«Наши» в школе Резерфорда
«Резерфорд создал современное учение радиоактивности, первым поняв, что это спонтанный распад атомов радиоактивных элементов, он первый произвел искусственный распад ядра, и наконец, первый определил планетарную структуру атомов. Каждого из этих достижений вполне достаточно, чтобы человека признать великим физиком» (Из доклада П.Л. Капицы «Мои воспоминания о Резерфорде», Лондонское королевское общество, 17 мая 1966 г. РГАНТД. Ф. 38. Оп. 1-10. Д. 63. Л. 111).
Страницы биографии «отца ядерного века» Эрнеста Резерфорда отмечены сотрудничеством с молодыми советскими учеными, которым было суждено на родине возглавить самые передовые и стратегически значимые направления науки.
В интеллектуальном диалоге ученых большую роль играли книги. Российский государственный архив научно-технической документации по случаю юбилея Э. Резерфорда представляет не только редкие фотографии из личных фондов видных советских деятелей науки, но и делится двумя раритетными изданиями Кембриджского университета эпохи Резерфорда.
В личном фонде Б.Б. Кудрявцева (1909 – 1996), специалиста в области химии, ультразвука, доктора химических наук, профессора Московского химико-технологического института им. Д.И. Менделеева, сохранились прижизненное издание одной из главных книг ядерной физики «Радиоактивные субстанции и их радиация» (с рядом разделов авторства Резерфорда), 1913 г. (РГАНТД. Ф. 426. Оп. 1-10. Д. 262) и книга «Экспериментальная физика», 1920 г. (РГАНТД. Ф. 426. Оп. 1-10. Д. 263). Книги на английском языке, они – современники не только учителя, но и нескольких поколений одаренного студенчества, в том числе его учеников из России. Учебники, которым более ста лет, прекрасно сохранились, не только не потеряли своей серьезной информативности, но продолжают восхищать высочайшим уровнем полиграфии и благородной эстетикой оформления. На книгах - особые экслибрисы университетского издательства Cambridge University Press, что добавляет им библиографической ценности, так как не все издания Кембриджского Университета, одного из старейших в мире, их имеют.
Будущий пэр и «1-й барон Резерфорд Нельсонский» (1931 г.) не был аристократом, а родился в семье обычного фермера на Южном острове Новой Зеландии. Но в возрасте 10 лет юный Эрнст «случайно» познакомился с первой научной книгой. Возможно, именно этот момент следует считать настоящим стартом в большую жизнь и мировую науку. В память о родном острове Резерфорд украсил свой герб новозеландской птицей киви. А еще на этом гербе изображена экспонента – кривая процесса убывания со временем числа радиоактивных атомов.
Трудно поверить, но менее 20 лет разделяют досуг десятилетнего любознательного мальчика и первые открытия всемирно известного ученого, удостоенного множества почетных званий: член (с 1903 г.) и президент Лондонского королевского общества (1925 – 1930 гг.), лауреат Нобелевской премии по химии (1908 г.), профессор Манчестерского и Кембриджского университетов, а также канадского университета Макгилла. Э. Резерфорд оставил после себя ряд выдающихся открытий, более 200 научных статей, несколько книг и множество учеников. Жизненный финиш ученого тоже впечатляет: место его упокоения в Вестминстерском аббатстве, рядом с Исааком Ньютоном.
Его научная деятельность была новаторской, творческой и смелой. Энергия, увлеченность, разносторонняя эрудиция, порядочность и доброта ценились коллегами и студентами не меньше его гениальности. Резерфорд не просто работал в Кембридже, а создал научную школу, причем очень мощную, в которую стремились ученые из разных стран. Во всех «своих» университетах (в Монреале, Манчестере, Кембридже) Резерфорд проводил экспериментальные исследования каждый раз с новыми помощниками. Таким образом, естественно, в рабочем процессе, умножались ряды его учеников. На следующем этапе, многие из них выходили на самостоятельный уровень исследований, рождавших яркий спектр уже их собственных выдающихся работ.
П.Л. Капица, ученик и Нобелевский лауреат (1978 г.) подчеркивал: «Хорошо известно, 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». (РГАНТД. Ф. 38. Оп. 1-10. Д. 63. Л. 112).
Интерес к идеям Резерфорда в России возник практически сразу, новости в научном сообществе всегда распространялись быстро. Резерфорд выдвинул свою гениальную идею Планетарной модели атома в статье, опубликованной в 1911 году. По содержанию это был анализ и статистическая обработка результатов экспериментов по рассеиванию альфа-частиц в тонкой золотой фольге, выполненных в 1909 году. Обзор этого труда (и ряда других работ по теории радиоактивного распада и строению атома) в 1916 году представил в качестве диплома в Петроградском университете молодой ученый Я.И. Френкель (в будущем – выдающийся советский физик-теоретик).
Первые ученики из России приезжали к Резерфорду в манчестерский период его деятельности (с 1907 по 1919 гг.). Тогда у Резерфорда стажировались И.А. Шилов, Я.Р. Шмидт, Г.Н. Антонов, К.П. Яковлев, В.А. Бородовский. В 1920 году в Петрограде вышла брошюра Резерфорда «Бомбардировка атомов и разложение элементов». Эта публикация – первая на русском языке – вызвала не только интерес, но и исследовательский энтузиазм.
В 1923 году молодой советский физик Э.В. Шпольский подготовил и издал в Москве сборник основных работ Резерфорда за период 1912 – 1922 годов. Аналогичные лабораторные исследования в СССР, по объективным причинам, не велись (Первая Мировая, революция, Гражданская война, разруха и жестокий голод 1921 года), но энтузиасты этих идей давно уже были! Начиная с 1916 года А.Ф. Иоффе организовал семинар для молодых физиков (выпускников Политехнического института и Петроградского университета), на котором уже обсуждались работы Резерфорда. Среди участников семинара были Я.И. Френкель, П.Л. Капица, Н.Н. Семенов, Я.Р. Шмидт.
А.Ф. Иоффе по праву считается основателем самой обширной школы советских физиков, заинтересовавшихся радиоактивностью и теорией радиоактивного распада, практически все специалисты первого поколения по ядерной физике были его учениками (И.В. Курчатов, А.П. Александров, Л.Д. Ландау, И.Я. Померанчук, Я.Б. Зельдович, Г.Н. Флеров, Ю.Б. Харитон и др.). И многие из них впоследствии были в той или иной мере связаны с Резерфордом в период, когда он руководил Кавендишской лабораторией Кембриджского университета (с 1919 года).
В Советской России Резерфорд не был, но его заслуги в Стране Советов ценили высоко: с 1922 года он состоял членом-корреспондентом Академии наук СССР, а в 1925 году был избран её почётным членом. Проявленное советской властью уважение было своего рода дружеским жестом для научного сотрудничества. По предложению А.В. Луначарского Советское правительство принимает решение направить за границу нескольких ученых.
Первым был отправлен в заграничную командировку (1921 – 1922 гг.) А.Ф. Иоффе. Помимо закупки литературы и лабораторного оборудования, он должен был договориться о работе нескольких молодых советских физиков в европейских университетах. В письме из Лондона от 13 июля 1921 г. А.Ф. Иоффе сообщает: «Был в Кембридже у Дж. Дж. Томсона и Э. Резерфорда, последний пригласил меня к чаю и согласился принять в свою лабораторию Капицу...».
Пётр Капица стажировался у Резерфорда с 1921 по 1934 год. Он провёл в Кавендишской лаборатории множество исследований (изучал прохождение альфа-частиц через вещество и методы получения сильных магнитных полей). Резерфорд высоко ценил экспериментальное мастерство Капицы, лично добивался грантов для его работ. Петр Леонидович впоследствии стал заместителем директора лаборатории и другом великого ученого.
История этой дружбы и продолжения многолетнего научного диалога, невзирая на географические и политические границы, заслуживает отдельного рассказа. Но есть факты, которые красноречиво говорят сами за себя, в том числе забавные. Пётр Капица придумал для Резерфорда прозвище «Крокодил», имея в виду, что крокодил никогда не поворачивает назад, стремится только вперед. Резерфорду прозвище очень понравилось и, в итоге, большое высеченное изображение крокодила как эмблема появилось на торцевой стене новопостроенной лаборатории, которую «Крокодил» в 1931 году выхлопотал для своего ученика. Резерфорд объяснял, что «это он».
В 1966 году Пётр Леонидович Капица выступил с Докладом «Мои воспоминания о Резерфорде» перед членами Лондонского королевского общества, а в 1969 году это же общество пригласило именно советского ученого Капицу прочитать Резерфордовскую мемориальную лекцию. Мемориальные лекции Королевского общества по сей день являются данью памяти выдающихся ученых, пропаганды научных достижений и наряду с этим считаются почетной наградой тому, кто удостоен чести их произнести. Текст доклада, включенного в книгу П.Л. Капицы «Эксперимент. Теория. Практика» (РГАНТД. Ф. 38. Оп. 1-10. Д. 63) является источником не только ценнейших сведений, но и объективным портретом многогранной личности Резерфорда. Пётр Леонидович вспоминал: «Я приехал в Англию, в Кавендишскую лабораторию, никому неизвестным молодым человеком и там за 13 лет вырос в ученого. Эти годы моей работы были наиболее счастливыми, и в том, чего мне удалось добиться, я чувствую себя обязанным неизменной заботе и вниманию, которые мне оказывал Резерфорд не только как учитель, но и как замечательно добрый и чуткий человек, которого я полюбил и с которым у меня с годами возникла большая дружба».
Юлий Харитон, будущий академик (1953 г.), проходил стажировку у Резерфорда в 1926 – 1928 гг. и проводил экспериментальную оценку чувствительности глаза к одиночным вспышкам света на флуоресцирующих экранах (для регистрации ядерного распада). Итогом исследований под научным руководством Резерфорда стала диссертация «О счете сцинтилляций, производимых α-частицами» и присвоение степени доктора наук. Юлий Борисович вспоминал: «Он никогда не навязывал ученикам свои идеи и точку зрения и всячески поддерживал все проявления самостоятельного образа мышления <...> Резерфорд не любил входить в детали хода работы своих 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».
Александр Лейпунский учился у Резерфорда в 1934 – 1935 гг. и позднее стал научным руководителем программы создания ядерных реакторов на быстрых нейтронах и реакторов с жидкометаллическим теплоносителем.
Кирилл Синельников стажировался в Кембридже в 1927 году. Под руководством Резерфорда Синельников сменил вектор научного интереса: с физики твёрдого тела переключился на атомную физику. По возвращении на родину он участвовал в создании первого в СССР протонного ускорителя.
Для еще одного советского физика – Георгия Гамова – общение, точнее, полемика с Резерфордом, имела позитивные последствия. В 1928 году Гамов, опираясь на квантовую механику, обосновал возможность экспериментов по бомбардировке лёгких ядер протонами с меньшей энергией, чем у альфа-частиц.
Связь между Эрнестом Резерфордом и советскими физиками была – без преувеличения – тесной и плодотворной. Они получили в Кембридже не только фундаментальную подготовку, но и уникальные возможности, крепкую экспериментальную базу, наставническую поддержку для собственных научных изысканий.
В СССР, на основе созданной Резерфордом теоретической базы, развил собственную исследовательскую программу выдающийся советский физик, основоположник отечественной атомной отрасли Игорь Васильевич Курчатов. Он «параллельно» развернул масштабные прикладные исследования в интеллектуальном диалоге с идеями Резерфорда. Как вспоминал участник курчатовского семинара 1930-х годов, физик-ядерщик Г.Н. Флеров: «И все эти резерфордовские работы были Курчатовым превращены для нас как бы в шахматные игры. Каждому давалась глава из книги или отдельная статья, и мы должны были разобраться во всём».
Резерфорд был мудрым человеком и понимал, что к успеху в науке каждый талант идет собственным путем. Свою позицию он отразил в лекциях «Сорок лет развития физики», прочитанных в Кембридже в 1936 г.: «Успех ученых зависит не от идей отдельного человека, а от объединенной мудрости многих тысяч людей, размышляющих над одной и той же проблемой, и каждый вносит свою небольшую лепту в великое здание знания, которое постепенно воздвигается».
С. Иванова
