Электрону – 115 лет!

Быть может, эти электроны –
Миры, где пять материков,
Искусства, знанья, войны, троны
И память сорока веков!

Еще, быть может, каждый атом –
Вселенная, где сто планет;
Там все, что здесь, в объеме сжатом,
Но также то, чего здесь нет...

Валерий Брюсов, «Мир электрона», 1922 г.

29 апреля 1897-го года английский физик Джозеф Джон Томсон на заседании Лондонского королевского общества выступил с сообщением о природе так называемых катодных лучей. Эти таинственное явление было известно еще с середины ХlХ века: под действием невидимого луча, исходящего от катода (отрицательно заряженного электрода), помещенного в вакуумированную стеклянную трубку, стекло начинало фосфоресцировать (светиться).

В опытах Томсона изучение катодных лучей перешло на новый, более глубокий уровень. Так, было показано, что эти самые лучи совершенно определенно притягиваются к положительно заряженной пластинке (специально впаянной в трубку) и отталкиваются от отрицательной. То есть ведут себя так, как и полагалось потоку мельчайших отрицательно заряженных частиц. Не довольствуясь этим, чрезвычайно важным результатом, ученый пошел дальше: он определил заряд одной частицы, приходящийся на единицу ее массы (удельный заряд), который оказался фантастически большим. При этом, данная величина совершенно не зависела от материала, из которого сделан катод. Напрашивался вывод, подрывавший тысячелетние, устоявшиеся в науке представления. Если наблюдаемые объекты являются какими-то универсальными частицами вещества, то не являются ли они составными частями самых мелких «деталей», этого вещества, т.е. его атомов? Но ведь атомы по определению должны быть неделимыми...

После долгих размышлений Томсон пришел к следующим выводам:

  • Атомы делимы, отрицательно заряженные частицы могут вылетать из них под действием электрических сил, ультрафиолетового света или тепла;
  • Все частицы имеют одинаковую массу и несут одинаковый отрицательный электрический заряд.
  • Масса этих частиц меньше одной тысячной массы атома водорода.

Таким образом, в этот день (точнее вечер) ученый мир, во-первых, узнал о том, что атом – это не маленький неделимый шарик; оказывается, это сложная система, состоящая из более простых, элементарных частиц, одна из которых, а именно «электрон» была представлена «граду и миру» (электроном в древней Греции называли янтарь, который при трении о шерсть приобретал способность притягивать мелкие предметы, т.е. «электризоваться»).

Во-вторых, из того факта, что первая открытая элементарная частица имеет отрицательный заряд, а атом в целом электронейтрален, следовало, что в атоме должны быть и положительные частицы, своими зарядами в точности уравновешивающие заряды электронов. Поиск таких частиц выдвигался, таким образом, в качестве важнейшей задачи, решить которую предстояло в ближайшее время. Пока же Томсон (в качестве рабочей гипотезы строения атома) предложил модель «пудинга с изюмом», где «изюминками» являлись электроны, внедренные на разную глубину в некую положительно заряженную основу. «Соль» же гипотезы Томсона заключалась в том, что электроны-изюминки, находящиеся на поверхности атома, определяют его химические свойства – гениальная идея, которой еще предстояло найти свое подтверждение в будущем. В 1906-м году Дж.Томсону была присуждена Нобелевская премия по физике.

Открытие первой элементарной частицы – электрона, другие выдающиеся достижения, которые произошли на рубеже веков, были, в основном, сделаны с использованием остроумно сконструированных, но в то же время и очень простых приборов. Поистине удивительно, как с помощью этого полукустарного, «сургучно-веревочно-стеклянного» оборудования ученые «проникли» внутрь атомов, которых никто никогда не видел и не мог увидеть по определению. Человеческому разуму, очевидно, нельзя отказать в одной уникальной особенности – в умении «распознавать образы», делать верные умозаключения и проникать (без непосредственного наблюдения) туда, куда обычный, консервативный, «житейский» разум проникнуть просто не в состоянии. Резонно предположить, что область человеческого познания, которой занимается атомная физика, теоретическая физика и химия и т.д. – должна иметь какие-то точки соприкосновения с деятельностью, казалось бы, другого рода, а именно ... с поэзией!

Не удивительно, что почти синхронно с научными достижениями на «электронно-атомном» поприще появлялись и их поэтические отражения:

Мир рвался в опытах Кюри
Атомной, лопнувшею бомбой
На электронные струи
Невоплощенной гекатомбой...

Андрей Белый, 1919 г. (Одно из первых употреблений словосочетания «атомная бомба»).

* * *

Мы радио бросаем в пространство,
Видим в атоме вихрь электронов,
Но часто мечтаем про странность
Природы, мимозу тронув...

Валерий Брюсов, 1921 г.

И он же:

Быть может, эти электроны –
Миры, где пять материков,
Искусства, знанья, войны, троны
И память сорока веков!

Еще, быть может, каждый атом –
Вселенная, где сто планет;
Там все, что здесь, в объеме сжатом,
Но также то, чего здесь нет...

Валерий Брюсов, «Мир электрона», 1922 г.

Невольно вспоминается предсказание В.И.Ленина из книги «Материализм и эмпириокритицизм» (1909 г.): «Электрон так же неисчерпаем, как и атом, природа бесконечна...». В этой отличной книге Ленин показал себя, как отменный знаток проблем современной ему науки, а так же, как незаурядный философ науки. И что бы ему не продолжать в том же духе?

Но это – уже совсем другая история...

Технологии Blogger.
В оформлении использовано: Esquire by Matthew Buchanan.