Введение

В 1956 г. английский атомный центр в Харуэлле, руководимый учеником Резерфорда Джоном Кокрофтом, посетил советский ученый Игорь Васильевич Курчатов. После осмотра лабораторий Курчатов выступил перед сотрудниками Харуэлла с докладом о термоядерных исследованиях, в начале которого указал на значение работ Резерфорда для развития современных исследований синтеза легких ядер и особенно возбуждения термоядерных реакций в дейтерии и смеси дейтерия с тритием. "Сведениями о процессах взаимодействия дейтонов,- сказал Курчатов,- физика обязана великому основателю современного учения об атомном ядре - Эрнесту Резерфорду. В одной из своих последних работ он исследовал те ядерные реакции, которые возникают в результате столкновения между двумя дейтонами. Тогда нельзя было и подозревать о том, что обнаруженные им новые факты сделают более близкой перспективу овладения источниками энергии, которые до сих пор были скрыты только в горячих недрах сияющего над нами солнца и далеких звезд".

Каждый физик, конечно, знает об исследованиях Резерфорда, которые он проводил до последних дней своей жизни, стремясь расширить наши познания о свойствах и строении атомных ядер. В течение 40 лет работы в области, которая уже давно называется ядерной физикой, Резерфорд всегда искал новые источники познания в постановке удивительных по мастерству и изобретательности физических экспериментов.

Резерфорд начал научную деятельность с изучения радиоактивного излучения радия и урана, затем он показал, что атом '-представляет сложную систему с ядром в ее центре, далее осуществил ядерные реакции на легких ядрах и к концу жизни исследовал свойства изотопов водорода, позволившие осуществить термоядерный синтез.

С такой же последовательностью в более поздний период, т. е. после того, как Резерфорд уже завершил основные работы, развивалась и ядерная физика. В тридцатых годах изучались излучения искусственно полученных радиоактивных изотопов, открытых супругами Жолио-Кюри, затем был открыт цепной процесс деления урана и создан первый ядерный реактор, и, наконец, в последние годы большое внимание уделяется проблемам термоядерного синтеза, осуществленного пока только в виде взрыва.

Такая параллель, хотя, может быть, и не вполне точная, показывает, что Резерфорд предвидел последовательность развития физики и в этом отношении обладал большой интуицией, которая делает его, по мнению Джона Бернала, выдающейся фигурой в физике, да и во всей науке XX века.

Все работы Резерфорда, независимо от того, какой известностью они пользовались, составляли совершенно необходимые звенья в созданной ученым картине строения атома, ядра и происходящих в них процессов.

Все свои открытия Резерфорд сделал на основе сравнительно простого физического эксперимента, однако ученый проявлял глубокий интерес к развитию экспериментальной техники, поощрял ее разработку. Он прививал этот интерес своим ученикам, и поэтому не удивительно, что один из его ближайших учеников и сотрудников Джон Кокрофт создал научно-исследовательский центр в Харуэлле (Англия), оборудованный сложнейшими приборами и машинами.

Нильс Бор во время посещения Объединенного института ядерных исследований в Дубне в 1961 г. сказал: "Это было действительно настоящим событием, что я смог 50 лет назад наблюдать зарождение ядерной науки. Мне посчастливилось тогда присоединиться к группе вдохновляемых Резерфордом молодых ученых из многих стран. Я приехал в Манчестер спустя всего несколько месяцев после открытия атомного ядра. Почти невозможно рассказать о той разнице, которая существует между физической наукой тех времен и наукой наших дней. Там, где раньше работали с очень примитивными приборами, теперь, вследствие развития техники, созданы такие сложные установки, какие есть в вашем большом институте".

Институт в Дубне - пример крупного научно-исследовательского центра, где разрабатываются проблемы ядерной физики - науки, в создание которой большой вклад сделан Резерфордом, начавшим свою научную деятельность в этой новой области с изучения только что открытой тогда радиоактивности.

Великие ученые Альберт Эйнштейн и Поль Ланжевен сравнивали открытие радиоактивности с овладением огнем. Они считали, что значение этих двух крупнейших событий для развития цивилизации примерно одинаково.

Наблюдение Беккерелем спонтанного распада атомов урана было совершенно неожиданным; существовавшие в то время физические и химические теории и гипотезы не позволяли в какой-то мере предсказать возможность существования в природе такого явления. П. Л. Капица причисляет радиоактивность к основным новым явлениям в физике, которые были открыты за последние сто пятьдесят лет.

Вскоре, после знаменитых опытов Беккереля были выделены первые природные сильно радиоактивные элементы - полоний и радий, а также тщательно изучены их физические и химические свойства супругами Пьером и Мари Кюри. Все это позволило в последующие десятилетия настолько глубоко исследовать радиоактивный процесс, что полученные результаты превзошли все ожидания. Величайший прогресс научных знаний и практических возможностей, которые так явственно мы ощущаем во второй половине XX столетия, во многом обязан радиоактивности, послужившей его истоками.

Явление радиоактивности заинтересовало прежде всего физиков и химиков. Но ни те ни другие не могли понять и тем более объяснить его, пользуясь известными научными теориями или сравнивая радиоактивность с другими, уже исследованными процессами. Радиоактивность можно было только наблюдать, и сравнительно долго этот природный процесс при всей своей реальности казался первым наблюдателям фантастическим. Нельзя забывать, что ученые, столкнувшиеся с радиоактивностью, были воспитаны на идеях "неделимости атома".

Теперь нам кажется, что на первых порах в науке существовало даже такое парадоксальное положение: чем больше наблюдали радиоактивность, тем меньше понимали ее сущность. Исследователи могли только накапливать факты, которые, однако, нисколько не объясняли природы радиоактивности, а скорее все больше запутывали картину.

Неизвестно, сколько продолжалось бы такое странное положение, если бы у Резерфорда, тогда молодого ученого, поступившего для практики в Кавендишскую лабораторию, не возникла мысль, в настоящее время поражающая своей простотой: природу радиоактивности легко объяснить, предположив, что атомы радиоактивных элементов, например урана и радия, вопреки общепризнанным взглядам, не представляют собой неделимые частицы вещества, а обладают способностью постоянно самопроизвольно распадаться.

Именно эта догадка возникла у Резерфорда. Для того времени она была необычайно смелой и неожиданной. Да, атомы способны разрушаться, выделяя большую энергию. Так началось проникновение в тесный мир атома, где до Резерфорда никто еще не побывал. Много чудес ждало в нем исследователя. Но самым удивительным - и это тоже показал Резерфорд, правда спустя много лет,- было то, что в атоме не оказалось тесноты. В нем господствовали широкие просторы. Это была конструкция, внутри которой находилось ядро, окруженное целым океаном "пустоты".

Как же мог Резерфорд увидеть этот трудно представляемый мир в атоме, не выдумал ли он его?

Сначала Резерфорд, может быть, действительно все выдумал. Воображение помогло ему "увидеть" в радиоактивности драматические процессы разрушения мира атома. Затем он выполнил опыты, которыми пытался подтвердить свои гипотезы. Правда, они не обладали такой наглядностью, как опыты физиков, пользующихся в наши дни совершенными и остроумнейшими техническими средствами исследования микромира, но тем не менее они рассказали Резерфорду все, что он хотел узнать.

Характерная для Резерфорда постановка экспериментов, отвечающих на возникающие у него вопросы о природе, а также подлинно всемирно-историческое значение этих исследований дает основание сравнивать его с другим великим ученым, жившим в Англии в XIX веке, Майклом Фарадеем.

Деятельность Фарадея и Резерфорда действительно сравнима и прежде всего по значению их бессмертных открытий. В середине XIX столетия Фарадей дал человечеству ключ к пониманию электромагнитных явлений, которые ныне лежат в основе всей современной техники. Резерфорд раскрыл сложнейший механизм другого не менее важного процесса, происходящего в природе, который уже широко используется в практике и обещает совершенно невиданные преобразования в жизни общества. Фарадей указал человечеству путь к веку электричества, а Резерфорд - к веку атомной энергии.

Оба ученых, деятельность которых разделена полустолетием, были замечательными физиками-экспериментаторами. Они в совершенстве владели даром изобретать такие опыты, которые лучше всею могли показать сущность подмеченных ими явлений и дать ценнейший материал для важных теоретических обобщений. В деятельности Резерфорда бросается в глаза необыкновенная проницательность, с которой ученый почти безошибочно определял главное в своих опытах и отбрасывал незначительное или второстепенное, на поиски которого не стоило тратить времени или, во всяком случае, что на время необходимо было оставить.

В характеристике Резерфорда, приведенной Джоном Берналом в книге "Наука в истории общества", правильно подмечены черты, свойственные творческому методу великого ученого:

"Резерфорд представляет собой выдающуюся фигуру в физике, да, вероятно, и во всей науке XX века. Вся его работа была от начала до конца пронизана суровостью идей и отчетливо материальным подходом к объяснению физических явлений. В этом отношении он больше напоминал Фарадея, чем Ньютона. Резерфорд думал сначала об атомах, затем об открытых им субатомных частицах как о совершенно обычных материальных частицах, подобных снарядам, теннисным мячам или биллиардным шарам. Подходя к ним под таким углом зрения, он собрал множество данных о том, как они движутся или отскакивают от препятствий. Иногда частицы эти вели себя не так, как он ожидал. Он принимал это новое открытие как факт и усваивал его, создавая новую воображаемую картину структуры, с которой имел дело. Так, шаг за шагом, он перешел от изучения неустойчивых радиоактивных атомов к открытию атомного ядра и общей теории атома".

Резерфорд, как и Фарадей, всегда стремился получить как можно больше экспериментальных данных, облегчающих создать правильное представление об исследуемом явлении.

Но Фарадей был гениальным ученым-одиночкой; его не окружали сотрудники и ученики. Он не оставил после себя того, что теперь называют научной школой. Фарадею помогали только лаборанты и препараторы, по его указанию они выполняли техническую работу.

Резерфорд же в полную противоположность Фарадею постоянно работал со многими сотрудниками и учениками. Ученый всегда думал и заботился о воспитании молодых физиков, способных успешно развивать исследования в его любимой "науке о ядре", основателем, которой он справедливо признается всеми специалистами. Нильс Бор озаглавил мемориальную лекцию, прочитанную 28 ноября 1958 г. в Лондоне, так: "Воспоминания об Э. Резерфорде - основоположнике науки о ядре. Дальнейшее развитие его работ".

Резерфорд предвидел, что исследования в области атома и ядра потребуют множества квалифицированных научных работников.

Уже в начале XX века возникли крупные лаборатории и институты с большим штатом ученых и технического персонала. Такими под руководством РезерфорДа стали Монреальская, а позднее Манчестерская и особенно Кавендишская лаборатории - важные центры исследований в области строения вещества.

За крупнейшие заслуги перед наукой Резерфорд еще при жизни удостоился высших почестей, которыми могут быть отмечены ученые, но он был равнодушен к ним. Когда в 1912 г. Резерфорду было присвоено рыцарское звание и титул сэра, в ответ на поздравления он говорил, не скрывая иронии, что не просил такого поощрения, но думает, что оно не помешает ему заниматься научной работой.

Нильс Бор рассказал, что, когда Резерфорд в знак признания его заслуг 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 вспомнить случая более резкого обращения Резерфорда со мной, чем случай 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 то же время Нильс Бор говорил, что при первом же знакомстве с Резерфордом на него произвели глубокое впечатление обаяние и энергия ученого.

Самым дорогим для Резерфорда были не почести или знаки внимания и преклонения, а будничная повседневная работа в лаборатории, общение с сотрудниками и учениками, чтение лекций, в которых он увлеченно рассказывал о все новых и новых сторонах микромира, раскрывающегося перед взором настойчивого исследователя.