Пережитое и передуманное

Область сознательной жизни человечества затронута еще слабее. Лишь издалека мелькают перед нами картины будущего. Всегда при вхождении новых сил человеческая мысль раньше всего обращается к ним для исцеления от страданий и болезней. И в области радия мы ищем новых сил для защиты и для борьбы с поражающими нас несчастьями. С надеждой и опасением всматриваемся мы в нового союзника и защитника.

Но вместе с тем мы не можем оставлять без внимания и не можем не задумываться над другими сторонами новых явлений. Перед нами открылись источники энергии, перед которыми по силе и значению бледнеют сила пара, сила электричества, сила взрывчатых химических процессов. Мы, дети XIX века, на каждом шагу свыклись с силой пара и электричества, мы знаем, как глубоко они изменили и изменяют всю социальную структуру человеческих обществ, больше того — как глубоко они меняют более мелкую бытовую обстановку человеческой личности, охватывают самые медленно сдвигающиеся навыки и привычки — навыки и привычки, переживающие без изменения целые исторические периоды. А теперь перед нами открываются в явлениях радиоактивности источники атомной энергии, в миллионы раз превышающие все те источники сил, какие рисовались человеческому воображению.

IV

Но все эти изменения пока в будущем. Ожидания далеки от действительности.

И невольно перед нами выдвигается основной вопрос в области радия. Почему в эти 14 лет, когда совершился переворот в научном мировоззрении, так слабо отразился он на картине природы и еще медленнее и слабее он проник в область наиболее нам ценную — в область человеческой жизни, человеческого сознания?

Ответ на эти вопросы дает изучение прошлого. Мы знаем, что научные открытия не являются во всеоружии, в готовом виде. Процесс научного творчества, озаренный сознанием отдельных великих человеческих личностей, есть вместе с тем медленный и вековой процесс общечеловеческого развития. Историк науки открывает всегда не видную современникам, долгую и трудную подготовительную работу: корни всякого открытия лежат далеко в глубине, и, как волны, бьющиеся с разбега о берег, много раз плещется человеческая мысль около подготовляемого открытия, пока придет девятый вал!

Нам, современникам научного переворота, трудно иметь о нем историческое представление. Несомненно, в будущем откроются в летописях науки многие нам не видные нити, связующие настоящее с прошлым. Но все же уже теперь история радия уходит далеко за пределы конца XIX века. В глубь столетия можем мы проследить различные идеи и методы, лежащие в основе учения о радиоактивности.

V

Первые ясные проблески новой великой научной волны, нового великого открытия видим мы в конце XVIII столетия. Французский ученый Кулон [101] , один из мало оцененных великих гениев человечества, впервые наблюдал в 1785 г., что воздух в некоторых случаях проводит электричество и заряженные металлические тела через воздух теряют свой электрический заряд. В течение XIX столетия работа над этими явлениями не прекращалась. Наблюдения Эрманна, Маттеуччи [102] и других выяснили условия прохождения электричества через газы, открыли явления, которые лежат теперь в основе наших методов определения радиоактивности. В начале 1880–х годов Гизе приблизился к современным воззрениям, к представлению об ионизации, и к 1890–м годам работами Томсона, Эльстера и Гейтеля [103] были выработаны методы работы и созданы представления, которые позволили совершенно незаметно перейти от явлений ионизации газов к новым явлениям радиоактивности. Редко когда в истории науки наблюдается такая яркая картина долголетней подготовки методов и представлений к восприятию еще не изведанного будущего открытия, как в этой научной области.

101

Кулон Шарль (1736–1806) — физик, экспериментально установивший основной закон электростатики (закон Кулона).

102

Маттеуччи Карло (1811–1868) — итальянский физик и физиолог, установил зависимость величины электрического заряда, который несет тело, помещенное в газовую среду, от величины давления, которое оказывает газ на это тело.

103

Томсон Джозеф Джон (1856–1940) — английский физик; на рубеже Х1Х-ХХ вв. провел серию исследований, которые привели к открытию электрона (Нобелевская премия 1906 г.), выдвинул теорию электронного строения атомов, предложил одну из первых моделей атома. Эльстер Юлиус (1854–1920) и Гейтель Ханс Фридрих (1855–1923) — немецкие физики-экспериментаторы; получили, работая совместно, ряд важных результатов: высказали мысль о превращении элементов в радиоактивных процессах, обнаружили радиоактивность Земли, исследовали радиоактивность различных природных тел.

Почти так же далеко можно проследить проблески другой основной идеи радиоактивности. Уже в 1809 г. Дэви выдвигал идею лучистой материи. Та же идея может быть найдена и среди безбрежного моря мыслей, какие носились и высказывались в среде натурфилософов первой половины XIX столетия. Но силу и значение она могла получить только тогда, когда опытным путем стали изучать ее следствия. Лишь через 70 лет после Дэви, после ряда работ Фарадея, Гитторфа, Гольдштейна, Крукс [104] в 1879 г. воплотил эту идею в научную теорию. В ряде блестящих опытов, оказавших огромное влияние на научную мысль, он развил учение о новом — лучистом, как он назвал, состоянии материи, разработал методы исследования и свойства катодных лучей, лучей X; допустил распадение атома на более мелкие части. Под влиянием Крукса эти идеи и явления не сходили с поля зрения физиков. К 1896 г. они дали огромный материал опытов и теорий, подготовили почву и приемы работы с явлениями радиоактивности.

104

Дэви Хемфри (1778–1829) — английский химик и физик, один из основоположников электрохимии. Фарадей Майкл (1791–1867) — английский физик; исследовал природу электрического тока и явление магнетизма, установил законы электромагнитной индукции, открыл законы электролиза. Гитторф Иоганн Вильгельм (1824–1914) — английский физик и химик; вел исследования электролитов, электрических разрядов в газах и катодных лучей. Гольдштейн Эйген (1855–1930) — немецкий физик; работал в области спектроскопии, изучал катодные лучи и электрические разряды в газах. Крукс Уильям (1832–1919) — английский физик и химик; изучал свойства катодных лучей, установил в 1879 г., что они переносят энергию и импульс.

Не менее далеко в глубь XIX века идет наблюдение явлений, еще ближе связанных с явлениями радия. Уже в 1815 г. Берцелиус [105] наблюдает свечение гадолинита одновременно с выделением на него радиоактивных газов. Это наблюдение положило начало изучению явлений свечения, отличного и от света и от явлений фосфоресценции или флюоресценции. Неуклонно в течение всего XIX столетия собирался материал этого рода в наблюдениях физиков, химиков, минералогов.

Материал собирался случайно. И без руководящих идей исследователи потерялись в огромной массе различных наблюдений.

105

Берцелиус Йене Якоб (1819–1868) — немецкий химик и физик; известен трудами в области химической атомистики, открыл ряд химических элементов.

Просматривая сейчас разбросанную литературу относящихся сюда знаний, мы видим, что не были поняты и случайно при этом открытые 52 года тому назад явления радиоактивности. Уже в 1858 г. и позже, в 1867 г., их заметил французский офицер Ниэпс де Сен Виктор; он описал случаи фотографирования в темноте, влияния на эти явления азотнокислого уранила, задерживания соответствующих излучений стеклом, передачу и сохранение данного свойства — активности, как он его называл, — месяцами. Ниэпс де Сен Виктор неправильно объяснял эти явления способностью тел поглощать свет при освещении, но ясно отделил их от фосфоресценции и, следуя Фуко [106] , видел в них проявление невидимых излучений материи, как мы бы сказали теперь — ее радиоактивности.

106

Фуко Жан Бернар Леон (1819–1868) — французский физик-экспериментатор, вел исследования в области оптики и электромагнетизма; опыты Фуко по измерению света экспериментально подтвердили волновую теорию света.

Эти наблюдения были затеряны среди множества других, относящихся к проявлениям других сил. Научная мысль пошла по другому направлению. И в ее движении мы можем проследить дальнейшую расчистку пути будущему открытию радия. В 1867 г. Стерри Гент выдвинул вопрос о совершающемся в природе процессе распадения химических элементов; через несколько лет Клерк и Локайр применили эти идеи к процессам, наблюдаемым в небесных пространствах, а в 1888 г. Крукс перенес их на Землю — видел их проявление в истории редких земель итгровой группы. С тех пор эта идея не сходила с научного поля зрения и дала возможность легко сделать при открытии радия нужные изменения в наших представлениях.

Почти одновременно создавалась и другая новая идея, связанная с учением о радии, идея об отношении между электричеством и материей, о структуре материи из элементов электричества. Она может быть прослежена далеко вглубь, в первую половину XIX века, в работах Фарадея. Но лишь к середине 1870–х годов видим мы первые ясные указания на материю как составленную из электрических зарядов; по — видимому, в литературе эта мысль была высказана впервые в 1875 г. Клиффордом. Она нашла прочную почву у английских ученых и привела к блестящим работам Томсона, сложившимся раньше открытия радия.

Больше того, к этому времени область научных явлений расширилась в двух направлениях, также готовивших почву для понимания радия. В 1894 г. Рэлей и Рамзай [107] вновь открыли аргон, замеченный и изученный уже в конце XVIII столетия Кавендишем [108] , работы которого остались в рукописи. Этим путем был открыт первый член своеобразных, так называемых благородных газов, к числу которых принадлежат радиоактивные эманации. В следующем году Рамзай нашел на земле гелий, открытый в 1868 г. Жансеном [109] на Солнце. Как мы знаем, гелий находится в теснейшей связи с а — лучами радиоактивных тел, постоянно из них образуется.

107

Рэлей Джон Уильям (1842–1919) и Рамзай Рэмзи Уильям (1852–1916) — английские физики, впервые исследовали свойства аргона и определили его место в Периодической системе элементов (Нобелевская премия 1904 г.); в последующие годы Рамзай открыл ряд новых инертных газов (гелий, криптон, ксенон и неон), исследовал излучение — радона и экспериментально доказал (вместе с Ф. Содди) превращение одного элемента в другой (образование гелия из радона).

108

А нглийский физик и химик Генри Кавендиш (1731–1810) вел исследования в области молекулярной физики, электричества, теплоты

109

Жансен Пьер Жюль Сезар (1824–1907) — французский физик и астроном.

Почти одновременно Рентген [110] открыл х — лучи, близкие к у — лучам радия, и обратил общее внимание на невидимые, всюду идущие в природе излучения.

VI

Благодаря этому историческая атмосфера открытия Беккереля была совершенно иная, чем опытов Ниэпса де Сен Виктора. Первая заметка Беккереля в Comptes Rendues [111] Парижской академии повторяла опыт Ниэпса де Сен Виктора. Беккерель в ней не делал ни шагу далее; больше того — он стоял на почве фосфоресценции, совершенно правильно оставленной Ниэпсом де Сен Виктором. Но затем через немного месяцев Беккерель быстро вышел из рамок прошлого, вошел в новый мир, у порога которого девять лет напрасно бился Ниэпс де Сен Виктор. Через два года учение о радиоактивности стало достоянием человечества.

110

Рентген Конрад Вильгельм (1845–1923) — немецкий физик — экспериментатор, был первым физиком, удостоенным Нобелевской премии (1901 г., за открытие х — лучей, впоследствии получивших его имя).

111

Comptes rendues (фр.) — отчеты. В XVIII-XIX вв. это было распространенное название периодических изданий и сборников трудов, которые выпускали европейские академии наук и крупные научные общества.

Но мы видим, как долго готовилась к нему научная мысль. Столетие шла работа в этом направлении, и незаметно были выработаны поколениями ученых новые, нужные для работы с радием, приемы исследований.

Характерной чертой этих приемов является их приспособленность к работе с мельчайшим и невидимым. Ибо мы в этой области из мира атомов перешли в мир еще меньших величин — электронов. Электроскоп дал возможность точно работать с количествами, в миллионы раз меньшими, чем те, какие открывались наиболее чувствительными нашими методами исследования — спектральным анализом. Мы смогли проследить за движениями одного атома.