История атомной бомбы

Он поневоле вспоминает один космический феномен, который тоже ставит его в положение удивленного зрителя. Не так ли и непрерывно горящий с древних времен костер солнца ускользает от всякого человеческого контроля? Потому и кажутся ему исчезающе малые зернышки радия в капсуле — этот бесценный дистиллят из смоляно-черной породы Рудных гор — миниатюрным солнцем на его ладони, свет и тепло которого он может ощущать, но не может на него воздействовать. Взволнованный этой игрой мысли, он делает простой расчет и приходит к поразительному результату. Его радий, препарированный Фридрихом Гизелем, излучает, относительно своей массы, больше энергии, чем наше центральное светило или любая другая звезда в наблюдаемой Вселенной. Если бы масса нашего Солнца состояла из чистого радия, то оно испускало бы в миллион раз больше света и тепла.
При более точных исследованиях радиоактивных веществ Эрнест Резерфорд делает важное открытие. Он идентифицирует два вида излучения, которые пронизывают материю с разным успехом. Он называет их альфа- и бета-лучами. Движение альфа-лучей, начавшееся со скоростью 20 000 километров в секунду, заканчивается уже через несколько сантиметров. Эта лучи поглощаются воздухом. Одного листа бумаги достаточно, чтобы полностью заэкранировать радиоактивный источник. А бета-лучи летят со скоростью света, но застревают в алюминиевом листе толщиной пять миллиметров. Это препятствие — не проблема для открытых французом Полем Вилларом гамма-лучей. Но конец их пути наступает через пять миллиметров свинца.
Несмотря на слабость проникновения альфа-лучей, большая часть теплоты, возникающей при радиоактивном распаде, идет именно на их счет. Кроме того, они вызывают электризацию воздуха — достаточное основание для того, чтобы заняться ими подробнее. Теперь Резерфорду удается доказать, что альфа-лучи в действительности являются атомами гелия. Их выбрасывает из радиоактивного источника. Так радиоактивное вещество теряет часть своей массы — событие, которое, в свою очередь, приводит в действие химическое превращение. Полегчавший остаток атома становится атомом нового вещества, которое опять-таки нестабильно и подлежит дальнейшим химическим изменениям, а те вновь сопровождаются излучением альфа-частиц.
Фридрих Гизель тем временем разработал оригинальный флюоресцентный экран нового типа. Он состоит из кристаллического соединения цинка и серы с добавкой небольшого количества меди. Это вещество оказалось подходящим для того, чтобы сделать видимыми альфа-лучи. Когда Гизель в темном помещении подносит свои препараты радия к сернисто-цинковому экрану, тот озаряется оживленным зелено-голубым светом. Что означает, что до него долетели альфа-частицы, они же атомы гелия. Ганс Гейтель и Юлиус Эльстер делают по образцу Гизеля экран, и его импозантные световые явления зачаровывают их. Но в ярких отсветах они не могут разглядеть детали. Для их целей гораздо лучше подходит сильно разбавленное радиоактивное вещество. Им удается чрезвычайно тонко спроектировать лучистую материю на сернистоцинковый экран. Он светится так слабо, что им приходится прибегнуть к лупе. Однако то, что они затем видят, завораживает их. Экран озарён неравномерно — свет, казавшийся сплошным, лучится с разной интенсивностью. Повсюду с высокой скоростью вспыхивают маленькие световые точки и тотчас снова исчезают. У Эльстера и Гейтеля складывается впечатление, что они смотрят на «туманное пятно на небе, которое на самом деле представляет собой звездное облако... если смотреть на него через телескоп с большой силой увеличения».
Теперь становится возможным систематический подсчет вспышек альфа-частиц на флюоресцентном экране, так называемых сцинтилляций. Разумеется, надежно зарегистрировать общее количество всех вспышек не удастся ни одному человеку. Но есть очень хорошо зарекомендовавший себя метод последовательных приближений. Наблюдатель направляет микроскоп на квадратный миллиметр экрана и несколько раз с большой точностью считает точки, вспыхивающие в течение часа, чтобы потом вычислить старое доброе среднее значение. Эльстер и Гейтель вдохновенно демонстрируют свои наглядные и элегантные сцинтилляции как доказательство существования атомов. Если до сих пор типичный аргумент атомных скептиков гласил, что никто пока еще не видел атом, то теперь каждый мог взглянуть на сернистоцинковый экран Гизеля и во вспышках альфа-частиц увидеть отдельные атомы гелия в их движении. Видеть атомы! Это уже маленькая сенсация. Таким образом, эффектно подтверждается учение об атомах, некоторыми учеными так до сих пор и не признанное, уверяет пара исследователей. Но на финишной прямой в состязании за первую публикацию их опережает английский химик и физик сэр Уильям Крукс, который открыл метод сцинтилляций одновременно с немцами.
 
Вскоре сернистоцинковый экран установлен и в Физическом институте Венского университета на Тюркенштрассе. Физику и философу Эрнсту Маху, известному главным образом по параметру скорости звука, названному его именем, и ожесточенному противнику идеи атомов достаточно было одного-единственного удивленного взгляда на экран, чтобы увлечься. Да и людей с глубоко донаучными представлениями вспышки атомов гелия просвещают на месте. Рассказывают, что Луиджи Пьяви, патриарх Иерусалима, тоже однажды взглянул на венский флюоресцентный экран и тут же решил одну основную философскую проблему. Он якобы понял теперь, что библейское восклицание о сотворении мира «Да будет свет!» больше не противоречит тому факту, что небесные светила — Солнце, Луна и звезды — были сотворены лишь позднее.
В сентябре 1904 года в рамках Всемирной выставки в американском Сент-Луисе состоится мероприятие Международного конгресса искусства и науки. Резерфорд приглашен с докладом. В помпезных выставочных павильонах с электрическим освещением посетители могут подивиться на беспроводной телеграф, электрические локомотивы и новейшие автомобили, в том числе на знаменитую спортивную машину «Спайкер» со сказочными восемьюдесятью лошадиными силами. Яркие дирижабли над территорией выставки своими смелыми маневрами напоминают о прошлогоднем историческом моторном полете братьев Райт, и уж совсем особый аттракцион — автоматы, из которых можно получить орешки и жевательную резинку. Но самый большой хит — это съедобные фунтики из вафельного теста для мороженого. И в этой атмосфере как значительных, так и пустяковых инноваций Резерфорд излагает международному собранию ведущих ученых и людей искусства свою революционную идею радиоактивного распада. Многие из присутствующих физиков и химиков до сих пор не имели случая познакомиться с представлениями о трансформации радиоактивной материи. Большинство английских профессоров химии воспринимает гипотезу атомарного распада как неслыханную наглость: «Уж не хочет ли Резерфорд внушить нам, что атомы страдают неизлечимой навязчивой идеей самоубийства?» — усмехается один коллега. Восьмидесятилетний Уильям Томсон, более известный как лорд Кельвин — живая легенда, почти уже вознесенный на научный Олимп и сидящий одесную Ньютона, — возглавляет группу скептиков. Он отградуировал шкалу температур и навсегда связал со своим именем самую холодную точку универсума. И он убежден — отстав на целых пять лет от теоретических дискуссий, — что радий не сам излучает энергию из атома, а принимает ее из космоса: абсорбируя эфирные волны. Ведущий английский физик рассчитал, с какой скоростью распространяется теплота в горных породах, определил точку их плавления и вывел отсюда зависимость их тепловых свойств при затвердевании. По этим расчетам выходило, что Земля не может быть старше нескольких миллионов лет. И теперь, когда Резерфорд выражает время распада урана цифрой в несколько миллиардов лет, в универсуме лорда Кельвина это уже граничит с ересью.
И не Резерфорд ли с Содди, еще одним зеленым юнцом, без зазрения совести раструбили по всему миру о трансмутации элементов? А ведь это изменнический язык алхимиков. Священный Грааль которых теперь, судя по всему, сокрыт в глухой, мрачной руде, которая тем самым анонсирована в качестве философского камня, призванного превращать неблагородный металл в золото. Притом мистическое сокровище этих новоявленных алхимиков не что иное, как краска для стекла — то канареечно-желтого, то ядовито-зеленого цвета. Так что если уж признавать хоть какое-то рациональное зерно в теории этого тридцатитрехлетнего нахала, то придется признать в каком-то смысле и некий минимум жизни в урановом минерале. Может, эти камни, отбивающие такт, полуразумны? Умные камни? Философские камни? А может, этот высокоодаренный Резерфорд, это самобытное дитя природы с другого края света — всего лишь пронырливый современный алхимик, и здесь, на Всемирной выставке, в ярмарочной атмосфере этого типично американского балаганного волшебства он ставит на кон столь опасной игры добрую славу английской королевской физики?