НАУЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ РЕЗЕРФОРДА Зрнест Резерфорд, известннй всему миру как величайший ученый наших дней, родился в 1871 г. в деревне Брайтуотер, около городка Нельсон в Новой Зеландии. Ученый, имевший все международные отличия, какие только может иметь человек науки, Резерфорд начал свою жизнь очень скромно. Он бнл четвертим ребенком мелкого фермера, у которого после него было еще восемь детей. Его отцу, культивировавшему лен, было не под силу дать образование 12 детям, и Резерфорд, на чиная с детского возраста и до получения высшего образования, все время учился на стипендии. Зто был очень живой, активний, веселый ребенок, любивший охоту, спорт. В школе и в университете он играл форвардом в футбольной команде. Но также он любил читать, мастерить модели, разбирать механизмы. Еще мальчиком он сделал себе фотографический пппарат, что по тем временам было довольно трудно. Окончив школу в 1890 г., он поступает в университет Кентербери-колледж в г. Крайстчерч. Это маленький провинциальный университет, там было всего 150 сту¬дентов и ремь профессоров. С первого дня он увлекается наукой и начинает исследовательскую работу. В студенческие годы Резерфорд очень заинтересо¬вался радиоволнами, открытыми Герцем. Его увлекла идея беспроволочного телеграфа, но вопрос тогда упи¬рался в то, чтобы найти детектор для электрических ко¬лебаний, возбужденных приходящими волнами. Резер¬форд обнаружил, что высокочастотные колебания раз¬магничивают железо. Практически это очень легко обна¬ружить, если рядом с намагниченным пучком железных проволок, помещенным в колебательный контур, поста¬вим магнитную иглу. Тогда игла заметно отклонится при приеме радиоволн. Это открытие он опубликовал, и в маленьком университете это произвело впечатление и сразу создало Резерфорду репутацию. В 1891 г. студенты организовали маленькое научное общество, в котором Резерфорд еще совсем молодым человеком делает доклад «Об эволюции материи». В этой работе он высказал для того времени совершен¬но революционные мысли: он утверждал тогда, что все атомы состоят из одних и тех же составных частей. Этот доклад был встречен очень неодобрительно, и ему пришлось извиниться перед обществом. Надо сказать, что тогда, в 1891 г., у Резерфорда не было никаких данных для такого утверждения. Радио¬активность была открыта лишь в 1896 г., и со времени Дальтона атом рассматривался как нечто незыблемое. Но смелость Резерфорда, высказавшего такую мысль, правильность которой он экспериментально доказал че¬рез 12 лет, очень показательна. В 1894 г. он кончает университет и, получив так на¬зываемую стипендию 1851 года, уезжает в Англию в Кембридж. «Стипендия 1851 года»—это самая крупная стипендия, которую можно получить в Англии молодо¬му ученому, и она полностью обеспечила научную рабо¬ту Резерфорда на 2—3 года. 1895 год был годом реформ в Кембриджском универ¬ситете. До этого года в исследовательских лабораториях Кембриджа не могли работать студенты, окончившие другие университеты. Но по инициативе Дж. Дж. Томсона было решено этот порядок изменить и дать возможность студентам, окончившим другие универси¬теты, продолжать научную работу в кембриджских ла¬бораториях. Резерфорд был одним из первых молодых ученых, которые воспользовались этим изменением. Он записал¬ся в Кавендишскую лабораторию, руководимую Дж. Дж. Томсоном. Вместе с ним туда также поступили Мак-Леннан, Таунсенд и Ланжевен. Резерфорд в про¬должение своего пребывания в Кавендишской лабора¬тории работал в одной комнате с Ланжевеном и очень с иим подружился; Дружба двух ученых, начавших вме¬сте свою научную деятельность, была самой тесной и неразрывной до самой смерти Резерфорда. В Кембридже Резерфорд начал с того, что продол¬жал свои работы по радиопередаче. Он устанавливает радиосвязь между лабораторией и обсерваторией, т. е. на расстоянии больше двух километров. Он первый в те времена передавал радиосигналы на такое большое расстояние. Надо думать, что, продолжай он эти рабо¬ты, он ушел бы очень далеко, но его не привлекало практическое решение этого вопроса. В то время его на¬чинает интересовать другой вопрос — об ионизации га зов рентгеновскими лучами, природа которых в то вре¬мя еще не была известна. Он начал работать вместе с Дж. Дж. Томсоном; ими было установлено такое явле¬ние, как ток насыщения при ионизации. Эту работу, опубликованную в 1896 г., можно считать основной по этому вопросу. Как раз во время этой работы, в 1896 г., Беккерель открыл радиоактивность. Резерфорд увлекся этим явле¬нием и стал его изучать. Он первый показал, что радий испускает два рода лучей (он назвал их α-лучи и β-лу-чи), которые разнятся по своей способности проникать через материю. Он показал, что эти лучи отличаются от обычного лучеиспускания. В 1897 г. Резерфорд — уже молодой ученый с извест¬ной репутацией. В том же году он получает приглашение занять кафедру физики в университете города Моянреаля в Канаде, уезжает туда и в продолжение 10 лет (с 1897 по 1907 г.) работает в Канаде. Эти годы, прове¬денные в маленьком провинциальном университете, бы¬ли годами его плодотворнейшей работы. Мне кажется, но особенно поучительно для молодых ученых. Часто приходится слышать от молодых, начинающих ученых жалобы на то, что они не могут работать потому, что нет подходящих условий, нет подходящей лаборатории, иет того, нет другого. А теперь представьте себе моло¬дого ученого, попадающего на другой конец света от своей родины, совершенно изолированного от всего на¬учного мира, куда в те времена и журналы приходили с опозданием больше месяца. Но этот человек полон идей, полон энтузиазма и в этом далеком уголке мира он создает самые передовые, самые революционные, са¬мые ведущие взгляды в науке того времени. Он привле¬кает этим молодых ученых всего мира, и к нему начи¬нают уже съезжаться ученики. Работа Резерфорда в Канаде ознаменовалась целым рядом крупнейших открытий. Им была открыта эмана¬ция тория. Вместе с Резерфордом там же работал в то время молодой химик Содди, и с ним Резерфорд начал изучать химический характер элементов, получаемых при радиоактивном распаде, так как было очень важ¬но установить наряду с физическими и химические осо¬бенности радиоактивного процесса. В то время радио¬активность еще не была понята, и Резерфорд вместе с Содди были первыми, кто доказал, что это есть спон¬танный переход одних элементов в другие, называемый теперь радиоактивным распадом. При этом испус¬каются либо -лучи, состоящие из быстро летящих ато¬мов гелия с положительным зарядом, либо β -лучи — бы¬стро летящие электроны. На основании этого Резерфорд предполагал, что эманация тория есть элемент, отлич¬ный от самого тория. Вместе с Содди он по диффузии определил атомный вес эманации и показал, что она соответствует благородному газу. Теория радиоактивного распада, выдвинутая Резер-фордом и Содди в 1903 г., произвела революцию. Когда Резерфорд говорил об эволюции материи еще студен¬том в 1891 г., в студенческом кружке, он не имел на это никаких оснований, но теперь, когда он это доказал на основе чисто опытных данных, это произвело колоссаль¬ное впечатление не только в узком кругу его универси¬тета, но и на ученых всего мира. Но все же этот взгляд был тогда настолько революционен, что многие, даже очень крупные, ученые его не разделяли. Кельвин так и умер, не согласившись с тем, что радиоактивность есть распад атомов элементов, которые он считал не¬зыблемой основой строения материи. В этом же году, 32 лет, Резерфорд был выбран в Ко¬ролевское общество (научное общество, эквивалентное нашей Академии наук). Но это не исключительный слу¬чай в английской академии. Там обычно ученого выби¬рают сразу же после того, как он достиг крупного успе¬ха в научной работе, и потому нередки случаи избра¬ния молодых ученых 25—28 лет. В этом большая сила английской академии, делающая ее активным научным центром, и этим она выгодно отличается от академий других стран. В 1907 г. освобождается кафедра физики в Манче¬стере — в одном из крупных университетов Англии. В XIX в. эту кафедру занимали такие ученые, как Даль¬тон, Джоуль и др. Резерфорд переезжает туда. И в пе¬риод с 1907 по 1919 г., находясь в Манчестере, он делает целый ряд не менее крупных работ, чем в Монреале. Из его работ этого периода надо отметить работу по рассеянию α- частиц при прохождении через вещество. Она привела к тому, что Резерфорд установил новую модель атома, принятую до сих пор. В 1908 г. за свои работы он получает Нобелевскую премию по химии. В 1919 г. он открывает искусствен¬ную дезинтеграцию вещества и показывает, что в при¬роде существует не только спонтанный распад радио¬активных элементов, но можно вызвать и искусственное разложение ядра под влиянием бомбардировки α-луча-ми. Это было открыто на азоте, а потом проверено на ряде других легких элементов. Таким образом, он соз¬дает совершенно новую область ядерной физики — ис¬кусственный распад атома. Так же, как и в Канаде, в Манчестере он привлекает к себе целую плеяду молодых ученых. С ним работают не только англичане, но и немец Гейгер, датчанин Бор и другие, и в его лаборатории его учениками делается ряд выдающихся работ. В 1919 г. Резерфорд получает кафедру в Кембрид¬же, едет туда и весь остаток своей жизни проводит в Кембридже директором Кавендишской лаборатории, оставленной Дж. Дж. Томсоном, который ушел в отставку. Здесь он продолжает работу по искусственному разложению элементов. Он руководит работами своих учеников, и в его лаборатории делаются два из самых крупных открытий ядерной физики за последнее деся¬тилетие— открытие нейтрона Чадвиком и работа Кокрофта и Уолтона по искусственному разложению веще¬ства под влиянием бомбардировки пучком протонов, ускоренных искусственным путем. Мы видим, что, начав свои экспериментальные рабо¬ты по радиоактивности в 1896 г., Резерфорд затем их неуклонно развивает, и к концу его жизни эта область знания принимает такие размеры, что представляется нам уже в виде отдельной науки — ядерной физики. Для того чтобы понять значение каждого открытия Резерфорда, надо представить себе тот исторический фон, на котором они происходили. Эта задача чересчур широкая для такого доклада, как мой. Но очень поучи¬тельно на отдельных примерах проследить те методы, которыми Резерфорд вел свою научную работу и кото¬рыми он достигал таких крупных результатов. Резерфорд был экспериментатором и в этом отноше¬нии напоминает Фарадея. Он мало пользовался форму¬лами и мало прибегал к математике. Иной раз, пытаясь вывести при своих докладах формулу, он путался и то¬гда просто писал результат, замечая: — Если все вывести правильно, то так и получится. Но экспериментом он владел исключительно. Можно сказать, что он «видел» явление, над которым работал, хотя бы оно и происходило в неизмеримо малом ядре атома. Если говорить очень схематично, то среди физиков существуют как бы два типа исследователей. Один — это тип скорее немецкой школы, когда экспериментатор исходит из известных теоретических предположений и старается их проверить на опыте. Другой же тип уче¬ного, скорее английской школы, исходит не из теории, а из самого явления — изучает его и смотрит, может ли это явление быть объяснено существующими теориями. Тут изучение явления, его анализ являются основным мотивом для экспериментатора. И если такое деление нозможно, Резерфорд был ярким представителем этого второго направления в экспериментальной физике. Главное для Резерфорда было — разобраться, понять явление. Эксперимент должен быть так построен, чтобы было ясно, в чем состоит явление. Для этого точность м сложность измерений должны быть как раз таковы, чтобы можно было разобраться и понять явление.
