Книга Игра случая. Математика и мифология совпадения - Джозеф Мазур

– Ну, профессор, – сказал я, – Расскажете мне историю вашего открытия.

– Нет никакой истории, – сказал он. – Меня долгое время занимала проблема катодных лучей в вакуумной трубке, изложенная в работах Герца и Ленарда. Я с величайшим интересом ознакомился с результатами их трудов, а заодно и с некоторыми другими экспериментами, и решил, что, как только у меня появится время, проведу собственные исследования. Я нашел время для этих исследований в конце октября прошлого года. Я проработал несколько дней и внезапно обнаружил кое-что новое.

– Какой был день?

– Восьмое ноября.

– И в чем заключалось открытие?

– Я работал с лампой Крукса, накрытой кожухом из черного картона. Рядом на верстаке лежал кусок цианоплатинитовой бумаги. Я пропускал ток через трубку, как вдруг заметил на бумаге необычную черную линию.

– И что?

– Подобный эффект обычно производит, говоря простыми словами, прохождение света. От трубки свет исходить не мог, потому что кожух, которым она была накрыта, был непроницаем для любого известного излучения, даже для света электрической дуги.

– Что же вы подумали?

– Я не думал. Я исследовал. Я предположил, что эффект может быть вызван самой трубкой, поскольку его свойства указывали на то, что больше ему исходить неоткуда. Я проверил свое предположение. Через несколько минут сомнений у меня уже не оставалось. Лучи исходили из трубки и производили эффект люминесценции на бумаге. Я успешно проверил предположение на больших промежутках, увеличив расстояние до двух метров. Это было похоже на какой-то новый тип невидимого света. Было очевидно, что это нечто новое, ранее не зарегистрированное.

– Что это было, свет?

– Нет.

– Электричество?

– Лучи не напоминали ни одну из известных ранее форм.

– Что же тогда?

– Понятия не имею.

Так первооткрыватель X-лучей совершенно спокойно рассуждает о собственном невежестве в отношении новой сущности, как и любой другой из писавших об этом феномене до настоящего времени».

Другие источники упоминают также бумагу, покрытую цианоплатинитом бария, которая по чистой случайности оказалась на столе в некотором удалении от трубки, т. е. указывают на случайность открытия. В поздних сообщениях упоминается экран, покрытый цианоплатинитом бария, потому что Рентген якобы считал, что такой экран более эффективен, чем другие флуоресцентные покрытия{165}. В своем докладе для Вюрцбургского физико-медицинского общества в 1896 г. он рассказал о том, как впервые наблюдал флюоресценцию цианоплатинитобариевой бумаги, как обнаружил, что флюоресценция появлялась только тогда, когда через накрытую кожухом трубку Крукса проходил заряд, и о том, что то же самое явление происходило даже в том случае, когда покрытую люминофором бумагу помещали на большем расстоянии{166}. Тогда же Рентген заявил: «Я случайно обнаружил, что лучи проникают через черный картон. Затем я использовал дерево, бумагу, книги, по-прежнему полагая, что стал жертвой какого-то заблуждения. Наконец использовал фотографию, и эксперимент был успешно завершен»{167}. 22 декабря 1895 г. фотографии наподобие приведенной на рис. 12.1 газеты распространили по всему миру.

Вскоре после этого идея была применена в медицине, что позволило врачам заглянуть внутрь человеческого тела, чтобы рассмотреть опухоли, абсцессы, полости, строение костей и т. д., чего нельзя было проделать обычными средствами. Неясно, вполне ли Рентген осознавал, насколько значимым окажется его метод для медицинской диагностики внутренних заболеваний.

Он намеревался возобновить исходные эксперименты, связанные с использованием экрана, но его настолько захватили новые опыты с X-лучами, что к этим экспериментам он так и не вернулся.

Подходил к концу XIX в., а ученые все еще почти ничего не знали о внутреннем строении атома. Давно было открыто электричество. Они знали, как его вырабатывать. К 1880 г. лампы накаливания того или иного типа освещали улицы Лондона, Парижа, Москвы, многих городов в Соединенных Штатах. Ученые даже знали, что сила и энергия заполняют все пространство. А Фарадей и Максвелл разработали теорию электромагнитной волны. Однако электроны были открыты только в 1897 г., что разрушило древние представления об атоме как мельчайшей частице материи. То, как именно электрические токи проходили по проводам из одной точки в другую, все еще было загадкой. Успешное развитие химии перед лицом подобной загадки удивительно, учитывая, что химия еще за 100 лет до того была вполне оформившейся наукой. Но хотя теоретически существование катодных и рентгеновских лучей также было доказано, никто в то время их не продемонстрировал в реальном эксперименте. Глагол «продемонстрировал» в последнем предложении употреблен так, что это необязательно означает видимость посредством некоего инструмента (например, микроскопа). У науки есть множество примеров научных феноменов, которые невозможно зафиксировать с помощью каких-либо инструментов. А в то время никто не знал, как именно светящиеся потоки электричества проходили от одного электрода в трубке Крукса к другому.

Эксперименты Дж. Дж. Томсона в 1897 г. с катодными лучами показали, что лучи сами по себе не были атомами, текущими от одного электрода к другому; напротив, они были материальными компонентами атомов. Атомы уже не воспринимались как просто цельные шарики. Существование протонов и электронов предсказывали и ранее, поскольку, хоть их и нельзя было увидеть, можно было измерить их воздействие на некоторые приборы. В интервью в 1934 г. Томсон задал риторический вопрос: «Может ли что-либо показаться нам с первого взгляда более невозможным, чем тело, которое столь мало, что его масса – это незначительная доля массы атома водорода, который, в свою очередь, настолько мал, что скопление этих атомов, равное числом населению всего мира, слишком мало, чтобы его можно было обнаружить любыми из известных науке средств?»{168} За несколько следующих десятилетий наука прошла большой путь: если в начале этих десятилетий ученые ничего не знали об атоме и не догадывались о существовании электронов и протонов, теперь они владеют знаниями о некоторых из наиболее глубоких тайн Вселенной и внутреннем устройстве атома. К 1939 г. открыли деление ядра, хотя даже сегодня вопрос об основных кирпичиках атомного ядра остается загадкой; эти частицы, названные странными словами «верхний кварк» и «нижний кварк», представляют собой пульсирующую массу еще меньших частиц, связанных сильным взаимодействием.