Принцип эксперимента. 12 главных открытий физики элементарных частиц. Сьюзи Шихи
Читать онлайн книгу.
потому что все построено из разных атомов, которые ученым представлялись крошечными сферическими деталями вроде Lego. Будь у вас правильная инструкция, вы могли бы взять определенный набор атомов и создать все, что захочется. Физики также знали, что существуют силы, благодаря которым все взаимодействует. Гравитация удерживает звезды в нашей галактике и заставляет Землю вращаться вокруг Солнца. Даже таинственные силы электричества и магнетизма в конце концов были объединены в единую силу – электромагнетизм. Вселенная стала предсказуемой: если вам известен принцип работы внутренних механизмов и вы приводите их в движение, то можете с точностью предсказать поведение всей материи.
Теперь оставалось исследовать только детали – например, то, как именно работает электронно-лучевая трубка. Одна из немногих мелочей, которые ученые не могли до конца объяснить. Конечно, выдвигались разные теории, в том числе идея о том, что свечение внутри связано с колебаниями гипотетического эфира – среды, через которую, как считалось, свет распространяется почти так же, как звук передается по воздуху. Но, исследуя особенности электронно-лучевой трубки, Рентген столкнулся с трудностями: мало того, что внутри трубки происходит что-то необъяснимое, так еще и снаружи обнаружился странный эффект.
В детстве Вильгельм казался обычным ребенком. Сын торговца тканями, он любил исследовать природу в сельской местности и лесах[4]. Единственное, в чем у него действительно были незаурядные способности, – создание механизмов[5], и это оказалось весьма полезным для его дальнейшей экспериментальной работы. Когда Рентген стал взрослым, его темные волосы постоянно вставали дыбом на лбу, «как будто он постоянно был наэлектризован собственным энтузиазмом»[6].
Рентген был застенчивым человеком, читал лекции невыносимо тихим голосом, был строг со своими студентами и даже испытывал легкий дискомфорт при мысли о том, что в его лаборатории будут ассистенты. Но он искренне любил науку, иногда цитируя великого инженера Вернера фон Сименса, который сказал: «Интеллектуальная жизнь порой доставляет нам, возможно, самую чистую и высшую радость, на которую способен человек».
И вот Рентген обнаружил то, чего раньше никто не видел. Когда он заметил странный светящийся экран, то предположил, что смотрит не на тот же «луч», который заставлял светиться электронно-лучевую трубку, поскольку этот эффект, казалось, заключен внутри трубки. Он нашел новый вид невидимого луча, который мог простираться гораздо дальше. Рентген сразу же направил все свое время и энергию на дальнейшие исследования. Когда позже его спросили, что он в то время думал, он сказал: «Я не думал, я исследовал».
Он расставил несколько подобных трубок по лаборатории[7], методично и тщательно настраивая каждую, чтобы определить природу новых лучей. Он помещал различные материалы между трубкой и люминофорным экраном, опробовав бумагу, дерево и даже
Нобелевские лекции по физике 1901–1921 (Nobel Lectures, Physics 1901–1921), Elsevier, Амстердам, 1967.
См. Otto Glasser. Wilhelm Röntgen and the Early History of the Roentgen Rays. Norman Publishing, San Francisco, 1993. Интересно, повлияла ли на это отдаленная часть его генеалогического древа, которая прославилась созданием сложных предметов мебели с причудливыми механическими элементами. Подробнее об этом читайте в книге Вольфрама Кеппе Extravagant Inventions: The Princely Furniture of the Roentgens. Издательство Йельского университета, Нью-Хейвен, штат Коннектикут, 2012.
Otto Glasser. Röntgen.
Одну из трубок подарил украинский физик Иван Пулюй, который в 1889 году отметил, что под воздействием катодных лучей фотопластинки становятся черными. Рентген и Пулюй вместе работали в Страсбурге, и Рентген регулярно посещал лекции своего коллеги, который разработал специальную электронно-лучевую трубку под названием «лампа Пулюя», которая некоторое время серийно выпускалась. Пулюй использовал ее для получения изображений скелета мыши и мертворожденного плода. Итак, опередил ли Пулюй Рентгена в открытии икс-излучения? Вероятно, нет, поскольку Пулюй не понимал, что видимые им лучи принципиально отличаются от лучей в трубке, а именно это стало ключом к открытию, приписываемому Рентгену.