Нея Зоркая - Как я стала киноведом

Теперь мы знаем пространственное расположение атомов в кристаллах многих тысяч химических соединений. Иногда очень простое, иногда чрезвычайно замысловатое, оно естественно вызывает сравнение с архитектурой. Внутри кристалла, как и внутри большого здания, можно иной раз найти обширные «залы», извилистые «переходы», «этажи» и закрученные по спирали «лестницы». И весь этот интерьер находится в строгом соответствии с экстерьером — внешней огранкой кристалла.

Проводя такую аналогию, нельзя, однако, не отметить весьма важного отличия. Здание строится руками человека. Оно устремляется ввысь вопреки земному притяжению, вопреки стремлению к равновесию, и его устойчивость относительна. Оставленное человеком, лишенное ухода, оно постепенно превращается в руины, а затем и всякий след его стирается с лица земли.

Кристалл строит себя сам. Его архитектура, какой бы затейливой она ни была, возникает не вопреки, а вследствие стремления к равновесию. Образуя правильную гармоническую постройку, атомы тем самым занимают наиболее устойчивое для данных условий положение. И пока эти условия не изменятся, кристаллу не грозит разрушение.

В 1895 году Конрад Рентген открыл удивительные лучи, свободно проникавшие через бумагу, через ткань, даже через металлическую пластинку. Но еще 17 лет после этого природа таинственных лучей оставалась неясной. Решение было найдено в 1912 году, когда немецкий физик Макс фон Лауэ высказал предположение, что длина волны рентгеновских лучей может оказаться настолько малой, что их дифракция будет наблюдаться на кристаллической решетке. История постановки эксперимента, подтвердившего догадку Лауэ, довольно любопытна. Изложим ее со слов советского академика А. Ф. Иоффе [78] А. Ф. Иоффе. Встречи с физиками. М., 1960. .

В те времена в кафе «Хофгартен» в Мюнхене образовалось нечто вроде клуба физиков с участием химиков и кристаллографов, где ежедневно обсуждались актуальные научные вопросы. В этих дискуссиях принимал участие А. Ф. Иоффе, работавший тогда в Германии. Именно здесь фон Лауэ рассказал о своей гипотезе. Но присутствовавший при этом физик Вагнер категорически не согласился с Лауэ. Как может наблюдаться дифракция от пространственной решетки? Ведь дифракционные картины, соответствующие трем измерениям, будут перекрываться, мешая друг другу! — говорил Вагнер. Лауэ настаивал на своем, и свидетели спора предложили заключить пари на коробку шоколада. Фридрих, производивший тогда под руководством Рентгена опыты с загадочными лучами, взялся решить спор путем экспериментальной проверки. Придя в лабораторию, он поставил на пути рентгеновских лучей кристалл, а рядом — фотографическую пластинку, которая могла бы зафиксировать лучи под прямым углом к первичному пучку. Велико было разочарование, когда никаких следов дифракционных лучей на пластинке не обнаружилось! Опыт повторялся многократно, но каждый раз без успеха…

В одной комнате с Фридрихом работал молодой физик Книппинг, которому мешала беспрерывно работавшая рентгеновская трубка. Потеряв терпение, он поставил фотопластинку за кристалл на пути первичного пучка для того, чтобы хоть что-нибудь на ней увидеть. И вот великое открытие совершилось! На проявленной пластинке были видны симметрично расположенные пятна, красноречиво подтверждавшие правильность догадки Лауэ. А вскоре появилась знаменитая работа Лауэ, Фридриха и Книппинга, где сообщалось об открытии дифракции рентгеновских лучей на кристаллах и объяснялась сущность этого явления. Вагнер проиграл коробку шоколада, хотя его скептицизм ускорил постановку опыта.

При таких курьезных обстоятельствах было совершено выдающееся открытие, которое не только позволило однозначно выяснить природу рентгеновского излучения, но и открыло путь ученым в недра кристалла. Возникший на базе явления дифракции новый метод — рентгеноструктурный анализ кристаллов — сделался самым мощным, самым надежным средством исследования строения вещества.

В 1932 году в студенческом химическом обществе Оксфорда читал лекцию профессор Дж. Бернал — крупный ученый, внесший немалый вклад в изучение строения твердого и жидкого вещества. Ныне он широко известен также как активный деятель движения борцов за мир. После лекции к нему обратилась молодая женщина. Она просила разрешить ей работать в лаборатории Бернала над проблемами кристаллохимии природных соединений. Это была Дороти Кроуфут, теперь Дороти Хотчкин, исследования которой впоследствии стали своего рода рекордами структурного анализа.