Жизнь замечательных людей - Резерфорд

      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 индустриально-технического 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 Еернулись 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 fur 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 боровской 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 fur 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 микро- мире 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 тут-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 не 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» (хоро шими и дурными). Просто одна из них была традиционной натурфилософией, а другая - новаторской. На стороне пераой стояли Эйнштейн, Лоренц, Ланжевен, де Бройль, Шредингер…
      На стороне второй - Бор, Ворн, 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 sa стеной, шла азартная игра в символы. Дарвин, Фаулер, Дирак, а чуть позже Хартри 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 невозмутимо-сосредоточенного 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 не 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 над 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: ог 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 под 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 рисерч-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 сзечения 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.
      Беда была в другом: накапливались факты, но не росло понимание. И это-то заставило Резерфорда написать грустную фразу в письме к Хевеши. …Не второстепенности ускользали от понимания, а самое главное. «Большие трудности возникают в тот момент, когда мы задаемся вопросом, почему ядро атома держится как нечто целое…» - говорил Резерфорд в одной из лекций 27-го года.
      И пояснял, что силы взаимного отталкиванья одинаково заряженных частиц, огромные на ничтожных внутриядерных расстояниях, должны были бы по закону Кулона разрывать ядро на куски.
      Надо было допустить, что в ядрах действуют по своим законам какие-то еще силы неэлектрического характера - мощные силы притяжения. Стоя непреодолимым потенциальным барьеоом на страже цельности атомных ядер, они не дают им рассыпаться на составные части. Опыты по рассеянию альфа-частиц показывали, где проходит этот барьер, и позволяли вычислить его высоту.
      Для ядра урана она оказывалась не ниже 10 миллионов электрон-вольт. Отсюда следовал немедленный вывод, что излучаемые ураном альфа-частицы должны обладать не меньшей энергией движения: в противном случае, по классическим законам механики, как смогли бы они преодолеть барьер уранового ядра? А между тем… А между тем давно было известно, проверено и перепроверено, что энергия альфа-частиц урана - всего 6 миллионов электрон-вольт. И стало быть, по законам классики, они никогда не могли бы вырваться из своего ядерного плена. Так было и с другими альфа-излучающими атомами.
      Альфа-распад становился явлением загадочным. Классика его запрещала. А природа разрешала!
      Между прочим, по словам Бора, одним из первых обратил внимание на странность происходящего молодой Роберт Оппенгеймер. Выло это как раз в 27-м году, когда он перед поездкой в Геттинген для работы у Макса Борна некоторое время провел в Кавендишевской лаборатории. Там, в кабинете Резерфорда, Бор и познакомился с ним. Со временем они стали друзьями, хотя датчанин годился в отцы американцу. И через три десятилетия, в 50-х годах, когда маккартистская Америка травила Роберта Оппенгеймера как противника водородной бомбы, Бор со всегдашней своей высочайшей порядочностью намеренно и подчеркнуто заявил о близкой дружбе, связывающей его с Оппи. Он сделал это в мемориальной резерфордовской лекции. И там же рассказал, с какою безошибочностью в 1927 году Резерфорд восторженно отозвался о богатой одаренности двадцатитрехлетнего физика из Штатов.
      Можно поручиться, что сэр Эрнст оттого-то и отнесся тогда с повышенным интересом к Оппенгеймеру, что тот задумался над противоречивым фактом проникновения недостаточно энергичных частиц через высокие потенциальные барьеры. Это противоречие все более и более томило тогда самого Резерфорда.
      Сознавая безысходность положения, он недаром требовал новых законов: чутье подсказывало ему, что старыми тут не обойдешься. Но вместе с тем он еще пытался выйти из затруднений миролюбиво - с помощью одних классических представлений. В сентябре 27-го года он даже опубликовал в «Philosophical magazine» чисто теоретическую статью «Структура радиоактивных атомов и происхождение альфа-лучей», в которой, по его же собственным словам, выразилось «стремление примирить явно противоречащие друг другу данные…».
      Примирить! Не очень-то это было в духе времени. В том самом сентябре 27-го года уже готовились к решительной схватке на 5-м Сольвеевском конгрессе традиционалисты и новаторы. А ведь прежде и он, как редко кто, умел обнажать конфликты и обострять в непонятном черты необычности. Не так ли было с открытием эманации тория, и с отражением альфа-частиц от сердцевины атомов, и с выбиванием длиннопробежных протонов из азотных ядер? И во всех этих случаях дело кончалось эпохальными свершениями: теорией радиоактивного распада, планетарным атомом, расщеплением ядра… Так, может быть, и на этот раз все могло кончиться новым громким успехом, если б он, как бывало, обострил ясно обозначившийся конфликт между классикой и природой?
      Конечно, могло! И даже наверное…
      Зная наперед, как разрешилось противоречие, легко набросать простую схему очередного выдающегося открытия, помаячившего перед ним, но в руки ему не давшегося.
      В самом деле, разве не смог бы он прийти к идее волн-частиц и увериться, что микромир населен этими неклассическими кентаврами? Обострение конфликта означало бы, что альфа-частица, преодолевая барьер, превышающий ее энергию, совершает поступок, абсолютно невозможный для корпускулы.
      Абсолютно! Но так как она его все-таки совершает, не оставалось бы другого выхода, как допустить, что природа наделила ее не только корпускулярными свойствами. И если бы четыре года назад де Бройль не провозгласил двойственности электрона, он, Резерфорд, вынужден был бы сейчас на свой страх и риск объявить коллегам о двойственности альфа-частиц: в их поведении с несомненностью сказывается некая волнообразность.
      Он объяснил бы: им, корпускулам, как видно, присуща та черта, что позволяет световым волнам огибать препятствия или проникать за поверхность раздела двух сред даже тогда, когда лучи падают под углом полного внутреннего отражения. Поток частиц - классических корпускул - ни на то, ни на другое не способен: явлений диффракции не дает и от запретной границы отражается полностью. И если потенциальный барьер вокруг ядра такой границей для альфа-частиц не служит, то нельзя не признать, что они - волны. Тогда их незаконное просачиванье сквозь барьер сразу становится законным. И альфа- распад перестает быть загадкой. А так как они вместе с тем все-таки частицы, то нужно согласиться, что микромир населен кентаврами. (Логический переход от альфа-частиц к любым микрообъектикам был бы совершен без труда.) Так что же: перед Резерфордом маячило как бы второе открытие основной физической идеи квантовой механики? Если угодно - да. Но для физики имело бы значенье не это переоткрытие уже известного, а более скромное достижение: первое качественное указание на возможность волнового решения проблемы потенциального барьера. Дальше началась бы громоздкая математика, однако бесценна была бы тогда именно эта физическая подсказка.
      А она его не осенила!
      И это редкий случай, когда можно понять, почему не осенила… (Или только кажется, что это можно понять?!) Не оттого ли так случилось, что Резерфорд впервые оказался не на уровне века? Слишком долго отмалчивался от спорной новизны. Слишком задержался в позиции над схваткой.
      Слишком часто пошучивал не совсем безобидно:
      Тенденции современной физики? Я не могу написать об этом статью. Тут и разговоров-то всего на две минуты. Все, что я мог бы сказать, сводится к одному - физики-теоретики ходят хвост трубой, а мы, экспериментаторы, время от времени заставляем их сызнова поджимать хвосты!
      Так ответил он на предложение выступить перед очередным конгрессом Би-Эй с посланием о «тенденциях современной физики». А может быть, в действительности все объяснялось без психологических хитростей и затей. Может быть, просто начал уже ощутимо сказываться в его деятельности всеобщий человечий закон убывания с течением жизни духовного плодородия? Может быть.
      Так или иначе, но теория альфа-распада была добыта не на Фри Скул лэйн.
      

10

В октябре 1928 года эту теорию привез с собою в Кавендишевскую лабораторию молодой теоретик Георгий Гамов. …Она привлекательно называлась; теория туннельного эффекта. Тотчас возникал наглядный образ альфа-частицы, как бы роющей в горе потенциального барьера туннель, чтобы по нему вырваться из ядра наружу. Конечно, антинаглядным было, как она его роет и что это за туннель, но зацепка для воображения наличествовала бесспорно.
      И зримо ясным было: чем выше энергия альфа-частицы, тем ближе к вершине горы расположен ее туннель. И тем он короче. А следовательно, тем вероятней альфа-распад. И стало быть, тем меньше среднее время жизни радиоактивного элемента. Но как раз такая - обратно пропорциональная - зависимость между энергией испускаемых альфа-частиц и периодом полураспада альфа-излучагелей была замечена в резерфордовской обители уже давно, еще в манчестерские времена, и получила название закона Гейгера - Нэттолла.