Эрнест Резерфорд

Сначала руководство теоретической деятельностью Кавендишской лаборатории возглавляли Чарлз Дарвин Чарлз Галтон Дарвин - физик, внук великого естествоиспытателя (математические способности которого оказались весьма полезными в манчестерские годы) и Ральф Фаулер. Их содружество в то время позволило сделать ценный вклад в статистическую термодинамику и ее приложения к астрофизическим проблемам. После отъезда Дарвина в Эдинбург главным теоретическим консультантом и наставником вплоть до второй мировой войны был Фаулер, который впоследствии стал зятем Резерфорда. Фаулер не только с энтузиазмом и энергией принимал участие в работе Кавендишской лаборатории, но вскоре нашел многочисленных одаренных учеников, на которых благотворно сказывалось его влияние. Лучшими из них были Ленард-Джонс и Хартри; оба они вложили свою долю, каждый в своем направлении, в развитие атомной и молекулярной физики. Особенно следует отметить Дирака, который с юношеских лет выделялся необыкновенной силой логики.

Резерфорд с самого начала проявлял внимание и оказывал эффективную поддержку созданию в Копенгагене института, призванного установить тесную связь между физиками-теоретиками и физиками-экспериментаторами. Особенно важное значение имело то, что уже осенью 1920 г., когда сооружение института приближалось к концу, Резерфорд нашел время, чтобы приехать в Копенгаген. В знак признания его заслуг университет присвоил ему почетную степень, и по этому поводу он произнес пронизанную юмором вдохновенную речь, которая надолго осталась в памяти всех присутствовавших...

Широкое использование абстрактных математических методов помогало осваивать быстро нарастающие данные относительно атомных явлений, но вместе с тем все более и более выдвигало на первый план проблему наблюдения. В этом отношении положение коренным образом изменилось благодаря разработке специальных устройств, таких, как камера Вильсона и счетные механизмы, первоначально разработанные Резерфордом и Гейгером для измерения числа зарядов???частиц. Однако исследование мира атомов обнаружило присущие этому миру ограничения в способе его описания, воплощенном в разговорном языке, развившемся для ориентации в окружающем нас мире и годном для описания событий повседневной жизни.

Словами, выражающими общую позицию Резерфорда, можно сказать, что цель эксперимента состоит в том, чтобы задавать вопросы природе; и, конечно, Резерфорд преуспел в этой задаче благодаря своей интуиции, которая всегда помогала ему ставить такие вопросы, которые обеспечивали получение самых нужных ответов. Каждый физик, конечно, знает о серии блестящих исследований, которые проводились Резерфордом до конца дней с целью расширения наших сведений о свойствах и строении атомных ядер.

Многие писали об удивительном чутье Резерфорда как в постановке экспериментов, так и в правильном толковании полученных результатов. Казалось, он всегда знал заранее верный ответ. Он обладал не только способностью образно представить себе поведение атомных частиц, но прекрасно знал еще порядки величин физических характеристик. Резерфорд отлично считал в уме и всегда знал порядок значений соответствующих величин. Но в целом он не любил абстрактной физики.

Хорошо известен эпизод, относящийся к 1910 г., когда профессор Вилли Винн объяснял Резерфорду, что Ньютон был неправ в вопросе об относительной скорости, которая не является векторной суммой двух скоростей U+V, а, согласно Эйнштейну, ее нужно разделить на 1+UV/c².

Винн добавил: "Но англосаксы не в состоянии понять относительность".

"Нет, - засмеялся Резерфорд, - у них слишком много здравого смысла".

Глубокая интуиция Резерфорда позволила ему очень рано отдать себе полный отчет о новых необычных проблемах, связанных с существованием и устойчивостью ядер, образованных несколькими составляющими. И действительно, еще в Манчестере он указывал, что любой подход к этим проблемам связан с предположением о наличии между ядерными составляющими короткодействующих сил совершенно иного типа, нежели электрические силы, действующие между заряженными частицами. Поставив своей целью пролить некоторый свет на специфические ядерные силы, Резерфорд и Чедвик уже в первые годы своей работы в Кембридже провели обширные исследования аномального рассеяния ?-частиц при близких ядерных соударениях.

Хотя в этих исследованиях было получено много важных и новых данных, становилось все более и более ясным, что для подлинного решения проблемы ядра недостаточно источников естественных ?-частиц и что желательно иметь в своем распоряжении интенсивные пучки частиц высокой энергии, полученные искусственным ускорением ионов. Несмотря на уговоры Чедвика приступить к конструированию подходящего ускорителя, Резерфорд несколько лет противился тому, чтобы в его лаборатории начали такое большое и дорогостоящее предприятие. Легко понять позицию Резерфорда: стоит лишь вспомнить тот удивительный прогресс, который был им достигнут в прежние времена с помощью очень скромного экспериментального оборудования. Вообще попытка соревноваться с естественными радиоактивными источниками в то время должна была представляться довольно безнадежной. Однако по мере развития квантовой теории и в связи с ее первыми успешными приложениями к ядерным проблемам перспективы существенно изменились.

Сам Резерфорд уже в 1920 г. в своей второй Бейкерианской лекции ясно указал на трудности объяснения испускания???лучей из ядер на основании простых механических соображений, которые оказались очень полезными для объяснения рассеяния ?-частиц ядрами. Трудность состояла в том, что скорость испущенных частиц была недостаточной, чтобы позволить этим частицам при изменении направления движения на обратное снова вернуться в ядро, преодолев электрическое отталкивание. Однако вскоре выяснилась в качестве простого следствия волновой механики возможность прохождения частицы под потенциальными барьерами, и в 1928 г. Гамов, работавший в Гёттингене, а также Кондон и Герни в Принстоне на этой основе сумели не только дать общее объяснение ?-распада, но даже подробно выяснить связь между временем жизни ядра и кинетической энергией испускаемых ?-частиц в полном соответствии с эмпирическими закономерностями, обнаруженными в ранние манчестерские дни Гейгером и Нэттолом.

Так как результаты казались обнадеживающими, Резерфорд принял предложение Кокрофта построить для таких экспериментов высоковольтный ускоритель. Работа по конструированию аппаратуры была начата Кокрофтом в конце 1928 г. и продолжалась весь следующий год в сотрудничестве с Уолтоном. Первые эксперименты с ускоренными протонами они выполнили в марте 1930 г.; в этих опытах они пытались обнаружить???лучи, испущенные в результате взаимодействия протонов с ядрами мишени, однако безрезультатно. Затем аппаратура была перестроена в связи с переездом в другую лабораторию, и, как известно, в марте 1932 г. в результате соударений протонов с ядрами лития были получены ?-частицы высоких скоростей.

Эти эксперименты положили начало новой стадии чрезвычайно важных исследований, результатом которых было не только быстрое нарастание от года к году наших сведений о ядерных реакциях, но и совершенствование ускорительной техники.

В 1930 г. Р. был назначен председателем правительственного консультативного совета Управления научных и промышленных исследований.

В 1923 году в Ливерпуле на конгрессе Британской ассоциации по развитию науки Резерфорд своим громовым голосом провозгласил: "Мы живем в героический век физики!" Он продолжал повторять это вплоть до самой своей смерти четырнадцать лет спустя.

То, что он утверждал, было совершенно верно. Такой поры никогда еще не было. Тысяча девятьсот тридцать второй год стал самым знаменательным в истории науки. Живя в Кембридже, нельзя было не поддаться царившему там всеобщему возбуждению. Джеймс Чедвик, осунувшийся после двух недель работы, когда он спал не более трех часов в сутки, рассказывал в клубе Капицы (быть членом этого клуба каждый молодой ученый считал для себя честью), как он открыл нейтрон. Самый замечательный из молодых ученых, П.М.С. Блэкетт, без обычной своей уверенности, так как все казалось слишком удачным, показывал пластинки, которые демонстрировали существование положительного электрона. Джон Кокрофт, всегда невозмутимый, как герцог Веллингтон, носился по площади Кингс-Пэрейд, твердя каждому знакомому: "Мы расщепили атом! Мы расщепили атом!"

Наука заговорила голосом Резерфорда, а это был язык, в котором звучали и высокопарная похвальба - ведь делались такие важные открытия, - и творческая уверенность, и благородство, и логика, и щедрость, и полнота надежд. Он отличался от языка английских писателей в такой же мере, в какой сам Резерфорд отличался от Т. С. Элиота. В двадцатые и тридцатые годы нашего столетия Кембридж был столицей экспериментальной физики всего мира. Этого не было даже и тогда, когда в конце прошлого века профессорами здесь были Кларк Максвелл и Дж. Дж. Томсон.

- Вы всегда на гребне волны, - сказал кто-то Резерфорду.

- Что ж, в конце концов я создал волну, не так ли? - ответил он.

Нильс Бор писал: «Весной 1932 г., на одной из ежегодных конференций в Копенгагенском институте, одним из главных обсуждавшихся вопросов был, разумеется, вопрос о значении открытия нейтрона. Кроме того, особо был поднят вопрос о совершенно загадочном обстоятельстве: на великолепных снимках Ди, полученных в камере Вильсона, никакого взаимодействия между нейтронами и связанными в атомах электронами  не наблюдалось. В связи с этим обстоятельством указывалось, что из-за того, что сечение рассеяния в квантовой физике зависит от приведенной массы сталкивающихся частиц, сам факт не был бы даже совместим с предположением о короткодействующем взаимодействии между нейтроном и протоном. Несколькими днями позже я получил письмо от Резерфорда, отчасти касающееся именно этого вопроса. Я не могу не привести это письмо целиком.

21 апреля 1932 г.

Дорогой Бор!

Мне было очень приятно услышать о всех вас от Фаулера, когда он вернулся в Кембридж, и узнать о замечательной встрече старых друзей. Я с интересом узнал о вашей теории нейтрона. Я познакомился с ней в очень удачном изложении научною обозревателя "Manchester Guardian" Кроузера, человека вполне квалифицированного в этих вопросах. Я очень рад, что вы благожелательно относитесь к нейтрону. Я считаю, что данные в его пользу, полученные к настоящему времени Чедвиком и другими, в существенном исчерпывающе полны. Остается еще спорным вопрос о том, в какой степени производимая ионизация (или ионизация, которая могла бы производиться) может объяснить поглощение, если пренебречь столкновениями ядер.

Но это еще не все, у меня есть для вас интересные новости, краткое сообщение о которых должно появиться в "Nature" на следующей неделе. Вы знаете, что у нас есть лаборатория высоких напряжений, где устойчивое постоянное напряжение может быть доведено до 600000 вольт и выше. Там недавно исследован эффект бомбардировки легких элементов протонами. Протоны падали на поверхность материала, расположенного под 45° к оси трубки, а вызываемые эффекты наблюдались сбоку сцинтилляционным методом, - экран из сернистого цинка был покрыт достаточно толстым слоем слюды, чтобы задержать протоны. В случае лития наблюдались яркие сцинтилляции, начиная примерно с 125000 вольт, которые быстро нарастали с увеличением напряжения вплоть до многих сотен в минуту при значении протонного тока в несколько миллиампер. По-видимому,???частицы имели определенную длину пробега, практически не зависимую от напряжения и равную в воздухе около 8 см. Самое простое предположение, которое можно было сделать, состояло в том, что литий-7, захватывая протон, разламывается и при этом испускает пару обычных??-частиц. Принимая эту точку зрения, можно показать, что полное значение высвобождаемой энергии составляет около 16 миллионов электроновольт, и это дает правильный порядок для происходящих изменений в массах, если допустить справедливость закона сохранения энергии.

Позже будут поставлены специальные опыты, чтобы проверить природу частиц, но по яркости сцинтилляций и следам в камере Вильсона представляется весьма вероятным, что это ?-частицы. В опытах, проведенных в самые последние дни, аналогичные эффекты наблюдались у бора и фтора, однако пробег частиц меньше, хотя они также похожи на ?-частицы. Возможно, бор-11 захватывает протон и раскалывается на три ?-частицы, тогда как фтор разламывается на кислород и ?-частицу. Баланс энергии находится примерно в соответствии с этими выводами. Я не сомневаюсь, что вас очень заинтересуют эти новые результаты, которые мы надеемся в ближайшем будущем расширить.

Совершенно ясно, что ?-частица, нейтрон п протон, по-видимому, будут вызывать различные типы расщепления, и, возможно, очень показательно то, что до сих пор наблюдались результаты только для 4n+3 элементов. Все выглядит так, как будто добавление четвертого протона ведет к немедленному образованию ?-частицы и последующему распаду. Я думаю тем не менее, что вопрос в целом скорее следует рассматривать в виде единого процесса, чем в виде отдельных ступеней.

Не могу не радоваться тому, что силы и деньги, затраченные на создание высоких напряжений, вознаграждены вполне определенными и интересными результатами. Фактически они должны были наблюдать эти эффекты на год или что-нибудь вроде этого раньше, но пошли по неправильному пути. Вы легко можете представить себе, какие широкие горизонты открывают эти результаты для исследования превращений вообще.

У нас дома все благополучно, завтра я начинаю лекции. С наилучшими пожеланиями Вам и миссис Бор

Всегда Ваш Резерфорд.

Бериллий обнаруживает некоторые странные явления, но это еще нужно выяснить. Возможно, я расскажу об этих экспериментах на заседании Королевского общества, посвященного ядрам, во вторник 25 апреля.

Конечно, читая это письмо, нужно иметь в виду, что во время моих поездок в Кембридж я познакомился с ходом работ в Кавендишской лаборатории, так что Резерфорду не было необходимости уточнять, кто из сотрудников что сделал. Это письмо представляет собой непосредственное выражение его бурной радости за крупные успехи, достигнутые в те годы. н его страстное желание выяснить все их следствия...

Как подлинный исследователь, Резерфорд никогда не полагался только на интуицию, как бы далеко она его ни вела, а всегда искал новые источники познания, которые могли бы привести, к неожиданным результатам. Так и в Кембридже Резерфорд и его сотрудники продолжали весьма энергично и на все более совершенной аппаратуре исследования по процессам ?? и ?-распадов. Важная работа Резерфорда и Эллиса по изучению спектров ?-излучения предоставила возможность делать отчетливое различие между внутриядерными явлениями и взаимодействием ?-частиц с системой внешних электронов; это, в свою очередь, привело к выяснению механизма внутренней конверсии.

Кроме того, обнаруженное Эллисом непрерывное распределение электронов, непосредственно выброшенных из ядра, по энергетическому спектру поставило весьма загадочный вопрос о сохранении энергии; в конце концов ответ на этот вопрос был дан смелой гипотезой Паули об одновременном испускании нейтрино; эта гипотеза явилась предпосылкой для остроумной теории???распада, разработанной Ферми.

Значительное увеличение точности измерений спектра???излучения, достигнутое Резерфордом, Винн-Вильямсом и другими, позволило пролить большой свет на тонкую структуру этих спектров и их связь с энергетическими уровнями остаточного ядра, образующегося после ?-распада. Особым событием на ранней стадии этих исследований было открытие захвата электронов???излучением; это явление вслед за тем, как его впервые в 1922 г. наблюдал Гендерсон, было тщательно изучено Резерфордом в одной из его самых блестящих работ. Сейчас все знают, что эта работа, в которой содержалось много сведений о процессе электронного захвата, вновь привлекла к себе внимание уже через несколько лет после смерти Резерфорда. Это произошло после открытия процессов деления тяжелых ядер под действием нейтронов, когда на первый план выступил вопрос о прохождении ядерных осколков с большими зарядами через вещество, для которого доминирующей особенностью является захват электронов.

Заметный прогресс как с точки зрения общей перспективы, так и с точки зрения развития экспериментальной техники был обусловлен открытием так называемой искусственной???радиоактивности, сделанным в 1933 г. Фредериком Жолио-Кюри и Ирэн Кюри; это явление связано с ядерными превращениями, вызванными бомбардировкой ?-частицами. Едва ли есть необходимость напоминать, как блестящие исследования Энрико Ферми по ядерным превращениям, вызываемым нейтронами, обнаружили радиоактивные изотопы у большого числа элементов; кроме того, было получено большое количество информации, касающейся ядерных процессов, вызываемых медленными нейтронами. Стоит особенно отметить, что продолжавшееся изучение этих процессов позволило выявить наиболее замечательные резонансные явления с остротой резонанса, намного, превосходящей остроту пиков в сечениях реакций, вызываемых ?-частицами и наблюдавшихся впервые Позе; объяснение этого явления на основе модели потенциальной ямы было дано Герни, а Гамов сразу же обратил на него внимание Резерфорда.

Уже наблюдения Блэкетта, выполненные с помощью автоматической камеры Вильсона, показали, что во всех процессах, изученных в оригинальных опытах Резерфорда по искусственному расщеплению ядер, падающие ?-частицы входят в состав остаточного ядра, образующегося после вылета протонов. Сейчас стало ясно, что все типы ядерных превращений, охватывающих широкий интервал энергий, происходят двумя четко выраженными ступенями. Первая из них - образование относительно долго живущего составного ядра, а вторая - высвобождение энергии возбуждения ядра в процессе конкуренции между различными возможными способами распада и возможными процессами излучения. Эта точка зрения, к которой Резерфорд проявил самый живой интерес, была темой последнего курса лекций, прочитанных мною по приглашению Резерфорда в Кавендишской лаборатории в 1936 г.»

Обеспокоенный политикой, проводимой нацистским правительством Адольфа Гитлера, Резерфорд в 1933 г. стал президентом Академического совета помощи, который был создан для оказания содействия тем, кто бежал из Германии. В последнюю войну физика стала играть весьма важную роль. Радиолокация, которой занимались тысячи ученых, изменила прежний характер военных действий, а ядерная бомба навсегда покончила с прежними масштабами "обычной" войны. В некоторой степени можно было в середине тридцатых годов предвидеть, что, как только разразится война (а большинство из нас ожидало этого), физиков призовут с самого начала. Тизард, который был близким другом Резерфорда, информировал его о перспективах РДФ, как тогда называли радиолокатор. Уже к 1938 году многие физики в Кавендише были секретно завербованы. Но никто, положительно никто не имел хотя бы смутного представления о том, что и впоследствии большой процент физиков в США, Советском Союзе и в нашей стране останется солдатами в штатском.

В последние годы своей жизни Резерфорд нашел друга и сотрудника в лице Марка Олифанта, общий склад и работоспособность которого очень напоминали его самого. В это время открылись новые возможности для исследований, связанные с тем, что, с одной стороны, Юри открыл тяжелый изотоп водорода ²Н, или дейтерий, а с другой, - Лоуренс создал циклотрон. Уже в своих первых исследованиях по ядерным расщеплениям в пучках дейтронов Лоуренс получил много новых эффектных результатов. Классические эксперименты Резерфорда и Олифанта, в которых они бомбардировали выделенные изотопы лития протонами и дейтронами, привели их к открытию ³Н, или трития, а также ³Не; этим самым было положено подлинное начало интенсивным поискам приложения термоядерных реакций к реализации многообещающих источников атомной энергии.

С самого начала своих исследований радиоактивности Резерфорд ясно сознавал широкие перспективы, которые открываются этими исследованиями во многих направлениях. В частности, он давно проявлял глубокий интерес к возможности оценки возраста Земли и выяснению причин, обусловливающих тепловое равновесие в земной коре. Если даже освобождение ядерной энергии для технических целей оставалось делом будущего, то большим удовлетворением для него должно было быть выяснение совершенно неизвестного до того времени источника солнечной энергии; это объяснение стало возможным в результате развития начатых Резерфордом работ и было достигнуто еще при его жизни...

Последний подъем величественного творческого пути Резерфорда - середина кавендишского периода, в частности 1932 и 1933 гг. За эти два года мир узнал об открытии Чедвиком нейтрона и о расщеплении ядра с помощью искусственно ускоренных частиц Кокрофтом и Уолтоном. Вдохновляемые предсказанием и поддержкой Резерфорда, эти открытия были все же меньше результатом личной его работы, а больше - плоды труда его сотрудников. Инженерные масштабы таких экспериментов, как работы Кокрофта и Уолтона, для большинства физиков того времени были недостижимы. Подобно академику Капице, Кокрофт был инженером-электриком, превратившимся в физика. Работы Кокрофта и Уолтона вместе с трудами Лоуренса в Беркли положили начало Машинному веку в ядерной физике, высшими достижениями которого сегодня являются Серпухов, Брукхэйвен и Женева. С другой стороны, открытие нейтрона Чедвиком было осуществлено полностью в традициях Резерфорда и потребовало простой аппаратуры, но много вдохновения и физической интуиции. В статье Чедвика, посвященной открытию нейтрона, описываются простые, хорошо продуманные эксперименты, и она представляет собой образец ясного физического мышления.

Волнующие открытия происходили тогда и в других лабораториях. В 1932 г. Карл Андерсон в Калифорнии открыл в составе космических лучей позитрон. Используя новую автоматическую туманную камеру, Оккиалини и Блэкетт подтвердили это в начале 1933 г. в Кавендише, открыв космические ливни положительных и отрицательных электронов. В 1934 г. Ирен Кюри и Фредерик Жолио открыли радиоактивность, образующуюся при бомбардировке элементов ?-частицами, а Ферми - подобную радиоактивность при облучении нейтронами. Годы 1932-1934 не имеют себе равных в истории науки по этому потоку первоклассных открытий. Резерфорд скончался незадолго до совершенно неожиданного открытия в 1938 г. Ганом деления урана, которое в известном смысле явилось последним из великих открытий в собственно ядерной физике, отличающейся от физики элементарных частиц. Резерфорд не дожил до кульминационного пункта развития направления, которое фактически было областью всей его научной деятельности.

Обозревая этот удивительный перечень важных открытий, нельзя не поражаться тому, что некоторые из них не были сделаны на много лет ранее. Это особенно относится к открытию позитрона и наведенной радиоактивности. На протяжении 1919 и 1920 гг. ряд исследовителей в различных лабораториях производили измерения спектра ?-частиц от радиоактивных источников, испускающих сильное???излучение и окруженных свинцовой или платиновой фольгой. Как теперь известно, помимо отрицательных электронов, вылетающих из металла под действием ?-излучения, испускается еще несколько процентов положительных электронов. Так что во многих ?-спектрометрах, которые тогда использовались, должны были иметься позитроны в количестве, достаточном для их открытия. Если бы кто-нибудь поменял направление магнитного поля и сделал бы большую экспозицию, он несомненно открыл бы позитрон по крайней мере за десять лет до его фактического открытия Андерсоном.

С другой стороны, открытие наведенной радиоактивности но существу было довольно простым делом, если знать, как это сделать. Нужно было только применить сильный источник???частиц для бомбардировки такого легкого элемента, как бор, и проверить его радиоактивность, чтобы обнаружить возникновение нового неустойчивого элемента. В случае бора это будет новый вид азота. Эти новые элементы при их самопроизвольном распаде испускают позитроны. Кокрофт считал, что это открытие не было сделано в Кавендишской лаборатории потому, что там не пользовались счетчиками Гейгера. Сам Резерфорд сосредоточил свое внимание на ?-частицах и протонах, а не на ?-частицах. Однако многие из его молодых коллег изучали ?-активность, а все-таки пропустили открытие наведенной радиоактивности. Оглядываясь на историю этого вопроса и учитывая, что лично Резерфорд был первым, кто применил технику подсчета ?-частиц, и принимая во внимание огромное число всякого рода экспериментов по радиоактивности, осуществлявшихся под руководством самого Резерфорда, и что, более того, некоторые из его учеников осуществляли поиски наведенной радиоактивности, - все более и более удивляешься, что это открытие было сделано лишь в 1934 г. Современным исследователям из этих двух случаев нужно извлечь урок, что не следует предполагать, что все очевидные эксперименты уже осуществлены, и помнить, что их предшественники могли и пропустить какие-то удивительные явления.

Увлеченность и страстный интерес Резерфорда к ядру приводили его иногда к отрицанию важности и значения других отраслей физики и тем более других наук. Хотя это пренебрежение было скорее шутливым, чем серьезным, престиж Резерфорда был столь высок, что даже шутка в его устах могла переродиться в представлении некоторых людей в догму. Не только молодых физиков обескураживало его знаменитое изречение "Все науки - это либо физика, либо коллекционирование марок" или же часто высказывавшееся предположение о том, что необходим совсем незначительный прогресс физики, после чего можно будет из фундаментальных законов физики вывести факты и законы "меньших" наук, таких, как химия! Резерфорд несомненно был бы солидарен с иерархией наук Конта, в которой физика расположена во главе, а каждая следующая наука в принципе является производной от расположенной перед ней. Однако какая бы "философская истина" ни была заложена в основе этой схемы, ограниченность расчетов, даже с учетом электронных машин будущего, оставит различные науки в сильной степени автономными в своих областях.

Резерфорд был, конечно, прав, полагая, что в те годы ядерная физика была одной из главнейших, если даже не самой главной областью физики. Я думаю, что он себе не представлял так ясно, как мог бы себе представить (несмотря на дружбу и восхищение Нильсом Бором), что это явилось следствием изучения электронной структуры атома, в которой проявились новые законы квантовой и волновой теорий, ставшие неотъемлемым средством для понимания природы ядра. Объяснение феноменологической теории радиоактивного распада Резерфорда, имевшей двадцатилетнюю давность, возникло тогда, когда Гамов и Гарни независимо применили к ядру новые принципы волновой механики, вытекающие из изучения оболочки атомов и их взаимодействия с излучением.

Резерфорд не создал те замечательные машины, которые сыграли решающую роль в современной физике элементарных частиц, хотя некоторые из его учеников, особенно Кокрофт, начали их строить. Резерфорд работал с допотопными, простыми приборами, но действительно выжимал из них все, что они могли дать. Его исследования остаются высшим достижением самостоятельной и индивидуальной работы ученого в области экспериментальной физики. Никто не сумел бы теперь работать так - "с помощью сургуча и бечевки", как говорится в старой кавендишской поговорке.

Дело делалось не без шума, с ссорами и спорами, но и с такой бьющей через край творческой энергией, с таким пылом и жаром, словно исследовательская работа была самым легким и самым естественным призванием в мире. Наряду с этим у Резерфорда был большой интерес к искусству, особенно к литературе. Он много читал, значительно больше, чем иные литераторы. Но он не читал критических статей. Он враждебно и подозрительно относился к людям, которые обволакивали туманом трудностей научные исследования, разводя длинные и тягучие методологические сентенции, чтобы объяснить вещи, которые он в совершенстве понимал интуитивно. "Те господа" - так называл он их. "Те господа", то есть философы-логики, критики, метафизики. Они были умны, обычно более ловки, чем он, и в спорах с ними он часто оказывался в невыгодном положении. Однако они никогда не создавали ничего серьезного, в то время как он был величайшим ученым-экспериментатором нашего века.

Только в одном случае интуитивное предвидение Резерфорда оказалось ошибочным. Обычно он был совершенно прав в своих суждениях о практическом использовании науки. Но одно его высказывание звучит сейчас по меньшей мере наивно. В 1933 году он заявил в своем выступлении в Британской ассоциации:

"Эти превращения атомов представляют исключительный интерес для ученых, но мы не сможем управлять атомной энергией в такой степени, чтобы это имело какую-нибудь коммерческую ценность, и я считаю, что вряд ли мы когда-нибудь будем способны сделать это. Об атомных превращениях наговорили множество всякой чепухи. Наш интерес к этой проблеме чисто научный".

Это заявление - оно было сделано за девять лет до того, как стал работать первый атомный реактор, - не было ни оптимистическим, ни пессимистическим. Это был просто неправильный прогноз.

В научном окружении Резерфорда трудностей при выборе сотрудников не возникало. Считалось само собой разумеющимся соблюдение приличий либерального толка. Это был единственный мир, свободный от классовых, национальных или расовых предубеждений. Резерфорд называл себя то консерватором, то независимым, а работать он хотел с теми, кто мог заниматься физикой. Нильс Бор, Отто Ган, Георг Хевеши, Ханс Гейгер были людьми и собратьями - независимо от того, были ли они евреями, немцами или венграми, - значительно более близкими Резерфорду, чем, скажем, архиепископ Кентерберийский, кто-либо из "тех господ" или какой-нибудь несносный английский философ. После 1933 года по инициативе Резерфорда еврейским иммигрантам был открыт доступ в английскую академическую среду. Научное общество было тогда у нас действительно широко открытым, и вряд ли когда-нибудь так еще будет. Работать в лабораториях приезжали из всех стран, включая Россию. Любимый ученик Резерфорда Петр Капица пользовался благосклонностью советских властей и в то же время был научной звездой Кавендиша.

Капица был весьма одаренным, и в нем проглядывали черты вдохновенного русского шутника. Он любил свою страну, но отдавал должное и Англии, работал в Кавендише, но в отпуск уезжал на родину. Однажды он спросил у одного из моих друзей, может ли иностранец стать пэром Англии, и это дало нам повод подозревать, что он был бы не прочь быть членом советской Академии наук и одновременно преемником Резерфорда в палате лордов. В то время Капица вызывал большую зависть, отчасти по той причине, что он мог делать с Резерфордом, что хотел. Он называл его "крокодилом", объясняя, что по-русски это слово имеет ласковый оттенок. На стене его новой лаборатории по его просьбе скульптор Эрик Гилл высек фигуру крокодила. Для Резерфорда было личной утратой, когда Капице, уехавшему в очередной отпуск в Россию, вежливо, но твердо сказали, что он должен остаться. Капица был очень ценным ученым, и естественным было желание, чтобы он в полную силу работал у себя дома. Впоследствии он наилучшим образом оправдал возлагавшиеся на него надежды.

Копенгаген стал второй научной столицей мира благодаря одному человеку, Нильсу Бору, который своим терпением и раздумьями прустовского толка дополнял Резерфорда как человека точно так же, как теоретическая квантовая физика Бора дополняла экспериментальную физику Резерфорда. Бор был учеником Резерфорда, и они как отец и сын любили и почитали друг друга. (По натуре Резерфорд был прирожденным отцом семейства, и смерть единственной дочери была величайшим горем в его жизни. В его отношении к Бору, Капице и другим ученикам сказывалось сильное отцовское чувство: сына у него не было.)

Но как ни сильна была его любовь к Бору, она все же оказалась недостаточной, чтоб заставить его примириться с продолжительностью лекции, которую тот однажды прочитал в Кембридже. На лекции Бора в лекционном зале Кавендиша Резерфорд после первого часа начал ерзать на своем стуле. Прошло полтора часа, и он стал нетерпеливо дергать себя за рукав, бормоча громким шепотом: "Еще пять минут". Вежливый, терпеливый, решивший ничего не пропускать, Бор читал уже больше двух часов. Резерфорд начал шуметь, что "пора уж кончать лекцию", и вскоре добился своего.

Из воспоминаний Нильса Бора: «Когда в знак признания его научных заслуг Резерфорд получил звание пэра, он сразу проявил живой интерес к своим новым обязанностям члена палаты лордов, однако прямота и простота его поведения нисколько не изменились. Я не могу припомнить другого случая, когда бы Резерфорд так резко обратился со мной, как на обеде в клубе Королевского общества; в разговоре с одним из его друзей я упомянул его в третьем лице как лорда Резерфорда; он круто повернулся ко мне с гневным возгласом: "Вы величаете меня лордом?".

В течение почти 20 лет, на протяжении которых Резерфорд вплоть до самой смерти работал с неиссякаемой энергией в Кембридже, мы с женой были очень близки с ним и его семьей. Почти каждый год они радушно принимали нас в своем уютном домике в Ньюнхеме, расположенном неподалеку от старых колледжей; около домика был разбит очаровательный сад, где отдыхал Резерфорд и уход за которым доставлял много радости Мэри Резерфорд. Мне вспоминаются мирные вечерние часы, проведенные в кабинете Резерфорда, когда разговор шел не только о новых перспективах физики, но и о других вопросах, касающихся самых разнообразных сторон человеческой деятельности. В этих разговорах никто не переоценивал собственных речей, потому что Резерфорд, усталый после напряженного рабочего дня, потеряв к беседе интерес, мог запросто заснуть. Тогда приходилось ждать, пока он не проснется п как ни в чем не бывало возобновит беседу с прежней энергией.

По воскресеньям Резерфорд регулярно по утрам играл в гольф с некоторыми из своих близких приятелей, а вечером обедал в Тринити-колледж, где встречался со многими выдающимися учеными и с удовольствием вел беседы на самые разнообразные темы. Обладая ненасытным интересом ко всем проявлениям жизни, Резерфорд с большим уважением относился к своим ученым коллегам; однако вспоминаю, как однажды, возвращаясь со мной из Тринити, он заметил, что, по его мнению, представители так называемых гуманитарных наук заходят уж слишком далеко, гордясь своим полным невежеством в том, что происходит между моментом, когда нажимают кнопку у входной двери, и моментом, когда в кухне зазвонит звонок.

Некоторые высказывания Резерфорда привели к ошибочному заключению, будто он недооценивал значения математического аппарата для развития физики. Наоборот, по мере бурного развития той отрасли физики, изрядная часть основ которой заложена им самим, Резерфорд часто выражал свое восхищение новыми теоретическими методами и даже проявлял интерес к философским вопросам квантовой теории. Мне особенно памятно, как в нашу последнюю встречу, за несколько недель до его смерти, он был захвачен новым подходом к биологическим и социальным проблемам с позиций дополнительности и как оживленно обсуждал он возможность опытного доказательства причин национальных традиций и предрассудков довольно необычным способом взаимообмена новорожденными между различными нациями.»

В числе полученных Резерфордом наград медаль Румфорда (1904) и медаль Копли (1922) Лондонского королевского общества, а также британский орден «За заслуги» (1925). В 1931 г. ученому был пожалован титул пэра. Резерфорд был удостоен почетных степеней Новозеландского, Кембриджского, Висконсинского, Пенсильванского и Макгиллского университетов. Он являлся членом-корреспондентом Геттингенского королевского общества, а также членом Новозеландского философского института, Американского философского общества. Академии наук Сент-Луи, Лондонского королевского общества и Британской ассоциации содействия развитию науки. Резерфорд был членом всех академий наук мира, в том числе АН СССР (с 1925).

Умер Резерфорд в Кембридже 19 октября 1937, внезапно, еще полный сил, когда ему было шестьдесят шесть лет. Его смерть была не только внезапной, но и трагически случайной с врачебной точки зрения. А ведь вполне можно было ожидать, что он доживет до глубокой старости. Резерфорд был похоронен в Вестминстерском аббатстве, недалеко от саркофага Ньютона.

Резерфорд не дожил до того, чтобы увидеть величайшую технологическую революцию, основанную его открытием атомного ядра, а также другими его фундаментальными исследованиями. Но он всегда сознавал возрастающую ответственность ученых в связи с любым увеличением наших знаний и возможностей. Сегодня мы лицом к лицу столкнулись с самой серьезной угрозой нашей цивилизации, чтобы серьезно подумать о том, как предотвратить гибельное использование грозных сил, оказавшихся в руках человека, и о том, как направить это величайшее достижение на благо всего человечества. Принимавшие участие в военных исследованиях, часто вспоминали Резерфорда и по мере своих сил пытались поступать так, как, по их мнению, поступил бы он.

Память, которую оставил о себе Резерфорд, служит для всех, кто имел счастье близко знать его, неиссякаемым источником мужества и стойкости. Для новых поколений, которым в грядущие годы суждено продолжить изучение атомного мира, жизнь и деятельность этого великого исследователя будет всегда служить источником вдохновения.

Приложение 1

Эрнест Резерфорд

Лекция Э. Резерфорда в Королевском Институте

Приложение 2

Кроссворд

По горизонтали:

1. Сотрудник Резерфорда в Кембрижде 3. Пэром какого государства был Резерфорд? 6. Друг и сотрудник Резерфорда 7. Ученый, физик, главный герой кроссворда

По вертикали:

1. Место рождения Резерфорда 2. Так Резерфорд назвал радиоактивное излучение

4. Одна из наград Резерфорда 5. Химический элемент, с изучения которого началось изучение радиоактивности.

Ответы:

Список литературы.