Даниил Данин - Резерфорд

Альфа-распад становился явлением загадочным. Классика его запрещала. А природа разрешала!

Между прочим, по словам Бора, одним из первых обратил внимание на странность происходящего молодой Роберт Оппенгеймер. Было это как раз в 27-м году, когда он перед поездкой в Геттинген для работы у Макса Борна некоторое время провел в Кавендишевской лаборатории. Там, в кабинете Резерфорда, Бор и познакомился с ним. Со временем они стали друзьями, хотя датчанин годился в отцы американцу. И через три десятилетия, в 50-х годах, когда маккартистская Америка травила Роберта Оппенгеймера как противника водородной бомбы, Бор со всегдашней своей высочайшей порядочностью намеренно и подчеркнуто заявил о близкой дружбе, связывающей его с Оппи. Он сделал это в мемориальной резерфордовской лекции. И там же рассказал, с какою безошибочностью в 1927 году Резерфорд восторженно отозвался о богатой одаренности двадцатитрехлетнего физика из Штатов.

Можно поручиться, что сэр Эрнст оттого-то и отнесся тогда с повышенным интересом к Оппенгеймеру, что тот задумался над противоречивым фактом проникновения недостаточно энергичных частиц через высокие потенциальные барьеры. Это противоречие все более и более томило тогда самого Резерфорда.

Сознавая безысходность положения, он недаром требовал новых законов: чутье подсказывало ему, что старыми тут не обойдешься. Но вместе с тем он еще пытался выйти из затруднений миролюбиво — с помощью одних классических представлений. В сентябре 27-го года он даже опубликовал в «Philosophical magazine» чисто теоретическую статью «Структура радиоактивных атомов и происхождение альфа-лучей», в которой, по его же собственным словам, выразилось «стремление примирить явно противоречащие друг другу данные…».

Примирить! Не очень-то это было в духе времени. В том самом сентябре 27-го года уже готовились к решительной схватке на 5-м Сольвеевском конгрессе традиционалисты и новаторы. А ведь прежде и он, как редко кто, умел обнажать конфликты и обострять в непонятном черты необычности. Не так ли было с открытием эманации тория, и с отражением альфа-частиц от сердцевины атомов, и с выбиванием длиннопробежных протонов из азотных ядер? И во всех этих случаях дело кончалось эпохальными свершениями: теорией радиоактивного распада, планетарным атомом, расщеплением ядра… Так, может быть, и на этот раз все могло кончиться новым громким успехом, если б он, как бывало, обострил ясно обозначившийся конфликт между классикой и природой? Конечно, могло! И даже наверное…

Зная наперед, как разрешилось противоречие, легко набросать простую схему очередного выдающегося открытия, помаячившего перед ним, но в руки ему не давшегося.

В самом деле, разве не смог бы он прийти к идее волн-частиц и увериться, что микромир населен этими неклассическими кентаврами? Обострение конфликта означало бы, что альфа-частица, преодолевая барьер, превышающий ее энергию, совершает поступок, абсолютно невозможный для корпускулы. Абсолютно! Но так как она его все-таки совершает, не оставалось бы другого выхода, как допустить, что природа наделила ее не только корпускулярными свойствами. И если бы четыре года назад де Бройль не провозгласил двойственности электрона, он, Резерфорд, вынужден был бы сейчас на свой страх и риск объявить коллегам о двойственности альфа-частиц: в их поведении с несомненностью сказывается некая волнообразность.

Он объяснил бы: им, корпускулам, как видно, присуща та черта, что позволяет световым волнам огибать препятствия или проникать за поверхность раздела двух сред даже тогда, когда лучи падают под углом полного внутреннего отражения. Поток частиц — классических корпускул — ни на то, ни на другое не способен: явлений дифракции не дает и от запретной границы отражается полностью. И если потенциальный барьер вокруг ядра такой границей для альфа-частиц не служит, то нельзя не признать, что они — волны. Тогда их незаконное просачиванье сквозь барьер сразу становится законным. И альфа-распад перестает быть загадкой. А так как они вместе с тем все-таки частицы, то нужно согласиться, что микромир населен кентаврами. (Логический переход от альфа-частиц к любым микрообъектикам был бы совершен без труда.)

Так что же: перед Резерфордом маячило как бы второе открытие основной физической идеи квантовой механики? Если угодно — да. Но для физики имело бы значенье не это переоткрытие уже известного, а более скромное достижение: первое качественное указание на возможность волнового решения проблемы потенциального барьера. Дальше началась бы громоздкая математика, однако бесценна была бы тогда именно эта физическая подсказка. А она его не осенила!