Но, как всякий влюбленный, он думал о них беспрестанно. Думал и тогда, когда прощался в Монреале с отъезжающим Содди и составлял свою разграничительную схему дальнейших исследований. Н тогда, когда покупал у Изенталя брауншвейгский бромид. И когда встречался с Кюри. И когда выступал в Саутспорте. Именно памятным летом 1903 года, в дни его путешествия по Европе — на отдыхе! — пришли ему в голову две догадки, столь важные, что он поспешил тогда же высказать их вслух.
Одна была очень определенной и прямо звала к действию.
Другая этим достоинством не обладала, но была несравненно значительней: в ней дремало все будущее атомно-ядерной физики. И его собственное будущее. И как показало время, наше — всечеловеческое — будущее тоже.
В Уэльсе шли дожди. Они шли с осенней безнадежностью, хотя над Британскими островами стоял август. Они наводили тоску на вдову де Рензи Ньютон, на Мэри, на маленькую Эйлин. И всего больше на главу святого семейства: он без компромиссов любил летом — лето, зимою — зиму. Нелегкая понесла их после Парижа, после Швейцарии в этот Северный Уэльс с его непроизносимыми географическими названиями и климатом, менее всего пригодным для каникул. Оставалось одно избавленье: работать! И обнесенный стенами дождя в местечке Беттус-и-Коэд, профессор Резерфорд работал.
Он правил кипы гранок своей «Радио-активности» (так, через дефис, писал он это слово). Их ждало издательство Кембриджского университета: как и сам Резерфорд, оно торопилось первым выпустить в свет всеобъемлющую монографию по предмету, который теперь, после открытия превращения элементов, волновал научные круги уже во всем мире. Для поспешности была и другая причина — не приоритетная, а существенная. Каждый месяц приносил немаловажные новости. Итоги семилетнего изучения радиоактивности подводились в этой книге на ходу. И сам автор был из тех, кто развивал новую науку быстрее, чем работала типография. Оттяжки приводили бы к непрерывному и неизбежному расширению текста. Книга обещала успешную распродажу и переиздания с дополнениями. (Переиздание понадобилось уже в следующем году, и было в нем не 382 страницы, как в первом, а 558!)
Да. автор работал быстрее типографии. Пока под нескончаемо ровный метроном дождя рука Резерфорда правила огрехи в гранках, его мысль вела поиск далеко за пределами набранного текста. Однажды — было это, очевидно, 15 августа 1903 года — вымокший почтальон принес ему письма и бандероли из Лондона. Среди них последний номер «Nature», вышедший два дня назад. Он пробежал статью Рамзая и Содди. Подумал, сколько разговоров вызовет она среди ученых. Но для него, единственного, там не было ничего нового: доказывалось, что радий и эманация порождают гелий. Однако приятно было прочесть, что это поработали на Говер-стрит его заветные 30 миллиграммов изенталевского бромида.
Он уже снова склонился над графиками, как вдруг неотлучная мысль об альфа-частицах заставила его схватить чистый лист бумаги. Мысль была коротка и неотразима — удивительно, что раньше она не приходила ему на ум: «Да ведь эти атомы гелия, рождаемые радием, просто альфа-частицы!»
К вечеру он закончил двухстраничную статью для «Natuге» — краткие соображения в пользу новой идеи и возможная программа их экспериментальной проверки. Он сделал остроумный оценочный подсчет количества альфа-частиц, испускаемых граммом радия за секунду. Все нужные для этого данные были под рукой — в гранках его собственной книги. Но, впрочем, он помнил эти данные наизусть, а считать любил в уме. Получилось — 2,4·1011 альфа-частиц в секунду. Весьма приблизительная величина… Однако не столько само число тут было интересно, сколько руководящая нить его расчета.
Пьер Кюри давно обнаружил: радий теплее окружающей его атмосферы. А недавно вместе с Лабордом измерил этот тепловой эффект. Резерфорд подумал: источник «лишнего» тепла — движение альфа-частиц. Они вылетают из атомов радия во всей массе препарата и легко поглощаются в его толще, передавая свою кинетическую энергию молекулам радиевой соли и повышая ее температуру. Другими словами, препарат нагревается за счет энергии движения всехальфа-частиц, излучаемых радием: можно пренебречь той их малой долей, что все-таки прорывается наружу и растрачивает свою энергию в воздухе. Скорость альфа-частиц известна — он сам дал ей приблизительную оценку. И масса известна, если верно, что они — ионы гелия. А масса и скорость — все, что нужно для определения энергии каждой частицы в отдельности… Он написал:
Такая самобомбардировка радия, вероятно, и создает большую часть тепла, которое поддерживает в препарате температуру более высокую, чем у окружающей атмосферы. Предположив в данном случае, что все тепло имеет своим источником эту непрерывную бомбардировку, можно легко оценить число альфа-частиц, испускаемых за секунду граммом радия.
Так, разделив величину теплового эффекта Кюри — Лаборда на величину энергии одной частицы, он получил число: 2,4·1011. А по данным Томсона и Таунсенда, он так же легко прикинул, сколько ионов должно содержаться в кубике полностью ионизованного газа: 3,6·1019 при нормальном давлении. Теперь, взяв отношение первого числа ко второму, он узнал, какой объем гелия или «альфа-газа» должен выделяться из грамма радия за секунду: примерно шесть миллионных долей кубического миллиметра. Вот и основа для возможного эксперимента!
Он еще не знал тогда, что через пять лет, уже не в Монреале, а в Манчестере, найдет красивейший способ прямо продемонстрировать равнозначность гелия и альфа-частиц. И та его маленькая статья 1903 года сегодня интересна главным образом с психологической точки зрения. Так обычно рождались его замыслы: томление мысли приводило к внезапной догадке; пробужденное воображение тотчас отыскивало наглядную модель явления; завидная память выплескивала всю нужную количественную информацию; жажда новых результатов торопила поиск решения, и оно созревало безотлагательно…
С момента появления вымокшего почтальона до отправки в Лондон той статьи не прошло и суток. Во всяком случае, дождь затихнуть не успел.
…Тихая бомбардировка дождя. Может быть, это она укрепила тогда в его воображении образ самобомбардировки радия — непрерывной бомбардировки атомов альфа-частицами. Конечно, этот образ и до Резерфорда встречался если ие в атомной, то в статистической физике. Но после Резерфорда он стал популярнейшей метафорой в науке о микромире. А все оттого, что Резерфорд увидел в нем нечто большее, чем удачную метафору: ему открылся прямой артиллерийский — наступательный! — смысл атомной бомбардировки.
С этим-то и связана была вторая догадка, осенившая его под дождями Уэльса.
Дожди его так донимали, что он пожаловался на небеса Дж. Дж. Томсону, точно тот был господом богом и мог разогнать облака над уэльским местечком. Дж. Дж. утешил его наилучшим образом: написал в ответ, что все это знакомо ему самому по горькому опыту, но зато, добавил он, Резерфорд будет вознагражден хорошими днями в Саутспорте. Он имел в виду не погоду, а признание и аплодисменты. (Дж. Дж. не предвидел столкновений с Кельвином и Армстронгом.)
Резерфорд начал обдумывать свою будущую, отчасти уже известную нам речь на конгрессе Би-Эй. Представил себе море голов, в котором лишь островками будут разбросаны истинно сведущие в предмете люди. И решил: надо будет, кроме всего прочего, рассказать о вещах, поражающих воображение.