Научный мир с интересом наблюдал за опытами Мари Кюри. Ученые старались помочь талантливой исследовательнице. От Анри Муассана Мари получила уран. Одна из лабораторий дала ей чистые соли и окислы. Из минералогической коллекции Музея Альфред Лак-руа присылал ей самые разнообразные минералы. Эжен Демарсей по ее просьбе предоставил ей окислы редких и редкоземельных металлов.
Мари Кюри работала с необыкновенным упорством и увлечением. Через ее руки прошло уже огромное количество самых разнообразных минералов, но листочки электроюкопа «по-«прежнему оставались неподвижными. Но вот однажды они дрогнули. В этот момент Мари Кюри исследовала соединение элемента тория. Неужели найден еще один элемент, который подобно урану испускает невидимые лучи? Эта победа придала новые силы исследовательнице.
Потянулись томительные дни, когда снова стрелка электроскопа продолжала бездействовать, несмотря на то, что на нижней пластине (конденсатора уже побывало множество различных соединений.
Пришлось снова заняться ураном и его соединениями. Опыты еще и еще раз подтвердили правоту Беккереля: чистый уран обладает наибольшей радиоактивностью, чем любые его соединения.
И вдруг… неожиданность! Два урановых минерала – хальколит и смоляная руда – показали гораздо большую активность, чем уран. Значит, эти минералы содержали еще какое-то неизвестное вещество, обладающее большей радиоактивностью, чем металлический уран.
Для проверки своей гипотезы Мари Кюри решила приготовить искусственный хальколит с таким же составом, как у естественного, и с содержанием урана в нем точно в таких же количествах.
Но когда искусственный хальколит проверили с помощью электроскопа, оказалось, что его активность во много раз меньше, чем у естественного. Было совершенно очевидным, что естественный хальколит содержит какой-то новый элемент, обладающий значительно большей радиоактивностью, чем уран. Мари и Пьер Кюри предложили дать этому, пока еще гипотетическому элементу название «полоний» в честь Польши – родины Мари Кюри.
В своей статье от 18 июля 1898 года супруги Кюри писали: «Если существование нового простого тела подтвердится, то это открытие можно будет объяснить новым способом исследования, который дали лучи Беккереля».
Жизнь очень скоро подтвердила эти слова Кюри: из хальколита был выделен полоний. А вслед за тем в результате поистине титанической работы супруги Кюри выделили из смоляной обманки новый элемент – «радий», что по латыни означает «луч».
Природа радиевых и урановых лучей была одинаковой, разница заключалась в степени их активности. А она была потрясающей. 26 декабря 1898 года Пьер и Мари Кюри и Ж. Бемон сообщили: «Мы получили хлористые соединения этого вещества, причем они оказались в 900 раз активнее аналогичных соединений урана».
30 января 1899 года в журнале «Ревю Женераль де Сьянс» была опубликована большая статья Мари Кюри: «Лучи Беккереля и полоний». В этой статье она говорила о заслугах Беккереля перед наукой, которые были очень велики, так как Беккерель не только открыл удивительное явление, но и указал метод (продолжения опытов, что было широко использовано в ее собственных работах и исследованиях лорда Кельвина. Свою статью Мари Кюри закончила с полным основанием так: «Урановые лучи часто называют лучами Беккереля; можно распространить это название, применяя его не только к урановым лучам, но и к излучениям той же самой природы, и я назвала «радиоактивными» веществами, которые испускают лучи Беккереля».
Так Мари Кюри ввела в научную терминологию выражение «радиоактивность». Открытие радия имело огромное значение. Оно помогло объяснить истинную природу новых излучений.
Беккерель считал радиоактивность свойством элемента урана. И лишь после открытия Мари Кюри радиоактивность стали понимать как качество, присущее атомам радиоактивных элементов, т. е. как атомарное свойство.
Следует, однако, отметить, что Беккерель, будучи более блестящим экспериментатором, чем теоретиком, не смог на первых порах правильно интерпретировать природу радиоактивности. Как это ни покажется парадоксальным, фосфоресценция – одна из дорог, приведших Беккереля «открытию радиоактивности, – превратилась со временем в своеобразный тормоз, препятствующий ученому объяснить сущность открытого им явления. Беккерель не смог сразу избавиться от своих «фосфоресцентных» увлечений и некоторое время продолжал ошибочно считать радиоактивность своеобразной невидимой фосфоресценцией. Однако (постоянство нового излучения несколько смущало Беккереля. Поставленные им опыты показали, что активность радиации не ослабевает в течение длительного (времени. Было обнаружено, что интенсивность нового излучения не уменьшается в течение 6, затем 15 дней и даже в течение 6 – 8 месяцев. Было совершенно очевидным, что такое длительное излучение не имеет ничего общего с обычной фосфоресценцией и кто, как не Беккерель, мог лучше других это знать.
Шли не только недели и месяцы, но и годы, а интенсивность урановых излучений, которые наблюдал Баккерель, не давала видимых уменьшений. И Беккерель вынужден был отказаться от своих первоначальных взглядов на радиацию как на своеобразную невидимую фосфоресценцию и постараться глубже взглянуть на открытое им явление. Ученый выдвигает свои гипотезы, способные, по его мнению, объяснить природу радиоак* тивности. Беккерель обращает внимание на структуру урановых соединений, считая, что в этом может таиться разгадка нового вида излучения. Ведь еще раньше Беккерель высказывал мысль, что «урановые соединения имеют замечательное молекулярное строение».
Да, Беккереля заинтересовала молекула, а не атом. А 1ведь именно атом ура‹на и таил в себе разгадку этого феномена. Но в то время среди многих физиков была более популярна именно молекула. Молекулы было проще себе (представить в определенных.комбинациях: сцепленными в твердых телах, представить себе их поведение в газах, жидкостях. Казалось, их можно было проще подчинить действию каких-либо физических законов. Все это было более объемно и реально, чем атом. Безусловно, при таком состоянии научной мысли физикам тех лет трудно было объяснить явление радиоактивности идеей превращаемости атомов.
Но, заинтересовавшись внутренним строением урановых соединений, Беккерель, как мы это увидим дальше, пошел по иному пути. Многочисленные опыты говорили ученому, что урановые соединения обладают большими запасами этой особой энергии, интенсивность которой не уменьшалась со временем. Естественно, возникал вопрос: откуда эти вещества получают энергию?
Над этим задумывались и другие ученые. Осенью 1896 года Рамзай, лорд Кельвин и Д. Стоке посетил лабораторию Беккереля. Рамзай вспоминал, что «эти знаменитые физики недоумевали, откуда мог бы взяться неисчерпаемый запас энергии в солях урана. Лорд Кельвин склонялся к предположению, что уран служит своего рода западней, которая улавливает ничем другим не обнаруживаемую лучистую энергию, доходящую до нас через пространство, и превращает ее в такую форму, в виде которой она делается способной производить химические действия».
Да и Беккерель рассматривал радиоактивность как запасенную ранее и полученную извне энергию. А аккумулировать эту энергию урановые соединения могли, по мнению Беккереля, именно благодаря особенностям своего молекулярного строения. Беккерель предполагал, что с помощью «химических реакций радиоактивность можно было убрать, а это говорило о том, что она уходила с определенной разновидностью молекул».
Но как урановые соединения восстанавливали свою активность? Беккерель делает вывод, что возвращение радиоактивности объясняется тоже какими-то молекулярными изменениями. Для проверки своих гипотез он ставит ряд экспериментов, пытаясь «убрать радиоактивность» из соединений урана. С этой целью он нагревал кристаллы азотнокислого уранила вплоть до выделения его «кристаллизационной воды». Этот раствор, конечно, терял способность видимо фосфоресцировать, но продолжал испускать лучи. И на какие бы хитрости Беккерель не пускался, что бы ни делал он с кристаллами: растворял ли их, или плавил, в любом случае он никакими способами не мог избавиться от этой чудодейственной энергии, и причина ее заключалась в уране – элементе, присутствующем во всех этих экспериментах.
Нет, здесь дело было в чем-то ином. Беккерель не смог сразу правильно ответить на эту загадку природы. И лишь работы Мари Кюри показали, что радиоактивность была свойством атомов безотносительно к каким-либо молекулярным комбинациям, в которые они входят.
Но мог ли Беккерель дать правильное объяснение сущности радиоактивности? Конечно, нет. Ведь в то время даже под словом «луч» понимали поперечное колебание «эфира». В 1896 году наука не имела исчерпающих фактов для правильной рабочей гипотезы Беккереля.
Но конец XIX века был очень насыщен научными открытиями. Прошло каких-нибудь два года и люди узнали, что имеются частицы, меньшие атома водорода, и что под «лучом», которому во время открытия Беккереля давали довольно путаное объяснение, следует понимать узкий пучок волн или движущихся частиц. Атом уже перестали считать пределом делимости материи, но полной картины строения атома еще не было. Это время было своего рода перепутьем в науке, когда физики, по выражению В. И. Ленина, от «атома отошли, а до электрона еще не дошли».
Эти два года составили в науке целую эпоху.
Глубокая ломка старых представлений, новые открытия, напряженная работа человеческой мысли – все это заставило учащеннее биться пульс науки. Казалось, что даже время изменило свой неумолимый ход.
1897 год дал миру электрон; 1898 год – другие радиоактивные элементы. Вот они, эти недостающие звенья рабочей гипотезы Беккереля. И уже после 1897 года Беккерель начинает рассматривать свои лучи как потоки быстро движущихся электронов, а после блистательного открытия супругов Кюри ученый приходит к окончательному выводу, что открытое им излучение результат медленного изменения атомов радиоактивных веществ.