Германия, Вюрцбург, 1895 год, 8 ноября, вечер. Профессор физики и ректор Вюрцбургского университета Вильгельм Конрад Рентген (1845 — 1923 гг.) один в лаборатории. Он экспериментирует с катодными лучами — так в те времена называли поток электронов, несущихся от катода к аноду в разрядной трубке (откачанный стеклянный баллон с впаянными электродами, когда между ними приложено высокое напряжение). Ученый обнаруживает, что разрядная трубка испускает невидимые лучи, легко проходящие через непрозрачные предметы. Эти лучи в одних странах справедливо называют рентгеновскими, а в других — Х-лучами и тоже не без оснований — такое название дал им первооткрыватель, подчеркнув этим неизвестность их природы.

Автор вызвавшего небывалую сенсацию открытия словоохотливостью не отличался и о подлинных обстоятельствах открытия так никому и не поведал. Очевидцев же открытия не было. Вот и получилось, что, хотя действительная история открытия точно не известна, описаний этого события существует великое множество, вплоть до самых детальных. Но все это, к сожалению, лишь домыслы.

Легко собрать обширную коллекцию рассказов об открытии Рентгена. И это не удивительно: открытие действительно великое, и с него, по существу, началась современная физика. Удивляет другое — в этих рассказах почти не встречаются слова типа «возможно», «наверное», «по-видимому»...

Вот характерный пример такого непринужденного рассказа из статьи английского физика С. Брауна «Краткая история газовой электроники» (Успехи физических наук, 1981, т. 133, с. 693 — 706). «Открытие Рентгена было чисто случайным. В своей лаборатории он изучал природу флуоресцентного свечения веществ под ударами катодных лучей, которое часто демонстрировали с круксовой трубкой (одна из разновидностей разрядных трубок, — Б. Я.)... Одним из веществ, особенно сильно реагировавших на такую бомбардировку, был платиносинеродистый барий. Рентген пытался определить, влияет ли как-нибудь наблюдаемая обычно флуоресценция стеклянных стенок круксовой трубки на платиносинеродистый барий, находящийся вне трубки...

Изготовив экраны, покрытые нужным веществом, он с воодушевлением заметил, что все так и есть, и экраны ярко светятся, когда трубка включена. Принесший ему Нобелевскую премию опыт состоял в том, чтобы прикрыть круксову трубку черной бумагой и удостовериться, что именно флуоресценция стекла вызывает свечение платиносинеродистого бария. К его удивлению, черная бумага вообще ни на что не повлияла».

Поражает уверенность, с которой автор реконструирует события столетней давности вплоть до оттенков эмоционального состояния ученого. Далее, выражение «экраны ярко светятся» — по меньшей мере сильное преувеличение: свечение скорее призрачное (оно видно при «достаточном затемнении», как писал сам Рентген), и, кроме того, почему не один экран, а несколько? Но главное даже не это. Великому экспериментатору приписываются совершенно дилетантские мотивы постановки опыта. Действительно, были хорошо известны эффектные, демонстрационные опыты со свечением флуоресцирующего вещества внутри разрядной трубки. Но так демонстрировалось свечение именно под действием падающих катодных лучей. Создавалось впечатление, что эти лучи являют собой весьма мощный агент — в других демонстрационных опытах ими, например, плавили металл»1. Верно, что стеклянные стенки трубки флуоресцировали. Но думать, что свечение вещества внутри трубки вызывается не мощным воздействием катодных лучей, а слабой желто-зеленой флуоресценцией стекла (которая сама-то порождается катодными лучами) — это верх наивности.

Перейдем к более распространенным версиям. Согласно одной из них (этой версии придерживается большинство авторов), на лабораторном столе Рентгена неподалеку от разрядной трубки случайно оказался флуоресцентный экран — лист бумаги, покрытый платиносинеродистым барием, — было известно, что это вещество светится под действием солнечного света, а также невидимых ультрафиолетовых и катодных лучей. Разрядная трубка почему-то была накрыта светонепроницаемой коробкой (или завернута в черную бумагу, в которой обычно хранят фотоматериалы). В лабораторном помещении — опять же почему-то — было темно. Едва ли это самый лучший способ экспериментировать: как говорится, обычно ищут, где светло. Открытие свершилось, когда Рентген неожиданно заметил, что при работе разрядной трубки флуоресцентный экран светится.

Сколько-нибудь логично истолковать, почему ученый работал в темноте и с разрядной трубкой в светонепроницаемом колпаке, никому из сторонников, этой версий пока не удалось. Конечно, отсутствие логики в данном случае еще ни о чем не свидетельствует, ведь речь идет о случайном открытии. Однако само стечение обстоятельств должно все же выступать как естественное, а действия ученого — как в какой-то мере осмысленные.

По другой версии, Рентген знал, что вблизи разрядных трубок завернутые в черную светонепроницаемую бумагу фотопластинки несколько засвечиваются, вуалируются, как говорят фотографы. Это явление было известно ряду физиков, работавших с разрядными трубками. Рентген вполне мог знать об этом — по воспоминаниям коллег, он внимательно следил за всем, что происходило в физике, особенно экспериментальной. Впрочем, возможно также, что засвечивание фотопластинок Рентген обнаружил и «собственноручно», поскольку известно, что подходящие разрядные трубки появились в его лаборатории по крайней мере года за полтора до открытия.

Знавшие об эффекте вуалирования фотопластинок поступали совершенно естественно: старались держать их подальше от разрядных трубок. Никакой необходимости класть пластинки рядом с трубкой не было, и поэтому — чего уж проще — отложить их от греха подальше куда-нибудь в шкаф. Ведь столько труда может пропасть даром, если, когда потребуется что-то снимать, попадется негодная фотопластинка. Кроме того, у экспериментаторов были свои «плановые» работы и до этого вуалирования фотопластинок, в котором и твердой уверенности-то не было, у них просто не доходили руки.

Не таков был Рентген, чтобы пройти мимо чего-то непонятного. В те годы он заслуженно пользовался репутацией первого экспериментатора Европы, чистота и точность его опытов считались эталоном. Результаты своих исследований он публиковал лишь после того, как абсолютно никаких неясностей и сомнений не оставалось. Так, одна из его статей заняла 200 (!) страниц — Педантично и самым детальным образом были описаны мельчайшие подробности экспериментов.

Итак, согласно этой версии, Рентген решил выяснить причину вуалирования фотопластинок. В таком случае вся картина разом обретает логичность, естественность и осмысленность.

Фотопластинки засвечиваются вблизи разрядной трубки, даже если они завернуты в светонепроницаемую бумагу. Значит, вуалирует их не видимый свет, а нечто другое. Невидимые лучи?.. Что же, и такое бывает: уже известны невидимые глазом инфракрасные, ультрафиолетовые, катодные лучи, да и обнаруженные не так давно молодым Г. Герцем электромагнитные волны тоже невидимы. Известно также, что ультрафиолетовые и катодные лучи легко наблюдать с помощью флуоресцирующих веществ, в частности платиносинеродистого бария. Может быть, для начала испробовать этот способ? Тем более что работать с флуоресцентным экраном гораздо удобнее, чем с фотопластинками, — можно варьировать условия опыта и сразу видеть результат, без этих нудных проявлений и закреплений. Да так будет и подешевле, что отнюдь не маловажно.

Но как наблюдать за экраном, если его, чтобы смоделировать ситуацию, нужно вроде бы завернуть в черную бумагу? Хотя если нечто сквозь эту бумагу проходит, то все равно, что завертывать, экран или разрядную трубку. Таким образом, сама собой напрашивается схема эксперимента: разрядная трубка в светонепроницаемом чехле и поблизости от нее — флуоресцентный экран. Кроме того, нужно, конечно, чтобы в комнате было темно, иначе слабого свечения экрана (а сразу рассчитывать на сильное свечение было бы легкомысленно)  не увидишь.

Но ведь это в точности те условия, в которых Рентген обнаружил свои лучи осенью 1895 г.

Еще большую убедительность сообщают как будто этой версии те отрывочные фразы, которые интервьюерам все-таки удалось вытянуть из неразговорчивого ученого. При этом нужно еще учесть, что все, знавшие Рентгена, единодушны в убеждении, что он никогда не говорил неправды (во всяком случае, если речь шла о науке). Он мог многое скрыть, о многом умолчать, но намеренно исказить истину он был просто не способен — все равно, что провраться в измерениях. Вот что сказал вюрцбургский профессор одному английскому коллеге: «Я искал невидимые лучи». А на вопрос, почему он применил платиносинеродистый барий, он ответил: «В Германии мы пользуемся этим экраном, чтобы наблюдать невидимые лучи спектра, и я полагал, что платиносинеродистый барий окажется подходящим веществом, чтобы продемонстрировать невидимые лучи, которые могли исходить из трубки».

Но при всем ее правдоподобии (впрочем, подозрительном) у этой версии два существенных дефекта. Во-первых, никаких документальных свидетельств того, что Рентген шел от вуалирования фотопластинок, не существует. А во-вторых, ничего подобного не говорили люди, близкие к автору, месту и времени открытия.

А что же говорили эти люди? В. Герлах (1889 — 1980 гг.), видный немецкий физик, второй преемник Рентгена на кафедре физики Мюнхенского университета (куда тот перешел из Вюрцбурга в 1900 г.), как-то сказал, что над подлинными обстоятельствами открытия рентгеновских лучей простирается «вечная тьма». Ничего не может сообщить об этих обстоятельствах и Л. Цендер, один из первых рентгенотехников, ученик Рентгена и его сотрудник во времена открытия. Но тайна окружает лишь сам момент встречи с загадочными лучами. Что же касается пути ученого к открытию, то для Цендера (добавим еще, что это был едва ли не единственный друг и первый биограф Рентгена) тут никаких неясностей нет. «Рентген занимался повторением опытов Ленарда, — пишет он в своих воспоминаниях об учителе, — для этого ему потребовался экран из платиносинеродистого бария, а также трубка, которую он попросил у самого Ленарда». И в этом мнении, что Рентген шел от опытов Ленарда, фактически единодушны все, кто имел сведения что называется из первых рук.

О Филиппе Ленарде (1862 — 1947 гг.) обычно предпочитают не говорить. Начав с превосходных физических исследований (в 1905 г. он получил Нобелевскую премию за работы по катодным лучам), он где-то лет с сорока пяти стал быстро деградировать как ученый, скатился на крайне реакционные, шовинистические позиции и в гитлеровское время стал ярым нацистом.

Какую же трубку Рентгену прислал Ленард (а он работал в это время в Гейдельберге, километрах в ста от Вюрцбурга). Речь тут идет об изобретенной последним разрядной трубке, с окошком диаметром около 2 мм, герметично закрытым алюминиевой фольгой толщиной 0,003 мм. Через это окошко Ленарду в 1892 г. впервые удалось, вывести катодные лучи из разрядной трубки наружу. Правда, способность катодных лучей проходить через тонкие фольги была открыта не им, а Герцем, годом ранее. В то время Ленард был его ассистентом. Достижение Ленарда было высоко оценено коллегами (собственно, за свою трубку с окошком он и получил Нобелевскую премию). Действительно, впервые катодные лучи вырвались из стеклянного плена и физики получили возможность работать с ними непосредственно, так сказать, «пощупать их руками».

Свои наблюдения над «свободными» катодными лучами Ленард подытожил в 1894 г. в статье, где наряду с прочим сообщалось следующее. «Катодные лучи (речь идет о лучах, выведенных из трубки. — Б. Я.) фотоактивны. При достаточной экспозиции можно вполне наблюдать их действие на фотопластинку. На пластинке, помещенной под листом картона, видны четко очерченные зоны почернения. Над картоном помещались различные металлические пластины, которые в зависимости от степени их проницаемости для катодных лучей кажутся на фотопластинке более или менее темными. Только там, где металлическая пластинка имеет достаточную толщину, пластинка оказывается незасвеченной. Таким образом, установлено, что катодные лучи проходят сквозь картон и металл».

Известно, что в мае 1894 г. Рентген написал Ленарду письмо с просьбой прислать ему несколько листков тонкой алюминиевой фольги для окошек. Ленард любезно прислал два листка из своего скромного запаса. (Противоречие с утверждением Цендера о присылке готовых трубок не принципиальное — основная трудность была в изготовлении столь тонкой фольги, вставить ее в окошко Рентген мог и сам.) Приступить к повторению опытов Ленарда Рентген смог только осенью 1895 г. Достоверно известно, однако, что новые лучи были обнаружены в опытах с обычными разрядными трубками, а не ленардовскими. По этому поводу Цендер говорит: «...он заменил трубку Ленарда более простой, полагая, что катодные лучи могут пройти и через тонкое стекло, а также по привычке работать с самыми простыми средствами».

В таком освещении пути Рентгена к открытию соотношение между случайным и закономерным выступает несколько по-иному. Говорить о «чистой случайности» открытия, как это делает С. Браун и вместе с ним и большинство других авторов, писавших о Рентгене, уже в общем-то не приходится. Отвлекаясь от покрытого «вечной тьмой» самого момента открытия, мы можем утверждать, теперь уже основываясь на фактах, что открытие чудо-лучей явилось одним из закономерных результатов полувекового процесса последовательного углубления знаний о явлениях электрического разряда в разреженных газах. Начало этого процесса можно датировать 1835 г., когда первое исследование таких явлений провел М. Фарадей (у него тоже были предшественники, но не их работы были его отправной точкой). А в наше время уровень достижений уже таков, что на повестку дня поставлена задача практического использования разряда в газообразной дейтерий-тритиевой смеси термоядерных реакторов, которые, наконец, избавят человечество от угрозы энергетического голода.

Но вернемся к истории открытия рентгеновских лучей. Несомненно, что Рентген знал об опытах Ленарда, об опубликованных им в 1894 г. результатах экспериментов с фотопластинками. Все это было очень интересно, и, конечно, не для одного Рентгена. (Интерес еще более подогревался тем весьма немаловажным обстоятельством, что сама природа катодных лучей была неизвестна — в начале 90-х гг. шла острая дискуссия: одни считали их потоком частиц, другие — некоторым волновым процессом.) Об этом свидетельствует то, что в том же 1895 г., в котором Рентген совершил открытие, Ж. Перрен провел опыты, доказавшие,  что  катодные лучи несут отрицательный заряд2, а годом раньше Дж. Дж. Томсон, считавший эти лучи частицами, измерил их скорость (продолжая свои эксперименты, Дж. Дж. Томсон весной 1897 г. определил характеристики этих частиц, которые с тех пор называют электронами).

Намеревался ли Рентген выяснять природу катодных лучей? Может быть. Но явно не это было его ближайшей целью, когда он приступал к повторению опытов Ленарда. Достаточно сказать, что экспериментальная база этих опытов была слишком скромной — с простой разрядной трубкой, флуоресцентным экраном и черной бумагой едва ли можно было надеяться на успех.

Скорее всего последние опыты Ленарда и в особенности выводы, которые тот сделал из них, его не удовлетворяли, не соответствовали его стандартам чистоты и доказательности физического эксперимента. Действительно, вдумаемся снова в то, что писал Ленард в своей статье 1894 г, о фотографировании в катодных лучах, выведенных из разрядной трубки: «Над картоном помещались различные металлические пластины, которые в зависимости от степени их проницаемости для катодных лучей кажутся на фотопластинке более или менее темными. Только там, где металлическая пластинка имеет достаточную толщину, фотопластинка оказывается незасвеченной. Таким образом установлено, что катодные лучи проходят сквозь картон и металлы».

Нет, тут явно что-то не так. Чтобы выпустить катодные лучи из трубки, нужна тончайшая фольга, иначе они не «пробьются на волю». С другой стороны, они, будучи выпущенными, проходят не только сквозь картон (это еще как-то можно понять: картон — хоть и нечто гораздо более толстое, чем фольга, но все-таки значительно менее плотное), но и через металлическую пластину. Через «достаточно толстую» пластину лучи, по Ленарду, не проходят. Это понятно. А через тонкую проходят. Но ведь между тонкой металлической пластиной и фольгой толщиной 0,003 мм огромная разница. Раз лучи через такую пластину проходят, почему же тогда ее нельзя использовать вместо фольги в окошке трубки? Это проще, да и окошко можно сделать побольше. У Ленарда оно маленькое, диаметром всего 2 мм, именно потому, что иначе атмосферное давление прорвет тонкую алюминиевую фольгу.

Прямо-таки напрашивается сомнение: может быть, лучи, которыми Ленард «просвечивал» картон и металлические пластины, вовсе не катодные? Видимый свет через такие препятствия не проходит, значит, засвечивает что-то невидимое. Теперь вспомним скупую фразу Рентгена: «Я искал невидимые лучи». Но раз эти лучи, будь они катодные или какие-то другие, проходят через тонкие металлические пластины, очень может быть, что они пройдут и через тонкое стекло (оно же менее плотно, чем металл) обычной разрядной трубки. Начинать надо с самых простых опытов, а по сему нужно прежде всего посмотреть, не испускает ли какие-нибудь невидимые лучи простая разрядная трубка. Вот если с такой трубкой ничего не получится, тогда уже имеет смысл заняться более хитрой, ленардовской. Именно так и излагал события Цендер.

Остановимся на этом и, памятуя Герлаха, не будем пытаться реконструировать момент открытия. Рентген, «искал невидимые лучи» и нашел их. Едва ли тут можно говорить, что дело решил слепой случай. Конечно, ученый не ожидал, что у новых лучей окажется такая удивительная проникающая способность и прочие характерные особенности. Все эти свойства он с присущим ему экспериментальным мастерством исчерпывающим образом выяснил за семь недель напряженного экспериментирования в обстановке полного затворничества и абсолютной секретности. Как рассказывали, Рентген заперся в своей лаборатории и, чтобы его не беспокоили, попросил всем добивавшимся с ним встречи говорить, что он умер.

Что же касается Ленарда, то после того, как Рентген разослал свою брошюру «О новом роде лучей», он понял, что упустил великое открытие, что, сам того не подозревая, работал с рентгеновскими лучами, просвечивал ими картон и металлические пластины. Он пытался оспаривать приоритет, но из этого ничего не вышло, и дело кончилось тем, что он смертельно возненавидел Рентгена. С этого, как считали многие, и началось его падение.

Открытие Рентгена, будучи вполне закономерным результатом его поиска в коллективного труда предшественников, не лишено элемента случайности в некоторых других аспектах.

Рентген до 1895 г. никогда не занимался катодными лучами, разрядными трубками и т. п. Ко времени открытия им было написано около 50 первоклассных (в том числе несколько ставших классическими) научных работ, но ни одна из них не имела ни малейшего отношения к этой проблематике. Кажется, гораздо естественнее было бы ожидать открытия от физиков, имевших значительный опыт и важные достижения в области исследований газового разряда. Видными учеными этого направления были Г. Герц, Э. Гольдштейн, И. Гитторф, У. Крукс, А. Шустер и некоторые другие; как уже говорилось, непосредственно с лучами Рентгена работал и Ф. Ленард. Возможно, впрочем, что отсутствие у Рентгена многолетнего «стажа» работы с разрядом, наоборот, оказалось благом. В исследованиях прохождения электричества через газы была получена масса информации, наблюдались самые разнообразные (в том числе очень красивые и интересные), но часто не воспроизводившиеся от опыта к опыту явления, в то же время какое-либо понимание происходящих процессов фактически полностью отсутствовало. Профессионалы этой области физики были отягощены грузом непонятных фактов, и среди них бытовало мнение, что какая-то ясность наступит очень нескоро. Студентов-физиков даже предостерегали от занятий с газовым разрядом. Может быть, не так уж удивительно, что распутать проблемы удалось «свежим» людям — В. К. Рентгену, Ж. Перрену, Дж. Дж. Томсону, Э. Вихерту.

Акцентируя момент случайности в открытии Рентгена, многие авторы высказывали мнение, что оно очень «запоздало», что оно могло быть сделано несколькими десятилетиями ранее3. Думается все же, что это преувеличение. Нельзя недооценивать роли неуклонного совершенствования экспериментальной техники, тесно связанного с общим промышленным прогрессом. Эксперимент Рентгена по необходимому техническому оснащению не идет ни в какое сравнение с опытами Гальвани, Вольты и Эрстеда. Этот эксперимент был невозможен, до тех пор пока не развилась до достаточно высокого уровня техника высоких напряжений и, главное, вакуумная техника. Как раз в десятилетие, непосредственно предшествовавшее открытию Рентгена в этой области, был достигнут важный прогресс. Г. Герцу в его опытах 1883 г. с катодными лучами не удалось разобраться в их природе именно из-за того, что вакуум в его установке был недостаточно высок. Успех опытов 1897 г. Дж. Дж. Томсона, доказавших, что катодные лучи — поток электронов, был обусловлен в основном существенным улучшением вакуума в разрядной трубке.

Вспомним также, что в 1879 г. загорелась первая электрическая лампочка накаливания. Ее создание было немыслимо без освоения техники высоковакуумной откачки стеклянных баллонов. В лаборатории Т. Эдисона в 1882 г. было уже 500 высоковакуумных (по тем временам) ртутных насосов.

В 1899 г. в Москве П. Н. Лебедев впервые экспериментально доказал существование светового давления. Этот успех критическим образом зависел от возможности достижения высокого вакуума. «Чем ближе я к решительному моменту, — писал Лебедев 12 ноября 1895 г. (т. е. в те дни, когда Рентген обнаружил свои лучи), — тем более я начинаю походить на Гамлета: хожу грустным по лаборатории и чаще посматриваю на ртутный насос с затаенным сомнением: «быть или не быть». Если в 1835 г. в опытах Фарадея с газовым разрядом разрежение было не лучше 3 — 4 тор, то в 1899 г. Лебедев достиг вакуума 10–4 тор. В наше время получение вакуума 10–7 — 10–8 тор стало уже рутинной лабораторной (и технологической) операцией.

Реальный прогресс в технике откачки воздуха начался в 1855 г., когда немецкий стеклодув и изобретатель Г. Гейсслер построил первый ртутный вакуумный насос (он же первым научился впаивать в разрядную трубку металлические электроды). Этот насос засасывал воздух путем периодического подъема и опускания ртутного столба — при каждом его опускании образовалась «торричеллиева пустота».

Идея Гейсслера была проста и, в общем, не нова, но реализовать ее удалось лишь после того, как промышленность научилась изготовлять резиновые трубки. Дело в том, что периодическое перемещение ртутного столба осуществлялось путем подъема и опускания сообщающегося с этим столбом резервуара со ртутью. Для того чтобы резервуар можно было поднимать и опускать, идущая от него трубка (по которой переливалась ртуть) должна была быть гибкой и в то же время достаточно прочной и герметичной. Пока не появилась резина, сделать такую трубку, а вместе с ней и насос вряд ли было возможно. Каучук был известен еще в 1735 г., когда экспедиция французских астрономов от перуанских индейцев получила первые сведения об этой тягучей смоле. Но только в 1840 г. американец Ч. Гудийр открыл процесс вулканизации, превращавший эту ни на что не годную липучку в резину.

Говоря об истории исследований газового разряда и вакуумной техники, нельзя обойти молчанием колоритную личность сэра Уильяма Крукса (1832 — 1919 гг.), сыгравшего в этой истории весьма немаловажную роль.

Старший из 16 сыновей богатого лондонского портного Крукс в начале своей научной деятельности получил благожелательное напутствие великого Фарадея, научному стилю которого он стремился потом подражать в своих физических и химических исследованиях. Но в противоположность своему кумиру, вся жизнь которого — пример бескорыстного и скромного служения истине, Крукс энергично извлекал из чистой и прикладной науки сугубо материальные блага, был склонен поражать научную аудиторию и широкую публику сенсационными открытиями, его часто «заносило» в безудержное фантазирование и мистику. При всем этом на его счету ряд выдающихся научных и технических достижений.

К числу последних относятся важные усовершенствования ртутного вакуумного насоса, которые, кстати сказать, перенял у него Эдисон при создании своей первой лампы накаливания. Правда, есть мнение, что основные заслуги в этом деле принадлежали не самому Круксу, а его техническому помощнику Ч. Гимингхему, которого он идейно стимулировал и щедро финансировал (заметим попутно, что за математической помощью Крукс обращался к своему другу — маститому физику Г. Стоксу).

В 1861 г., применив еще только недавно (в 1859 г.) предложенный метод спектрального анализа, Крукс сделал крупное открытие: обнаружил новый элемент — таллий. В работе по прецизионному определению атомного веса этого элемента ему при калибровке весов потребовалось откачивать воздух. Проблема вакуума увлекла Крукса и дала толчок к упомянутым выше усовершенствованиям вакуумного насоса. Получив в свое распоряжение средства достижения рекордного по тем временам вакуума, Крукс в начале 70-х гг. приступил к чрезвычайно эффектным опытам с электрическим разрядом в откачанных стеклянных баллонах (он работал с хорошо откачанными и отпаянными грушеобразными баллонами, получившими название круксовых трубок),

В 1875 г. Крукс продемонстрировал свой ставший знаменитым радиометр — в вакуумированную стеклянную грушу он поместил легкое колесико с лопатками, которое начинало быстро вращаться, когда на него направляли световой пучок. Крукс широко разрекламировал этот эксперимент как прямое доказательство давления света и попутно наладил производство вакуумных вертушек на продажу — эффектный опыт пользовался большим успехом. Правда, менее увлекающиеся физики сразу же заподозрили тут какой-то подвох. Давление света, если таковое и существует (тогда еще не все с этим соглашались), представлялось эффектом чрезвычайно деликатным. А круксово колесико вращалось, как будто его обдувал сильный ветер. Скептики, как это чаще всего бывает, оказались правы: колесико приводили в движение молекулярные потоки, порождаемые не давлением света, а его тепловым действием. Чтобы устранить эти потоки, нужно было дальше улучшать вакуум, так что с доказательством существования светового давления пришлось подождать еще 25 лет, до лебедевского эксперимента.

Но Крукс не унывал. Он стал раскручивать свое колесико катодными лучами. Поставил он с этими лучами и другие впечатляющие опыты — плавил ими металлы, вызывал флуоресценцию различных материалов, поставив в трубке на пути лучей платиновый крест, демонстрировал эффект возникновения тени (стекло трубки в области тени не флуоресцировало). Таким образом, невидимые катодные лучи выступали как какой-то мощный агент, как какая-то субстанция.

22 августа 1879 г. на заседании Британской ассоциации содействия наукам Крукс выступил с сенсационной речью под названием «Четвертое состояние вещества или лучистая материя»4. По существу правильно осознав корпускулярную природу катодных лучей, Крукс, говоря о связанных с ними явлениях, с присущей ему восторженностью пустился в оторванные от реальности спекуляции. «Эти явления, — возвещал ученый, — настолько непохожи на происходящее в воздухе или газе при обычном давлении, что мы вынуждены предположить, что здесь мы оказались лицом к лицу с веществом в Четвертом Состоянии, в состоянии столь же далеком от газового состояния, как газ от жидкости. Изучая это Четвертое Состояние вещества, мы, кажется, наконец, ухватили и подчинили своему контролю маленькие неделимые частички, которые, как можно предположить с большой уверенностью, составляют физическую основу Вселенной... Мы действительно соприкоснулись с гранью, где Вещество и Сила как бы проникают друг в друга, с призрачным царством между Известным и Неизвестным, к которому меня всегда особенно тянуло. Я осмелюсь думать, что величайшие научные проблемы будущего найдут свое решение в этой Призрачной Стране и даже за ней; там, кажется мне, лежит Высшая Истина, нежная, глубокая, удивительная».

Мы позволили себе привести эту длинную цитату из знаменитой речи Крукса, поскольку она очень ярко характеризует этого ученого и чтобы показать, в какие мистические джунгли могли заводить некогда исследователей размышления над обычными физическими процессами, вроде тех, что происходят каждый вечер в кинескопах наших телевизоров. Правда, выражение «четвертое состояние вещества» (но, разумеется, не с прописных букв) иногда используют сейчас, говоря в «высоком штиле» о плазме, однако Крукс имел в виду нечто совершенно иное и значительно более возвышенное.

Но что это за «призрачное царство между известным и неизвестным, к которому всегда особенно тянуло» этого экстравагантного джентльмена? Дело тут в том, что в 70-е гг. Крукс с присущей ему увлеченностью предавался оккультизму, опытным путем (как экспериментатор фарадеевской школы) он доказывал существование эффекта столоверчения, спиритической связи с потусторонним миром, возможность экскурсов в четвертое измерение. Местные и заезжие медиумы и прочие шарлатаны нещадно злоупотребляли доверчивостью и энтузиазмом состоятельного и влиятельного естествоиспытателя и его единомышленников, среди которых, кстати, было еще несколько ученых. Уловки медиумов, как правило, были незатейливыми, так что репутация Крукса оказалась основательно подмоченной; при попытках опубликовать «научные» статьи по спиритизму в солидных журналах у Крукса происходили резкие стычки с коллегами.

Европейских ученых, поддавшихся в 70-е гг. массовому психозу спиритизма, и Крукса в их числе едко высмеял Ф. Энгельс в своей известной статье «Естествознание в мире духов». «Духи доказывают существование четвертого измерения, — издевался Энгельс, — как и четвертое измерение свидетельствует о существовании духов... Ведь установил же научным образом г-н Крукс, как велика потеря веса столов и другой мебели при переходе ее, — мы можем теперь сказать так, — в четвертое измерение» (К. Маркс, Ф. Энгельс. Соч., т. 20, с. 381). О четвертом измерении в эти годы говорили очень много. А родилась эта мода из вульгаризации начатых великим Б. Риманом математических исследований многомерных поверхностей. Было показано, что если существует четвертое измерение, то можно без разрывов вывернуть сферу наизнанку, завязать узлы на веревке, замкнутой в кольцо, устранить объект из закрытого помещения без разрушения стен... Легковерные энтузиасты спиритизма использовали эти выводы для «объяснения» медиумических фокусов и тем самым для доказательства существования четвертого измерения. Ибо, как писал в 1876 г. знаменитый английский математик В. Клиффорд, также много размышлявший о многомерных пространствах, «...мы можем лишь опытным путем установить, какого рода то пространство, в котором мы живем».

Выражение «четвертое состояние» появилось в лекции Крукса не случайно — его буйная фантазия связывала это состояние с четвертым измерением. Он склонялся к мысли, что исходящая из катода субстанция покидает на время наш грешный трехмерный мир, проносится в призрачном царстве с дополнительным измерением и снова возвращается к реальности, ударяя в лопатки колесика или в анод трубки. Он полагал, что герметичная стеклянная груша, виртуозно выдутая Гимингхемом, открыта в четырехмерный мир, но, разумеется, без нарушения вакуума. Такие взгляды, конечно, мало кто разделял, но шум, поднятый Круксом и вокруг него, в огромной степени способствовал привлечению внимания к опытам с разрядными трубками, к исследованиям катодных лучей.

Увлечению спиритизмом, которому столь сильно способствовал Крукс, отдали дань также салоны Петербурга и Москвы. «Крукс нехорошо экспериментировал в пользу спиритизма», — писал в 1876 г. в своем «Дневнике писателя» Ф. М. Достоевский. Но, выступая против гонений на спиритов, он очень мудро заметил: «Мистические идеи любят преследование, они им создаются». В том же году детально доказала несостоятельность спиритов авторитетная ученая комиссия под председательством Д. И. Менделеева. Но, видимо, самый сильный удар по оккультизму нанес Л. Н. Толстой своей пьесой «Плоды просвещения» (там, кстати, упоминается и Крукс), которая и в наши дни звучит вполне злободневно в связи с разговорами о телекинезе, биополе и т. д.

Мы начали с открытия рентгеновских лучей, перешли к истории вакуумных насосов, а от нее — к открытию процесса вулканизации каучука. Затронув один из этапов исследований катодных лучей, мы столкнулись с многомерными пространствами, модой на спиритизм, произведениями Ф. М. Достоевского и Л. Н. Толстого. Все это, конечно, еще не доказывает, а только иллюстрирует, насколько история физики, история ее открытий, тесно и прихотливо связана с прогрессом других наук, со всем ходом промышленного развития, с общекультурным фоном и общественными явлениями.

 

  • 1. Этот принцип сейчас широко используется в установках электронно-лучевой технологии, переплавляющих тонны металла.
  • 2. Эта работа по представлению У. Кельвина и А. Пуанкаре была удостоена премии им. Джоуля Лондонского королевского Общества.
  • 3. Уже после открытия в лаборатории Пенсильванского университета (США) был обнаружен «рентгеновский снимок», случайно сделанный в 1890 г
  • 4. Выражение «лучистая материя» Крукс позаимствовал у почитавшегося им Фарадея.

Добавить комментарий

Plain text

  • HTML-теги не обрабатываются и показываются как обычный текст
  • Адреса страниц и электронной почты автоматически преобразуются в ссылки.
  • Строки и параграфы переносятся автоматически.
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.