К вечеру он закончил двухстраничную статью для «Natuге» — краткие соображения в пользу новой идеи и возможная программа их экспериментальной проверки. Он сделал остроумный оценочный подсчет количества альфа-частиц, испускаемых граммом радия за секунду. Все нужные для этого данные были под рукой — в гранках его собственной книги. Но, впрочем, он помнил эти данные наизусть, а считать любил в уме. Получилось — 2,4·1011 альфа-частиц в секунду. Весьма приблизительная величина… Однако не столько само число тут было интересно, сколько руководящая нить его расчета.
Пьер Кюри давно обнаружил: радий теплее окружающей его атмосферы. А недавно вместе с Лабордом измерил этот тепловой эффект. Резерфорд подумал: источник «лишнего» тепла — движение альфа-частиц. Они вылетают из атомов радия во всей массе препарата и легко поглощаются в его толще, передавая свою кинетическую энергию молекулам радиевой соли и повышая ее температуру. Другими словами, препарат нагревается за счет энергии движения всехальфа-частиц, излучаемых радием: можно пренебречь той их малой долей, что все-таки прорывается наружу и растрачивает свою энергию в воздухе. Скорость альфа-частиц известна — он сам дал ей приблизительную оценку. И масса известна, если верно, что они — ионы гелия. А масса и скорость — все, что нужно для определения энергии каждой частицы в отдельности… Он написал:
Такая самобомбардировка радия, вероятно, и создает большую часть тепла, которое поддерживает в препарате температуру более высокую, чем у окружающей атмосферы. Предположив в данном случае, что все тепло имеет своим источником эту непрерывную бомбардировку, можно легко оценить число альфа-частиц, испускаемых за секунду граммом радия.
Так, разделив величину теплового эффекта Кюри — Лаборда на величину энергии одной частицы, он получил число: 2,4·1011. А по данным Томсона и Таунсенда, он так же легко прикинул, сколько ионов должно содержаться в кубике полностью ионизованного газа: 3,6·1019 при нормальном давлении. Теперь, взяв отношение первого числа ко второму, он узнал, какой объем гелия или «альфа-газа» должен выделяться из грамма радия за секунду: примерно шесть миллионных долей кубического миллиметра. Вот и основа для возможного эксперимента!
Он еще не знал тогда, что через пять лет, уже не в Монреале, а в Манчестере, найдет красивейший способ прямо продемонстрировать равнозначность гелия и альфа-частиц. И та его маленькая статья 1903 года сегодня интересна главным образом с психологической точки зрения. Так обычно рождались его замыслы: томление мысли приводило к внезапной догадке; пробужденное воображение тотчас отыскивало наглядную модель явления; завидная память выплескивала всю нужную количественную информацию; жажда новых результатов торопила поиск решения, и оно созревало безотлагательно…
С момента появления вымокшего почтальона до отправки в Лондон той статьи не прошло и суток. Во всяком случае, дождь затихнуть не успел.
…Тихая бомбардировка дождя. Может быть, это она укрепила тогда в его воображении образ самобомбардировки радия — непрерывной бомбардировки атомов альфа-частицами. Конечно, этот образ и до Резерфорда встречался если ие в атомной, то в статистической физике. Но после Резерфорда он стал популярнейшей метафорой в науке о микромире. А все оттого, что Резерфорд увидел в нем нечто большее, чем удачную метафору: ему открылся прямой артиллерийский — наступательный! — смысл атомной бомбардировки.
С этим-то и связана была вторая догадка, осенившая его под дождями Уэльса.
Дожди его так донимали, что он пожаловался на небеса Дж. Дж. Томсону, точно тот был господом богом и мог разогнать облака над уэльским местечком. Дж. Дж. утешил его наилучшим образом: написал в ответ, что все это знакомо ему самому по горькому опыту, но зато, добавил он, Резерфорд будет вознагражден хорошими днями в Саутспорте. Он имел в виду не погоду, а признание и аплодисменты. (Дж. Дж. не предвидел столкновений с Кельвином и Армстронгом.)
Резерфорд начал обдумывать свою будущую, отчасти уже известную нам речь на конгрессе Би-Эй. Представил себе море голов, в котором лишь островками будут разбросаны истинно сведущие в предмете люди. И решил: надо будет, кроме всего прочего, рассказать о вещах, поражающих воображение.
Он вспомнил об опытах со спинтарископом Крукса. В общем-то к этому простенькому прибору относились тогда как к «научной игрушке» (Андраде). Продолговатый ящик. Одна из стенок — экран, покрытый сернистым цинком. Напротив — линза. Перед экраном крупинка радия на тонкой игле. Радиация вызывает мгновенные вспышки на экране. Они хорошо видны через линзу. Их можно при желании даже считать.
…В спинтарископе Резерфорда вместо радия излучала крупинка полония. Это означало, что сцинцилляции наверняка вызывались только альфа-бомбардировкой. В сущности, никакого опыта и не было. Было размышление над физическим смыслом этих завораживающе красивых микрособытий. Объяснить их физика еще не умела. Но Резерфорд реально представил себе происходящее: летит тяжелый снаряд, соизмеримый с самими атомами экрана-мишени; он врезается в один из них, принеся с собою огромную энергию; и встретившийся с такой альфа-частицей атом ие просто отлетает в сторону; что-то важное совершается в его недрах; воочию наблюдаемое световое излучение пострадавшего атома — последствие такого вторжения.
Инструмент для проникновения во внутриатомный мир — вот что такое альфа-частицы!
В Саутспорте, заговорив о сцинцилляциях, он выразил эту мысль в словах, действительно поразивших воображение многих: «Впервые мы наблюдали некий, вероятно единичный, атомный эффект»!
…Хмурые валлийцы в Беттус-и-Коэд не знали, как благодатен был тот угнетающий августовский дождь. И не подозревали, какие всходы он даст. Не на полях — в лабораториях. А чертыхавшийся чужеземец, канадский профессор, не выдержавший, наконец, испытания сыростью и- до срока бежавший от разверзшихся над Уэльсом хлябей небесных, он-то сполна ли представлял себе будущий урожай? Даже его необъятного воображения было для этого мало.
Одно он знал с несомненностью: отныне и надолго с альфачастицами будут связаны все его главные помыслы и большие ожидания. И теперь уже о них, а не об ионах, начал говорить он с гулливеровской нежностью — «веселые малыши».
Оттого-то, возвращаясь осенью 1903 года из Европы в Канаду, он все время помнил о свинцовой коробочке с 30 миллиграммами бромида радия.
Эта свинцовая коробочка вызвала смятение среди служителей таможни в нью-йоркском порту. Случай не имел прецедентов. Государства еще не успели обзавестись законами па предмет ввоза и вывоза радия. Драгоценность или просто химикат? Обкладывать ли пошлиной и какой? Чиновники всех времен и народов в общем одинаковы: таможенники решили переслать ящичек д-ра Резерфорда начальству — в оценочный оффис государственного казначейства. Но одержимые исследователи всех времен и народов в общем тоже одинаковы: таможенникам пришлось ограничиться рапортом с указанием, что «доктор Резерфорд наотрез отказался расстаться со своим сокровищем».
Однако кончилось все миролюбиво: профессор сказал, что готов подписать обязательство провезти конфликтный ящичек по территории Штатов в полной сохранности, другими словами — не спекулируя по дороге миллиграммами непонятной драгоценности. Американские чиновники тотчас согласились с профессором. Это перекладывало решение пошлинной проблемы на совесть их канадских коллег. На канадской таможне возникло лишь пустяковое затруднение: американцы в сопроводительном письме назвали его мак-гилльским профессором из Торонто. Дело не в том. что они не знали, где находится Мак-Гилл. Дело в том, что имя Эрнста Резерфорда еще не было настолько знаменито, чтобы их ошибку следовало считать непростительной.
Далеко еще было до эпохи, когда физики стали в глазах человечества сопричастны судьбам истории. Еще не вошло в употребление слово «атомник». И хотя журналисты уже осаждали Мак-Гилл и газеты плели небылицы о превращениях материи, слава Резерфорда была всесветной только в ученом мире. Но зато в этой профессиональной и ревнивой среде он слыл уже не просто «львом сезона». Ободряющая острота Джозефа Лармора была слишком светской, чтобы быть еще и достаточно точной. Коллеги видели в Резерфорде отнюдь не сенсационного героя — баловня внезапного успеха. Они сознавали: это был калиф не на час, а на жизнь!