Прогулки по истории химии

Эрнест Резерфорд: штрихи к портрету
Леенсон И.А.
(«ХиЖ», 2014, №2)

s20140264 progulki.jpgНе все лауреаты Нобелевской премии по химии были химиками — Резерфорд, например, был физиком. Но он впервые расщепил атом, что оказало огромное влияние на философию химии. Сам Резерфорд химию наукой вообще не считал: «Наука — это либо физика, либо собирание марок». По поводу физиков, критикующих его статьи, Резерфорд написал одному из друзей: «Эти проклятые дураки, наверное, когда-то были химиками». Вспомнив, что пишет химику, добавил: «Простите, вы тут ни при чем».

О Резерфорде написаны целые библиотеки, научная карьера разобрана чуть ли не по часам. Поразительно, как много случайностей должно было произойти, чтобы великий талант физика-экспериментатора смог проявиться. Резерфорд в юности — простой деревенский парень. Родился он 30 августа 1871 года в маленьком новозеландском селении, в очень бедной семье шотландского иммигранта Джеймса Резерфорда и Марты Томпсон, прибывшей с матерью в Австралию из Англии. Она — учительница, он — колесный мастер, занявшийся из-за нужды переработкой льна. У них родилось семеро сыновей и пять дочерей; Эрнест был четвертым ребенком. Уже в детстве он отличался любознательностью. Как-то во время грозы отец вышел на веранду и увидел сына, стоящего в ночной пижаме и что-то бормочущего. На вопрос, что он делает, Эрнест не смог сразу ответить: дом потряс очередной удар грома. Но как только его раскаты стихли, мальчик ответил: «Я считаю. Считаю секунды между вспышкой молнии и ударом грома. Зная, что скорость звука тысяча двести футов в секунду, я могу посчитать, далеко ли до центра грозы».

Директор школы, в которой учился Эрнест, обратил внимание на его одаренность, особенно в области математики; он начал давать ему книги по естественным наукам. Первым объектом его экспериментов стали домашние часы — Эрнест полностью их разобрал. Увидев это, отец разволновался: часы — дорогая вещь, но Эрнест сумел их и собрать. Затем последовали самодельные фотокамеры, с которыми Эрнест делал снимки окрестностей.

И вот первая случайность. Эрнест собирался участвовать вместе с младшими братьями в опасной рыбалке в фиордах, узких морских заливах, вдающихся на несколько десятков километров в глубь суши. Но тут мать послала его с каким-то поручением к отцу, до работы которого было неблизко, и в результате Эрнест остался жив, а братья, десятилетний Чарльз и двенадцатилетний Герберт, утонули.

Стипендия округа Марлборо, давшая ему возможность учиться в Нельсоновском колледже, случайной не была: Эрнест получил на экзаменах 580 баллов из 600! В этом колледже он проучился с 16 до 18 лет, став первым по всем предметам. Окончив его, Эрнест сумел получить следующую стипендию, позволившую ему учиться в Крайчестерском университете. А вот то, что в университете только недавно появилась физическая лаборатория, можно назвать случайностью, определившей судьбу студента Резерфорда. Именно там зародилась страсть Эрнеста к физике. Его успехи в математике были больше, но учитель математики был скучным педантом.

И наконец, главная случайность. В 1851 году в Британии по случаю Всемирной выставки была учреждена специальная стипендия для окончивших университеты «в заморских владениях». Она присуждалась раз в два года и давала возможность продолжить научную работу в метрополии. В 1895 году ее должен был получить химик Джеймс Скотт Маклорен (1864—1939), о котором умалчивают почти все биографы Резерфорда. Это был достойный соперник, старше Эрнеста на семь лет, тоже выходец из большой семьи шотландских иммигрантов (у его родителей было 11 детей). Но Маклорен, обремененный семьей и имевший хорошую работу, не захотел ехать, и стипендия досталась Резерфорду.

Резерфорд отправился к своему кумиру, знаменитому физику Джозефу Джону Томсону, который заведовал кафедрой экспериментальной физики в Кембридже. Дальнейшее хорошо известно. В феврале 1896 года он установил мировой рекорд по дальности приема радиоволн (о чем историки радио обычно забывают). Далее было открытие альфа- и бета- излучения, восьмилетнее профессорство в Канаде, теория радиоактивных превращений (разработанная совместно с Содди), первое в истории искусственное превращение атомов одного элемента в атомы другого. И разве не поразительно, что первый опыт его студенческих размышлений назывался «Эволюция элементов», а последняя работа носила название «Современная алхимия»?

Резерфорд был обладателем бесчисленного числа наград, премий и почетных званий. Главной, конечно, была Нобелевская премия. В решении Нобелевского комитета от 10 ноября 1908 года значилось, что премия присуждена «за исследования по расщеплению элементов и химии радиоактивных веществ». Cам Резерфорд об этом решении сказал в свойственной ему манере: «В свое время я наблюдал много превращений с разными временами, но самое быстрое, с которым я когда-либо встречался, — это мое собственное превращение из физика в химика». Тем не менее Резерфорд не стал огорчать Нобелевский комитет и назвал свою лекцию так, чтобы она соответствовала номинации: «Химическая природа альфа-частиц, испускаемых радиоактивными веществами».

Резерфорд был превосходным экспериментатором. Ему часто приходилось работать с примитивным оборудованием, но это его не смущало. «Я мог бы заниматься научной работой и на Северном полюсе», — как-то заявил он. По словам английского писателя и физика Чарльза Перси Сноу, «Резерфорд работал с допотопными, простыми приборами, но действительно выжимал из них все, что они могли дать». Список его научных трудов — один из самых больших в истории науки. Он обладал непревзойденной интуицией. Трудно найти ученого, который за свою жизнь допустил бы так мало ошибок. Одну из них он сделал в 1933 году во время выступления в Британской ассоциации содействия науке, когда сказал: «Эти превращения атомов представляют исключительный интерес для ученых, но мы не сможем управлять атомной энергией в такой степени, чтобы это имело какую-нибудь коммерческую ценность, и я считаю, что вряд ли мы когда-нибудь будем способны сделать это... Об атомных превращениях наговорили множество всякой чепухи. Наш интерес к этой проблеме чисто научный». Это было сказано за шесть лет до открытия цепной реакции деления урана и за девять лет до того, как начал работать первый атомный реактор.

В результате Резерфорд всегда жил скромно, хотя при желании мог стать миллионером. В своем завещании он оставил сумму, равную полученной им некогда Нобелевской премии, что составляло тогда 7000 фунтов стерлингов.

Скончался Резерфорд в возрасте 66 лет. А ведь вполне можно было ожидать, что он доживет до глубокой старости (его отец прожил почти 90 лет, мать — 92). Его смерть была не только внезапной, но и трагически случайной с врачебной точки зрения. Он почувствовал сильную боль в области живота. Его доставили в кембриджскую клинику, и будь это обычный пациент, быстро бы прооперировали: у него оказалась ущемленная пупочная грыжа — результат падения во время работы в саду. Но Резефорд был лордом. А по британским законам того времени лорда мог оперировать только хирург, имеющий рыцарское звание. Из Лондона вызвали сэра Томаса Данхилла, прекрасного хирурга, но было поздно...

Любимый ученик Резерфорда, Петр Капица, писал: «Я не могу вспомнить другого ученого, современника Резерфорда, в лаборатории которого воспитывалось бы столько крупных физиков».

В заключение — несколько высказываний самого Резерфорда.

«Господа, мы израсходовали на эксперименты все деньги. Настало время думать».

«Если ваш эксперимент требует статистической обработки, проделайте эксперимент лучше».

«Если вы спорите о чем-то в науке, что кажется вам невозможным, никогда не ставьте больше одного против 210».


Еще по теме

С древних времен до нас дошло рассуждение о разрезании яблока. Можно ли продолжать процесс деления (любого тела, конечно, а не только яблока) бесконечно, получая все более мелкие частицы? Или же на каком-то этапе мы получим такие крошечные тельца, которые дальше уже разделить нельзя? Во втором случае материя будет не сплошной, а зернистой. >>
Алхимиков, работавших в Средние века , нельзя назвать учеными в современном смысле этого слова. Они руководствовались какими-то теориями, однако не делали попыток проверить их экспериментально. Они снова и снова повторяли манипуляции, пытаясь провести их «правильно». По представлениям алхимиков все, что нужно, уже было сказано жившими до них авторитетами. Для успеха необходимо только скрупулезно выполнять их заветы. Поэтому алхимию следует признать не наукой, а ремеслом и отчасти — искусством. >>
Первые химические знания люди получили, когда научились использовать огонь (обработка пищи, выплавка металлов, обжиг керамики), брожение сахаристых веществ и приготовление косметических составов. Косметикой пользовались в доисторические времена, а она невозможна без химии. >>
Когда говорят «иероглиф», обычно вспоминают древнеегипетские стилизованные рисунки и таинственные китайские значки, обозначающие слоги, целые слова и понятия. Можно считать, что знаки любого алфавита — это тоже иероглифы, только они обозначают отдельные звуки. Тогда и уравнение химической реакции записывается иероглифами. >>
Если химиками считать также алхимиков, то и среди них можно встретить немало женщин. Более того, именно они были первыми химиками, что неудивительно: у плиты совершаются самые разные химические превращения. >>
В XVI веке закончился тысячелетний алхимический период и начался «период объединения», когда в химию влились иатрохимия — приготовление лекарств и «пневматическая химия» — свойства газов. В это время в химии работали и женщины. >>
Жизнь немецкого химика и алхимика Иоганна Рудольфа Глаубера (1604—1670) пришлась на период расцвета ятрохимии. Эта наука своей основной задачей ставила приготовление лекарств, отсюда и ее название, от греч. γιατρόζ — врач. Фармакология в значительной степени определила жизнь Глаубера.Он чудом выжил во время эпидемии тифа, вылечился, благодаря воде целебного источника, и впоследствии выделил из этой воды ту самую "чудесную соль", с которой оказалось связано его имя.
>>
Американский химик Айра Ремсен получил всемирную известность уже при жизни. Свидетельство тому — статья о нем в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона (правда, фамилия химика написана там «по-немецки»: Ремзен). >>
Сейчас имя австрийского химика знакомо специалистам в области редкоземельных элементов. А когда-то он был известен по всему миру. Потом его затмила слава Эдисона, и не случайно — оба имени связаны с искусственным освещением. >>