Даниил Данин - Резерфорд

…Многое можно было бы рассказать. И стоило бы рассказать, когда бы та первая работа Эрнста Резерфорда явилась важным звеном в истории познания природы. Однако, как это ни огорчительно для автора жизнеописания, в ней не содержалось откровений. Она не возвещала миру о возникновении новых физических представлений. В ней была исследована всего лишь частная — и отнюдь не принципиальная — проблема из неисчерпаемой области электромагнитных явлений. Но разве тогда недостаточно было бы упомянуть о магистерской диссертации Резерфорда вообще лишь в двух строках?

Все дело в том, что одно неоценимое и бесспорно эпохальное открытие в той диссертации все-таки содержалось: в ней Эрнст Резерфорд открыл для физики самого себя!

Впоследствии, когда он стал уже всесветно знаменит, в среде европейских физиков возник шутливый проект: хорошо бы поселить их вдвоем, Эйнштейна и Резерфорда, на необитаемом острове; там, в уединении, избавленные от суеты и побочных обязанностей, они вдвоем сумеют быстро распутать или разрубить все гордиевы узлы современной теории и современного эксперимента. Оба они завораживали коллег-современников беспримерной плодотворностью своих усилий и обаянием стиля своего научного мышления.

«Уменье задавать Природе простые и незапутанные вопросы…»

«Способность идти к самому сердцу проблемы…»

Это было сказано о зрелом Резерфорде. В тех же выражениях современники говорили об Эйнштейне. Известный радиофизик Эдвард Эпплтон, которому принадлежат эти слова, уверяет, что никто не будет разочарован, если попытается и в самом раннем исследовании молодого новозеландца обнаружить те же черты.

И вправду: всего удивительней в первой работе Эрнста Резерфорда то, что она… первая! Такое начало и впрямь заставляет вспомнить великие реки, не знающие поры родникового детства: те, что проливаются из глубоких озер, как из переполненной чаши. Нил, Ангара, Св. Лаврентий… Избыточная пышность этого сравнения искупается его точностью.

А гарантия точности надежна: до 7 ноября 1894 года — в тот день он зачитал свою диссертацию на собрании членов Кентерберийского философского института — в его послужном списке физика-экспериментатора не значилось ничего. Ничего! Никаких «робких попыток», «первых шагов», «простительных ошибок», «неумелых опытов». Никаких родничков и ручейков. Сразу — река.

Не странно ли, что проблема магнетизации железа в быстропеременных полях не далась в руки никому из его предшественников? Ни Лоджу, ни Дж. Дж. Томсону, ни Генриху Герцу, не говоря уже об исследователях с менее громкими именами. Все они не пришли ни к каким определенным заключениям, Резерфорд, конечно, изучил их работы, обдумал их мнения. И вынужден был написать в своей диссертации: «Существовавшие экспериментальные данные казались туманными и противоречивыми».

Больше того — он должен был признаться: «Перед началом исследования у меня не было уверенности, становится ли железо магнитным в очень быстро колеблющихся полях или нет».

Может почудиться, что эта неуверенность была чисто психологической: авторитеты молчат, а он, юноша, должен произнести свое «да» или «нет». Однако не в молчании авторитетов было дело. Его смущало нечто неведомое в самом существе явлений. И потому он волновался. Засиживался в лаборатории. Без конца варьировал опыты.

В результате нескончаемых измерений с разными колебательными контурами он услышал, наконец, то, что чаял услышать: многократно подтвержденное «да»! Среди выводов его диссертации есть строки:

В этом исследовании, начавшемся с магнетизации железа при обычных разрядах Лейденской банки, было показано, что железо становится магнитным при частотах, доходящих до 500 000 000 колебаний в секунду.

Сегодня мы сказали бы: «500 миллионов герц» или «500 мегагерц». Сегодня это обычное обозначение радиочастот на светящихся шкалах многоламповых приемников. Но в те времена единица частоты колебаний еще не была названа по имени молодого профессора Боннского университета. В те времена самого слова «радио» еще не было в обиходе человечества. И хотя Герц сразу стал популярен до чрезвычайности, мысль о трансляции и приеме электромагнитного излучения еще казалась еретической. Влекущей и еретической!

К таким рубежам науки, как на старт интернационального кросса, первой спешит молодежь. Эрнст Резерфорд еще на четвертом курсе вышел на этот рубеж. У его диссертации была своя маленькая история.

Секретарь студенческого Научного общества Кентерберийского колледжа, избравший равнодействующую между Биккертоном и Куком, сдержал обещание, которое дал в своей «тронной речи». Он прочитал в обществе доклад о работах господина Герца — об электрических волнах и колебаниях. И продемонстрировал неотразимо доказательные опыты господина Герца. И он так сжился с кругом идей немецкого физика, что на кафедре вдруг представился самому себе не студентом-докладчиком, а едва ли не провозвестником этих новых физических истин. Он даже потерял в тот день чувство юмора — в протокольном дневнике Научного общества появилась выведенная его рукой довольно самоуверенная фраза об экспериментах, «выполненных мистером Резерфордом при ассистентуре м-ра Пэйджа и м-ра Эрскина».

Для такого необычного самоощущения была у него, однако, немаловажная причина: томившее его желание как-то продолжить замечательные искания Герца было уже небеспредметным — в голове бродил конструктивный замысел.

…Пусть вон там, в дальнем конце аудитории или даже за ее стенами, отчалят от герцевского вибратора — источника электрических колебаний — невидимые электромагнитные волны. Движущиеся сквозь пространство со скоростью света, они через ничтожную долю секунды будут уже здесь, у этой кафедры. Но как установить их приход? Какое физическое действие могли бы вызвать эти волны Герца? В каком приборе они сумели бы породить воочию наблюдаемый эффект? Найти бы такое действие, нащупать бы такой эффект… Тогда можно было бы создать детектор электромагнитных волн, регистрирующий их приход даже из далекого далека.

Его мысль работала просто — она искала путь прямо к сердцу проблемы.

В те времена электромагнитное поле еще не рассматривали как физическую субстанцию — как разновидность самой материи. Оно рисовалось физикам чередой возмущений в некоем упругом эфире. В каждой точке эфира, куда успела дойти волна возмущений, как бы начинали качаться два маятника — электрический и магнитный. Один — вверх-вниз, другой — вправо-влево. И начинали они качаться с той же частотой, с какою где-то вдали — в источнике электромагнитного поля — колебались электрические заряды.