В 1869 году, когда Дмитрий Ива­нович Менделеев создавал свою пе­риодическую систему элементов, ца­рил атом Дальтона. Согласно своему названию он был неделим, а соглас­но ломоносовскому закону сохране­ния массы, по которому ни химиче­ские ни физические процессы не мо­гут привести к уничтожению или со­творению массы, неуничтожимым. И наступил 1896 год.
К концу девятнадцатого века мно­гие физики начали исследовать явле­ния, сопутствующие прохождению электрического тока через разрежен­ные газы. Они отметили, что при очень низком давлении внутри сте­клянной 'трубки один из впаянных в нее электродов становится источником лучей. Испускающий их элек­трод называли катодом (отрицатель­ный электрод), и поэтому новые лу­чи были названы катодными. Когда они попадали на стенку трубки, стекло начинало светиться (флуорес­цировать).
Выполняя в 1895 году подобные опыты, Вильгельм Конрад Рентген заметил, что то место стеклянной колбы, которое светится под влия­нием катодных лучей, одновременно является источником какого-то ново­го излучения. Когда трубку выклю чали, это излучение прекращалось, когда ее включали, оно всегда поя­влялось, и хотя само по себе было невидимо, то, попадая на некоторые химические соединения, оно вызы­вало их свечение сильным зеленым светом. Эти невидимые лучи, без труда проникающие4 через толстый слой бумаги, картона, кожи, легких металлов и вызывающие почерне­ние фотографической пластинки, (да­же в упаковке) открывателем были названы Х-лучами. Ныне мы чаще говорим о рентгеновских лучах.
Таинственное Х-излучение склони­ло ученых к новым исследованиям. Они рассуждали: „Стенки рентгенов­ской трубки светятся зеленым све­том и испускают Х-лучи под влия­нием катодных лучей. Нам издавна известны вещества, светящиеся под влиянием дневного света. Это неко­торые разновидности фосфора, раз­ные минералы... А может быть и они посылают Х-лучи?" ->Ммея даже только такие сведения, какими вы теперь располагаете (то­гдашние ученые знали ,немногиМ больше), легко предложить опыт, ко­торый ответит на этот вопрос. Свой­ства, характерные для Х-лучей, это способность побуждать к свечению платиноцианид бария и вызывать почернение завернутых фотографи­ческих пластинок. Ученый Алек­сандр Эдмон Беккерель завернул не­которое количество фотопластинок в черную бумагу, положил сверху раз­ные минералы и выставил все это на дневной свет. Вещества под влия-
нием , освещения начи­нали флуоресцировать, а находящиеся под ними плотно упакованные све­точувствительные мате­риалы регистрировали присутствие Х-лучей, для которых слой бума­ги не представлял пре­пятствия, хотя он и был совершенно непроницаем для солнечных лучей. По истечении некоторо-рого времени Беккерель проявил пластинки, и тогда оказа­лось, что только одна проба дала по­ложительный результат, указываю­щий на то, что пластинка испускает рентгеновские лучи. Это была труда урана. В соответствии с обычаями ученых того времени, Беккерель объ­явил о своем открытии, а несколько дней спустя произошло нечто пре­странное. Случайно в темном шкафу хранилась фотопластинка, прижатая урановой солью. Эта пластинка бы­ла проявлена и оказалось, что имен­но они особенно сильно почернела.
До этого Беккерель полагал, что, как стенка рентгеновской трубки преобразовывает энергию падающих катодных лучей в энергию флуоресценции и Х-лучей, так и соли урана преобразовывают энергию солнеч­ных лучей. Если, однако, вещество было'закрыто в шкафу без доступа света, то откуда взялась энергия, нужная для создания излучения? Не возникла же она из ничего! Закон сохранения энергии, сфор­мулированный Михаилом Васильв"» вичем Ломоносовым в 1748 году, а обстоятельно обоснованный Юлиу­сом Робертом Майёром в 1842 году, гласит, что энергию невозможно со­творить ни уничтожить, а ее коли­чество в замкнутой системе является постоянным. Тем временем ее посто­янно испускали руды урана. Этот факт разрушал всю научную карти­ну мира.
Если события, происходящие в мире науки, можно определять как сенсационные, то открытие Бекке-реля всецело заслуживало этого определения. Вопросы умножались без. конца. Какова природа излуче­ния, испускаемого рудой урана? Как ее измерять? Что является источни­ком излучения? Откуда происходит энергия, передаваемая таким обра­зом? Когда получали ответ на один из этих вопросов, он оказывался лишь исходной точкой для новых проблем. Например, было замечено, что излучение, выпускаемое рудой урана ионизирует воздух, то есть придает ему способность проводить электрический ток. Используя это явление и применяя высокочувстви­тельный прибор, сконструированный Пьером Кюри, Мария Склодовская-Кюри приступила к исследованиям с целью определить интенсивность излучения отдельных тел. Она от­крыла, что изо всех известных ве­ществ свойства, подобные свойствам соединений урана, показывают толь­ко соединения тория. Кроме того, она установила, что способность ис­пускать лучи — радиоактивность — присуща атомам элементов, а не мо­лекулам, в состав которых эти ато­мы входят, и поэтому соединения урана и тория показывают радиоак­тивность, пропорциональную коли­честву содержащегося в них чистого элемента.
Иначе говоря, если мы знаем, сколь сильно излучение, например, одного грамма урана, то мы можем — зная химический состав его соединения — предусмотреть, в какой степени радиоактивным будет это соединение.
Увы. это правило было верным только по отношению к веществам, полученным в химических лаборато­риях, тогда как природные руды вы­кидывали престранные штуки. А именно, они были всегда более ра­диоактивными, чем -это следовало из содержания в них урана или тория. Мария Склодовская-Кюри извлекла из этого обстоятельства следующий вывод: „... С этого момента стало чем-то весьма вероятным, что высо­кая активность урановой смолки, хальколита и отенита (все это — ма­териалы, содержащие уран — прим. автора) зависит от содержания в этих телах малого количества очень сильно радиоактивного вещества, от­личающегося от урана, тория и во­обще от ранее известных элементов. Мне показалось, что если это дейст­вительно так, то я могу надеяться извлечь из минерала это тело с по­мощью процедуры обычного химиче­ского анализа".
О том, что это не были пустые обещания, вы хорошо знаете, и нет необходимости рассказывать вам эту историю. Для того, чтобы добиться в науке успеха, надо иметь только интересную теоретическую концеп­цию и много времени посвятить на ее экспериментальное доказатель­ство. Так было и в данном случае. Мария Склодовская-Кюри открыла в течение одного года (1898) два но­вых химических элемента: полоний и радий, а ее сотрудники немногим позже (в 1899 году) обнаружили тре­тий — актиний.
В это же время Эрнест Резерфорд занялся исследованием свойств из­лучения, испускаемого радиоактив­ными веществами. Прежде всего он попытался уловить его. С этой це­лью он поместил источник излуче­ния в стеклянный сосуд, старатель­но выкачал из сосуда воздух и за­паял его. По истечении некоторого времени Резерфорд проверил содер­жимое сосуда. Оказалось, что в нем скопились два газа: один легкий, открытый за несколько лет до этого, а другой тяжелый, радиоактивный и неизвестный. Оба эти газа были хи­мическими элементами и ни один из них не находился в материале, взя­тым для опыта. Первый из них — ге­лий, второй был назван полонием.
В 1892 году известный физик Аль­берт Майкельсон написал:
„Хотя никогда нельзя утверждать, что будущее физических наук не таит никаких сюрпризов, то, однако, представляется правдоподобным, что большинство общих принципов и за­конов сильно упрочилось, и дальней­ший прогресс, по-видимому, будет состоять в строгом применении этих принципов ко всем явлениям, кото­рые мы будем наблюдать".
Это были типичные взгляды пред­ставителя науки девятнадцатого ве­ка. Прошло немного лет и все изме­нилось. Физики хватались за голову, смотря, как кусочки урана выделяют энергию днем и ночью, ниоткуда ее не черпая. Химики оплакивали атом Дальтона, а новые элементы возникали в герметически запаян­ных сосудах. Итак, надо было взяться за работу.