Эрнест Резерфорд: штрихи к портрету

Леенсон И.А.
(«ХиЖ», 2014, №2)

s20140264 progulki.jpgНе все лауреаты Нобелевской премии по химии были химиками — Резерфорд, например, был физиком. Но он впервые расщепил атом, что оказало огромное влияние на философию химии. Сам Резерфорд химию наукой вообще не считал: «Наука — это либо физика, либо собирание марок». По поводу физиков, критикующих его статьи, Резерфорд написал одному из друзей: «Эти проклятые дураки, наверное, когда-то были химиками». Вспомнив, что пишет химику, добавил: «Простите, вы тут ни при чем».

О Резерфорде написаны целые библиотеки, научная карьера разобрана чуть ли не по часам. Поразительно, как много случайностей должно было произойти, чтобы великий талант физика-экспериментатора смог проявиться. Резерфорд в юности — простой деревенский парень. Родился он 30 августа 1871 года в маленьком новозеландском селении, в очень бедной семье шотландского иммигранта Джеймса Резерфорда и Марты Томпсон, прибывшей с матерью в Австралию из Англии. Она — учительница, он — колесный мастер, занявшийся из-за нужды переработкой льна. У них родилось семеро сыновей и пять дочерей; Эрнест был четвертым ребенком. Уже в детстве он отличался любознательностью. Как-то во время грозы отец вышел на веранду и увидел сына, стоящего в ночной пижаме и что-то бормочущего. На вопрос, что он делает, Эрнест не смог сразу ответить: дом потряс очередной удар грома. Но как только его раскаты стихли, мальчик ответил: «Я считаю. Считаю секунды между вспышкой молнии и ударом грома. Зная, что скорость звука тысяча двести футов в секунду, я могу посчитать, далеко ли до центра грозы».

Директор школы, в которой учился Эрнест, обратил внимание на его одаренность, особенно в области математики; он начал давать ему книги по естественным наукам. Первым объектом его экспериментов стали домашние часы — Эрнест полностью их разобрал. Увидев это, отец разволновался: часы — дорогая вещь, но Эрнест сумел их и собрать. Затем последовали самодельные фотокамеры, с которыми Эрнест делал снимки окрестностей.

И вот первая случайность. Эрнест собирался участвовать вместе с младшими братьями в опасной рыбалке в фиордах, узких морских заливах, вдающихся на несколько десятков километров в глубь суши. Но тут мать послала его с каким-то поручением к отцу, до работы которого было неблизко, и в результате Эрнест остался жив, а братья, десятилетний Чарльз и двенадцатилетний Герберт, утонули.

Стипендия округа Марлборо, давшая ему возможность учиться в Нельсоновском колледже, случайной не была: Эрнест получил на экзаменах 580 баллов из 600! В этом колледже он проучился с 16 до 18 лет, став первым по всем предметам. Окончив его, Эрнест сумел получить следующую стипендию, позволившую ему учиться в Крайчестерском университете. А вот то, что в университете только недавно появилась физическая лаборатория, можно назвать случайностью, определившей судьбу студента Резерфорда. Именно там зародилась страсть Эрнеста к физике. Его успехи в математике были больше, но учитель математики был скучным педантом.

И наконец, главная случайность. В 1851 году в Британии по случаю Всемирной выставки была учреждена специальная стипендия для окончивших университеты «в заморских владениях». Она присуждалась раз в два года и давала возможность продолжить научную работу в метрополии. В 1895 году ее должен был получить химик Джеймс Скотт Маклорен (1864—1939), о котором умалчивают почти все биографы Резерфорда. Это был достойный соперник, старше Эрнеста на семь лет, тоже выходец из большой семьи шотландских иммигрантов (у его родителей было 11 детей). Но Маклорен, обремененный семьей и имевший хорошую работу, не захотел ехать, и стипендия досталась Резерфорду.

Резерфорд отправился к своему кумиру, знаменитому физику Джозефу Джону Томсону, который заведовал кафедрой экспериментальной физики в Кембридже. Дальнейшее хорошо известно. В феврале 1896 года он установил мировой рекорд по дальности приема радиоволн (о чем историки радио обычно забывают). Далее было открытие альфа- и бета- излучения, восьмилетнее профессорство в Канаде, теория радиоактивных превращений (разработанная совместно с Содди), первое в истории искусственное превращение атомов одного элемента в атомы другого. И разве не поразительно, что первый опыт его студенческих размышлений назывался «Эволюция элементов», а последняя работа носила название «Современная алхимия»?

Резерфорд был обладателем бесчисленного числа наград, премий и почетных званий. Главной, конечно, была Нобелевская премия. В решении Нобелевского комитета от 10 ноября 1908 года значилось, что премия присуждена «за исследования по расщеплению элементов и химии радиоактивных веществ». Cам Резерфорд об этом решении сказал в свойственной ему манере: «В свое время я наблюдал много превращений с разными временами, но самое быстрое, с которым я когда-либо встречался, — это мое собственное превращение из физика в химика». Тем не менее Резерфорд не стал огорчать Нобелевский комитет и назвал свою лекцию так, чтобы она соответствовала номинации: «Химическая природа альфа-частиц, испускаемых радиоактивными веществами».

Резерфорд был превосходным экспериментатором. Ему часто приходилось работать с примитивным оборудованием, но это его не смущало. «Я мог бы заниматься научной работой и на Северном полюсе», — как-то заявил он. По словам английского писателя и физика Чарльза Перси Сноу, «Резерфорд работал с допотопными, простыми приборами, но действительно выжимал из них все, что они могли дать». Список его научных трудов — один из самых больших в истории науки. Он обладал непревзойденной интуицией. Трудно найти ученого, который за свою жизнь допустил бы так мало ошибок. Одну из них он сделал в 1933 году во время выступления в Британской ассоциации содействия науке, когда сказал: «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 было сказано за шесть лет до открытия цепной реакции деления урана и за девять лет до того, как начал работать первый атомный реактор.

В результате Резерфорд всегда жил скромно, хотя при желании мог стать миллионером. В своем завещании он оставил сумму, равную полученной им некогда Нобелевской премии, что составляло тогда 7000 фунтов стерлингов.

Скончался Резерфорд в возрасте 66 лет. А ведь вполне можно было ожидать, что он доживет до глубокой старости (его отец прожил почти 90 лет, мать — 92). Его смерть была не только внезапной, но и трагически случайной с врачебной точки зрения. Он почувствовал сильную боль в области живота. Его доставили в кембриджскую клинику, и будь это обычный пациент, быстро бы прооперировали: у него оказалась ущемленная пупочная грыжа — результат падения во время работы в саду. Но Резефорд был лордом. А по британским законам того времени лорда мог оперировать только хирург, имеющий рыцарское звание. Из Лондона вызвали сэра Томаса Данхилла, прекрасного хирурга, но было поздно...

Любимый ученик Резерфорда, Петр Капица, писал: «Я не могу вспомнить другого ученого, современника Резерфорда, в лаборатории которого воспитывалось бы столько крупных физиков».

В заключение — несколько высказываний самого Резерфорда.

«Господа, мы израсходовали на эксперименты все деньги. Настало время думать».

«Если ваш эксперимент требует статистической обработки, проделайте эксперимент лучше».

«Если вы спорите о чем-то в науке, что кажется вам невозможным, никогда не ставьте больше одного против 210».


123

Разные разности

07.07.2020 18:00:00

…проект ИТЭР по созданию крупнейшего в мире термоядерного реактора прошел важную веху — на место установлено основание криостата, самая большая и тяжелая часть токамака...

…созданы структуры для фотосинтеза, более эффективного, чем природный, — капли размером с клетку, содержащие мембраны хлоропластов шпината и компоненты ферментативного цикла для синтеза органических молекул из углекислого газа…

…каждая третья женщина европейского происхождения имеет «неандертальский» вариант рецептора гормона прогестерона, связанный с повышенной рождаемостью, более редким кровотечением на ранних сроках беременности и меньшим количеством выкидышей…


>>
20.05.2020 18:30:00

Вакцины – какие, сколько и на какой стадии?

Даже когда острая фаза пандемии COVID-19 закончится и меры карантина больше не будут нужны, сам вирус никуда не денется, а продолжит жить среди нас. Самый эффективный способ от него защититься – сделать вакцину.

>>
18.05.2020 19:00:00

Коронавирусы: в семье не без урода

Найдены молекулярные отличия более патогенных коронавирусов от менее патогенных. Пока не вполне ясно, как эти отличия работают. Но возможно ученые смогут понять, почему настолько похожие инфекционные агенты приводят к таким разным последствиям для человека.

>>
13.05.2020 17:00:00

…из-за снижения транспортных потоков во время пандемии коронавируса уменьшились сейсмические шумы в коре Земли; специалисты считают, что это облегчит мониторинг слабых землетрясений, вулканической активности и других сейсмических событий...

…6 марта с мыса Канаверал стартовала миссия Space X CRS-20, которая доставит на МКС 250 пробирок со стволовыми клетками человека; на протяжении месяца они будут развиваться в кости, хрящи и другие ткани в условиях невесомости...

…по мере того как на рынок выходят художественные произведения, разработанные с помощью генеративных алгоритмов и когнитивной робототехники, встает вопрос об авторском праве на них…

>>
05.05.2020 17:00:00

Смартфон может незаметно передавать секретные сведения посторонним через неучтенную разработчиками прореху на границе между столом и смартфоном. Как же это может быть? Ответ в ходе серии экспериментов получили исследователи из Вашингтонского университета.

>>