К вышесказанному следует добавить огромное количество других исследовательских данных и фактов в качестве дополнительных доказательств в защиту изложенных взглядов. Я отметил определенные особенности веществ, принимающих на себя катодный поток внутри лампы. И установил экспериментальным методом, что при любой степени разрежения и при использовании веществ с совершенно различными физическими свойствами образуются одинаковые лучи, а также обнаружил ряд особенностей, касающихся напряжения, вакуума, остаточного газа, материала, из которого изготовлен электрод, и т. д., и все результаты исследований в большей или меньшей степени согласуются с тем, что я ранее утверждал. Однако надеюсь, настоящие строки окажутся достаточно интересными, чтобы к ним было проявлено внимание.
«Electrical Review», 12 августа 1896 г.
21О потоках рентгеновских лучей
Нижеследующие строки, возможно, содержат полезную информацию для физиков и врачей. Те, кто по долгу службы применяет открытия Рентгена для помощи страдающим, определяя местонахождение инородных тел в организме или выясняя состояние локальных расстройств и врожденных пороков, во многих случаях склонны к разочарованию. Если определение положения инородного тела в голове, шее и во всех мягких тканях и обнаружение запущенной болезни в легких не представляют абсолютно никакой трудности, то поиск местонахождения такого крупного и непрозрачного тела, как пуля, внедрившаяся в некоторые костные части торса больного, часто может сопровождаться осложнениями. Процесс будет неизменно успешным, если строго соблюдать рекомендации, которые являются результатом исследования множества случаев такого рода.
Для придания настоящим утверждениям законченности и большей практичности я считаю полезным сказать несколько слов о рентгеновских лучах. На основании всех полученных мной до сих пор данных придерживаюсь мнения, которое высказывал по другим поводам: эти излучения образуются потоками некой материи, отбрасываемой с огромной скоростью и, как правило, в режиме пульсации от стенок трубки. Пульсирующий характер обусловлен лишь особенностью работы аппарата, обычно применяемого для генерирования лучей; однако колебательный, или пульсирующий, разряд не является обязательным условием, поскольку я получил однонаправленные токи высокого напряжения, тоже способные генерировать мощные лучи, так что применение электростатической машины будет столь же результативным. Способ образования этих лучей, или потоков, не имеет большого значения для решения задачи, о которой идет речь. Мелкие частицы внутри колбы, являющиеся первопричиной, могут быть ионами, что образовались в процессе электролиза, или более крупными частицами электрода, или, возможно, молекулами остаточного газа. Во всяком случае, есть основания считать, что частицы чрезвычайно малы, и вследствие этого скорости катодных потоков внутри трубки столь высоки, а столкновения столь интенсивны, что эти процессы вызывают дальнейшее расщепление катодной материи — явление, еще не изученное физиками. Я уже выдвигал в качестве вероятного предположение, что мы имеем дело с фактическим расщеплением эфирных вихрей, из которых, согласно теории лорда Кельвина, состоят материальные частицы, или, возможно, сталкиваемся с разложением материи до некой неизвестной первичной материи, называемой в древних ведах Акаша. Эксперименты доказывают, что эта субстанция отражается иногда очень интенсивно, иногда слабо, но во всех случаях разные металлы ведут себя необычно — исследованием этого я и занимался. И полученные результаты, хотя и не лишенные погрешностей из-за больших трудностей в получении точных данных в такого рода исследованиях, были тем не менее достаточно позитивными, чтобы убедить меня в том, что в потоках излучений Рентгена присутствует среда, или стихия, элементы которой имеют отношение к образованию электродвижущей силы между металлами, находящимися в контакте. Возможно, в свете передовых представлений о контактной электризации следовало сказать, что эти потоки образуются из эфира, но я предпочел употребить термин «первичная материя», поскольку, хотя для ученого ума слово «эфир» выражает совершенно определенное понятие, не существует ясности относительно структуры этой среды. Излучаемая материя не обнаруживается с помощью спектрального анализа и, очевидно, не производит какого-либо поддающегося оценке механического или даже теплового эффекта, не реагирует и на электромагнит; все эти аргументы указывают на то, что она не может состоять из молекул какого-либо известного вещества. Излучения производят мощное воздействие на фотографическую пластину или флюоресцирующий экран, но я рассматриваю эти явления в качестве очевидных последствий энергетического взаимодействия.
Из различных приемлемых версий относительно образования этих потоков вне трубки наиболее обоснованной, по моему мнению, является предположение, что должен происходить выброс расщепленного катодного вещества сквозь стенки колбы. Доказано, что внутри колбы присутствуют частицы достаточно малой величины, и любая скорость, вплоть до многих тысяч километров в секунду, не только возможна, но и вероятна, и даже если бы частицы не расщеплялись при ударе о стенки или другое сравнительно непрозрачное тело внутри колбы, они, несомненно, проходили бы сквозь значительные слои большинства веществ. Мои опыты в этой области доказали, что весь процесс расщепления практически происходит при первом столкновении с непроницаемым в различной степени препятствием внутри колбы, при этом вторичное столкновение, по-видимому, почти не дает эффекта, что можно объяснить, исходя из общепринятых принципов механики. Я также обнаружил, что место первого и самого сильного взаимодействия, будь то анод, катод или стенка колбы, неизменно является основным источником излучений, или потоков. К тому же в полном соответствии с принципами механики проникающая способность тем больше, чем полнее расщепление. Так, например, прохождение лучей сквозь непрозрачные предметы значительной толщины приводит, по-видимому, к дальнейшему расщеплению частиц, и лучи гораздо легче пронизывают плотные вещества. Тот же эффект был получен в исследованиях профессора Райта, который первым в Соединённых Штатах опубликовал достоверные результаты. Я прихожу к заключению, что толстостенные трубки обеспечивают излучения с большей проникающей силой. Конечно, это не следует понимать так, что имею в виду большую силу удара. В основном именно упомянутое выше обстоятельство делает более вероятным предположение, что выбрасываемая материя не есть однородный поток, но состоящий из частиц разнообразной величины, движущихся с различными скоростями, так как, будь все частицы одинаковы, проникающая способность зависела бы главным образом от скорости. Следовательно, для практического применения рентгеновских потоков представляется очень важным найти способ их фильтрации и превращения в однородные, поскольку, только применяя этот метод, мы можем рассчитывать на получение точных результатов в их исследовании. Потоки с идеально равномерной скоростью и одинаковыми свойствами, если только получить их, были бы более пригодны для научных исследований.
Поскольку разрушение электродов, особенно алюминиевых, происходит так медленно, что никакого существенного уменьшения веса не выявляется даже после длительного использования, отсюда следует, что материя, образующая рентгеновские потоки, до такой степени тонка, что ее не удается обнаружить. Несколько трубок, которые я использовал в течение ряда месяцев, продемонстрировали, что бомбардируемое место на стекле было полностью пропитано частицами алюминиевого электрода, однако потребовались бы, вероятно, годы непрерывной эксплуатации, чтобы собрать какое-либо поддающееся оценке количество материи снаружи трубки. В этой связи, относительно трубки с алюминиевым электродом, выявляется заслуживающий внимания факт, что при правильной настройке качество электрода не ухудшается, а, напротив, по всей видимости, улучшается; тогда как применение платинового электрода укорачивает срок службы трубки вследствие того, что вещество электрода осаждается на стенках, и этот налет, как я уже объяснял в связи с другим вопросом, затрудняет выход потока. То есть как только частицы наталкиваются на пленку из вещества электрода, они сообщают ей свой заряд, и это вызывает отталкивание поступающих частиц. В результате заметно возрастает сопротивление трубки. Вышеупомянутый недостаток платинового электрода, несмотря на его эффективность, заставляет отказаться от него.
Высказывалось предположение, что рентгеновские лучи обусловлены простым распространением электростатического напряжения, но, исходя из этой посылки, трудно представить себе, как могут генерироваться лучи в тех случаях, когда стеклянная стенка нагревается до высокой температуры и, как следствие, обретает проводимость, или когда экранная пластина, или барьер, изготовлена из металла и заземлена. Недавно Стоукс рассматривал вероятность того, что воздействие катодного потока на одну сторону барьера может вызвать молекулярное движение без обязательного пролета частиц сквозь перегородку. Согласно этому суждению, которое я не так давно изучал, дело представляется таким образом, что потоки материи могут возникать на внешней стороне стенки трубки, и в таком случае только воздух несет всю ответственность за последствия, и этим в какой-то степени объяснится тщетность исследования методом спектрального анализа. Но разве нельзя с большей вероятностью предположить реальность прохождения и дробления материи, как на это указывают все факты? Учитывая мнение профессора Стоукса, который предполагает, что возмущение носит непериодический характер и тем не менее способно вызывать явления, свойственные поперечным колебаниям чрезвычайно высокой частоты, для меня это выглядит вопросом серьезного выбора. Отнюдь не старые ньютоновы выводы о природе света следует пересматривать, а, скорее, беспочвенное умозаключение, что неизвестные ранее явления, открытые Рентгеном, обусловлены поперечными колебаниями, и это при экспериментальной недоказанности данного и при отсутствии приемлемого объяснения, как катодный удар может вызвать волны более высокой частоты, чем частота света.