Вера Черногорова - Беседы об атомном ядре

Известный французский ученый П. Кюри поместил эту злополучную трубочку, содержащую радий, в специальный сосуд с водой — калориметр, чтобы оценить количество энергии, выделяемой при радиоактивном распаде вещества.

В воде поглощались почти все вылетающие из препарата альфа-частицы, электроны и гамма-лучи, и ее температура повышалась.

По степени нагревания воды П. Кюри установил, что один атом радия, превращаясь в радон, выделял в миллион раз больше энергии, чем можно было получить при образовании молекулы воды из двух атомов водорода и одного атома кислорода. А эта химическая реакция славилась своей высокой отдачей энергии.

Радиоактивные вещества представлялись чем-то вроде хранилищ, наполненных величайшей драгоценностью — энергией, которую с большим трудом добывали люди, сжигая извлекаемое из-под земли топливо.

Физики видели, что нет принципиальной разницы между обычными веществами и радиоактивными. По их мнению, атомы всех химических элементов должны были иметь большие запасы энергии. Но только радиоактивный распад атомов давал возможность обнаружить эти запасы, часть которых уносили альфа-частицы, электроны и гамма-лучи.

Осознание того, что вот тут, под рукой, кругом есть энергия, которую, может быть, удастся использовать в будущем, радовало и восхищало.

В то же время некоторые ученые уже задумывались об опасности, которую таит в себе это будущее. Выдержит ли человечество предстоящее ему испытание? Во зло обратит оно свое могущество или с его помощью ускорит развитие цивилизации?

Но мало кто заглядывал так далеко вперед. Пока проблема внутриядерной энергии имела чисто фундаментальное значение и большинство ученых заботило совсем иное: как докопаться до самой сути, узнать, каково назначение энергии, запертой в веществе, и когда возник там этот запас?

Не теряя веры в закон сохранения энергии, надеялись и здесь вскрыть привычный ее круговорот. Все эти благие пожелания так и остались бы пожеланиями, если б не помогла удивительная история, связанная с атомным весом.

— Атомный вес? Что в нем может быть интересного? При распаде ядра по крайней мере что-то происходит — вылетают частицы, выделяется энергия. А что может приключиться с атомным весом?

— Представьте себе, атомный вес поведал физикам немало ценных сведений о микромире. Особенно когда они нежданно-негаданно оказались в роли ревизоров.

— ?!

— Да, да, физикам-ревизорам однажды крупно повезло. Они вскрыли недостачу в атомном весе.

Чтобы понять, как удалось им это сделать, обратимся к… философии. Люди всегда жаждали узнать, из чего состоит мир.

Двадцать с лишним веков назад на эту тему можно было только философствовать. Так и поступали. Демокрит, которого, по-видимому, больше интересовала, так сказать, структура всего сущего, изрек однажды: «Мир состоит из атомов».

А современник Демокрита Эмпедокл подходил к этой проблеме с другой стороны. Он искал элементы, общие для всей природы, и нашел, что миром владеют четыре стихии: земля, огонь, вода и воздух.

От философов не требовали и не требуют доказательств. Поэтому известному последователю школы Эмпедокла Аристотелю не стоило большого напряжения утверждение о том, что материя состоит из одного первичного вещества — «протила». Все равно никто не знал, что это такое, в том числе и сам философ.

Но в начале XIX века английский врач и химик У. Праут как будто догадался, что представляет собой «протил». Учение Демокрита и предположение Аристотеля в гипотезе У. Праута гармонично слились в идею о материальном единстве мира.

Мир построен из атомов, а атомы всех химических элементов построены из одних и тех же стандартных деталей — из атомов водорода. Водород — вот он, «протил» древних, — полагал У. Праут.

Однако XIX век отличался от века, в котором жили древние мыслители, гораздо большей недоверчивостью. Одного утверждения людям было мало, требовались и доказательства. Если гипотеза У. Праута соответствовала действительности, то атомные веса элементов должны были быть целыми, кратными атомному весу водорода.

Но беда в том, что тогда еще не умели взвешивать атомы. А гипотеза была заманчива, ее стоило проверить. Первую попытку сделал упоминавшийся нами Д. Дальтон. Косвенно, из расчета количества участвующих в химической реакции веществ, он нашел атомные веса нескольких элементов. И… У. Праут потерпел поражение. Атомные веса имели дробные значения. Последующие уточнения не изменили сложившейся ситуации.