Но и впрямь — нет худа без добра. Хотя до физиков Европы историческое исследование монреальцев дошло на полгода позже, зато оно досталось им в гораздо более совершенном виде, чем химикам. За это время Резерфорд и Содди успели радикально улучшить свои теоретические представления. Связь между радиоактивностью и трансмутацией предстала в новом свете. И коллеги Резерфорда не подозревали, какое глубокое заблуждение пришлось преодолеть ему вместе с Содди, прежде чем окончательно оформилась теория радиоактивного распада.
Произошло это летом 1902 года.
Они занимались, казалось, чисто литературным трудом: сочиняли для «Philosophical magazine» новый вариант уже опубликованных статей. Теперь подзаголовок второй стал общим громким заглавием обеих: «Причина и природа радиоактивности». Литературная работа не выглядела обременительной, и едва ли оба автора ожидали, что в один прекрасный день на них снизойдет внезапное озарение.
«Был сезон затишья, — пишет Альфред Ромер, — занятия окончились, большинство старых экспериментов было сделано, а новые еще не начаты. Ученые хорошо поработали и теперь отдыхали». Конечно, это было отдыхом: прохлада домашнего кабинета на улице Святого семейства, лениво вытянутые ноги, чистые листы бумаги на столе, макдональдовский табак и трубка Содди (под защитой оправдания — «Но, Мэри, это Фредерик курит!» — можно было и самому тайком потягивать трубку), довольно мирное обсуждение однажды уже написанных фраз, включение в текст новых деталей, никаких споров и — никакой спешки… Откуда снизойти озарению? А оно снизошло. И разумеется, внезапно. Да нет, подозрительна эта вечная внезапность: у нее всегда есть история — она только обнажает скрытую работу мысли, безучастной к каникулам и не дремлющей даже в часы праздности.
Им самим сначала показалось не слишком значительным то, к чему они вдруг пришли. «Взгляд, слегка отличный от прежней точки зрения… в некоторых отношениях предпочтителен», — так написали они в последней главке второй статьи. Но это «слегка» вело к глубоким последствиям.
Он решили: а что, если отбросить предположение, будто новый атом сперва рождается в недрах старого и лишь потом начинает постепенно излучать энергию? Есть иная возможность: излучение сопутствует трансмутации! Испускание луча — сигнал о совершившемся акте превращения атома. Это одновременные события. И потому-то радиоактивное излучение состоит из всплесков радиации. Каждый всплеск — знак того, что один из атомов претерпел превращение.
Многое, казавшееся дотоле непонятным или случайным, получило закономерное объяснение. И прежде всего экспонента затухания радиоактивности.
Вот образец, скажем, тория-X. Это скопление одинаковых атомов. Внутри каждого действуют одни и те же причины, вызывающие в конце концов его превращение в атом эманации. И каждый атом переживает свою судьбу совершенно независимо от других, иначе температура, давление и прочие внешние условия влияли бы на интенсивность излучения. Но если каждый атом претерпевает превращение сам по себе, то для этого процесса решительно неважно, сколько всего атомов участвует в игре. Важна только вероятность превращения. Опыт показывает: за четыре дня радиация тория-X убывает наполовину. Что это значит? Только одно: свойства атомов тория-X таковы, что на протяжении этого времени у каждого второго из них появляется шанс пережить перестройку — «дозреть до трансмутации». Было, допустим, 200 миллиардов атомов. За четыре дня 100 миллиардов претерпят превращение. За следующие четыре дня каждый второй из оставшейся половины, в свой черед, переживет трансмутацию: излучение затухнет еще наполовину… Словом, убывающая геометрическая прогрессия — 200, 100, 50, 25 миллиардов — тут возникает естественно. Каков бы ни был еще неизвестный механизм превращения атомов, статистический закон экспоненты появляется тут по необходимости, сам собой. А почему торию-X требуется четыре дня на то, на что эманации достаточно одной минуты, это уже другой вопрос. Когда-нибудь физика на него ответит. Но не раньше, чем проникнет в самые глубины атомов…
Научные сочинения, как и литературные, обладают порой подтекстом. И когда это случается, из-за глухой стены безлично объективных выкладок и выводов неожиданно доносится человеческий голос самого исследователя. И становится «слышно» его умонастроение. Вот как заканчивалась еще в первом варианте историческая работа Резерфорда и Содди:
…Кажется, нет ничего безрассудного в надежде, что радиоактивность доставит средства получения информации о процессах, совершающихся внутри химического атома.
Эту фразу, со всей ее не до конца подавленной эмоциональностью, они сохранили и в рукописи для «Philosophical magazine». Материал новых умозаключений стократно усилил ее звучание: теперь можно было выкинуть «кажется», настолько очевидно стало, что нет ничего безрассудного в высказанной надежде.
Так произошло открытие естественного превращения элементов.
Так возникла теория радиоактивного распада. Так пришел конец старой атомистике.
Подходит к концу и рассказ о великолепном сотрудничестве Резерфорда и Содди. Но окончание этого рассказа будет, к сожалению, не таким вдохновляющим, как начало. (Впрочем, разве не было и вначале малоприметных, но явственно темных черточек, предвещавших впоследствии дурную погоду?)
Для хроникальной полноты картины осталось досказать немногое.
Совместное научное наследие Резерфорда и Содди не исчерпывается двумя вариантами двух статей о радиоактивных каверзах тория и той маленькой заметкой, что ускользнула от внимания Пьера Кюри. За их двойною подписью появились еще четыре работы. Они не содержали новых великих открытий. Но довольно и того, что в них на расширенном материале подтверждалась «теория дезинтеграции материи». Все тот же «Philosophical magazine» без промедлений опубликовал и эти четыре работы. Две — в апреле, две — в мае 1903 года.
А Резерфорда и Содди в это время уже разделял океан.
В феврале оксфордец навсегда простился с Монреалем. Он отправился в Штаты, и оттуда — в Англию. Он увозил с собою лучшие воспоминания о Мак-Гилле. Ему шел двадцать шестой год, и окружающие уже не принимали его за юнца. К полученной в Канаде научной степени магистра искусств он зачем-то по-прежнему прибавлял свое гордое — «Оксоун». И хотя не сбылась его честолюбивая мечта о профессуре, жаловаться ему было не на что. Свершилось нечто несравненно большее: он возвратился в Англию знаменитостью.
В превращении элементов еще сомневались научные авторитеты. Но не знали сомнений журналисты. С обычным своим энтузиазмом — восторженным, а потому иногда опрометчивым — они успели разнести по свету молву о беспримерном открытии двух канадцев. Трансмутация атомов сделалась добычей ежедневной прессы. И даже юмористических журналов! Это было равносильно диплому на всеобщее признание. Едва узнав, что Резерфорд собирается провести летние вакации в Европе, секретарь Королевского общества, старый кембриджец Джозеф Лармор написал в Монреаль: «Вы будете львом сезона для газет, которые стали радиоактивными». Он не упомянул Содди. Может быть, потому, что письмо было частным. Но, наверное, не только поэтому.
В научных сферах от Резерфорда уже привыкли ждать пионерских работ. Имя Содди всплывало впервые. Все выглядело более чем обычно: учитель и ученик. Распределение ролей казалось очевидным: физик-вдохновитель и химик-исполнитель.
Но и вообще — в науке, как в жизни, — популярность редко делится поровну между равноправными участниками большого свершения. Молва легко находит повод отдать предпочтение одному из соавторов. Выдающийся профессор с новозеландской родословной… — это звучало свежо. Отличный демонстратор оксфордского изготовления… — это звучало традиционно. Молва предназначила Содди роль не льва, а львенка. Младшего — рядом со старшим. Второго — рядом с первым. Ошеломляющее открытие самопроизвольного превращения атомов тотчас сделало всесветно известными имена обоих, по слава их была не одного и того же качества.
Чувствовал ли это Содди? Наверняка. Придавал ли он этому какое-нибудь значение? Сначала никакого, потом чрезвычайное. Или, быть может, сначала он просто умел справляться с собой и бдительная острота его ума была сильнее искушающих притязаний тщеславия? Это выглядит правдоподобно. Во всяком случае, делает менее неожиданным то, что произошло со временем, когда Резерфорда давно уже не было в живых.
…Они проработали вместе ровно два года. Потом, после Монреаля, вскоре встретились в Лондоне. И это был заключительный эпизод в истории их содружества.
Ту деловую встречу не подстраивал случай — она не могла не произойти.
…М-р Содди вернулся в Англию по моему совету, для того чтобы работать в Университетском колледже, в Лондоне, над чисто химическими вопросами, связанными с радиоактивностью.
Так писал Резерфорд в рекомендательном письме, которое позже, в 1904 году, понадобилось Содди для новой попытки обрести долгожданную профессуру. И еще раз, через двадцать лет:
…Содди оставил Монреаль ради работы с сэром Вильямом Рамзаем над химическими проблемами. Чтобы избежать ненужного дублирования, я набросал перед отъездом Содди разграничительную схему будущих исследований.
Расставаясь в феврале 1903 года, они знали, что увидятся в начале лета: Резерфорд уже планировал каникулярное путешествие за океан вместе с Мэри и маленькой Эйлин.
Он посетил лабораторию на Говер-стрит в очень удачное время. Незадолго до этого, праздно бродя по весеннему Лондону, Фредерик увидел в витрине магазина Изенталя фантастическое объявление: «Здесь продаются чистые соединения радия». Еще фантастичней была цена — всего 8 шиллингов за миллиграмм бромида! Рамзай приобрел 20 миллиграммов. Это было первое, что услышал Резерфорд, переступив порог лаборатории. Прочие новости Содди должен был выкладывать ему уже на улице, показывая кратчайшую дорогу к заветному магазину. Полвека спустя Содди сочувственно вспоминал, в каком замешательстве стоял Резерфорд у прилавка, всем своим видом выдавая безудержное волнение. Еще бы: они достаточно настрадались в Монреале без добротных источников радиации! И особенно Резерфорд. И особенно минувшей осенью и зимой 1902 года, когда после завершения главной работы по трансмутации его вниманием завладели альфа-лучи. Ему пришлось просить содействия Кюри, чтобы раздобыть сносный радиевый препарат (1 часть радия на 99 частей бария).