Ирина Радунская - Безумные идеи
Выяснилось, что над пустынным океаном ионизация воздуха лишь немного меньше, чем над сушей, а на вершинах гор она заметно больше, чем на равнинах. Но теперь возникали новые вопросы. При чем здесь радиоактивность почвы и воды? Может быть, все же виновата радиоактивность воздуха? Нет, измерения и расчеты неоспоримо показали, что она слишком мала и не может вызвать наблюдаемую ионизацию. Значит, твердили чудаки, нужно искать другую, неведомую еще причину таинственного разрушения атомов воздуха.
И поиски продолжались. Но еще долго все попытки обнаружить ионизирующий фактор или открыть механизм ионизации, действующий в горах сильнее, чем в низменностях, не приводили к успеху. Загадка казалась неразрешимой.
Вот тогда-то австрийский ученый Гесс высказал парадоксальную догадку о том, что причину ионизации атмосферы надо искать не на Земле. Причиной является излучение, приходящее из космоса. Что представляет собой это излучение, откуда оно исходит, из чего состоит, каков его характер, какие последствия, кроме ионизации воздуха, оно вызывает – на эти вопросы в то время, а это происходило в первое десятилетие нашего века, ни Гесс, ни другие ученые ответить не могли. Да и как бы они могли ответить, если экспериментальная техника того времени была весьма несовершенной. Век электроники только начинался.
Найденный мир
Попробовав суп на вкус, невозможно что-либо сказать о его химическом составе, о наличии в нем витаминов и ферментов. Язык – слишком несовершенное орудие для такого анализа.
Первые опыты с неизвестным излучением делали при помощи очень примитивных приборов. В то время самым острым оружием для таких экспериментов была стеклянная, герметически закупоренная банка, в которой дышали два тоненьких, напоминающих крылья порхающей бабочки листочка фольги. Они были подвешены к металлическому стержню, проходящему сквозь пробку банки. Если банка попадала в очаг электричества, металлический стержень тотчас передавал заряд крылышкам. А те, как и положено одноименно заряженным телам, отскакивали друг от друга. И тем сильнее, чем больше был их заряд. Так по взмаху крылышек ученые определяли, конечно, очень приблизительно, степень ионизации среды, окружающей банку.
Захватив с собой столь несовершенных помощников, первые энтузиасты высотного излучения, как его тогда называли, пробирались поближе к вершинам гор, погружались в кристально чистые горные озера или спускались под землю в глубокие шахты. Ученые ездили к студеному полярному морю или плыли вдоль экватора. Они поднимались даже на воздушных шарах, что требовало в то время немалого героизма, или, на худой конец, забирались на колокольню либо пожарную каланчу. Короче говоря, они пробирались, вооруженные чуткими крылышками, туда, где, по их расчетам, не было естественных радиоактивных загрязнений, которые могли влиять на ионизацию воздуха и тем самым спутать им все карты.
И конечно, толкала их вперед не жажда приключений или любовь к туризму. Их влекло в мир непознанного стремление разгадать тайны, которыми так богата природа.
Как почти в любой области знания, ученые прошли полосу ошибок и заблуждений. Если им удавалось ценой больших усилий провести точный эксперимент (точный в пределах очень небольших возможностей техники того времени), то подводила разноречивость сведений, собранных различными исследователями, противоречивость их выводов о существе открытия.
Удачи и ошибки складывались, вызывая все больший интерес к новому явлению. И надо сказать, что удачи были очень скромны и малоэффектны, а потому вначале почти незаметны. Зато вокруг ошибок всегда клубились споры и дискуссии. Сколько шума, например, наделала гипотеза американца Милликена, которая затем оказалась ошибкой!
Начал Милликен с большой удачи: ему посчастливилось правильно определить мощность нового излучения, что было нелегко. Но когда он попытался понять природу явления, то поддался на приманку эффектной аналогии.
Милликен, по-своему взвесив результаты опытов, пришел к выводу, что космическое излучение подобно свету. Но отличается оно от света тем, что испускается не поверхностью Солнца и звезд, а рождается в их недрах. Он думал, что в недрах звезд ядра атомов сжаты таким колоссальным давлением и накалены до столь чудовищной температуры, что полностью преобразуются в кванты мощного, проникающего излучения, аналогичного гамма-лучам радия.
Но впоследствии оказалось, что Милликен не заметил в своей теории существенной ошибки. Если бы все было так, как он предполагал, то ни Солнце, ни звезды не могли бы существовать. Они были бы неустойчивы. Давление гипотетического излучения не могло быть уравновешено силами притяжения.
Со временем было установлено, что космические лучи вовсе не электромагнитное излучение и совсем не подобны ни свету, ни рентгеновым или гамма-лучам. Но тогда...
Началась и кончилась первая мировая война. В России победно отгремела революция. А в области физики космических лучей все по-прежнему было ново и не изведано, все по-прежнему оставалось на грани догадки, смелой гипотезы. Недаром после первых шагов еще лет десять длился спор о самом существовании космического излучения. В это время большинство ученых всего мира резко критиковало догадки Гесса или обходило их молчанием, предпочитая заниматься более насущными научными проблемами. Лишь немногие, самые упорные, старались разобраться.
Кого же из них назвать? Мысовский и Вериго в СССР, Гесс в Австрии, Кольхерстер и Регенер в Германии да еще несколько имен. Но уж они-то были полностью увлечены загадкой внеземного излучения. Лишь они угадывали за немногочисленными и малопонятными фактами возможность ответа на самые сокровенные загадки космоса. Им хотелось во что бы то ни стало ухватиться за неуловимую ниточку, чтобы распутать клубок космических проблем.
Но исследование высотного излучения было лишь второстепенной задачей среди научных проблем первой четверти XX века. Начало нашего столетия принесло физикам много блестящих побед. Одна за другой под напором человеческой мысли распахивались двери в неведомое, трещали и рушились стены прекрасного и, казалось, незыблемого здания классической физики... На научном небосводе вспыхнули имена Планка, Эйнштейна и других творцов современной физики, изменивших понятия человека об энергии, пространстве, времени и массе. Вместо прежних механистических взглядов на природу пришли новые глубокие идеи о прерывности электромагнитной энергии, об атомах света, о взаимодействии вещества и энергии, о связи пространства и времени и делимости атомов вещества на еще более элементарные частицы... Ломались устоявшиеся представления, ученые привыкали смотреть на мир новыми глазами.
Естественно, что передовые идеи не могли не отразиться на зарождающейся области физики, не могли не скреститься под новым углом зрения, не могли не повлиять на подход к непонятному явлению и методы его анализа. Эти идеи принес в новую область знаний молодой советский ученый Дмитрий Владимирович Скобельцын.
Скобельцын родился в семье профессора физики. Поэтому он вошел в науку с запасом лучших традиций русских ученых. Он происходил из семьи, настроенной в политическом смысле революционно, поэтому не боялся и в исследованиях ломать устаревшие взгляды и допотопные методы.
Это, возможно, стало предпосылкой его замечательных достижений в зарождающейся науке о космических лучах.
Следы в тумане
Началась вторая четверть XX века. Тридцатичетырехлетний Скобельцын не избег увлечения модными в то время работами знаменитого ученого Комптона, который изучал взаимодействие рентгеновых лучей с веществом. И действительно, опыты Комптона были так заманчивы, что не могли не привлечь самого острого внимания, не могли не будить воображение настоящего ученого.
Американский физик, изучая взаимодействие рентгеновых лучей с веществом, получил возможность воочию убедиться в характере отношений, царящих в микромире.
Вот квант рентгеновых лучей, подобно невидимому бильярдному шару, со скоростью света налетает на электрон – в горой шар – и приводит его в движение. Столкнувшись, квант отдает электрону часть своей энергии.
Но сколько квант отдает и сколько оставляет себе? Было ясно, что величина переданной энергии зависит и от первоначальной энергии рентгеновского кванта и от направления, в котором полетит электрон.
Но Комптону никак не удавалось точно измерить энергию, получаемую электроном в отдельном акте взаимодействия. Ни он, ни другие ученые, бившиеся над этой задачей, не могли надежно оценить такую малую порцию энергии. Эту цель и поставил перед собой Скобельцын, решивший во что бы то ни стало проверить теорию Комптона прямым экспериментом.
