Даниил Данин - Резерфорд

И все-таки велик был соблазн — объяснить отражение, как результат многократного рассеяния альфа-частицы на малые углы. Среди кривых Гейгера-Марсдена одна показывала прямо, что с возрастанием толщины мишени количество отраженных частиц росло. Значит, им важно было углубляться в мишень — важно было встретить на своем пути побольше атомов. Тогда большая их доля возвращалась назад. (От мишени из двух листков золотой фольги за секунду отражались в среднем две частицы, а при толщине в шесть листков — пять частиц…) Действительно, складывалось впечатление, что эффект накапливается: пронизывая атом за атомом, удачливая частица отклоняется от своего прямого пути все ощутимей, так что атомные поля постепенно даже заворачивают ее обратно и она, описав в полете крутую кривую, появляется с той же стороны мишени, с какой влетела в нее. И чем больше атомов на пути альфа-потока, тем больше таких удачливых частиц.

И однако… Тут брала слово математика.

Теоретически капля воды на пылающей плите может замерзнуть: достаточно такой удачи, чтобы все быстрые молекулы покинули каплю одновременно; оставшиеся — объединятся в льдинку. Вот только вероятность подобной удачи столь мало отлична от нуля, что за все миллиарды лет истории нашей Галактики не появится и шанса на ее претворение в жизнь. Очень вероятно, что альфа-частица, летя сквозь тысячи атомов, в одном будет отклоняться в одну сторону, в другом — в другую, и в итоге рассеется на малый угол. Но вероятность того, что тысячи атомов, один за другим, будут поворачивать ее в угодную нам сторону, и только в эту сторону, такая вероятность почти равна нулю. И юный Марсден вместе со всеми своими потомками никогда не дождался бы этого желанного, но несбыточного события.

А оно сбывалось! Он его наблюдал — порою десятки раз в минуту. И от счета сцинцилляции уставали даже его молодые глаза. Спорить с логикой теории вероятностей было так же бессмысленно, как с лабораторными фактами. Следовало признать, что многократным — постепенным — рассеянием невозможно объяснить акты отражений альфа-частиц.

Что же оставалось?

Сегодня, издалека, все представляется совершенно элементарным. Выбора не было: понятию «многократно» противостоит понятие «однократно»; если что-то не может происходить постепенно, значит оно совершается сразу; над чем тут голову ломать?! Оставалось предположить, что альфа-частицы отражаются назад в единичных актах столкновений с атомами. Оставалось сказать, что в каждом таком событии лишь два героя: одна альфа-частица и один атом. Всякий раз это дуэт. И всякий раз это дуэль. Атом побеждает. Альфа-частица возвращается вспять. Вот и поднят шлагбаум, чтобы двигаться дальше!

Между тем вскоре после рождественских каникул, в начале 1910 года, Гейгером была написана, а Резерфордом прочитана, одобрена и направлена в Королевское общество статья, где о различии между двумя видами рассеяния — малыми отклоненьями и отраженьями назад — говорилось так:

Сейчас не представляется полезным и обещающим дискутировать предположение, которое может быть сделано для объяснения этого различия.

Оттого-то Норман Фезер решил, что в Манчестере надолго — почти на год — забросили неблагодарную тему. «Резерфорд был поставлен в тупик», — заметил Фезер. И это, конечно, справедливо. Но только это! Нередки случаи, когда исследователи оставляют до лучших времен разработку бесперспективной проблемы: ждут новых опытных данных. Тут был иной случай. Нигде и ни разу Резерфорд не пожаловался, что ему не хватает фактов. А если бы их вправду не хватало, его мальчики не занимались бы другими делами. По крайней мере Марсден и Гейгер. Он сумел бы направить их поиски в нужную сторону. Нет, в тупик попала мысль. И тут надо было только думать, думать и снова думать. И лучших времен тут не предвиделось.

В процитированной фразе Гейгера — Резерфорда замечательна одна деталь: слово «предположение» там было написано в единственном числе. Это не стилистическая случайность. Это точность языка. Это было подчеркнутым указанием, что возможен единственный выход из тупика, да только не стоит о нем пока дискутировать, ибо ничего хорошего он не обещает впереди. Какой же выход? А уже знакомый нам — логически неизбежный: рассматривать всякий акт отражения, как итог столкновения альфа-частицы с каким-нибудь одним атомом мишени.

Так что же — стало быть, уже в начале 1910 года Резерфорд прекрасно видел поднятый шлагбаум? Конечно! Но он видел и другое: поднятый шлагбаум был нарисован на отвесной скале — он открывал дорогу, которой не было.

Оставалось думать.

И он думал.

Он думал — все о том же! — сидя за рулем четырехместного «уолслея-сиддлея», тарахтевшего по весенним дорогам Ланкашира, Дербишира, Чешира… С тех пор, как дошла его «очередь тратить деньги», лучшей игрушки он не мог бы себе завести. Тогда это была еще редкость — маститый профессор за рулем собственного автомобиля.

Но, может быть, устройство атома стало бы известно на три дня раньше если бы в страстную пятницу 1910 года на Уилмслоу-роуд, 17 не была доставлена эта самокатящаяся машина мощностью в 16 лошадиных сил. Три дня пасхи, с утра до вечера, забыв обо всех прочих обязанностях и вожделениях, мальчик с берегов пролива Кука учился управлять своим бензиновым экипажем. И под конец сообщил матери в Пунгареху, что отлично, «без единого происшествия, не задавив даже цыпленка», овладел этим искусством, показавшимся ему совсем легким. А к сведению отца добавил, что автомобиль «гораздо проще держать под контролем, чем лошадь». Для истории физики и атомного века те три дня были потеряны безвозвратно.

Но, пожалуй, упущенное наверсталось потом. Объясняя матери, зачем он купил автомашину, Резерфорд написал, что ему очень хотелось «обрести какое-нибудь средство побыстрей добираться до свежего воздуха». И не только ради маленькой Эйлин. Там, где легче дышалось, легче думалось. И еще: «Я чувствую необычную работоспособность благодаря упражнениям в автомобильном спорте». Но и это не все. За рулем естественней молчалось. И кроме того, в минуты нервных вспышек ему, как многим, помогала стать на якорь плавная скорость бесцельной езды. Так он лечил и себя и других.

Гейгер в одной короткой мемуарной заметке о Резерфорде вспомнил любопытный эпизод…У тонкостенных трубочек Баумбаха был роковой недостаток — хрупкость. Неосторожный жест — и эманация расползалась по лаборатории. Приборы начинали врать. «С типичной для него крутой решительностью Резерфорд грозил суровейшими наказаниями за такого рода преступление». Однажды он совершил его сам. Гейгер и другие сотрудники, раздосадованные вмешательством посторонней радиации в их опыты, учинили следствие и установили, что эманация выползала из кабинета шефа. Это было совсем скверно: шеф осуждению не подлежал и не на ком было отвести душу. А Резерфорд, не подозревая о своей вине, как ни в чем не бывало зашел к Гейгеру и спросил о ходе очередного эксперимента. Выбитый из колеи и тихо негодующий Гейгер вместо ответа сказал, что вести работу бесполезно, ибо здание полно эманацией, а источник ее… Резерфорд посмотрел на него удивленно и прорычал: «Отлично! Так считайте, что вы получили еще одно доказательство могущества, заключенного в этой эманации!» И вышел вон. (Конечно, Гейгер не решился написать, что шеф «прорычал», в тексте у него только скромное — «ответил»; но по духу сцены интонация этого ответа безошибочно слышится и через десятилетия.) Теперь был выбит из колеи и Резерфорд. Но скоро он снова появился в дверях. Сказал Гейгеру, — на этот раз действительно сказал, и не более, — что тот «чем-то расстроен» и ему «нужно глотнуть немножко свежего воздуха». Без промедлений он выволок его из лаборатории, усадил в свой автомобиль, и они покатили за город. «Ничто не бывало таким освежающим и таким вдохновляющим, как час в машине, проведенный наедине с Резерфордом», А Резерфорд этим способом проводил наедине с собой многие часы. Так что история атомного века, потеряв в апреле 1910 года три дня, в конце концов не прогадала.