего «особого» мнения. Немцы в роли первооткрывателя продолжают видеть своего соотечественника Юлиуса Лотара Мейера, профессора Тюбингенского университета и, кстати, иностранного члена-корреспондента Петербургской Академии наук.

Мейер действительно был на самом пороге открытия периодического закона. За несколько лет до появления основного труда Менделеева немецкий химик составил таблицу из 27 химических элементов, которые он расположил в ряд, исходя из возрастания их атомных масс, но не группируя по валентности. А полностью Мейер систематизировал их в 1870 году, т. е. год спустя после широко опубликованной знаменитой менделеевской таблицы. По ходу работы над своей таблицей он установил также периодичность атомных объемов элементов, проиллюстрировав свое открытие графической кривой, отражающей зависимость атомных объемов от атомных весов веществ.

Однако до самой формулировки периодического закона дело не дошло. Мейеру явно не доставало строгих теоретических обобщений, он не был способен толково объяснить частные проявления выведенных закономерностей и уж тем более предположить возможность предсказания неизвестных еще человечеству химических элементов. Сам Мейер поначалу полагал, что разработал наиболее удачный и удобный метод классификации элементов, а не отразил объективный закон природы. Представив свою таблицу в статье "Природа химических элементов как функция их атомных весов", немецкий ученый однозначно указал, что эта таблица "в существенном идентична данной Менделеевым", т. е. напрямую сослался на работу опередившего его русского коллеги.

Это уже потом честность изменила ему, и Мейер, почуяв какой лакомый кусок уплывает с его стола, стал "наезжать" на Менделеева, пытаясь самым бессовестным образом отобрать у него приоритет на фундаментальное открытие. К чести Менделеева, тот мужественно вынес все обрушившиеся на его голову атаки и даже умудрился убедить весь мир в том, что Мейер только лишь представил таблицу химических элементов, но периодического закона в ней не усмотрел. Он так и не раскрыл "те стороны по существу вопроса", которые только и "могли доказать правильность и всеобщность закона".

В чем же состоял научный подвиг Менделеева? Да в том, что он преодолел все консервативные рогатки, расставляемые на его пути и не во имя личной славы, а ради науки, которой был верен, как рыцарь своей единственной избраннице. Ученый мир никак не желал видеть в менделеевском законе эпохальное научное открытие, огромнейший скачок за пределы общепринятых представлений. Ну, право, может ли какая-то численная зависимость свойств химических элементов от их атомного веса претендовать на признание ее всеобщим законом? Самое большее место, которое этому "закону" можно отвести, – страница учебного пособия, где таблица с названиями химических элементов будет играть ту же "подсобную" роль, которая отведена плакату с буквами в кабинете окулиста для подбора пациентам очков. Можно только представить, что стоило Менделееву выслушивать эти бредни и стойко продолжать единоличный поход на общественную косность! Когда же силы его почти оставили, он отошел от традиционных доказательств и сыграл ва-банк, сделав на грани науки и мистики ошеломляющий прогноз открытия на основе его закона новых химических элементов, чуть ли не назвав их "по именам". Провидение было точным. Неизвестное стало известным, а имя Менделеева – бессмертным. Так стоит ли Германии спорить с неоспоримым?

Плагиатство навыворот

Каким только последствиям не приводил вывернутый наизнанку взгляд ученого на самого себя и свои идеи. Необходимая самокритичность, перерастая в неоправданное самоедство, многих доводила до того, что они сами отказывались от своих достижений. Но потеря веры в собственные потенциальные возможности, как и завышенная самооценка, по результату равнозначны, и кроме урона что личности, что науке ничего принести не могут. Попросту говоря, мудрость полна сомнениями, а невежественность – самомнениями. И не найдя тут «золотой середины» творцу никогда не найти в науке «золотого зерна». Для успешного научного творчества доля сомнений в правильности пути и степень уверенности в его выборе должны находиться в состоянии стойкого равновесия, чтобы не оказать медвежью услугу в решении важной научно-технической задачи. Какой бы превосходной способностью к генерированию идей не обладал человек, он не может добиться чего-то значительного, если не будет способен на известный риск, побоится открыто защищать свои убеждения, выступать против признанных научных догм и теорий, не отдаст себя во власть парения мысли и интуиции вопреки существующим логическим запретам и предрассудкам. Конечно, в этом случае легче «наломать дров» и подвергнуть себя опасности пойти по ложному следу. Но риск есть риск.

За свою короткую жизнь, трагически оборвавшуюся во время военных действий в Дарданеллах в период первой мировой войны, английский физик Генри Мозли успел совершить переворот в науке не один раз. По крайней мере, два его открытия можно отнести к явно выдающимся достижениям научной мысли нашего столетия. Разрабатывая основы рентгеновской спектроскопии, незадолго до войны Мозли, один из любимых учеников Э. Резерфорда, в процессе своих исследований наткнулся на интересную закономерность, указывающую на четкую связь частоты линий спектра излучения разных химических элементов с занимаемым ими местом в периодической системе Менделеева. Поэтому Мозли посчитал, что разумнее элементы в таблице расположить не в порядке чередования их атомных весов, а исходя из порядкового номера, образуемого количеством электронов, которые совершают обороты вокруг все более утяжеляющегося ядра в атоме.

Совершив важное открытие, Мозли тем не менее решил, что сам он ничего особо выдающегося не сделал, а только развил исследования, начатые физиком Антопиусом Ван ден Бруком. Это не было широким жестом со стороны Мозли. Он действительно увидел в работах нидерландца то, что тот в них не вкладывал, и поэтому автоматически передал ему свой приоритет. Мозли даже не успел опубликовать свои выводы, за него это сделали друзья после внезапной гибели молодого одаренного физика. Они же возвели его (уже посмертно) на один из самых высоких пьедесталов, на который он не решался подняться при жизни. Крупнейший физик Нильс Бор был просто в восторге от его трудов. "Работу Мозли по ее важности и значению можно поставить в один ряд с открытием периодической системы, – утверждал он. – В некотором отношении она даже более фундаментальна". Жаль, что самому Мозли уже не пришлось ознакомиться с подобным отзывом о его труде, на который решился один из самых крупных авторитетов в науке.

Представьте себе борца, явно превосходящего своих соперников. Но он, в неуверенности, что показал самый лучший результат, вдруг покидает спортивный помост, не дожидаясь решения судей и общественного признания. Сеется паника среди "болельщиков", срывается официальная церемония награждения. Потом, конечно, где-то в кулуарах ему запоздало вручают заслуженную медаль, но эффект от такого "закулисного" триумфа все равно уже не тот. С учеными подобные вещи случаются куда чаще, чем со спортсменами. Психологические корни такого поведения лежат на поверхности: "А что такое "я"? Какие у меня основания считать себя лучшим?" Результат его – потери ценнейших научных находок, добровольная передача их в чужие руки. Вот, как, например, выглядит в аллегорическом пересказе шведского химика Йёнса Якоба Берцелиуса история открытия нового химического элемента – ванадия.

…Проживала в далеком северном крае прекрасная и бесконечно добрая богиня Ванадис. Многие мечтали добиться руки и сердца вожделенной красавицы, но никак не могли преодолеть опасности, поджидавшие их на нехоженных тропах, ведущих к ее жилищу. Первым выдержал все испытания и добрался до владений Ванадис мужественный Фридрих Вёлер из Германии. Осторожно постучал в дверь, но богийя не пожелала нарушить свой покой, не откликнулась на стук и не открыла двери перед героем. Тот, не предприняв новых попыток увидеть красавицу, несмело отступил "от самого порога" и, опечаленный, повернул обратно. Через некоторое время в дверь снова постучали, да так напористо и громко, что Ванадис, уступив настойчивости, впустила в дом другого молодца из Швеции Нильса Сефстрема. Вскоре они полюбили друг друга, и плодом их безумной любви стал крепыш, которого нарекли Ванадием".

Зачем Берцелиус воспользовался сказочными элементами, затевая серьезный разговор о науке? Да чтобы как можно доходчивее передать внутреннее состояние творца, раскрыть его поведенческие мотивы. Хорошо зная и Вёлера, и Сефстрема (оба были его любимыми учениками), да и сам познав все трудности, сопровождавшие его на пути к открытию трех неизвестных химических элементов (церия, селена и тория), Берцелиус своей "легендой" передал тонкости творческого процесса, который обычно скрыт от сторонних глаз. Вёлер первый из всех исследователей обнаружил чистый ванадий, но не соизволил убедиться в достоверности того, что держал в руках. С чем только он не соединял найденный ванадий, полагая, что в реакцию вступает металлический хром! В таком неведении Вёлер пребывал до тех пор, пока Сефстрем убедительно не доказал, что это совершенно новый, доселе неизвестный химический элемент. Только тогда Вёлера осенило, какой он случай упустил: сделав уникальное открытие, практически без борьбы уступил его более смелому коллеге. "Я был настоящим ослом, что проглядел новый химический элемент", – в душевном порыве воскликнул поверженный Сефстремом Вёлер.

Мы уже знаем подробности того, как неудачник Уильям Хил-лебранд, точно так же обнаруживший гелий и подобно Вёлеру принявший его за другой, уже известный химический элемент, в спешке "передал" приоритет открытия Уильяму Рамзаю. Воспроизводя опыты Хиллебранда, Рамзай показал, что тот в своих ис следованиях имел дело именно с гелием и, как Сефстрем, ворвался в науку первым, хотя на самом деле был только вторым, кто "нюхал" чистый инертный газ.

Похожий случай произошел с открытием первого трансуранового элемента – нептуния. Годами Отто Ган с сотрудниками (и не только они) "охотились" за призрачным элементом, который должен был бы в периодической таблице Менделеева занять место за ураном. В течение четырех изматывающих лет они проделали все возможное и невозможное, чтобы обнаружить элемент, который давно уже искусственно получили при ядерных экспериментах, облучая большие количества урана нейтронами. Отто Ган и его коллега просто сваляли дурака, не потрудившись разобраться в собственных блестящих результатах и направившись по ложному следу. К тому же вскоре их стала интересовать другая, более важная, как им показалось, проблема возможности экспериментального расщепления ядра атома урана, успешное решение которой стало бы поворотным пунктом дальнейшего развития науки.

Сумятицей умов и глубокой растерянностью, царившими в го время в лаборатории Гана (как, впрочем, и в других лабораториях физиков-ядерщиков), умело воспользовались американские исследователи Эдвин Мак-Миллан и Филипп Абельсон. После знакомства с обнародованными результатами работ Гана и Штрассмана из опубликованных ими статей Мак-Миллан срочно юс произвел методику этих опытов, использовав в качестве источника нейтронов созданный в Беркли циклотрон. Бомбардируя уран нейтронами, при помощи Абельсона он идентифицировал первый химический элемент за пределами "классической" периодической системы Менделеева. Мир узнал об открытии начального элемента из трансурановой группы Мак-Милланом и Абельсоном 15 июня 1940 года. Их заслуги вскоре были оценены Нобелевской премией. Гану же оставалось только воздевать к небу руки и проклинать себя за ту трагическую путаницу, которой он поддался на последнем этапе научных исследований. "Мы сами виноваты в том, что от нас ускользнула Нобелевская премия", – только и смог он произнести.

Название новому элементу Мак-Миллан и Абельсон подобрали более чем подходящее – нептуний. Им они хотели подчеркнуть идентичность своего научного поиска первого трансуранового элемента тому сложнейшему поиску, в результате которого была обнаружена новая за Ураном планета, названная Нептуном. Имелась ввиду и другая аналогия. Как после обнаружения в 1781 году Урана в научном мире сложилось непреложное и никем неоспоримое мнение, что открыта последняя, наиболее удаленная от Земли планета, так и после открытия одноименного химического элемента никто не сомневался, что найден последний, наиболее "тяжелый" химический элемент. Словом, совпадений между открытием Нептуна и нептуния было достаточно. Совпали даже "кулуарные" подробности, связанные с грандиозными научными завоеваниями. Правда, несколько умаляющие самих первооткрывателей. Если немецкий астроном Иоганн Галле, "выходя" на Нептун, воспользовался расчетами по отклонению орбиты Урана, которые сделал Урбан Лаверье, устремив согласно им в небо свой телескоп, то Мак-Миллан с Абельсоном, выйдя в 1910 году на нептуний, не обошлись без научных подсказок Гана. Поэтому, кому принадлежит абсолютный приоритет открытий, Леверье и Гану или Галле и Мак-Миллану, сказать очень трудно. Скорее всего и те и другие в одинаковой степени имеют отношение к этим величайшим достижениям науки.

Находка следующего за нептунием трансуранового элемента заставила вспомнить еще одно сверхмасштабное в астрономии открытие – загадочного Плутона (мощной планеты, обращающейся вокруг Солнца вслед за Нептуном). В начале XX столетия американский астроном Персивал Ловелл на основании расчетов отклонений теперь уже Урана предсказал существование этой самой отдаленной планеты в Солнечной системе и определил ее положение. После смерти Ловелла американский астроном Клайд Томбо в 1930 году, имея в своем распоряжении более совершенный астрономический прибор – фотографический рефрактор, направил его как раз на то место небосвода, координаты которого точно указал прозорливый предшественник. Так мир узнал о существовании доселе неведомой ему девятой планеты.

Поиски плутония тоже начались не на пустом месте. Уже имелась глубокая теоретическая разработка, основанная на опытах по облучению урана. Эмигрировавшие в США гениальные итальянцы Энрико Ферми и Эмилио Сэгре, а также Карл фон Вей-цзекер в Германии были абсолютно убеждены, что за нептунием будет найден следующий элемент и даже предсказывали его свойства, в том числе более сильный, губительный радиоактивный распад. Особенно "завелся" идеей неистовый Ферми, уверенный, что получить неизвестный элемент трансурановой группы возможно в результате бомбардировки нейтронами урана. Он метался из стороны в сторону, уговаривал коллег немедленно начать работу, страстно доказывая неверующим, что "лакомый кусочек" с неизвестным элементом обязательно выскочит из "уранового котла", созданного его богатым воображением. При этом Ферми всерьез рассуждал о теории делимости еще не открытого радиоактивного элемента, как будто и так всем все было ясно, и даже поговаривал о необходимости наладить его промышленный синтез! Его одержимость идеей уже сама по себе вроде бы прочила успех затеваемому предприятию. Но его опередили. И кто бы вы думали? Все тот же Мак-Миллан! Совместно с Гленном Сиборгом и другими коллегами, точно следуя теоретическим выкладкам Ферми, он напал-таки на элемент, таящий в себе колоссальные запасы энергии, которые, вырвавшись наружу, посеют вокруг невиданные еще смерть и разрушения. Поэтому новый элемент и был назван плутонием (тут и планета, и мифологический бог смерти – Плутон). Бедняга Ферми! Ему не повезло куда больше, чем Гану!

Если Отто Ган сожалел о своих упущенных возможностях только один раз, то Энрико Ферми досталось испить горькую чашу досады и душевных страданий, по крайней мере, дважды. Вначале он "прохлопал" Нобелевскую премию за исследования в области трансурановых элементов, в частности, за открытие плутония, уступив её Мак-Миллану и Сиборгу, а затем "подарил" ее за открытие деления тяжелых ядер атомов Гану.

По свидетельству учеников и друзей, Ферми особенно мучительно переживал невезение, преследовавшее его в работе по изучению деления ядра атома урана. Ведь еще в 1934 году, за четыре года до появления нашумевшей работы О. Гана и Ф. Штрассмана, где была изложена концепция деления урановых атомов на осколки (к обстоятельствам, сопровождавшим это открытие мы вернемся позднее) Ферми неустанно экспериментировал в своей лаборатории с ядрами, стараясь разгадать загадочное поведение неуловимых радиоактивных элементов. Из-за противоречащих друг другу результатов, Ферми так и не смог дойти до важного обобщения, хотя и стоял от него в двух шагах. В утешение гениальному итальянскому исследователю можно только сказать, что полученные им данные все-таки вывели ядерную физику из тупика, в котором она так долго находилась.

Позже, когда ученой общественности стали известны подробности этого открытия, приведшего Гана к Нобелевской премии (1944 год), возник вполне естественный вопрос: как же Ферми, начав эксперименты раньше, не уловил момента расщепления атомов урана? Сам он только мог схватиться в ужасе за голову: "Конечно же, я должен был увидеть осколки атомного расщепления на осциллографе!" Рассеянность, случайность? Пожалуй, второе. Пронаблюдать Ферми процесс расщепления помешала тончайшая фольга, невесть как попавшая между облучаемым ураном и регистрирующим прибором: она-то и поглощала изображение! Вот так какой-то обрывок фольги отшвырнул Ферми назад и отодвинул на более поздний срок долгожданное открытие. Сам Ферми целиком отнес эту оплошность на свой счет как недопустимую для ученого с мировым именем.

Злость на себя так прочно засела в нем, что, когда его пригласили принять участие в разработке проекта нового здания Чикагского института ядерной физики, Ферми настаивал, чтобы на барельефе, украшающем центральный вход, был запечатлен облик человека, напоминающего роденовского мыслителя, но внутренне удрученного. Архитекторам же, никак не могущим понять, чего же от них хотят, Ферми пояснил, что они должны изобразить неудачливого ученого, "который не открыл деления ядер". Великий Ферми, конечно, имел в виду себя…