Акупунктура, Аюрведа Ароматерапия и эфирные масла, Консультации специалистов: Рэйки; Гомеопатия; Народная медицина; Лекарственные травы; Нетрадиционная медицина; Дыхательные практики; Гороскоп; Цигун и Йога Эзотерика

Федор Кедров
Цепная реакция идей

Эрнест Резерфорд

Человек, заглянувший в глубь атома

Вспыхнул экран, и все увидели пожилого человека с благородной внешностью. Он сидел за столом перед микрофоном и ровным голосом читал лекцию. Иногда он заглядывал в листок, который брал со стола. На нем был темный костюм и белая рубашка с твердым накрахмаленным старомодным воротничком. Этот воротничок с отогнутыми треугольными концами, а также микрофон старой конструкции указывали на то, что действие, зафиксированное кинокамерой, происходит в довольно далекие от нас времена.

Перед микрофоном выступал Эрнест Резерфорд — один из самых знаменитых физиков первой половины XX века. Когда-то Резерфорд первый анатомировал атом, обнаружив в нем ядро. Он исследовал сложные явления, протекающие в этой поразительно малой частице вещества, а затем в своей лаборатории расщепил ядра атомов. Можно долго перечислять, что еще сделал в науке Резерфорд. И увидеть его самого — пусть на киноэкране — да еще читающим лекцию об атомном ядре, которое он открыл, было выдающимся событием.

Особый интерес кинофильм о Резерфорде представлял для молодых ученых. Ведь для них Резерфорд — уже история, хотя с этим именем физики нескольких поколений связывают наиболее важные черты, характеризующие подлинного ученого: смелость воображения, тончайшее искусство экспериментатора, умение воспитывать молодежь и руководить большой научной школой.

Фильм о Резерфорде демонстрировался 20 августа 1971 года в аудитории Московского университета во время коллоквиума, посвященного 100-летию со дня рождения этого замечательного английского ученого.

Демонстрация фильма продолжалась всего несколько минут. Но какая торжественная тишина воцарилась в это время в большом переполненном людьми зале! Все взоры были прикованы к экрану. Каждый глубоко переживал эти счастливые минуты. Фильм явился кульминацией коллоквиума о Резерфорде.

На сцене за столом президиума сидели ученики Резерфорда. Председательствовал академик П.Л. Капица. Остальные были иностранцы: Фезер, Льюис, Шенберг, Девоне. Все они, как и П.Л. Капица, работали в Кевендишской лаборатории Кембриджского университета, возглавлявшейся Резерфордом. То, что они видели на экране, уносило их в далекую молодость...

Резерфорд давно умер, оставив много учеников, которые разъехались по всему свету и своими трудами внесли важный вклад в физику. Их становится все меньше и меньше. Но они уходят, оставляя своих учеников, продолжающих великие традиции научного творчества, завещанные Резерфордом.

Процесс развития науки сложен и многогранен. Стремительно растет число ученых, расширяется круг проблем, неуклонно увеличивается количество теоретических и экспериментальных работ. Все новые и новые, подчас удивительные приборы и инструменты приходят на помощь исследователям. Может быть, этот процесс бурного расцвета научного творчества правомерно было бы сравнить с цепной реакцией. Об этом говорили участники коллоквиума, анализируя состояние ядерной физики после Резерфорда.

Резерфорд был лично знаком со всеми физиками, представленными в этой книге, хорошо знал круг проблем, которыми они занимались. Капица работал с Резерфордом около 14 лет. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри встречались с великим ученым много раз — и в Париже, и на конгрессе Сольвея в Брюсселе^[1]. И.Е. Тамм был представлен Резерфорду в период своей работы вместе с Дираком в Кембридже. В Кевендишской лаборатории побывал и Я.И. Френкель, где он был принят Резерфордом.

И может быть, эти личные контакты с великим ученым современности сыграли не последнюю роль в формировании как научных, так и гражданских устремлений каждого из тех, о ком здесь будет рассказано. Значение этого трудно переоценить, поскольку речь идет об авторах открытий, приведших в созданию новой эпохи в науке и технике.

Эрнест Резерфорд родился в Новой Зеландии, в простой шотландской семье. Нам известно, что его дед Джордж Резерфорд жил в Шотландии и был колесным мастером. С детских лет Джордж занимался ремонтом кэбов и крестьянских телег. На Британских островах, как и во всей Европе, эта профессия высоко ценилась. Но, видимо, заработки были все-таки недостаточны, и Джордж решился на рискованный шаг — вместе с семьей отправиться в поисках счастья на далекие, таинственные острова Новой Зеландии.

Семья эмигранта Джорджа Резерфорда, подписавшего контракт с новозеландской компанией, состояла из жены и маленького сына Джеймса. Они совершили путешествие к берегам Новой Зеландии на парусном судне «Фиби Данбар».

Океанское плавание семьи Резерфордов длилось ни много ни мало шесть с половиной месяцев. Этот путь от Англии до островов был полон невзгод и лишений. Эмигранты, тесно разместившиеся в каютах и на палубе, терпели голод и холод, были лишены элементарных удобств, их одежда износилась. Штормы то и дело угрожали прекратить это затянувшееся путешествие. В общем, жизнь на корабле могла бы служить превосходным материалом для детских книжек о дальних океанских плаваниях в эпоху парусного флота.

Но вот для пассажиров «Фиби Данбар» наступил лучезарный день. Вахтенный с марса объявил, что видит землю.

Семья колесного мастера из Шотландии ступила на новозеландские берега.

Сын Джорджа Резерфорда Джеймс, когда вырос, стал механиком и одновременно фермером-льноводом. Он женился на одной из первых учительниц Новой Зеландии, шотландской эмигрантке Марте Томсон. После свадьбы Джеймс и Марта немедленно занялись постройкой бунгало. В этом домике, расположенном в живописной местности Брайтуотер, 30 августа 1871 года родился Эрнест Резерфорд. Он был четвертым ребенком, а после него у Резерфордов родились еще восемь детей. Только одного из двенадцати судьба наделила столь щедро.

Уже в раннем детстве Эрнест с особым интересом, свойственным далеко не всем детям, наблюдал за полевыми работами и обработкой льна, которыми занимался его отец. Эрнест мог бы стать хорошим фермером и механиком. Но оказалось, что его ум и способности пригодны для других занятий.

Начальную школу он окончил с рекордным количеством баллов: 580 из 600 возможных. Это позволило Эрнесту получить премию 50 фунтов стерлингов для продолжения образования. Это была немалая сумма.

Следующий этап обучения — колледж в Нельсоне, куда Эрнест был принят в пятый класс. Учителя обратили внимание на его исключительные способности к математике. В школьном дневнике появилась запись: «Очень быстро соображающий и многообещающий математик, легко завоевавший первенство». Но математиком Резерфорд не стал.

Впрочем, он легко усваивал и гуманитарные науки: английскую литературу, латинский и французский языки. Резерфорд, однако, не стал и гуманитарием.

Отмечают, что во всех классах колледжа Резерфорд получал награды и премии почти по всем предметам, в равной мере относящимся к точным, естественным и гуманитарным наукам.

Добавим, что Резерфорд в этот период проявлял большой интерес к устройству различных машин и механизмов. Подобно юному Ньютону, он любил разбирать часы; правда, ему не всегда удавалось их вновь собрать и привести в действие. Отец часто брал его с собой на строительство водяных мельниц, которым он как механик руководил, и одаренный юноша с увлечением строил модели этих сооружений.

После окончания Нельсоновского колледжа Резерфорд поступил в Кентерберийский университет. Это высшее учебное заведение — первое в Новой Зеландии — незадолго до того было основано в городе Крайстчерче. В те годы в университете занималось всего 150 студентов. Их обучали семь профессоров. Здесь Эрнест уже более серьезно заинтересовался физикой и химией.

В Кентерберийском университете Резерфорд участвовал в научных и общественно-политических студенческих дискуссиях — не только по вопросам физики, химии, механики, но также литературы, искусства, древнегреческой мифологии и даже алхимии. В 1891 году в университете образовалось студенческое научное общество. На его собраниях обычно выступали студенты с сообщениями на самые различные темы, после чего происходили дискуссии.

На первом же заседании Резерфорд — тогда студент второго курса — выступил с докладом «Эволюция элементов». Название доклада показалось участникам странным, как, впрочем, и его суть. Резерфорд высказал предположение, что все химические элементы представляют собой сложные системы, состоящие из одних и тех же элементарных частиц. К этому предположению Резерфорд пришел совершенно самостоятельно. В то время атом считался неделимым — в физике господствовала теория Дальтона о неделимости атомов. Гипотеза Проута, согласно которой атомы всех элементов состоят из атомов водорода, к тому времени считалась опровергнутой и потому не включалась в курс обучения. Радиоактивность же — явление, которое могло вызвать сомнение в правильности теории Дальтона о неделимости атомов, — была открыта лишь через пять лет.

Утверждения Резерфорда показались большинству участников собрания лишенными здравого смысла. Некоторые студенты даже выразили свою полную уверенность в абсурдности такого утверждения, правда, никто из этих самоуверенных молодых людей не стал впоследствии известным ученым в области естествознания.

Если студенческий доклад Резерфорда не вызвал ни понимания, ни одобрения в университете, то здесь должным образом оценили результаты некоторых его практических работ, в частности, исследования свойств электромагнитных волн. В те времена величайшей сенсацией в науке послужило открытие немецким физиком Генрихом Герцем электромагнитных волн, предсказанных электродинамикой Максвелла. Резерфорд увлекся «волнами Герца» и в маленьком холодном сарае, где разместилась студенческая физическая лаборатория, провел серию опытов. В «лаборатории» был цементный пол, это помещение обычно называли пещерой или берлогой.

Своими опытами в «берлоге» Резерфорд показал, в частности, что электромагнитные волны при возбуждении их переменным током высокой частоты вызывают быстрое размагничивание стальной проволоки. Он разработал методы обнаружения электромагнитных волн с помощью пучка намагниченных до насыщения иголок.

Резерфорд собственноручно изготовил приборы для измерения размагничивания стальных иголок, происходящего менее чем в одну стотысячную долю секунды.

Венцом творения был построенный Резерфордом приемник электромагнитных волн, который позднее он взял с собой в Кембридж. Это был далекий предок радиоприемника. По пути в Англию Резерфорд сделал краткую остановку в Австралии. Он встретился с известным ученым Вильямом Бреггом-отцом и продемонстрировал ему свой приемник. Брегг высоко оценил прибор.

После того как экспериментальная работа, выполненная Резерфордом в «пещере», была напечатана в студенческом журнале, автор ее стал знаменитостью не только в среде студентов и преподавателей университета, но и вообще в Крайстчерче. Как и все жители маленьких городов, крайстчерчтцы охотно соглашались иметь своих знаменитостей и даже искали их.

Резерфорд с отличием окончил университет, и тут перед ним возникла серьезная проблема: что делать дальше?

Он становится преподавателем средней школы (хайскул) в Крайстчерче.

Знакомя класс с новыми открытиями по магнетизму и электричеству, Резерфорд так увлекался, что подчас забывал о недостаточной подготовке своих учеников и учениц. В классе возникал страшный шум и беспорядок. Молодой учитель чаще всего не замечал этого. Если же он все-таки обращал внимание на происходящее вокруг, он выставлял из класса самого шумного ученика и требовал, чтобы тот принес журнал, куда он впишет ему единицу за поведение. Но ученики быстро научились злоупотреблять добротой и забывчивостью Резерфорда. Они поняли, что как только учитель вновь обратится к теме урока, можно будет свободно вернуться в класс без журнала и избежать наказания.

Трудно сказать, как сложилась бы дальнейшая жизнь Резерфорда, если бы не одно событие, происшедшее через несколько месяцев после начала его учительской карьеры. Как-то он копал картошку в огороде. Это занятие было прервано приходом матери, сообщившей радостную весть: ему присуждена «стипендия 1851 года».

Услышав о стипендии, Резерфорд бросил лопату и, рассмеявшись, воскликнул: «Это последняя картошка, которую я выкапываю».

Стипендия присуждалась самым талантливым выпускникам провинциальных английских университетов. Она была учреждена в 1851 году из части доходов Всемирной выставки в Лондоне, размещенной в построенном для нее Хрустальном дворце (впоследствии уничтоженном пожаром). Стипендия представляла значительную по тем временам сумму и позволяла стипендиату проходить стажировку в течение 2...3 лет в одном или нескольких лучших университетах метрополии.

Резерфорд избрал для своей стажировки Кембриджский университет. Теперь ему предстояло проделать такой же далекий путь, который когда-то проделал его дед Джордж. Но, к счастью, парусники отжили свой век, и Резерфорд теперь мог воспользоваться для своего путешествия большим океанским пароходом.

Он в первый раз покидал острова, где оставались родители и невеста — студентка Кентерберийского университета Мери Ньютон.

Провинциальный юноша с университетским дипломом приехал по железной дороге из Лондона в Кембридж и отыскал здание Кевендишской лаборатории на улице Фрискул лэйн (где она находится и ныне). Резерфорд не был уверен, что директор этой знаменитой лаборатории прославленный ученый Джозеф Томсон согласится взять его к себе. Однако опасения рассеяла первая же встреча с Томсоном, который поразил молодого человека своей сердечностью, учтивостью и ученостью. Томсон очень внимательно выслушал Резерфорда и сказал, что ему нужны молодые сотрудники, особенно теперь, когда он приступает к серии новых экспериментов. Он планировал «мощное наступление» на малоисследованные проблемы. К ним Томсон относил, например, электрические разряды в газах, люминесценцию, рентгеновские лучи, только что открытые Конрадом Вильгельмом Рентгеном в провинциальном Вюрцбургском университете.

Почти одновременно с Резерфордом Томсон принял в Кевендишскую лабораторию Джона Мак-Леннана, Таунсенда и Поля Ланжевена — будущего учителя Фредерика Жолио-Кюри.

Забегая вперед, скажем, что Резерфорд долго работал в одной комнате с Ланжевеном и они стали друзьями на всю жизнь.

Резерфорд рассказал Томсону о своих опытах с электромагнитными волнами, проведенных в Кентерберийском университете, и о построенном им приемнике, который он показывал Брэггу. Томсон предложил продолжить эти опыты. Резерфорд тотчас же приступил к экспериментам по распространению электромагнитных волн, используя свой приемник и другую изготовленную им самим, как это было принято в Кевендишской лаборатории, аппаратуру. В 1896 году Резерфорду удалось установить радиосвязь на расстоянии около 3 километров. Это было невиданно. Томсон остался вполне доволен своим практикантом.

Впоследствии Томсон говорил, что профессор Резерфорд никогда не получал похвалы, которую он мог бы получить за свои работы по радиотелеграфии, выполненные в 1895 году в Кембридже. «Его успехи были так велики, что я с тех пор почувствовал себя виновным в том, что убедил его посвятить себя новой области физики, возникшей после открытия рентгеновских лучей».

Эти исследования, однако, были как бы переходным этапом. За ними последовало исследование явления радиоактивности вскоре после того, как оно было открыто Пьером и Мари Кюри в Париже.

Резерфорд по собственной воле оставил исследования электромагнитных волн — практическая сторона радиосвязи, в частности дальнейшее усовершенствование приемников и передатчиков, представлялась ему менее интересной. Уже в те годы он был твердо убежден, что посвятит себя чисто научным проблемам.

К тому времени Томсон особенно интенсивно продолжал свои многолетние исследования свойств катодных лучей, используя в своих опытах откачанные катодные трубки. Его сразу заинтересовали сообщения Рентгена об открытии загадочных х-лучей. По мнению Томсона, они имели непосредственное отношение к его работам. Поэтому он и предложил Резерфорду приступить к изучению этих лучей. Резерфорд начал с изучения ионизации воздуха рентгеновскими лучами.

Томсон на основе своих исследований в 1897 году открыл электрон. В его статье, напечатанной в октябрьском номере физического журнала «Философикл мэгэзин» за 1897 год, впервые в науке утверждается, что электричество — это движение электронов — частиц, несущих отрицательный заряд.

Так на глазах молодого Резерфорда свершилась первая революция в представлениях о веществе и электричестве.

Электроны, как думал Томсон, вкраплены в сверхминиатюрную сферу диаметром 10^–8 сантиметров, в которой равномерно распределены положительные заряды. Вместе с отрицательно заряженными электронами сфера электрически нейтральна. Это и есть атом. Томсон создал первую электронную модель атома, проложив путь к дальнейшим попыткам изучить его строение.

Долгие годы в Кевендишской лаборатории, по выражению посещавшего ее известного русского физика А.Ф. Иоффе, царила атмосфера «электронной модели Томсона». В то время, разумеется, Резерфорд даже не мечтал, что сможет создать более совершенную модель, основанную на новых представлениях. Они начали развиваться после открытия профессором Политехнической школы в Париже Анри Беккерелем загадочного излучения урана — открытия, впоследствии, как известно, признанного великим. Однако в Кевендишской лаборатории сообщение об этом событии сразу же произвело сенсацию. Резерфорд решил тотчас заняться изучением беккерелиевых лучей. Тогда еще Мари и Пьер Кюри не произнесли слова «радиоактивность».

Профессор Анри Беккерель, приступая к своим опытам, в результате которых он открыл радиоактивное излучение урана, ставил перед собой скромную задачу: выяснить, не связаны ли рентгеновские лучи с люминесценцией Стекла рентгеновских трубок.

Резерфорд начал исследования рентгеновских лучей с проверки своего предположения о связи между рентгеновскими и беккерелиевыми лучами. Эта мысль пришла в голову Резерфорду по очень простой причине: и те и другие «лучи» производили ионизацию воздуха.

Целый год работы показал, что сходства между рентгеновскими и беккерелиевыми лучами не существует. Резерфорд опроверг предположение Беккереля о том, что «урановое излучение» обнаруживает свойства света: на самом деле оно не подчинялось законам световой оптики.

Но наиболее важным результатом Резерфорда было открытие альфа-частиц в составе излучения, испускаемого ураном. Резерфорд поместил урановый источник в сильное магнитное поле и разделил излучение на три различных его вида. Иными словами, он открыл тогда состав радиоактивности: альфа- и бета-частицы и гамма-излучение — то, что сегодня знает каждый школьник.

Получив альфа-частицы, Резерфорд тотчас же сделал гениальное заключение, что именно они представляют собой мощный инструмент для проникновения в глубь атома. Как подтвердилось позднее, это было абсолютно правильно. В последующих работах Резерфорд широко использовал альфа-частицы в качестве снарядов, проникающих в сердце атома — атомное ядро.

Открытие альфа-частиц триумфально завершает трехлетний период работы Резерфорда в Кевендишской лаборатории под руководством Джозефа Томсона.

Выполненные в это время молодым ученым экспериментальные исследования радиоактивности урана и тория принесли ему довольно широкую известность в научных кругах Европы и Америки. В 1898 году он получил приглашение занять должность профессора Мак-Гиллского университета в Монреале — тогда лучшем высшем учебном заведении Канады.

В рекомендации, отправленной Дж. Томсоном по почте в Монреаль, было сказано: «У меня никогда не было молодого ученого с таким энтузиазмом и способностями к оригинальным исследованиям, как г-н Резерфорд, и я уверен, что, если он будет избран, он создаст выдающуюся школу физики в Монреале... Я считал бы счастливым то учреждение, которое закрепило бы за собой Резерфорда в качестве профессора физики».

Резерфорду исполнилось всего 26 лет. И хотя успехи его были очень значительны, все же вызывают уважение проницательность и ясновидение Джозефа Томсона, который в самом начале деятельности Резерфорда сумел предугадать его будущую роль в науке.

Летом 1898 года ректор Мак-Гиллского университета Петерсон специально переплыл океан и явился в Кембридж, чтобы познакомиться с кандидатом в профессора и договориться о деталях.

Итак, Резерфорд отправился из Англии в Канаду. Он не знал, что в то время, как его пароход пересекал Атлантику, в Париже, где он никогда еще не был, Мари Кюри вместе с Пьером Кюри завершили исключительно важные работы по выделению из руд новых открытых ими элементов: полония и радия. Эти элементы обладали радиоактивностью, несравненно более сильной, чем уран и торий^[2].

В Канаде Резерфорд работал около 10 лет, и этот период оказался очень плодотворным. Молодой ученый выполнил много оригинальных исследований по радиоактивности и создал ее теоретические основы. Как бы в подтверждение слов Томсона Резерфорд действительно в эти годы заложил фундамент своей будущей школы физиков. Здесь он проявил себя талантливым научным руководителем.

В Монреальском университете Резерфорд занял должность «макдональдовского профессора» — руководителя кафедры имени Макдональда (названной так в честь ее учредителя — шотландского промышленника). Особенность работы на кафедре состояла в том, что профессор мог основное время тратить на исследования и отводить лишь немного часов на чтение лекций студентам.

Приехав в Канаду, Резерфорд сразу же приступил к исследованиям радиоактивности, начатым в Англии. Интуитивно он был убежден в их исключительной важности.

Опыты заинтересовали преподавателя электротехники профессора Б.Р. Оуэнса, который был старше Резерфорда на два года. У Резерфорда появился первый ученик и сотрудник. Вместе они приступили к изучению ториевого излучения. Эти работы вошли в фундамент теории радиоактивного распада, созданной Резерфордом и опубликованной им впервые через пять лет.

Резерфорд открыл эманацию тория и доказал, что этот радиоактивный газ, выделяющийся из тория, представляет собой химический элемент, отличающийся от самого тория. Позднее он определил атомный вес эманации и показал, что она представляет собой благородный газ нулевой группы периодической системы Менделеева. Статья Резерфорда об эманации тория была напечатана в Англии в феврале 1900 года. В том же году он уехал в отпуск в Новую Зеландию.

Осенью Резерфорд возвращается в Монреаль вместе с молодой женой. Он находит в своей лаборатории нового профессора химии Фредерика Содди, приехавшего из Оксфорда. К тому времени его первый сотрудник Оуэнс уезжает в Кембридж. Резерфорд вместе с Содди изучает химические свойства элементов, получаемых при радиоактивном распаде тория и урана.

Резерфорд и Содди первые объясняют радиоактивный распад как самопроизвольный переход одних элементов в другие. Это открытие знаменует начало новой главы в физике. Другой канадский ученик Резерфорда впоследствии известный радиохимик, Нобелевский лауреат профессор Отто Ган назовет свои мемуары «От радиоактивного тория до расщепляющегося урана». Этим он подчеркнет, что канадские опыты Резерфорда послужили началом большого этапа науки, включающего в себя ядерную физику и завершившегося расщеплением урана.

Итак, работы с торием позволили Резерфорду и Содди первыми объяснить механизм радиоактивного распада.

Радиоактивный процесс нерегулируемый, ничто не может влиять на его ход. Содди писал в начале века: «...все могучие средства современной лаборатории — крайние пределы тепла, холода, давлений, энергичные химические реактивы, действие могучих взрывчатых веществ и самые сильные электрические разряды — не оказывают влияния на радиоактивность радия или на скорость его распада даже в самой ничтожной степени. Он черпает свои запасы энергии из неизвестного до наших дней источника и подчиняется еще не открытым законам. Есть что-то возвышенное в его отчужденности от окружающей среды и в его индифферентности к ней. Он как будто ведет свою родословную от миров, лежащих вне нас, питаемый тем же неугасимым огнем, движимый тем же лежащим вне нашего контроля механизмом, который поддерживает свет солнца в небесах в бесконечные периоды».

После эманации тория Резерфорд открыл эманацию радия. Ученому было ясно, что радий, испуская альфа-частицы, превращается в новое активное вещество, подобное эманации тория. Открытие эманации радия — радона, который Резерфорд с помощью компрессора «ожижил», доказав этим, что радон — газ, окончательно подтверждало его теорию радиоактивного распада.

Эта теория произвела революцию в физике. Не так-то просто было заставить ученых в нее поверить. Даже великий физик лорд Кельвин до своей смерти так и не мог согласиться с тем, что радиоактивный процесс есть распад атомов, из которых состоят элементы, Кельвин был непоколебимым приверженцем взглядов древнегреческих философов-атомистов о неделимости атомов.

В начале 1903 года Резерфорд опытным путем пытается определить химический состав альфа-частиц. Идея заключалась в том, чтобы сравнить массу альфа-частицы с массами атомов известных элементов. Опыт представлял для своего времени исключительный образец экспериментального искусства и изобретательности и прямо вел Резерфорда к цели. Он позволил Резерфорду первому идентифицировать альфа-частицы с атомами гелия. Однако опыт пришлось дополнить некоторыми расчетами. Спустя несколько лет после того, как Резерфорд покинул Канаду, обосновавшись в Манчестерском университете, он произвел другой опыт, в котором химический состав определялся спектроскопически. Исследователь получил характерные линии гелия. Идентификация была абсолютно точной.

В 1903 году в возрасте 32 лет Резерфорд был избран членом Лондонского Королевского общества (английская Академия наук).

В связи с избранием в Королевское общество Резерфорд выехал в Европу. Кроме Англии, он побывал также в Париже, где встретился с Мари и Пьером Кюри на обеде, устроенном его другом Полем Ланжевеном. Резерфорд вспоминал: «После очень оживленной беседы мы сидели в саду, было около 11 часов вечера, когда профессор Кюри вынес трубку, часть которой была покрыта сернистым цинком. В трубке находился концентрированный раствор радия. В темноте ночи свечение было поразительно ярким, и это был замечательный финал незабываемого дня».

Может быть, маленькая светящаяся трубка в обожженных радием руках Пьера Кюри натолкнула Резерфорда на мысль тотчас же заняться изучением альфа-частиц по их свечению (сцинтилляциям) при ударе о люминесцирующий экран из сернистого цинка. Во всяком случае Резерфорд, вернувшись в Канаду, применил в своих исследованиях метод сцинтилляции. Позднее в Англии с помощью этого метода было открыто атомное ядро. Достаточно напомнить об одном этом открытии, чтобы судить о выдающемся значении сцинтилляционного метода в физике.

Резерфорд своими работами создал Мак-Гпллскому университету известность во всем мире; провинциальное учебное заведение превратилось в крупнейший в то время мировой центр изучения радиоактивности. Однако самому Резерфорду казалось, что здесь его работы продвигаются недостаточно быстро отчасти из-за того, что круг его сотрудников сравнительно узок. Ему хотелось привлечь к своим исследованиям одаренных молодых ученых, окончивших лучшие европейские университеты: Кембриджский, Геттингенский, Сорбонну и другие. В те времена Канада казалась европейцам очень далекой страной. Трудно было уговорить молодого ученого отправиться туда для многолетней работы. Резерфорда не удовлетворяло такое положение. Еще в 1901 году он писал в Кембридж Дж. Томсону:

«После пяти лет, проведенных в Кевендише, я чувствую себя несколько в стороне от науки; мне очень не хватает общения с людьми, интересующимися физикой».

В 1907 году Резерфорд с женой и шестилетней дочерью Эйлин-Мери переезжает из Канады в Англию. К этому времени он уже был не только членом Лондонского Королевского общества, но и лауреатом медали Румфорда, присуждаемой за выдающиеся научные заслуги.

В Англии Резерфорд должен был занять должность профессора кафедры физики Манчестерского университета. Его предшественник профессор Артур Шустер в связи с уходом в отставку по возрасту предложил совету университета пригласить на освобождающееся место профессора Резерфорда. Кафедра единогласно проголосовала за эту кандидатуру и направила в Монреаль официальное приглашение.

В Манчестерском университете Резерфорд немедленно принялся за работу и менее чем за три недели, что в то время можно было считать рекордом, оборудовал установку для изучения эманации.

Среди сотрудников лаборатории, принявших участие в эксперименте Резерфорда, были молодые физики: Ганс Гейгер, приехавший из Германии, новозеландец Робинсон и студент-англичанин Томас Ройдс.

Гейгер почти не занимался со студентами. Его основной обязанностью была исследовательская работа. Резерфорд предоставил Гейгеру полную возможность разрабатывать собственную идею ионизационного метода счета альфа-частиц. Счетчики Гейгера для измерения интенсивности радиоактивного излучения навсегда вписали имя этого выдающегося ученика Резерфорда в историю ядерной физики.

В Манчестерской лаборатории Резерфорд приступил к широким опытам по исследованию альфа-частиц методом подсчета их с помощью сцинтилляционного счетчика. Опыты начались в 1908 году после того, как Венская академия наук прислала 400 миллиграммов радия (через 20 лет Кембриджский университет заплатил за этот радий 3000 фунтов стерлингов). В этих утомительных и долгих опытах Резерфорду помогал Гейгер.

В том же 1908 году Резерфорду присудили Нобелевскую премию в области химии за работы по теории радиоактивности. Почему в области химии — ведь Резерфорд был физиком? Это объясняется тем, что тогда ученые еще точно не знали, к какой из этих наук причислить радиоактивность. В сенсационном открытии радиоактивности участвовали и физики и химики. Анри Беккерель, обнаруживший радиоактивность урана, был физиком. Мари Кюри была химиком, а ее муж Пьер Кюри — физиком. Они вдвоем открыли радиоактивные элементы полоний и радий, выделили их из минералов и изучали физические и химические свойства. В современной науке явление радиоактивности — объект изучения и физики и химии.

Но Резерфорд изучал радиоактивность как физик и впоследствии он создал на основе своих исследований чисто физическую науку — ядерную физику.

Для вручения премии Резерфорд был приглашен в Стокгольм. Он выехал туда вместе с женой пароходом из Лондона.

В этот период 37-летний ученый внешне скорее был похож на спортсмена или агронома, чем на физика-исследователя, проводившего годы работы в лаборатории с радиоактивными веществами. Он был весел и жизнерадостен, живо воспринимал юмор, громким заразительным смехом отзывался на остроты собеседников.

На пути в Стокгольм пароход сделал краткую остановку в Копенгагене. Знакомясь с городом, ученый не знал, что вскоре ему предстоит познакомиться с одним из его выдающихся представителей — Нильсом Бором, которому суждено было стать самым знаменитым учеником Резерфорда. В это время двадцатитрехлетний физик, только что окончивший Копенгагенский университет, был награжден золотой медалью Датского Королевского общества за свою первую научную работу.

Нобелевская премия была вручена Резерфорду 10 декабря. В тот же вечер в зале Стокгольмской городской ратуши состоялся банкет, на который было приглашено 800 гостей; здесь присутствовала и королевская семья. Отвечая на приветствия, Резерфорд шутливо сказал: «Я имел дело со многими разнообразными превращениями с разными периодами, но самым быстрым из всех оказалось мое собственное превращение в один момент из физика в химика».

Возвращаясь из Швеции в Англию, Резерфорд посетил голландский город Лейден, где работали два всемирно известных физика — Лоренц и Каммерлинг-Оннес. Он осмотрел главные достопримечательности Лейдена: дом, где родился Рембрандт, и криогенную лабораторию Каммерлинг-Оннеса, «ожижившего» самый неподатливый газ — гелий.

Наряду с возможностью получения сверхсильных магнитных полей, необходимых для отклонения частиц, Резерфорд интересовался уже в этот период сверхнизкими температурами, высоко оценивая их роль в изучении структуры вещества. Резерфорд и здесь оказался прав. Спустя несколько лет в Кембридже появился П.Л. Капица, который занялся этими проблемами и достиг блестящих результатов. Благодаря усилиям Резерфорда была создана специальная лаборатория имени Монда при Королевском обществе, директором которой стал П.Л. Капица.

По возвращении в Манчестер Резерфорд при участии двух своих сотрудников Гейгера и Ройдса произвел серию опытов, подтвердивших, что альфа-частицы есть не что иное, как дважды ионизированные (т.е. потерявшие по два электрона) атомы гелия.

Подобный эксперимент был успешно проведен Резерфордом еще в Канаде. Однако тогда опыт не был достаточно наглядным — никто своими глазами не увидел гелия, «рожденного» радием. А в те времена физики не были психологически подготовлены к принятию такого рода экспериментов.

И вот, несмотря на определенность результата, полученного в Монреале, Резерфорд решил провести такой опыт, в котором он мог бы наглядно продемонстрировать гелий, образующийся при альфа-распаде.

Этот исторический опыт Резерфорда, благодаря которому уже ни у кого не могло остаться сомнения в правильности его теории радиоактивного распада, достоин описания, хотя он и был осуществлен более 60 лет назад.

Рис. 1. Опыт Резерфорда, подтвердивший правильность теории радиоактивного распада

В запаянную стеклянную трубку 2 Резерфорд поместил некоторое количество радона — эманации радия. Толщина стенок этой трубки 0,01 миллиметра. Они достаточно тонки, чтобы испускаемые радоном альфа-частицы могли проходить через них во внешнюю трубку 3. Перед опытом трубка 3 тщательно откачивалась, и в ней спектрографическим путем нельзя было обнаружить линий гелия. Через несколько дней в трубке 3 обнаружилось накопление газа. Повышая давление в приборе, накопившийся газ можно было сконцентрировать в трубке 1. Через трубку пропускался электрический разряд и тогда оказывалось, что в ней спектральный анализ показывает характерные лилии гелия. В трубке был гелий. Но, может быть, он попал в трубку 2 по недосмотру вместе с радоном, а оттуда проник в трубки 3 и 1? Контрольный опыт дал на этот вопрос отрицательный ответ. Точно в такой же прибор (в трубку 2) Резерфорд помещал не радон, а чистый гелий. Однако через несколько дней в трубке 1 линии гелия не обнаруживались. Гелий не мог пройти через стеклянные стенки трубки 2 в трубку 3. Альфа-частицы же легко проходили через стекло и накапливались в трубке 3, а затем концентрировались в трубке 1, где и подвергались спектральному анализу, давая линии гелия.

Итак, гелий сначала был открыт в спектре солнечных лучей, затем в минералах и еще позже Резерфордом в радиоактивном распаде тория, урана и радия. После этих опытов внимание многих ученых было привлечено к гелию.

Теперь Резерфорд вместе с Гейгером и Марсденом приступил к задуманной им новой серии экспериментов. Результаты произвели переворот в физике. Это была наиболее драматическая глава в науке нашего времени. Резерфорд открыл атомное ядро и тем самым основал новую исключительно важную науку — ядерную физику.

Что это были за эксперименты? Резерфорд и Гейгер на первых порах продолжили наблюдение сцинтилляций, вызываемых альфа-частицами при ударе о люминесцентный экран из сернистого цинка. Прежде всего опыты привели Резерфорда к заключению, что каждая вспышка (сцинтилляция) вызывается одной альфа-частицей. Таким образом оправдалось предположение, выдвинутое им в книге «Радиоактивные вещества и их излучение», изданной еще во время пребывания его в Канаде. Резерфорд писал тогда, что наблюдение сцинтилляций на экране из сернистого цинка представляет собой очень удобный способ счета частиц, если каждая частица вызывает вспышку. Следовательно, если каждая вспышка вызвана одной альфа-частицей, то перед физиками открывается возможность наблюдать за поведением отдельных атомов.

Резерфорд и Гейгер визуально подсчитали, что в продолжение секунды из излучателя в одну тысячную грамма радия вылетает 130 тысяч альфа-частиц. Точность подсчета была безукоризненна. Оба ученых, к которым присоединился позднее Марсден, по многу часов проводили в затемненной лаборатории за утомительным счетом сцинтилляций. Гейгер рассказывал, что ему одному пришлось подсчитать в общей сложности миллион альфа-частиц.

Исследователи работали в очень скромных условиях, которые трудно представить себе молодому ученому в наше время. Гейгер писал: «В памяти возникает также мрачный погреб, в котором Резерфорд устанавливал свои чувствительные приборы для изучения альфа-частиц. Тот, кто спускался туда по двум ступеням, прежде всего слышал в темноте голос профессора, предупреждавшего, что помещение пересекает на высоте головы горячий трубопровод и, кроме того, необходимо осторожно, чтобы не упасть, перешагнуть две водопроводные трубы. После этого, наконец, в слабом свете вошедший различал самого Резерфорда, сидящего у приборов. Тотчас же великий ученый мог начать рассказывать в собственном неподражаемом стиле о развитии своих опытов и о трудностях, которые приходится преодолевать»)...

Вероятно, в этом же погребе начал свою работу ученик Резерфорда Марсден, когда ему было поручено считать альфа-частицы, проходящие через тонкие металлические пластинки. Эти пластинки помещались в прибор между излучателем альфа-частиц и люминесцентным экраном.

Поручая Марсдену эту работу, Резерфорд не рассчитывал обнаружить что-либо любопытное. При условии, что модель атома Томсона правильна (а тогда не было никаких оснований сомневаться в этом), опыт должен был показать, что альфа-частицы свободно проходят через металлические преграды. Однако что-то все-таки заставило Резерфорда пойти на этот новый эксперимент.

Марсдена поразило, что альфа-частицы в этом простом опыте ведут себя иначе, чем должны вести, если принять модель атома такой, какой ее представляет себе Томсон. Согласно модели Томсона положительный заряд распределен по всему объему атома и уравновешивается отрицательным зарядом электронов, каждый из которых имеет массу гораздо меньшую, чем масса альфа-частиц. Поэтому даже в редких случаях, когда альфа-частица столкнется с гораздо более легким по сравнению с ней электроном, она может лишь незначительно отклониться от своего прямолинейного пути. Но в опытах Марсдена альфа-частицы отнюдь не беспрепятственно проходили через металлическую пластинку. Нет, некоторые из них отклонялись после удара о пластинку на угол около 150°, т.е. почти обратно возвращались к излучателю. Таких возвращавшихся частиц было, правда, очень мало. Когда экспериментатор преграждал путь альфа-частицам более толстой пластинкой, то в его поле зрения появлялось больше альфа-частиц, отклонявшихся на большие углы. Это указывало, что замеченное Марсденом рассеяние альфа-частиц не представляет собой какого-нибудь поверхностного эффекта, т.е. оно не связано с поверхностью пластинки. Но Марсден не мог высказать каких-либо соображений о причине увиденного им странного поведения альфа-частиц. Он рассказал подробно о своих наблюдениях Резерфорду.

Позднее Резерфорд признался, что сообщение Марсдена произвело на него потрясающее впечатление: «Это было почти неправдоподобно, как если бы вы выстрелили пятнадцатифунтовым снарядом в кусок папиросной бумаги и снаряд отскочил бы обратно и поразил вас».

Резерфорд сразу представил себе, что эффект, наблюдавшийся Марсденом, мог быть только в одном случае: если альфа-частица, проникнув в атом, натыкалась на какую-нибудь массивную преграду, имеющуюся в нем, и отбрасывалась, получив при столкновении мощный удар.

Через три недели после беседы с Марсденом о результатах его наблюдений Резерфорд уже высказал мысль о том, что рассеяние альфа-частиц на большие углы можно объяснить существованием в атомах массивной части. Он назвал ее ядром (nucleus), использовав по аналогии термин, принятый в биологии и обозначающий центральную часть живой клетки.

Отныне модель атома Томсона должна была уйти в историю. Резерфорд предложил более достоверную и принципиально новую ядерную модель в виде системы, в центре которой расположена маленькая массивная часть — ядро, а вокруг нее по орбитам вращаются легкие электроны.

Теперь, когда ядерная физика достигла поразительных успехов, легко понять значение этого величайшего открытия.

Но тем не менее модель Томсона еще не отслужила свою службу. В последние десятилетия она была применена для объяснения структуры мезоатомов, составляющих одну из самых удивительных форм вещества (в мезоатомах роль электронов выполняют другие частицы — мезоны). Для обычных атомов модель Резерфорда, соответственно усовершенствованная, продолжает оставаться правильной и сейчас.

Сотрудник Резерфорда — известный английский физик-теоретик Чарлз Дарвин (внук автора эволюционной теории) писал: «Я считаю одним из величайших событий своей жизни то, что произошло в моем присутствии спустя полчаса после „рождения“ ядра. Это было во время воскресного ужина в манчестерской квартире Резерфорда. Я помню, как он говорил нам, что наблюдаемое большое рассеяние альфа-частиц показывает на существование в атоме необычайно могучих сил».

Открытие атомного ядра явилось важнейшим, принципиально новым моментом, меняющим прежние представления о строении атома. На этой основе родилась наука, значение которой теперь всем известно.

Остановимся на некоторых подробностях. Вот как Резерфорд представлял себе атом. Атом в нормальном, неионизованном состоянии нейтрален, так как в целом он содержит столько же положительного электричества (заряд ядра), сколько и отрицательного (заряд электронов). Атом имеет z электронов, каждый с зарядом e. Следовательно, ядро атома должно иметь заряд +ze. Атомы элементов должны отличаться друг от друга количеством электронов, или, что то же самое, целым числом z единичных зарядов ядра. Число z, характеризующее химический элемент, было названо атомным номером. Позднее было подмечено, что это число оказалось порядковым номером элемента в периодической системе.

В ядре сосредоточена вся масса атома. Это центральная область системы с трудно представляемым радиусом 10^–12...10^–13 сантиметра. Электроны же очень легкие частицы, масса которых в 1836 раз меньше массы протона — ядра атома водорода с наименьшим атомным номером z = 1. Заряд протона равен заряду электрона, но имеет противоположный знак.

За водородом в периодической системе расположен благородный газ гелий. Заряд ядра гелия в 2 раза больше заряда протона z = 2. Заряд и масса ядра возрастают вместе с атомным номером элемента. Например, элемент уран с атомным номером 92 имеет ядро с электрическим зарядом в 92 раза большим, чем заряд ядра водорода — протона. Атомный вес урана близок к 238.

Модель Резерфорда довольно хорошо объясняла структуру сложной системы атома. Но в ней имелись серьезные противоречия, которые Резерфорд хотя и хорошо понимал, объяснить не мог. Тогда ведь еще не было квантовой механики. Без нее многие противоречия не могли быть разрешены. Кроме того, не был открыт нейтрон, оказавшийся важным связующим звеном для объяснения структуры атома и происходящих в нем процессов.

По представлениям Резерфорда, вокруг массивного ядра по орбитам вращались электроны и вся система представляла некоторое подобие Солнечной системы. Поэтому модель называли планетарной. Но как могли электроны вечно вращаться вокруг ядра? До квантовой механики физики могли пользоваться для объяснения подобных явлений учением Максвелла, его электродинамикой. Согласно теории Максвелла электрон не мог бесконечно обращаться вокруг ядра, так как, излучая при своем движении энергию в виде периодически меняющегося электромагнитного поля, он неминуемо должен был бы упасть на ядро.

В 1911 году в физике произошло важное событие. Профессор Кембриджского университета шотландец Чарлз Вильсон создал удивительный прибор для наблюдения следов-треков отдельных альфа-частиц. Прибор получил название камеры Вильсона. Он сразу завоевал известность среди физиков, изучающих атомы и ядра; им широко пользуются и сегодня. Камера Вильсона, правда, в модернизированном виде и даже под другими названиями, играет большую роль в экспериментальном изучении процессов микро- и субмикромира.

Резерфорд высоко оценил возможности камеры Вильсона для экспериментаторов. Он сказал, что это «самый оригинальный и удивительный инструмент в истории науки».

На ежегодном традиционном обеде в Кавендишской лаборатории Резерфорд выразил свое восхищение прибором, изобретенным Вильсоном. По словам Нильса Бора, присутствовавшего при этом, небольшая речь Резерфорда была проникнута почти детской радостью от того, что в камере Вильсона можно было буквально видеть рассеяние альфа-частиц.

Многие прославленные физики-экспериментаторы восхищались этим прибором.

Фредерик Жолио-Кюри усовершенствовал камеру Вильсона, благодаря чему удалось увеличить длину трека в 76 раз, — это значительно улучшило возможность наблюдения. Ему принадлежат слова: «Ну разве это не величайший эксперимент в мире? Бесконечно малая частица, выброшенная в цилиндр камеры, сама отмечает свой путь мельчайшими частичками тумана!».

Вильсон говорил Бору, что идея создания камеры возникла у него, когда он в утренние часы наблюдал туманы, окутывавшие высокие горы Шотландии. Между прочим это были те самые горы, которые еще один выдающийся физик — Игорь Евгеньевич Тамм как альпинист считал идеальными для скалолазания.

Нильс Бор проходил тогда практику у Дж. Томсона в Кевендишской лаборатории. После завершения ее он не вернулся в Данию. Весной 1912 года Бор переехал в Манчестер и с разрешения Резерфорда присоединился к группе его сотрудников. Интересы этой группы были сосредоточены на изучении атомного ядра.

«В это время, — писал Бор, — вокруг Резерфорда сгруппировалось большое число молодых физиков из разных стран мира, привлеченных его чрезвычайной одаренностью как физика и редкими способностями как организатора научного коллектива. Хотя Резерфорд был всегда поглощен ходом своих собственных работ, у него все же хватало терпения выслушивать каждого из этих молодых людей, если он ощущал у них наличии каких-то идей, какими бы скромными с его собственной точки зрения они ни казались».

В Манчестере у Резерфорда проходили практику и некоторые русские физики и химики: В.А. Бородовский (скончавшийся в молодом возрасте от туберкулеза), профессор Московского университета Н.А. Шилов, Ядвига Шмидт (работала у А.Ф. Иоффе в Ленинграде).

Профессор. Н.А. Шилов, описывая в 1914 году Манчестерский университет (называвшийся еще Оуэнс-колледжем), отмечал: «Лаборатория Резерфорда помещается в отдельном здании внутри двора. Ни снаружи, ни внутри она не отличается роскошью. Приборы — самые простые. Многое приходится налаживать или мастерить самому — в этом, конечно, большая польза. Все дается работающим бесплатно. Единственное материальное богатство лаборатории — это раствор полуграмма радиевой соли (для получения эманации) и значительный запас мезотория, радиотория и актиния».

Приведенные слова Н.А. Шилова еще раз свидетельствуют о суровой простоте обстановки, окружавшей Резерфорда, совершенно несоизмеримой с полученными в ней поразительными научными результатами.

Нильс Бор — один из величайших физиков XX столетия, в те времена еще очень молодой человек — занялся в Манчестере теоретическими исследованиями. Прежде всего его целью было ликвидировать противоречия, которые так явно обнаруживались в модели атома Резерфорда. Для него было совершенно ясно, что никакими способами нельзя согласовать устойчивость системы ядро — электроны с классическими принципами механики и электродинамики.

Что же делать? Бор видел выход в разработке новой теории, которая годилась бы для объяснения новых явлений микромира.

Еще Макс Планк, обнаружив в 1900 году характерную прерывистость некоторых природных физических явлений, обратил внимание на ограниченность классических теорий. Планк смог обосновать открытый им закон излучения черного тела, лишь сделав очень смелое допущение: что энергия колебания атомов вопреки классическим представлениям может иметь ряд вполне определенных значений. В ходе дальнейших исследований Эйнштейном было показано, что прерывистость присуща также свету, состоящему из отдельных квантов — частичек. Планк открыл тогда ставшую впоследствии известной постоянную Планка, или планковский квант действия. Формула Планка hv означала, что свет с частотой колебаний v должен поглощаться и испускаться в квантах энергии, величина которых пропорциональна v, помноженному на постоянную величину h, которая и есть универсальная постоянная Планка. Она равна 6,6·10^–27 эргов в секунду.

Макс Планк заложил первый камень в фундамент великого здания квантовой механики, построенного (но до сих пор полностью незавершенного) рядом выдающихся физиков-теоретиков, в числе которых можно назвать Нильса Бора, Макса Борна, Луи де Бройля, Эрвина Шредингера, Вернера Гейзенберга, Я.И. Френкеля, И.Е. Тамма, М. Дирака, В. Фока, Л. Ландау, Г. Бете и других.

Первые попытки использовать квантовые идеи Планка относились к объяснению модели атома Томсона.

Но решающий шаг был сделан Бором в Кембридже после создания ядерной модели атома. Применив идею прерывистости к модели Резерфорда, Бор сделал допущение, что атом может сколь угодно долго пребывать в совершенно определенных состояниях, которые зависят от орбит электронов. Согласно Бору электроны в атоме могут находиться на так называемых «разрешенных» орбитах. При переходе электрона с одной орбиты на другую происходит излучение или поглощение светового кванта. Таким образом, атом может существовать лишь в некоторых квантовых энергетических состояниях. Каждый переход электрона с более высокого энергетического уровня в меньший сопровождается излучением кванта. Частота излучения равна hv.

Когда Бор сообщил Резерфорду о разработанной им квантовой модели атома, Резерфорд оказался в некотором затруднении. Он, как рассказывал Бор, «не сказал, что это глупо, но он никак не мог понять, каким образом электрон, начиная прыжок с одной орбиты па другую, знает, какой квант нужно ему испускать. Я ему говорил, что это как „branching ratio“ (т.е. вероятность испускания альфа- и бета-частиц — Ф. К.) при радиоактивном распаде, но это его не убедило».

Справедливости ради стоит сказать, что позднее Резерфорд признал квантовую механику в отличие от некоторых выдающихся физиков эпохи «классической физики», для которых квантовые представления так и остались за пределами восприятия.

Автор теории относительности Альберт Эйнштейн тоже не сразу принял открытие Бора. Ознакомившись со статьей Бора, он заметил, что все ему понятно и близко к тому, что он сам был мог сделать; но если это правильно, то физика как наука кончилась. По-видимому, Эйнштейн имел в виду столь близкую его уму и сердцу науку — старую доквантовую физику.

Лорд Релей — крупнейший английский физик «классической эпохи» — откровенно не одобрял квантовых идей Бора. Выступление Релея на заседании Британской ассоциации было предельно вежливым, но весьма однозначным: «Когда я был молод, я неукоснительно исповедовал некоторые принципы. Согласно одному из них человек, переваливший за шестьдесят, не должен высказываться до Поводу новых идей. Хотя я должен признаться, что теперь придерживаюсь его не столь строго, однако в достаточной степени для того, чтобы не принимать участия в этой дискуссии!»

Но на заседании Британской ассоциации у Вора нашлись и сторонники, горячо поддержавшие новые квантовые представления. Это были известные ученые, пользовавшиеся огромным авторитетом: Мари Кюри, Хендрик Антон Лоренц, Джемс Джинс, Джозеф Лармор.

Существенных успехов в изучении электронных оболочек и их взаимодействий с атомными ядрами наряду с Бором удалось достичь ученику Резерфорда молодому физику Генри Мозли.

В 1914 году началась первая мировая война. Манчестерская группа Резерфорда распалась. Сотрудники лаборатории были призваны в армию.

Резерфорд и его жена находились в Америке. После возвращения в Манчестер Резерфорд, как и другие физики, был мобилизован для работы над военными проблемами. По заданию военного ведомства он занялся разработкой акустических методов обнаружения подводных лодок. Немецкие субмарины наносили большие потери военным и торговым кораблям британского флота. Любопытно, что спустя много лет, в годы второй мировой войны ученик Резерфорда Джеймс Чадвик был также привлечен к этой проблеме. Но он разрабатывал не акустические, а электронные методы обнаружения с помощью радаров.

Война помешала ученикам Резерфорда продолжать многообещающие научные исследования. Генри Мозли, которого Резерфорд считал своим талантливейшим учеником, погиб в 1917 году в возрасте 28 лет. Джеймс Чадвик содержался в немецком концлагере в качестве военнопленного. Марсден сражался во Франции...

Нильс Бор покинул Манчестер и поддерживал лишь почтовую связь с Резерфордом из Копенгагена.

Резерфорд отдавал много сил работам военного значения; но некоторое время выкраивал и для продолжения собственных исследований. Он писал Бору в Данию (9 декабря 1916 года):

«Время от времени мне удается урвать свободные полдня, чтобы провести некоторые из моих собственных экспериментов, и я думаю, что получил результаты, которые в конце концов окажутся чрезвычайно важными. Мне очень хотелось бы обсудить все эти вещи вместе с вами здесь. Я обнаруживаю и подсчитываю легкие атомы, приводимые в движение альфа-частицами, и эти результаты, как мне кажется, проливают яркий свет на характер и распределение сил вблизи ядра. Я также пытаюсь этим же методом взломать атом. В одном из опытов результаты представляются обнадеживающими, но потребуется уйма работы, чтобы их подтвердить. Кей помогает мне и в настоящее время является специалистом по подсчетам».

В этом письме Резерфорд скромно говорит о своих попытках «взломать атом». Эти попытки увенчались полным и потрясающим успехом. Новый взлет резерфордовского гения привел к открытию, которое впоследствии революционизировало всю науку и технику современности. Был дан первый сигнал к началу атомного века. Резерфорд в Манчестерской лаборатории расщепил атомное ядро.

Дальнейшее развитие опытов по расщеплению легких ядер происходило позже уже в Кевендишской лаборатории Кембриджского университета. Но принципиальные результаты были получены Резерфордом уже в Манчестере.

Мысль об этом опыте возникла у Резерфорда при наблюдении в камере Вильсона и в сцинтилляционном счетчике загадочных треков (следов), гораздо более длинных, чем треки альфа-частиц, хорошо знакомые ему по бесчисленным опытам. Он подумал, что существуют какие-то неизвестные ему причины резкого удлинения пробега альфа-частиц. Другое предположение (оно оказалось правильным) заключалось в том, что длинные следы оставляют другие неопознанные частицы. Перед исследователем возникла задача выяснить, какое из двух предположений истинно.

Для получения ответа на свои вопросы Резерфорд решил выполнить серию опытов по бомбардировке альфа-частицами различных веществ. Он построил прибор, который нам кажется теперь необыкновенно простым. Но мы должны признать также, что только он был наиболее пригоден для наглядного решения задачи. В нем мишенями для бомбардировки должны были быть газы (т.е. легкие атомы), а не металлические пластинки, обычно использовавшиеся Резерфордом во многих предыдущих экспериментах.

Собственноручно построенный Резерфордом прибор, с помощью которого ему удалось впервые расщепить ядра атомов легких элементов, схематически изображен на рисунке.

Рис. 2. Прибор Резерфорда

Латунная трубка 6 длиной 20 сантиметров с двумя кранами наполняется газом. Внутри трубки находится диск радиоактивного излучателя 7, испускающего альфа-частицы. Диск этот укреплен на стойке, двигающейся по рельсу 4. Во время опыта один конец трубки закрывался матовой стеклянной пластинкой, а другой конец — латунной пластинкой (прикрепляемой воском). Маленькое прямоугольное отверстие в латунной пластинке закрывалось серебряной пластинкой 3. Серебряная пластинка обладала способностью задерживать альфа-частицы, эквивалентные слою воздуха толщиной примерно 5 сантиметров. Против отверстия помещался люминесцирующий экран из цинковой обманки. Для счета сцинтилляций исследователь пользовался зрительной трубой 1.

Латунная трубка 6 длиной 20 сантиметров с двумя кранами наполняется газом. Внутри трубки находится диск радиоактивного излучателя 7, испускающего альфа-частицы. Диск этот укреплен на стойке, двигающейся по рельсу 4. Во время опыта один конец трубки закрывался матовой стеклянной пластинкой, а другой конец — латунной пластинкой (прикрепляемой воском). Маленькое прямоугольное отверстие в латунной пластинке закрывалось серебряной пластинкой 3. Серебряная пластинка обладала способностью задерживать альфа-частицы, эквивалентные слою воздуха толщиной примерно 5 сантиметров. Против отверстия помещался люминесцирующий экран из цинковой обманки. Для счета сцинтилляций исследователь пользовался зрительной трубой 1.

Когда Резерфорд наполнил трубку азотом, то в поле зрения появились частицы, оставляющие очень длинный след, подобно тому, что он уже наблюдал. Конечно, Резерфорд, прежде чем прийти к определенным выводам, проделал еще много опытов. Но окончательное заключение было таково: при столкновении альфа-частиц с ядрами атомов азота некоторые из этих ядер разрушаются, испуская ядра водорода — протоны, а затем происходит образование ядра кислорода.

Колоссальное значение этого открытия было с самого начала ясно самому Резерфорду и его сотрудникам. Впервые в лаборатории осуществилось расщепление атомных ядер. Непоколебимые, как казалось до этого, представления о «неразложимости» химических элементов были наглядно опровергнуты. Открывались совершенно новые и удивительные возможности искусственного получения одних элементов из других, выделения огромной энергии, содержащейся в ядрах, и т.д.

Нильс Бор в статье, озаглавленной «Э. Резерфорд — основоположник науки о ядре», впоследствии писал: «В июле 1919 года, когда после заключения перемирия стало возможным свободное передвижение, я отправился в Манчестер навестить Резерфорда и узнать поподробнее о его крупнейшем открытии — открытии управляемых, или так называемых искусственных ядерных превращений, которым он положил начало тому, что любил называть „современной алхимией“, и которое с течением времени привело к столь ужасающим последствиям, дав в руки человека господство над силами природы».

Во время визита Бора в Манчестер Резерфорд сообщил ому, что должен принять важное решение: он приглашен занять должность руководителя Кевендишской лаборатории Кембриджского университета. Резефорду трудно было расстаться с Манчестерской лабораторией, но и предложение было чрезвычайно интересным. Вакансия открылась в 1919 году в связи с уходом в отставку семидесятилетнего Джозефа Томсона. Правда, маститый ученый не думал прекратить работу. Но ему уже было трудно руководить разросшейся Кевендишской лабораторией с усложнившимися административными и организационными обязанностями.

Академик А.Ф. Иоффе посетил Кевендишскую лабораторию в конце двадцатых годов и был представлен Резерфордом Томсону. Он писал из Кембриджа: «Томсон в то время был уже очень стар, но продолжал еще работать и руководить научными работами. Однако он был скорее реликвией, напоминавшей великие достижения эпохи открытия электронов. ...Электронная физика эпохи Томсона перешла в Кембридже, да и во всем мире, в ядерную физику Резерфорда...»

Резерфорд стал четвертым кевендишским профессором и в этой должности находился 18 последних лет своей жизни. До него Кевендишской лабораторией, основанной в 1874 году, руководили великие английские физики Максвелл, Релей и Томсон.

Совет Кембриджского университета не мог выбрать лучшей кандидатуры, достойной продолжения этого списка.

Когда Резерфорд после 20 лет активнейшей деятельности в Монреале и Манчестере приехал в Кембридж, он был уже крупнейшей фигурой в мировой физике, считался непревзойденным экспериментатором и выдающимся мыслителем. Его исследования способствовали развитию теоретической физики, которой придавалось все более важное значение.

Резерфорд внимательно следит за тем, как теория относительности завоевывает все новых сторонников среди ученых. Он видит успехи квантовой механики, основанной его учеником Бором. В то время еще никто не может связать все эти достижения с перспективами, открывающимися в результате успешных опытов самого Резерфорда по расщеплению ядер легких элементов. Но именно так будет. Пока еще недостает звеньев цепи, которая приведет человека к овладению ядерной энергией. Важнейшим в этом ряду станет открытие нейтрона, сделанное учеником Резерфорда позднее. Но пока в 1920 году Резерфорд, размышляя о строении атома, приходит к выводу, что в ядре должна существовать и нейтральная частица. Иначе говоря, он предсказывает существование нейтрона, впоследствии открытого экспериментально в его лаборатории.

Американский профессор С. Девоне работал в Кевендишской лаборатории в последние годы жизни Резерфорда (1935...1937). Он писал: «Резерфорд — личность и Кевендишская лаборатория — научное учреждение слились воедино и вместе они излучали такой ослепительный свет, который редко встречается в жизни. Если Монреальский период характеризуется личными достижениями, манчестерский — Резерфорда и его школы, то в Кембридже Резерфорд уже олицетворял собой великую Кевендишскую Традицию, был частью ее славы».

В приведенной цитате явно ощущается попытка охарактеризовать главные периоды научной деятельности Резерфорда. Это естественно для Девонса — ученого, стремящегося к точной классификации. Но разбивка Девонса дает лишь приблизительное представление о главных периодах работы Резерфорда в Канаде и Англии. На самом деле все гораздо сложнее, в частности, потому, что работы самого Резерфорда невозможно отделить от работ его учеников.

Резерфорд сделался Кевендишским профессором в возрасте 48 лет. Когда-то он впервые вошел в это примечательное здание на Фри скул лэйн молодым провинциальным парнем, приехавшим из Новой Зеландии. Он впервые испытал тогда здесь ни с чем не сравнимую радость исследовательской работы.

Теперь все было и так и иначе. В знакомых комнатах стояли те же добротные массивные столы с грубовато сделанными установками и сплетениями проводов. Поблескивали стекло и медь старомодных солидных физических приборов... Но работали в этих старых стенах представители нового поколения ученых. Несмотря на то, что недавно окончилась мировая война, в Кевендишской лаборатории было сейчас очень много молодежи — гораздо больше, чем в прежние времена.

1919 год проходит под знаком интенсивной работы Резерфорда по расщеплению ядер. Он получает экспериментальное подтверждение ранее уже установленного им положения — что небольшое количество атомов азота при бомбардировке распадается, испуская быстрые протоны — ядра водорода. В свете позднейших исследований, писал Резерфорд, «общий механизм этого превращения вполне ясен. Время от времени альфа-частицы действительно проникают в ядро азота, образуя на одно мгновение новое ядро типа ядра фтора с массой 18 и зарядом 9. Это ядро, которое в природе не существует, чрезвычайно неустойчиво и сразу же распадается, выбрасывая протон и превращаясь в устойчивое ядро кислорода с массой 17...»

Итак, азот — тот самый элемент, у которого в результате бомбардировки альфа-частицами происходит расщепление ядер и он превращается в водород и кислород. Резерфорд в своем сообщении приводит запись этого процесса, напоминающую химическое уравнение. Осуществлена первая ядерная реакция, столь важная для продвижения человека к овладению ядерной энергией. Правда, Резерфорд открывает ядерные реакции лишь в легких элементах. Освободить же ядерную энергию удалось лишь позднее путем расщепления тяжелых ядер, в частности, урана. Но в те времена ученые, в том числе и Резерфорд, не имели средств для этого.

Резерфорд подсчитал, что превращения ядер азота происходят крайне резко — одна альфа-частица из 50 тысяч оказывается достаточно близко к ядру азота, чтобы быть захваченной. Сотрудник Резерфорда Патрик Блеккет сфотографировал следы нескольких сотен тысяч альфа-частиц в наполненной азотом камере Вильсона. Он зарегистрировал всего несколько случаев превращений ядер азота.

В результате длительных экспериментов Резерфорду удалось вызвать ядерные реакции в 17 легких элементах. В их числе были бор, фтор, натрий, алюминий, литий, фосфор. Он также пытался путем бомбардировки альфа-частицами вызвать ядерные реакции в некоторых тяжелых элементах, расположенных в конце периодической таблицы. Однако это ему не удавалось. С увеличением атомного номера элемента количество ядерных превращений уменьшалось. У элементов тяжелее аргона с атомным номером 18 совсем уже не наблюдались превращения (не обнаруживались протоны, свидетельствующие о расщеплении).

Продолжая опыты по расщеплению ядер, Резерфорд пришел в следующему выводу: хотя альфа-частицы и обладают большой энергией, но для проникновения в ядра элементов они все же являются недостаточно мощными снарядами. Он решил повысить энергию частиц, разгоняя их в высоковольтной установке. Так был сделан первый шаг в развитии ускорительной техники. В наше время гигантские ускорители стали обычным орудием исследования ядерной физики.

Ученики Резерфорда Кокрофт и Уолтон, вдохновленные идеями своего учителя и при его большой поддержке построили в Кевендишской лаборатории высоковольтную установку для разгона заряженных частиц — протонов. Протоны разгонялись до энергии 600 тысяч электрон-вольт, что для того времени было большим достижением.

Патрик Блеккет по этому поводу писал: «Инженерные масштабы таких экспериментов, как работы Кокрофта и Уолтона, для большинства физиков того времени были недостижимы. Подобно академику Капице, Кокрофт был инженером-электриком, превратившимся в физика. Работы Кокрофта и Уолтона и американского физика Лоуренса в Беркли (США) положили начало Машинного века в ядерной физике, высшим достижением которого сегодня является Серпухов, Брукхейвен и Женева (имеются в виду крупнейшие в мире ускорители. — Ф. К.)».

Резерфорд, поддерживая Кокрофта и Уолтона, прекрасно понимал неизбежность перехода к «Машинному веку» в ядерной физике, где исследователю невозможно обходиться обычными методами доядерной экспериментальной физики.

Но заметим, что открытие Чадвиком в Кевендишской лаборатории нейтронов было результатом экспериментальной работы, проделанной в старых традициях Резерфорда. Для этого сенсационного открытия исследователю потребовалась простая аппаратура, но зато большое вдохновение и физическая интуиция.

Однако, несмотря на создание новых методов ускорения частиц, Резерфорд не менял своего мнения о невозможности практического использования внутриядерной энергии. Он говорил, что атом всегда склонен вести себя не как источник энергии, а как «прорва», поглощающая энергию. Нужно израсходовать больше энергии на расщепление атома, чем можно получить ее в результате этого. Правда, это предположение Резерфорд высказывал главным образом до открытия нейтрона. Появление на сцене нейтрона оживило перспективы использования внутриядерной энергии. Успехи ядерной физики в тридцатых годах нашего века были вдохновлены работами Резерфорда в области осуществления ядерных реакций.

В исследования включились экспериментаторы и теоретики различных стран. Исключительно важные результаты в этот период были получены Ирен и Фредериком Жолио-Кюри в Париже, Энрико Ферми в Риме, Отто Ганом и Лизе Мейтнер в Берлине. В Советском Союзе были опубликованы важные работы Я.И. Френкеля, И.В. Курчатова, Ю.Б. Харитона, Я.Б. Зельдовича.

Вскоре после открытия нейтрона, за которое Чадвик получил Нобелевскую премию, Резерфорд в одной своей лекции проанализировал это крупнейшее открытие. Ученый показал, что нейтральная незаряженная частица может сыграть большую роль в использовании ядерной энергии.

Резерфорд также говорил, что открытие нейтрона и экспериментальное доказательство его эффективности в осуществлении ядерных реакций создают огромные перспективы. Но нужно найти способ производства большого количества медленных нейтронов при малой затрате энергии для этого.

Резерфорд не дожил всего несколько лет до того, как Отто Ган и Лизе Мейтнер открыли деление урана. Это открытие, по словам Патрика Блеккета, «в известном смысле явилось последним из великих открытий в собственно ядерной физике, отличающейся от физики элементарных частиц. Резерфорд не дожил до кульминационного пункта развития направления, которое фактически было областью всей его научной деятельности».

Но сбылось предсказание Резерфорда о том, что с помощью бомбардировки нейтронами можно будет освобождать внутриядерную энергию. После ряда выдающихся открытий физики осуществили, наконец, путем нейтронной бомбардировки определенной критической массы урана такую ядерную реакцию, которая была названа цепной. Цепная реакция дает непрерывное выделение колоссальной внутриядерной энергии. Именно цепной процесс имел в виду Резерфорд, говоря о нем за 13 лет до того, как Энрико Ферми на основе этого процесса построил в Чикаго первый ядерный реактор.

В огромном числе идей и достижений Резерфорда одна его работа, выполненная в конце жизни, имеет непосредственное отношение к использованию термоядерного синтеза.

Резерфорд вместе со своим учеником Марком Олифантом (который, по наблюдению Нильса Бора, и общим складом характера, и необыкновенной работоспособностью напоминал самого Резерфорда) занимался бомбардировкой ускоренными частицами — протонами и дейтронами — мишеней из изотопа лития. Эти эксперименты теперь считаются классическими. Они привели к открытию изотопа водорода Н3 — дейтерия и изотопа гелия Не3 — трития. Эти изотопы впоследствии позволили поставить на реальные рельсы проблему термоядерного синтеза. Открытие трития позволило создать водородную бомбу. Дейтерий и тритий — возможные исходные материалы для термоядерного синтеза в термоядерных реакторах будущего. Об этом говорил академик И.В. Курчатов во время посещения в 1956 году Британского Научно-исследовательского центра ядерных исследований в Харуэлле.

Всего лишь через два года после смерти Резерфорда работы по овладению ядерной энергией приняли гигантский размах, особенно в США, где сконцентрировались многие европейские физики. Вырисовывались контуры сверхмощной атомной бомбы, в которой цепное деление урана происходило в виде гигантского взрыва, несравненно более мощного, чем любой взрыв, произведенный обычными взрывчатыми веществами.

Ученик и последователь Резерфорда Марк Олифант писал о распространенном мнении, что Резерфорд был величайшим физиком-экспериментатором после Фарадея. От себя же он добавлял к этому, что в некоторых отношениях вклад Резерфорда в науку более значителен, нежели вклад Фарадея и Эйнштейна. Фарадей работал в одиночку; Эйнштейн имел лишь несколько ближайших сотрудников. Резерфорд всегда был окружен учениками и поэтому оказал громадное влияние на развитие физики во всем мире.

Особенно много учеников работало вместе с Резерфордом в Кевендишской лаборатории. Многие из них впоследствии сделались известными учеными, лауреатами Нобелевской премии. Среди них были и советские физики.

Петр Капица был первым советским ученым, принятым Резерфордом в Кевендишскую лабораторию для стажировки. У Резерфорда в разное время работали советские физики-атомники: Ю.Б. Харитон, А.И. Лейпунский, К.Д. Синельников. В Кевендишской лаборатории побывали теоретики Я.И. Френкель и Л.Д. Ландау, а также Н.Н. Семёнов и другие выдающиеся ученые.

Главе крупнейшей научной школы физиков первой половины XX века Эрнесту Резерфорду были присущи весьма привлекательные черты, характеризующие его и как педагога, и вообще как человека. Вот как вспоминает о нем П.Л. Капица: «К людям он относился исключительно заботливо, особенно к своим ученикам. Приехав работать к нему в лабораторию, я сразу был поражен этой заботливостью. Резерфорд не позволял работать дольше 6 часов вечера в лаборатории, а по выходным дням не позволял работать совсем. Я протестовал, но он сказал: „Совершенно достаточно работать до 6 вечера, остальное время вам надо думать. Плохи люди, которые слишком много работают и слишком мало думают“.

Проявляя большую заботу о своих учениках и с исключительным тактом воспитывая в них интерес к научным исследованиям, Резерфорд никогда не отступал от своих педагогических принципов. Этих принципов было много. Один из них заключался в постоянном стремлении выработать в молодом человеке способность к самостоятельному мышлению. Капица писал о Резерфорде: „Он многим готов был пожертвовать, чтобы только воспитать в человеке независимость и оригинальность мышления, он окружал его всевозможными заботами и всячески поощрял его работу. Он заботился о том, чтобы, если у человека есть свое, это было бы отмечено. Сам он это всегда отмечал на своих лекциях. Если кто-нибудь при опубликовании своей работы забывал оговорить, что данная идея собственно не его, Резерфорд моментально это отмечал. Он всячески следил, чтобы была полная справедливость, чтобы был соблюден точный приоритет“.

Высокий авторитет Резерфорда в научном мире с исключительной силой привлекал к нему исследователей. На стажировку к Резерфорду в Англию приезжали молодые физики — уроженцы всех континентов.

В 1961 году П.Л. Капица в Институте физических проблем на приеме в честь Нильса Бора сказал: „Хочу обратить внимание наших молодых физиков, что надо выбирать себе „хозяина“ в науке. Нильса Бора привели к Резерфорду те же импульсы, что затем привели и меня. В Резерфорде было что-то непреодолимо привлекательное, как в Шаляпине. Кто хоть раз слышал Шаляпина, тот стремился вновь и вновь услышать его; всякий, кому посчастливилось говорить с Резерфордом, искал новых встреч с ним“.

Профессор Колумбийского университета американский физик Сэмюэль Девонс — участник московского коллоквиума „100-летие со дня рождения Резерфорда“ в своих воспоминаниях отметил, что „Резерфорд излучал интеллектуальную власть“, которая к нему с исключительной силой привлекала молодых исследователей.

Воспоминания Девонса относятся к более позднему времени, чем Капицы. Разумеется, годы не пощадили и Резерфорда. Но сути его они изменить не смогли.

Девонс отметил, что и в его времена постаревший Резерфорд продолжал так же заботливо, как раньше, относиться к своим ученикам. Правда, он уже не сам обходил лаборатории, а поручал это делать своим старшим сотрудникам. Если „обходящий“ сотрудник заставал в лаборатории студентов, то говорил кратко и вежливо: „Господа, пора уходить“. Бывало, кто-нибудь из молодых людей протестовал против „насильственного удаления“. Тогда следовали язвительные слова сотрудника: „Если вам не удалось сделать то, что надо было сделать до 6 часов, то вряд ли вам вообще когда-нибудь удастся это сделать. Идите домой и хорошо подумайте“.

Назначив Марка Олифанта своим заместителем по науке, Резерфорд многократно напоминал ему: всякому, кто имеет собственные идеи, нужно помочь их осуществить, даже если они кажутся не особенно важными или вообще невыполнимыми, ибо ошибки учат не меньше, чем успехи.

Олифант вспоминал также обращенные к нему слова Резерфорда: „Не забывайте, что многие идеи ваших мальчиков могут быть лучше ваших собственных, и никогда не следует завидовать успехам ваших учеников“. В этом замечании проявляется благородное и справедливое отношение Резерфорда к молодым исследователям, чьи идеи и экспериментальные результаты он всегда отмечал в своих статьях и лекциях.

Вот что писал академик Ю.Б. Харитон о Резерфорде, подчеркивая роль его личных качеств в воспитании молодых исследователей: „Резерфорд был учителем в самом высоком смысле этого слова. Он никогда не навязывал ученикам свои идеи и всячески поддерживал все проявления самостоятельного образа мышления. Он никогда не жалел „отдавать“ на разработку свои мысли. Многие работы, не носящие его имени, обязаны ему своим происхождением. Резерфорд не любил входить в детали работы молодых учеников, считая, что слишком глубокое участие в работе подавляет инициативу. Но он чрезвычайно внимательно анализировал и обсуждал результаты, проявляя ко всем вопросам неисчерпаемый интерес, вдохновляя и увлекая каждого, кто имел с ним дело. Он проявлял строгие требования к изложению результатов, часто заставлял полностью переделывать уже написанные статьи“.

Авторитет Резерфорда в Кевендишской лаборатории был выше всяких слов. Новички, приезжавшие сюда для работы, прежде всего изучали его привычки. Если Резерфорд шел по коридору, бодро напевая песню „Вперед, солдаты Христа“ (песня узнавалась скорее по словам, чем по мотиву), то это означало, что дела в лаборатории обстояли благополучно и даже хорошо. Если же Резерфорд произносил нараспев слова панихиды, это означало, что работа не ладилась или что кто-то из сотрудников разбил дорогой прибор.

Перед лекцией Резерфорд извлекал из кармана кипу листочков и почтовых открыток с собственными заметками; однако пользовался ими редко. Все, что он говорил студентам, по словам Фезера, возбуждало его собственный энтузиазм. Резерфорд считал себя „верховным хранителем фактов“. Он говорил, что, не изучив все факты до конца, нельзя заниматься созданием гипотез и моделей.

Ежедневно в половине пятого Резерфорд собирал сотрудников в специально отведенной комнате (или у себя дома) для беседы за чашкой чая. Во время этих „файв о клок ти“ оживленно обсуждались научные вопросы, результаты экспериментов. Резерфорд быстро вникал в суть обсуждавшихся вопросов, указывал ошибки, предлагал новые решения. Иногда разговор отклонялся от науки и переходил к политике, искусству, литературе, спорту. Интерес к этим областям никогда не угасал у Резерфорда, даже тогда, когда его работа в лаборатории была особенно утомительной и трудной.

Профессор Девид Шенберг рассказывал, что Резерфорд руководил своими учениками как „благодушный отец семейства“.

Как правило, могучий голос Резерфорда, раздававшийся в коридоре, предупреждал о его приближении, и сотрудники успевали собраться с мыслями перед встречей со своим верховным главой. Именно этот сигнал, как говорили в Кембридже, дал Капице повод назвать Резерфорда Крокодилом по аналогии с персонажем английской популярной книжки для детей Питера Пэна. Герой этой книжки — Крокодил проглотил будильник, и с тех пор тикание предупреждало о приближении страшного зверя. Раньше Крокодил появлялся без предупреждения и. пугал детей. Прозвище закрепилось среди учеников на долгие годы.

Резерфорду не были чужды и чудачества, как это полагается перегруженным умственной работой профессорам. Шенберг писал о том, что Резерфорд делил науку на физику и собирание почтовых марок. Но, по мнению Резерфорда, собирание марок могло перерасти в физику, если находилось достаточно много фактов и наблюдений. Химию Резерфорд относил также к собиранию марок. Представляя однажды аудитории знаменитого голландского ученого и своего друга Питера Дебая, Резерфорд сказал почти серьезно: „Хотя он и химик, но неплохой парень“.

В жизни Резерфорда юмор играл огромную роль. Марк Олифант писал, что рассмешить Резерфорда ничего не стоило. Он не только живо отзывался на различные шутки и смешные истории, но и сам любил рассказывать всякие анекдотические случаи и делал это шумно и весело.

Резерфорд, по свидетельству друзей, сотрудников и учеников, был прогрессивным человеком, всегда придерживавшимся высоких моральных принципов. Он участвовал в составлении меморандума о создании Совета академической помощи для сбора миллиона фунтов стерлингов в фонд помощи нуждающимся ученым — беженцам из фашистской Германии. Резерфорд возглавил этот Совет и председательствовал на митинге в Альберт-Холле в Лондоне, где были собраны крупные денежные средства. В своем вступительном слове перед десятитысячной аудиторией он сообщил, что более 1000 университетских профессоров лишены возможности продолжать работу и не имеют средств к жизни. „Каждый из нас, — сказал Резерфорд, — вправе иметь собственные политические взгляды, но в этой работе по оказанию помощи все политические разногласия должны быть отброшены перед жизненной необходимостью успешно сохранить этих людей — носителей знания и опыта, которые в противном случае будут потеряны для мира“.

Главным оратором на митинге в Альберт-Холле был Эйнштейн. Он сказал в своей речи: „В мою задачу не входит выступать в роли судьи поведения нации, которая многие годы считала меня своим членом... Сегодня нас волнует другой вопрос: как спасти человечество и его духовные достижения, наследниками которых мы являемся?“

По свидетельству близко знавших его людей, Резерфорд ненавидел войну и насилие любого рода. Приведем письмо знаменитого немецкого физика Макса Борна ученику и сотруднику Резерфорда Джеймсу Чадвику.

„Дорогой Чадвик!

Я только что прочел вашу резерфордовскую мемориальную лекцию, опубликованную в полученном сегодня журнале. Мне хочется сказать вам, как мне нравится ваша лекция. Вы прекрасно показали образ этого человека и дали оценку его работ. Мое непродолжительное общение с ним является одним из наиболее дорогих воспоминаний, ибо это был величайший из людей, которых я встречал, включая даже Эйнштейна. Меня все время волнует один вопрос: каково было бы его отношение к современному положению физики в нашем политическом мире? Припоминаю следующий случай. Когда я приехал в 1933 г. в Кембридж, там был также химик Фриц Габер. Это был порядком надломленный человек, лишенный своего положения, политического влияния, почитаемый, но никому не нужный эмигрант. Мне было жаль его, и я пригласил его жить у нас в доме на Хиллс Роуд, хотя и не был с ним в хороших отношениях, так как мне претила его политическая и военная активность во время первой мировой войны. Однажды моя жена и я спросили Резерфорда, не хочет ли он встретиться в нашем доме с Габером за чашкой чая. Он наотрез отказался; он не желал иметь никаких контактов с человеком, который изобрел химический способ ведения войны с помощью отравляющего газа. Хотел бы я знать, что сделал бы Резерфорд, если бы дожил до наших дней и увидел военное применение ядерной физики. Как трагично, что он не может указать нам правильный путь. А быть может, хорошо, что он умер до того, как эта дилемма встала перед нами во весь рост?

11 августа 1954, Германия. Искренне ваш М. Борн“.

Резерфорд до конца своих дней не верил, а может быть, не хотел верить в возможность создания ядерного оружия огромной мощности.

Уже после смерти Резерфорда физик-атомник Фредерик Жолио-Кюри посвятил многие годы борьбе с угрозой атомной войны, борьбе против применения любого атомного оружия в конфликтах между странами.

Выдающаяся и разносторонняя личность Резерфорда производила огромное впечатление на всех его сотрудников, учеников и тех, кто общался с ним даже в течение короткого времени или видел хоть однажды.

Марк Олифант отмечал, что „энтузиазм Резерфорда был заразителен, а обаяние его личности распространило его влияние далеко за пределы чисто профессиональных контактов...“

Многие из сотрудников Резерфорда впоследствии писали об этой неповторимой личности. Но, может быть, наиболее яркие страницы воспоминаний о Резерфорде принадлежат его любимому ученику П.Л. Капице. Вот строки из этих мемуаров.

„Наружностью он был довольно плотный, роста выше среднего, глаза у него были голубые, всегда очень веселые, лицо очень выразительное. Он был подвижен, голос у него был громкий, он плохо умел его модулировать, вполголоса он говорить не мог. Когда профессор входил в лабораторию, все знали об этом, и по интонации можно было судить — в духе профессор или нет. Во всей его манере общения с людьми сразу с первого слова бросались в глаза его искренность и непосредственность. Ответы его были всегда кратки, ясны и точны. Проводить время в его обществе было исключительно приятно. Когда ему что-нибудь рассказывали, он немедленно реагировал, что бы это ни было. С ним можно было обсуждать любую проблему — он сразу начинал охотно говорить о ней“.

Капица писал, что фундаментальные эксперименты Резерфорда в области определения основных свойств атома и его ядра по своему значению, несомненно, равны фундаментальным открытиям, которые были сделаны гениальными физиками Галилеем, Франклином, Ньютоном, Ломоносовым, Фарадеем, Герцем.

Резерфорд скончался 19 октября 1937 года во время операции. Незадолго до этого дня ему исполнилось 66 лет.

Его ученик Норман Фезер посетил Резерфорда за несколько дней до его смерти. Резерфорд был уже тяжело болен. Леди Резерфорд подала на стол чай и пирожные. Но к пирожным никто не притронулся. После недолгой беседы Резерфорд проводил Фезера по песчаной дорожке и у калитки неожиданно быстро повернулся и пожал гостю руку. Это, по словам Фезера, было необычно и поразительно. Резерфорд не имея обыкновения пожимать руки своих сотрудников. Через час Резерфорд позвонил Фезеру в лабораторию и спросил, как проходит опыт. Больше Фезер никогда уже не слышал этого голос». Спустя 5 дней Резерфорд умер.

Нильс Бор получил известив о смерти Резерфорда, когда находился в Болонье (Италия), где отмечалось двухсотлетие со дня рождения великого итальянского ученого Луиджи Гальвани. Он сразу же на самолете отправился в Кембридж.

«Совсем недавно, — писал Бор в воспоминаниях о Резерфорде, — я был здесь (в Кембридже. — Ф. К.), видел Резерфорда, полного сил, бодрого, как всегда, и вот теперь я снова встретился с Мери Резерфорд при таких подлинно трагических обстоятельствах. Мы говорили с ней о замечательной жизни Эрнеста, на всем протяжении которой она была ему верным товарищем с их ранней юности, и о том, как для меня Резерфорд стал вторым отцом».

Прошло много лет с тех пор, как умерла и Мери Резерфорд, и дочь великого ученого Эйлин-Мери, и его близкий друг и ученик Нильс Бор...

Резерфорд похоронен в соборе святого Павла, известном и как Вестминстерское аббатство. Его саркофаг установлен в одном из нефов собора, названном «Уголком науки» (Sience corner).

Здесь погребены великие английские ученые, которые принесли славу своему народу и науке — Исаак Ньютон, Майкл Фарадей, Чарлз Дарвин, Вильям Гершель. Простой памятник над прахом Резерфорда подчеркивает скромность этого человека, который сумел проникнуть в таинственную глубь атома и создать новую науку, поистине потрясшую мир.

Петр Леонидович Капица

Открытия. Идеи. Путешествия

Петр Леонидович Капица принадлежит к универсальным ученым, редким в наше время. Он выдающийся физик-экспериментатор и теоретик — автор ряда работ по теории маятника, шаровой молнии и других; смелый инженер-конструктор и создатель сложных и оригинальных машин; профессор высшей школы и лектор; организатор науки — один из первых ученых, применивших в физических исследованиях современные индустриальные методы и оборудование.

Капица любит искусство, особенно живопись, театр, литературу. Его интересуют международные проблемы. Встречаясь со многими людьми, в том числе и с теми, кто не принадлежит к научным кругам, Капица неизменно восхищается эрудицией, остроумием, независимостью и оригинальностью мышления, без которых, по его мнению, немыслима яркая индивидуальность.

Капица приехал в Москву поздней осенью 1934 года. Он остановился в гостинице «Метрополь», где для него был заранее заказан номер. В том году осень была неприветливой. Почти каждый день город обволакивали серые тяжелые тучи. Они давили на людей, это сказывалось на настроении.

По улице, где расположена знаменитая гостиница, мимо Большого театра ползли с въедливым звоном старые облезшие трамваи. Большие красные автобусы гудели во всю мощь своих клаксонов. С Петровки или Большой Дмитровки выезжали редкие в городе извозчики. Старые дореволюционные дрожки угрожающе скрипели. Запряженные лошади, тощие и неухоженные, почти не реагировали на лихие оклики извозчиков и их жалостливо слабые удары кнутов.

Капица, приходя к себе в гостиницу или отправляясь на работу, всегда задумывался над этой странной сутолокой центра гигантского города. Как это было непохоже на безмятежное спокойствие коротких кембриджских улиц и маленьких площадей. Всегда тихо было и на особенно знакомой ему Фри скул лэйн, где находились «владения» Резерфорда.

Кое-что от кембриджских времен оставалось во внешности Капицы. В гостинице «Метрополь», где жили большей частью иностранцы, Капица легко сходил за одного из них. Когда он говорил по-английски, опытный лингвист мог услышать в его речи «кембриджский акцент», вернее некоторые выражения, употребляемые главным образом кембриджцами.

Ко времени приезда в Москву Капица был уже известным ученым. Он состоял членом-корреспондентом Академии наук СССР и действительным членом Лондонского Королевского общества.

Очень далеко от гостиницы «Метрополь», за Калужской заставой, по тем временам «у черта на куличках», на лесистом участке высокого правого берега Москва-реки начиналось строительство Института физических проблем, которому было суждено слиться с личностью и всей деятельностью Капицы. Он сам разработал проект своего института, отвечающего наивысшим требованиям, предъявляемым к современному научно-исследовательскому центру.

Капица впоследствии говорил об этом: «Была сделана попытка создать совершенный, передовой институт. Мне кажется, что эта цель достигнута, и институт можно считать не только одним из самых передовых у нас в Союзе, но и в Европе».

В те годы строительство такого института было делом очень трудным. Не хватало строительных материалов; было мало квалифицированных рабочих строителей.

Капица писал друзьям: «Дела идут медленно и плохо. Пока у меня не опускаются руки. Я хочу сделать все, чтобы восстановить здесь свою работу».

Наконец, трудности преодолены, и Институт физических проблем открылся.

А вскоре, в 1938 году, на очередных выборах Капица был представлен кандидатом в действительные члены Академии наук СССР. Четыре известных советских ученых академики С.И. Вавилов, А.Н. Бах, А.Н. Фрумкин и А.М. Терпигорев в записке, поданной в Академию наук, дали высокую оценку научной деятельности П.Л. Капицы.

«П.Л. Капица, — писали ученые, — несомненно один из наиболее блестящих физиков-экспериментаторов нашей страны... В 1921 г. П.Л. Капица был командирован в Англию, где и работал 14 лет, сначала под руководством Резерфорда, а затем руководителем отдельной лаборатории. За эти годы П.Л. Капица своими работами выдвинулся в ряды наиболее выдающихся физиков-экспериментаторов и в мировом масштабе... Мы полагаем, что по своим научным достижениям в области физики П.Л. Капица является чрезвычайно желательным членом в составе Академии наук». На цитированной записке стоит дата — 27/XI 1938 г.

И вот сейчас, в 1975 году, Капицу можно застать в том же просторном директорском кабинете, в тех же лабораториях и мастерских, которые составляют Институт физических проблем. Сколько воды утекло с тех пор. Сколько событий, подчас самых невероятных и поразительных, произошло в стенах этого известного научно-исследовательского центра!

Петр Леонидович Капица родился 9 июля 1894 года в Кронштадте (остров Котлин). Его отец — Леонид Петрович служил военным инженером в чине генерала и участвовал в строительстве военных укреплений на островах. Мать — Ольга Иеронимовна была дочерью известного ученого, действительного члена Российской академии наук Иеронима Ивановича Стебницкого. Она занималась педагогической работой, литературой и фольклором; была автором нескольких печатных трудов.

Учась в Кронштадтском реальном училище, юный Капица проявил особый интерес к физике и технике. В физическом кабинете он производил различные опыты, не все из них заканчивались благополучно...

Здание реального училища в Кронштадте сохранилось в неизменном виде и сейчас. В нем помещается школа-десятилетка. Капица бывал там много раз, в частности совсем недавно, весной 1972 года.

После окончания реального училища Капица поступил в Петербургский политехнический институт. Когда он был студентом третьего курса, началась война. Санкт-Петербург тотчас же переименовали в Петроград.

Скоро Капицу, как и многих студентов института, мобилизовали в армию. Он был направлен на польский фронт, где в качестве шофера санитарного отряда перевозил раненых с передовых линий. На грузовике, крытом брезентом, солдат Капица доставлял в госпитали молодых парней, таких же солдат, как он сам, но уже искалеченных снарядами, бомбами, минами, пулями.

После демобилизации Капица продолжал занятия в Политехническом институте. В 1916 году, еще не окончив курса, он уже работал в лаборатории А.Ф. Иоффе. В том же году в журнале Русского физико-химического общества (серия физическая) увидела свет первая научная статья Капицы «Приготовление волластоновских нитей».

Молодой исследователь изобрел принципиально новый метод приготовления тончайших кварцевых нитей, применяемых в физических измерительных приборах. Метод состоял в том, что вместо фильер для получения нити использовался лук со стрелами. Капица обмакивал наконечник стрелы в расплавленный кварц, затем натягивал тетиву и спускал ее. Стрела пролетала по коридору над разостланным бархатным полотном. Кварцевая нить падала на полотно. Этот экзотический метод, придуманный Капицей, указывал на его способность к совершенно необычным и неожиданным решениям поставленных задач.

В 1917 году произошла Великая Октябрьская социалистическая революция.

Идеи революционных социальных преобразований в отсталой России завладели умами многих преподавателей и студентов Петроградского политехнического института. Молодой физик, доцент А.Ф. Иоффе без колебаний занял место в рядах наиболее активной революционной интеллигенции. В 1918 году он в труднейших условиях основал в Петрограде один из первых в России научно-исследовательских институтов — ныне ордена Ленина Физико-технический институт Академии наук СССР имени А.Ф. Иоффе.

Капица оказался одним из первых научных сотрудников этого нового исследовательского института. Впоследствии институт сыграл исключительную роль в развитии советской физики, а воспитанная в нем научная школа А.Ф. Иоффе дала стране многих видных ученых-физиков. Ученик А.Ф. Иоффе академик Ю.Б. Харитон спустя полвека после создания Физико-технического института назвал этот исторический факт «проявлением высочайшего оптимизма» со стороны своего учителя.

Проводившийся А.Ф. Иоффе семинар, в котором участвовали молодые физики — его сотрудники и студенты, был первым в мире начинанием такого рода. В последующие годы научные семинары и другие формы общения ученых друг с другом получили широкое распространение во всем мире.

Капица был одним из активных участников семинара Иоффе. В 1919 году он уже зачислен преподавателем физики и механики Политехнического института. Позже семинар начал посещать физик-теоретик Яков Ильич Френкель. Он познакомил коллег с сенсационными открытиями Резерфорда в области атомной и ядерной физики. Участники семинара узнали от Френкеля о событиях, происходящих в далеком Кембридже: Резерфорд закончил опыты по расщеплению ядер легких элементов. Несколько позже Резерфорд предсказал возможность существования в ядре незаряженных частиц — нейтронов, открытых экспериментально гораздо позже.

В 1921 году Советское правительство приняло решение направить за границу несколько петроградских ученых. В эту группу входил А.Ф. Иоффе, который предложил командировать и П.Л. Капицу.

В.И. Ленин распорядился выдать крупную сумму в иностранной валюте для закупок за границей необходимого оборудования и литературы. Однако получить эти деньги и иностранные паспорта оказалось в той обстановке делом нелегким.

Но как бы то ни было, в мае 1921 года Капица приехал в Англию и был принят в Кембридж к Резерфорду в качестве студента-исследователя. Первое время он слушал лекции и работал в лаборатории, а через несколько лет уже сам читал лекции студентам Кембриджа.

Работа Капицы в Кевендишской лаборатории, руководимой Резерфордом, проходила успешно. Он быстро завоевывал доверие и дружеское расположение со стороны своего знаменитого учителя.

В Кевендишской лаборатории многие молодые исследователи изучали альфа-частицы, открытые в начале века Резерфордом. Капица по рекомендации Резерфорда занялся измерением импульса альфа-частицы. Для успешного выполнения задачи Капице потребовалось значительно искривить путь альфа-частиц. Это можно было сделать, только пропуская частицы через очень сильное магнитное поле, более сильное, чем применявшееся самим Резерфордом при исследованиях радиоактивности.

В те годы сравнительно сильное магнитное поле — до 25 тысяч эрстед — можно было получить с помощью электромагнита. Но эта величина была наивысшей в связи с существующим пределом насыщения железного сердечника. После насыщения напряженность магнитного поля практически перестает расти, как бы ни увеличивалась сила тока, питающего электромагнит.

Может быть, необходимо увеличить размеры установки? Так думал французский физик Клод. Он построил гигантский электромагнит весом в 100 тонн, израсходовав на него несколько миллионов золотых франков. Но установка Клода оказалась всего на 25 процентов эффективнее обыкновенного лабораторного электромагнита.

С помощью соленоида — катушки без железного сердечника — можно было получать гораздо более слабые магнитные поля — до 2 тысяч эрстед. Для питания соленоида, однако, требовался гораздо более сильный ток, чем для электромагнита. Предел роста напряженности магнитного поля наступал очень быстро, когда возрастало тепловое действие тока и соленоид просто расплавлялся. Жан Перрен во Франции предложил охлаждать соленоид жидким воздухом (t° = –190°). Расчеты показали, что при таком способе для получения магнитного поля в 100 тысяч эрстед понадобилось бы расходовать 25 килограммов жидкого воздуха в секунду, или 90 тонн в час. Проблема казалось неразрешимой.

Все же Капица выбрал именно соленоид и оригинально и просто решил проблему получения нужных ему мощных полей. Он применил катушку-соленоид с малым количеством витков. Через нее пропускался сильный электрический ток, но в очень короткий промежуток времени — всего в одну сотую секунды. Идея ученого состояла в том, чтобы пропускать ток через соленоид в течение столь короткого мгновения, за которое он не успеет расплавиться, но которое было бы достаточным для выполнения опыта (измерения). Иначе говоря, Капица избрал метод мощных импульсных полей.

В качестве источника тока в первых опытах Капица применил построенный им аккумулятор малой емкости. Его можно было заряжать в течение нескольких минут, а затем замкнуть накоротко через соленоид. В момент замыкания сила тока достигала 7 тысяч ампер, а напряженность магнитного поля составляла 100 тысяч эрстед в объеме около 2 сантиметров.

Позже Капица заменил аккумулятор мощным генератором переменного тока, построенным по особому проекту фирмой «Метрополитен-Виккерс» в Манчестере. В конструировании этого уникального генератора Капица участвовал как конструктор. Над проектом работал также советский инженер, позднее академик В.П. Костенко.

Построенный по специальному проекту генератор отличался от обычных генераторов подобного рода тем, что имел массивный ротор весом в 2,5 тонны, вращающийся со скоростью 2 тысячи оборотов в секунду. При коротком замыкании количество оборотов в сотую долю секунды резко снижалось. Происходил мощный удар, стремящийся разнести генератор. Гигантские силы возникали при этом и в соленоиде. В первых опытах соленоид разрывало на куски. Наконец, Капице удалось создать надежную конструкцию соленоида. Он оставался целым, даже когда радиальные силы, стремящиеся его разорвать, достигали 150 тонн (при магнитном поле около 300 килоэрстед), а давление на медную обмотку соленоида составляло 5...6 тысяч атмосфер.

Эта установка, которая сейчас молодым физикам кажется чуть ли не доисторической, находится в просторном зале первого этажа Института физических проблем. Генератор и соленоид отнесены на 20 метров друг от друга, потому что при коротком замыкании происходят колебания фундамента — небольшое землетрясение, которое во время опыта может нарушить работу чувствительных приборов. Когда генератор находится далеко от соленоида, такой опасности нет. Опыт длится всего сотую долю секунды; волна «землетрясения» дойдет до соленоида, когда опыт уже будет окончен.

С помощью своей установки Капица получал магнитные поля напряженностью до 320 тысяч эрстед. Это на порядок (т.е. в 10 раз) больше того, что достижимо при применении электромагнита.

В те годы установка Капицы в Кевендишской лаборатории как бы переводила на новую ступень экспериментальные исследования. До нее там не было таких сложных установок. Опыты Резерфорда и его учеников проводились с помощью примитивных средств — «сургуча и веревочки». И вот на глазах у Резерфорда Капица создавал новый научно-технический фундамент физических исследований с применением сложной техники, мощного электрического тока, сверхсильных магнитных полей. Это было знамением времени. Для Кевендишской лаборатории установки Капицы были как бы переломным моментом, новой страницей в ее истории.

На известного американского математика, создателя кибернетики Норберта Винера лаборатория Капицы произвела сильное впечатление. В своих мемуарах он писал: «...в Кембридже была все же одна дорогостоящая лаборатория, оборудованная по последнему слову техники. Я имею в виду лабораторию русского физика Капицы, создавшего специальные мощные генераторы, которые замыкались накоротко, создавая токи огромной силы, пропускавшиеся по массивным проводам; провода шипели и трещали, как рассерженные змеи, а в окружающем пространстве возникало магнитное поле колоссальной силы... Капица был пионером в создании лабораторий-заводов с мощным оборудованием...»

В 1926 году Капица приехал из Кембриджа в Ленинград и в большой физической аудитории Политехнического института сделал доклад о своих работах по созданию сверхсильных магнитных полей. Его ленинградские коллеги проявили большой интерес к этим достижениям.

Тем временем в Кевендишской лаборатории уже регулярно действовал семинар «Клуб Капицы», где физики знакомились с наиболее интересными научными проблемами и обсуждали результаты своих исследований. Ю.Б. Харитон, работавший в 1926 году у Резерфорда, впоследствии говорил: «Петр Леонидович перенес на английскую почву русские традиции. У него устраивались еженедельные сборища, которые объединяли компактную группу наиболее активных людей в лаборатории Резерфорда, и именно у него, у Капицы, этот семинар проводился. Вы видите, было не только что-то, чему мы учились за границей, но уже и в то время кое-что новое было привнесено в Кембридж Петром Леонидовичем, кое в чем за границей учились у нас».

Позже Капица перешел от сильных магнитных полей к низким температурам, и в этом была своя логика.

Имея в своем распоряжении мощные магнитные поля, Капица выполнил не только измерения импульса альфа-частиц, но и исследования поведения металлов и полупроводников в магнитном поле. В частности, он установил, что электрическое сопротивление большинства металлов растет линейно с увеличением магнитного поля. Это явление, известное как «линейный закон Капицы», было объяснено теоретически лишь в 1957 году. Низкие температуры, получаемые с помощью жидкого водорода и гелия, понадобились Капице как раз для изучения магнитных свойств металлов (позднее эта область дала ряд выдающихся открытий). Но перед тем, как приступить к решению этой новой задачи, Петр Леонидович защитил докторскую диссертацию «Прохождение альфа-частиц через материальную среду и методы получения сильных магнитных полей».

Это был 1923 год — год, который принес Капице вполне заслуженную известность среди физиков. Он получил премию Максвелла, а в следующем году вступил в официальную должность помощника директора Кевендишской лаборатории по магнитным исследованиям.

Здесь перед Капицей возникла совершенно самостоятельная проблема разработки методов ожижения водорода и гелия. Она заняла важное место в его научном творчестве.

Началось с того, что Капица построил гелиевый ожижитель с поршневым компрессором (детандером), основанный на смелой идее. Ожижитель Капицы работал при температуре 10 градусов Кельвина, т.е. при — 263 градусах Цельсия. Любой поршень может двигаться только, если он получает смазку. Но при такой низкой температуре все смазочные материалы, как и вообще все жидкости, затвердевают.

Идея Капицы поразительно проста — обойтись без смазки. Как? Ученый предложил оставить небольшой зазор в несколько сотых миллиметра между поршнем и стенками цилиндра так, чтобы поршень свободно двигался, не касаясь стенок. «Тогда во время наполнения цилиндра гелием при повышенном давлении, — писал Капица, — большая часть гелия естественно уйдет через зазор, так как его вязкость мала. Но если дать поршню возможность производить расширение быстро, то тогда можно добиться таких условий, что успеет утечь только малое количество гелия».

К этому времени работы Капицы уже завоевывают всеобщее признание. Его избирают членом Лондонского Королевского общества. Это исключительный случай, когда иностранца избирают действительным членом, все другие иностранцы считаются иностранными членами Королевского общества. Из русских ученых ими были Д.И. Менделеев, И.И. Мечников и И.П. Павлов. После Капицы в иностранные члены Королевского общества избирались Л.Д. Ландау, А.Н. Несмеянов, Н.Н. Семенов, И.М. Виноградов.

В 1929 году Петр Леонидович был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР. Каждый год он приезжал в Советский Союз по академическим делам, для чтения лекций и отдыха.

В это время уже почти была готова криогенная лаборатория Лондонского Королевского общества, Мондовская лаборатория, построенная на территории Кевендишской лаборатории. Капица был назначен директором ее и продолжал здесь исследования в области низких температур. Официальное открытие состоялось в феврале 1933 года в присутствии Резерфорда.

Летом 1934 года Капица вернулся в СССР. Его жена Анна Алексеевна (урожденная Крылова) с двумя сыновьями Сергеем и Андреем приехали позднее, когда Петр Леонидович уже поселился в Москве.

По решению Советского правительства у Королевского общества было куплено уникальное оборудование Мондовской лаборатории. Его смонтировали в новом научно-исследовательском институте, созданном специально для работ Капицы, в первую очередь для его криогенных исследований.

Сыновья Капицы поступили в школу. На первых порах им было трудно, так как они хуже, чем их сверстники, знали русский язык. Прошли годы, и оба стали учеными.

Сергей Петрович — физик, доктор физико-математических наук, профессор. Он работает в Институте физических проблем, руководит работами, связанными с исследованиями, конструированием и применением микротрона — циклотронного ускорителя электронов. Андрей Петрович Капица — географ, несколько раз побывавший в антарктических экспедициях. Он доктор географических наук, профессор, а в 1971 году был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР и ныне возглавляет Дальневосточный филиал Академии.

Петр Леонидович сказал однажды автору книги, что Андрей Капица принадлежит роду, в котором четыре поколения связаны с Академией наук. Его прадед (отец бабушки) генерал И.И. Стебницкий был членом-корреспондентом императорской Академии наук, дед (отец матери) — адмирал А.Н. Крылов был академиком, отец — Петр Леонидович Капица — академик и сам Андрей — член-корреспондент Академии наук СССР. «Такая академическая преемственность явление, вероятно, весьма редкое», — смеясь, заключил Петр Леонидович.

Капица так объяснял название «Институт физических проблем», которое он дал новому научно-исследовательскому институту: «Это несколько необычное название должно отразить собой то, что институт не будет заниматься какой-либо определенной областью знания, а будет, вообще говоря, институтом, изучающим известные научные проблемы, круг которых определится тем персоналом, теми кадрами ученых, которые в нем будут работать».

Здания комплекса Института физических проблем строились под непосредственным наблюдением П.Л. Капицы в месте, выбранном им самим. Этот участок представлялся идеальным для возведения научно-исследовательского института; Капице казалось, что здесь институт всегда будет достаточно изолирован от внешней жизни.

Но этот прогноз оказался справедливым всего на 20 лет. Теперь Институт физических проблем окружили громадные дома, рядом проходит одна из самых оживленных магистралей Москвы — Ленинский проспект. Трудно представить себе более оживленный район города, чем тот, который примыкает прямо к институту. И только с тыла его надежно охраняет Москва-река. Сотни автобусов, троллейбусов, автомобилей проходят теперь в непосредственной близости от института. Правда, экспериментальная техника значительно усовершенствовалась, и точные приборы могут действовать, несмотря на внешние сотрясения, электрические разряды и другие помехи.

Первые экспериментальные работы Капицы в институте относятся к изучению некоторых физических явлений в сверхсильных магнитных полях более 300 тысяч эрстед. Он также занимается разработкой методов и техники ожижения водорода и гелия и проводит серию экспериментов при низких температурах. Впоследствии они увенчались крупным открытием.

Капица создает новый тип ожижителей, применив в них вместо детандера, т.е. поршня, турбодетандер — турбину. Этому предшествовало серьезнейшее исследование работы высокооборотных турбодетандеров и решение других сложных задач.

Компактные турбодетандеры Капицы имели высокий коэффициент полезного действия. Применение таких турбодетандеров позволяло также получать большие количества газообразного кислорода из воздуха. Эти работы, в которых проявился многогранный талант Капицы как ученого-физика в инженера, позволили создать новые методы ожижения и разделения газов. Таким образом, существенно изменилось развитие техники получения больших количеств кислорода. Чисто технологическими проблемами получения кислорода Капице пришлось заняться в годы второй мировой войны.

Жидкий гелий был впервые получен голландским физиком лауреатом Нобелевской премии Гейке Камерлинг-Оннесом в начале века. К тому времени уже удалось ожижить все другие газы, в том числе инертные, кроме гелия, оказавшегося самым «неподдатливым» для ожижения. Гелий превращается в жидкость при температуре, близкой к абсолютному нулю, который соответствует — 273,13° Цельсия.

Жидкий гелий сам по себе чрезвычайно интересный объект для изучения. Он служит холодильным агентом для всех исследований, проводимых вблизи абсолютного нуля. В отличие от всех известных газов жидкий гелий не переходит в твердое состояние даже при температурах вплоть до тысячных долей градуса от абсолютного нуля. Его можно превратить в твердое тело только при давлении, начиная от 25 атмосфер. Эти краткие сведения позволяют объяснить то, что многие физики, начиная от самого Камерлинг-Оннеса, с большим увлечением исследовали жидкий гелий. Они надеялись, что именно здесь можно открыть совершенно неожиданные явления, не существующие в обычных условиях.

Одним из блестящих подтверждений этих надежд было открытие самим Камерлинг-Оннесом в своей Лейденской лаборатории существования двух состояний жидкого гелия, в связи с чем и приняты два названия: гелий-I и гелий-II Экспериментально полученные данные глубоко противоречили теоретическим представлениям о теплопроводности. Иначе говоря, объяснить столь высокую теплопроводность с помощью общепринятого механизма теплопроводности оказалось невозможным. Но тепло в жидкостях и газах может передаваться еще посредством так называемых конвекционных потоков.

Если интенсивную передачу тепла в гелии-II нельзя объяснить с точки зрения обычного механизма теплопроводности, то здесь, вероятно, происходит как раз конвекционная передача тепла. Так думал Капица. Он предположил, что в гелии-II легко возникают потоки жидкости, чем и объясняется чрезвычайно большая способность его переносить тепло. Капица подсчитал, что интенсивная передача тепла могла осуществляться только такими конвекционными потоками, которые должны течь с необычной легкостью. Поэтому он предположил (по аналогии со сверхпроводимостью, давно открытой Камерлинг-Оннесом), что гелий-II при сверхнизких температурах представляет «чрезвычайно текучую, т.е. такую жидкость, которая не имеет вязкости».

Тончайшие и остроумнейшие эксперименты Капицы, с помощью которых он измерял вязкость гелия-II, хорошо известны физикам. По осуществленным Капицей измерениям вязкость гелия-II оказалась почти в 10 тысяч раз меньше, чем вязкость наиболее подвижного из известных веществ — жидкого водорода. Вода же обладала в миллиард раз большей вязкостью, чем жидкий гелий.

Капица сделал весьма смелое заключение из своих опытов: гелий-II течет как жидкость, вообще не имеющая вязкости. Он предложил назвать открытое им свойство гелия-II сверхтекучестью. В последующие годы Капица продолжал изучать сверхтекучесть и открыл некоторые поразительные свойства гелия-II. Один из замечательных экспериментов Капицы заключался в том, что перед отверстием сосуда, наполненного жидким гелием (и погруженного в жидкий гелий), подвешивалось легкое крылышко. При нагревании гелия в сосуде крылышко отклонялось.

Тем самым было доказано, что процесс теплопередачи в гелии был связан с возникновением движения в нем. Но это движение носило поразительный и совершенно парадоксальный характер. Из отверстия вырывается струя жидкости, отклоняющая крылышко, но в то же время количество жидкости в сосуде не меняется; сосуд продолжает оставаться полным.

Изучая открытое им явление сверхтекучести, Капица весьма убедительно показал, что в области температур ниже 2,2° Кельвина жидкий гелий состоит из двух компонентов — сверхтекучего и нормального. Сверхтекучий компонент имеет нулевую энтропию, т.е. в определенном отношении представляет собой жидкость, находящуюся при абсолютном нуле.

Явление сверхтекучести привлекло внимание многих советских и иностранных физиков — теоретиков и экспериментаторов. Открытие Капицы стало фундаментом новых открытий.

Сотрудник Капицы выдающийся теоретик академик Л.Д. Ландау (1908...1968) теоретически объяснил сверхтекучесть на основе квантовых представлений и показал, что жидкий гелий — это первая из известных квантовых жидкостей.

Ландау изучал многие явления, связанные со сверхтекучестью, в результате чего он дал полную картину всех известных тогда свойств гелия-II и предсказал некоторые совершенно новые явления, позднее обнаруженные экспериментаторами и подтвердившие правильность идей Ландау. Приведем в качестве примера вывод, сделанный Ландау о существовании в гелии-II, помимо обычного звука, колебаний другого типа, названных им «вторым звуком». Ландау показал, что в противоположность обычному (первому) звуку, представляющему собой в основном колебания давления, во втором звуке основными являются колебания температуры. Ученик Капицы В.П. Пешков позднее экспериментально открыл второй звук в полном количественном согласии с теорией Ландау.

До сих пор явления, связанные со сверхтекучестью гелия, продолжают быть объектом исследования во многих странах. Некоторые наблюдавшиеся Капицей и его сотрудниками эффекты были объяснены лишь через много лет. Примером этому может служить получение новой квантовой жидкости — жидкого изотопа гелия ³He (природный гелий состоит из двух изотопов: ⁴He и ³He). С теоретической точки зрения квантовая жидкость ³He представляет большой интерес. Теория ее была разработана Л.Д. Ландау в 1956...1957 годах. Это и другие открытия, связанные с жидким гелием, рассматривались Нобелевским комитетом, и в результате Л.Д. Ландау была присуждена Нобелевская премия по физике 1962 года за его «исследования по теории конденсированных сред, особенно жидкого гелия».

В 1969 году по просьбе Королевского общества Капица написал биографический очерк о Ландау — своем близком сотруднике, с которым работал вместе с 1937 года. Он писал о Ландау: «Основная его сила как ученого была в четком и конкретно логическом мышлении, опирающемся на очень широкую эрудицию. Но такой строгий научный подход не мешал ему видеть в научной работе и эстетическую сторону, что приводило Ландау к эмоциональному подходу не только в оценках научных достижений, но и в оценке самих ученых. Рассказывая о научной работе или об ученых, Ландау всегда готов был дать свою оценку, которая обычно бывала остроумной и четко сформулированной. В особенности остроумным Ландау был в своих отрицательных оценках. Такие оценки быстро распространялись и, наконец, доходили до объекта оценки. Конечно, это усложняло для Ландау его взаимоотношения с людьми, в особенности, когда объект критики занимал ответственное положение в академической среде».

Изучение Капицей свойств сверхтекучести гелия-II было прервано войной. К осени 1941 года Институт физических проблем эвакуировался в Казань, куда направлялись и другие научно-исследовательские институты Академии наук СССР.

Институт разместили в старинных помещениях Казанского университета. Здесь по соседству были и другие академические институты. После приезда Капицы его вместе с семьей и тестем академиком А.Н. Крыловым поселили в домике, где в начале XIX века жил ректор Казанского университета знаменитый математик Н.И. Лобачевский.

В военное время задачи института изменились. На первое место выдвинулись работы научно-прикладного характера, представляющие особую ценность для промышленности и обороны. Сотрудники института под руководством Капицы занялись проектированием и постройкой ожижителей. Особенно важным считался тогда вопрос о производстве жидкого кислорода. Капице предложили заняться проблемой повышения производства кислорода. В связи с этим он продолжал в Казани совершенствовать турбодетандеры и изучать различные технические вопросы их эксплуатации. Исследования жидкого гелия из-за этого были прерваны.

Тем временем для развития в стране производства кислорода было решено создать в составе Министерства черной металлургии СССР Главное управление по кислороду — Главкислород. Правительство предложило академику Капице пост начальника этого главка и председателя технического совета. Это был редкий случай в практике, когда знаменитого ученого-физика пригласили занять ответственную должность в государственном аппарате. Капица согласился. Он представлял себе Главкислород как организацию особого рода, объединяющую науку и промышленное производство, основанное на научных достижениях.

В 1942 году произошло событие, о котором стало известно лишь много лет спустя. П.Л. Капицу, А.Ф. Иоффе и В.И. Вернадского срочно вызвали в Москву для участия в очень важном секретном совещании. Первый раз ученые и представители правительства обсуждали конкретно вопрос о создании советского атомного оружия. Участники совещания должны были решить, кого назначить руководителем «атомной проблемы». А.Ф. Иоффе сразу же предложил поручить это его ученику — И.В. Курчатову.

Как показало время, выбор был сделан правильно. Курчатов проявил себя выдающимся научным руководителем и организатором огромного коллектива ученых, конструкторов, инженеров и техников — участников работ по «атомной проблеме», завершившихся полным успехом.

Капица не участвовал в этой работе непосредственно. Но Курчатов обращался к нему за консультациями по отдельным вопросам.

Еще до окончания войны, летом 1943 года. Институт физических проблем возвратился из эвакуации в Москву. Переезд из Казани, как и отъезд туда, был неимоверно труден и потребовал больших усилий всего штата, которому пришлось вторично демонтировать оборудование, упаковывать его и грузить в эшелон.

Эта задача была успешно выполнена. Вновь, как и прежде, в корпусах на Воробьевском шоссе закипела работа. Капица и его сотрудники сумели быстро восстановить нормальный ход работы института и приступить к прерванным войной исследованиям. Конечно, одновременно институт продолжал заниматься промышленными и оборонными задачами — война еще продолжалась.

Капица вернулся к своим делам, в том числе и не связанным непосредственно с Институтом физических проблем. К ним относились различные совещания, консультации, экспертизы и т.д. Некоторые из этих мероприятий имели большое государственное значение. Другие затрагивали отдельные важные и интересные вопросы, главным образом относящиеся к изобретениям, технологии, учебной работе.

В сентябре 1943 года Комитет по делам кинематографии обратился в Институт физических проблем с просьбой дать заключение на новое изобретение «интегрального экрана». Изобретателями этого важного устройства для стереоскопического кино были два талантливых инженера С.П. Иванов и А.Н. Андриевский.

Просьба была выполнена, и Капица направил в Комитет по делам кинематографии два заключения — свое и Л.Д. Ландау.

Вот что он писал по поводу интегрального экрана: «Я сам также ознакомился с этим делом (официальным экспертом был Ландау. — Ф. К.) и нахожу, что пионеры нашего стереоскопического кино Иванов и Андриевский добились результатов, превосходящих результаты, известные нам заграницей. Хочу отметить, что с моей точки зрения, работы тов. Иванова и тов. Андриевского необходимо всячески поддерживать и предоставить им все материально-технические средства для наиболее успешного их развития, а также, если есть возможность, зафиксировать наш приоритет в этой области».

Этот отзыв приведен в виде примера той работы Капицы, которая в значительной мере способствовала признанию некоторых важных результатов науки и техники. Таких примеров множество, и все они свидетельствуют о прогрессивности Капицы, его постоянной заинтересованности в нашем научном и техническом развитии.

Вскоре после окончания войны в силу сложившихся обстоятельств П.Л. Капица был вынужден оставить работу в созданном им институте. Хотя ученый тяжело переживал это, он ни на мгновение не изменил своим научным и человеческим принципам.

Капица приступает к оборудованию личной лаборатории на своей даче на Николиной горе под Москвой.

Несколько лет он ведет замкнутую жизнь на даче, редко выезжая в Москву. Постепенно его «частная» лаборатория благоустраивается, становясь в некотором роде «чудом» нашего времени.

На даче Капица начинает свои работы по электронике больших мощностей. В его распоряжении имеются уже необходимые приборы, станки — все это оборудование смонтировано в тесном помещении, но вполне устраивает ученого.

В 1954 году личная лаборатория Капицы переводится в Институт физических проблем и под загадочным названием «Физическая лаборатория» включается в официальный перечень научных академических учреждений. В 1955 году Капицу вновь назначают директором Института физических проблем и заведующим «Физической лабораторией».

Работая еще у себя на даче, Капица предложил новую идею применения электроники для решения некоторых энергетических задач. В наше время электроника широко применяется, например, в кибернетических устройствах, радиотехнике, измерительных приборах и т.д. Электронные устройства действуют на токах высокой частоты. По мнению Капицы, использование сверхвысокочастотной электроники в большой энергетике — одно из наиболее обещающих направлений в развитии современной электротехники. Она позволяет сосредоточить в малых объемах большую электромагнитную энергию, а также добиться «большой гибкости в трансформации высокочастотной энергии в другие виды энергии, необходимой для концентрированного подвода тепла, ускорения элементарных частиц, нагревания и удержания плазмы».

В качестве примера укажем на одно из важных, по мнению Капицы, применений электроники больших мощностей. Речь идет о передаче электрического тока по волноводам, т.е. внутри труб, а не по проводам. Передача по волноводам, проложенным под землей, делает ненужными сложные и дорогие линии высоковольтных передач, при этом отпадает вопрос об изоляции линий высокого напряжения.

Постоянный ток с помощью особого прибора — магнетрона трансформируется в высокочастотный ток, который «нагнетается» в волновод. Другой магнетрон в конце волновода производит обратный процесс — высокочастотный ток трансформируется в постоянный. Высокочастотный ток годен и непосредственно для нагревания, например, его можно направлять в доменную печь, и процесс плавки руды может идти при очень высоких температурах. Другое применение: направлять высокочастотный ток по волноводам в буровые скважины для обогрева грунта.

Электроника больших мощностей, возможно, открывает путь к передаче электротока направленным пучком в пространство без волноводов (такие методы описывались в фантастических романах). Таким образом, можно было бы снабжать электроэнергией спутники или орбитальные космические станции.

Конечно, все это не так просто, и Капица предупреждает о существовании затруднений принципиального характера, препятствующих решению задачи. Он пишет, что рассмотренные им электронные процессы еще мало изучены, «но, по мере их освоения, в электронике больших мощностей откроются перспективы, которые сейчас еще нельзя предвидеть».

Предполагаемая возможность применения электроники больших мощностей для удержания плазмы побудила, вероятно, Капицу заняться изучением плазмы.

В декабре 1970 года в Вестнике Академии наук СССР появилась хроникальная заметка о том, что Комитет по делам изобретений и открытий зарегистрировал открытие Капицы, сформулировав его как «Образование высокотемпературной плазмы в шнуровом высокочастотном разряде при высоком давлении». В том же году была опубликована работа Капицы под названием «Термоядерный реактор со свободно парящим в высокочастотном поле плазменным шнуром». Статья сопровождалась чертежом конструкции термоядерного реактора. Означало ли это, что термоядерная энергия вступила на порог практического использования? Наверно, нет, если судить по словам Л.А. Арцимовича: «Я надеюсь, что в будущем столетии будет решена проблема, над которой я работаю — получение термоядерной энергии. Как это произойдет, какой путь приведет нас к этому — сейчас трудно предугадать».

Исследования плазмы в «шнуровом высокочастотном разряде» более десяти лет велись Капицей с небольшим количеством сотрудников «Физической лаборатории», В опытах тонкий плазменный шнур парил посредине резонатора в атмосфере дейтерия при давлении в несколько атмосфер. Капица разработал и построил мощный генератор высокой частоты (ниготрон), который позволил получить устойчивый шнуровой разряд. Спектрометрические измерения и теоретические подсчеты привели исследователей к заключению, что в опытах образуется цилиндрическая область радиусом в несколько миллиметров, заполненная горячей плазмой с очень высокой температурой.

Капица оптимистически оценивает исследования плазменного шнура. Он думает, что они могут иметь большое значение для ядерной энергетики. Кроме того, изучение шнурового разряда, в котором непрерывно существует горячая плазма при исключительно высоких температурах и больших давлениях, по мнению Капицы, будет способствовать более глубокому научному пониманию некоторых плазменных процессов.

Капица считает необходимым дальнейшее углубление наших познаний в области поведения плазмы. После этого можно будет продвинуть решение чисто прикладных задач. Капица убежден, что исследования термоядерной энергии, ведущиеся во всем мире, перспективны, и они, как и любые фундаментальные научные исследования в области физики, непременно должны привести к выдающимся техническим достижениям.

Исследования Капицы в области плазмы получат объективную оценку, вероятно, позднее, когда здесь будут достигнуты радикальные успехи. Теперь же эти исследования вызывают далеко не единодушную оценку специалистов. Некоторые ученые считают, что температура плазменного шнура не превышает температуру порядка миллиона, а этого слишком мало для возникновения термоядерного процесса. При более высоких температурах начнутся те же явления, что и в других опытах, приводящих к их неуспеху.

Термоядерные исследования в таком виде, в каком они ведутся сейчас, конечно, представляют известную опасность для персонала; но тем не менее они, видимо, будут вестись до победного конца пока термоядерная энергия не окажется во власти человека. Капица глубоко убежден, что термоядерный синтез сыграет важную роль в энергетике довольно близкого будущего.

Крупные и сложные установки для изучения плазмы, созданные во многих институтах мира, способны поразить воображение современников — людей второй половины XX века. Эти установки имеют имена как кинозвезды, и сообщения о них мелькают на страницах газет и журналов, издаваемых не только для ученых, но и для самого широкого круга читателей.

Термоядерные реакции, или, как у нас их сокращенно называют, «термояд», временами вырываются в лидирующее направление физики, а временами, особенно после долгих исследований, не завершающихся сенсационными результатами, отходят на некоторое время в тень.

Работы Капицы в области плазмы продолжаются. Может быть, они, наконец, помогут создать отсутствующий сейчас (1975 год) термоядерный реактор, о котором все мечтают. Выступая в Институте физических проблем, один из специалистов по термояду профессор И.Н. Головин (автор книги об академике И.В. Курчатове) пытался показать, «какие знания позволяют нам построить термоядерный реактор, и какие незнания препятствуют этому». За этими словами шел длинный очень специальный доклад со множеством формул и выкладок. Может быть, слушателям И.Н. Головина, имеющим соответствующую подготовку, стало ясно, какие незнания нужно побороть, чтобы построить эту пока еще фантастическую машину. Но вполне вероятно, что существуют и незнания, о которых физики сейчас не подозревают. Другими словами, дело затягивается. Но Капица твердо верит в успех — и не только верит, но, засучив рукава, работает для достижения этого успеха.

Институт физических проблем — одно из наиболее известных в Москве и во всем Союзе научных учреждений Академии наук СССР. Он теперь очень разросся, и парк на его территории уже не кажется таким густым и обширным, как раньше, С годами здесь строились новые лабораторные корпуса, мастерские, гаражи, вспомогательные службы. В институте сейчас работает много специалистов — физиков-исследователей, но еще больше инженеров, техников, лаборантов, высококвалифицированных рабочих. Здесь могут построить любой необходимый исследователям прибор и аппарат. Во многих экспериментах требуются уникальные установки.

Возглавляя на протяжении нескольких десятилетий крупный научно-исследовательский институт, Капица постоянно сталкивался с вопросами организации научно-исследовательской работы большого коллектива.

Как должна быть организована научная работа, проводимая сейчас в таких масштабах большим количеством экспериментаторов, конструкторов, теоретиков — крупным творческим коллективом, выполняющим одну сложную задачу? Как руководить такой работой и координировать ее?

Капица считает, что в этих условиях должны существовать специалисты — руководители крупных научных проблем, сочетающие в себе творческий талант с талантом организатора. Такими людьми он считает Резерфорда и Ферми. По своему обыкновению Капица для пояснения роли ученого-администратора приводит аналогию из другой области. В данном случае это драматическое искусство.

«Некогда театр состоял только из труппы актеров, и режиссер был незаметной фигурой, — пишет Капица. — Теперь же, особенно с развитием кино, в котором участвуют тысячи и десятки тысяч актеров, главная роль, определяющая успех постановки, перешла к режиссерам. При большой коллективной работе режиссер стал теперь необходим также и в науке. Какие требования мы ставим перед ним?

Главное требование — то, что его роль должна быть творческой, а не чисто административной. Он должен понимать смысл и цель решения научной работы и должен правильно оценивать творческие возможности исполнителей, распределять роли по талантливости и так целесообразно расставить силы, чтобы все стороны решаемой проблемы развивались гармонично... Мы знаем случаи, когда большой актер вместе с тем является и большим режиссером, например, Чарли Чаплин... Несомненно, что сейчас наступает такой период, когда организаторам науки будет отводиться все более и более крупная роль».

Этот отрывок взят из речи Капицы на Международном симпозиуме по планированию науки, состоявшемся в Праге в сентябре 1959 года.

Будучи исключительно эрудированным человеком, Капица сознает, что век энциклопедически развитых ученых (как и других творческих деятелей) прошел. Наступил век узкоцеленаправленных дарований, среди которых есть и гении, играющие огромную роль в прогрессе человечества. Он видит талант современного физика-исследователя не столько в эрудиции, сколько в богатстве творческого воображения, в смелости построения научных гипотез, в интуитивном чутье. К таким ученым Капица относит Резерфорда.

Чтобы научиться оценивать творческие способности молодежи, нужно, по мнению Капицы, изучать оригинальные работы больших ученых. «Меня лично, — говорит Капица, — знакомство с работами таких ученых, как Максвелл, Релей, Кюри, Лебедев, научило многому, и, кроме того, это доставляет еще эстетическое наслаждение».

Вот, оказывается, почему Капица написал очерки о жизни и творчестве великих ученых — Ломоносова, Резерфорда, Ньютона, Франклина, Ланжевена, Фридмана, Павлова. Он считал своим долгом помочь тем, кому предстоит давать оценку способностям молодых исследователей. Но и самим молодым людям не мешает познакомиться с жизнью выдающихся ученых, ибо это помогает им увлечься делом и одновременно оценить свои силы.

В биографиях ученых, главным образом физиков, написанных Капицей, всегда проходит идея необходимости воспитания молодых поколений ученых, способных развивать науку, постоянного отбора одаренных и талантливых людей, без которых невозможен научный прогресс.

Высокая оценка деятельности ученого складывается, по мнению Капицы, из его научных трудов и созданной им школы. «Хорошо известно, — говорил Капица в своих „Воспоминаниях о Резерфорде“, — что Резерфорд был не только большой ученый, но и большой учитель. Я не могу вспомнить другого ученого, современника Резерфорда, в лаборатории которого воспитывалось бы столько крупных физиков».

Есть ли ученики у Капицы? На этот вопрос один из сотрудников его института ответил: все, кто давно с Капицей работает, могут считать себя его учениками. Но оттого, что Капица, несмотря на пожилой возраст, продолжает с неослабевающим увлечением и с полной отдачей свои собственные исследования, он не имеет возможности посвящать много времени молодым. В этом отношении Капица не похож на тех ученых, которые на определенном этапе жизни свертывают собственные работы и почти все свое время отдают ученикам.

В те годы, когда он мог работать еще более напряженно, он вкладывал много энергии в преподавание. В течение двух лет (1944...1946) он совмещал должности заведующего кафедрой низких температур Московского университета и заведующего кафедрой турбокислородных машин Московского института химического машиностроения. После того, как один из факультетов Московского университета по инициативе Капицы и нескольких других профессоров был выделен в Московский физико-технический институт — первое из известных учебных заведений, специально готовящих физиков-исследователей, Капица был назначен заведующим кафедрой общей физики (1947...1950). В 1956 году Капица вернулся в этот институт уже в качестве заведующего кафедрой физики и техники низких температур.

Трудно подсчитать, сколько ученых может воспитать выдающийся преподаватель, невозможно определить, скольким молодым людям такой преподаватель может внушить тягу и привязанность к научным исследованиям.

Отношения Капицы со студентами и аспирантами не укладываются в традиционные рамки. Капица в роли профессора — это не только лектор, но воспитатель, зорко следящий за успехами своих питомцев, принимающий участие в их общественной жизни. Начать с самого построения лекций. Капица стремится вызвать интерес у слушателей, а не просто подчинить их необходимости присутствовать в аудитории. Для этого он демонстрирует различные, порой сложные опыты, показывает схемы, фотоснимки, слайды, он составляет особые необычные задачи, чтобы развить у студентов способности к самостоятельному аналитическому и творческому мышлению.

Капица предоставил свой институт для практики студентов. Во время практических занятий он со многими встречается и беседует, стараясь выявить наиболее способных, талантливых. Если он находит среди студентов одаренных молодых людей, то открывает им путь в аспирантуру, предоставляет возможности для работы в Институте физических проблем.

Капица всегда содействует приобщению студентов к научной и творческой работе. Для этого он организует практикумы, семинары, привлекает к участию в деятельности ученого совета института, в работе научных конференций. Ученый прежде всего старается выявить склонности молодого человека и в зависимости от этого предлагает ему работу.

Талант и одаренность должны непременно сочетаться с такими чертами, как независимость мышления, нетривиальность подхода к наблюдаемому явлению, творческая инициатива. Все это Капица всегда стремится найти и развить в молодом ученом, которому предстоит брать новые научные рубежи.

В январе 1965 года Датский инженерный союз присудил Капице медаль Нильса Бора.

Поездка в Данию была первой поездкой в капиталистическую страну после перерыва, длившегося более 30 лет. Но на Западе его хорошо помнили и знали. Многие из нынешних Нобелевских лауреатов, заслуженных университетских профессоров делали первые шаги в науке вместе с Капицей или под его руководством.

В поездке в Данию, как и в последующих за ней поездках во многие страны, Капица неутомимо посещал научно-исследовательские институты, академии, университеты. Он выступал с лекциями и докладами, участвовал в научных дискуссиях, используя любую возможность для утверждения успехов советской физики в мировом общественном мнении.

После каждой поездки Капица, как и все сотрудники, выступает с отчетом на заседании Ученого совета Института физических проблем. На таких заседаниях присутствуют все научные сотрудники института, аспиранты, студенты. Конференц-зал набивается до отказа. Я помню, как однажды у ворот института собралась большая толпа желающих послушать доклад Капицы на семинаре. Но на ворота повесили табличку «Извините, мест нет».

Летом 1966 года Капица поехал в Англию, чтобы получить медаль Резерфорда, присужденную ему Объединенным Физическим обществом и институтом. В докладе об этой поездке Капица между прочим рассказал о банкете в лондонском отеле «Савой», где происходило вручение медали: «Все это было очень торжественно. Все были во фраках. Сейчас я покажу вам медаль, чтобы вы видели, что я ее действительно получил. А вот в каком костюме надо было получить ее». На экране появилась фотография Капицы и Джона Кокрофта во фраках.

В этот момент в затемненном зале прозвучал нерешительный голос: «А тут еще шапочка должна быть».

Капица возразил: «Нет, это фрак, это вовсе не мантия. А вот я вам сейчас насчет мантии расскажу историю».

История докторской мантии Капицы отмечена в протоколах Ученого совета, поскольку она явилась частью доклада. Это юмористическая интермедия, мастерски сделанная Капицей, такие эпизоды часто присутствуют в его даже самых серьезных выступлениях. Вот что произошло с Капицей в этот приезд в Кембридж.

Капица обедал в Тринити-колледже со своим старым коллегой английским физиком лордом Андрианом. Он заметил, что здесь все осталось таким же, как и раньше. На стенах знакомые ему картины: портрет Генриха VIII и картина Рейнолдса «Мальчик в синем». Но все-таки Капица ощутил, что ему чего-то не хватает. Его осенило: все вокруг были в мантиях — кроме него. Капица вспомнил, что когда-то давным-давно оставил свою докторскую мантию висеть на крючке в прихожей Тринити-колледжа. Ученый подозвал батлера (официанта) и сказал ему: «Послушайте, я оставил свою мантию в прихожей, не посмотрите ли вы ее?» — «Когда вы ее оставили, сэр?» — вежливо осведомился батлер.

Капица ответил: «Тридцать три года тому назад».

Батлер не выразил никакого удивления: «Да, сэр. Я посмотрю».

«И, представьте себе, — заключил Капица, — мантию он нашел!»

Один из сотрудников института спросил: «Та самая была мантия?».

Капица заметил: «Вы проявляете излишнюю точность. Но она оказалась мне впору и так же выглядела, как моя мантия».

В сентябре 1966 года П.Л. Капица совершил большую поездку по Югославии, проездом побывал в Венгрии.

В октябре 1967 года он едет в Варшаву в качестве делегата Международного научного симпозиума в честь 100-летия со дня рождения Мари Кюри. Тема симпозиума: современные перспективы ядерной физики, физики элементарных частиц, ядерной химии. В состав делегации был также включен Сергей Петрович Капица.

С Мари Кюри П.Л. Капица был знаком в далекие годы своей молодости — он вместе с А.Ф. Иоффе бывал в руководимом ею Институте радия в Париже. Тогда Мари Кюри была поглощена своей работой, ее окружали ученики, к ней приезжали ученые из всех стран мира, академии и университеты присваивали ей почетные степени, вручали медали и оказывали многочисленные знаки внимания.

В тот же период — в двадцатые годы — в Париже Капица познакомился с профессором Коллеж де Франс Полем Ланжевеном, о котором впоследствии написал блестящий очерк. «Я довольно часто встречался с Ланжевеном, и мне посчастливилось снискать его дружбу, и сейчас я вспоминаю о нем с исключительно теплым чувством», — писал Капица. Когда Капица в 1924 году приехал в Париж из Кембриджа, Ланжевен сообщил ему: «Мой ученик де Бройль сделал замечательную работу, я хочу чтобы он вам о ней рассказал». «Он позвал де Бройля, — вспоминает Капица, — и попросил его в моем присутствии рассказать о новой работе — о волновой природе электронов; как известно, теперь эта работа стала классической». Очерк о Ланжевене вошел в небольшую книгу «Жизнь для науки», опубликованную в 1965 году в Москве и впоследствии переведенную на многие языки.

Куда только не заносит судьба знаменитого ученого. В сентябре 1970 года 76-летний Капица в составе делегации вылетел в Испанию на заседание XIII Генеральной ассамблеи Международного совета научных союзов. Возглавлял делегацию президент Академии наук СССР М.В. Келдыш.

Поездка Капицы в Канаду и США (1969) длилась довольно долго, ученому пришлось преодолеть несколько тысяч километров по Американскому континенту. Я приведу некоторые выдержки из своих записей, сделанных во время доклада Капицы на Ученом совете Института физических проблем.

Зал в этот день был переполнен.

Капица рассказал о современном гигантском теплоходе «Александр Пушкин», на котором он с женой выехал в Монреаль. При боковой качке у теплохода выдвигаются два крыла, объяснял Капица, так что качка бывает с креном не больше 5 градусов.

В Северном море из-за шторма пришлось крылья выдвинуть, а вот в океане было совершенно спокойно на всем пути. На слайдах были показаны вид Нью-Фаундлендских островов и пирс Квебека. Из Квебека теплоход «Александр Пушкин» прибыл в Монреаль — конечный пункт маршрута.

Капица рассказал, что познакомился в Монреале с работами Стивенсона по сильным магнитным полям. Для Капицы, начавшего свой блистательный научный путь с получения сильных магнитных полей, работы Стивенсона представляли, естественно, особый интерес. Капица кратко объяснил, что Стивенсон использует в качестве соленоида алюминиевую катушку (Капица применял медную), которую охлаждает жидким гелием при температуре 10° Кельвина под давлением. Этим методом канадский профессор получает магнитные поля в 300 тысяч эрстед. Капица много лет назад получал такие же поля напряженностью до 320 тысяч эрстед.

И, конечно, наибольшее впечатление на Капицу произвел музей великого Резерфорда в Монреальском Мак-Гиллском университете. Можно представить себе, с каким чувством Капица рассматривал приборы, о которых сам Резерфорд, вероятно, не раз рассказывал ему, повторяя с гордостью, что все они сделаны его, Резерфорда, собственными руками. Это посещение еще раз напомнило о быстротечности времени — сегодня нет Резерфорда, нет его жены, дочери, нет почти никого из тех, с кем Капица был близок в Кембридже, в том старом Кембридже, которого уже тоже нет.

В Монреальском физическом обществе Капица прочитал свои знаменитые «Воспоминания о Резерфорде». Они много раз издавались в Москве, в том числе и в книге «Жизнь для науки» (1965). Но «Воспоминания», точно живой организм, постоянно росли, пополнялись новыми деталями, штрихами, выводами.

Капица посетил атомный центр в Чок-Ривере, созданный его покойным другом Джоном Кокрофтом. Здесь занимаются проблемами использования ядерной энергии для мирных целей. В Чок-Ривере Капице подарили яблоко с того самого дерева под которым сидел Исаак Ньютон. По ходу дела Петр Леонидович дает пояснения: «Я передал это яблоко Цитрину (сотруднику института. — Ф. К.), и он обещал его размножить».

Из Оттавы Капицы отправились в Бостон и Кембридж — это уже были США. В Харварде Капица встретил нескольких своих знакомых, в том числе Виктора Вейскопфа и Юджина Пола Вигнера. Ему очень поправилась здесь магнитная лаборатория.

Из Вашингтона Капицы улетели в Сан-Фрапциско. Петр Леонидович посетил Стандфордский университет с его знаменитым ускорителем на 20 миллиардов электрон-вольт.

В Нью-Йорке Капицы поселились в Рокфеллеровском институте. В Колумбийском университете состоялась торжественная церемония присвоения П.Л. Капице степени доктора Колумбийского университета.

Выступление Капицы содержало много других крупных и мелких фактов. И о чем бы ни говорил Петр Леонидович — о серьезном научном событии или о подробностях общественной жизни страны, где он побывал, — он говорит всегда ярко, сочно, выразительно.

Поражает его необычайная способность вникать в самые различные проблемы, выходящие далеко за рамки науки. Поражает и необыкновенная широта его интересов, наблюдательность, неутомимая жажда к восприятию всего, что происходит вокруг.

Ранней весной 1972 года Капица срочно вылетел в Польшу. Там состоялась церемония вручения ему ученой степени почетного доктора Вроцлавского университета. Она была уже 31-й в списке заграничных ученых степеней Капицы.

Летом 1973 года неутомимый академик Капица, сопровождаемый, как обычно, женой, совершил новую двухнедельную поездку в Англию. Цель поездки — получение мемориальной медали Френсиса Саймона в Манчестере за достижения в области низких температур. Во время этого путешествия Капица вновь посетил Кембридж, побывал в Мондовской лаборатории и обо всем этом с присущей ему живостью и юмором рассказал на очередном заседании Ученого совета.

Впоследствии он побывал в Швейцарии, Индии и везде с честью представлял советскую науку, внося, таким образом, немалый вклад в дело международного сотрудничества.

П.Л. Капица принимал активное участие в Пагуошских конференциях — международных встречах ученых, выступающих за сохранение мира, избавление человечества от угрозы термоядерной войны. Большое внимание участники движения уделяют вопросам создания атмосферы дружбы и сотрудничества между народами.

В Москве в 1971 году в докладе на коллоквиуме, посвященном 100-летию со дня рождения Резерфорда, П.Л. Капица говорил о роли выдающейся личности, по его выражению, «большого ученого-творца» в развитии науки. Эта проблема занимает многие умы, и тем более интересно познакомиться с тем, как представляет себе ее решение один из выдающихся ученых современности.

Капица утверждает, что наука — это познание человеком законов природы; эти законы едины, поэтому путь развития науки предопределен, и ни один человек, пусть даже гений, не может его изменить. Но если это так, то, может быть, гениального человека можно заменить коллективом менее способных людей? Будет ли при этом успех их научной работы в полной мере обеспечен ее хорошей организацией? И будет ли этот успех эквивалентен тому, которого может достичь творческий коллектив научных работников с талантливым ученым во главе?

Вопросы отнюдь не праздные, они активно обсуждаются в научных институтах всего мира. Капица с полной убежденностью на них отвечает отрицательно.

Развитие науки, говорит Петр Леонидович, заключается в нахождении новых явлений природы и законов, которым они подчиняются. Это происходит путем создания новых методов исследования. Открытие чего-то нового, до этого не существовавшего относится к творческой деятельности человека и признается наиболее высоким проявлением духовной деятельности людей. По мнению Капицы, появление даже одного крупного ученого сразу будет сильно повышать эффективность деятельности всего коллектива.

Ученый часто вспоминает обращенные к нему слова Резерфорда: «Капица, я себя чувствую молодым потому, что работаю с молодежью».

И Капица в общении с молодежью продолжает оставаться молодым, успешно противоборствуя быстрому движению времени. Кажется, он вовсе не думает о возрасте, проводя долгие часы в лаборатории со своими помощниками, выстаивая два часа на кафедре во время очередного доклада на Ученом совете или в академии, путешествуя в далекие страны. Он не теряет чувства юмора. С необыкновенной находчивостью Капица отвечает на вопросы и реплики из аудитории, и порой кажется, что чем более «коварны» слова его слушателей, тем большее удовольствие ему доставляют, зажигая и подхлестывая его.

В нескольких вариантах существует анекдот о том, как Капица был приглашен одной фирмой для консультации. Как ученого и инженера его попросили установить, почему не работает новый электродвигатель. Капица осмотрел двигатель, несколько раз включал его — никакого результата. Тогда он попросил принести молоток. Капица взял молоток и ударил в одном месте. Произошло чудо: двигатель заработал. За консультацию он заранее получил 1000 фунтов. Представитель фирмы, удивившись, что для пуска двигателя понадобился только удар молотком, попросил Капицу представить счет на полученную сумму. Капица представил. В счете он написал, что удар молотком оценивает в 1 фунт. Остальные 999 фунтов причитаются ему за то, что он знал, в какое место ударить.

В этом анекдоте скрыт определенный смысл, относящийся к характеру Капицы, проявляющемуся в других сферах. Те, кто сталкивается с Капицей, могли бы сказать, что он почти всегда знает, «в какое место надо ударить», чтобы вызвать желанный результат.

За научные заслуги Капица награжден пятью орденами Ленина, двумя Государственными премиями, он дважды Герой Социалистического Труда. В 1975 году, когда пишутся эти строки, маститый 80-летний академик, повинуясь неугасимому духу испытателя природы, продолжает свои эксперименты, стремясь покорить упрямую, пока еще не поддающуюся человеку энергию термоядерного синтеза.

Яков Ильич Френкель

Жизнь без иллюзий. Признание

Когда-то на семинаре Иоффе в Петрограде молодой теоретик Френкель увлеченно рассказывал о замечательных работах Резерфорда — основателя ядерной физики... Теперь Френкель стоял перед Резерфордом в скромном кабинете в Кевендишской лаборатории, и великий физик громким голосом беседовал с ним. Оказывается, он знаком с работами Френкеля и высоко их ценит.

Капица, представивший своего старого друга Резерфорду, был очень доволен, что кембриджский шеф так хорошо принял молодого ленинградского теоретика.

После беседы Резерфорд пригласил Френкеля осмотреть Кевендишскую лабораторию. Он всегда с величайшей гордостью показывал иностранцам свои пенаты.

Втроем они вошли в комнату, где работали молодые англичане Джон Кокрофт и Эрнст Уолтон. Френкель узнал здесь, что эти физики пытаются осуществить сенсационный эксперимент, конструируя высоковольтную экспериментальную установку для ускорения заряженных частиц — протонов.

Теперь этот первый в мире протонный ускоритель Кокрофта и Уолтона, созданный по идее Резерфорда, мирно покоится в Музее естественной истории в Лондоне.

Но тогда сам Резерфорд показывал эскизы будущей установки. Объяснив Френкелю назначение двух цилиндрических стеклянных колонок, из которых одна служила источником тока высокого напряжения (до 500 тысяч вольт), а другая — «атомной пушкой» (по ней пролетал пучок протонов, разогнанных в электрическом поле высокого напряжения), Резерфорд сказал:

— Атом всегда склонен вести себя не как источник энергии, а как «прорва», поглощающая энергию. Нужно израсходовать значительно больше энергии на расщепление атома, чем можно будет получить ее этим путем.

Джон Кокрофт не мог удержаться от возражений:

— Нет, сэр, я не сомневаюсь, что в будущем найдут пути использования атомной энергии. Энергия для расщепления атомов будет несравненно меньше, чем получаемая при этом гигантская энергия.

Спор между великим Резерфордом, не верившим в возможность использования атомной энергии для практических нужд, и Кокрофтом шел давно. Позиция Кокрофта в этом споре была более слабой, чем позиция Резерфорда, Кокрофт опирался в основном на интуицию. Беседа, свидетелем которой он оказался, произвела на Френкеля сильнейшее впечатление. Не исключено, что именно она дала толчок новому направлению мысли. Спустя много лет Френкель создал свою знаменитую электрокапиллярную теорию деления тяжелых ядер.

После открытия атомного ядра и искусственного расщепления легких ядер — оба открытия принадлежали Резерфорду — предстояло решить еще одну задачу — развить теорию ядерных явлений. Без этого нельзя было рассчитывать на осуществление цепной реакции в ядрах атомов тяжелых элементов.

Первым советским физиком-теоретиком, занявшимся проблемами ядерной физики и достигшим весьма важных результатов, был Яков Ильич Френкель.

Ядерная физика не была единственным объектом теоретических исследований Френкеля. Ему принадлежат крупнейшие открытия и в других важнейших областях.

Френкель — один из выдающихся основателей советской теоретической физики. Своими работами он внес ценный вклад в советскую и мировую науку и содействовал успехам современной теоретической физики.

Яков Ильич Френкель родился 10 февраля 1894 года на юге России в Ростове-на-Дону. В раннем детстве он проявил способности к музыке и поэтому его обучали игре на скрипке. В двенадцать лет стал заниматься живописью. Увлечение музыкой и живописью ученый сохранил на всю жизнь.

Математика и физика захватили Френкеля, когда он учился в гимназии в Петербурге, куда переехала семья. Будучи гимназистом, он написал две обширные работы по математике и по физике (теория происхождения атмосферного электричества). Хотя оба сочинения были незрелыми, они свидетельствовали о бесспорной одаренности юного автора. В 1913 году Френкель окончил гимназию с золотой медалью. Спустя три года он завершил образование в Петербургском университете, окончив физико-математический факультет по «математическому разряду».

Летом 1916 года известный петроградский физик Абрам Федорович Иоффе организовал в своей лаборатории в Политехническом институте семинар по проблемам физики. В нем принял участие Френкель. Вместе с другими начинающими учеными, в том числе П.Л. Капицей и Н.Н. Семеновым, Френкель участвовал в дискуссиях, составлял обзорные рефераты по статьям, публиковавшимся в научных журналах, делал доклады. Выступающие на семинаре, разумеется, могли без всякого стеснения высказывать свои мысли и взгляды на обсуждавшиеся проблемы, бурно выражать свои восторги, как и свое неудовольствие, иронизировать над авторитетами. Иногда дискуссии затягивались до полуночи.

В начале 1917 года семья Френкелей переехала в Ялту. Сам он остался в Петрограде.

С 1918 по 1921 год Яков Ильич жил в Крыму вместе с родителями. Он был избран приват-доцентом созданного в 1918 году Таврического университета. Среди студентов, посещавших его лекции по физике, были И.В. Курчатов и К.Д. Синельников — в будущем известные ученые-физики.

С 1919 года ассистентом кафедры физики работал только что окончивший Московский университет теоретик Игорь Евгеньевич Тамм.

Жизнь преподавателей и студентов в голодающем Крыму была очень трудной. После лекций они на равных условиях получали бесплатный «обед» — неизменный суп из перловой крупы, прозванной иронически шрапнелью, в котором плавали 2...3 микроскопические рыбки-тюльки.

Каждому полагался также хлебный паек — 200 граммов в день. Помещения зимой совершенно не отапливались, и комнаты были пропитаны сыростью и холодом. Об электрическом освещении почти забыли. Повсюду пользовались примитивными коптилками.

Френкель в этот период подружился с Таммом; оба, несмотря на суровые условия быта, сумели сохранить оптимизм. Дружба их продолжалась всю жизнь до самой смерти Френкеля.

Тамм писал о Френкеле: «Это был живой, общительный, увлекающийся, необычайно разносторонний человек. Наряду с наукой, он находил время и для игры на скрипке, и для живописи (сохранился целый ряд написанных им картин и портретов друзей и знакомых); он не только обладал своеобразным обаянием, покорявшим даже мало знакомых с ним людей, но отличался и необыкновенной душевной теплотой и был на редкость добрым человеком, в подлинном, самом лучшем смысле этого слова».

Френкель, каким его рисует Тамм, уже зрелый человек с жизненным опытом, высоко ценимый за свой талант и человеческие черты.

В начале 1921 года Френкель по вызову А.Ф. Иоффе вернулся в Петроград уже с женой, С.И. Гординой, бывшей студенткой Таврического университета. Уезжая из Симферополя, он обещал похлопотать в Петрограде о помощи бедствующим профессорам и студентам Таврического университета. Для этого Френкель встретился с Максимом Горьким в его квартире на Кронверкской. Однако положение в Петрограде было не лучше, чем в Крыму.

Бывшая студентка физико-механического факультета Е.Д. Девяткова вспоминает о зиме 1921...1922 года: «Топлива практически не было, и учебные помещения не отапливались. По этой причине с января до апреля 1922 года занятия были прекращены и второй семестр перенесен на летние месяцы. Отдельные занятия со студентами физико-механиками проводились в сравнительно небольшой комнате — канцелярии факультета, в середине которой была сложена кирпичная печка с выводом трубы прямо через форточку. Дежурный студент должен был заранее приходить и растапливать печку. Поскольку дрова были сырыми, на занятиях часто приходилось сидеть в густом дыму. С осени 1922 года с отоплением стало несколько лучше».

К этому стоит добавить, что студенты были полуголодными, не имели учебников — нелегко было в такой обстановке доносить до них премудрости физики. Но зато оптимизма ни профессору, ни слушателям было не занимать — на нем все и держалось.

Френкель, как и другие профессора, большей частью читал совершенно новые курсы. Е.Д. Девяткова замечает, что особенно много заниматься приходилось по предметам Френкеля.

На студенческом семинаре Я.И. Френкеля студенты делали доклады по журнальным статьям. Главным образом это были экспериментальные исследования немецких ученых в области электронных и ионных явлений в вакууме и в газах, продолжавших работы Томсона и Резерфорда в Кембридже в конце прошлого века. Теоретических работ не было. Курса ядерной физики не читали, хотя к этому времени за границей было уже опубликовано много работ Резерфорда, Бора и других исследователей атомного ядра.

Френкелю пришлось создавать теоретическую физику в нашей стране, преодолевая некоторое предубеждение к теоретикам, в том числе и со стороны даже кое-кого из крупных ученых.

Приглашая Я.И. Френкеля в свой институт, А.Ф. Иоффе проявил определенную дальновидность, хотя сам в то время недооценивал теоретическую физику. Тогда Иоффе казалось достаточным иметь в штате крупного научного института одного теоретика. Но это было, конечно, заблуждение, каких немало находим мы в биографиях выдающихся ученых. В то же время сам Иоффе глубоко понимал теорию тех явлений, которые исследовал и изучал. Он дожил до небывалого расцвета теоретической физики и, в частности, до торжества теоретических идей своего ближайшего сотрудника Френкеля.

Долгие годы Френкель был единственным теоретиком в Физико-техническом институте, где работали десятки экспериментаторов и значительный персонал инженерно-технических специалистов.

Но наступила эра, когда теоретики стали указывать пути экспериментаторам. Например, в ядерной физике Френкель и другие теоретики в разных странах создали теоретические представления о механизме деления ядер. После этого экспериментаторы открыли цепную ядерную реакцию и вступили на путь, увенчавшийся овладением ядерной энергией.

Иоффе, как вспоминает академик И.В. Обреимов, в те времена, когда Френкель начал работу в Ленинграде, признавал профессию физика-теоретика очень полезной, но говорил, что теоретик не мыслитель, а вычислитель. Разумеется, в последующие годы прогресс теоретической физики, как и совместная работа с Френкелем, убедили его в неправоте этой точки зрения.

Френкель как физик-теоретик был одним из интереснейших мыслителей, постоянно анализирующих природу сложнейших явлений и процессов, постоянно стремящихся проникнуть в тайны, которые несет в себе загадочная и недоступная Природа.

Профессор Ф.Ф. Волькенштейн, вспоминая заседания физтеховского семинара в Политехническом институте, студентом которого он был, писал: «Яков Ильич Френкель, более чем кто-либо другой, наполнял эти заседания фейерверком мыслей, неожиданными ассоциациями, блестящими выдумками».

В течение 3...4-х лет Френкель опубликовал несколько книг: «Строение материи» (1921), «Теория относительности» (1923), «Электрическая теория твердых тел» (1924).

Осенью 1925 года благодаря содействию Пауля Эренфеста Френкель уехал на год в заграничную научную командировку. Он знакомился с постановкой дела в Геттингенском и других немецких университетах.

В Геттингене Я.И. Френкель работал у известного теоретика Макса Борна — одного из основателей квантовой механики. В то время здесь находилось несколько молодых советских ученых: С.И. Вавилов, П.Л. Капица (приехавший из Кембриджа), Ю.А. Крутков, В.Н. Кондратьев (стажировавшийся у Джеймса Франка).

Это был период небывалого подъема теоретической физики, время рождения квантовой механики. Позднее новой науке посвятили долгие годы работы Я.И. Френкель и П.Е. Тамм.

Спустя много лет — в 1961 году — Борн писал о Френкеле: «Френкель был моим сотрудником в Геттингене в двадцатых годах, и я высоко ценил его. Он был буквально заполнен идеями и вместе с тем превосходно владел всей техникой теоретической физики. Хотя его идеи были иногда довольно странными, они всегда были плодотворными. Я с большим интересом знакомился также и с его последующими статьями и книгами. Его ранняя смерть причинила мне большое огорчение».

...20 ноября 1925 года в полдень Френкель подымался по лестнице дома №5 по Габерландштрассе в Берлине. Он заметно волновался... И вот он в рабочем кабинете великого ученого.

Эйнштейн в вязаном жилете, без пиджака, в изрядно потертых брюках и в сандалиях на босу ногу с большим вниманием выслушал молодого человека.

В течение двух часов Френкель излагал соображения, которые должны были составить основу его доклада на семинаре. Когда в беседе были затронуты некоторые другие вопросы, связанные с квантовой теорией, Эйнштейн резюмировал свое отношение к ней словами: «Положение отчаянное, ничего понять невозможно!».

Через несколько дней Френкель пришел на семинар в физической аудитории Берлинского университета. Председательское место занимал Макс фон Лауэ, ученик Макса Планка. Несколько лет до этого Яков Ильич с большим интересом знакомился с выдающимися работами Планка по термодинамике излучения, а теперь увидел здесь самого автора. Макс Планк, хорошо знакомый физикам по портретам, невысокого роста, с лысой головой и небольшими черными усами, в металлических очках, сидел в первом ряду. С ним о чем-то говорил Альберт Эйнштейн — с седеющей гривой длинных волос и погасшей трубкой во рту. В пожилом человеке, одетом в старомодный сюртук и белый жилет со звездой на лацкане, Френкель узнал физика Вальтера Нернста — он был известен еще и как изобретатель «лампочек Нернста» и рояля Нернста — Бехштейна.

Места в аудитории занимали и физики менее высокого ранга, студенты. Среди многих участников было всего несколько женщин. Чтобы проникнуть сюда, им понадобилось заручиться специальным разрешением администрации университета. В числе других была и скромная ассистентка Лизы Мейтнер. Впоследствии эта выдающаяся исследовательница прославилась тем, что вместе с профессором института Кайзера Вильгельма в Берлине Отто Ганом, учеником Резерфорда, объяснила деление урана.

На этом семинаре Френкель изложил свою теорию электропроводности металлов. Иоффе, сидевший в первом ряду, время от времени одобрительно кивал головой. Доклад Френкеля и реакция аудитории явно доставляли ему удовольствие.

После доклада начались прения. Эйнштейн сказал краткую речь, подчеркнув, что «соображения Френкеля совершенно правильны, а результаты весьма замечательны».

Из Германии Френкель выехал в Англию и побывал в Кембриджском университете, где работавший в то время П.Л. Капица познакомил его с Кевендишской лабораторией и ее руководителем Эрнестом Резерфордом. В Париже Яков Ильич посетил Институт радия, где познакомился с Мари Кюри, Фредериком Жолио-Кюри и Полем Ланжевеном.

В 1927 году Яков Ильич был делегатом Международного физического конгресса в итальянском городе Комо, посвященном памяти Александра Вольты.

На конгрессе присутствовали крупнейшие теоретики и экспериментаторы разных поколений. Были здесь знаменитые датчанин Нильс Бор и немец Арнольд Зоммерфельд, а также совсем молодой итальянский теоретик Энрико Ферми.

Между прочим через несколько лет Френкель встретился с Зоммерфельдом в Одессе, где происходил Первый Всесоюзный физический съезд (август 1930). Зоммерфельд, Вольфганг Паули и другие крупные иностранные физики были гостями съезда. Зоммерфельд попросил Френкеля перевести его обзорный доклад по квантовой теории металлов. Яков Ильич, конечно, согласился. Он сам был прекрасно осведомлен о работах Зоммерфельда и других ученых в этой области. Переводя доклад, Френкель комментировал некоторые мысли Зоммерфельда и писал формулы, поясняя ход рассуждения и упрощая более сложные математические выражения, представляемые докладчиком. После окончания доклада Зоммерфельд горячо поблагодарил Френкеля и, указывая на формулы, написанные на доске, добавил: «Я сам узнал много полезного для себя, чего ранее и не подозревал».

Направляясь из Берлина на конгресс в Комо — маленький городок в северной Италии, Френкель побывал проездом в «вечном городе» — Риме. Со свойственной ему жаждой познания он постарался за короткое время ознакомиться со многими достопримечательностями искусства и архитектуры.

Однако радость встречи с великим искусством была омрачена: в Италии этого периода утверждался фашизм. Тупая жестокость, подавление свободомыслия, репрессии становились нормой жизни в стране, давшей миру столько шедевров искусства.

Френкель несколько раз побывал на экскурсиях, устраивавшихся для делегатов конгресса. Но он решительно отказался пойти на прием, устроенный диктатором Муссолини для участников конгресса. Френкель также категорически отказался отправиться на прием к губернатору Рима и не присутствовал на аудиенции, которую дал папа Пий XI делегатам конгресса.

В начале октября 1927 года Френкель вернулся из Италии на родину. В его портфеле были записки и оттиски статей, свидетельствующие об успехах молодой науки — квантовой механики.

В 1930 году Френкель побывал в США, куда он был приглашен в качестве «гостевого профессора» Миннеаполисского университета. В этот период Яков Ильич читал лекции в американских университетах, знакомился с научно-исследовательскими физическими институтами и участвовал в научных конференциях нескольких штатов.

Многие исследования Френкеля быстро завоевывали широкое признание. Кроме электронной теории металлов, теории жидких тел и других, мировую известность получили «экситоны Френкеля» и его работы по теории ядра, выполненные в тридцатых годах.

Экситоны, статистическая модель ядра, капельное деление тяжелых ядер могут служить яркими примерами научного творчества Френкеля. Конечно, они недостаточны, для того чтобы дать представление о широком круге выполненных им работ в различных областях теоретической физики.

Современная теоретическая физика — область научного творчества Я.И. Френкеля — занимает исключительное место в физике, простираясь на все ее разделы, или, как мы говорим, на все физические науки. Академик В.Л. Гинзбург указывал, что теоретическая физика, конечно, не стоит над всей физикой и немыслима без эксперимента. Но именно теоретическая физика играет связующую роль. Фактически ею в основном занимались Ньютон, Максвелл и другие великие ученые.

Со времени Ньютона и Максвелла роль теоретической физики в развитии науки непрерывно росла. Вся первая половина XX века, когда физика стала важнейшей наукой, определяющей прогресс человечества, проходила под знаком идей двух великих физиков-теоретиков Альберта Эйнштейна и Нильса Бора, основателей теории относительности и квантовой механики. Без этих двух теоретических учений физика нашего времени не достигла бы вершин, и мы с вами не стали бы свидетелями грандиозных успехов техники и технологии.

В принципе теоретическая физика, благодаря единству методов и идей может быть доступна одному человеку, овладевшему этими методами и идеями. Фактически же из-за огромного расширения объема теоретической физики большинство теоретиков стали работать в отдельных областях, т.е. ограничили себя определенной специализацией.

Научные труды Френкеля охватывают большое количество актуальнейших областей физики. Они представляют собой важные и выдающиеся открытия и свидетельствуют о глубоком проникновении их автора в современные методы и идеи физики.

Френкель как физик-теоретик с самого начала вступления на путь ученого заинтересовался теми проблемами, которые были наиболее актуальными для науки его времени и, вероятно, всего века. Многие из них до сих пор не утратили своей актуальности и еще не решены полностью.

К началу нашего века исследования электричества и электромагнетизма, оптических явлений, газовой динамики создали почву для возникновения новых идей в области молекулярного строения вещества, в частности строения твердого тела и жидкостей, оптических и электрических явлений, происходящих в веществе.

Эти области привлекли внимание Френкеля благодаря тому, что казались сложными и даже недоступными для физика-экспериментатора, в то время как было очевидно, что они призваны сыграть первостепенную роль в развитии физики. Речь идет не только о том, что исследователи не обладали необходимыми средствами для экспериментирования, но не существовало квантовой механики, с помощью которой позднее ученые разрешили многие сложные проблемы вещества.

Теоретические работы Френкеля объясняли многие физические процессы в свете квантовомеханических идей, разработанных после Бора многими учеными, в том числе Полем Дираком и Максом Борном, у которого Френкель работал в Геттингене, Луи де Бройлем, Эрвином Шредингером и Вернером Гейзенбергом. Эти процессы не могли быть удовлетворительно объяснены с помощью классической ньютоновой механики.

Особенно это относится к структуре жидких и твердых тел. Френкель создает квантовую теорию металлов, утверждающую, что в металле электроны находятся в квантовых состояниях и постоянно меняются местами. На основе этой теории были сделаны открытия исключительной важности. Они обогатили наши знания структурных процессов и привели к крупным техническим достижениям.

Теория экситонов Френкеля дала новое направление в развитии основных представлений физики твердого тела. «Экситоны Френкеля» — это понятие, известное всем физикам мира, как термины «фотон» (квант света) и «фонон» (квант звука), предложенные академиком И.Е. Таммом. И.Е. Тамм называет Френкеля «крестным отцом» фонона.

Перед нами целая серия частиц квантового мира, в которую входит и экситон Френкеля. Но это совсем не такие частицы, как атом, молекула, ион, составляющие структуру вещества.

В конденсированном веществе (например в твердом теле) существуют физические явления, которые физики называют волнами возбуждения. Такие волны возбуждения бывают нескольких видов. Голландский ученый Питер Дебай ввел представление об упругих (звуковых) волнах, связанных с упругими колебаниями атомов в кристаллической решетке.

Любое возбуждение, переданное от атома к атому решетки, не локализуется здесь, а воспринимается всей решеткой в виде волны возбуждения.

Квантовая механика показывает, что любое движение обладает корпускулярно-волновым свойством. Свет можно рассматривать как волны и поток частиц — квантов света (фотонов).

Волны возбуждения, возникающие в кристалле, тоже подчиняются этому закону — они, как говорят, квантуются, т.е. передаются в виде отдельных порций, а именно фотонами, фононами и экситонами. Чтобы не смешивать их со структурными частицами, например с атомами, молекулами, ученые, занимающиеся физикой твердого тела, условились называть их квазичастицами (т.е. «почти частицами»). Законы движения квазичастиц подобны законам обычных частиц (хотя могут быть и сложнее). Но в противоположность обычным частицам квазичастнцы не могут появиться в вакууме. Они возникают лишь в некоторой среде, так как сами не представляют собой строительного материала, а являются лишь носителями движения. В этом главное различие между частицами и квазичастицами, другие свойства тех и других могут совпадать.

Читатели видят, как много предварительных сведений, считающихся у физиков элементарными, нужно сообщить лишь для того, чтобы приступить к объяснению «экситонов Френкеля».

Экситоны Френкеля — это еще один крайне важный и широко распространенный тип возбуждений в полупроводниках и диэлектриках, т.е. в веществах, получивших широкое применение в науке и технике. Сразу скажем, что идея Френкеля об экситонах и математически тщательно разработанная теория движения экситонов и позволили полупроводникам и диэлектрикам занять такое выдающееся положение, что о них знают теперь многие люди даже далекие по своим интересам от науки.

Для того чтобы пояснить идею Френкеля, надо напомнить о теории внешнего фотоэффекта, разработанной А. Эйнштейном еще в 1905 году. Эйнштейн ввел понятие кванта света — фотона; но сам термин «квазичастица» (фотон — первая известная в науке квазичастица) появился в физике гораздо позже. Фотоэффект заключается в том, что в веществе под действием света появляется электрический ток. Говорят, что в этом случае в веществе возникает фотопроводимость, т.е. вещество оказывается проводником электрического тока, возбужденного действием на него света или при поглощении им света, что одно и то же.

Френкель высказал идею, что кристаллы некоторых диэлектриков, т.е. веществ, не проводящих или плохо проводящих электрический ток, могут поглощать свет (причем поглощают свет именно электроны вещества), не становясь при этом проводниками. В этом случае не появляются свободные электроны, т.е. электрический ток, а происходит возбуждение нейтрального атома. Это возбуждение, возникшее где-либо в веществе, не остается неподвижным, а перемещается прямолинейно и равномерно вдоль того или иного ряда атомов, как некоторая частица, которую Френкель и назвал экситоном (квантом возбуждения).

Когда у Френкеля возникла эта идея, еще не существовал термин «квазичастица», но сейчас можно было бы так квалифицировать теоретическое открытие Френкеля. Экситон Френкеля — это квазичастица, переносящая в кристаллической решетке электронное квантовое возбуждение, которое возникает под влиянием поглощения светового кванта (фотона). Это возбуждение, не сопровождающееся возникновением электрического тока, Френкель назвал «оптическим» возбуждением в отличие от возбуждения, при котором возникает свободный электрон (отрывающийся от атома). При возникновении свободных электронов возможна фотопроводимость кристалла. Экситоны создаются за счет фотонов, поглощающихся веществом, и поэтому Френкель не мог назвать открытую им квазичастицу просто квантом. Это могло бы вызвать путаницу в понятиях между новой квазичастицей и световым квантом.

Спустя 35 лет после этого открытия Френкеля, в 1966 году, физики прочли сообщение о том, что Ленинскую премию получила группа ученых «за теоретическое и экспериментальное исследование экситонов».

В хроникальной заметке «Присуждение Ленинской премии 1966 года» («Успехи физических наук», т. 89, вып. 3) подчеркивалось, что «идея экситона, выдвинутая впервые Я.И. Френкелем для интерпретации механизма поглощения света кристаллами, оказалась необычайно гибкой и плодотворной».

Теория экситонов, начало которой положил Френкель, в последующие годы продолжала плодотворно развиваться, проникая во многие области и получая практическое применение.

Сразу после опубликования Френкелем статьи «О превращении света в тепло в твердых телах», в которой он впервые предложил понятие «экситон» (1931 год), идея Френкеля обратила на себя внимание ряда крупных физиков-теоретиков и экспериментаторов различных стран. Появились статьи об экситонах Р. Пайерлса в Германии, В. Шокли и Д. Олетера, а также Г. Ванье в США, Н. Мотта в Англии. Идеей Френкеля заинтересовались также ученые-теоретики, такие, как Джеймс Франк из Геттингенского университета и Эдвард Теллер (получивший впоследствии широкую известность как один из создателей атомного и термоядерного оружия).

Многие экспериментаторы обращались к гипотезе об экситоне как носителе энергии для объяснения тех или иных физических явлений. Например, роль экситона принималась во внимание при объяснении внешнего и внутреннего фотоэффекта.

Вопрос о том, действительно ли существует такая квазичастица в кристаллах, долго не находил ответа. Существование экситонов было позднее доказано при изучении оптических явлений в кристаллах.

Лауреат Ленинской премии, присужденной в 1966 году за исследования экситонов, ленинградский физик, член-корреспондент Академии наук СССР Евгений Федорович Гросс еще в 1952 году писал, что экситон действительно существует и его спектр есть спектр бегущего в кристалле возбуждения (экситоны были экспериментально открыты спектроскопистами). Экситонные спектры позволяют широко изучать физические явления в кристаллах. Теперь они составляют целую главу физики твердого тела. По мнению Е.Ф. Гросса, экситонные спектры в спектроскопии твердого тела могут дать для изучения энергетической структуры твердого тела столько же, сколько атомная спектроскопия дала для изучения строения отдельного свободного атома. Другими словами, экситонная спектроскопия представляет собой одно из крупнейших достижений физики.

Так, теоретическое открытие Френкеля, пройдя сложный путь развития, оказалось не только вкладом в постижение процессов в кристаллической решетке, но и стало важным орудием экспериментальных исследований в физике твердого тела — в этом обширном разделе науки, роль которого в наше время необычайно велика и разнообразна.

Е.Ф. Гросс начал экспериментальные поиски экситонов еще при жизни Я.И. Френкеля и некоторое время мог обсуждать свои результаты с Яковом Ильичом.

Е.Ф. Гросс сказал автору этой книги: «Я никогда не забуду, как несколько молодых физиков-экспериментаторов Физтеха, в числе которых был и я, решили проверить на опыте, существуют ли в действительности экситоны Френкеля. После серии опытов, давших положительные результаты, я как-то встретил в коридоре института Якова Ильича. Я сказал ему; — Яков Ильич, мы обнаружили новые явления.

Кажется, ваш экситон можно считать экспериментально доказанным.

Френкель всплеснул руками.

— Что вы говорите! Это поразительно. Приду к вам в лабораторию. Сейчас, к сожалению, не могу. Спешу на лекцию в Политехнический.

Он уже не смог прийти к нам в лабораторию. Скоро он умер. Я шел в похоронной процессии и думал о том, как радовался бы он, слушая объяснения опытов, подтвердивших существование экситонов».

Квазичастицы — экситоны, теоретически предсказанные Френкелем и экспериментально открытые Е.Ф. Гроссом — двумя советскими физиками, быстро заинтересовали исследовательские институты различных стран. Подобно цепной реакции, они порождали все новые и новые исследования, помогая ученым решить сложные проблемы физики твердого тела.

Френкеля к этому времени уже не было в живых. Но он имел счастье одним из первых узнать об экспериментальном открытии экситонов и бурно выразить свое удовольствие по этому поводу.

Френкель не стеснялся проявлять свою радость в таких случаях. Все знали, что он придавал большое значение соответствию между созданной им теоретической картиной (А.Ф. Иоффе называл теоретические построения Френкеля «интуицией, облеченной в математическую форму») и характером наблюдаемых экспериментально явлений. Правда, не всякое расхождение теории с результатами опыта он воспринимал как противоречие.

Профессор Ф.Ф. Волькенштейн, участник студенческих семинаров в Физико-техническом институте, писал; «Нередко между Абрамом Федоровичем и Яковом Ильичом возникали острые „пикировки“, за которыми мы (студенты. — Ф. К.) следили с волнением. Обычно Абрам Федорович прерывал Якова Ильича и смущенно замечал, что такие-то экспериментальные данные находятся в полном противоречии с теорией Френкеля. Это, однако, ни в малейшей мере не смущало самого Якова Ильича. Немедленно вводились поправки, уточнения, которые выправляли теорию в нужном направлении».

Но прямое подтверждение экспериментаторами его теории было всегда кульминационным моментом, которого Френкель ждал с нетерпением, никому в этом, правда, не признаваясь.

Необходимость подтверждения его теорий экспериментами вызывалась почти во всех случаях и особенно в любимых Френкелем областях, рассматривающих физические явления, связанные со структурой вещества и происходящими в нем физическими явлениями на уровне молекул.

В тридцатых годах многие физики, занимавшиеся молекулярной физикой, переходили к исследованиям атома и ядра. Из Ленинградского физико-технического института, где долгие годы изучали свойства полупроводников и диэлектриков, а также различные вопросы молекулярной физики, естественно, вышли почти все первые крупнейшие советские физики-атомники. Среди них был и академик И.В. Курчатов. Впоследствии он руководил всеми научными работами по атомной проблеме в нашей стране. В области молекулярной физики начинали свою деятельность академики А.П. Александров, Ю.Б. Харитон, И.К. Кикоин, Л.А. Арцимович и многие другие наиболее видные участники атомных исследований.

Для того чтобы сделать решительный шаг в ядерной физике, которая к середине века приобрела наибольшее значение из всех физических наук, пришлось сконцентрировать все физические (и не только физические) знания, полученные человеком в XIX и XX веке.

Вскоре после того, как физики впервые обратили внимание на процессы, происходящие в ядрах атомов, и тем более.. когда возникли первые предположения о гигантских энергетических ресурсах ядер (а такие предположения высказывали Кюри, Резерфорд, Содди и многие другие ученые еще в начале XX века), стало ясно, что эти проблемы очень сложны. Для решения их необходимо было не только сконцентрировать знания, но и объединить ученых в мощные коллективы, поставив перед ними трудно выполнимые специальные задания. Во всей истории ядерной фпзики и атомной энергетики как нельзя лучше проявилась исключительная ценность теоретических идей, которые часто указывали экспериментаторам, что им нужно делать, чтобы добиться существенного прогресса в этой области.

Ядерная проблема требовала участия в общей работе многих выдающихся ученых (не говоря уже о грандиозных контингентах рядовых исследователей и технического персонала). Можно уверенно сказать, что из крупнейших современных физиков, игравших решающую роль в исследовании ядра и ядерных процессов, многие по своему дарованию не уступали таким великим ученым прошлого, как Ньютон, Фарадей, Максвелл, Галилей, а некоторые и превосходили этих людей, прославленных всемирной историей.

Не говоря уже о больших общих и принципиальных теоретических и экспериментальных проблемах универсального характера, многие даже сравнительно узкие задачи могли быть решены только очень одаренными, оригинально мыслящими учеными.

Френкель заинтересовался теоретическими вопросами ядерной физики в начале тридцатых годов, но только в 1936 году он, впервые выступая в прениях по докладу Нильса Бора, изложил свою идею о капельной модели ядра.

Первая статья Френкеля по ядерной физике была опубликована осенью 1936 года харьковским журналом «Физический журнал Советского Союза», где печатались статьи на немецком и английском языках.

Эта и последующие статьи Френкеля привлекли внимание специалистов. Однако тогда еще вопросы деления тяжелых ядер (а Френкель именно первым высказал мысль о принципиальной возможности такого деления) не вызвали такой сенсации, какой они сопровождались несколько позже. Теперь, оглядываясь назад и окидывая взором триумфальные успехи в области ядерной физики и атомной энергии, можно сказать уверенно, что работы Френкеля имели огромное значение для прогресса физики последних 20...30 лет.

Открытие Чадвиком в начале тридцатых годов нейтрона начинало новую эпоху в физике и технике. Вскоре после этого американский ученый Карл Андерсон обнаружил в космических лучах ранее неизвестную частицу — позитрон с такой же массой, как у электрона, но с противоположным знаком электрического заряда. Появилась первая античастица (термин «античастица» возник гораздо позже) в списке, ныне включающем также антипротон, антинейтрон и другие античастицы и частицы (всего их более 200).

Открытия Чадвика, Андерсона и других ученых, тока еще немногих специалистов по ядерной физике, привлекли внимание к этой области более широкого круга исследователей. Тогда же, в 1930 году, по инициативе А.Ф. Иоффе, обладавшего удивительным «чутьем» не только по отношению к людям, но и к физическим открытиям, была создана группа экспериментаторов для работы по физике атомного ядра. Сотрудники нескольких лабораторий приступили к исследованиям. Некоторыми из них руководили И.В. Курчатов и Д.В. Скобельцын, впоследствии известные ученые-академики. Начал работу и теоретический семинар во главе с Френкелем. Результаты первых работ были опубликованы.

В следующем 1931 году накопилось уже достаточно материалов, и поэтому в Ленинграде была созвана Первая Всесоюзная конференция по атомному ядру. Ее приурочили к 15-летию со дня основания Физико-технического института.

Конечно, и в Москве и Харькове ядерная физика также включается в тематику крупных, хорошо оснащенных научно-исследовательских институтов.

Френкель внимательно следит за этими работами. Он замечает, как иностранные физики, среди которых многих он хорошо знает лично, перешли от других вопросов к работам в области ядра. Да и в его институте уже наметился такой переход.

В институте инициатива прежде всего была проявлена экспериментаторами. Первые работы в области ядра принадлежали им. Но вскоре понадобилось привлечь к исследованиям теоретиков.

И.Н. Головин в своей книге приводит «обращение» Курчатова к своим сотрудникам в Физико-техническом институте, в котором между прочим есть такие слова: «Не наше дело абстрактные теории проверять. Мы будем на опытах изучать ядро, его особенности. Если и обнаружим что-то непонятное, попросим теоретиков — Френкеля, Тамма, Ландау — призадуматься и создать общую странную картину явлений. Ведь нейтрон еще совсем не изучен. А если он в любое ядро проникает, то у него великое будущее».

Но Френкель не ждал сигнала экспериментаторов. Он уже понимал, что физика стоит на пороге новых возможностей овладения атомной энергией при помощи нейтрона и серьезно занялся проблемами ядерной физики.

В тридцатых годах Я.И. Френкель и Нильс Бор впервые указали на возможность применения статистических методов к ядру. Физики-теоретики получили возможность осуществить новые важные исследования. Исходя из идей Френкеля — Бора Г. Бете исследовал распределение ядерных уровней по энергиям. Но Бете рассматривал ядро как идеальный газ. Это было неверно, так как в ядре существовало сильное взаимодействие частиц. Л.Д. Ландау (впоследствии лауреат Нобелевской премии) в 1937 году опубликовал статистическую теорию ядер, в которой рассматривал ядро как квантовую жидкость, а не идеальный газ. В работе Ландау благодаря применению статистических методов удалось получить ряд важных соотношений, характеризующих тяжелые ядра.

Весной 1934 года Френкель встретился в Ленинграде с Нильсом Бором и обсуждал с ним вопросы быстро развивающейся в то время теории ядра. Затем они встретились в Москве и вместе поехали в Харьков на конференцию по теоретической физике.

В различных странах с большой интенсивностью велись теоретические и экспериментальные работы по ядерной физике, в результате которых были сделаны важные открытия, предвещающие новую эпоху в физике и технике. Из экспериментальных открытий можно упомянуть об исторических опытах Энрико Ферми по облучению элементов нейтронами и открытие эффекта замедления нейтронов в парафине, графите и тяжелой воде, получившего в физике название эффекта Ферми и сыгравшего важную роль в разработке способов выделения ядерной (атомной) энергии. С не меньшей интенсивностью работали и физики-теоретики, осмысливая огромный материал, накопившийся у экспериментаторов.

В марте 1936 года на сессии Академии наук Френкель, выступая в прениях по докладу И.Е. Тамма, посвященному теории атомного ядра, предложил свою статистическую модель ядра. Примерно за две недели до этого выступления в английском журнале «Нейчер» была опубликована теория компаунд-ядра Н. Бора. Френкель рассматривал ядро как твердое или жидкое тело, состоящее из большого количества связанных друг с другом частиц. Энергию, возникающую в такой системе при захвате нейтрона, можно представить себе как тепловую энергию этого ядра, а процесс захвата нейтрона — как своеобразную его адсорбцию, сопровождающуюся нагревом сложного компаунд-ядра с последующим испарением из него нейтрона, протона или частицы. Основываясь на этой аналогии, он ввел понятие температуры ядра и позднее в других статьях облек свои идеи в математическую форму. Эти идеи получили признание и развитие, в частности, в работах самого Бора, а также в работах Л.Д. Ландау и В. Вейскопфа и Г. Бете.

Летом 1937 года Нильс Бор снова приехал в Москву и в своих лекциях уже пытался дать прогноз относительно практического использования ядерной энергии, в том числе и в виде оружия. Знаменательно было и то, что Бор, как и некоторые другие ученые, в частности и Френкель, уже серьезно рассматривали вопрос об атомной энергии. Френкель в своих лекциях довольно подробно излагал этот вопрос.

В начале Великой Отечественной войны Ленинградский физико-технический институт, где продолжал работать Френкель, эвакуировался в Казань.

Сорокасемилетний ученый решил пойти добровольцем на фронт, где находились уже многие его ученики и молодые сотрудники института. Военком, возвращая ему заявление, сказал: «Профессор Френкель, подумайте сами, где вы будете полезнее? На фронте мы сможем использовать только ваши руки. Ваши знания нужны нам больше».

В период эвакуации в крайне суровых условиях жизни Френкель продолжал вести научную работу в институте, совмещая ее с чтением лекций студентам Казанского университета. Он также выезжал в командировки в высшие учебные заведения и научно-исследовательские институты других городов для чтения лекций и консультации.

За лето и осень трудного 1943 года Яков Ильич написал одну из выдающихся своих монографий «Кинетическая теория жидкостей». Академик И.Е. Тамм писал, имея в виду эту работу, что в истории науки редко встречаются примеры, когда физик излагал бы столь обширную область науки, основываясь в такой степени на собственных идеях и работах. Этот труд Я.И. Френкеля был отмечен Государственной премией первой степени.

Лекции Френкеля для студентов были необычными. В них творчески излагался предмет и содержались идеи самого лектора, оригинальные трактовки результатов новейших исследований, учитывались последние успехи науки. Его курс квантовой механики непрерывно пополнялся данными о самых новых теоретических и экспериментальных открытиях. Две лекции на одну и ту же тему могли быть совершенно различными в зависимости от результатов последних работ или в связи с изменением точки зрения Френкеля, вызванным более углубленным изучением и обдумыванием того или иного научного факта.

В то же время Френкель всегда заботился о том, чтобы его лекции были доступны слушателям.

Иногда выводя на доске сложный и длинный набор цифр и уравнений, Яков Ильич на какой-то стадии терял «минус» или «плюс», или «корень квадратный». Тогда он поручал студентам найти этот «легкомысленный» знак, умудрившийся сбежать. Студенты бросались на поиски и в конце концов находили беглеца. Этот маленький фокус Френкель делал, конечно, умышленно, создавая, таким образом, небольшую разрядку и в то же время проверяя внимательность своих студентов.

Френкель обладал крепким физическим здоровьем. Это доказывала его огромная работоспособность. Он отлично катался на коньках, совершал длинные пешеходные прогулки, водил автомобиль. Тем не менее утомление, вызванное усиленной работой на протяжении многих лет, лишения военного времени, а также многие жизненные трудности к концу сороковых годов стали сказываться на его здоровье. Он прекрасно понимал, что болен, но не хотел мириться с этим и продолжал трудиться, как в молодые годы. Однако теперь болезнь довольно часто побеждала его, и он вынужден был на время прекращать работу.

В ночь на 23 января 1952 года Я.И. Френкель скоропостижно скончался у себя дома в профессорском корпусе, расположенном в парке Политехнического института, где он провел почти всю жизнь. 10 февраля ему исполнилось бы 58 лет.

Когда умер Френкель, в научных журналах по физике рядом с некрологами о нем оказались и его научные статьи. Они были напечатаны отнюдь не в связи со смертью ученого. Нет, просто подошла их очередь для опубликования и они появились на страницах журналов, как будто бы автор продолжал работать...

Хотя физика в нашем столетии оказывает непосредственно влияние на все сферы деятельности человека, она пока еще не стала доступным для всех объектом. Более широко известны некоторые успехи физики, связанные с различными техническими устройствами, поражающими воображение. К ним относятся, например, атомные электростанции, термоядерное оружие, космические аппараты, гигантские ускорители частиц, радиолокаторы, солнечные батареи, полупроводниковые приборы.

Но многие ли знают о тех научных открытиях, в том числе и «чисто» теоретических, предшествовавших созданию таких технических устройств?

Теоретические идеи, подобные тем, которые рождались в уме Френкеля, всегда «возбуждают» науку, питают живительными соками все области физики и смежных с нею наук. Работа физика-теоретика остается пока еще «невидимой» для широкого круга людей. Лишь спустя много лет и даже десятилетий становятся понятными идеи, которые при возникновении казались безумно сложными и были недоступны для восприятия человека со «средними знаниями».

Великий физик-теоретик Альберт Эйнштейн создал всем известную, но до сих пор сравнительно немногим понятную теорию относительности. Конечно, наступит время, когда теория Эйнштейна станет общепонятной; но для этого нужна дальнейшая разработка ее и повышение уровня образованности людей.

В печати часто подчеркивался большой диапазон научных интересов Якова Ильича, простиравшихся «от математики через все разделы физики вплоть до ядерной физики, геофизики, физиологии и техники». Редкая разносторонность Френкеля неизменно отмечалась всеми исследователями его научного творчества.

Ум современного человека обычно направлен в довольно ограниченную область интересов чаще всего потому, что и эта область сама по себе настолько глубока, что требует от человека всей его жизни.

В щедром потоке работ Френкеля почти каждая представляла собой ценное научное исследование, способное возбудить мысль других ученых.

До самой смерти Френкель продолжал безостановочно работать, ни на мгновение не утрачивая способности творчески мыслить. Поэтому и случилось так, что последние его статьи появились в печати одновременно с некрологами. Немало неоконченных рукописей осталось в ящиках его письменного стола.

Но к этому времени многие теоретические идеи Френкеля уже были «в деле». Они вошли в науку, и исследователи на основе этих идей развивали различные области физики. Эта коллективная работа не прекращается и сейчас.

Научное наследие Френкеля составляет более 20 книг и около 300 статей. Точно учесть все его печатные произведения сложно.

Тем более никто не смог бы сосчитать книги и статьи, написанные в развитие идей Френкеля или в результате совместного с ним обсуждения проблем физики. Такие издания появляются и ныне. Трудно предвидеть какие-либо границы времени для развития идей этого выдающегося и разностороннего ученого.

Далеко не до конца известны «потенциальные возможности» идей и гипотез Френкеля. Возможно, что развитие трудов Френкеля другими учеными в дальнейшем приведет к расширению списка крупных открытий. Некоторые работы Френкеля спустя много лет после смерти их автора продолжают занимать важное место в теоретической физике.

Конечно, новые открытия, в основе основ которых будут лежать идеи Френкеля, не всегда воскресят в памяти его имя. Но таков закон развития науки в наши дни, когда в одной даже узкой области работают многие талантливые ученые. Жизни одного поколения ученых не хватает для решения больших проблем науки. Труд ученых не только коллективен в рамках одной генерации, а охватывает последовательно несколько поколений. Проблемы физики стали несравнимо сложнее, чем в прошлом, и быстро продолжают усложняться.

Френкелю не хватило жизни даже для выполнения собственных заранее намеченных планов, тем более что он был ученым исключительно многосторонним по своим научным интересам. Его мышление, казалось, не имело границ. Без всяких передышек и пауз ученый стремился к истолкованию самых различных физических явлений. Естественно, что наибольшую радость и удовлетворение ему доставляли работы в излюбленных им областях. Их тоже было немало — теория твердого тела и кристаллов, теория жидкостей, молекулярная физика.

Яков Ильич занимался и другими областями теоретической физики и биофизики. Высокообразованный специалист мог бы, конечно, отыскать взаимосвязь между всеми этими областями, но многим они казались далекими друг от друга. Например, в 1939 году Френкель в докладе о действии ультразвука на живые организмы указал на возможность использовать ультразвук наряду с радиоактивными излучениями для лечения раковых опухолей. Это предложение вызвало широкий отклик у медиков. Сейчас врачи и биологи, применяющие ультразвук для опытов по лечению рака, вряд ли связывают свою практику с именем Френкеля, впервые выдвинувшего эту идею. Предложение Френкеля было хорошо научно аргументировано автором и возникло в результате глубокого обдумывания теоретических основ акустики и биологических процессов, связанных с ростом клеток.

За год до этого Френкель в статье о механизме мышечной деятельности утверждал, что сокращение мышц вызывается процессом, аналогичным хорошо известному процессу вулканизации резины. При раздражении мышц происходят химические реакции с выделением ионов, которые и приводят к сокращению их. Независимо от того, насколько подобное объяснение привилось в науке, его значение очевидно уже хотя бы потому, что оно содействовало привлечению внимания физиков и химиков к биологическим процессам. Сейчас увлечение биологией захватило многих физиков и химиков, и это, как можно было ожидать, привело к значительным достижениям.

Сохранилось много писем Френкеля. Помеченные различными городами нашей страны и других стран, они как бы сочетают в себе и его научные заметки, и мемуары, и дневники. В письмах Яков Ильич отмечал свои душевные переживания, описывал встречи со многими замечательными людьми. Кажется невероятным, что ученый, постоянно испытывавший переуплотненность времени, тем не менее смог за свою не очень длинную жизнь написать такое количество писем.

Френкель обладал литературным талантом, который проявлялся в его популярных очерках и статьях, написанных для широкого читателя, в его импровизированных стихах, которые он декламировал на вечерах самодеятельности в Ленинградском политехническом институте. Стихи и многие письма Френкеля проникнуты блестящим, хотя порой несколько грустным юмором.

Жизнь Якова Ильича Френкеля и его научное творчество в высшей степени интересны и неповторимы. Как бы ни был высок уровень требований к современному ученому, Френкеля можно по праву причислить к плеяде выдающихся физиков-теоретиков XX века.

Большой талант ученого в сочетании с личными достоинствами, из которых прежде всего следует отметить принципиальность и благородство, делают Френкеля подлинно исторической личностью в науке и культуре нашей страны.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри

Эксперименты. Взгляды. Борьба за мир

Французские ученые Ирен и Фредерик Жолио-Кюри получили мировое признание в годы своей молодости. Им принадлежит одно из замечательных открытий, которое известно под названием «искусственная радиоактивность». Оно сделано в период необыкновенно активной работы физиков-экспериментаторов во всем мире в тридцатые годы. Как известно, эти годы богаты открытиями, создавшими реалистические основы для овладения человеком атомной энергией.

Быстро нарастающий поток экспериментальных открытий во многих странах, началом которого следует считать открытие радиоактивности, в большой мере стимулировался работами Резерфорда по расщеплению ядер. Успешно расщепив ядра многих легких элементов, Резерфорд, однако, не добился результатов, когда пытался то же самое сделать с ядрами тяжелых элементов.

То, что не удалось сделать Резерфорду, сделали Ирен и Фредерик Жолио-Кюри. Они не только открыли эффект «искусственной радиоактивности», но и создали важные предпосылки для открытия учеником Резерфорда Джеймсом Чадвиком незаряженной частицы — нейтрона. Многие считают чету Жолио-Кюри соавторами Чадвика в этом открытии исключительной важности.

Таким образом, даже этот один эпизод, правда, весьма значительный в истории науки, наглядно показывает, что физические исследования могут развиваться только при взаимных контактах, оценках, критике.

Как свидетельствует история науки, выдающиеся открытия способны возбуждать идеи и исследования неограниченно долгое время. Именно к таким работам относится совместное научное достижение супругов Ирен и Фредерика Жолио-Кюри, за которое они были удостоены в 1935 году Нобелевской премии, — явление искусственной радиоактивности.

В 1933 году на Сольвеевском конгрессе в Брюсселе, где присутствовали самые яркие звезды физики нашего столетия, доклад Жолио-Кюри об открытии искусственной радиоактивности был встречен скептически. Но Резерфорд — великий экспериментатор и мыслитель — поддержал молодых ученых. Вернувшись после конгресса из Брюсселя в Кембридж, он написал письмо в Париж, в Институт радия, в котором высоко оценил их открытие.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри часто приезжали в нашу страну, и многие советские физики были их друзьями.

Первый раз это произошло весной 1933 года — их пригласил в Ленинград академик А.Ф. Иоффе для участия в конференции по физике атомного ядра.

Ирен и Фредерику было тогда немногим более 30 лет, по известность, полученная ими после открытия искусственной радиоактивности, простиралась уже далеко за пределы их родины — Франции.

Спустя три года после первого посещения СССР, Ирен и Фредерик второй раз приехали в нашу страну для участия в Менделеевских чтениях, проводившихся в Москве.

В тридцатые годы интерес советских ученых к атомной и ядерной физике быстро возрастал. В Ленинградском физико-техническом институте приступили к организации исследований в этих областях и к подготовке специалистов-атомников. Многие научные сотрудники института, ранее изучавшие свойства полупроводников и диэлектриков, а также занимавшиеся различными вопросами молекулярной физики, выразили желание переключиться на экспериментальную работу в области атомной и ядерной физики. Среди них оказались, например, будущие академики: И.В. Курчатов, А.П. Александров, Ю.Б. Харитон, И.К. Кикоин, Л.А. Арцимович, Г.Н. Флеров, Я.Б. Зельдович, А.И. Алиханов, И.Я. Померанчук.

Многие из них приехали в Москву для участия в первых Менделеевских чтениях. Здесь присутствовали и зарубежные знаменитости из мира физики и химии. Симпозиум состоялся в Московском Доме ученых на Кропоткинской улице.

В день открытия академик А.Ф. Иоффе представил аудитории французских исследователей. Он сказал, что открытие искусственной радиоактивности супругами Ирен и Фредериком Жолио-Кюри привело к созданию большого числа «новых атомов», которые были не известны Д.И. Менделееву. «Искусственная радиоактивность дала, таким образом, новый смысл системе Менделеева, — заключил А.Ф. Иоффе, — как системе всех возможных устойчивых атомных ядер. Нельзя было выбрать лучшего автора для первого чтения, связанного с именем Менделеева, чем Фредерик Жолио».

Доклад делал Фредерик Жолио-Кюри. Он подробно рассказал об опытах по облучению алюминия альфа-частицами полониевого излучателя и о последующем развитии экспериментальных работ вплоть до получения различных искусственных радиоактивных изотопов в чистом виде. Жолио-Кюри также подчеркнул практическое значение открытия и в подтверждение указал, в частности, на то, что им заинтересовалась известная американская промышленная корпорация «Дженерал электрик».

В те годы в живом и остром воображении молодого французского ученого открытие искусственной радиоактивности вызывало фантастические образы, связанные с поразительной возможностью создавать и разрушать химические элементы по желанию физика. В своем докладе он сказал, что в конце концов исследователи найдут способы осуществлять превращения одних элементов в другие, превращения, имеющие взрывной характер. Здесь же Фредерик Жолио-Кюри пытался отыскать непосредственную связь между явлением искусственной радиоактивности (в результате которой некоторые элементы под действием облучения превращались в радиоактивные изотопы, не существующие в природе) и возможностью практического использования атомной энергии. Но в то время эта идея казалась далекой от осуществления. Никто, разумеется, не мог тогда предсказать, что вскоре изобретут радиоизотопные источники электрического тока (идея Ф. Жолио-Кюри сбылась через несколько лет), и эти источники будут успешно работать даже на космических аппаратах.

Самым фантастическим в докладе Фредерика Жолио-Кюри было, пожалуй, предположение, что превращения взрывного характера одних элементов в другие могут охватить все вещества, из которых состоит наша планета. Если бы такое случилось, то, по его словам, произошла бы невиданная, грандиозная катастрофа. Говоря об этом воображаемом трагическом эксперименте, молодой ученый задал вопрос: «Если когда-нибудь исследователь найдет способ вызвать такую катастрофу, то попытается ли он сделать такой опыт? Думаю, что он этот опыт осуществит, так как исследователь пытлив и любит риск неизведанного».

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, точно так же, как Мари и Пьер Кюри, предвидели опасность использования научных открытий в качестве мощного средства разрушения. Фредерик, говоря в своем докладе об исследователе, готовом пойти на все ради удовлетворения своей пытливости, разумеется, хотел предостеречь от подобного «опыта». Исходя из современного уровня научных знаний сегодня можно заключить, что катастрофа, подобная описанной Ф. Жолио-Кюри, не угрожает нашей планете, но зато существуют другие серьезные опасности, связанные с созданием атомного оружия.

В 1937 году автору этой книги посчастливилось встретиться с Фредериком и Ирен Жолио-Кюри. По заданию редакции журнала «Техника — молодежи» я задал им несколько вопросов, касающихся их открытия и его практического использования.

В моей статье «Искусственная радиоактивность», напечатанной в журнале «Техника — молодежи» после интервью (№2, 1937), было рассказано о нарисованной Фредериком Жолио-Кюри воображаемой картине уничтожения планеты в результате эксперимента «пытливого исследователя». Редакция сочла нужным снабдить статью следующим примечанием: «Мы не разделяем опасений Фредерика Жолио-Кюри о возможности подобной катастрофы. Разрушение элементов в таком грандиозном масштабе будет непосильно какому-либо маньяку-одиночке, который не остановится перед тем, чтобы взорвать мир из своей лаборатории. Такие работы теперь не составляют тайны одиноких исследователей, а ведутся коллективами научных учреждений в различных странах. Задача будущей науки и техники и заключается в том, чтобы найти способы, как „обуздать“ и использовать колоссальную атомную энергию».

Статья опубликована всего за три года до того, как были полностью засекречены все научные работы, связанные прямо или косвенно с проблемами использования атомной энергии, и в связи с этим исчезли со страниц научной печати статьи по этим вопросам. Исследования, о которых идет речь, действительно выполнялись не учеными-одиночками и поэтому не составляли секрета отдельных людей. Они стали объектом действий научных коллективов и являлись отныне государственной тайной.

В 1945 году люди всего мира стали свидетелями катастрофы, вызванной атомной энергией. Над густонаселенными городами Японии Хиросимой и Нагасаки взорвались атомные бомбы, что привело к гибели сотен тысяч людей и колоссальным разрушениям. Это отнюдь не был опыт, поставленный «пытливым исследователем». Фредерик Жолио-Кюри без колебаний присоединился к армии активных борцов за мир, против зловещего атомного оружия, угрожавшего народам.

На протяжении всей своей научной деятельности Ирен и Фредерик Жолио-Кюри проявляли большой интерес к работам советских ученых-физиков и поддерживали с ними личные контакты. Они хорошо знали Д.В. Скобельцына, который долгое время работал под руководством Мари Кюри в Институте радия в Париже, академика А.Ф. Иоффе, приезжавшего несколько раз к Мари Кюри и участвовавшего в Сольвеевских конгрессах в Брюсселе, члена-корреспондента АН СССР Я.И. Френкеля, который посетил Институт радия и обсуждал с Жолио-Кюри некоторые вопросы теоретической ядерной физики.

В 1937 году супруги Жолио-Кюри вновь побывали в Ленинграде и посетили Физико-технический институт. Они особенно интересовались лабораториями И.В. Курчатова и Д.В. Скобельцына, где с 1930 года проводились исследования по ядерной физике. Они присутствовали на теоретическом семинаре по ядерной физике, руководимом Я.И. Френкелем, обсуждали некоторые проблемы с ним и с Л.Д. Ландау.

Вскоре после описанных событий в печати появились фундаментальные теоретические работы Я.И. Френкеля о статистической модели ядра и по электрокапиллярному делению ядер медленными нейтронами, работа Я.Б. Зельдовича и Ю.Б. Харитона, в которой было показано, что при одном акте деления ядра выделяется больше двух «вторичных» нейтронов. Последняя работа по времени почти совпала с экспериментальным установлением этого важного факта в работах Жолио-Кюри и Ферми.

Наиболее важные открытия были сделаны Ирен и Фредериком совместно.

Ирен Кюри родилась в Париже 12 сентября 1897 года. Рождение дочери было настоящим праздником для Мари и Пьера Кюри, и на некоторое время даже их работа отодвинулась на второй план. Судя по воспоминаниям, мать и отец нежно заботились о ребенке, разделяя, насколько можно было, эти заботы между собой.

Пьер Кюри много времени уделял подросшей девочке, которая проявляла необычную для своего возраста любознательность и умственно развивалась быстрее своих сверстниц. Вот что об этом писала Мари Кюри: «Наша старшая дочь, подрастая, стала маленькой подругой отца, который очень интересовался ее воспитанием и охотно гулял с ней в свободные минуты, особенно в дни каникул. Он вел с ней серьезные разговоры, отвечал на все ее вопросы и радовался быстрому развитию ее юного ума».

После смерти Пьера Кюри семья жила вместе с дедом — доктором Эженом Кюри, пережившим сына на четыре года. В дальнейшем воспитание Ирен и младшей дочери Евы легло целиком на плечи Мари.

Ева Кюри — впоследствии журналистка и писательница — в своей известной книге о Мари Кюри отмечала, что в результате влияния Эжена Кюри и матери у Ирен выработалась духовная уравновешенность, неприязнь к унынию, антиклерикализм, отвращение к насилию, левые политические убеждения.

Первоначальное образование Ирен и Ева получили под руководством матери. Мари Кюри и ее коллеги по университету организовали для своих детей необычную школу, которую посещало около десяти учеников и учениц. Физику в этой школе преподавала сама Мари Кюри, занятия она проводила в Парижской школе промышленной физики и химии, где в то время работала. Учителем химии был Жан Перрен; дети приходили на его уроки в Сорбонну. Математику преподавал Поль Ланжевен. Детей обучали также истории, литературе, иностранным языкам, рисованию, шитью. Вместе с Ирен обучались сын Жана Перрена — Франциск, впоследствии известный физик-атомник и верховный комиссар Франции по атомной энергии, сменивший на этом посту Фредерика Жолио-Кюри, и сын Поля Ланжевена — Жан, ставший также известным физиком. Мари Кюри уделяла большое внимание и спортивному воспитанию своих дочерей.

Юным ученицам и ученикам не только читали курс естествознания, как это делалось обычно в школах, но и прививались навыки обращения с физическими приборами, их знакомили с химическими реактивами, привлекали к участию в различных химических опытах. Таким образом, ученики постоянно находились в атмосфере научной работы, проводившейся в лабораториях Сорбонны и Школы физики и химии.

После двух лет учения в импровизированной школе Ирен определили в частную школу — Коллеж Севинье. Позднее здесь училась и ее сестра Ева. Ирен окончила школу и получила диплом о среднем образовании, после чего стала готовиться к поступлению в Сорбонну.

Часто Ирен, а впоследствии и ее сестра Ева вместе с матерью посещали различные страны, где Мари Кюри принимала участие в научных конгрессах. Четырнадцатилетняя Ирен в 1911 году поехала с матерью в Стокгольм и присутствовала на торжественной церемонии вручения ее матери второй Нобелевской премии. Могла ли думать тогда Мари Кюри, что спустя два десятилетия, в этом же зале Стокгольмской консерватории Нобелевская премия будет вручена ее дочери.

В 1913 году Ирен вместе с матерью совершала туристскую поездку по Франции. К ним присоединился Альберт Эйнштейн с сыном. Мари Кюри и Альберт Эйнштейн беседовали о науке, и Ирен внимательно прислушивалась к этим беседам. К сожалению, беседы не сохранились для Истории. Но по словам подруги Ирен физика Эжени Коттон, «проницательному Эйнштейну понадобилось немного времени, чтобы заметить большое научное дарование Ирен и подружиться с ней. Этой большой дружбе он никогда не изменял». А ведь когда возникла эта дружба, Ирен было всего шестнадцать лет.

Весной 1914 года Мари Кюри сняла дачу для Ирен и Евы в Бретани на берегу Ламанша. Она должна была приехать к ним в августе, так как учебный год в Сорбонне, где она преподавала, кончался 1 августа и, кроме того, ей нужно было наблюдать за строительством Института радия. Но вспыхнувшая война изменила ее планы. Взвесив все обстоятельства, Мари Кюрн приняла решение не ехать в Бретань, а остаться в Париже на неопределенное время. Она писала дочери: «Дорогая Ирен, мне очень хочется привезти вас сюда (в Париж. — Ф. К.), но в настоящее время это невозможно. Запаситесь терпением. Немцы с боями проходят через Бельгию. Доблестная маленькая страна не согласилась беспрепятственно пропустить их... Французы, все до одного, твердо надеются, что схватка будет хоть и жестокая, но недолгая. Польская земля в руках немцев. Что останется на ней после них? Я ничего не знаю о своих родных».

В те дни, когда идет ожесточенная битва на Марне и над Парижем нависает смертельная опасность, Мари Кюри решает спасти хранящийся в ее лаборатории радий от немцев и для этого везет его в безопасное место — в Бордо. В поезде, переполненном беженцами, эвакуировавшимися из Парижа на юг Франции, она сидит со своим скромным вещевым мешком. Прикрытая нехитрыми пожитками в нем находится тяжелая свинцовая коробка, в которой уложены маленькие пробирки с радием. В Бордо нечего и думать о номере в гостинице: все переполнено. Случайный спутник по вагону помогает Мари Кюри снять комнату в частной квартире. На следующий день Мари помещает коробку с радием, оцениваемую в миллион франков, в сейф одного из банков. Теперь радий надежно спрятан. Мари Кюри возвращается в Париж в воинском поезде, забитом до отказа солдатами.

В годы второй мировой войны, когда Париж будет оккупирован фашистами, Фредерик Жолио-Кюри повторит подвиг Мари Кюри, и его задача будет более трудной. Он спасет от немецких захватчиков запас тяжелой воды, сохранив ее для будущего ядерного реактора, который он со своими сотрудниками построит в Шатийоне под Парижем.

Но как же развивались события в Париже во время первой мировой войны? Ирен удалось приехать из Бретани к матери. Институт радия был уже построен, но лаборатории пустовали, оборудование не успели смонтировать. Сотрудники были призваны в армию и покинули Париж. Мари Кюри вместе с Ирен вносят приборы и аппаратуру в новое здание, устанавливают их в лабораториях. Но они вынуждены прервать свою работу.

Война поставила перед Мари Кюри новые задачи. Фронт нуждался в передвижных рентгеновских установках для обслуживания тысяч раненых французских солдат и офицеров. Мари Кюри взяла на себя заботу об организации этого нового в те времена дела. Она обучила Ирен специальности рентгенотехника, и они вместе работали на этих установках, часто выезжая в полевые госпитали.

Военные события отодвинули для Ирен время окончания университета, но работа в действующей армии захватила ее, и она отдавала все силы для спасения раненых. Ей приходилось вместе с сестрой работать также на полях во время уборки урожая, где французские женщины, в том числе и горожанки, заменяли крестьян, мобилизованных на фронт.

Наконец война окончилась. Мари Кюри смогла продолжать свои исследования в Институте радия. Сюда возвратились некоторые ее сотрудники.

Ирен, которой к этому времени исполнился 21 год, приступила к занятиям в университете.

Ева Кюри в своей книге о матери писала об Ирен: «...спокойная, уравновешенная, она ни на минуту не сомневается в своем призвании. Она намерена быть физиком, она хочет, и это точно, изучать радий. Удивительно просто и естественно Ирен Кюри вступает на путь, по которому следовали Пьер и Мари Кюри. Она не задается вопросом, займет ли в науке такое же большое место, какое заняла ее мать, и не чувствует тяготеющего над ней громкого имени. Ее искренняя любовь к науке, ее дарование внушают ей только одно честолюбивое желание: работать всю жизнь в лаборатории, которая строилась на ее глазах и где с 1918 года она значится как „прикомандированная лаборантка“».

Эжени Коттон в своих мемуарах писала об этом периоде: «Положение работника лаборатории, состоявшего в родстве с директором, всегда несколько щепетильно, но Ирен во все вносила такую простоту, что никогда не испытывала трудностей этого рода. Однажды она сказала: „Меня нисколько не волновало, достигну ли я того же, что моя мать. Я любила поиски ради них самих. Есть некоторые незначительные опыты, которые доставили мне удовольствия больше, чем те, что сулили громкие успехи“. Эти были счастливые годы для матери и дочери... Они сильно отличались друг от друга по характеру. Мари была сложнее, Ирен более прямолинейной. Но их споры еще больше укрепляли их глубокую нежность друг к другу и их взаимное уважение».

В 1920 году Ирен Кюри — студентка Сорбонны и младшая дочь Ева сопровождали мать в ее триумфальной поездке по Соединенным Штатам Америки, куда ее пригласили, чтобы торжественно вручить в дар 1 грамм радия. Во время этой поездки они посетили несколько университетов и научно-исследовательских центров. Путешествие помогло студентке Сорбонны познакомиться с работой ученых и с лабораториями, гораздо лучше оснащенными, чем хорошо знакомый ей Институт радия.

Мари Кюри была встречена американскими учеными с большими почестями, но и простые американцы стремились увидеть великую исследовательницу радиоактивности. В американских университетах ей были присвоены почетные ученые степени. Она сделала несколько докладов о радиоактивности, встречалась с известными общественными деятелями того времени, с писателями, художниками и другими выдающимися представителями американской культуры. Спустя много лет после этого Ирен в статье «Мари Кюри, моя мать» писала, что мать никогда не искала светских знакомств и связей с влиятельными людьми: «...она очень хорошо сознавала свое значение и не испытывала ни малейшего удовлетворения от встреч с титулованными лицами или министрами. Она была очень довольна, мне кажется, когда случай дал ей возможность познакомиться с Редиардом Киплингом, а то, что ее представили королеве Румынии, не произвело на нее ни малейшего впечатления».

Ирен была свидетельницей славы Мари Кюри, которую можно было сравнить лишь со славой Альберта Эйнштейна. Но она видела, что эта слава оставляет ее мать довольно равнодушной. Мари часто говорила, что личность ученого сама по себе не имеет значения, важны лишь его открытия. Впоследствии, когда Ирен Жолио-Кюри сама стала всемирно известным ученым, она тоже всегда была неизменно скромна.

После окончания университета Ирен Кюри работала препаратором (лаборантом) в Институте радия. Под руководством матери она начала готовить докторскую диссертацию на тему об исследовании альфа-частиц, испускаемых полонием, которую защитила в 1925 году. После защиты она продолжала изучать природные радиоактивные элементы, особенно полоний, и это заняло у нее несколько лет. Результаты своих работ Ирен изложила в монографии «Природные радиоактивные элементы», изданной в Париже в 1946 году, а затем в Варшаве (в переводе на польский язык) в 1954 году.

Работы Ирен всегда интересовали Мари Кюри, и часто мать и дочь обсуждали их совместно. Академик А.Ф. Иоффе, посещавший Институт радия, писал в воспоминаниях: «Показывая работы своей дочери Ирен Кюри и племянника покойного мужа, мадам Кюри старалась получить объективное суждение посторонних; она хотела, видимо, проверить высокую оценку, которую нельзя было не дать их деятельности. Уже в те годы по своему таланту выделялся в институте Фредерик Жолио, впоследствии муж Ирен Кюри».

А.Ф. Иоффе считал, что открытое Ирен совместно с мужем Фредериком Жолио-Кюри явление искусственной радиоактивности, как и другие их выдающиеся достижения, навсегда останутся в истории науки. А.Ф. Иоффе отмечал также высокие моральные качества всех членов этой семьи. Он писал: «Что особо отличало Ирен Кюри — это ее правдивость. Каждое произнесенное ею слово отвечало тому, что она думала. Иногда это вызывало конфуз для ее собеседников. Такая ситуация возникала особенно часто, когда она в период Народного фронта входила в правительство в качестве руководителя науки и народного просвещения. Не все люди, с которыми она встречалась по должности, заслуживали уважения, и не все догадывались избегать ее высказываний, которые точно, без прикрас выражали ее мнение».

В 1926 году Ирен вышла замуж за Фредерика Жолио. Соединились имена и личные судьбы двух талантливых ученых.

Эжени Коттон писала: «На первый взгляд казалось, что характеры молодых супругов очень несходны. Фредерик — порывист, Ирен — сдержанна и методична... Но у них были одинаковые взгляды на науку, на спорт, на семейную жизнь. Гуляя в лесу Сенар, они увидели, что любят длинные прогулки. На берегу моря они с радостью обнаружили, что оба великолепно гребут и плавают, а в горах они узнали, что оба любят лыжи. Иногда они поддразнивали друг друга. Ирен говорила друзьям: „Есть мужья, которые бережно хранят фотографию жены. Попросите Фреда показать карточку, которую он носит в своем портфеле“. Это была карточка не Ирен, а великолепной щуки, пойманной Фредериком».

«Семья Жолио-Кюри, — писал Бруно Понтекорво, — была необычайно простой, приветливой, исключительно дружной, хотя Фредерик и Ирен были очень разные по характеру люди. Она — застенчивая, немногословная, он — мастер рассказывать разные истории, не прочь „послушать себя“ — типичный француз. Мне приходит на память такая сцена. На одном из семинаров в лаборатории Жолио его жена Ирен сидит рядом, обеспокоенная здоровьем мужа, который непрерывно курит. Она несколько раз выхватывает у него изо рта сигарету и бросает ее, а он невозмутимо закуривает новую. Это продолжается до тех пор, пока Фредерик не пересаживается на другое место».

Весной 1934 года резко ухудшилось здоровье Мари Кюри. Ирен и Фредерик проводили много времени в комнате больной. Мари беседовала с дочерью и зятем о неотложных опытах, корректурах статей, о молодых сотрудниках Института радия. Совершенно ослабевшую, но не утратившую удивительной ясности ума Мари Кюри отвезли в санаторий в Сансельмозе. Врачи предприняли попытки спасти ее жизнь, но тщетно.

Лаконичные записи в больничном журнале гласят:

«Мадам Кюри скончалась в Сансельмозе 4 июля 1934 года».

«Мадам Кюри может считаться одной из жертв длительного обращения с радиоактивными телами, которые открыли ее муж и она сама».

Фредерик писал, что Мари и Пьер Кюри производили в 1900 году химические реакции с радиоактивными веществами так, как будто имели дело с обычными неактивными элементами. 0,1 грамма радиевых солей, извлеченных из сент-иоахимстальской урановой смолки, — это было количество, небезопасное для работы.

Через несколько лет после смерти Мари Кюри Ирен Жолио-Кюри стала директором Лаборатории Кюри Института радия (сменив Анри Дебьерна) и профессором естественнонаучного факультета Сорбонны. В 1935 году Ирен Жолио-Кюри назначили руководителем работ Национального фонда наук, а спустя год — заместителем министра просвещения (государственным секретарем) по научно-исследовательской работе в правительстве Народного фронта.

Эжени Коттон приводит очень интересную характеристику Ирен Жолио-Кюри, относящуюся к тому времени, когда она была директором Лаборатории Кюри Института радия и одновременно заместителем министра. Несмотря на сильную занятость, Ирен оставалась доступной для всех, кто хотел ее видеть.

После 1937 года Фредерик и Ирен Жолио-Кюри оказались связанными с различными учреждениями. Ирен продолжала работать в Парижском университете (Сорбонне), а Фредерик был избран профессором Коллеж де Франс. Ученые руководили лабораториями, тематика которых была различной. Нарушилось длительное совместное сотрудничество, связавшее их имена в первое десятилетие супружеской жизни. С этих пор исследования Ирен и Фредерика развивались в различных направлениях, хотя во многом их научные интересы продолжали оставаться общими.

Фредерик Жолио-Кюри продолжал работу в области ядерной физики, а Ирен осталась верна радиохимии: ее труды посвящены вопросам, составляющим содержание новой науки — ядерной химии.

После окончания второй мировой войны в 1946 году Ирен Жолио-Кюри вошла в состав комиссариата по атомной энергии Франции, но через несколько лет покинула пост комиссара. Фредерик еще оставался верховным комиссаром по атомной энергии.

В исследованиях, выполненных Ирен Жолио-Кюри вместе с талантливым югославским физиком Павле Савичем, она была близка к открытию процесса деления ядер урана. Однако в опытах по бомбардировке нейтронным пучком урановой и ториевой мишеней возникали не новые трансурановые элементы, как предполагала Ирен, а образовывалось по два вещества с почти одинаковыми свойствами из средней части периодической системы Д.И. Менделеева. Это помешало исследователям сделать последний, решающий шаг к открытию деления урана. Позднее эта задача была решена в Берлине Отто Ганом, Лизе Мейтнер и Фрицем Штрассманом.

Ирен Жолио-Кюри как выдающийся ученый в области радиоактивности, радиохимии и ядерной физики, автор более 50 научных трудов, пользовалась широкой известностью во Франции и других странах. Многие иностранные академии, научные общества и институты избрали ее своим членом. В 1947 году Ирен Жолио-Кюри была избрана иностранным членом Академии наук СССР. Она имела дипломы члена Бельгийской королевской академии, Академии наук Индии, почетного доктора Эдинбургского университета, университета в Осло и другие.

Ирен, как и ее мать Мари Кюри, не была избрана в Парижскую академию наук. Десятилетия, отделявшие даты баллотировки в академию матери и дочери, не внесли изменений в существовавшее веками положение — высокое научное учреждение Франции еще не отказалось от традиционного предубеждения против женщин-ученых, бесспорно достойных академического звания.

Ирен два раза выставляла свою кандидатуру в академики. Она понимала, что шансов быть избранной у нее почти нет. Но ее цель заключалась главным образом в том, чтобы публично подчеркнуть право французских женщин занимать академические посты наравне с мужчинами. Это был далеко не единичный жест в пользу женского равноправия. Ирен постоянно уделяла внимание трудной борьбе за равенство французских (и не только французских) женщин с мужчинами в любых сферах трудовой и творческой деятельности, а также за улучшение их общественно-правового положения.

Профессор М. Гайсинский многие годы наблюдал работу Ирен в Институте радия. В своей статье, напечатанной в «Ле леттр франсэз» 22 марта 1956 года, он писал: «Мадам Жолио, профессор Сорбонны и директор Института радия, в действительности была прежде всего физиком и химиком, собственноручно проводившим опыты над собственноручно же приготовленными и очищенными препаратами. Она крайне редко просила помощи ассистентов и технических сотрудников, имевшихся, может быть, в недостаточном числе для удовлетворения нужд всей лаборатории, но силами которых она вполне могла располагать. Когда несколько лет назад она взялась за исследование эффекта образования альфа-частиц низких энергий с не изученными еще характеристиками, испускаемых некоторыми минералами, ее часто можно было видеть в маленькой химической лаборатории, наблюдающей за кипением раствора или промывающей осадки на фильтре. Или она проводила время в физической лаборатории: склонившись над микроскопом, фотографировала траектории частиц на пластинку, ею же приготовленную. Всего несколько месяцев назад Ирен можно было видеть за новым аппаратом для счета частиц с хронометром в одной руке и карандашом — в другой».

Однако такая преданность экспериментальной работе никогда не мешала Ирен Жолио-Кюри посвящать много времени преподавательской деятельности и руководству лабораторией. Так было и в последние годы ее жизни.

Профессор М. Гайсинский говорил автору этой статьи, что, преодолевая с огромным мужеством болезнь, Ирен вместе с Фредериком развернула активнейшую деятельность по осуществлению проекта создания большого института ядерной физики в Орсе. Она надеялась, что в январе 1957 года закончится строительство первых зданий лаборатории и можно будет приступить к монтажу мощного ускорителя, а через год в Орсе перебазируется большая группа исследователей Института радия. Забота об Орсе не оставляла ее даже на больничной койке в госпитале, куда она была доставлена прямо с гор, где находилась на отдыхе.

Ирен Жолио-Кюри умерла 17 марта 1956 года на пятьдесят девятом году жизни от лейкемии.

Антуан Лакассань, который дружил с супругами Жолио-Кюри много лет, считал, что преждевременная смерть Ирен, а затем и Фредерика была вызвана главным образом их постоянным соприкосновением с полонием, излучающим альфа-частицы. Мощные источники этих частиц опасны для человека. Опыты, проведенные в Институте радия с участием А. Лакассаня, показали, что полоний, проникая в организм даже в самых ничтожнейших количествах, распространяется в нем наподобие очень тонкого яда; бомбардировка альфа-частицами живых клеток наносит им большой вред, особенно вызывая нарушение деятельности кроветворных органов — почек и печени. «Полоний — это орудие славы супругов Жолио-Кюри — стал одновременно и причиной смерти Ирен и, вероятно, самого Жолио», — писал Антуан Лакассань.

Фредерик Жолио-Кюри считал диагноз заболевания Ирен — лейкемия — правильным. Но он оспаривал (предположение, что болезнь печени, обнаруженная у него самого, — также следствие радиоактивного облучения.

Он подчеркивал, что тщательно предохранял себя от излучения и того же требовал от своих сотрудников. Он говорил, что работа с радиоактивными веществами может считаться очень опасной лишь при неопытности и поспешности исследователя, а также в результате преступных действий руководителей промышленности, экономящих на средствах радиационной защиты. Особенно решительно выступал Фредерик Жолио-Кюри против того, чтобы диагноз его заболевания использовался в качестве аргумента для отпугивания молодых научных работников от исследований в области ядерной физики, радиоактивности, радиохимии и других областей науки, связанных с возможной опасностью облучения.

У Ирен и Фредерика Жолио-Кюри было двое детей — дочь Элен, родившаяся в 1927 году, и сын Пьер — моложе сестры на пять лет. Элен, как и ее отец, окончила Школу промышленной физики и химии в Париже. Вместе с мужем Мишелем Ланжевеном она занимается научными исследованиями в области ядерной физики в Институте радия, созданном ее бабушкой — Мари Кюри. Элен и ее муж — третье поколение научной династии Кюри.

Фредерик Жолио-Кюри родился в Париже 19 марта 1900 года. Его родители были уже далеко не молоды, отцу — Анри Жолио — исполнилось 57 лет, а матери — Эмилии — 49. Фредерик был шестым, самым младшим ребенком Жолио жили в одном из маленьких особняков, которыми изобиловал тогда Париж, в 16-ом округе, считавшемся фешенебельным районом столицы. Время, Когда наступал новый, XX век, было спокойным, и семья Жолио жила в достатке. Многие думали, что спокойствие сохранится еще долго, а может быть, и целый век. Но действительность опровергла эти оптимистические надежды.

В начале века совершенно не была известна новая странная наука, которая могла предвещать людям величайшие блага и в то же время угрожать им гибелью. Ученые конца XIX и начала XX века, среди которых в общем царил дух гуманизма, сами того не ведая, своими открытиями создавали эту науку.

В возрасте 10 лет Фредерика отдали на полный пансион в лицей Лаканаль, находившийся в Со — тогда еще пригороде Парижа. После смерти Анри Жолио в 1917 году материальное положение семьи резко ухудшилось; она вынуждена была покинуть роскошный 16-й округ и поселиться в большом доме на Авеню Д'Орлеан, переименованной впоследствии в Авеню Женераль Леклерк. Из дорого оплачиваемого лицея Лаканаль Фредерику пришлось перейти в бесплатную муниципальную среднюю школу имени Лавуазье, где, как он узнал впоследствии, когда-то учился его выдающийся учитель и наставник Поль Ланжевен.

Школа Лавуазье должна была дать Фредерику знания, достаточные для участия в конкурсе поступающих в заранее им избранную бесплатную муниципальную Школу промышленной физики и химии города Парижа — высшее учебное заведение, готовящее преимущественно инженеров для промышленности.

Ввиду большого наплыва абитуриентов конкурс был трудным, и первый раз, в июле 1918 года, Фредерик не выдержал экзамена. В следующем году он выдержал экзамен, но из-за болезни не смог учиться. Наконец, в 1920 году он приступил к занятиям.

В студенческие годы Фредерик проявлял большой интерес к химии, физике, механике. В ванной комнате он проводил некоторые химические опыты. На его письменном столе можно было увидеть собранный им радиоприемник (что в первые годы развития радиотехники было редчайшим событием). Над столом висели портреты Пьера и Мари Кюри, слава которых в те годы распространилась на весь мир. По поводу этой фотографии, вырезанной из журнала, Фредерик Жолио-Кюри сказал впоследствии: «Еще ребенком мне довелось прочесть в журнале замечательный рассказ об открытии радия Пьером и Мари Кюри. Они сделали это открытие как раз в Школе промышленной физики и химии. Мне помнится, я вырезал портреты обоих ученых и повесил их в комнате, превращенной в химический кабинет: в той маленькой лаборатории, которую хорошо знают некоторые из присутствующих здесь моих друзей» (из речи Фредерика Жолио-Кюри, произнесенной 11 января 1936 года во время приема, устроенного в его честь Школой промышленной физики и химии, факультетом естественных наук Парижского университета и различными научными обществами).

В 1922 году Фредерик Жолио проходил студенческую практику на металлургических заводах «Арбед» в Эш Сюр-Альзетт в Люксембурге. Его привлекала работа инженера на крупном промышленном предприятии. Однако когда возник вопрос, требовавший точного ответа: что избрать своей специальностью — технологию или «чистую» науку, Фредерик заколебался. Поль Ланжевен, преподаватель физики в Школе промышленной физики и химии и заместитель директора по учебной части, по всей вероятности, склонил Фредерика к выбору пути ученого.

Поль Ланжевен был крупным физиком, автором трудов по теории магнетизма и акустике, в частности по ультразвуковым волнам, оказавших большое влияние на развитие современной физики. Он привлекал внимание также своей яркой личностью и демократическими взглядами. Вот что писал академик П.Л. Капица, хорошо знавший Ланжевена: «Он был исключительно обаятельный человек и пользовался большой любовью в самых широких массах Франции. Его любили, по-моему, все. Я не знаю человека, который к нему хорошо не относился бы. Даже люди противоположных политических взглядов хорошо к нему относились. Мягкость, исключительная доброта и отзывчивость побеждали и покоряли всех. С любым человеком, будь то премьер-министр или студент, он разговаривал совершенно одинаково, и оба чувствовали себя легко и просто».

С Ланжевеном встречался в Париже и Я.И. Френкель, считавший его одним из самых выдающихся физиков. Френкель с юношеских лет интересовался магнетизмом. Он хорошо знал труды Ланжевена в этой области.

Учеником Ланжевена был Луи де Бройль, выдвинувший идею о дуализме частиц и волн. Эта идея быстро овладела умами физиков и, конечно, самого Френкеля. Она послужила фундаментом для развития современной квантовой механики.

Беседа Ланжевена с Френкелем была довольно короткой, но достаточной, чтобы два ученых могли обсудить некоторые вопросы теории магнетизма.

Узнав о смерти Ланжевена, А. Эйнштейн прислал в Парижскую академию телеграмму: «Известие о смерти Поля Ланжевена потрясло меня сильнее, чем многие случившиеся за эти годы разочарования и трагедии. Как мало бывает людей одного поколения, соединивших в себе ясное понимание сущности вещей с острым чувством истинно гуманных требований и умением энергично действовать. Когда такой человек покидает нас, мы ощущаем пустоту, которая кажется невыносимой для тех, кто остается!».

Фредерик Жолио-Кюри тоже стал выдающимся учителем физиков. Наряду с научным дарованием ему были присущи те черты, которые делают ученого руководителем молодых поколений. «От своего учителя, — писал Пьер Бикар, — Фредерик перенял стремление любой ценой донести до слушателей веру в великие возможности науки, показать им важность и значение пройденного материала и одновременно дать понять, что каждый может внести свою лепту в строительство здания науки».

Осенью 1924 года после окончания Школы промышленной физики и химии Фредерик Жолио провел полгода на военных сборах как артиллерийский офицер запаса. По окончании сборов его назначили в управление боевых газов в Обервилье в звании младшего лейтенанта. Но скоро он демобилизовался, испытав отвращение к атмосфере армии, где молодым людям прививались определенные воззрения, против которых, по словам Пьера Бикара, «бунтовала его свободолюбивая и независимая натура».

В начале 1925 года Фредерик вместе с Пьером Бикаром приехал в Париж. Молодые люди были в форме французских офицеров. Они решили зайти к Полю Ланжевену, чтобы обсудить вопрос о том, что делать дальше. К этому времени Фредерик уже решил заняться научно-исследовательской работой; он знал, что если получить стипендию Ротшильда, то можно попробовать свои силы в исследованиях. Стипендия давала 540 франков в месяц в течение трех лет. Это была довольно скромная сумма, но она позволяла жить и не думать о деньгах в годы стажировки. По условиям стипендии молодые люди должны были сами найти себе место работы в каком-либо научно-исследовательском институте. Жолио и Бикар надеялись, что им поможет Ланжевен.

Ланжевен был обрадован намерением своих учеников. С его помощью Жолио и Бикар получили стипендию Ротшильда. Ланжевен взял к себе лаборантом Пьера Бикара, а Фредерик по его протекции начал работать у Мари Кюри.

Впоследствии, в 1957 году, Фредерик Жолио-Кюри в интервью с сотрудником швейцарской газеты «Газетт де Лозанн» рассказал о встрече с Мари Кюри в ее лаборатории: «Я как сейчас вижу ее здесь, маленькую седую женщину с живыми глазами. Я сидел перед ней в военной форме (тогда я проходил военную службу во взводе противогазовой защиты) и был очень смущен. Она выслушала и внезапно спросила: „Вы можете начать работать завтра?“. Мне осталось еще три недели до окончания военной службы. Она решила: „Ничего, я напишу вашему полковнику“. На следующий день я стал ее личным лаборантом».

Позднее Мари Кюри говорила Жану Перрену о Фредерике: «Этот мальчик — настоящий фейерверк». А Ирен писала: «Моя мать и мой муж спорили так горячо, отвечая друг другу с такой быстротой, что я не успевала вставить ни одного замечания, и когда мне хотелось высказать свое мнение, я должна была настойчиво требовать слова».

Итак, первый шаг в науку Жолио совершил в роли лаборанта Мари Кюри. «Так сбылось мое самое большое желание, — писал он, — пробудившееся в то время, когда в парижской Школе промышленной физики и химии я готовился стать инженером. Этим желанием было работать в лаборатории, занятой фундаментальными исследованиями».

Первые работы, выполненные Жолио в Институте радия, относились к исследованию электрохимических свойств радиоактивных и других элементов в сильно разбавленных растворах — тема его будущей докторской диссертации. Он также занимался изучением физических и электрических свойств очень тонких металлических пленок, полученных термическим испарением металлов в глубоком вакууме и катодным распылением. В лабораторной технике таким методом получают очень тонкие металлические слои на поверхности металла (а также стекла, кварца, пластмасс, бумаги, тканей). В Институте радия получение тончайших металлических пленок (покрытий) из радия, полония, тория имело большое значение, так как без таких покрытий нельзя было изготовлять активизированные металлические диски, используемые в различных опытах по изучению радиоактивности. Жолио разработал эффективные методы получения тончайших пленок из различных металлов, в том числе и радиоактивных.

Фредерик Жолио принимал также участие в экспериментальных исследованиях радиоактивности, проводившихся Мари Кюри с сотрудниками. Эти исследования особенно интересовали молодого ученого. Впоследствии Жолио писал: «Подготовительный путь исследователя в особенно привлекательной и живой области науки я имел счастье пройти под началом исключительного руководителя — Мари Кюри».

Работа в лаборатории под руководством Мари Кюри помогла молодому ученому приобрести глубокие познания и навыки в области, пограничной между ядерной физикой и радиохимией. Окончательно укрепилось решение Жолио посвятить себя изучению радиоактивных веществ и разработке проблем ядерной физики.

Первый научный труд Фредерика Жолио «О новом методе изучения электролитических осадков радиоактивных элементов» был напечатан в 1927 году, когда он получил первую ученую степень лиценциата. Докторская диссертация Фредерика Жолио-Кюри была результатом длительных исследований в области радиохимии полония. Ученый защитил ее в 1930 году в возрасте тридцати лет. Молодой доктор был зачислен на должность научного сотрудника Национального фонда наук, продолжая работать в Институте радия, но уже в качестве ассистента.

Материальное положение Фредерика Жолио-Кюри значительно улучшились, и он мог отказаться от преподавательской работы, отнимавшей много времени (с 1927 года он преподавал курс электрических измерений в частной электротехнической школе). Фредерик получил возможность заняться исключительно научно-исследовательской работой. К этому времени его интересы сконцентрировались на некоторых проблемах ядерной физики.

Одна из первых работ молодого физика — определение физических характеристик природных радиоактивных элементов, изучение ионизации, вызванной прохождением альфа-частиц через газы при низком давлении. Для своих работ Фредерик сконструировал камеру Вильсона и получил прекрасные фотоснимки столкновений тяжелых частиц — звезды. Эти снимки стали классическими и неоднократно воспроизводились в учебниках и монографиях по ядерной физике.

В Институте радия исследователи широко использовали в своей работе полоний как мощный источник альфа-частиц. А. Лакассань писал: «Изучение свойств полония составляло в то время любимое дело лаборатории, потому что от полония ждали многого вследствие его очень ценной и редкой способности испускать альфа-частицы в практически чистом виде. Эти своего рода тяжелые снаряды казались наиболее пригодными для разрушения барьеров, стоящих на пути к лучшему познанию строения атома; альфа-частицы позволили Резерфорду осуществить первую ядерную реакцию. Поэтому в течение многих лет г-жа Кюри прилагала все усилия, чтобы получить, где только возможно, RaD — остаток расщепления радона».

В начале тридцатых годов Институт радия имел в своем распоряжении уже значительное количество «предка» полония — радия. Однако его все же было недостаточно для проведения новых непрерывно расширяющихся работ. Поэтому Фредерик и Ирен занялись извлечением полония из 1,5 грамма радия, имевшегося в Институте. Жолио-Кюри выполнили сложные операции по очистке и отделению RaD (свинца-210), RaE (полония-210) и RaF (висмута-210). Им удалось получить мощные полониевые излучатели активностью до 200 милликюри (1 грамм радия обладает активностью 1 кюри; 1 милликюри — 1/1000 часть кюри). Концентрации радия, с которыми приходилось работать, представляли большую опасность и необходимо было соблюдать строжайшие меры предосторожности.

Все эти работы требовали, разумеется, высокого экспериментального мастерства, которым Ирен и Фредерик обладали в равной мере. Впоследствии Луи де Бройль сказал, что Фредерик Жолио-Кюри был необыкновенно умелым экспериментатором, проникновенный ум которого среди сложности явлений мог замечать с первого взгляда существенный факт.

В 1937 году Ф. Жолио-Кюри был назначен профессором Коллеж де Франс, где возглавил кафедру ядерной химии. Вместе с сотрудниками он приступил к организации здесь научно-исследовательского центра по ядерной физике, а через несколько лет — к строительству протонного циклотрона на 7 миллионов электрон-вольт, необходимого для проведения намеченных программой исследовательских работ.

Одновременно Ф. Жолио-Кюри создал ядерную лабораторию Национального центра научных исследований.

В дальнейшем деятельность ученого была направлена на организацию и других важных научно-исследовательских центров. Вся эта работа имела большое значение для развития французской науки, в частности атомных и ядерных исследований, а также атомной техники. В конце тридцатых годов между Институтом радия, руководимым Ирен, и двумя новыми научными центрами (Коллеж де Франс и Национальный центр научных исследований), которые возглавлял Фредерик, установилась тесная научная связь. Франция получила возможность быстро продвинуться вперед в области ядерной физики.

Тридцатые годы вплоть до начала второй мировой войны были очень плодотворны в деятельности Ирен и Фредерика Жолио-Кюри.

После смерти профессора Поля Ланжевена в 1946 году Фредерик Жолио-Кюри занял кафедру ядерной физики и стал профессором экспериментальной физики Коллеж де Франс, где за время своей работы прочел 14 оригинальных курсов, в том числе курсы ионизирующих излучений, строения вещества, ядерных реакций. Правила этого учебного заведения требовали от профессоров, чтобы они каждый год меняли предмет курса лекций, отражая новейшие достижения науки.

В 1946 году по предложению Ф. Жолио-Кюри во Франции был организован комиссариат по атомной энергии. В его задачу входила координация важнейших научно-исследовательских, технических и производственных работ по ядерной физике и атомной энергетике, имеющих государственное значение. Правительство назначило его руководителем комиссариата.

Скоро после назначения на ответственный пост верховного комиссара он дважды, в июне и сентябре 1946 года, выезжал в Соединенные Штаты Америки для участия в работе комиссии Организации Объединенных Наций (ООН) по атомной энергии в качестве заместителя руководителя французской делегации — главного делегата Франции в ООН А. Пароди. Вместе с Фредериком была Ирен.

В Нью-Йорке Фредерика Жолио-Кюри пригласили выступить по радио для американских слушателей, которым его имя было хорошо известно.

Фредерик Жолио-Кюри был одним из авторов декларации французского правительства, которую огласил А. Пароди в Комиссии ООН по атомной энергии 25 июня 1946 года. От имени французского народа правительство торжественно заявляло, что все атомные исследования во Франции проводятся только с мирными целями и не имеют ничего общего с разработкой атомного оружия.

Во время пребывания в Нью-Йорке осенью 1946 года Ф. Жолио-Кюри участвовал в заседаниях технического комитета Комиссии ООН по атомной энергии. В состав делегаций из разных стран входили крупные физики-атомники. Обсуждались вопросы контроля за выполнением международного договора о запрещении атомного оружия. Прямые и бескомпромиссные выступления Ф. Жолио-Кюри, разумеется, не понравились многим «атомным дипломатам», в том числе и его коллегам из делегации Франции.

Эта его поездка в Нью-Йорк совпала с торжественным празднованием 200-летия Принстонского университета, с которым несколько лет вплоть до своей смерти был связан Альберт Эйнштейн. Ирен и Фредерик были приглашены на это торжество и с триумфом встречены всеми участниками. В качестве почетных гостей они присутствовали также на большом приеме в честь сотрудников Массачусетского технологического института, в то время одного из крупных центров американских атомных исследований. Здесь супруги Жолио-Кюри встретились со многими прибывшими из разных стран физиками, которых они хорошо знали еще до войны.

Дружественная и непринужденная обстановка, свободный обмен мнениями создавали как раз такую благоприятную атмосферу, которая у Фредерика сама по себе вызвала надежду на возобновление международных контактов между учеными, нарушенных войной. Но на пути к такой возможности стояла непреодолимая по крайней мере в то время преграда, а именно продолжавшаяся и даже усилившаяся во всех странах засекреченность работ по ядерной физике и атомной технике, в том числе и работ, не относящихся непосредственно к военным аспектам.

К этому времени уже существовала организованная в 1946 году Фредериком Жолио-Кюри при участии Поля Ланжевена Всемирная федерация научных работников, предусматривающая широкие контакты между учеными всех стран. Но она еще не достигла тех масштабов, о которых мечтал Фредерик Жолио-Кюри.

Многие американские ученые, с которыми встретились Жолио-Кюри в Массачусетском технологическом институте, были эмигрантами из европейских стран. Они продолжали работать над проблемами военного значения. Атомные взрывы над японскими городами Хиросима и Нагасаки произвели на большинство из них ошеломляющее и гнетущее впечатление; выражались протесты. Однако часть этих физиков уже являлась принадлежностью гигантской военной машины США и продолжала разработку атомного оружия и сложных технологических процессов, связанных с его производством. Только немногие ученые бесповоротно прекратили работу в военных атомных центрах и занялись исследованиями по мирному использованию атомной энергии.

Весной 1950 года Фредерик Жолио-Кюри был смещен с поста верховного комиссара по атомной энергии. Вскоре после этого Ирен Жолио-Кюри не была утверждена на очередной срок в должности комиссара и была отстранена от работы в комиссариате. Французское правительство изменило первоначальные цепи французской атомной организации (которая ранее, по мысли Жолио-Кюри, должна была заниматься только промышленными и научными аспектами атомной энергии) и решило приступить к созданию французской атомной бомбы.

На секретном совещании Парижской Академии наук единогласно было принято решение направить премьер-министру Франции энергичный протест по поводу смещения Фредерика Жолио-Кюри с поста верховного комиссара.

В последующие годы французское правительство больше не посылало Ф. Жолио-Кюри в качестве члена делегаций для участия в международных или двусторонних правительственных переговорах по проблемам атомной энергии. Но он продолжал принимать участие в различных международных научных съездах, представляя французскую науку.

Научно-исследовательская работа Фредерика Жолио-Кюри, отмеченная крупными открытиями в области ядерной физики в военные и послевоенные годы, стала неотделимой от его общественных идеалов и стремлений. Ученый неутомимо боролся за ликвидацию постоянно существующей угрозы катастрофической ядерной войны глобального масштаба.

Фредерик Жолио-Кюри окончил свою короткую жизнь в палате госпиталя Сен-Антуан, расположенного в старом мрачном здании. В последние дни силы как будто вернулись к нему и он написал несколько страниц «Курса радиоактивности», а также исправил гранки своей статьи «Атомный век». Но это уже была его последняя работа. 14 августа 1958 года Фредерик Жолио-Кюри скончался. Не стало того, кто, по словам Поуэлла, своей работой в области атомной физики занял место среди самых великих ученых мира, а по своим человеческим качествам — выдающееся место в истории (из речи Поуэлла в Лондоне 22 июня 1959 года).

Фредерик Жолио-Кюри умер в возрасте 58 лет, полный планов, которым уже не суждено было сбыться. Он ушел из мира, окруженный ореолом всемирной славы, выпавшей на его долю и как ученого, и как общественного деятеля. Академии наук и университеты многих стран, в том числе Англии, Дании, Италии, Польши, Индии, Болгарии, считали пребывание Фредерика Жолио-Кюри в составе своих членов большой честью для себя. Фредерик Жолио-Кюри был действительным членом Парижской Академии наук (с 1943 года) и Медицинской Академии. В 1947 году он был избран иностранным членом Академии наук СССР.

Фредерик Жолио-Кюри был не только одаренным ученым-физиком. Он был также художником, писателем, музыкантом. Как многие талантливые личности некоторым заурядным людям он мог показаться чудаком. Профессор Жан Тейяк писал о нем: «Жолио-Кюри обладает той интуицией, которая создает великих физиков, как и великих художников. Да и он сам говорил, что работа экспериментатора сродни работе художника».

Ф. Жолио-Кюри увлекался живописью, писал натюрморты, пейзажи и, уподобляясь в искусстве экспериментатору, пытался найти истоки художественного мастерства и вдохновения.

Серьезная и напряженная работа в сочетании со спортом и различными хобби, вроде рыбной ловли, вероятно, способствовала тому идеальному духовному и физическому состоянию личности Фредерика, которое позволяло ему жить до предела насыщенно и интересно.

По данным, приведенным в статье известного французского радиохимика М. Гайсинского, Фредерик Жолио-Кюри был членом одиннадцати иностранных академий и почетным доктором девяти университетов.

Раздумывая о личности этого одаренного человека, вспоминаешь слова Мари Кюри из биографии Пьера Кюри: «Жизнь великого ученого в лаборатории — не спокойная идиллия, как думают многие; она чаще всего упорная борьба с миром, окружающими и с самим собой. Великое открытие не выходит готовым из мозга ученого, как Минерва в доспехах из головы Юпитера, оно есть плод предварительного сосредоточенного труда. Среди дней плодотворной работы попадаются дни сомнений, когда ничто как будто не выходит, когда сама материя кажется враждебной, и тогда надо бороться с отчаянием».

Эта яркая и вдохновенная характеристика интеллектуальной жизни и таинства творчества ученого может быть полностью отнесена к Фредерику Жолио-Кюри, чей духовный мир был необыкновенно богат.

Личное обаяние и темперамент Жолио-Кюри отмечали все его друзья и сотрудники.

Ежедневно по нескольку часов работал он в лаборатории — это было неукоснительным правилом. Фредерик выполнял всю будничную работу физика-экспериментатора. Он не бросал ее, когда был одновременно директором Лаборатории Кюри Института радия (1956 год), руководителем Института ядерной физики и возглавлял строительство крупного атомного центра в Орсе.

Жолио-Кюри говорил, что в коллективной научной работе авторитет руководителя не может насаждаться строгими мерами. Авторитет руководителя рождается в результате невольной оценки его поступков и личных качеств: таланта, эрудиции, смелости, скромности, и конечно, достигнутых научных результатов.

Ученики Ф. Жолио-Кюри рассказывали, что один раз в год все сотрудники лаборатории собирались для обсуждения накопившихся вопросов. Такая периодичность, по мнению Ф. Жолио-Кюри, была вполне достаточна для того, чтобы рассмотреть задачи, имеющие общий интерес, представить новых сотрудников, принятых в институт, и сделать какое-либо важное научное сообщение.

Когда происходили эти ежегодные совещания, Фредерик руководил ими так, чтобы максимально предоставить инициативу сотрудникам. Если он сам делал научное сообщение, то требовал, чтобы обсуждение велось сразу по ходу изложения.

«Не следует бояться прервать меня, — говорил Жолио-Кюри, — чтобы попросить разъяснений, позволяющих уловить весь ход мыслей, чтобы задать вопрос, даже если он покажется глупым, или что-то добавить». Жолио-Кюри считал, что живая беседа между учеными и непосредственный обмен мнениями — главная характерная черта научной дискуссии.

Известная статья Фредерика Жолио-Кюри, озаглавленная «Размышление о гуманизме науки», заканчивалась следующими словами: «Ученые, может быть, более способны с уверенностью представить себе ту огромную радость жизни, которую наука принесет всем человеческим существам в мире справедливости и мира. Да, каждое мгновение они будут приносить счастливые открытия своим братьям; открытия, которые навсегда изгонят ужасы наваждения великих бедствий, наваждения болезней, убивающих каждый день в расцвете сил мужчин, женщин, детей; открытия, которые сведут к ничтожной величине время, требующееся для обеспечения жизни всем необходимым; открытия, которые, освободив каждого от материальных тягот, позволят ему отдаться высшей радости — открывать и творить».

В 1932 году Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, имея в своей лаборатории мощный полониевый источник альфа-частиц, решают повторить опыты двух немецких физиков, Боте и Беккера, выполненные ими в 1930 году, но до сего времени не получившие удовлетворительного объяснения.

В те годы во всех лабораториях мира физики были увлечены опытами по бомбардировке частицами самых различных мишеней. Боте и Беккер бомбардировали легкие элементы — бор, бериллий и другие. Они обнаружили, что при подобной бомбардировке возникает новое, странное излучение такой проникающей силы, что его почти не ослабляет свинцовая пластинка толщиной 10 сантиметров. После опубликования данных об этом опыте, огромное значение которого выяснилось позже, проникающее излучение получило временное название излучения Боте — Беккера.

Еще в 1920 году Эрнест Резерфорд на заседании Британской ассоциации содействия развитию наук в своем докладе об успехах в исследовании ядра высказал предположение, которое в то время было настолько неожиданным, что не привлекло к себе внимания ученых. Резерфорд сказал, что, по его мнению, в ядре может существовать незаряженная частица, равная по массе заряженной частице — протону (ядру водорода), открытой им самим. Он предложил назвать эту нейтральную частицу нейтроном.

Трудно сказать, знали ли об этих предсказаниях Резерфорда немецкие экспериментаторы Боте и Беккер. В исторических документах науки точно зафиксировано, что Резерфорд после того, как он высказал предположение о существовании нейтрона, предпринял попытку получить эти незаряженные частицы. Он проводил свои опыты в Кевендишской лаборатории, директором которой стал к этому времени. Экспериментатор попытался получить нейтроны, пропуская сильный электрический разряд через водород. Попытки не увенчались успехом. Тогда был применен другой метод: исследователь бомбардировал алюминий альфа-частицами мощного излучателя (т.е. он проделывал то, что впоследствии осуществили Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, придя при этом к замечательному открытию искусственной радиоактивности). Для Резерфорда, пытавшегося получить таким путем нейтроны, опыты по бомбардировке алюминия не дали желаемых результатов. В проведении этих опытов участвовал и ученик Резерфорда Джеймс Чадвик.

Восстановим исторический ход открытия нейтрона.

После неудач Резерфорд заявил, что нейтроны, в существовании которых он был твердо убежден, невозможно получить с помощью тех обычных средств лабораторного эксперимента, которыми владеют даже лучшие научно-исследовательские институты. Для этого необходимы значительно более высокие энергии, а энергия альфа-частиц мала.

С тех пор прошло много времени, и вот в 1930 году немецкие физики Боте (лауреат Нобелевской премии 1954 года) и Беккер обнаружили мощное излучение особенно при бомбардировке бериллия альфа-частицами. Исследователи предположили, что в их опытах возникает излучение с очень сильной проникающей способностью, подобного которому еще не наблюдалось ранее. Обнаруженное Боте и Беккером излучение, которое таило в себе грандиозное открытие, как часто бывает, сначала не привлекло к себе особого внимания. Фредерик и Ирен Жолио-Кюри решили повторить эти опыты лишь через два года.

Они применили для опытов ионизационную камеру, соединенную с очень чувствительным электрометром, и другой замечательный прибор — камеру Вильсона. Действие ионизационной камеры основано на том принципе, что под влиянием излучения радиоактивных веществ происходит ионизация газа в камере и возникает ионизационный ток. Таким образом, чем выше интенсивность излучения, тем большую величину тока покажет электрометр, соединенный с ионизационной камерой.

Камера Вильсона позволяет видеть и фотографировать следы пролетевших через нее частиц — треки. Она представляет собой вертикальный цилиндр, закрывающийся сверху прозрачным стеклом или плексигласом. Снизу находится поршень. Цилиндр заполняют пересыщенным паром. Если быстро опустить поршень, то в результате падения давления в цилиндре пар охлаждается и образуется туман. Каждая заряженная частица ионизирующего излучения, попадая в камеру Вильсона, служит центром конденсации, и при падении давления в цилиндре ее движение можно наблюдать в виде четкого трека, следа, состоящего из мелких капелек воды.

Ближайший сотрудник Фредерика Жолио-Кюри Ганс Хальбан говорил, что камера Вильсона всегда оставалась излюбленным инструментом Фредерика: «У него всегда под рукой было несколько камер в отличном состоянии. Жолио проводил долгие часы у смотрового окна камеры. Для него это было основное время раздумий. Временами один из нас, его сотрудников, получал привилегию провести вторую половину дня вдвоем с Жолио в темной комнате, наблюдая за полетом частиц. В эти часы он давал волю воображению, и такие встречи для большинства из нас были основным источником вдохновения».

На первой стадии опытов Ирен и Фредерик Жолио-Кюри применили ионизационную камеру для того, чтобы изучить особенности излучения Боте — Беккера и его действие на различные вещества. Используя разные экраны, они убедились в «сверхпроникающей» способности исследуемого излучения. Помещая на пути потока частиц экраны из водородсодержащих веществ, например парафина, они могли ожидать, что поток уменьшится. Но оказалось, что он даже увеличивался. Ученые, разумеется, пришли к выводу, что перед ними какое-то новое явление. После этого они воспользовались камерой Вильсона и быстро обнаружили, что излучение Боте — Беккера способно выбивать ядра из атомов водорода, гелия и азота. При этом выбитые ядра приобретали значительную энергию. Одновременно исследователи отметили, что в пространство излучаются электроны высоких энергий.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри опубликовали результаты своих опытов и попытались их объяснить. Одним из первоначальных объяснений было предположение, что излучение Боте — Беккера состоит из жесткого гамма-излучения. Но как только они измерили треки выбиваемых ядер водорода (протонов), то убедились, что энергия излучения Боте — Беккера гораздо больше энергии гамма-излучения.

В конце февраля 1932 года ученик Резерфорда Джеймс Чадвик в Кевендишской лаборатории после ознакомления с результатами опытов Жолио-Кюри измерил с помощью электронного оборудования — пропорционального усилителя — отдельные импульсы, возникающие при прохождении ядер и электронов через счетчик, и разделил их. Оборудование, которым пользовался Чадвик, было более совершенным, такого не было еще в Институте радия. Оно использовалось и в дальнейших опытах Чадвика, которые привели к результатам, показавшим, что первоначальное предположение Боте и Беккера, а также Ирен и Фредерика Жолио-Кюри об электромагнитной природе сверхпроникающего излучения неверно.

Если бы это было гамма-излучение, тогда, по расчетам Чадвика, количество выбитых протонов было бы в десятки тысяч раз меньше, чем то, которое наблюдалось при эксперименте. Чадвик показал, что излучение Боте — Беккера состоит из электрически незаряженных частиц с массой, равной примерно массе ядра водорода (протона). Это были, несомненно, нейтроны.

Фредерик Жолио-Кюри писал, что открытие нейтрона представляет собой результат трех серий опытов, проведенных в трех разных странах: Германии, Франции и Англии. Он привел следующие хронологические данные.

1. 1930 год. Опыт Боте и Беккера (Германия). Обнаружено исключительное сильно проникающее излучение, возникающее при облучении некоторых легких элементов (например, бериллия, бора) альфа-частицами.

2. 18 января 1932 года. Опыт Ирен и Фредерика Жолио-Кюри, обнаруживший, что излучение Боте — Беккера обладает свойством выбивать ядра из атомов.

3. 27 февраля 1932 года. Опыт Чадвика, подтвердивший результат Жолио-Кюри и показавший, что наблюдаемый эффект объясняется тем, что в состав излучения Боте — Беккера входят новые частицы, а именно нейтроны.

Известный немецкий физик Вернер Гейзенберг в своей книге «Физика атомного ядра», изданной в переводе у нас в 1947 году, приводит реакцию взаимодействия альфа-частиц с легким элементом бериллием, сопровождая ее следующими словами: «...этот важный процесс превращения привел Жолио-Кюри и Чадвика к открытию в 1932 году нейтронов».

После работ Чадвика, за которые ему была присуждена Нобелевская премия по физике, уже не могло быть никаких сомнений относительно существования нейтронов. Замечательная элементарная частица, родившаяся в воображении Резерфорда в 1920 году, спустя 12 лет вторично родилась в опытах супругов Жолио-Кюри и Джеймса Чадвика.

После открытия нейтрона на смену резерфордовской протонно-электронной модели атома пришла новая модель, в которой ядра состоят из протонов и нейтронов. Возникновение отрицательных или положительных электронов во время распада природных или искусственных радиоактивных элементов объясняется превращением протона ядра в нейтрон, или наоборот (Э. Ферми). Такое превращение сопровождается рождением положительного или отрицательного электрона. Отсюда следует, что протон и нейтрон — это как бы два состояния одной и той же тяжелой частицы — нуклона, которая может быть положительно заряженной или нейтральной.

Открытие нейтрона указало на существование в природе нового типа сил — ядерных сил. Оно определенно указало на силы не электромагнитного происхождения, которые удерживают нейтроны и протоны тесно связанными в атомном ядре. Эти новые силы не имели аналога в макроскопической физике. Они получили название сильных взаимодействий. Эксперименты по рассеянию частиц позволили познать сложный характер сил, действующих между нейтроном и протоном. Это силы притяжения, и действуют они на очень малых расстояниях порядка 1 ферми (10^–13 сантиметров). Если расстояние еще меньше, то ядерные частицы начинают отталкиваться.

Изучение ядерных сил позволило оценить примерные размеры ядерных систем, применив при этом квантово-механические принципы. Ядра приблизительно в 10...100 тысяч раз меньше, чем атомы, а энергии ядер лежат в области миллионов электрон-вольт.

Сейчас ученые знают о роли нейтрона в атомной технике. Но полезно вспомнить, что вскоре после открытия этой частицы в 1932 году Резерфорд высказал гениальное предположение о возможном значении нейтрона в овладении атомной энергией: «Недавнее открытие нейтрона и доказательство его исключительной эффективности в осуществлении ядерной реакции... при низких скоростях создает новые возможности при условии, если будет найден способ производства в большом количестве медленных нейтронов при малой затрате энергии для этого».

Одними из тех, кто нашел этот способ, были Ирен и Фредерик Жолио-Кюри.

Три открытия 1932 года считаются особенно важными для дальнейшего развития атомной и ядерной физики: открытие Чадвиком и Жолио-Кюри нейтрона, опубликование Ферми теории радиоактивного бета-распада и открытие Андерсоном и Неддермайером позитрона. Конечно, роль этих замечательных открытий в развитии науки была определена гораздо позднее.

Наиболее выдающимся открытием после того, как Чадвик неопровержимо доказал существование нейтрона, была искусственная радиоактивность. В этом можно видеть некоторую закономерность. Ведь Жолио-Кюри сделали важный шаг в открытии нейтрона и, естественно, даже после опубликования Чадвиком его результатов они продолжали опыты по исследованию нейтронов.

Менее года прошло с момента открытия искусственной радиоактивности. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри получили вдвоем Нобелевскую премию по химии «за синтез новых радиоактивных элементов», как тогда сформулировали открытие искусственной радиоактивности.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри облучали альфа-частицами различные элементы, например фтор, натрий и алюминий. Таким образом они получали нейтроны. До этого Боте и Беккер, а также Чадвик бомбардировали альфа-частицами другие элементы — бериллий, бор и литий. Жолио-Кюри решили в своих опытах продолжить список элементов и исследовать «различные нейтроны».

Серия опытов была закончена Ирен и Фредериком Жолио-Кюри к осени 1933 года. Эти опыты показали, что при облучении альфа-частицами легких элементов некоторые из них испускали наряду с нейтронами и позитроны.

Исследователи предположили, что натолкнулись на какое-то совершенно новое явление, не замеченное другими физиками, занимавшимися подобными же исследованиями, но нигде не упоминавшими о позитронном излучении. Впрочем, в начале они и сами не были уверены, что имеют дело с ранее неизвестным позитронным излучением. Тем не менее они подготовили доклад под названием «Проникающее излучение атомов под воздействием альфа-лучей» и вскоре представился исключительно благоприятный случай прочесть этот доклад перед участниками представительного собрания ученых многих стран.

В октябре 1933 года в Брюсселе состоялся очередной Сольвеевский конгресс.

По решению Международного комитета Сольвеевских конгрессов темой этого собрания была избрана ядерная физика. Жолио-Кюри был, пожалуй, самым молодым членом комитета, куда его избрали по предложению Поля Ланжевена. Академик А.Ф. Иоффе, член комитета от СССР, отмечал, что Резерфорд и его сотрудники (среди них был и П.Л. Капица) вместе с Ферми, мадам Кюри, Ирен Жолио-Кюри и Лизе Мейтнер были в центре внимания участников этой сессии.

Большое внимание привлекли также выступление В. Гейзенберга и присланный в письменном виде доклад Л.Д. Ландау.

На конгрессе, кроме ученых, упомянутых А.Ф. Иоффе, присутствовали Поль Дирак, Патрик Блэкетт, Нильс Бор, Луи де Бройль, Вольфганг Паули и многие другие. Председательствовал Поль Ланжевен.

Фредерик Жолио-Кюри вспоминал: «Наше сообщение вызвало, оживленную дискуссию. Фрейлен Мейтнер объявила, что она провела такие же эксперименты, но не получила подобных результатов. Под конец подавляющее большинство присутствовавших там физиков пришло к заключению, что наши эксперименты были неточными. После сессии мы чувствовали себя довольно-таки скверно. В этот момент к нам подошел профессор Бор и сказал, что он рассматривает наши данные как чрезвычайно важные. Вслед за ним и Паули одобрил нас таким же образом».

Следовательно, физики-теоретики, уже в то время занимавшие важные позиции в атомной и ядерной физике, оказались более проницательными в отношении чисто экспериментального открытия, чем физики-экспериментаторы, которых было большинство среди участников конгресса.

Резерфорд вопреки большинству участников Сольвеевского конгресса, положительно Отнесся к открытию Ирен и Фредерика Жолио-Кюри. В январе 1934 года он послал из Кембриджа в Париж письмо следующего содержания: «Мои дорогие коллеги!

Я восхищен итогами Ваших опытов по получению радиоактивных веществ путем облучения альфа-частицами. Поздравляю Вас обоих с блестящей работой, которая, по моему убеждению, в конечном счете окажется очень важной.

Я лично очень заинтересован в результатах Ваших исследований, поскольку долгое время думал о том, что такой эффект (т.е. искусственная радиоактивность) может наблюдаться в соответствующих условиях.

В прошлом я проделал много опытов, используя чувствительный электроскоп для обнаружения такого эффекта, однако безуспешно. В прошлом году мы проделали опыт, в котором облучили тяжелые элементы протонами, но получили отрицательные результаты.

С лучшими пожеланиями дальнейших успехов в Ваших исследованиях.

Искренне Ваш Резерфорд.

Р.S. Мы попытаемся определить, произойдут ли сходные явления при бомбардировке протонами или диплонами» (диплонами Резерфорд называл дейтроны. — Ф. К.).

Резерфорд задолго до открытия искусственной радиоактивности сам пытался обнаружить подобные эффекты. После того как он открыл в 1919 году возможность осуществлять ядерные реакции и показал, что ядра азота при бомбардировке альфа-частицами испускают протоны, он решил выяснить, не испускаются ли протоны после прекращения бомбардировки. Резерфорд убирал источник альфа-частиц и измерял электропроводность азота. Эти опыты он проделывал неоднократно, но каждый раз убеждался в отсутствии «вторичной» протонной радиоактивности. Действительно, такого эффекта не существовало.

Фредерик Жолио-Кюри впоследствии объяснял неудачу Резерфорда тем, что в своих опытах он использовал в качестве мишени азот. Если бы Резерфорд применял другой газ, в котором при бомбардировке альфа-частицами возникают не протоны, а положительные или отрицательные электроны, то он несомненно обнаружил бы явление искусственной радиоактивности.

Тут сказалось глубоко принципиальное заблуждение Резерфорда относительно того, какой тип радиоактивного распада наиболее распространен. Об этом впоследствии писали Ирен и Фредерик Жолио-Кюри: «В продолжение всей своей деятельности Резерфорд стремился доказать существование искусственной радиоактивности, но ему как и другим пионерам в этой области науки, истинной радиоактивностью казалась та, которая сопровождается испусканием тяжелых частиц, а не электронов. В действительности же, как мы теперь знаем, именно излучение электронов наиболее характерно для радиоактивного распада».

Если в опытах Резерфорда искусственная радиоактивность отсутствовала, то в опытах американского физика Эрнеста Лоуренса, проводившихся в 1931 году на сконструированном им циклотроне — ускорителе заряженных частиц, она несомненно возникла. Но исследователь и его сотрудники не заметили ее. Они изучали на циклотроне другие явления. А может быть, им не хватило проницательности.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, облучая нейтронами легкие элементы, не ставили перед собой задачу обнаружить искусственную радиоактивность, так как тогда никто еще не выдвигал предположения о возможности ее существования, но они оказались готовыми к восприятию даже самого непредвиденного. То, что существование искусственной радиоактивности было трудно себе представить, доказывало отношение многих физиков к сообщению Жолио-Кюри на Сольвеевском конгрессе.

По возвращении в Париж с Сольвеевского конгресса супруги Жолио-Кюри продолжали работу по искусственной радиоактивности. У Фредерика созрел план опыта, который мог бы снять все сомнения и подтвердить окончательно уже ранее полученные результаты. Вот что он писал о результатах этого решающего опыта: «Мы с удивлением констатировали, что когда энергия альфа-частиц последовательно уменьшается, эмиссия нейтронов на определенной стадии прекращается, в то время как излучение положительных электронов продолжается с прежней интенсивностью и даже растет, так же как при излучении электронов естественными радиоактивными элементами. Тогда мы повторили опыт, упростив его: в течение некоторого времени бомбардировали алюминий альфа-частицами с максимальной скоростью, а затем постепенно удаляли источник альфа-частиц. И что же? Алюминиевый листок продолжал излучать положительные электроны в течение нескольких минут. Тогда все стало ясно!»

Но надо было проверить, правильно ли работают счетчики Гейгера — Мюллера и вызывается ли пощелкивание новым излучением. Молодой немецкий физик В. Гентнер, работавший у Жолио-Кюри, проверил правильность действия счетчиков и сообщил, что они работают безотказно.

Итак, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри облучали альфа-частицами различные мишени: алюминий, бор, магний (в которых наблюдался новый эффект), водород, литий, углерод, бериллий, азот, кислород, фосфор, калий, натрий, никель и серебро (в них новый эффект не наблюдался).

Этим новым эффектом оказалась позитронная радиоактивность. Когда источник альфа-частиц — диск с нанесенным на него полонием — удалялся, исследователи наблюдали, что облученный алюминий продолжал испускать позитроны. Опыты были тщательно повторены. Оказалось, что бор и магний также продолжают испускать позитроны после удаления радиоактивного источника, хотя время испускания позитронов для разных элементов различно.

Элементы «второго списка», от водорода до серебра, при облучении не испускали позитронов. Наблюдаемая же позитронная радиоактивность первых трех элементов свидетельствовала о происходящих под действием бомбардировки ядерных реакциях. То, что это именно позитроны, а не другие частицы, подобные тем, что испускаются природными радиоактивными элементами, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри показывали с помощью камеры Вильсона, помещенной в магнитном поле напряженностью 400 эрстед.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри искусственно получили нестабильные бета-радиоактивные изотопы.

Новый научный термин «искусственная радиоактивность» родился в Париже, где почти за 40 лет до этого Мари и Пьер Кюри впервые произнесли слово «радиоактивность». Термин «искусственная радиоактивность» подчеркивал то обстоятельство, что в природе существует естественная радиоактивность, когда ядра тяжелых элементов (тяжелее свинца) самопроизвольно испускают альфа-частицы — ядра атомов гелия (Не), гамма-излучение — кванты света и бета-частицы — электроны и позитроны.

Но, как указывали Жолио-Кюри, термин «искусственная радиоактивность» не точно передает смысл их открытия: «В самом деле мы не делаем искусственно ядро радиоактивным, а превращаем это ядро в другое, которое является естественно неустойчивым. Вплоть до настоящего времени все попытки, делавшиеся с целью изменения устойчивости атомов либо у стабильных, либо у радиоактивных веществ, кончались неудачей».

Искусственные радиоактивные изотопы излучают не альфа-частицы и не гамма-кванты, а положительные электроны — позитроны. К. Андерсон, П. Блэкетт и Дж. Оккиалини обнаружили позитроны в космических лучах; это были первые известные ученым античастицы. Впоследствии к ним прибавились антипротоны, антинейтроны, антигипероны и многие другие антиподы частиц. До открытия искусственной радиоактивности позитроны в лабораторных экспериментах себя не обнаруживали.

С современной точки зрения методы идентификации продуктов ядерных реакций, использовавшиеся Ирен и Фредериком Жолио-Кюри, были довольно примитивными, хотя в свое время они поражали своей быстротой и наглядностью.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри смогли выделить первый искусственный радиоактивный изотоп в химически чистом виде. Они, конечно, немедленно продемонстрировали его Мари Кюри. Фредерик, описывая эту сцену, не скрывает своего восхищения перед великой исследовательницей радия: «Мари Кюри была свидетельницей наших поисков. Я никогда не забуду выражение радости на ее лице, появившееся, когда Ирен и я показали ей первый искусственный радиоактивный элемент в маленькой стеклянной трубочке. Я и сейчас вижу, как она берет пальцами, обожженными радием, маленькую трубочку, в которой находится искусственно созданный элемент, правда, с еще очень слабой радиоактивностью. Чтобы проверить правильность того, что мы сообщили ей, она подходит к счетчику Гейгера — Мюллера и слышит частые щелчки. Без сомнения, это было последнее большое удовлетворение, которое она испытала в своей жизни. Через несколько месяцев Мари Кюри скончалась от лейкемии».

После открытия искусственной радиоактивности к исследованию ее было привлечено внимание физиков многих стран, главным образом в Европе и Америке. Одним из важнейших результатов стало открытие плутония-239, которое позволило развить атомную энергетику и создать военную ядерную мощь современных государств.

Поразительным примером развития идей и опытов Жолио-Кюри было создание обширной области синтеза и практического применения радиоактивных изотопов. Это можно оценить как подлинный переворот в современной науке, технике и промышленности.

В своем докладе в Стокгольме в связи с получением Нобелевской премии по химии в 1935 году Ирен и Фредерик Жолио-Кюри уверенно предсказывали перспективы применения искусственных радиоактивных изотопов для лечения некоторых болезней, что позднее было подтверждено на практике. Они говорили также об использовании радиоактивных изотопов для точного определения мест скопления тех или иных химических элементов и соединений в организме человека, т.е. об их применении в целях диагностики. Не более чем через 20 лет после открытия искусственной радиоактивности применение искусственно получаемых на ускорителях и в ядерных реакторах самых различных радиоактивных изотопов стало одной из важнейших и массовых областей мирного применения атомной энергии. Для биологов и медиков радиоактивные изотопы открыли новые перспективы.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри с помощью разработанных ими методов получили большое количество бета-радиоактивных изотопов. Именно тогда они пришли к выводу, что природные радиоактивные элементы — радий, полоний, уран и другие — составляют теперь семью редких представителей радиоактивных элементов (с альфа-распадом), существовавших на Земле в большом количестве миллионы и миллиарды лет назад.

В 1935 году Фредерик Жолио-Кюри в своем Нобелевском докладе говорил: «Мы видим, что несколько сот различного рода атомов, составляющих нашу планету, не являются раз и навсегда созданными и существуют не вечные времена. Мы воспринимаем это именно так потому, что они существуют еще сейчас. Другие же, менее устойчивые атомы уже исчезли. Из этих последних некоторые, вероятно, будут вновь получены в лабораториях. До настоящего времени удалось получить лишь элементы с короткой продолжительностью жизни, от доли секунды до нескольких месяцев. Чтобы образовать достойные упоминания количества элемента со значительно большей продолжительностью жизни, необходимо располагать очень мощным источником излучений».

В то время ускоритель заряженных частиц имелся только в распоряжении Эрнеста Лоуренса в США. Однако дальнейшее развитие ускорительной техники за сравнительно короткий период времени достигло выдающихся успехов. Например, в Серпухове построен гигантский ускоритель на 70 миллиардов электрон-вольт; существуют проекты еще более крупных ускорителей на сотни и даже тысячу миллиардов электрон-вольт. Все это как раз и дает в руки исследователей тот «очень мощный источник излучений», о котором говорил Фредерик Жолио-Кюри.

Радиоактивный бета-распад открыл перед учеными новые возможности получить информацию о ядрах многих элементов периодической системы, у которых до этого были известны только стабильные изотопы. Стабильные изотопы не могли дать этой информации. Развитие работ по получению и идентификации новых радиоактивных изотопов потребовало создания принципиально новых методов экспериментальной физики, которые позволяют получать информацию о новом элементе, даже если он присутствует в количестве всего нескольких атомов. Мы уже видели, что искусственные радиоактивные изотопы успешно применялись для идентификации незначительных количеств трансурановых элементов.

Особо следует подчеркнуть выдающееся значение открытия искусственной радиоактивности для развития идей и методов, которые очень быстро привели к овладению атомной энергией и, в частности, к созданию высокоэффективного ядерного топлива. В Нобелевском докладе Фредерик Жолио-Кюри говорил: «Если, обратившись к прошлому, мы бросим взгляд на успехи, которые были достигнуты наукой во все убыстряющемся темпе, то мы вправе думать, что исследователи, конструируя или разрушая элементы по своему желанию, смогут осуществить ядерные превращения взрывного характера, настоящие химические цепные реакции». Дело в том, что в то время уже были известны цепные химические реакции, открытые академиком Н.Н. Семеновым, но, разумеется, не было цепных ядерных реакций: прилагательное «цепные» было добавлено к ядерным реакциям после открытия деления урана и теоретического расчета возможности выделения вторичных нейтронов. Говоря о ядерных реакциях взрывного характера, Жолио-Кюри, конечно, имели в виду не детонацию, а именно саморазвивающийся «цепной процесс» деления ядер. Именно так можно думать, исходя из последующих слов: «Если окажется, что такие превращения распространяются в веществе, то можно составить себе представления о том громадном освобождении энергии, которое будет иметь место».

Еще в начале века выдающийся английский химик Фредерик Содди, работавший вместе с Резерфордом в Мак-Гиллском университете Монреаля (Канада), выпустил небольшой труд под заглавием «Интерпретация радия». В нем Содди изложил свою гипотезу о существовании еще неизвестных изотопов химических элементов. Многие ученые того времени не приняли эту идею и называли ее фантастической. Но предвидения Содди произвели глубокое впечатление на английского писателя-фантаста Герберта Уэллса. На основе гипотезы Содди Уэллс в 1912 году написал фантастический роман «Освобожденный мир».

Герой романа ученый Холстен в 1933 году, т.е. через 20 лет после выхода в свет романа, открывает явление, подобное тому, которое было названо супругами Жолио-Кюри искусственной радиоактивностью. Любопытно, что предсказание Уэллса совпало с датой действительного открытия искусственной радиоактивности. Холстен произвел «атомную дезинтеграцию» мельчайшей частицы висмута (термин «дезинтеграция» заимствован у Содди). При этом частица висмута взорвалась, превратившись в газ с исключительно «сильной радиоактивностью», который распался в течение семи дней. В противоположность Жолио-Кюри Уэллс не выразил никаких предположений о возможностях мирного применения «атомной дезинтеграции» и весь роман построил на военном применении открытого Холстеном процесса. Уже тогда писатель высказал мысль о том, что среди искусственно созданных человеком радиоактивных изотопов некоторые будут обладать огромной взрывной силой. В романе Уэллса это вещество названо «каролиний», что несколько напоминает название «плутоний» — трансурановый элемент, примененный в атомных бомбах.

Осенью 1935 года Фредерик Жолио-Кюри решил приступить к некоторым экспериментам по применению бета-радиоактивных изотопов для биологических исследований и медицинской диагностики. Раньше он никогда не ставил таких опытов и вообще был далек от биологии и медицины. Можно напомнить, что многие замечательные открытия в физике побуждали их авторов использовать свои открытия в гуманных целях, в частности в медицине. Так было, например, с Вильгельмом Рентгеном, который, несмотря на то, что никогда не был связан с медициной, первый предложил использовать открытые им лучи для медицинских исследований. Мари Кюри создала целую область медицины, известную в ее время под названием кюри-терапии; она сделала первые, но весьма важные шаги в использовании радия для лечения рака.

Опыты Фредерика Жолио-Кюри в области биологии и медицины, как подтвердилось в дальнейшем, были чрезвычайно важными и плодотворными; они положили начало широчайшему применению радиоактивных изотопов для распознавания многих болезней и для лечения больных.

В наше время участие физиков в решении проблем биологии и медицины помогает продвижению вперед этих областей науки, когда-то казавшихся весьма далекими от физики и математики. Известно много случаев, когда крупные физики интересовались проблемами биологии (например Нильс Бор, И.Е. Тамм). Фредерик Жолио-Кюри был, пожалуй, первым известным физиком, непосредственно заинтересовавшимся проблемами медицинской диагностики с применением ядерной энергии. Теперь физики часто принимают участие в решении медицинских проблем как теоретических, так и практических.

Фредерик Жолио-Кюри написал несколько статей по вопросу практического применения искусственных радиоактивных изотопов. В одной из них, напечатанной в 1954 году под названием «Будущее ядерной физики во Франции», он высказал мысль о широком развитии радиоизотопных методов исследований в науке и технике и указывал на возможности конкретного использования изотопов в промышленности, например для просвечивания литья в целях обнаружения дефектов, для измерения толщины металлических изделий в процессе их производства, для устранения электростатического электричества, образующегося при изготовлении текстиля, для измерения расхода жидкостей, исследования механизма фотосинтеза и т.д. Он также подчеркивал возможность применения радиоактивных изотопов в энергетике.

Открытие искусственной радиоактивности Луи де Бройль с полным основанием назвал великим; история науки и техники, так же как и достижения сегодняшнего дня, подтвердили правильность этой оценки. На торжественном заседании Парижской академии наук в октябре 1959 года Луи де Бройль, один из двух самых выдающихся учеников Поля Ланжевена (вторым был Фредерик Жолио), сказал: «Оба они (Ирен и Фредерик Жолио-Кюри. — Ф.К.) стали физиками с мировой известностью. Однако им не хватало великого открытия, которое было бы их вкладом в науку. И они сняли его с древа своих трудов, как снимают созревший плод. Этим великим открытием были искусственные радиоактивные элементы».

Вскоре после получения Нобелевской премии Фредерик Жолио-Кюри стал заведующим кафедрой ядерной химии в Сорбонне и руководителем работ группы французских и иностранных исследователей. К его обширным педагогическим обязанностям прибавилось много научно-организационной работы. Прекрасно понимая важность исследований в области ядерной физики, Фредерик намерен был прежде всего создать условия для развертывания ядерных исследований во Франции. В течение нескольких лет он строит ускоритель Ван де Граафа на 1 миллион электрон-вольт в строительном институте в Аркей-Кашан, заново оборудует Лабораторию Ампера, преобразуя ее в Лабораторию атомного синтеза; строит циклотрон на 7 миллионов электрон-вольт в Коллеж де Франс.

В то же самое время Ирен Жолио-Кюри проводит исследования трансурановых элементов и в этой работе у нее оказывается талантливый сотрудник — югославский физик Павле Савич, впоследствии руководитель крупнейшего в Югославии Института ядерных исследований «Борис Кидрич».

Можно полагать, что к этому времени Ирен и Фредерик Жолио-Кюри понимают, что их работы, как сотни и тысячи других работ по ядерной физике, проводимых во многих странах, приведут в конце концов к возможности практического использования атомной энергии главным образом в качестве энергетического источника. В своем сообщении об открытии искусственной радиоактивности ученые, говоря о возможности «внешней причиной» вызвать радиоактивность некоторых ядер, которая существует непродолжительное время и после удаления источника облучения, высказывали также предположение о существовании более «продолжительной радиоактивности», если облучать элементы другими частицами. Какими?

Супруги Жолио-Кюри утверждали, что более мощными частицами для облучения должны служить пучки протонов и дейтронов, разогнанные до значительных энергий в высоковольтных ускорителях. Этим и объясняется стремление Фредерика оборудовать в руководимых им лабораториях новейшие ускорители, которые в то время только что появились. После опытов Джона Кокрофта и Эрнеста Уолтона, построивших в Кевендишской лаборатории первый высоковольтный ускоритель, Эрнест Лоуренс, чьим именем теперь называется крупнейшая лаборатория по физике высоких энергий Калифорнийского университета, достиг наилучших результатов в создании ускорителя частиц — циклотрона.

С нынешней точки зрения даже примитивные по мощности ускорители того времени еще долго оставались редкостью в европейских лабораториях. Многие исследователи продолжали использовать для бомбардировки мишеней альфа-частицы, но открытие нейтронов изменило положение. Молодой итальянский ученый профессор Римского университета Энрико Ферми, как только узнал об опытах Жолио-Кюри, решил повторить их. Однако для бомбардировки он применил не альфа-частицы, как делали Жолио-Кюри, а нейтроны.

Его намерение можно понять, вспомнив слова Джеймса Чадвика из доклада, прочитанного в Стокгольме в 1933 году по случаю вручения ему Нобелевской премии. Большая эффективность нейтронов в получении ядерных реакций легко объясняется. При столкновении положительно заряженной частицы с ядром вероятность ее проникновения в ядро ограничена кулоновской силой их взаимодействия. Этим определяется минимальное расстояние, на которое может приблизиться частица. Расстояние возрастает с увеличением атомного номера ядра и вскоре достигает столь большой величины, что вероятность проникновения частицы в ядро становится очень малой. В случае же соударения нейтрона с ядром ограничений такого рода не существует. Сила взаимодействия нейтрона с ядром очень мала, только на очень малых расстояниях она начинает быстро расти и носит характер притяжения. Вместо потенциального барьера, как в случае заряженных частиц, нейтрон встречает «потенциальную яму». Поэтому даже нейтроны очень малой энергии могут проникнуть в ядро.

Ферми в статье, опубликованной в итальянском научном журнале, так охарактеризовал нейтроны как частицы для бомбардировки: «Применение нейтронов как бомбардирующих частиц страдает тем недостатком, что число нейтронов, которыми можно практически располагать, неизмеримо меньше числа альфа-частиц, которые можно получить от радиоактивных источников, или числа протонов или дейтронов, которые можно ускорить в высоковольтных устройствах. Но, с другой стороны, этот недостаток частично компенсируется большей эффективностью нейтронов при получении искусственных ядерных реакций. Нейтроны обладают также тем преимуществом, что им свойственна большая способность вызывать ядерные реакции в том смысле, что число элементов, которые могут быть активированы нейтронами, значительно больше числа активных элементов, которые можно получить с помощью других радиоактивных частиц».

Энрико Ферми использовал в своих опытах источник нейтронов в виде стеклянной трубочки, содержащей порошок бериллия и радий. Трубочка вводилась в цилиндрический образец какого-нибудь элемента, если это был, например, металл. Для газов использовалась другая методика. После того как элемент интенсивно облучался определенное время нейтронным потоком, его быстро переносили к счетчику Гейгера — Мюллера, расположенному в другой комнате, и регистрировали импульсы счетчика, определяя, радиоактивен элемент или нет. Ферми подверг бомбардировке нейтронами 68 элементов, в том числе фтор, аллюминий, кремний, фосфор, хлор, железо, кобальт, серебро, йод. В первых опытах, естественно, он использовал те же элементы, что и Жолио-Кюри. У 37 элементов Ферми, и его сотрудники, которых он привлек к этим опытам (Э. Амальди, О. Д'Агостино, Ф. Разетти, Б. Понтекорво) надежно обнаружили явление искусственной радиоактивности.

Независимо от Жолио-Кюри Ферми обнаружил, что если па пути нейтронов находится парафин или вода, то, пройдя эти вещества, нейтроны становятся более эффективными «снарядами», и результат бомбардировки в некоторых случаях повышается в 100 раз. Обнаружив это явление, важность которого стала понятна несколько позже, Ферми провел серию опытов для более детального изучения замедления нейтронов. Опыты проводили так: в центре мишени, изготовленной в виде маленького цилиндрика, помещали на определенное время источник нейтронов. Затем мишень помещали у счетчика Гейгера — Мюллера и определяли интенсивность искусственной радиоактивности; этот же опыт повторяли, помещая источник нейтронов и мишень на время облучения в полость в центре парафинового блока. После измерения интенсивности искусственной радиоактивности мишени ученые убеждались, что она гораздо больше, чем в опытах без парафина. Таким образом, было сделано еще одно важное открытие на пути к овладению атомной энергией, а именно показано, что замедление нейтронов повышает их эффективность как бомбардирующих частиц.

Эффект замедления нейтронов часто называют «эффектом Ферми», хотя правильнее было бы называть его «эффектом Жолио — Ферми». Позже свойство парафина, воды, графита замедлять нейтроны сыграло исключительно важную роль в практическом использовании атомной энергии. В ядерных реакторах, построенных под руководством Ферми в США и И.В. Курчатова в СССР, использовался в качестве замедлителя нейтронов графит. В реакторе, созданном Жолио-Кюри, замедлителем нейтронов была тяжелая вода. Но от искусственной радиоактивности до постройки ядерных реакторов необходимо было пройти еще сложный путь, и Ирен и Фредерик Жолио-Кюри были в числе лидеров.

Ферми объяснял эффект замедления нейтронов тем, что содержащиеся в парафине атомы водорода замедляют нейтроны значительно сильнее, чем атомы других элементов. Поскольку массы нейтрона и протона почти одинаковы, при каждом столкновении этих двух частиц их кинетическая энергия распределяется почти поровну. Ферми показал, что нейтрон с энергией 2 миллиона электрон-вольт после двадцати столкновений с атомами водорода теряет свою энергию почти до уровня теплового возбуждения. Поэтому медленные нейтроны называются также тепловыми нейтронами. Оставалось еще объяснить факт, казавшийся парадоксальным, а именно: почему тепловые нейтроны более эффективны для осуществления ядерных реакций, чем быстрые? Этот парадокс был объяснен с помощью квантовой механики.

Пользуясь замедленными нейтронами, Ферми и его сотрудники получили радиоактивные изотопы всех элементов, выбранных для опытов, причем в ряде случаев интенсивность излучения изотопов была больше, чем у радия.

Экспериментальные данные и теоретические соображения позволили Ферми прийти к выводу о существовании трех процессов образования искусственных радиоактивных элементов. Все они начинаются с захвата нейтрона ядром, после чего ядро испускает альфа-частицу или ничего не испускает, но во всех трех случаях образуется новый радиоактивный изотоп. Первые два процесса встречаются чаще при бомбардировке легких ядер, третий — при бомбардировке ядер тяжелых элементов.

В 1934 году в опытах, продолжавшихся в Римском университете, Ферми облучал нейтронами уран. В результате образовывалась смесь нескольких бета-радиоактивных изотопов. Среди них, по мнению Ферми, Разетти и Д'Агостино, должны были находиться элементы с атомными номерами 93 и 94. Они даже назвали эти элементы аусонием и эсперием. Позднее стало ясно, что хотя при бомбардировке урана и тория действительно образуются трансурановые элементы, сообщение Ферми об открытом им первом трансурановом элементе 93 было неверно. По словам Бруно Понтекорво, это была единственная ошибка Ферми в течение его долгой и блестящей исследовательской деятельности.

Объясняя образование нового элемента, принятого за трансурановый, Ферми исходил из классического розерфордовского механизма искусственных ядерных реакций, известного в то время. В ядерных реакциях, осуществленных Резерфордом в течение нескольких лет (с 1919 года), ядра при столкновении с альфа-частицами испускали одну или несколько частиц и превращались в ядра других элементов, находящихся в соседних клетках таблицы Д.И. Менделеева. Ферми считал, что при бомбардировке нейтронами ядро урана поглощает медленный нейтрон и становится сверхтяжелым неустойчивым ядром изотопа урана, ранее неизвестного в природе. Это неустойчивое ядро изотопа урана испускает бета-частицу и в соответствии с законом Содди и Фаянса превращается в новый элемент с порядковым номером 93.

Как ни парадоксально, но ошибка Ферми сыграла положительную роль в дальнейшем развитии ядерной физики, которое в конце концов привело к открытию реакции деления урана и, следовательно, вплотную приблизило физиков к овладению атомной энергией.

Ирен Жолио-Кюри решила проверить правильность утверждения Ферми об открытии им 93-го элемента. Вместе с Павле Савичем она исследовала вещество, принятое Ферми за новый трансурановый элемент, и показала, что оно обладает свойствами лантана. Это открытие предвещало сенсацию в физике, а именно установление того факта, что существуют ядерные реакции, при которых ядро «раскалывается» на два приблизительно равных по массе осколка. Теперь каждый знает, что такая реакция называется реакцией деления и именно она лежит в основе использования атомной энергии.

В 1938 году на конгрессе Национального химического объединения в Риме Фредерик Жолио-Кюри встретил немецкого ученого Отто Гана и рассказал ему об опытах Ирен и Павле Савича. По этому поводу профессор Ган сказал Фредерику примерно следующее: «Я очень восхищен вашей женой и очень дружелюбно отношусь к ней. И все же я решил повторить ее опыты и надеюсь в скором времени показать, что она ошиблась». Знаменитому немецкому радиохимику, ученику Резерфорда, казалось маловероятным, что при бомбардировке нейтронами урана в результате ядерной реакции получается лантан.

Возвратившись в Берлин, Отто Ган вместе с Лизе Мейтнер, а позднее с Фрицем Штрассманом занялся проверкой опытов Ирен Жолио-Кюри. Пользуясь методикой Ферми и Жолио-Кюри, Отто Ган с сотрудниками Института химии Кайзера Вильгельма в Берлине облучал уран потоком нейтронов и исследовал продукты, получающиеся при ядерной реакции. Исследователи с удивлением обнаружили среди этих продуктов не только лантан, подмеченный Ирен Жолио-Кюри, но и барий, т.е. другой элемент средней части таблицы Д.И. Менделеева.

Но прежде чем рассказать о последствиях экспериментов Ирен Жолио-Кюри, которые привели к открытию цепной реакции деления урана и значительно приблизили возможность создания ядерного реактора, напомним о том, что в продуктах деления урана действительно были также и трансурановые элементы; однако их обнаружили через несколько лет после опытов Ферми, о которых шла речь. В 1940 и 1941 годах были получены первые трансурановые элементы: нептуний и плутоний с порядковыми номерами 93 и 94. В течение последующих лет физики и радиохимики открыли еще около десятка других трансуранов — америций, кюрий, берклий, калифорний и другие. Методы выделения новых трансурановых элементов основаны на бомбардировке мишеней различными частицами. Так, кюрий и калифорнии получали облучением нейтронами плутония и америция в ядерном реакторе.

Отто Ган и Фриц Штрассман вскоре после своих опытов, проведенных для проверки открытия Ирен Жолио-Кюри и Павле Савича, высказали предположение о том, что ядро урана при бомбардировке нейтронами может раскалываться на два радиоактивных осколка, примерно одинаковых по массе.

Статья Гана и Штрассмана была в январе 1939 года получена Жолио-Кюри. Она подтвердила правильность опытов Ирен Жолио-Кюри и свидетельствовала о существовании нового типа ядерных реакций. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри обсудили результаты опытов Гана и Штрассмана, и тут же Фредерик высказал исключительно важную мысль о том, что количество нейтронов, испускаемых при бомбардировке урана, должно превышать количество нейтронов, осуществляющих раскалывание ядер урана.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри выполнили некоторые опыты и произвели теоретические расчеты, не оставляющие уже сомнения в существовании нового процесса расщепления урана на осколки. При этом процессе выделяется примерно в 100 раз больше энергии, чем при ранее уже известных ядерных реакциях, вызываемых бомбардировкой элементов альфа-частицами. Можно считать, что Ирен и Фредерик Жолио-Кюри первыми экспериментально обнаружили существование нового процесса расщепления ядер. Сразу вслед за ними Лизе Мейтнер и ее племянник Отто Фриш в Копенгагене точно доказали это. Фриш назвал этот процесс делением ядер по аналогии с делением клеток, термином, широко распространенным в биологии. С развитием ядерных реакторов уран, торий, плутоний и некоторые другие природные и искусственные радиоактивные элементы, применяющиеся в качестве ядерного горючего, получили название делящихся материалов.

Опыты Фредерика и Ирен Жолио-Кюри, выполненные тотчас же после получения статьи Гана и Штрассмана, с очевидностью доказали способность ядер урана к раскалыванию. Они имели исключительно большое значение для последующего развития ядерной физики, особенно в ее практическом аспекте, но тем не менее еще недостаточно приблизили к решению проблемы практического освобождения и использования того громадного количества энергии, которое таится в недрах вещества, т.е. в ядрах атомов.

Все дело было в масштабах. При раскалывании ядра действительно освобождается огромная энергия, которую легко подсчитать по известной формуле Эйнштейна; но масштаб процесса, происходящего в одном ядре, ничтожно мал. Для того чтобы реально «ощутить» эту энергию, необходимо вызвать деление огромного количества ядер урана и притом почти одновременно. Это удалось осуществить только позднее после того, как был открыт цепной процесс деления урана.

В конце 1938 года А.Ф. Иоффе получил от Фредерика Жолио-Кюри письмо, в котором французский ученый сообщал об открытии принципиально нового вида ядерной реакции — под действием нейтронов ядро урана распадается на два радиоактивных осколка.

В первой своей информации об исследовании вторичных нейтронов, опубликованном в 1939 году, Фредерик Жолио-Кюри и его сотрудники Ганс Хальбан и Лев Коварский сообщили, что среднее число вторичных нейтронов, возникающих при делении ядер урана, бомбардируемых замедленными нейтронами, равно приблизительно двум для каждого акта деления.

Теперь широко известный коэффициент К — коэффициент воспроизводства нейтронов, применяющийся во многих расчетах, в частности в атомной технике, представляет собой величину, очень близкую к 250 вторичным нейтронам на 100 единичных актов деления, т.е. около 2,5 нейтрона на каждый акт деления ядра урана. Эта величина выражает среднее число вторичных нейтронов, испускаемых при делении. Долгое время коэффициент К был одним из строжайше охраняемых военных секретов. Однако в результате широко развернувшихся исследований вторичных нейтронов физики в разных странах, используя в общем сходные опыты, находили эту «секретную» величину.

Предположение, что вторичные нейтроны быстрые, нуждалось в точной экспериментальной проверке. Фредерик Жолио-Кюри с сотрудниками провел очень интересные опыты, подтвердившие эту гипотезу. Радий-бериллиевый источник нейтронов окружали кристаллами урановой соли — уранилнитрата и всю систему помещали в центре большого сосуда с сероуглеродом, в котором предварительно растворяли 200 миллиграммов фосфора. Под влиянием быстрых нейтронов создавался радиоактивный изотоп фосфора, который извлекали через шесть дней и подвергали проверке с помощью счетчика Гейгера — Мюллера. Оказалось, что, когда опыт производили без уранил-нитрата, фосфор, облученный нейтронами радий-бериллиевого источника, оказывался в 6 раз менее активным, чем в опытах с уранилнитратом. Это привело исследователей к выводу, что уранилнитрат способствует образованию в системе дополнительного количества нейтронов, воздействующих на фосфор вместе с нейтронами радий-бериллиевого источника. Отсюда следовало единственно возможное заключение: под действием быстрых нейтронов происходит не только ядерная реакция в фосфоре, но и реакция деления ядер урана с образованием вторичных нейтронов.

Нейтроны, образующиеся при ядерных реакциях в уранилнитрате, при сравнении с нейтронами, излучаемыми радий-бериллиевым источником, оказались совершенно тождественными — и те и другие были быстрыми нейтронами.

Итак, открытие вторичных нейтронов Фредериком Жолио-Кюри по праву считается одним из важнейших явлений в науке, направленным на отыскание путей использования ядерной энергии. Теперь уже стало совершенно ясно, что вторичные свободные нейтроны могут вызвать деление соседних ядер урана и процесс превратится в самоподдерживающийся, лавинообразный. Сможет осуществиться то, о чем говорил Нильс Бор, а именно: «зажигание» в одном месте приведет к лавинообразному «взрыву» миллиарда миллиардов (~10¹⁸) делящихся с колоссальной скоростью ядер урана и при этом выделится громадная энергия в виде тепла. В ядерных реакторах современных атомных электростанций происходит именно этот процесс, сделавшийся технически доступным благодаря трудам физиков и радиохимиков, среди которых видное место принадлежит Фредерику и Ирен Жолио-Кюри.

Профессор Отто Ган в своем Нобелевском докладе в 1944 году особо подчеркнул роль Ф. Жолио-Кюри в открытии вторичных нейтронов: «Господин Штрассман и я отмечали (в нашем сообщении от 10 февраля 1939 года) возможность того, что в процессе деления также освобождаются нейтроны. Фредерик Жолио был первым, кто нашел, что это действительно имеет место».

Лизе Мейтнер и Отто Фриш решили немедленно сообщить о новом типе ядерной реакции (делении) Нильсу Бору. Но в январе 1939 года Бор отбыл из Дании в США. По прибытии из Европы в Нью-Йорк он нашел полученную на его имя пространную телеграмму, отправление которой из Копенгагена обошлось в 400 долларов. Бор рассказал об открытии процесса деления ядер урана американским физикам, в числе которых было много эмигрантов из Европы, бежавших от фашистского режима Гитлера и Муссолини. Сам Бор очень заинтересовался сообщением своих копенгагенских коллег Л. Мейтнер и О. Фриша и сразу стал изучать процесс нового типа — деление ядра, облучаемого нейтронами, на два осколка, сопровождающееся испусканием нейтронов.

Нильс Бор, в то время профессор Колумбийского университета, первый правильно оценил значение процесса деления ядер урана, обнаруженного Ирен Жолио-Кюри, Ферми, Ганом, Штрассманом, Мейтнер и Фришем. Он увидел в нем важнейший шаг к овладению атомной энергией. Ферми, поселившийся в США после получения им Нобелевской премии, задался целью выяснить, какой изотоп урана обладает способностью делиться под влиянием нейтронов — более распространенный изотоп уран-238, составляющий 99,27 процента всей массы природного урана, или редкий изотоп уран-235, содержащийся в массе природного урана всего в количестве 0,72 процента.

Нильс Бор высказал предположение, что способностью делиться обладает именно уран-235. Ученый исходил из теоретических соображений, согласно которым ядро урана-235 может делиться на два приблизительно равных осколка, в то время как ядро урана-238 обычно поглощает нейтрон и деления не происходит.

Когда физики убедились в правильности этого заключения Бора, возможность использовать ядерную энергию, которая, казалось, приблизилась вплотную после открытия вторичных нейтронов, снова отдалилась, и некоторые ученые даже выразили полное неверие в то, что эту проблему можно решить. Но теперь уже камнем преткновения были не принципиальные соображения, а технический ... На первых порах представлялось невероятным отделить от массы урана редкий изотоп в количестве, достаточном для технического использования. Несмотря на такую сложную «психологическую» ситуацию, экспериментальные исследования продолжались все нарастающими темпами, трудности преодолевались одна за другой и в конце концов проблема использования атомной энергии была блестяще решена. Разумеется, перед физиками стояли многие задачи — не только разработка техники разделения изотопов урана, но и другие не менее сложные, потребовавшие долгой и упорной работы.

Итак, в 1939 году, т.е. к началу второй мировой войны, положение в области ядерной физики казалось двойственным. С одной стороны, было сделано самое главное для решения основной проблемы — использования внутриядерной энергии: открыт важнейший процесс цепного деления атомов урана-235; с другой — трудности разделения изотопов отодвигали решение задачи на неопределенный срок.

В этот период крайне важной оказалась роль физиков-теоретиков. Помимо работ Нильса Бора, в печати появились основополагающие статьи по теории деления ядра советских физиков Я.И. Френкеля, Ю.Б. Харитона, Я.Б. Зельдовича и других. В научных журналах различных стран были также опубликованы работы, авторы которых пытались определить условия для развития самоподдерживающейся (лавинообразной, как говорил Бор) ядерной реакции.

Франциск Перрен, сын профессора Сорбонны Жана Перрена, учившийся в детстве вместе с Ирен, опубликовал первые грубые оценки размеров уранового шара, нагреваемого за счет энергии происходящей в нем цепной ядерной реакции. Многие физики уже были близки к определению величины критической массы урана, при которой возможно осуществить цепной ядерный процесс.

Познакомившись со статьей Франциска Перрена, некоторые физики-эмигранты, переселившиеся в США, выразили опасение, что результаты работ французских физиков — Жолио-Кюри, Хальбана, Коварского, Ф. Перрена — могут быть использованы гитлеровцами для ускоренного проведения в фашистской Германии сверхсекретных работ по созданию ядерного реактора и ядерного оружия. Среди этих ученых-иностранцев были будущие создатели первого ядерного реактора в Чикаго: Ферми, Теллер, Сцилард, Вигнер, Вейскопф и другие.

Подобные же опасения возникли у Фредерика Жолио-Кюри и его сотрудников, и они приняли все меры, чтобы результаты работ по ядерной физике, связанные с использованием ядерной энергии, не попали, в руки фашистов.

С осени 1939 года все работы по ядерной физике проводились в строгой секретности и результаты их не публиковались. В США был создан мощный государственный аппарат для сохранения секретности всех работ по ядерной физике и связанных с ними технических проектов.

К этому времени Фредерик Жолио-Кюри был мобилизован в армию и в чине артиллерийского капитана возглавил «Научно-исследовательскую группу №1». Под таким зашифрованным названием скрывалась группа французских физиков, продолжавшая изучать цепные ядерные реакции. Об этом периоде Блэкетт писал, что в то время, т.е. в конце 1939 года, вероятнее всего именно Жолио и его коллеги более, нежели любая другая группа ученых, реально думали о возможности практически извлечь из урана энергию, годную для использования.

В самом деле, группа Ф. Жолио-Кюри в 1939 году подала заявки на патенты, в которых были предложения о постройке и использовании ядерных реакторов. Группа также передала 30 октября 1939 года Парижской академии наук запечатанный конверт, который впоследствии, ровно через 10 лет, в 1949 году, был вскрыт. В конверте находились материалы, излагающие «возможность создания в урановой среде практически бесконечных цепных реакций».

Сообщение, пролежавшее целое десятилетие, было подписано Фредериком Жолио-Кюри, Гансом Хальбаном и Львом Коварским. Так Фредерик Жолио-Кюри и его сотрудники совершенно ясно определили возможность создания ядерного реактора, опередив многих ученых из других стран, и если бы не обстоятельства военного поражения Франции и связанное с ним почти полное прекращение научных работ, возможно, Фредерик Жолио-Кюри во Франции построил бы ядерный реактор раньше, чем это сделал Ферми в США.

В 1932 году Гарольд Юри впервые получил тяжелую воду. Теперь она оказалась необходимой в качестве замедлителя нейтронов в ядерном реакторе. Сотрудник Фредерика Жолио-Кюри Ганс Хальбан предложил использовать тяжелую воду для замедления нейтронов, так как расчеты показали, что она способна замедлять нейтроны до необходимой степени, не поглощая их.

Вскоре после того как Фредерик Жолио-Кюри и Лев Коварский произвели опыты по определению поглощения тяжелой водой нейтронов, они обратились к министру вооружения Франции с просьбой оказать им широкое содействие в получении тяжелой воды, необходимой для продолжения работы по созданию французского ядерного реактора.

Действия, предпринятые руководителями министерства, и участие в них Фредерика Жолио-Кюри и его сотрудников Хальбана и Коварского по своему характеру могли бы служить сюжетом для увлекательного приключенческого романа с элементами детектива. Описываемые действия хотя и далеки от физики, но без них не могли бы обойтись в то время участники группы Фредерика Жолио-Кюри, работавшие над созданием ядерного реактора. Они многократно описаны, в том числе и в книге Рональда Кларка «Рождение бомбы». Мы остановимся лишь на некоторых эпизодах этой драматической истории, напряженной и изобиловавшей опасными ситуациями, но завершившейся благополучно.

В тридцатых годах тяжелая вода производилась в промышленных масштабах только на одном заводе — в Рьюкане в Центральной Норвегии. Завод принадлежал норвежской фирме «Норск Хайдро» и был пущен в 1934 году. Производство тяжелой воды росло очень медленно. К началу второй мировой войны ее запас на заводе измерялся десятками килограммов. Министерство вооружения Франции поручило сотруднику военной разведки лейтенанту Жаку Аллье провести все операции по оформлению покупки и доставке тяжелой воды во Францию. В начале марта 1940 года Аллье тайно покинул Париж, направляясь в столицу Норвегии Осло, оккупированную гитлеровскими войсками. В Стокгольме к нему присоединились еще три сотрудника французской военной разведки.

Лейтенант Аллье заключил с директором фирмы «Норск Хайдро» соглашение, по которому вся тяжелая вода (около 185 килограммов), имевшаяся на заводе в Рьюкане, передавалась французскому правительству. После подписания этого соглашения предстояло решить более серьезную задачу — доставить тяжелую воду во Францию, избежав вмешательства нацистов, которые, как предполагали французы, знали о визите Аллье и его целях.

Прежде всего Аллье и его сотрудникам понадобились емкости для транспортировки их драгоценного груза. Но приобрести прочные сварные канистры у какой-либо фирмы в Осло представлялось опасным — это могло навести фашистов на мысль о том, что в таких канистрах будет перевозиться тяжелая вода. Канистры заказали одному рабочему из небольшой сварочной мастерской в окрестностях Осло.

Канистры (их было двадцать шесть) наполнили на заводе в Рьюкане тяжелой водой и тайно перевезли в Осло, где сложили в доме, принадлежавшем французскому посольству. Теперь встал вопрос, как их переправить в Париж?

Сначала думали воспользоваться подводной лодкой, но от этого плана отказались. В начале марта 1940 года лейтенант Аллье и три его сотрудника прибыли с канистрами на норвежский аэродром Форнебю в нескольких километрах от Осло. Они демонстративно провели все приготовления к посадке на ежедневный рейсовый пассажирский самолет, направлявшийся в Амстердам. Но к моменту взлета этого самолета канистры по тщательно разработанному плану были тайно погружены на другой самолет, на который Аллье и один из его сотрудников, разумеется, под вымышленными именами, купили себе билеты. Самолеты поднялись в воздух с небольшим интервалом. На первом улетели в Амстердам два сотрудника Аллье. Второй самолет взял курс на Эдинбург (Шотландия), откуда должен был направиться в Париж. Как и предполагалось, немцы обыскали первый самолет.

16 марта 1940 года Аллье доставил в Париж весь мировой запас тяжелой воды. Канистры были спрятаны в подвале Коллеж де Франс. Военные события развивались очень быстро, в мае 1940 года фашистские захватчики прорвали фронт французских армий у Седана. Над Парижем нависла грозная опасность. Необходимо было любой ценой не дать немцам захватить запас тяжелой воды. Канистры перевезли в Клермон-Ферран, где спрятали в сейфах французского банка, зарегистрировав под названием «продукт Зет». Непродолжительное время Фредерик Жолио-Кюри и его группа, к которой присоединился Франциск Перрен, работали в Клермон-Ферране. Здесь они сняли виллу и в течение трех недель оборудовали в ней лабораторию. В Клермон-Ферран были перевезены из Парижа 9 тонн урановой руды, принадлежавшей Фредерику Жолио-Кюри. Он получил эту руду в дар от частной бельгийской компании «Юниор миньер дю Катанга».

Через несколько дней после того, как начались работы на вилле, директор французского банка потребовал, чтобы канистры с тяжелой водой были увезены. Тогда их удалось поместить в одной из камер для особо опасных преступников центральной тюрьмы Риома. Но и это убежище оказалось недолговечным. В июне наступил военный крах Франции, гитлеровские полчища вступили в Париж. Немецкая разведка рыскала по всей стране в поисках запаса тяжелой воды.

У Фредерика Жолио-Кюри остался единственный выход: переправить своих сотрудников с запасом тяжелой воды в союзную страну Англию, чтобы там они могли продолжить исследования. Но в условиях гитлеровской оккупации это была неимоверно трудная задача.

Канистры с тяжелой водой перевезли во французский порт Бордо (вспомним, что в этом городе Мари Кюри в годы первой мировой войны хранили спасенный от немцев запас драгоценного радия) и погрузили на борт английского угольщика «Брумпарк». Их прочно закрепили на плоту, помещенном на палубе. Если бы судно подорвалось на мине или было потоплено фашистскими бомбардировщиками, то остался бы шанс, что плот с драгоценным грузом продержится на воде и будет подобран английскими судами. На том же плоту могли бы спастись Хальбан и Коварский. (Пьер Бикар вопреки этим данным пишет, что канистры были погружены в трюм). Тем временем, пока судно грузилось, Фредерик Жолио-Кюри в префектуре Бордо случайно встретился с уполномоченным британского министерства вооружения лордом Суффолком. Пьер Бикар в своей книге рассказывает, что во время этой встречи Суффолк предложил Фредерику немедленно ехать с ним в Англию. «Не беспокойтесь ни о жене, ни о детях, — сказал Суффолк, — я обещаю их завтра же увезти в Бретань, а оттуда — на другую сторону Ламанша». Жолио-Кюри отказался от предложения, и Суффолк уехал в порт. Хальбан и Коварский находились уже на судне. До отплытия они больше не виделись с Жолио-Кюри.

Вечером 19 июня 1940 года «Брумпарк» с грузом тяжелой воды вышел в море и 21 июня прибыл в английский порт Саутгемптон. Почти в одно время с «Брумпарком» из порта Бордо вышло другое грузовое судно, которое скоро подорвалось на фашистских минах. Этим воспользовался Ф. Жолио-Кюри. Во время допроса в гитлеровской военной разведке он сказал, что тяжелая вода находится на потопленном судне. Фашисты не поверили ученому, но почему-то предположили, что тяжелая вода тайно переправлена в Северную Африку; они даже хотели отправить туда специальную экспедицию с целью найти ценный груз.

С отъездом Хальбана и Коварского группа Фредерика Жолио-Кюри перестала существовать, и до самого окончания второй мировой войны выдающийся ученый оставался без лаборатории, ограничиваясь ролью университетского профессора.

В годы войны началась активная деятельность Фредерика Жолио-Кюри в рядах борцов за освобождение Франции от фашистских оккупантов. Фашизм во всех его формах и проявлениях вызывал у него острую ненависть. Он активно боролся с гитлеровцами. Во время парижского восстания, продолжавшегося с 19 по 25 августа 1944 года, Фредерик Жолио-Кюри организовал в лаборатории физики и атомной химии Коллеж де Франс изготовление взрывчатых веществ и зажигательных снарядов. Их применяли патриоты Парижа в борьбе с вражескими танками. В результате многодневных уличных боев парижанам удалось освободить почти всю столицу Франции. К этому времени в Париж вошла регулярная французская армия и гитлеровские войска капитулировали. Фредерик Жолио-Кюри внес свой вклад в освобождение Парижа и всей Франции.

Прямой контакт между Фредериком Жолио-Кюри, Хальбаном и Коварским восстановился лишь в 1946 году.

После переезда в Англию Хальбан и Коварскнй приступили к исследовательской работе в Кевендишской лаборатории Кембриджского университета, которой до 1937 года руководил Эрнест Резерфорд. Так, в лаборатории, где Резерфорд впервые осуществил ядерную реакцию на легких элементах, а его ученики Джон Кокрофт и Эрнест Уолтон построили первый высоковольтный ускоритель заряженных частиц (электронов), Хальбан и Коварский экспериментально доказали возможность создания ядерного реактора на основе идей Фредерика Жолио-Кюри. В то время еще не существовало термина «ядерный реактор», и ученые называли его «устройство для получения ядерной энергии».

В документе, опубликованном британским правительством в 1945 году, подтверждена официально работа Хальбана и Коварского в Кембридже над проблемами создания ядерного реактора. В документе говорится, что доктора Коварский и Хальбан получили от профессора Жолио точные инструкции сделать все возможное в Англии, чтобы добиться в сотрудничестве с британским правительством на общее благо союзников решительного опыта, план которого был разработан еще в Париже и для осуществления которого была приобретена тяжелая вода. В их распоряжение было предоставлено необходимое лабораторное оборудование в Кембридже. В декабре 1940 года они доказали, что система, состоящая из определенным образом используемой двуокиси урана (или металлического урана) с тяжелой водой в качестве замедлителя нейтронов, может, если она имеет достаточные размеры, стать местом цепной реакции, вызванной замедленными нейтронами.

В 1941 году проблемами использования ядерной энергии заинтересовались в США в результате инициативы ученых-эмигрантов из Европы. Это произошло через два года после того, как Альберт Эйнштейн направил президенту Франклину Делано Рузвельту знаменитое письмо, датированное 2 августа 1939 года. В письме, составленном несколькими европейскими физиками и обсужденном с Эйнштейном, подчеркивалась чрезвычайная важность развития работ по созданию ядерного реактора. В письме говорилось, что в течение последних четырех месяцев благодаря работам Жолио во Франции, а также Ферми и Сциларда в Америке стала вероятной возможность осуществить ядерную реакцию в большой массе урана, вследствие чего может быть освобождена значительная энергия и получены большие количества радиоактивных элементов (изотопов). Это может быть достигнуто в ближайшем будущем. Упоминание имени Фредерика Жолио-Кюри в этом документе свидетельствовало о его высоком авторитете как ученого-физика, который он уже завоевал к тому времени (наряду с Ферми и Сцилардом).

В 1942 году в глубочайшем секрете в Чикаго под трибунами стадиона был создан и введен в действие экспериментальный ядерный реактор. Руководил его проектированием и строительством Энрико Ферми. В это время Фредерик Жолио-Кюри не имел никакой связи с американскими учеными и ничего не знал о работах Ферми в Чикаго. Ему не было известно также о том, что 25 декабря 1946 года в Москве был пущен первый в Европе и Азии ядерный реактор, построенный группой ученых под руководством академика И.В. Курчатова.

В 1945 году после победы над фашистской Германией Фредерик Жолио-Кюри направил письмо председателю Временного правительства Франции генералу Шарлю де Голлю. В письме он указывал на необходимость немедленно приступить к работам по получению и использованию атомной энергии. Состоялись также личные встречи ученого с де Голлем, во время которых Жолио-Кюри предложил организовать во Франции комиссариат по атомной энергии для руководства всеми работами в этой области и их координации.

По решению французского правительства комиссариат был создан, и Фредерик Жолио-Кюри стал первым верховным комиссаром Франции по атомной энергии. В руководство вошли еще три комиссара: Ирен Жолио-Кюри, Пьер Оже и Франциск Перрен (Оже и Перрен в годы войны работали в США и Канаде). К этому времени из-за границы уже вернулись прежние сотрудники Ф. Жолио-Кюри: Лев Коварский, Бертран Гольдшмидт и Жюль Герон. Все они, а позднее и некоторые другие видные французские физики вошли в научный комитет комиссариата и немедленно приступили к разработке планов и необходимых координационных мер для развития работ по проблеме атомной энергии.

В июле 1946 года в бывшем военном форте Шатийон близ Парижа под руководством Фредерика Жолио-Кюри началось строительство первого французского тяжеловодного ядерного реактора. В качестве горючего была избрана двуокись урана. Жолио-Кюри назвал реактор ЗОЭ (от слов energie Zero a Oxide d'uraniume et Eau laurde)^[3].

Еще до начала строительства реактора в форте Шатийон по предложению верховного комиссара французские геологи приступили к разведке урана и тория на территории Франции и в ее заморских владениях. В короткий срок был сооружен завод для выработки урана из руды. В Норвегии заказали 5 тонн тяжелой воды.

В планах комиссариата предусматривалась постройка и второго более мощного реактора в Сакле, близ Парижа.

В Шатийоне прежде всего оборудовали механическую и радиотехническую мастерские. В бывшей казарме разместились химическая и минералогическая лаборатории. Специалисты приступили к предварительным работам, связанным с осуществлением проекта реактора.

Строительство реактора велось около двух с половиной лет под личным наблюдением Фредерика Жолио-Кюри. Пуск состоялся 15 декабря 1948 года. Все участники строительства с нетерпением ждали этого волнующего дня, когда наконец практически осуществятся идеи и разработки Ф. Жолио-Кюри.

В 6 часов 30 минут 15 декабря 1948 года все сотрудники форта Шатийон находились на своих местах. Первый пуск тяжелой воды в реактор был произведен в 7 часов 10 минут.

Менее чем через два часа, начиная с этого момента, по расчетам реактор должен был достигнуть критического уровня — отметки 150 сантиметров. Иначе говоря, тяжелая вода, достигнув этого уровня, должна была привести к началу цепной реакции. Однако приборы не отметили начала цепной реакции при достижении расчетного уровня и это вызвало волнение у всех, кто находился у реактора. Но это длилось недолго.

Вот что записал Ф. Жолио-Кюри: «Тогда (после того, как уровень тяжелой воды достиг отметки 210 сантиметров. — Ф. К.) на одном из циферблатов стрелка внезапно дрогнула, потом остановилась. Момент наивысшего волнения. Мы знали, что событие свершилось. Когда четыре пятых предусмотренного объема были заполнены тяжелой водой, движение стрелки стало замедляться, эта тенденция причинила мне тогда несколько тревожных минут...

По мере того как в ангаре (помещение, где был собран реактор. — Ф. К.) начинали приходить в движение наименее чувствительные приборы, присутствовавшие группами собирались вокруг них. В течение 25 минут мы наращивали мощность реактора. Последний раз я качнул насос в 12 часов 12 минут: стрелка помчалась вверх.

Нужный режим был достигнут. Пощелкивание счетчиков превратилось в постоянное журчание».

Первый французский ядерный реактор заработал. Когда Фредерик Жолио-Кюри вышел из здания реактора и объявил о достигнутом успехе, толпа сотрудников устроила ему бурную овацию. Фредерику и Ирен в этот день преподнесли бронзовый барельеф с их изображением, вычеканенный в память о пуске реактора.

Когда в Шатийоне полным ходом шли работы по сооружению реактора, была опубликована статья Ф. Жолио-Кюри, отмечающая мирные перспективы применения атомной энергии в противовес варварскому использованию ее в качестве разрушительного оружия. «До настоящего времени, — писал он, — возможностям применения атомной энергии в мирных целях почти не уделялось внимания и о них лишь едва упоминалось в газетных статьях и брошюрах, посвященных атомной энергии. Поэтому в глазах широких кругов общественности слова „атомная энергия“ тесно связаны с атомной бомбой и с представлением о Хиросиме. Однако ученые знают, что для мирного применения эта область науки обещает очень многое: создание мощных электростанций, применение в биологии, медицине и промышленности искусственных радиоактивных изотопов, приготовленных с помощью ядерных реакторов.

В данное время наши знания уже позволяют предвидеть эти важные виды применения атомной энергии и можно думать, что со временем несомненно откроются другие, еще более многообещающие возможности».

Создавая экспериментальный реактор, Ф. Жолио-Кюри ставил перед собой две важные задачи: изучить возможности использования атомной энергии в качестве энергетического источника и одновременно получить значительное количество радиоактивных изотопов. Для решения второй задачи он предложил устроить в графитовом отражателе каналы, проходящие в различных направлениях. В них помещали мишени, которые после облучения нейтронами, образующимися в активной зоне реактора, превращались в изотопы. Такие каналы устраивают теперь во всех реакторах, где предусмотрено получение изотопов.

Вот некоторые технические данные реактора ЗОЭ, которые дают представление о состоянии реакторостроения того времени. Тепловая мощность реактора Жолио-Кюри составляла всего лишь 5 киловатт. В качестве замедлителя нейтронов была применена тяжелая вода (более 5 тонн), находящаяся в цилиндрическом баке высотой более 2 метров. Тепловыделяющими элементами (твэлами) служили вертикальные стержни из двуокиси урана в алюминиевых оболочках. Твэлы были погружены в тяжелую воду. Вес их — около 3 тонн. Активную зону окружал графитовый отражатель. Управление реактором производилось с помощью двух пар кадмиевых стержней, которые опускались или поднимались дистанционным устройством. Вся установка находилась за толстой защитной стенкой из бетона.

Через пять лет после пуска реактора ЗОЭ завершилось строительство второго, более мощного французского реактора. В Сакле — в первом во Франции крупном научно-исследовательском центре ядерных исследований в 1953 году вступил в строй реактор на металлическом уране и тяжелой воде, созданный также под руководством Фредерика Жолио-Кюри. В настоящее время в Сакле имеется несколько тяжеловодных экспериментальных реакторов. Реакторы, которые были построены уже после смерти Ф. Жолио-Кюри, также отражают его идеи и предложения.

Задолго до того, как в форте Шатийон вступил в действие реактор ЗОЭ, Фредерик Жолио-Кюри предвидел возможность создания мощной ядерной энергетики. Об этом писал Поль Ланжевен в своей известной книге «Эра ядерных превращений», опубликованной в 1954 году. По свидетельству Ланжевена, передвойной Жолио-Кюри высказывался о возможности построить теплоцентрали, работающие на ядерном горючем, т.е. атомные электростанции, мощностью по 300 тысяч киловатт каждая. Такая станция будет потреблять всего 1 тонну урана в год вместо 3 миллионов тонн каменного угля или нефти, сжигаемых на тепловых электростанциях, оборудованных современными паровыми турбинами.

Представляя себе перспективы использования цепной реакции деления урана для создания крупных промышленных источников электроэнергии, Фредерик Жолио-Кюри тем не менее считал, что ученые найдут еще более важные энергетические ресурсы, способные преобразить современную технику. Он говорил: «Хотя я верю в будущее атомной энергии и убежден в важности этого изобретения, однако я считаю, что настоящий переворот в энергетике наступит только тогда, когда мы сможем осуществлять массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу или даже более высокого качества».

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри были активными борцами против применения опустошительного ядерного оружия, убежденными сторонниками мира между всеми народами.

Фредерик Жолио-Кюри в течение многих лет возглавлял Всемирный Совет Мира. Ирен была избрана членом Всемирного Совета Мира. Выдающийся физик стал лидером движения народов всех континентов, поставивших перед собой трудную задачу: ликвидировать угрозу войн.

Фредерик Жолио-Кюри был убежден, что те, кто занимается научными и техническими проблемами атомной энергии, должны быть в первую очередь борцами против ее военного применения.

Однажды он сказал о себе: «У меня был соблазн замкнуться в лаборатории, но я задал себе вопрос: а кто воспользуется моим открытием?»

А в своей знаменитой статье «Размышления о гуманизме науки» Жолио-Кюри писал, что «...было бы безумием стремиться снова заковать Прометея». Но тут же призывал ученых в первую очередь заботиться о том, какое применение получат их открытия, перейдя в руки реакционных политиков и военных. Он подчеркивал, что освобождение атомной энергии и создание в результате этого ужасного оружия властно призывают ученых к действию, ибо ставка в подобной игре таит угрозу для будущего всего человечества.

Фредерик Жолио-Кюри много размышлял об обмене научной информацией между странами и о роли такого обмена в борьбе ученых за мир. В докладе, прочитанном на Венском конгрессе сторонников мира в 1952 году, Ф. Жолио-Кюри говорил, что развитие науки и, следовательно, развитие цивилизации требует свободного распространения научной информации. Он говорил в декабре 1954 года, что из всех областей человеческой деятельности наука дает самые яркие примеры тех огромных преимуществ, которыми может пользоваться мир при условии свободного передвижения людей и обмена научными идеями; что нельзя привести ни одного случая, когда научное открытие, сделанное в одном определенном месте, не явилось бы завершением целого ряда работ, проводимых в разных местах, и без знания которых оно не было бы возможно.

Фредерик Жолио-Кюри всегда участвовал в различных международных конференциях, встречах, симпозиумах. Незадолго до смерти, летом 1958 года, он открыл созванную по его инициативе Международную конференцию по ядерной физике в Париже, на которой присутствовала большая группа советских ученых.

Фредерик Жолио-Кюри на протяжении многих лет способствовал развитию связей между французскими и советскими учеными. Он считал их крайне полезными. По его инициативе в послевоенные годы многие французские физики посещали советские научно-исследовательские институты и участвовали в обсуждении работ; в то же время советские ученые знакомились с научными учреждениями Франции. И в настоящее время происходит обмен студентами, преподавателями, научными сотрудниками. Это сотрудничество, разумеется, далеко выходит за рамки ядерной физики и распространяется на другие научные области.

В этих контактах активное участие принимали Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, их сотрудники и ученики. Сразу после окончания второй мировой войны Ирен и Фредерик Жолио-Кюри вместе со своими сотрудниками посетили Советский Союз, знакомились с научно-исследовательскими институтами и встречались со многими советскими учеными. Повсюду они находили теплый, радушный прием и могли свободно обсуждать различные проблемы физики, которые представляли обоюдный интерес. Так, в июне 1945 года они побывали в Институте физических проблем АН СССР, руководимом учеником Резерфорда академиком П.Л. Капицей. Об этом визите напоминают сейчас две записи французских ученых в гостевой книге института.

«Мы сохраним самые теплые воспоминания о нашем посещении лаборатории и превосходных опытах, которые мы видели, а также о прекрасном приеме, весьма приятном для нас.

И. Жолио-Кюри. 20 июня 1945».

За ней следует запись, сделанная почерком Фредерика Жолио-Кюри:

«Этот визит был для нас хорошей школой. И мы надеемся в дальнейшем все больше и больше укреплять хорошие деловые взаимоотношения между советскими учеными и французскими исследователями.

Ф. Жолио-Кюри. 20 июня 1945».

В 1958 году, уже после смерти Ирен, Фредерик Жолио-Кюри в последний раз побывал в Москве.

Дни его были заполнены посещениями институтов и дискуссиями с советскими исследователями. В Физическом институте имени П.Н. Лебедева АН СССР Фредерик Жолио-Кюри обсуждал с директором академиком Д.В. Скобельцыным и научными сотрудниками перспективы дальнейших работ в области ядерной физики. Здесь же обсуждались результаты некоторых исследований, выполненных в институте.

Жолио-Кюри уделил много времени осмотру лабораторий Объединенного института ядерных исследований в Дубне. Он считал этот институт не только первоклассным научным учреждением, обладавшим крупнейшим в то время синхрофазотроном на 10 миллиардов электрон-вольт, но и важным центром сотрудничества физиков из разных стран, полностью отвечавшим его идеалам международного сотрудничества ученых. Впоследствии одна из улиц города Дубны была названа именем Фредерика Жолио-Кюри.

В последние годы жизни Фредерик Жолио-Кюри проявлял большой интерес к работам по термоядерному синтезу. Он впервые увидел установки для экспериментального исследования горячей плазмы в Институте атомной энергии АН СССР, ныне имени И.В. Курчатова. Здесь незадолго до этого были предложены оригинальные принципы удержания плазмы в магнитном поле и на этой основе созданы проекты и затем построены первые экспериментальные установки. Установки показывал своему французскому другу директор института академик Игорь Васильевич Курчатов. После осмотра лабораторий Фредерик Жолио-Кюри, И.В. Курчатов и научные сотрудники института обсудили результаты опытов по термоядерному синтезу, а также перспективы развития работ института.

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри своими выдающимися открытиями в области физики и химии оставили глубокий след в истории науки XX века. Они представляли собой новый тип ученых, которых опыт научной работы неизбежно приводит к выработке прогрессивных взглядов на социальное и политическое развитие общества и к активным действиям, направленным на улучшение жизни людей и ликвидацию угрозы их уничтожения.

Многим, вероятно, памятны слова ученого: «Наш долг осудить применение атомной энергии в военных целях, заклеймить это извращение науки и присоединиться к тем, кто предлагает в порядке разоружения наций объявить атомное оружие вне закона». Фредерик Жолио-Кюри нашел в себе решимость произнести во всеуслышание эти слова тогда, когда военные конфликты разгорались во многих пунктах земного шара. В то же время правительства различных стран Запада использовали мощные ресурсы и умы своих наиболее выдающихся ученых для еще большего повышения мощи атомного оружия. Именно тогда решительные выступления ученых-атомников против гонки атомных вооружений были особенно впечатляющими.

Фредерик Жолио-Кюри писал: «Чисто научные знания приносят мир в наши души и вместе с тем твердую веру в будущее человечества, изгоняя пережитки и страх перед невидимыми силами. Они дают нам веру в светлое завтра и, помимо этого, научные знания представляют основной элемент единства мышления всех людей, рассеянных на поверхности нашей планеты».

Эти оптимистические слова останутся в памяти поколений как прекрасное выражение идеи служения науки и знаний целям укрепления мира и прогресса человечества.

Игорь Евгеньевич Тамм

Жизнь и научные достижения Нобелевского лауреата

В 1960 году в переполненном актовом зале Физического института имени П.Н. Лебедева читал лекцию уже очень пожилой Нильс Бор. Он рисовал на грифельной доске замысловатые изображения и с явным удовольствием комментировал их.

За столом сидел Игорь Евгеньевич Тамм. Он внимательно слушал и рассматривал сложные рисунки, которые Бор очень искусно делал. Бор читал лекцию по-английски. Когда наступала пауза для перевода, Бор садился и разжигал свою погасшую трубку. Тамм стремительно поднимался со своего места и быстро объяснял сущность того, о чем рассказывал Бор. Он, собственно, не переводил лекцию Бора, а излагал ее на своем родном языке.

Пока Тамм говорил, двигаясь вдоль доски, Бор отдыхал. Он с интересом слушал Тамма, хотя и не понимал по-русски, внимательно и с удовольствием наблюдал за его движениями и за реакцией аудитории. Когда слушатели проявляли оживление, Бор счастливо улыбался. С большим вниманием он также следил за тем, что Тамм писал на доске.

Тамм прекрасно понимал речь Бора, его особенный язык, насыщенный весьма сложными нюансами. Бор говорил свободно по-английски, но с поразительным только одному ему присущим «скандинавским» акцентом, который правильнее было назвать «боровским» акцентом.

После лекции Бор нежно благодарил своего друга. Он сказал, что по выражению лиц слушателей, большинство которых знало английский язык, можно судить, что перевод гораздо более ясно и ярко излагает проблемы, чем его лекция в оригинале. Бор сказал Тамму, что те знаки и формулы, которые Тамм выписывал на доске, заставили его, Бора, сделать некоторые полезные уточнения своего доклада.

Те, кому приходилось общаться с Таммом — его ближайшие сотрудники, ученики, зарубежные ученые, — неизменно отмечали, что в этом человеке воплощены лучшие черты, свойственные людям и особенно людям науки. Его простота в обращении с людьми, доброжелательность и твердость убеждений создали ему огромнейший авторитет и уважение в научных и университетских кругах.

Вот какой портрет Тамма нарисовали его ученики — известные советские физики: «Человек физически и духовно смелый; мощный и тонкий физик-теоретик; ненавязчивый, тактичный учитель, который учил примером и доброжелательной критикой, а не детальным „руководством“ и поучениями старшего; верный друг; человек веселый и серьезный, обаятельный и упорный. Человек, вызывавший любовь и радостное уважение многих и сам широко раздававший свою дружбу. Непреклонный в достижении трудной цели — будь то сложнейшая из научных проблем или горная вершина».

Игорь Евгеньевич Тамм родился 8 июля 1895 года во Владивостоке в семье инженера. Когда ребенку было 4 года, семья переехала из Владивостока в Елисаветград (ныне Кировоград — город на юге Украины). Для этого пришлось проделать многодневный путь через большую часть территории России. В Елисаветграде, который в те времена был одним из важных культурных и промышленных украинских городов, отец Тамма поступил на ответственную должность инженера городской управы. Своей деятельностью на благо города он скоро приобрел известность среди местных жителей и их уважение.

Тамм окончил Елисаветградскую гимназию в 1913 году. Родители рекомендовали сыну поступить в Эдинбургский университет в Шотландии. Это старинное учебное заведение имело хороших профессоров, в том числе выдающихся физиков и математиков.

Но в Эдинбургском университете Тамм проучился всего год. В 1914 году началась война. В это время Тамм как раз проводил свои каникулы дома в Елисаветграде. В связи с военными действиями, он, естественно, решил более не возвращаться в Эдинбург, а продолжать прерванную учебу в России.

Тамм поступил на физико-математический факультет Московского университета. Окончил он его в 1918 году. Вместе с немногими наиболее одаренными молодыми выпускниками университета он был оставлен при кафедре для «подготовки к профессорскому званию».

Незадолго до окончания университета Тамм женился на Наталии Васильевне Шуйской, с которой был знаком еще с гимназических лет. Однако получив диплом, он не остался в университете, а уехал из Москвы в Крым.

В 1918 году после провозглашения в Крыму Советской республики Тавриды в Симферополе был организован Таврический университет. В течение 1919 и 1920 года Тамм работал здесь ассистентом кафедры физики. Он познакомился с молодым физиком-теоретиком доцентом Таврического университета Яковом Ильичом Френкелем, с которым дружил всю жизнь.

Из Крыма Тамм переехал в Одессу. В 1921 и 1922 годах он работал преподавателем в Одесском политехническом институте. Кафедрой физики заведовал профессор, позднее академик Леонид Исакович Мандельштам, который оказал большое влияние на научное творчество Тамма.

В Одесском политехническом институте работал также выдающийся радиофизик, впоследствии академик Николай Дмитриевич Папалекси (1880...1947). Он руководил специальной лабораторией по конструированию новых типов радиоламп для использования на радиоустановках судов Черноморского флота, — в этой лаборатории некоторое время трудился Тамм.

В 1922 году профессор Л.И. Мандельштам переезжает в Москву; вскоре туда едет и Тамм. С 1922 по 1925 год Тамм работал в Коммунистическом университете имени Я.М. Свердлова; с 1924 года он стал доцентом, а затем профессором Московского университета по кафедре физики, которой заведовал Мандельштам.

Осенью 1924 года, когда Тамму было 29 лет, на одном его научном докладе присутствовал известный голландский физик Пауль Эренфест, некоторое время живший еще в дореволюционной России и знавший поэтому русский язык. Доклад Тамма Эренфест нашел выдающимся. Мнение Эренфеста сыграло определенную роль в дальнейшей судьбе Тамма.

В 1925 году был создан специальный фонд Лоренца для материальной помощи молодым физикам, желающим проходить стажировку в Голландии. В числе попечителей этого фонда был Пауль Эренфест и другие крупные физики, в том числе Абрам Федорович Иоффе (от Советского Союза). Эренфест предложил предоставить стипендию Тамму. Решение было одобрено, и в конце января 1926 года Тамм приехал в Голландию. Через несколько дней ему предстояло присутствовать на лекции великого Лоренца. Но Лоренц неожиданно заболел и 4 февраля 1928 года скончался. Эйнштейн свою речь над могилой Лоренца закончил словами: «Жизнь Лоренца — драгоценное произведение искусства».

В Лейдене (Голландия) Тамм познакомился с молодым, но тогда уже известным английским физиком-теоретиком Полем Дираком. Они близко подружились, а позднее, в 1928 году, опубликовали совместную работу, выполненную в Кембридже, куда Тамм приехал в командировку на два месяца. Дирак — один из создателей релятивистской квантовой механики и Тамм имели очень близкие интересы. Их дискуссии, без сомнения, сыграли большую роль в развитии теоретической физики.

В начале 1928 года Леонид Исакович Мандельштам совместно с другим известным физиком профессором университета, позднее академиком Григорием Самуиловичем Лансбергом открыл эффект комбинационного рассеяния света. Это крупнейшее экспериментальное открытие в физике XX века было сделано также индийским физиком Раманом и в литературе получило название Раман-эффекта. Тамм выполнил важные исследования по квантовой теории эффекта комбинационного рассеяния света.

В одной из этих работ Тамм впервые ввел в теорию квазичастицу — фонон. Эта блестящая идея Тамма послужила началом быстро прогрессирующей «эпохи квазичастиц» в физике твердого тела. После того, как в теорию вошли таммовские кванты звука — фононы, Я.И. Френкель ввел в физику экситоны. Л.Д. Ландау предложил еще одну новую квазичастицу для описания свойств жидкого гелия — квант вращения. Тамм придумал для нее название «ротон».

В 1930 году Тамм вывел формулу, описывающую рассеяние света свободным электроном. В теории эта формула известна под тройным именем — формула Клейна — Нишины — Тамма.

В 1931 году, когда Тамм вторично побывал в Англии, он путешествовал с Дираком по стране и даже пытался приобщить Дирака к альпинизму, которым сам увлекался всю жизнь. Тамм и Дирак неоднократно встречались не только за границей, но и в СССР, куда Дирак часто приезжал. В Москве Дирак всегда останавливался в квартире Тамма, предпочитая ее гостиничным номерам.

Поль Адриен Морис Дирак почти всю жизнь работал и продолжает работать (1975) в Сейнт-Джонс-колледже Кембриджского университета в Англии. Дирак объединил квантовую теорию с теорией относительности Эйнштейна и создал релятивистскую квантовую механику. В 1933 году Дирак вместе с двумя другими физиками-теоретиками — основоположниками квантовой механики Вернером Гейзенбергом и Эрвином Шредингером получил Нобелевскую премию. В Сейнт-Джонс-колледже вместе с Дираком работал и Тамм.

В письме к Мандельштаму (22 июня 1931 года) Тамм писал из Кембриджа:

«Больше всего я встречаюсь здесь, помимо Дирака, с которым сошелся очень близко, с Блеккетом, который мне очень нравится, и с Капицей. Капица постоянно с чрезвычайным интересом и теплотой расспрашивает о Вас и питает к Вам самое неподдельное уважение и привязанность.

Резерфорду был официально представлен перед заседанием Royal Society, на которое я приезжал в Лондон. J.J. Thomson нигде не бывает и увидеть его мудрено. Fowler в Америке»...

Тамм на протяжении более тридцати лет дружил с великим датским физиком-теоретиком Нильсом Бором. Много часов провели эти два замечательных ученых в обсуждении актуальных проблем квантовой физики.

Тамм считал Нильса Бора и Альберта Эйнштейна двумя величайшими физиками XX века. Он писал: «Бор был не только основателем квантовой теории, которая открыла человечеству путь к познанию нового мира — мира атомов и элементарных частиц, позволила овладеть атомной энергией. Труды Бора, наряду с работами Эйнштейна, оказали решающее влияние на физику нашего века и на современное научное мировоззрение в целом. Торжество теории относительности и теории квантов, основателями которых были Эйнштейн и Бор, на блестящих примерах продемонстрировало общие закономерности развития научного познания».

В 1933 году Игорь Евгеньевич Тамм был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР. Через год после этого Академия наук перебазировалась из Ленинграда в Москву. Тамм был приглашен на должность заведующего теоретическим отделом Физического института имени П.Н. Лебедева Академии наук СССР (ФИАН). В этой должности он оставался до конца своих дней. В течение многих лет Тамм совмещал свою работу в академическом институте с должностью профессора университета.

С начала своей научной деятельности и на протяжении всей жизни Тамм проявлял огромную работоспособность. Он рассказывал о многих бессонных ночах, о горах исписанной бумаги, безжалостно выбрасываемой затем в корзину со словами: «Ничего, это уже бывало».

О поразительной работоспособности Тамма писал один из его учеников: «Он мог много ночей напролет проводить за столом в своем кабинете, выкуривая папиросу за папиросой и покрывая расчетами один лист за другим. „У меня очередной запойчик“, — такими словами он нередко встречал, отрываясь от своего стола, своих гостей. В правом углу стола у стены — высокая кипа бумаг (сохранились листы его вычислений, помеченные четырехзначными номерами) ; формулы, формулы, изредка прерываемые короткой фразой или несколькими фразами, записанными его характерным „острым“ почерком. „И что вы думаете ждет все эти страницы? Скорее всего корзинка!“»

В 1944 году умер Мандельштам.

За год до этого Тамм писал: «В Мандельштаме я нашел учителя, которому я обязан всем своим научным развитием; научная связь с ним с годами непрерывно крепла». Теперь Тамм стал заведовать кафедрой теоретической физики Московского университета.

Физический институт имени П.Н. Лебедева, куда был приглашен Тамм, долгие годы находился на Миусской площади. Строительство этого научно-исследовательского института началось еще до революции при жизни инициатора его создания выдающегося русского физика Петра Николаевича Лебедева. Сам Лебедев не дожил до окончания строительства.

В пятидесятых годах для сильно расширившегося института с громадным штатом исследователей и вспомогательного персонала был построен обширный комплекс зданий на Ленинском проспекте. Здесь институт находится и поныне. Его теоретическим отделом заведует ученик Тамма академик Виталий Лазаревич Гинзбург.

Тамм часто встречался с физиками-теоретиками различных стран. Он работал практически во всех областях теоретической физики: в теории относительности, квантовой механике, физике твердого тела, плазмы, ядерной физике. В каждой из этих областей Тамм получил результаты, сами по себе достаточные для того, чтобы его имя вошло в историю физики.

Исследования, выполненные Таммом, несомненно, являются фундаментальными. Они играют большую роль в развитии физики, хотя и не относятся к тем, которые могут быть немедленно использованы в технике.

В тридцатые годы нашего столетия — знаменательные для физики годы — внимание Тамма привлекают теоретические проблемы ядра, элементарных частиц и ядерных сил.

В 1934 году, через два года после того, как ученик Резерфорда Джеймс Чадвик открыл в ядре нейтральную частицу, названную им нейтроном, Тамм проанализировал силы, действующие между протонами и нейтронами.

В этой работе Тамм впервые высказал мысль, что силы и вообще взаимодействия между частицами возникают в результате обмена другими частицами. («Я не знаю, что такое сила!» — восклицал Ньютон.) Он предположил, что в основе взаимодействия протона и нейтрона лежит обмен электрона и нейтрино. Тамм построил количественную теорию ядерного взаимодействия, но конкретная модель оказалась неподходящей. Сама же идея Тамма была очень плодотворной, и все последующие теории ядерных сил строились по схеме, разработанной Таммом.

Через несколько лет после того, как Тамм опубликовал свои работы по теории ядерных сил, где выдвинул идею их обменного характера, в физике произошло весьма важное событие. Японский теоретик Хидеки Юкава, развивая идеи Тамма и ссылаясь на его работы, предсказал существование новых, еще неизвестных ядерных частиц, которые он назвал мезонами.

Свойства мезонов, открытых в конце концов экспериментаторами, совпали с предсказанными Юкавой. Теперь эти частицы называются пи-мезонами. Хидеки Юкава за свое открытие получил в 1949 году Нобелевскую премию по физике.

Таким образом, идеи Тамма привели к большим успехам в понимании ядерных сил. По свидетельству учеников, Тамм считал эту работу одним из лучших своих научных достижений.

В 1943 году Я.И. Френкель и А.Ф. Иоффе в «Записке об ученых трудах И.Е. Тамма» высоко оценивали его научную деятельность. «Игорь Евгеньевич Тамм, — писали они, — является одним из наиболее крупных физиков-теоретиков в СССР. Его многообразные труды, посвященные различным и самым сложным вопросам физической теории — от крайне абстрактных до самых конкретных, — обнаруживают необыкновенную физическую интуицию и вместе с тем мастерское владение математическим аппаратом теоретической физики — сочетание, характеризующее самых одаренных и блестящих физиков».

В 1946 году заместитель директора ФИАНа известный физик В.И. Векслер так охарактеризовал научную работу Тамма: «И.Е. Тамм — один из наиболее выдающихся советских физиков-теоретиков. Его работы, в особенности по вопросам физики атомного ядра, хорошо известны у нас и за границей и имеют высокую оценку. В особенности интересен ряд работ И.Е. Тамма о природе внутриядерных сил. Также общим признанием пользуются исследования И.Е. Тамма по фотоэлектрическому эффекту. Много сделано им также и в области классической электродинамики».

На Ученом совете Института физических проблем 7 сентября 1953 года академик Л.Д. Ландау выдвинул кандидатуру И.Е. Тамма на очередные выборы в Академию наук СССР.

Тамм был избран академиком.

В 1958 году Тамму была присуждена Нобелевская премия по физике. Вместе с ним Нобелевскими лауреатами стали известные физики Илья Михайлович Франк и Павел Алексеевич Черенков. Премия была присуждена этим трем ученым за открытие и объяснение «эффекта Черенкова». Эффект излучения «сверхсветового электрона» был открыт экспериментально в опытах П.А. Черенкова, поставленных под руководством академика Сергея Ивановича Вавилова в 1934 году.

Вкратце история открытия эффекта Черенкова такова. В начале тридцатых годов С.И. Вавилов занимался исследованиями люминесценции. П.А. Черенков был его аспирантом. Он в 1934 году исследовал люминесценцию, возникающую в растворах солей, содержащих уран (уранил). Раствор облучался бета-излучением, возбуждающим люминесценцию. Комната, где работал Черенков, была совершенно затемнена. Наблюдать слабое люминесцентное свечение было мучительно для глаз и быстро. утомляло исследователя. В этих опытах Черенков обратил внимание на еще более слабое, чем люминесценция, синее свечение. Продолжая опыты, Черенков установил, что слабое синее свечение наблюдается не только в растворах солей, но и в чистых жидкостях, например в дистиллированной воде, спирте, толуоле, глицерине и других.

Когда Черенков поместил вещество, излучающее свечение, между полюсами электромагнита, то обнаружил, что свечение распространяется не во все стороны, подобно свету, а только по определенным направлениям, составляющим некоторый угол с траекторией электрона и образующим конус. Яркость свечения возрастет, если электроны отклонить магнитным полем в сторону, откуда смотрит наблюдатель, и, наоборот, станет слабее, если электроны отклонятся от точки, где находится наблюдатель.

Прибор для демонстрации этого характерного и неизвестного ранее свойства излучения Черенкова демонстрировался на Всемирной выставке в Брюсселе в 1958 году. Прибор построил Черенков. Он вызвал большой интерес у посетителей выставки, которые наблюдали, как, изменяя направление магнитного поля, можно заставить поворачиваться пучок синего света.

Тогда еще никто не думал, что благодаря своему удивительному свойству, излучение Черенкова будет практически применено в весьма ценных приборах для исследования ядерных частиц.

Тамм и Франк в 1937 году построили количественную теорию излучения Черенкова. Согласно этой теории электрон, как и любая другая частица, движущаяся в прозрачной среде со скоростью, превышающей скорость света в данной среде (она называется фазовой скоростью), должна сама излучать свет. Частицы иногда обладают такой большой энергией, что могут проходить значительный путь в прозрачной среде.

Быстрые электроны, испускаемые радиоактивными веществами или выбиваемые в веществе гамма-излучением, в большинстве случаев имеют скорость, превышающую скорость света в пустоте на одну десятую и меньше, следовательно, они должны сами излучать свет.

Электрон, движущийся в плотной среде, сопровождается V-образной волной — ее можно сравнить для наглядности с ударной волной, которая образуется за снарядом, летящим со скоростью больше скорости звука в воздухе.

Можно получить экспериментально частицы, двигающиеся со скоростью, превышающей скорость света в данной среде. Такое движение электронов и вызывает эффект Черенкова. Принцип теории относительности Эйнштейна, гласящий, что частицы не могут двигаться со скоростью, превышающей скорость света в пустоте, не нарушается.

Излучение Черенкова можно наблюдать не только при взаимодействии электронов с веществом, как в опытах Черенкова. Оно возникает и в случае взаимодействия с веществом других заряженных частиц: мезонов, протонов и т.д.

Теория Тамма и Франка объяснила эффект Черенкова с точки зрения классической электромагнитной теории. Она полностью подтвердилась экспериментами и дала огромный толчок множеству исследований, проведенных в Советском Союзе и во многих странах мира.

Позднее эффект Черенкова был объяснен с точки зрения квантовых представлений учеником Тамма академиком Виталием Гинзбургом.

Б начале считали, что свечение Черенкова не имеет практического значения, хотя само по себе представляет интересное физическое явление. Однако оказалось, что в оптическом диапазоне спектра электромагнитных волн оно может служить очень эффективным методом регистрации отдельных частиц и даже измерения их энергии. При движении через вещество заряженной частицы, например электрона, протона, мезона и других, в нем возникает световая вспышка, которую можно зафиксировать с помощью прибора фотоумножителя. Именно это свойство было использовано для создания счетчиков Черенкова. Эти счетчики получили широкое применение в экспериментальной физике, особенно в физике высоких энергий.

Счетчики Черенкова применяются для регистрации быстрых заряженных частиц и для определения их свойств; направления движения, величины и знака заряда и т.п. Частица, попавшая в счетчик, регистрируется практически мгновенно, это очень важно. Люминесцентные (сцинтилляционные) счетчики частиц не обладают таким быстродействием. Это объясняется тем, что в люминесценции существует так называемое время высвечивания, вызывающее задержку регистрации. Следовательно, если частица короткоживущая, т.е. время ее существования меньше времени высвечивания, то ее нельзя зарегистрировать сцинтилляционным счетчиком.

Свойство счетчиков Черенкова регистрировать частицы мгновенно позволило использовать их в одном из наиболее интересных в последние десятилетия открытий ядерной физики: открытия античастицы — антипротона. Американский физик, итальянец по происхождению, Эмилио Сэгре открыл эту удивительную частицу, использовав в своих опытах целую систему счетчиков Черенкова. Антипротон — короткоживущая частица. За открытие антипротона Эмилио Сэгре получил в 1959 году Нобелевскую премию. Позднее он же открыл антинейтроны.

Счетчики Черенкова играют большую роль при изучении частиц, входящих в состав космических лучей. Их устанавливают обычно на космических ракетах, искусственных спутниках и других устройствах для космических исследований.

В начале февраля 1959 года в связи с присуждением Нобелевской премии И.Е. Тамму, И.М. Франку и П.А. Черенкову состоялось их выступление в Москве в Политехническом музее.

Часть своего выступления Тамм посвятил рассказу о том, в какой обстановке вручаются Нобелевские премии. Этот яркий, увлекательный, наполненный живым юмором рассказ позволим себе привести на страницах этой книги относительно подробно, тем более что по нему можно судить о характерной для Тамма манере публичных выступлений.

«Дело происходит следующим образом, — начал Игорь Евгеньевич. — 10 декабря лауреатов утром ведут в Концерт-холл. Там предварительно проделывается весь церемониал. Церемониал заключается в том, что лауреаты стоят за кулисами. Зал наполняется, и когда пришла королевская семья и король — играют фанфары.

...Впереди идут чиновники, разукрашенные лентами и орденами. Потом в строгом порядке следуют лауреаты и возле каждого — шведский академик. Доходят до ковра, каждый до определенного цветочка на ковре. Затем делают поклон и садятся, причем это единственный случай, когда все стоят — и король и королевская семья, а лауреаты сидят, причем в строгом порядке, на первом месте физики, потом химики, затем биологи, а у физиков сначала экспериментаторы и т.д. в строго установленном порядке...

Затем по каждой специальности произносится речь представителем Академии наук, который излагает важность работ, сделанных лауреатом. Торжественная церемония достигает своей кульминации... Потом они в определенном порядке спускаются по ступенькам, и король вручает лауреатам очень тщательно и изящно сделанные дипломы. Причем для каждой специальности художник дает новый рисунок на диплом, имеющий отношение к данному открытию. В частности, в моем случае это было фиолетово-синее свечение неизвестно чего. Затем вручается большая золотая медаль. После того, как закончилось вручение премий физикам, музыка играет определенные вещи Баха. Когда вручаются премии химикам, музыка играет Бетховена и так по каждой специальности своя музыка...»

Во время поездки в Швецию Тамм посетил Альфена, которого он считал крупнейшим шведским ученым. Он говорил, что работы Альфена — самое интересное, с его точки зрения, достижение шведской науки. Альфен создал новую область науки — магнитную гидродинамику.

Вполне понятен глубокий интерес Тамма к этой проблеме, если учесть, что к этому времени он уже участвовал в исследовательской работе по термоядерным реакциям, начатой у нас в Советском Союзе по инициативе И.В. Курчатова.

Тамм самым подробным образом ознакомился с исследованиями Альфена, в частности с его работами по изучению явлений, происходящих в плазме.

Игорь Евгеньевич интересовался биологией и внимательно следил за ее поразительным развитием в наше время.

Тамм, разумеется, был не единственным физиком-теоретиком крупного масштаба, внимательно изучавшим актуальные задачи молекулярной биологии, математической генетики и других областей.

Одним из крупнейших физиков-теоретиков, увлекавшихся биологией, был Нильс Бор. Уже давно ученые пришли к мысли о тесной связи между процессами «живой» и «неживой» природы. Многие физики ставили и ставят перед собой задачу найти пути к универсальным законам, объединяющим в равной степени эти процессы. Такие законы можно было бы выражать с помощью математического аппарата, используемого физиками-теоретиками для описания, например, квантовых законов, ядерных взаимодействий и т.д.

Я.И. Френкель также глубоко интересовался биологическими вопросами. Этот интерес у него проявился еще в молодые годы и оставался на всю жизнь. Однажды на семинаре А.Ф. Иоффе Френкель выступил со «странным» докладом о различии между «живой» и «мертвой» природой. И.Е. Тамм в написанной им биографии Я.И. Френкеля счел нужным привести цитату из этого доклада, изложенного Френкелем в виде статьи под названием «Общий характер жизненных процессов». Вот отрывок из статьи:

«Нормальное состояние всякой мертвой системы есть состояние устойчивого равновесия, в то время как нормальное состояние всякой живой системы, с какой бы точки зрения она ни рассматривалась (механической или химической), есть состояние неустойчивого равновесия, в поддержании которого и заключается жизнь».

В статье о Нильсе Боре Тамм указывал, что, в частности, Бор не раз писал о применении принципов неопределенности и дополнительности в биологии.

Тамм цитирует взгляды Бора на природу жизни, которые интересно эволюционировали за время немногим более 20 лет.

«Природа жизни» еще до Бора привлекала внимание молодого Френкеля, и, воспроизводя две цитаты из статьи Тамма, мы хотим подчеркнуть не только эволюцию взглядов Бора, о которой пишет Тамм, но и сходство интересов двух теоретиков Бора и Френкеля (не сравнивая, конечно, роль этих ученых в развитии физики).

Первое высказывание Бора относится к 1937 году: «Мы вынуждены принять, что собственные биологические закономерности представляют законы природы, дополнительные к тем, которые пригодны для объяснения свойств неодушевленных тел. В этом смысле существование самой жизни следует рассматривать как в отношении ее определения, так и наблюдения, как основной постулат биологии, не поддающийся дальнейшему анализу».

В 1959 году Бор писал следующее: «Совсем новые перспективы постепенного разъяснения биологических закономерностей на основе прочно установленных принципов атомной физики появились за последние годы. Это произошло благодаря открытию поразительно устойчивых структур специального назначения, несущих генетическую информацию, а также благодаря все более полному проникновению в процессы, которыми эта информация передается. Таким образом, у нас нет причин ожидать какого-либо внутреннего ограничения для применимости элементарных физических и химических понятий к анализу биологических явлений».

Тамм особенно интересовался вопросами генетики, в частности расшифровкой генетического кода. Его привлекали и другие биологические явления и процессы, например, он интересовался работами по получению пищевых белков из нефти с помощью микроорганизмов. Тамм признавал огромную важность этих работ. Находясь в Стокгольме, Тамм с большим интересом знакомился не только со шведскими научно-исследовательскими институтами по физике, но и с работами шведских биологов. Он рассказывал, что во время посещения Института гистологии в Гетеберге видел очень интересные результаты просвечивания биологических объектов. Эти методы регистрации были, по словам Тамма, настолько тонко разработаны, что находившиеся с ним физики-экспериментаторы задумались над тем, чтобы перенести их в физику.

Большое впечатление произвело на Тамма посещение института, руководимого крупным радиобиологом Густавсоном. Он познакомился с работами по качественному изменению семян путем их облучения.

Тамм рассказывал, что под влиянием ионизированного облучения получаются новые мутации и производится отбор новых полезных видов культур. Такие методы вошли уже в практику и дают хорошие результаты для ячменя, овса, горчицы и др.

Тамм считал, что развитие биологической науки в нашей стране представляет собой важнейшую задачу. Тамм способствовал развитию советской научной биологии и созданию новых институтов, лабораторий и отделов для разработки проблем биологии, в частности, очень перспективной, по его мнению, радиационной генетики.

При активной поддержке и участии Тамма в ФИАНе ряд лет функционировал семинар по биологии, на котором физики и биологи обсуждали различные проблемы научной биологии.

После окончания второй мировой войны Тамм выполнил важные работы по термоядерному синтезу. Он участвовал в разработке метода магнитного удержания плазмы. Это предложение послужило основой исследований в области управляемых термоядерных реакций, ведущихся в нашей стране.

В 1956 году по решению Советского правительства все работы по управляемому термоядерному синтезу, ведущиеся у нас, были рассекречены. И.В. Курчатов подробно рассказал об этих работах во время посещения британского атомного центра в Харуэлле, руководимого известным физиком-атомником Джоном Кокрофтом. Большая часть доклада Курчатова была посвящена установкам, созданным в СССР на основе принципа магнитного удержания плазмы.

Экспериментальными исследованиями на установках с магнитным удержанием плазмы руководил известный советский физик академик Л.А. Арцимович (1909...1973). Он объяснял принцип магнитного удержания плазмы так: «Если мы поместим плазму в сильное магнитное поле, созданное таким образом, чтобы силовые линии этого поля со всех сторон обволакивали ее, то при этом мы можем получить клубок горячей плазмы, который будет висеть в вакууме и не взаимодействовать со стенками сосуда, в котором он находится. Такова сущность магнитного удержания. Она основана на том, что заряженные частицы, из которых состоит плазма, не могут перемещаться свободно поперек магнитного поля. Они могут двигаться только вдоль силовых линий поля».

Была создана целая серия советских экспериментальных установок «Токамак», в которых горячая плазма удерживается магнитным полем в торроидальной камере.

Исследования, проводимые на установках этого типа, а также на установках других типов, например «Огра», увенчались большими успехами. Относительно «Токамака» профессор Игорь Николаевич Головин — один из специалистов по плазме писал в 1970 году: «Успехи на „Токамаках“ важны потому, что ломают лед недоверия, начавший окружать затянувшиеся исследования плазмы».

Тамм был глубоко убежден, что исследования по управляемому термоядерному синтезу приведут к полному успеху. Он говорил, что «методы, которые дадут возможность освоить термоядерную энергию, в принципиальном отношении ясны уже теперь. Пока, однако, еще нельзя сколько-нибудь точно оценить, сколько времени, труда и изобретательности потребуется для преодоления очень серьезных трудностей, стоящих на пути осуществления этих принципов».

Тамм высказывал уверенность, что термоядерные реакции со временем станут основой энергетики.

Большую часть своей жизни Тамм вел борьбу против нападок невежд, ретроградов и просто нечестных людей на новые физические теории, в первую очередь на квантовую механику и теорию относительности Эйнштейна. С необычайной смелостью и бескомпромиссностью он выступал против догматического и крайне вредного псевдофилософского объяснения актуальных вопросов физической теории.

Тамм был создателем обширной научной школы физиков-теоретиков. Он обладал всеми качествами первоклассного научного руководителя, его собственная работа являла собой исключительный пример того, как должен работать теоретик.

Академик И.М. Франк говорил: «Не только талант ученого, не только исключительная живость ума и острый интерес ко всему новому сделали Игоря Евгеньевича главой большой теоретической школы, но в неменьшей степени огромный моральный авторитет и личное обаяние».

Тамм всегда искал талантливых молодых людей для исследовательской работы по теоретической физике. Студента или аспиранта, проявившего склонность и способности к научной работе, Тамм заботливо опекал и давал ему свободу выбора темы и методов исследования, никогда не навязывая своих идей и решений. Он считал, что очень важно постоянно производить отбор научных сотрудников, оставляя в научно-исследовательских институтах тех, кто проявлял способности к научной работе, а других переводя на педагогическую или производственную работу. Одним из самых главных недостатков научных учреждений он считал «фактическую несменяемость состава научных сотрудников».

Большую роль в воспитании молодых физиков играл руководимый Таммом теоретический семинар, проводившийся много лет в ФИАНе.

Один из участников этого семинара живо описывает обстановку, в которой он проходил, и дает динамический портрет самого Тамма как руководителя теоретиков ФИАНа.

«Рассказывая о чем-то на семинаре, он (Тамм) не стоял на месте, а ходил довольно быстрым и мелким шагом перед доской взад и вперед, не глядя на слушателей, заложив руки за спину, ссутулившись. Было такое ощущение, что он не рассказывает, а думает вслух. В то же время живость его ответов на любой вопрос слушателей превращала доклад в беседу, спор, деловое обсуждение. Люди не стеснялись спрашивать, перебивать докладчика, высказывать свое мнение.

Тамм дорожил любым высказыванием по теме своего доклада. По-видимому, для него доклад на семинаре был не итогом научной работы, а ее продолжением; ему было важно для себя сделать доклад, чтобы что-то неясное сформулировалось более отчетливо, чтобы во время обсуждения что-то лучше уяснилось в голове.

Он не стеснялся спрашивать, если что-то было непонятно ему самому. В этих случаях он ставил проблему перед всеми слушателями. Возникали интереснейшие дискуссии по важнейшим вопросам теоретической физики.

Чужие доклады Тамм слушал внимательно, замечания его были немногочисленны, но касались самого главного. После каждого доклада Игорь Евгеньевич делал краткое заключение. Не все докладчики рассказывали понятно, поэтому нередко слушатели семинара ждали этого заключительного слова, чтобы понять, что же было сделано. Нередко и тут разгорались оживленные дискуссии, из которых, как правило, докладчик выносил более полное Понимание и того, что им уже доложено, и того, что надо делать дальше. Все высказывания Игоря Евгеньевича, независимо от того были они одобрительными или содержали возражения, были доброжелательными, поэтому его самая суровая критика воспринималась без всякой обиды, а наоборот, пробуждала новые силы и желание работать.

Польза от такого семинара была колоссальной. Начинающий теоретик быстро входил в круг проблем теории поля и начинал активно работать.

Все дискуссии на семинаре преследовали только одну цель — выяснение истины. Ничего личного Тамм никогда с дискуссией не связывал. Все могут ошибаться, ошибался изредка и Тамм, и в этих случаях он, бывало, обнаружив свою ошибку, с сокрушенным видом признавал ее».

Ученик Тамма академик В.Л. Гинзбург писал о фиановском семинаре: «Созданный И.Е. Таммом теоретический отдел Физического института — лучшее воплощение творческого духа Игоря Евгеньевича (если, конечно, не говорить о его работах), его отношения к молодежи, его взглядов на многие вопросы науки и общественной жизни. Это коллектив, старейшие сотрудники которого за все годы существования отдела не припомнят ни одной ссоры между сотрудниками, хотя научные дискуссии нередко бывают весьма горячими. Членов этого коллектива связывает прочная дружба».

Яркость личности Тамма проявлялась не только в его научном творчестве, где он достиг вершин. Это был также на редкость эрудированный человек с огромными познаниями во многих сферах.

В качестве примера достаточно сказать, что он владел пятью иностранными языками: английским, немецким, французским, голландским и итальянским. На трех первых во время своих заграничных поездок он нередко делал доклады. Разумеется, выросший на Украине, он свободно владел украинским языком и читал выдающихся украинских писателей и мыслителей в оригинале.

Тамм умел излагать проблемы науки ясно и на высочайшем литературном уровне. Вот, например, что он писал о радиоактивности в научно-популярной статье, названной им «Гибель и создание атомов»:

«Мало сейчас найдется образованных людей, которые сомневались бы в том, что мир вечен. А между тем есть одна область явлений, которая, казалось бы, должна приводить к выводу, что мир не вечен и что он возник сравнительно недавно — недавно, конечно, с точки зрения астрономов, привыкших исчислять время тысячами миллионов лет. Это явление радиоактивного распада и превращения элементов».

В двадцатых годах Тамм довольно часто выступал с научно-популярными статьями, разъясняющими широкому читателю актуальные вопросы физики. Одним из журналов, публиковавших популярные статьи молодого Тамма, был «Искра» — журнал, в свое время достаточно известный.

Тамм принадлежал к редким в наш век — век концентрированной научной специализации — ученым с необычайно развитым стремлением к познанию, к восприятию и накоплению информации. Эта информация не только возбуждала научные идеи, но и органически необходима была ему для расширения и обогащения духовного мира.

Напряженная умственная работа Тамма требовала серьезной разрядки и отвлекающего отдыха. Тамм увлекался альпинизмом и путешествиями. Оба увлечения можно назвать классическими для ученых. Тамм много путешествовал по различным континентам и странам, кстати, совмещая эти путешествия с альпинизмом. В Швейцарии он поднимался на Юнгфрау, на вершину Матерхорна, на перевал Сен-Бернар. В Англии он занимался восхождением на скалистые вершины Шотландских гор. Кавказские горы и Памир были излюбленными местами его путешествий. Он любил отдыхать на Балтийском и Черноморском побережье, совершая во время отдыха длительные пешеходные прогулки. Он был не только азартен, как подобает настоящему спортсмену, но и глубоко профессионально знал альпинизм во всех его деталях и формах. Федерация альпинизма СССР в день 70-летия Тамма направила ему адрес, в котором расписались многие выдающиеся советские альпинисты.

С Таммом можно было говорить почти на любую тему и казалось, что все они представляют для него большой интерес. Он быстро откликался на попытки завязать с ним разговор о самых различных вещах.

Последние семь лет жизни Тамм пытался создать универсальную квантовую теорию путем радикального обобщения основ существующей квантовой теории. Он работал с огромной энергией и свойственным ему неиссякаемым увлечением.

В 1968 году Тамму (совместно с английским ученым С. Пауэллом) была присуждена Золотая медаль имени М.В. Ломоносова. В связи с этим Тамм подготовил доклад, но из-за резко ухудшившегося состояния здоровья не мог его сделать на общем собрании Академии наук СССР. Доклад прочитал ученик Тамма. В нем с исключительной ясностью Тамм изложил свою точку зрения относительно того, какой должна быть универсальная квантовая теория.

Создание теории относительности и квантовой механики — два важнейших этапа физики нашего века. Без них невозможно представить себе прогресса физики, для которого они послужили основой. Тамм подчеркнул, в частности, что современная ядерная физика целиком базируется на квантовой теории, которая многие годы встречала сильное возражение у физиков главным образом старшего поколения, в том числе и крупнейших ученых.

Тамм напомнил, что создатель теории относительности гениальнейший физик Альберт Эйнштейн, очень много сделавший для развития квантовой теории, до конца своей жизни так и не признал некоторые ее основы.

Такое трудное восприятие квантовой теории объяснялось, по мнению Тамма, тем, что до нее в основе физики лежало убеждение в строгой определенности (детерминизме) всех физических процессов. Это значит, что состоянием физической системы в данный момент времени точно и однозначно определяется вся ее дальнейшая эволюция, ход всех происходящих в ней процессов. Так было в классической физике, где ученые имели дело с макросистемами.

Но другое дело в субмикроскопическом мире — мире сверхмалых величин, которые не могут регистрироваться прямыми методами. Квантовая теория показала, что в мире элементарных частиц ряд закономерностей носит лишь вероятностный статистический характер (в этом принципиальное отличие от детерминизма классической физики). Состояние системы определяет в этом случае лишь относительную вероятность того, какие именно процессы произойдут в дальнейшем.

«В этом пет противоречия с тем, — утверждал Тамм, — что законы природы в доступных нашему непосредственному восприятию макроскопических явлениях детерминистичны — в таких явлениях (субмикромира) участвуют мириады элементарных частиц и из вероятностных закономерностей для отдельных частиц непосредственно вытекает с громадной точностью классический детерминизм макроявлений».

Эйнштейн не мог принять отказ от применимости классического детерминизма в микромире.

Эрнест Резерфорд — основатель ядерной физики, величайший экспериментатор века тоже не мог вначале согласиться с квантовыми представлениями, выдвинутыми его учеником Нильсом Бором для объяснения резерфордовской ядерной модели атома. Но Бору, правда, с большим трудом удалось объяснить Резерфорду суть квантовых идей.

Говорят, что на Эйнштейна статья Бора о квантовых представлениях, объясняющих, почему электроны непрерывно вращаются вокруг ядра, не падают на ядро, произвела ошеломляющее впечатление. Эйнштейн сказал знаменитую фразу: «Если это правильно, то физика, как наука, кончилась».

Тамм говорил, что статистический (недетерминистский) характер законов микромира отнюдь не плод неполноты нашего познания этих законов, как предполагалось некоторыми исследователями, а лежит в природе вещей.

Тамм очень наглядно иллюстрировал это утверждение, обращаясь к одному из основных принципов квантовой теории — принципу неопределенности. Он гласит, что нет и не может быть таких состояний элементарной частицы, в которых одновременно и ее координаты (т.е. положение) и ее скорость имели бы точно определенное значение. Если координаты имеют точно определенное значение, то скорость частицы неопределенна и существуют лишь определенные вероятности различных значений ее скорости, и, наоборот, если скорость имеет определенное значение, то для координат имеет место статистический разброс.

Здесь автор не ставит своей задачей изложение квантовой теории, для понимания которой необходима серьезная специальная подготовка читателя, но показывает пример ясной подачи сложного материала, которая была присуща Тамму.

Тамм очень просто объяснял причины принципиального расхождения классической и квантовой теории.

Физические понятия, выработанные путем анализа явлений окружающего нас макромира, далеко не полностью применимы для описания явлений в микромире. «Так у нас есть понятия частицы и волны, — говорится в Ломоносовской лекции Тамма, — волны на воде или волны звуковой, световой, т.е. упорядоченного движения в среде. Очевидно, что не может существовать объекта, который одновременно являлся бы и частицей и волной. Между тем в микромире дело обстоит именно так: элементарная частица, например, электрон или протон, обладает одновременно свойствами и частицы и волны».

Тамм видел в современной квантовой механике серьезные недостатки, ограничивающие ее применение. Он считал, что она нуждается в обобщении. Хотя квантовая теория правильно и точно описывает и объясняет огромный круг явлений, но ее неполнота обнаруживается при ультрамалых пространственных расстояниях и при больших энергиях. Тамм указывал, что эта фундаментальная трудность в квантовой теории выявилась еще в тридцатых годах, вскоре после завершения стройной системы квантовой механики (во второй половине двадцатых годов). Один из создателей квантовой механики немецкий физик Вернер Гейзенберг тогда считал необходимым радикальное обобщение теории. Тамм утверждал, что подобно тому, как теория относительности и квантовая теория ввели в физику две фундаментальные постоянные (скорость света в вакууме — c и постоянную Планка — h), так и в новую обобщенную, универсальную теорию должна войти новая фундаментальная постоянная, определяющая границы применения современной квантовой механики.

Задача создания новой квантовой теории, которая бы описывала и те явления, которые выходят за рамки применимости существующей квантовой механики, оказалась чрезвычайно трудной. Она требовала титанического труда и, разумеется, выдающегося таланта.

Тамм говорил, что поиски такой теории идут в самых различных направлениях, но пока неизвестно, какое из этих направлений приведет к желаемому результату.

Тамм был глубоко убежден, что эта универсальная теория будет создана в сравнительно недалеком будущем. Он говорил, что она будет, как остроумно заметил Нильс Бор, «сумасшедшей», но не в смысле нелогичности или непоследовательности, напротив, эта теория должна быть строго логичной и последовательной. Слово «сумасшедшее» здесь надо понимать в смысле необычной, кажущейся парадоксальности. Ведь в свое время многим физикам казались «сумасшедшими» и теория относительности Эйнштейна, и квантовая теория.

Тамм до конца своих дней мечтал о такой универсальной теории. Но завершить эту работу, по его мнению, мог бы только гениальный физик, подобный Эйнштейну, физик, который еще не заявил о себе. Тамм говорил: «Я не знаю, где он появится („новый Эйнштейн“) — в Новосибирске, Алжире иди Америке, — но он появится, и новая физическая теория, последовательно охватывающая как все ранее бывшие нам известными физические явления, так и явления, протекающие в только открывающемся перед нами мире элементарных частиц больших энергий, будет создана».

Отмечая, что крупный американский физик Фримен Дайсон в своей статье утверждал, будто новая теория появится лишь в следующем столетии, Тамм не соглашался с таким пессимистическим прогнозом. По словам Тамма: «Великие мыслители масштаба Эйнштейна рождаются редко, но теперь, когда фундаментальными проблемами физики занимается в сотни раз больше людей, чем в начале нашего столетия, вероятность появления нового гения в области теоретической физики увеличилась соответственно во много раз. Мое глубочайшее убеждение, что недалеко то время, когда появится новый Эйнштейн».

В 1967 году Тамм тяжело заболел. Последние три года жизни из-за паралича диафрагмы он был прикован к дыхательной машине.

И тем не менее он продолжал упорно работать. Только за полгода до смерти, наступившей 12 апреля 1971 года, Тамм прекратил работу, его силы катастрофически слабели.

Нобелевский лауреат академик И.М. Франк в речи над могилой Тамма сказал:

«Игорь Евгеньевич никогда не позволял нам говорить о его научных заслугах. Теперь это становится нашей обязанностью. Мы всегда понимали, как велик вклад, внесенный им в науку, но сегодня мы вряд ли можем подвести итог. Это дело будущего».

Примечания

1

Многие годы Сольвеевские конгрессы в Брюсселе играли важную роль в развитии мировой науки.

(обратно)

2

Термин «радиоактивность» был предложен Мари и Пьером Кюри после открытия ими радия и полония.

(обратно)

3

В переводе: реактор с нулевой энергией на двуокиси урана и тяжелой воде.

(обратно)

Оглавление

Эрнест Резерфорд

Петр Леонидович Капица

Яков Ильич Френкель

Ирен и Фредерик Жолио-Кюри

Игорь Евгеньевич Тамм

Наш сайт является помещением библиотеки. На основании Федерального закона Российской федерации "Об авторском и смежных правах" (в ред. Федеральных законов от 19.07.1995 N 110-ФЗ, от 20.07.2004 N 72-ФЗ) копирование, сохранение на жестком диске или иной способ сохранения произведений размещенных на данной библиотеке категорически запрешен. Все материалы представлены исключительно в ознакомительных целях.

Copyright © UniversalInternetLibrary.ru - читать книги бесплатно