Майкъл Харт
100-те най-влиятелни личности в историята на човечеството (56)

56. ЪРНЕСТ РЪДЪРФОРД
1871 — 1937

Ърнест Ръдърфорд е смятан обикновено за най-големия физик експериментатор на XX век. Той е централната фигура, довела до познанията ни за радиоактивността, и човекът, поставил начало на изучаването на ядрената физика. Освен огромното им теоретично значение неговите открития намират широко приложение в редица области: атомното оръжие, атомните електроцентрали, радиоактивните изотопи и радиометрията. Неговото влияние върху света е дълбоко, вероятно още расте и навярно ще бъде дълготрайно.

Ръдърфорд е роден и израснал в Нова Зеландия. Учи в Кентърбърийския колеж и на двайсет и три години има вече три научни степени (бакалавър на изкуствата, магистър на изкуствата и бакалавър на науките). Следващата година е удостоен със стипендия за Кеймбриджкия университет, където три години се занимава с изследователска работа под ръководството на Дж. Дж. Томсън, един от най-видните учени по онова време. Двайсет и седем годишен, вече е професор по физика в канадския университет „Макгил“, където остава девет години. В 1907 г. се завръща в Англия, за да оглави факултета по физика в Манчестерския университет. В 1919 г. се прехвърля в Кеймбридж, този път като директор на лабораторията „Кавъндиш“, където остава до края на живота си.

Радиоактивността е открита в 1896 г. от френския физик Антоан-Анри Бекерел, който тогава правел опити с уранови съединения. Бекерел скоро загубил интерес към тази тема, тъй че основните си знания за радиоактивността дължим на широките изследвания на Ръдърфорд. (Мария и Пиер Кюри откриват още два радиоактивни елемента — полоний и радий, но нямат фундаментални изобретения в тази насока.) Едно от първите открития на Ръдърфорд е, че радиоактивното излъчване на урана се състои от две съвсем различни съставки, наречени алфа- и бета-лъчи. По-късно той демонстрира естеството на всяка от тях (те представляват бързо движещи се частици) и показва, че има трета съставка, наречена от него гама-лъчи.

Важна черта на радиоактивността е енергията. Бекерел, съпрузите Кюри и повечето други учени смятали, че тя идва от някакъв външен източник. Но Ръдърфорд доказва, че въпросната енергия — много по-силна от тази, която се освобождава при химически реакции — се отделя от вътрешността на отделните уранови атоми. Така той пръв стига до важната концепция за атомната енергия.

Учените винаги са твърдели, че отделните атоми са неразрушими и неизменни. Ръдърфорд с помощта на своя талантлив млад асистент Фредерик Соди успява да покаже, че когато един атом излъчва алфа- или бета-лъчи, той се превръща в друг вид атом. Отначало химиците отказвали да приемат това; но Ръдърфорд и Соди провели цяла поредица радиоактивни разпадания, които превръщат урана в олово. Ръдърфорд измерва и степента на разпадане и така стига до важното понятие „полуживот“. Скоро това довежда до развитието на радиометрията, която става един от най-съществените и полезни научни методи със забележително приложение в геологията, археологията, астрономията и много други области.

С тези изумителни открития в 1908 г. Ръдърфорд спечелва Нобеловата награда (която и Соди получава по-късно), но най-голямото му постижение тепърва предстои. Той вече е забелязал, че бързо движещите се алфа-частици могат да преминават през тънко златно фолио — без да оставят видима следа! — въпреки че малко се отклоняват. Това показва, че златните атоми не са непроницаеми като „билярдни топки“ — както смятали дотогава учените, — а са „меки“ отвътре. От това би следвало, че малките твърди алфа-частици могат да преминават през златните атоми като куршум през пихтия.

Заедно с Гайгер и Марсдън, по-млади от него сътрудници, Ръдърфорд открива, че част от алфа-частиците силно се отклоняват при досега със златното фолио, фактически някои дори отскачат! Той предусеща, че предстои нещо голямо и повтаря много пъти експеримента, като брои внимателно частиците, които се разпръсват в различни посоки. Тогава чрез много труден, но крайно убедителен математически анализ Ръдърфорд доказва, че има само един начин да се обяснят резултатите от опита: златният атом се състои почти изцяло от празно пространство, а почти цялата маса на атома е съсредоточена в едно „ядро“, което се намира в средата!

В доклада си (1911) Ръдърфорд разбива само с един удар, и то завинаги, обичайната ни представа за света. Щом дори парче метал — уж най-твърдото тяло — е най-вече празно пространство, тогава всичко, което сме смятали за съществено, изведнъж се разпада на малки частички, които се щурат в безкрайна празнота!

Откритото от Ръдърфорд атомно ядро е основата на всички съвременни теории за строежа на атома. Когато две години по-късно Нилс Бор публикува прочутия си доклад, в който представя атома като миниатюрна слънчева система, подчинена на квантовата механика, той използва като отправна точка на своя модел Ръдърфордовия атом с ядро. Същото правят Хайзенберг и Шрьодингер, когато създават своите по-сложни и усъвършенствани модели на атома.

Откритието на Ръдърфорд води до нов дял в науката: изучаването на самото ядро. Ръдърфорд се оказва пионер и в тази област. В 1919 г. той успява да превърне азотни ядра в кислородни, като ги бомбардира с бързо движещи се алфа-частици. Това е постижение, което надхвърля и най-смелите мечти на древните алхимици.

Скоро става ясно, че ядрените превъплъщения може да са източникът на слънчевата енергия. А предизвиканото им трансформиране е същността на атомните оръжия и атомните електроцентрали. В този смисъл откритието на Ръдърфорд далеч надхвърля чисто научния интерес.

Изключителната личност на Ръдърфорд неизменно е правила силно впечатление на всички, които са влизали в досег с него. Той е бил едър, гръмогласен човек с неизчерпаема енергия и самоувереност и очевидна липса на скромност. Когато негов колега подхвърлил нещо за необичайната му способност да стои винаги „на гребена на вълната“ в науката, Ръдърфорд мигом отговорил: „А защо не? Та нали аз създадох вълната!“