Уильям Лоуренс - Люди и атомы

Таким образом, наши гигантские запасы нефти — это солнечный свет, пойманный электронами миллионы лет назад и используемый теперь нами. Мы зажигаем лампы, освещаем наши дома, поддерживаем огонь в топках, ездим на автомобилях, летаем на самолетах — и все это при помощи древних солнечных лучей, движущих наше общество. Эти лучи падали на Землю миллионы лет назад, а электрон поймал их и сохранил для нас.

Не только наши материальные потребности, но эстетические и культурные запросы также удовлетворяются вездесущим электроном. Скрипки, да и все другие музыкальные инструменты из дерева или металла, краски для картин, бумага, на которой пишут стихи и прозу, полотна для произведений искусства и еще тысячи материалов, как естественных, так и искусственных, без которых человек не поднялся бы выше уровня своих пещерных предков,— все они получены либо непосредственно из растений, либо сделаны при помощи солнечного света, пойманного электроном и накопленного в растении.

Ведь вся цивилизация обязана огню, а огонь — это химическая реакция, а все химические реакции протекают с участием внешних электронов, вращающихся, как планеты, по определенным орбитам вокруг своих солнц — ядер атомов.

Все это происходит благодаря одному из самых замечательных в природе циклов превращений, которому обязана существованием сама жизнь.

Электроны водорода, содержащегося в воде, и электроны углерода в двуокиси углерода воздуха накапливают солнечную энергию в создаваемых ими самых разнообразных химических соединениях.

Когда мы сжигаем дрова, уголь или нефть, то водород, входящий в состав этих веществ, соединяется с кислородом воздуха, образуя воду, а углерод соединяется с кислородом, образуя двуокись углерода; таким образом, в конечном результате получаются вещества, которые природа использует в начале цикла превращений.

В процессе этой быстрой регенерации воды и двуокиси углерода электроны излучают накопленную ими солнечную энергию в виде тепла и света.

При горении дров мы наблюдаем чудо возрождения первоначальных строительных кирпичиков растения, возникающих, как птица Феникс, из пламени, в котором снова ярко светится солнце вчерашнего дня.

Таким образом, электрон — наш друг. Он начал служить человеку за миллионы лет до того, как человек появился на Земле. Электрон дает нам огонь и жизнь. Огонь, который Прометей принес человеку с Олимпа, был электроном, излучающим солнечный свет.

А за электроном, как управляющая им сила, в центре микрокосмоса — атомного ядра — стоит нуклон. Количество электронов в атоме совершенно строго определяется количеством положительных электрических зарядов (протонов), имеющихся в нуклонах.

За исключением ядра самой легкой разновидности водорода — первого и самого легкого элемента в природе, состоящего из единственного протона,— ядра других атомов содержат протоны и нейтроны, причем последние, по всей видимости, играют роль колеса всемирного равновесия.

В легких элементах количество протонов и нейтронов приблизительно одинаково, т. е. на каждый протон приходится один нейтрон. Постепенно, с возрастанием атомного веса элементов, отношение числа нейтронов к числу протонов увеличивается, достигая наибольшего значения (92 протона на 146 нейтронов) в ядре урана — самого последнего и самого тяжелого из 92 элементов, существующих в природе.

Эти 92 протона, естественно, уравновешены 92 электронами, которые вращаются вокруг ядра по семи орбитам. Семь орбит, обозначаемых буквами К, L, М, N, О, Р и Q, имеют соответственно 2, 8, 18, 32, 21, 9 и 2 электрона. Орбита К, ближайшая к ядру, как бы соответствует орбите планеты Меркурий в нашей солнечной системе.

Ферми и другие его единомышленники не стремились найти сундук с золотом на конце радуги. Они стремились к знаниям, позволившим бы расширить и углубить представление человека об окружающем его мире.

Они знали, что в ядре атома заключен ответ на некоторые самые основные загадки природы, загадки гигантских систем звезд, движущихся по своим орбитам в беспредельном космическом пространстве, и столь же огромных систем клеток, составляющих все живое — растения, животных и людей. И они искали ключ или, скорее, крошечную замочную скважину, через которую можно было бы увидеть хоть немногое из того, что находится за воротами, ведущими в эту цитадель Вселенной.

* Ящик Пандоры в переносном смысле означает источник всяких бед. По древнегреческому мифу Пандора — прекрасная женщина, созданная Гефестом,— вопреки запрещению Зевса открыла ящик, где были спрятаны несчастья, и они разлетелись по всему свету.— Прим, перев.