"Фредерик Жолио-Кюри" - читать интересную книгу автора (Шаскольская М. П.)

ГЛАВА II О ТОМ, ЧТО БЫЛО РАНЬШЕ

Биографию Фредерика Жолио, пожалуй, следовало бы начинать не с 19 марта 1900 года, дня его рождения, а с того солнечного апрельского утра 1896 года, когда французский физик Анри Беккерель обнаружил радиоактивное излучение.

Беккерель изучал явление флюоресценции: под действием солнечного света некоторые вещества начинают флюоресцировать, то есть светиться голубоватым, зеленоватым или фиолетовым светом, и это свечение может недолгое время продолжаться и после, уже без солнца. Беккерель выставлял различные минералы на солнце, чтобы они засветились характерным светом, и смотрел, как действует это излучение на фотографическую пластинку.

Случилось однажды, что день был пасмурным, опыты пришлось отложить, и Беккерель убрал в ящик стола минерал, который должен был бы светиться, если бы было солнце. Вместе с ним он сунул фотографическую пластинку, плотно завернутую в черную бумагу. Прошло несколько дней, прежде чем снова выглянуло солнце и Беккерель вернулся к опытам. Не испортились ли за это время фотопластинки? На всякий случай он решил проявить одну из них. Вот тут-то и начались чудеса.

Оказалось, что на пластинке четко проявился след лежавшего на ней куска урановой руды. Но как же смог камень подействовать на фотографическую пластинку в темноте, да еще через плотную черную бумагу?! Не ошибка ли?

Беккерель повторил опыт. Сомнений быть не могло: любой кусок урановой руды оставлял явный след на фотопластинке, хотя сама руда не облучалась солнцем, не светилась, а пластинка была тщательно и плотно завернута в непроницаемую для света бумагу.

Результаты дальнейших опытов оказались еще более удивительными. Оказалось, что не только плотная черная бумага, но даже и металл не мешает урановой руде в темноте засвечивать фотопластинку. Беккерель пробовал помещать между урановой рудой и фотографической пластинкой тонкие листки алюминия — по-прежнему на пластинке получался фотографический снимок урановой руды. Когда Беккерель положил между камнем и фотопластинкой тонкий алюминиевый медальон, то на пластинке отпечаталось изображение человеческой головы с медальона.

Свет никак не мог попасть на пластинку. Как же получилось изображение? Уж не испускает ли сама урановая руда какие-то невидимые лучи? Вероятно, так, и если даже металл не может задержать лучи, испускаемые урановыми минералами, значит энергия этих лучей очень велика.

Чем дальше, тем более интересные свойства обнаруживались у таинственных урановых лучей. Беккерель попробовал поднести урановую руду к заряженному электроскопу. Листочки электроскопа немедленно начинали спадать. Очевидно, в присутствии урановой руды воздух становился проводником электричества. А нельзя ли как-нибудь ускорить или замедлить, усилить или ослабить излучение урана? Беккерель, а за ним и другие исследователи пробовали очень сильно нагревать или резко охлаждать урановую руду, освещать ее или долго выдерживать в темноте. Все попытки были тщетны, излучение продолжалось неизменно.

Самым удивительным казалось то, что, действуя на фотографическую пластинку или разряжая электроскоп, урановая руда сама как будто бы никак не менялась. Она продолжала испускать урановые лучи, по-видимому, всегда и непрерывно.

Это и было основной загадкой.

Ведь на то, чтобы разрядить электроскоп, пройти через металл или засветить фотопластинку, нужно затратить энергию. Откуда берется эта энергия у урановой руды? И главное — почему запас этой энергии не истощается?

Проходили недели, месяцы, а урановая руда все так же испускала невидимые лучи. И нельзя было заметить в ней никаких изменений. Неужели урановая руда — это неисчерпаемый источник энергии, вечный и неизменный?!

Именно этот вопрос выбрала как тему для своей диссертации молодая исследовательница Мария Склодовская-Кюри, только что блестяще окончившая Сорбонну.

Мария Склодовская родилась и выросла в Польше, а в Париж приехала учиться потому, что на ее родине женщинам не разрешали учиться в высших учебных заведениях. Здесь, в Париже, она познакомилась с молодым, но уже широко известным профессором физики Пьером Кюри и вскоре стала его женой. В 1897 году родилась их первая дочь — Ирен.

Удивительные лучи Беккереля вызвали глубокий интерес у четы Кюри. Это была увлекательная, новая, но еще не разведанная область науки.

Мария Кюри начала одна, но результаты ее работы уже с первых шагов оказались столь поразительными, что вскоре и Пьер Кюри оставил другие исследования и присоединился к жене. Оба они уже никогда не прерывали этой работы, каждый до дня своей смерти.

На первых порах Мария Кюри исследовала различные соединения урана и убедилась, что все они без исключения испускают урановые лучи, причем тем сильнее, чем больше в них урана.

Оставалось сделать вывод, что излучение Беккереля есть свойство самого урана. Но может быть, не только уран испускает такие лучи? Мария Кюри проверила один за другим все минералы из богатой коллекции Сорбонны, соединения всех химических элементов и сами эти элементы по очереди. И что же? Оказалось, что соединения тория тоже испускают лучи, как уран.

Теперь уже нельзя было говорить об урановых лучах. Мария Кюри предложила называть новое свойство вещества, проявленное ураном и торием, радиоактивностью (то есть способностью к излучению), а эти два элемента радиоактивными, или радиоэлементами.

Так же как у урана, интенсивность излучения у ториевых соединений была тем сильнее, чем больше в них было тория, а чистые уран и торий оказались самыми мощными излучателями. Но что за странность? Некоторые минералы испускали лучи гораздо более сильные, чем этого можно было бы ожидать, если судить по тому, сколько в них содержалось урана или тория. А два соединения урана — окись урана и фосфорнокислый уран — оказались даже гораздо более радиоактивными, чем чистый уран.

Как же это объяснить? Супруги Кюри сделали смелое предположение: нет ли в таких минералах какого-то неведомого вещества, нового химического элемента еще более радиоактивного, чем уран или торий?

Если так, то почему же этот элемент до сих пор не открыт химиками? Ведь химический состав урановой руды как будто бы хорошо известен. Очевидно, отвечали Пьер и Мария Кюри, неизвестный элемент ускользает от химиков потому, что в урановой руде его очень мало, ничтожно мало. Но это не значит, что его нельзя отыскать. И они решили попробовать выделить самую радиоактивную часть. Для этого они размельчали руду в порошок, растворяли его, подвергали химическим обработкам, измеряли радиоактивность каждой составной части руды, отбирали самую радиоактивную часть, снова растворяли и снова подвергали химической обработке, снова выбирали самую радиоактивную часть и так далее и так далее. Это был тяжелый, изнурительный труд, тем более тяжелый, что у молодой четы физиков не было ни средств, ни помощников, ни помещения, ни приборов и никто вначале не поддерживал их работу. Смоляная урановая руда была дорогим материалом. Никакими средствами на ее покупку молодые ученые не располагали. Они купили и перевезли на свой счет несколько тонн руды из отбросов уранового производства.

Они отнюдь не были богаты, эти энтузиасты. Скромное жалованье профессора Пьера Кюри в Парижской школе физики и химии позволяло им кое-как свести концы с концами, но не давало средств на руду, приборы и производство опытов. Поэтому им обоим пришлось брать дополнительную работу: Пьер Кюри вел занятия еще в университете, а Мария преподавала физику в Высшей женской педагогической школе в Севре. Все остальное время они отдавали бескорыстному исследованию радиоактивности.

Нам теперь трудно представить себе, что в то время женщины не имели права работать в научных лабораториях. Для супругов Кюри было большим счастьем уже то, что директор Школы физики и химии позволил Марии Кюри работать вместе с мужем — разумеется, бесплатно и, разумеется, неофициально. Но лаборатории он не мог им дать, и они обосновались в заброшенном сарае, во дворе Школы. Это был дощатый сарай с асфальтовым полом и стеклянной крышей, без всяких приспособлений. В нем были только старые деревянные столы, чугунная печь и классная доска, на которой Пьер Кюри любил чертить схемы и формулы.

Летом, под стеклянной крышей, в сарае было жарко, как в парнике. От дождя же крыша не защищала, и супругам Кюри надо было хорошо помнить, в какие места нельзя ставить приборы, чтобы их не залило дождем. Зимой жар чугунной печки, даже раскаленной добела, чувствовался лишь вблизи от нее, а во всем остальном помещении властвовала стужа.

Газы, выделяющиеся при переработке урановой смоляной руды, ядовиты. Чтобы поменьше вдыхать вредные испарения, Мария Кюри решила проводить опыты прямо во дворе, под открытым небом. В дождь же она поспешно перебиралась обратно в сарай и, чтобы не задохнуться, устраивала сквозняки, открывая все двери и окна. Ветер нес по сараю железную и угольную пыль, примешивая ее к химическим продуктам, только что очищенным с таким трудом. Так много времени и так много сил уходило на борьбу с этими помехами.

Таинственный новый элемент, более радиоактивный, чем уран и торий, — он еще где-то впереди, он еще не выделен. А пока день за днем утомительный труд чернорабочего.

Помощников не было, поэтому всю работу супруги Кюри разделили между собой. Пьер проводил точные измерения радиоактивности, а Мария взяла на себя переработку руды и извлечение из нее нового элемента. Эта хрупкая, болезненная женщина одна, своими руками переработала восемь тонн руды.

Ей приходилось обрабатывать до двадцати килограммов руды сразу; сарай был заставлен котлами с жидкостями и осадками. Это был изнурительный труд — переносить громоздкие сосуды, переливать жидкости и много часов подряд размешивать кипящую массу в плавильном котле.

Часто она тут же готовила себе и Пьеру что-нибудь поесть, чтобы не прерывать особенно важных опытов. Иногда она целый день размешивала кипящую массу железной штангой почти с нее величиной и к вечеру падала от усталости.

Много лет спустя, вспоминая об этом времени, Мария Кюри писала:

«В ту пору мы были всецело поглощены новой областью, раскрывавшейся перед нами благодаря столь неожиданному открытию. Несмотря на трудности наших условий работы, мы чувствовали себя очень счастливыми. Наши дни проходили в лаборатории… В нашем убогом сарае господствовало глубокое спокойствие. Иногда, наблюдая за какой-нибудь операцией, мы расхаживали взад и вперед, обсуждая настоящую и будущую работу. Когда нам становилось холодно, чашка горячего чая у печки подкрепляла нас. Мы жили как во сне, одержимые одной неотступной мыслью…

В лаборатории мы очень мало виделись с людьми. Время от времени кое-кто из физиков и химиков заходил к нам или посмотреть наши опыты, или спросить совета у Пьера Кюри, известного своими познаниями во многих разделах физики. И перед классной доской начинались те беседы, что оставляют по себе лучшие воспоминания, потому что они возбуждают еще больший интерес к науке и рвение к работе…»

Горькие слова прорываются у сдержанной и бесконечно скромной Марии Кюри:

«Нельзя удержаться от чувства горечи при мысли, что в конце концов один из величайших французских ученых так и не имел в своем распоряжении настоящей лаборатории…

Можно ли представить себе горечь творца больших открытий, бескорыстного энтузиаста, чьи мечты всегда не осуществляются из-за постоянного отсутствия средств? И можем ли мы без чувства глубокой скорби думать о самом невозместимом расточительстве сокровища, самого драгоценного для науки: гения, сил и мужества лучших ее сынов?»

Дни работы превращаются в месяцы и годы. Сначала Пьер и Мария Кюри полагали, что в смоляной урановой руде содержится около одного процента нового элемента. Лишь много позже стало ясно, что количество нового элемента, который так упорно ищут Кюри, составляет в урановой руде меньше миллионной доли процента. И все же он есть! Он дает о себе знать: разлагая урановую смоляную руду на составные части и измеряя радиоактивность каждой из них, они постепенно выделяют все более и более радиоактивную часть. Они искали — и нашли! — даже не иголку в сене, а вещество иголки, растворенное в огромном стоге сена.

В июле 1898 года супруги Кюри сообщают: они выделили из урановой руды новый элемент, во много раз более радиоактивный, чем уран и торий. Этого вещества нет в списке известных элементов. Мария Кюри называет его полонием в честь своей родины Польши (Полония — латинское название Польши).

Проходит еще полгода, и в декабре 1898 года в «Докладах Французской Академии наук» появляется новое сообщение: Марии Кюри совместно с химиком Бемоном удалось выделить из урановой смоляной руды еще один новый химический элемент, радиоактивность которого в миллион раз больше, чем у урана. Этот новый элемент назвали радием.

И полония и радия в их препаратах было бесконечно мало, и понадобились еще три года изнурительной, тяжелой работы и нечеловеческая настойчивость Марии Кюри, для того чтобы они смогли получить одну десятую долю грамма чистого хлористого радия и определить атомный вес нового элемента — открытого ими радия. Одно за другим появлялись в печати сообщения за подписью «Пьер и Мария Кюри».

Их статьи, их доклады в Париже, в Лондоне и в 1900 году на Всемирном физическом конгрессе вызвали всеобщий интерес. Открытие радия, в миллион раз более активного, чем уран, было сенсацией.

Радий — вещество удивительное. Он испускает излучение, действующее на фотографическую пластинку и на электроскоп. Но самым необычным оказывается еще одно свойство радия, открытое Пьером Кюри в 1903 году: радий выделяет тепло. Один грамм радия может довести до кипения один грамм воды за сорок пять минут. Мало? Но это тепло выделяется час за часом, день за днем, год за годом, столетие за столетием, непрерывно, самопроизвольно. А радий остается как будто бы неизменным.

Препараты радия светятся в темноте так, что можно даже читать книгу, освещая ее этим голубоватым мерцанием радиоактивного препарата. Это особенно нравится Пьеру Кюри. Он демонстрирует на лекциях светящиеся пробирки с крупицей радиоактивного вещества, любит показывать их знакомым. С детской радостью он говорит при этом: «Вот он, свет будущего».

Любой предмет, побывший рядом с радиоактивным препаратом, сам становится радиоактивным и начинает испускать излучение, действующее сквозь черную бумагу на фотографическую пластинку. Пыль, воздух в комнате, одежда, все приборы делаются радиоактивными.

В наши дни, спустя шестьдесят лет после открытия радия, рабочие записные книжки Пьера и Марии Кюри продолжают испускать радиоактивное излучение.

Пьер и Мария Кюри тогда еще не знали, какую страшную опасность для людей таит в себе излучение радия. Но они обнаружили, что радий даже через стеклянные стенки пробирок и через металлические футляры обжигает кожу, оставляет раны. Руки у них обоих были всегда воспалены, кожа шелушилась и сходила, концы пальцев затвердели и мучительно болели. Не колеблясь, Пьер Кюри испытал на себе это поразительное свойство радия, подвергнув руку действию его лучей в течение нескольких часов. С бесстрастием и точностью ученого он описал, как возник ожог, как разрасталась рана и как она постепенно, болезненно заживала несколько месяцев. Убедившись таким образом в физиологическом действии радия, он затем вместе с врачами начал опыты по лечению радием сначала на животных, а затем на человеке. Оказалось, что радий не только вызывает ожоги здоровых тканей, но и быстро разрушает больные клетки, злокачественные опухоли, что радием можно лечить такие страшные болезни, как волчанку, рак. Уже в 1903 году этот вид лечения — впоследствии его назвали кюритерапией — начали применять в больницах, сперва во Франции, а затем и в других странах.

Научные открытия следовали одно за другим с поразительной быстротой. Теперь уже Мария и Пьер не были одиноки. К ним присоединились молодые сотрудники, работавшие также добровольно и бескорыстно: химики Бемон и Лаборд, физик Дебьерн, медики Бушар и Балтазар. Не только во Франции, но и в Англии, Канаде, России, Германии, Австрии велись исследования явлений радиоактивности.

Уже в 1902 году в нескольких странах одновременно началась промышленная добыча радия. Пьер и Мария Кюри могли бы взять патент на открытый ими способ производства радия.

Они стали бы миллионерами. Так поступают в мире капитала. Но не так поступили супруги Кюри, несмотря на душившую их бедность, несмотря на то, что им приходилось перегружать себя тяжелой работой ради заработка, несмотря даже на отсутствие лаборатории и средств на научную работу.

Это противоречило бы духу науки, решили они. Ученый не должен, не имеет права извлекать для себя выгоду из своих открытий. Кроме того, ведь радий будет служить лечению больных, и это тоже должно быть доступно всем.

И они полностью обнародовали результаты своих исследований, а также разработанный ими способ получения радия. Они давали указания и советы всем интересующимся.

В конце концов слава пришла к Пьеру и Марии Кюри. Научные общества и академии наук разных стран выбирают их своими членами, награждают медалями за замечательные открытия.

Французское правительство решило наградить Пьера Кюри орденом Почетного легиона — высшей почестью во Франции. Но, узнав об этом, Пьер ответил: «Прошу вас, будьте любезны передать господину министру мою благодарность и осведомить его, что я не имею никакой нужды в ордене, но весьма нуждаюсь в лаборатории».

А лаборатории все не было, и по-прежнему работа продолжалась в дощатом сарае с протекающей крышей.

В 1903 году супругам Кюри и Анри Беккерелю за открытия в области радиоактивности была присуждена Нобелевская премия по физике. Какое первое употребление сделали Кюри из полученных денег? Они наняли за свой счет препаратора для работ по радиоактивности.

Их материальное положение немного улучшилось, они смогли отказаться от поисков дополнительных заработков, но лаборатории все еще не было. Только в конце 1904 года Парижский университет выделил для работ Пьера Кюри лабораторию со штатом из трех человек: служитель, препаратор и лаборант. Должность лаборанта была предоставлена Марии Кюри. Только став всемирно прославленным ученым, лауреатом Нобелевской премии, она получила официальное право доступа в лабораторию.

6 ноября 1905 года в Стокгольме Анри Беккерель и Пьер Кюри выступили с докладами о радии и радиоактивности.

Беккерель и супруги Кюри намеревались раньше приехать в Стокгольм, но тяжелое недомогание Пьера, болезнь Марии и рождение младшей дочери Евы — все это задерживало их далекое путешествие.

Международные Нобелевские премии по науке и искусству присуждаются Шведской Академией наук ежегодно, начиная с 1900 года. Фонд этих премий был учрежден инженером Нобелем, изобретателем динамита. По статуту. Нобелевского фонда, принимая награду, лауреат должен сделать доклад на торжественном заседании Шведской Академии наук.

Оба докладчика говорили не только о себе, но и об открытиях физиков разных стран, об итогах многочисленных работ по радиоактивности во всем мире. Пьер Кюри, делая доклад от имени своего и жены, рассказывал и показывал. Все казалось простым и ясным в его изложении. Листки заряженного электроскопа, дрогнув, стали быстро спадать, лишь только Пьер Кюри поднес к электроскопу радиоактивный препарат: воздух стал проводником электричества. Пьер ставил различные преграды на пути лучей, но даже свинцовая пластинка не могла задержать всепроникающее излучение.

Беккерель и Кюри сообщили, что теперь известно уже три радиоактивных элемента: вслед за полонием и радием Дебьерн открыл актиний. Все эти вещества и их соединения непрерывно, неизменно испускают излучение. Лучи радиоактивных веществ вызывают почернение фотографической пластинки, разряжают электроскоп и делают воздух проводником электричества, проходят через черную бумагу и через металл, действуют на живые ткани.

Лучи делятся на три категории, которые назвали альфа-, бета- и гамма-лучами. Их можно различать по тому, как ведут они себя в магнитном поле.

Это установил англичанин Резерфорд в лаборатории Кавендиша в Кембридже. Кюри не говорит о том, что первые попытки Резерфорда отклонить магнитным полем «лучи Беккереля» были неудачными, потому что в его распоряжении были только крайне слабые препараты радия, почти в тысячу раз слабее урана. Резерфорд достиг успеха лишь после того, как Мария Кюри послала ему препарат радия, в девятнадцать тысяч раз более активный, чем уран.

Конечно, Кюри не мог знать, что писал как раз в те дни Эрнст Резерфорд в письме к матери:

«Я занят сейчас тем, что пишу статьи для опубликования и начал новую работу. Останавливаться мне нельзя, потому что всегда есть люди, готовые меня обогнать. Мне приходится публиковать мои работы как можно скорее, чтобы не отстать в этом состязании. Наилучшие бегуны на этой стартовой дорожке исследований — Беккерель и супруги Кюри в Париже».

В докладе Пьер Кюри излагает результаты свои и Резерфорда.

Альфа- и бета-лучи в магнитном поле отклоняются в разные стороны. Это потоки частиц с разными электрическими зарядами: альфа-лучи — поток положительно заряженных частиц, ядер атомов гелия, бета-лучи — отрицательные частицы, быстрые электроны.

Природа гамма-лучей тоже уже разгадана: это не поток заряженных частиц, это электромагнитные волны, сходные с рентгеновыми лучами.

Пьер Кюри говорит по-прежнему ровным, негромким голосом, но то, что он излагает теперь, — это вызов всей современной науке. Он повествует о самом поразительном: о том, что радий непрерывно выделяет тепло. За час кусочек радия выделит количество тепла, более чем достаточное для того, чтобы растопить кусок льда равного веса. Если хорошо защитить радий от потери тепла, он нагревается и его температура может подняться на десять и больше градусов выше температуры окружающей среды. А сам радий при этом как будто и не меняется.

Не нарушен ли незыблемый закон природы, закон сохранения энергии? Неужто радий — вечный, неисчерпаемый источник энергии?

Пьер Кюри рассказывает об изумительном открытии кембриджских физиков Рамзая и Содди. В запаянной ампуле, в которую эти два англичанина поместили радий, через некоторое время появились новые вещества: гелий и эманация радия (радон). Не было там раньше этих веществ, они возникли при распаде радия.

Это потрясающе. Ведь до тех пор, со времен Лавуазье и Дальтона, ученые были убеждены, что химические элементы вечны, неизменны, не исчезают, не рождаются и не могут переходить друг в друга. Каждый элемент занимает свое место в периодической системе элементов — таблице Менделеева.

Химические элементы располагаются в этой системе строго по своим местам, и казалось бесспорным, что нет причины, которая могла бы заставить какой-либо химический элемент превратиться в другой элемент, иначе говоря, перейти в другую клетку таблицы Менделеева. Атомы считались неизменными.

И вот оказалось, что представление о неизменности химических элементов неверно. Атомы одних химических веществ в результате радиоактивного распада превращаются в атомы других веществ. Это было революцией в науке, требовало полной смены представлений о строении вещества.

Поразительно, сколько сделано за эти шесть-семь лет, какой поток открытий, гипотез, теорий последовал за первыми работами супругов Кюри в их сарае! Всего лишь семь лет тому назад открыт радий, но вот уже теперь Пьер Кюри может рассказать о смелой теории радиоактивных превращений, предложенной Резерфордом и Содди. Эти два англичанина полагают, что атомы радиоактивных веществ непрерывно и необратимо распадаются, превращаясь в атомы других элементов. Именно при распаде атомов выделяется альфа-, бета- и гамма-излучение.

— Это подлинная теория превращения веществ, — продолжает Пьер Кюри свой нобелевский доклад.

Высокий, худой, седеющий человек с усталым лицом подводит итоги тому, что сделано:

— Можно предположить, что радиоактивные вещества черпают выделяемую ими энергию из самих себя. Радиоактивные тела претерпевают эволюцию, медленно и постепенно видоизменяясь. Выделяемое тепло — это энергия, связанная с преобразованием столь малого количества радия, что даже через несколько лет потерю еще нельзя определить. Это заставляет предположить, что здесь идет речь о существовании самого атома и что мы имеем здесь дело с превращением элементов.

Тревога звучит в голосе Пьера Кюри. Он на минуту останавливается. Перед его глазами проходит (в который раз!) тот длинный, неизмеримо длинный путь, которым шло человечество к этому открытию.

Смелые поиски, дерзкие искания, страстные надежды… Сотни жизней, отданных борьбе за знания, за овладение тайнами природы…

Тысячелетия, протекшие от первых, самых наивных представлений об атомах до гениальной системы элементов русского ученого Дмитрия Ивановича Менделеева; открытия новых элементов, предсказанные Менделеевым; удивительные находки последних лет, загадка радия, тяжелейший, изнурительный труд самих Пьера и Марии Кюри, грандиозный поток открытий из лабораторий разных стран. Мечта человека об овладении силами природы. И вот теперь ученые дают людям в руки небывало мощный, вечный источник энергии, который освободит миллионы рабочих рук, сделает жизнь человека легкой и радостной.

Но слушайте, люди! Радий таит в себе грозную опасность. О ней предупреждает Пьер Кюри:

— Можно себе представить и то, что в преступных руках радий способен быть очень опасным, и в связи с этим можно задать такой вопрос: является ли познание тайн природы выгодным для человечества, достаточно ли человечество созрело, чтобы извлекать из него только пользу, или же это познание принесет вред? В этом отношении очень характерен пример с открытиями Нобеля: мощные взрывчатые вещества дали возможность производить удивительные работы. Но они же оказываются страшным орудием разрушения в руках преступных властителей, которые вовлекают народы в войны.

Пьер Кюри верит людям, он убежден в могуществе науки, и поэтому свой доклад он заканчивает словами:

— Я лично принадлежу к числу людей, думающих, подобно Нобелю, что человечество извлечет из новых открытий больше блага, чем зла.

Радий был открыт в трудных условиях работы. Вокруг сарая, в котором это открытие было сделано, создавалась красивая легенда. Но эта «романтика» подорвала силы Пьера и Марии Кюри и отдалила достижения. При хороших условиях они добились бы тех же результатов не за пять, а за два года и не так бы переутомились.

Получив кафедру и лабораторию в Сорбонне, Пьер Кюри расстался со Школой физики и химии, передав свою должность любимому ученику Полю Ланжевену.

Кафедру, принятую от своего учителя, Ланжевен возглавлял затем бессменно в течение тридцати четырех лет.

В качестве профессора Сорбонны Пьер начал читать курс лекций по радиоактивности. Подготовка курса, строительство и организация новой лаборатории, руководство учениками поглощали его силы и время. Не взяв патентов на свои открытия и опубликовав во всех подробностях технологию переработки радиоактивных руд и добычи радия, супруги Кюри к тому же охотно давали консультации, считая своим долгом отвечать на каждое письмо, каждый запрос, касающийся производства радия во Франции и за границей.

Слава, пришедшая к «родителям радия», имела и оборотную сторону. Репортеры, фотографы, коллекционеры автографов, всевозможные попрошайки и зеваки преследовали ученых, не давая им ни минуты покоя.

Парижские кабаре ставили скетчи из жизни супругов Кюри, репортеры описывали детский лепет их маленькой дочки Ирен, некий экстравагантный американец одолевал их письмами с просьбой разрешить назвать его скаковую лошадь именем Марии Кюри. «Хочется провалиться сквозь землю, чтобы иметь покой!» — воскликнула Мария Кюри в письме к брату.

Рекламная шумиха утомляла и раздражала супругов Кюри, внушала им отвращение. «В науке следует интересоваться явлениями, а не людьми», — резко оборвала Мария Кюри пристававшего к ней репортера.

Тяжелая болезнь изнуряла Пьера Кюри. Но, превозмогая ее, он делил свое время между лекциями в Сорбонне и новой лабораторией, которая строилась для него на улице Кювье и в которой — теперь ведь уже официально — трудилась и его жена.

В лаборатории работали также их ближайшие сотрудники — химик Андре Дебьерн, физик Альбер Лаборд и несколько учеников. Вместе с Лабордом Пьер Кюри исследовал радиоактивность минеральных вод и газов, выделяемых источниками. Мария Кюри продолжала работы по уточнению атомного веса радия.

«Мы, мадам Кюри и я, работаем над точной дозировкой радия», — записал Пьер Кюри в письме 14 апреля 1906 года.

«Мы, мадам Кюри и я, работаем…» — это можно отнести ко всем годам совместного творческого подвижничества супругов Кюри, нелепо и трагически оборвавшегося через пять дней после того, как были написаны эти слова.

В холодный, дождливый день 19 апреля 1906 года Пьер Кюри поскользнулся, переходя через улицу, и был раздавлен насмерть тяжелым фургоном ломовика. Смерть наступила мгновенно. Он умер в расцвете сил, не достигнув еще сорока семи лет.

Кто заменит профессора Пьера Кюри на кафедре Парижского университета? Кто возглавит его лабораторию и продолжит его работу? Ответ один: это может сделать только его вдова. Но это недопустимо: по традиции, женщина не может быть преподавателем университета, женщина не имеет права возглавлять лабораторию. Никогда еще женщина не вступала на кафедру Парижского университета.

Однако было настолько очевидно, что никто, кроме вдовы Пьера Кюри, не может продолжить их общую работу, что французский парламент вынес специальное постановление, разрешавшее нарушить традицию. Впервые в истории Франции женщина назначается преподавателем высшей школы — Мария Кюри возглавила кафедру и лабораторию, так внезапно покинутые Пьером Кюри. Она вернулась в лабораторию через три дня после смерти Пьера Кюри, чтобы окончить прерванный опыт, для которого несколько измерений они успели сделать вместе.

Тяжелые задачи легли на плечи вдовы Пьера Кюри. Не сгибаясь, она все приняла на себя: заботу о воспитании двух дочерей — восьмилетней Ирен и годовалой Евы; руководство работой учеников и сотрудников в лаборатории Кюри; продолжение совместно с Андре Дебьерном работ по приготовлению чистого радия и определению его атомного веса; чтение лекций в Сорбонне — а ведь ей надо было не просто читать лекции, но читать их блестяще, талантливо и абсолютно безупречно, чтобы победить предрассудки и доказать, что женщина по праву может быть профессором Парижского — и любого другого — университета. Она читала первый и в то время единственный в мире курс радиоактивности.

Вдова собрала и опубликовала все труды Пьера Кюри, а в 1910 году издала свой монументальный «Курс радиоактивности» в 900 страниц. В рецензии на эту книгу создатель теории радиоактивного распада Резерфорд писал: «В этой замечательной работе очень мало можно критиковать и очень многим можно восхищаться».

В письме к матери в октябре 1910 года тот же Резерфорд писал: «Я вернулся в Брюссель вовремя — к Международному конгрессу по радиологии… Мадам Кюри тоже была там. Она выглядит очень изнуренной и усталой, гораздо старше своих лет. Она работает слишком много для ее здоровья».

Конгресс, о котором пишет Резерфорд, был первым из знаменитых международных физических конгрессов, носивших имя Сольвеевских, в честь бельгийского мецената Сольвея, пожертвовавшего деньги на их организацию. Каждый из Сольвеевских конгрессов посвящался какой-либо одной, особо актуальной проблеме физики. На конгрессы съезжался избранный круг самых выдающихся физиков разных стран: Эрнст Резерфорд, Поль Ланжевен, Альберт Эйнштейн, Макс Планк, Вальтер Нернст, Анри Пуанкаре, Абрам Федорович Иоффе, Мария Кюри… В 1928 году, после смерти первого президента Гендрика Лоренца, постоянным президентом Сольвеевских конгрессов был избран Ланжевен.

На Сольвеевском конгрессе 1910 года обсуждался важный вопрос о мерах и стандартах для измерения радиоактивности. Заслуги супругов Кюри получили всеобщее признание: установив единицу измерения радиоактивности, Конгресс присвоил ей название «кюри»[2].

Далее конгресс принял еще одно важное решение: просить мадам Кюри изготовить интернациональный эталон радия. Решение конгресса было не только данью почета — нет, это было также признанием того, что никто не может превзойти точности измерений Марии Кюри.

Мария Кюри была первой женщиной — лауреатом Нобелевской премии и единственным ученым, получившим эту премию дважды. В 1911 году в том самом зале, где в июне 1905 года, принимая Нобелевскую премию, Пьер Кюри с тревогой и надеждой говорил о будущем науки, Марии Кюри была вручена Нобелевская премия по химии за блестящие работы, выполненные ею после смерти мужа.

«Я хочу напомнить, — говорила Мария Кюри в нобелевском докладе, — что открытие радия и полония было сделано Пьером Кюри совместно со мною. Пьеру Кюри наука обязана целым рядом основополагающих работ в области радиоактивности, сделанных им самим, или же сообща со мной, или же в сотрудничестве со своими учениками.

Химическая работа, имевшая целью выделить радий в виде чистой соли и характеризовать его как элемент, была сделана мной, но тесно связана с нашим совместным творчеством. Мне думается, что я точно истолкую мысль Академии наук, если скажу, что дарование мне высокого отличия обосновывалось этим совместным творчеством и, следовательно, является почетной данью памяти Пьера Кюри».

Делом жизни Марии Кюри был Институт радия в Париже. Еще при жизни Пьера они вместе добивались создания надлежащей радиевой лаборатории. Но лишь через три года после его трагической гибели, в 1909 году, Парижский университет и Пастеровский институт приняли совместное решение о создании Института радия. Институт должен состоять из лаборатории Кюри для физических и химических исследований радиоактивности и лаборатории Пастера для исследований медицинских и биологических. Первую лабораторию возглавит мадам Кюри, вторую — крупный ученый-медик, специалист по радиотерапии Клод Рего. Началась постройка специального здания Института радия.

Строительство длилось более трех лет. Мария Кюри входила во все мелочи, спорила с архитекторами, придирчиво проверяла ход их работы, сама сажала деревья и цветы. Комнаты должны быть светлыми, веселыми; надо, чтобы здесь было приятно работать, требовала она. Она полагала, что этот институт будет лучшим памятником Пьеру Кюри, и хотела «создать когда-либо в его память достойную его лабораторию, которой он сам никогда не имел, но которая помогала бы другим развить его идеи».

Стены Института радия росли, были подведены под крышу. Мария Кюри и ее сотрудники начали понемногу переносить приборы в новые помещения будущей лаборатории Кюри, покидая тесные комнатки на улице Кювье. Веселый гул наполнил новые лаборатории, и мадам Кюри, оживленная, помолодевшая, следила за установкой приборов, давала советы и указания, приступала к продолжению измерений и наблюдений. В широко раскрытые окна нового Института радия щедро лились лучи июльского солнца.

Это был июль 1914 года.

«Если война не грянет, я выеду к вам в понедельник», — писала Мария Кюри 1 августа 1914 года своим дочерям, проводившим лето в Бретани.

Война грянула.

Институт радия опустел: все работники лаборатории Кюри ушли на фронт. Еще никогда не было такой пустоты и одиночества вокруг мадам Кюри. Одна она старалась закончить перевозку и установку оборудования, брошенного в беспорядке. Ей помогал только служитель, не взятый в армию из-за больного сердца. А через несколько дней в покинутой лаборатории появилась помощница.

Шестнадцатилетняя девочка, еще не кончившая школу, переносила и перевозила приборы, устанавливала их на новом месте, разбирала картотеки и коллекции минералов. Она работала точно и быстро, как будто давно привыкла к лаборатории. И, глядя на ее уверенные движения, Мария Кюри как-то неожиданно для себя поняла: она уже не одна, есть верный помощник, продолжатель дела ее и Пьера — их старшая дочь Ирен.

Ирен родилась 12 сентября 1897 года. Несколькими месяцами позже ее родители сообщили во Французской Академии наук о сделанном ими открытии радия. Ей было восемь лет, когда погиб отец. Ее воспитателями были мать и дед.

Отец Пьера Кюри врач Эжен Кюри был человек выдающихся способностей и редкой душевной чистоты. Еще будучи студентом, он участвовал в революции 1848 года, и правительство республики наградило его почетной медалью «За достойное и храброе поведение при уходе за ранеными». Он и сам был ранен во время революционных боев. Позже, во время холерной эпидемии, он остался как единственный врач в одном из кварталов Парижа, из которого бежали все другие врачи, и самоотверженно ухаживал за больными, пока не кончилась эпидемия.

Сам Пьер Кюри хорошо помнил и рассказывал дочери, как во время Парижской коммуны отец превратил их квартиру в медицинский пункт и оба его сына — старший Жак и младший Пьер, — еще мальчики, участвовали с отцом в вылазках за ранеными на баррикады.

Доктор Эжен Кюри смолоду мечтал о научной деятельности, но забота о семье, отсутствие средств вынудили его остаться практикующим врачом. Он на всю жизнь сохранил любовь к науке.

Этот высокий голубоглазый старик, широко образованный и остроумный, атеист, антиклерикал и республиканец, стал заботливым и нежным наставником для осиротевшей Ирен.

Внучка была похожа на отца — медлительная, нелюдимая, замкнутая. Дед был товарищем ее детских игр и первым учителем. Он воспитывал в ней духовную уравновешенность и оптимизм, непререкаемую любовь к реальности, учил ее любить природу и вместе с ней восхищался Гюго и Киплингом.

Мужественный старик поддерживал бодрость и в Марии Кюри, не допускал, чтобы уныние и тоска овладевали ею и омрачили детство внучек.

Мать тоже умно и внимательно руководила воспитанием дочерей, развивала я направляла в девочках стремление к знанию, любовь к труду. Вместе с дочерьми Мария Кюри предпринимала дальние экскурсии на велосипеде, учила их плавать, грести, ездить верхом, ходить на лыжах, брала с собой в походы по горам, поощряла в них смелость и решительность.

Мария Кюри хотела дать дочерям наилучшее образование, по казенная школа претила ей. Она хотела избавить Ирен от муштры и зубрежки, от бесплодных часов сидения в душном классе. «Иной раз у меня создается впечатление, что детей лучше топить, чем заключать в современные школы», — писала она в письме к сестре.

Ей хотелось, чтобы Ирен с детства училась мыслить, трудиться и чувствовать живое дыхание науки. Любящая мать и тут проявила свой талант организатора. Вместе с несколькими ближайшими друзьями она организовала школу для десятка детей, ровесников Ирен. Учителями стали сами родители, и, наверно, никогда и нигде еще не было школы с таким блестящим преподавательским составом. Математику преподавал Поль Ланжевен, химией дети занимались в лаборатории Сорбонны под руководством знаменитого химика Жана Перрена, физике учила сама мадам Кюри в своей лаборатории. Такие же первоклассные учителя преподавали литературу, историю, иностранные языки, естествознание, рисование, лепку, шитье и даже огородничество.

На живых и увлекательных уроках физики в лаборатории Кюри дети сами делали приборы и проверяли физические законы. Мария передавала своим питомцам любовь к науке и целеустремленность. Она требовала от детей безупречной точности в устных арифметических подсчетах. «Ты не смеешь ошибаться, только не спеши». Горе было тому из ребятишек, на чьем рабочем столе наставница замечала беспорядок. Она краснела от гнева: «Не вздумай говорить мне, что ты уберешь это после. На столе во время опыта никогда не должно быть грязи».

Мария Кюри учила детей отнюдь не только «высоким материям», но, наоборот, старалась прежде всего развить в них здравый смысл. «Что вы сделаете, чтобы жидкость в этом сосуде не остывала?» — спрашивала она, например. Дети наперебой предлагали сложные научные решения конструкции теплоизоляционной оболочки. Внимательно выслушав их, Мария улыбается: «Ну, а я бы прежде всего закрыла сосуд крышкой».

После двух лет этой идеальной школы Ирен поступила в коллеж. Она заканчивала среднее образование, когда разразилась война.

С детства Ирен не помышляла ни о каком ином призвании, как о работе под руководством матери в ее лаборатории. Ей не надо было ничего решать, она пришла в лабораторию Института радия, как в свой родной дом. И так же естественно, вслед за матерью, она пошла на фронт.

Как найти свое место, что делать в дни войны? Можно было бы продолжать научную работу в новой лаборатории — ведь Мария Кюри отлично умела работать и без помощников! Можно было бы уйти на фронт медицинской сестрой, как сделали многие ее друзья. Но этого было недостаточно для такого большого человека, как мадам Кюри, и она отдала служению народу не только знания и энергию, но и громадный талант организатора.

В первые месяцы войны она заметила, что в военно-медицинской службе нет рентгеновских аппаратов. Рентгеновы лучи известны были тогда всего лишь два десятка лет, но уже довольно широко применялись в гражданской медицине. Где же и использовать рентгеновские аппараты, как не на фронте для помощи раненым?

Мадам Кюри попробовала убедить высшую военную администрацию в необходимости организовать рентгеновское обслуживание на фронте. В лучшем случае ее снисходительно выслушивали, не принимая решений.

Тогда с той же неистощимой энергией, с какой она когда-то перерабатывала тонны руды, не имея в распоряжении никаких средств, она решила сама снарядить рентгеновские переносные аппараты для просвечивания раненых.

Старательно, терпеливо собирала она все рентгеновские аппараты, какие можно было найти в физических лабораториях и в городских больницах. На покупку аппаратов пошли и все ее личные средства, оставшиеся от Нобелевской премии. С неумолимой настойчивостью она выпрашивала и частные автомашины, обещая взять их «только на время, всего лишь до конца войны». Старые, полуразбитые грузовики, изящные лимузины, туристские автомобили — все шло в ход. Автомашина переделывалась, на ней устанавливался переносный рентгеновский аппарат и динамо-машина, приводимая в действие автомобильным мотором. Такой передвижной рентгеновский пункт объезжал госпитали, помогая врачам оперировать раненых на месте. На фронте эти грузовики прозвали «малютками Кюри». Одну из таких походных лабораторий профессор Мария Кюри оставила для себя. В грязь и пыль, холод и в зной мчалась на грузовике по прифронтовым дорогам из госпиталя в госпиталь эта уже немолодая женщина. Она была и рентгенотехником, и лаборантом, и медицинской сестрой, и прежде всего организатором.

Она преодолевала трудности, чинимые военной администрацией. Она преодолевала недоверие врачей, обучала их, убеждала. Она преодолевала естественный страх раненых, мягко уговаривая их: «Не бойтесь, это же просто фотография». Она мобилизовала добровольцев среди студентов и преподавателей, которых можно было обучить сразу и дать им в распоряжение одну из «малюток Кюри».

В ту пору медицинская рентгенология была еще в зачатке. Мария Кюри сама разрабатывала новые методы изучения переломов, отыскания повреждений или застрявших осколков.

Она пробивается через патрули, спорит с часовыми, объясняет и убеждает. Вот, наконец, машина прибыла к фронтовому госпиталю. Быстро, точными, скупыми движениями, спокойно, как у себя в лаборатории, женщина распаковывает приборы, тянет провода, устанавливает аппарат, завешивает окна в домике или в палатке. Час-два — временный рентгеновский пункт готов. И вот уже несут носилки с изувеченными телами, ковыляют на костылях раненые. На светящемся экране или на фотографической пластинке вырисовывается изображение: развороченные ткани, раздробленные кости, застрявшие пули. Негромко, уверенно Мария поясняет врачу, учит его и учится вместе с ним. Иногда тут же на месте хирург делает операцию. И всегда Мария успевает обучить кого-то рентгеновской технике, управлению аппаратом.

Двое, трое суток почти без перерывов и без сна, пока есть пациенты. Затем, упаковав оборудование, она возвращается в Париж.

Но это не все. Скоро она появляется снова. Откуда достала она еще один рентгеновский аппарат? Она приехала, чтобы установить его в этом госпитале и проверить, как справится с ним обученный ею техник.

И снова фронтовые дороги…

Так Мария Кюри организовала и оборудовала две сотни рентгеновских кабинетов.

Первым помощником и здесь стала Ирен. Сначала она ездила с матерью, помогая ей устанавливать аппаратуру, но вскоре стала работать самостоятельно и, так же как мать, бороздила фронтовые дороги в «малютке Кюри», став и шофером, и техником, и медиком. Она работала рентгенологом в походных лабораториях, в прифронтовых госпиталях, помогала оборудовать рентгеновские кабинеты, принимала раненых, учила врачей.

Нескончаемый поток измученных, страдающих, изувеченных людей проходил через рентгеновские пункты. В сердце девушки, едва достигшей семнадцати лет, росло гневное возмущение против преступников, затеявших мировую бойню.

Чем больше рентгеновских аппаратов удавалось достать и снарядить для армии, тем острее ощущался недостаток квалифицированного персонала. Тогда мадам Кюри организовала в своей лаборатории в Париже школу техников-рентгенологов. Лаборатория не может принять многих? Ну что ж, значит, будем пропускать их группами по пятнадцать человек. Кто будет руководить? Она сама, Ирен, их ближайшие сотрудницы.

Курсы подготовили сто пятьдесят квалифицированных рентгенологов. Ирен руководила практическими занятиями. Одновременно девушка училась. Она закончила среднее образование и поступила в Сорбонну. Частые поездки отвлекали ее, но она не бросала занятий, сдавала экзамены.

В конце войны, когда понемногу затеплилась жизнь в Институте радия, Ирен была зачислена препаратором в лабораторию Кюри.

Пушечный салют возвестил о заключении перемирия. Мадам Кюри смогла вернуться в свою лабораторию. Она не бросила военную медицину, а постепенно передала начатое дело биологическому отделению Института радия. Школа рентгенологов работала еще два года. Опыт военных лет Мария Кюри обобщила в книге «Радиология и война», где писала, что применение рентгеновых лучей и радиотерапия «должны вселить в нас еще большее доверие к бескорыстным исследованиям и усилить наше восхищение и преклонение перед наукой».

Снова ожили рабочие комнаты лаборатории Кюри. Вернулись старые работники — увы, не все! Многие погибли на фронте. Появляются новые сотрудники и ученики, возобновляются исследования, прерванные войной.

Мария Кюри тщательно подбирала состав Института радия, сама руководила работой каждого из сотрудников. Число физиков и химиков возросло уже до четырех десятков. Вместе с ней работали самые близкие помощники: всегда бодрый и оживленный, талантливый физик Фернан Хольвек и начинающий научный работник Ирен Кюри. Руководителем работ стал физик Жан Перрен. Живое участие в работе института принимал профессор Ланжевен.

Появились ученики и из-за границы. Мария Кюри считала, что, принимая учеников из-за рубежа, она способствует подъему национального престижа Франции и развитию изучения радиоактивности во всем мире. Бывали времена, когда в лаборатории Кюри одновременно работали гости из шестнадцати разных стран, а всего через нее прошли представители двадцати пяти стран. Были здесь и ученые из Советской России: в течение двух лет в Институте радия работал Дмитрий Владимирович Скобельцын, ныне известный академик, директор Физического института Академии наук СССР.

В Институте радия создавалась и росла научная школа, оказавшая большое влияние на развитие науки. Институт растет и ширится. Мария Кюри добивается новых кредитов, достает необходимые материалы, руководит работами, устанавливает научные связи с заграницей. Под руководством Марии Кюри Институт радия становится мировым центром по исследованию радиоактивности.

Вскоре после конца войны профессор Кюри возобновила чтение лекций в Сорбонне. Все с той же неутомимой энергией она заботилась о расширении преподавания учения о радиоактивности, об увеличении фонда стипендий для неимущих учащихся. Благодаря ее организаторскому таланту в 1920 году был создан «фонд Кюри», из которого платились стипендии молодым исследователям радиоактивности.

Обязанности директора отнимают у Марии Кюри много времени. Тем не менее она никогда не прекращает свою исследовательскую работу. Она никому не доверяет изготовление препаратов, сама производит измерения и вычисления, исписывая аккуратным почерком страницы лабораторного дневника.

В совершенстве владея пятью языками, она прекрасно знает литературу и требует того же от учеников.

Марии Кюри всегда хотелось, чтобы Институт радия был не только ведущим научно-исследовательским центром, «достойным памятником Пьеру Кюри», но и местом приятным для работы. Еще во время строительства ее первой заботой было насадить деревья вокруг здания и на маленьком участке, отделяющем лабораторию Кюри от лаборатории Пастера. Теперь в этом тенистом садике происходят все обсуждения, встречи и приемы. Мария Кюри выходит из своего кабинета и, опираясь на балюстраду террасы, принимает живое участие в разговоре.

Защиту диссертаций — а из стен лаборатории Кюри выходят ежегодно десятки законченных диссертаций — празднуют обычно тоже в саду. Под липами устанавливают тогда столы, сервированные химической посудой и фотографическими кюветами.

А если погода не располагает к беседам под липами, то случайно возникшие обсуждения и жаркие споры нередко собирают сотрудников у самого выхода из института. Почему-то всем полюбился узкий проход внизу, у лестницы. И часто бывает, что сама мадам Кюри, уютно присев на ступеньках, азартно вступает в спор, а молодежь располагается вокруг, кто на ступеньках, кто на перилах, кто стоя. Есть о чем поспорить!

Наука о радиоактивности переживала в это время новый подъем после застоя военных лет.

В эпоху открытия радия, на рубеже двух веков и в первые годы XX века, представления об атомах были еще очень смутными. Именно исследование радиоактивного распада в основном дало ключ к разгадке строения атома. К моменту начала первой мировой войны в итоге большой работы ученых Франции, Англии и других стран вырисовалась подтверждаемая опытом теория: атом состоит из положительно заряженного ядра и электронов. Заряд ядра равен атомному номеру в таблице Менделеева.

Кюри наметили, Резерфорд и другие продолжили и доказали: радиоактивность — это распад атомного ядра. Самопроизвольно, без каких бы то ни было внешних причин ядро взрывается, из него вылетает альфа-частица (ядро атома гелия) или бета-частица (электрон), и одновременно излучаются электромагнитные волны — гамма-лучи. Меняется заряд ядра — возникает новый химический элемент. Почему распадается именно этот, а не другой атом? Это неизвестно и поныне.

В первое десятилетие XX века было открыто и изучено много реакций естественного радиоактивного распада. Оказалось, что естественная радиоактивность — свойство всех атомов, находящихся в конце таблицы Менделеева: полония, радия, урана, радона, актиния и других.

Постепенно начали привыкать к новым представлениям о строении вещества: атомы не неизменны, не вечны. Они могут меняться, вызывая превращения элементов. Это была революция в науке, а первое десятилетие XX века было периодом ее закрепления и становления.

Все более ясной становилась новая идея: должно быть, все ядра построены из одинаковых простейших частиц; вернее всего, что в состав любого ядра входят протоны, то есть атомные ядра самого легкого элемента — водорода. А может быть, в ядре есть и какие-либо еще частицы? Чтобы решить это, надо проникнуть внутрь атомного ядра.

Конечно, наибольшее внимание привлекала основная особенность радиоактивного распада: выделение энергии. Энергия выделяется при каждом распаде ядра. Нельзя ли ее использовать?

Прежде всего выяснилось, что нет никакой возможности ускорить или замедлить процесс естественного радиоактивного распада. Нет никакой возможности предсказать, распадется или не распадется данный атом. Уже Пьер Кюри указал, что энергия, выделяющаяся при радиоактивном распаде, огромна. Один, только один грамм урана, распадаясь, даст столько же энергии, сколько можно получить, сжигая в топках котлов три тонны угля. Заманчиво использовать эту энергию!

Но… Если у вас есть грамм урана, вам придется подождать полторы тысячи лет, пока распадется половина грамма. В следующие полторы тысячи лет распадется половина оставшейся половины, и так далее.

Этот закон радиоактивного распада установили все те же английские ученые: сын новозеландского фермера, плотный, широкоплечий Резерфорд и подвижный, изобретательный Содди. Они доказали, что каждое радиоактивное вещество характеризуется периодом полураспада. Нельзя угадать, который атом распадется раньше или позже, но можно точно определить, что за время, равное периоду полураспада, распадется половина наличного количества атомов. Времена эти очень разнообразны: радий распадается наполовину за 1590 лет, а полоний — за миллионную долю секунды.

Радий выделяет тепло. Если бы грамм радия распался целиком, выделилось бы около 2 тысяч миллионов калорий, в 360 тысяч раз больше, чем дало бы сгорание грамма угля. Но пройдет история человечества, от падения Римской империи до наших дней, пока грамм радия распадется наполовину! Можно ли пользоваться таким источником энергии?

Как же все-таки овладеть энергией атомного ядра? Очевидно, надо не ждать, пока ядро распадется само, а научиться его разбивать. Но как? Ведь все попытки вмешаться в процесс радиоактивного распада неизменно кончались неудачей. Мысль о проникновении внутрь атомного ядра казалась смелой фантастикой.

«Мы находимся теперь в положении первобытного человека, — писал в те годы один из авторов теории радиоактивного распада, Фредерик Содди. — Первобытный человек пользовался для жизни только солнечным светом, прежде чем он научился добывать огонь. Первым шагом на долгом пути, пройденном человеком от варварства к цивилизации, было, по-видимому, искусство получать огонь». Первобытный дикарь научился готовить пищу на костре, но мог ли он мыслить о будущем огня — о топках паровых машин, о паровозах и пароходах?! Он видел только естественное проявление огня, то есть пламя. Так и… «мы знаем о существовании внутренних запасов энергии в веществе только на основании естественных проявлений ее в радиоактивности».

Энергия, нужная нам для самого нашего существования, которой природа снабжает нас лишь неохотно и совсем не щедро по сравнению с нашими нуждами, действительно содержится в виде громадных запасов в окружающей нас материи, но управление ею и использование ее еще не в наших руках. «Когда мы научимся превращать элементы по желанию из одного в другой, тогда, и только тогда, ключ от этой сокровищницы природы будет в наших руках».

1919 год принес весть о новой победе человека над природой: Резерфорду впервые удалось искусственно разбить атомное ядро.

Чтобы разбить неприступную твердыню, Резерфорд произвел бомбардировку, а «снаряды», разрушавшие атомное ядро, были диаметром в стотысячные части миллиардных долей сантиметра (10^-13 сантиметра). В качестве снарядов Резерфорд применил альфа-частицы.

Представьте себе стрелка, стоящего очень далеко от мишени размером в сто гектаров (один квадратный километр). На мишени нарисована цель: кружочек диаметром в один сантиметр. Именно так относятся друг к другу размеры атома и атомного ядра: ядро меньше атома в сто тысяч раз.

Каково стрелять в такую цель даже и самому искусному стрелку? Но задача Резерфорда была еще сложнее: представьте себе, что стрелку к тому же завязали глаза и он должен стрелять вслепую. Ведь атомы и их ядра невидимы.

Резерфорду удалось поставить опыт так, что альфа-частицы попадали в ядро атома азота и разбивали его. При этом из ядра азота вылетали протоны, и азот превращался в кислород. Это была первая искусственная реакция превращения элементов, осуществленная человеком.

От слепого стрелка Резерфорд отличался тем, что на его мишени была не единственная цель: в веществе множество ядер, и, не попав в одно ядро, снаряд может попасть в другое. К тому же у Резерфорда был не один снаряд, он бомбардировал азот громадным количеством альфа-частиц. В ядро азота попадали очень немногие частицы: единицы из миллионов.

Англичанин Блеккет, который вслед за Резерфордом занимался бомбардировкой атомных ядер, снял и изучил двадцать три тысячи фотографий. На них были видны пятьсот тысяч следов альфа-частиц, но лишь в восьми случаях Блеккет обнаружил то, что искал: след попадания альфа-частицы в ядро.

Кстати, увидеть и сфотографировать следы альфа-частиц Блеккет смог лишь потому, что к этому времени англичанин Вильсон изобрел прибор, названный камерой Вильсона. Камера Вильсона заполнена пересыщенным паром. Когда сквозь пар пролетает заряженная частичка, след ее вырисовывается как темная черточка на ровном сером фоне.

Решил ли Резерфорд задачу овладения ядерной энергией? Нет, до этого решения было далеко.

Да, действительно, при каждом распаде атомного ядра, когда в него попадала альфа-частица, выделялась громадная энергия. Например, каждый раз, когда альфа-частица попадает в ядро атома алюминия, выделяется энергия в 3,3 миллиона электроновольт[3]. Это много. Но ведь попадают очень редкие альфа-частицы, а все остальные летят вхолостую. А на то, чтобы направить пучок альфа-частиц на ядра, нужно затрачивать энергию. Если подсчитать, то оказывается: чтобы осуществить разрушение одного ядра атома алюминия и получить при этом 3,3 миллиона электроновольт, надо затратить вхолостую почти миллиард электроновольт. Ясно, что тратится несравненно больше энергии, чем получается. Опыты Резерфорда не сделали рентабельным источник ядерной энергии. Но они показали, что человек может извлечь ядерную энергию. Пусть пока этот процесс оставался явно невыгодным. Сокровищница природы еще хранила свое богатство, но ключ был уже в руках человека. Успех Резерфорда в штурме ядра азота и искусственном превращении азота в кислород был сенсацией, вестью о начале новой эпохи в истории наук: люди научились осуществлять ядерные превращения. Это сообщение появилось в то время, когда в лабораториях только что снова затеплилась жизнь, прерванная войной. Многие лаборатории, и прежде всего лаборатория Кюри в Париже, подхватили и продолжили работы Резерфорда. Вскоре удалось наблюдать расщепление ядер не только у азота, но и у бора, фтора, натрия, алюминия, фосфора. За ними последовало расщепление ядер неона, магния, кремния, серы, хлора, аргона, калия.

Стало ясно, что человек может искусственно вызвать превращение элементов, бомбардируя атомное ядро надлежащими снарядами. Но вот тут-то и таилась основная трудность: снарядов не было. Альфа-частицы, то есть ядра атомов гелия, несут на себе положительный электрический заряд. Ядро любого атома тоже заряжено положительно. А так как электрические заряды одного знака отталкиваются, то мишень, то есть ядро бомбардируемого атома, и снаряд, то есть альфа-частица, отталкиваются друг от друга.

Заставить альфа-частицу преодолеть эти силы отталкивания удавалось лишь для легких атомов. Поэтому и оказывалось возможным разрушать лишь ядра легких элементов. Последним из них стал калий. Все попытки разрушить ядра элементов, следующих за калием, не привели к успеху. Для штурма атомного ядра нужны были снаряды более мощные, чем альфа-частицы. Но в те времена физики еще не знали других частиц.

Не удивительно, что десятилетие, прошедшее после работ Резерфорда, хотя и было заполнено интенсивной работой, но не принесло новых решающих открытий в области превращения элементов. Это был период, когда углублялись и накапливались знания о строении атома и атомного ядра, совершенствовалась техника эксперимента.

Именно в эту пору начал Фредерик Жолио работать в Институте радия, под непосредственным руководством Марии Кюри.