Адамович Михаил Прохорович
Электрон

Lib.ru/Классика: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь]
Скачать FB2

 Ваша оценка:
  • Аннотация:
    Его значение в науке и философии.

   

Электронъ.

Его значеніе въ наукѣ и философіи.

IX.
Электронъ во вселенной.

   Астрономія уже очень давно перестала быть наукой о стеклянномъ колпакѣ, покрывающемъ землю, съ прикрѣпленными на немъ звѣздами. Далеко позади и то время, когда она занималась въ предѣлахъ орбитъ, описываемыхъ планетами нашей системы вокругъ своего средоточія -- солнца. Она раздвинула эти узкія граня и ввела въ свой обиходъ новое понятіе, понятіе вселенной, и съ нимъ открылись для этой науки безмѣрныя дали.
   Что же представляетъ собою эта вселенная, это міровое цѣлое, по ученію новой астрономіи?
   Въ безконечномъ пространствѣ со временъ, не знающихъ начала, разсѣяна вѣчная, неуничтожаемая матерія, одаренная вѣчной, неуничтожаемой энергіей. И все, что происходитъ во вселенной,-- есть лишь превращенія, измѣненія формы этой матеріи и ея энергіи. Вѣчная смѣна, вѣчное превращеніе ихъ въ новыя формы -- въ этомъ жизнь вселенной. Превращенія матеріи и энергіи творятъ міры, и міры эти проходятъ свой циклъ развитія. Сгущается по невѣдомымъ причинамъ уединенная туманность, изъ нея образуется звѣзда жаркая и яркая, она, вращаясь, отбрасываетъ раскаленные комья и, превращаясь въ солнце, изъ нихъ составляетъ свою планетную свиту. И дальше идетъ ея развитіе подобно нашей солнечной системѣ.
   И такими мірами наполнена вселенная. Одни еще представляютъ "хаоса бытность довременную, другіе лишь нарождаются, третьи погружены въ ледяной, мертвый покой смерти. Иные цвѣтутъ жизнью, какъ нашъ солнечный міръ.
   Во вселенной разбросаны міры, а межъ ними -- бездны, наполненныя таинственнымъ эфиромъ. Пропасти междупланетныхъ пространствъ отдѣляютъ небесныя тѣла другъ отъ друга. Непереходимы эти пропасти, непреодолимы пространства. Здѣсь міръ матеріи и тамъ міръ матеріи, во всемъ подобной нашей, но нѣтъ между ними мостовъ. Только лучистая энергія паутиной своихъ лучей протягиваетъ нить между мірами. Свѣтъ, тепло, электрическія волны проносятся чрезъ небесныя бездны отъ міра къ міру, отъ звѣзды къ звѣздѣ. Энергія блуждаетъ въ пространствѣ. Энергія, но не матерія. Матерія заключена въ свои предѣлы, ограничена той или другою системой, очерчена магическимъ кругомъ своей орбиты, которой ей не преступить, изъ которой не выйти. И только если пересѣкутся орбиты,-- столкнутся тѣла. Тогда лишь матерія одной системы соприкасается съ другой. Таковы метеориты, обломки небесныхъ тѣлъ, "падучія звѣзды", красивой, огненно-зеленой полосой чертящія порою вечернее небо нашей малютки земли. Но то лишь случайные гости, рѣдкія встрѣчи. А въ остальномъ... вихремъ мчатся милліоны свѣтилъ и тѣлъ небесныхъ въ пространствахъ вселенной, далекіе и одинокіе, связанные лишь таинственной силой всемірнаго тяготѣнія, опутываемые лучами энергіи, но безнадежно оторванные и отдѣленные одинъ отъ другого.
   Таковой казалась вселенная, таковъ былъ ея ликъ, по понятіямъ еще недавняго времени.
   Но мы узнали объ электронѣ, и картина существенно, радикально мѣняется. Иной видъ, иное лицо являетъ предъ нами вселенная.
   Электронъ -- это первый извѣстный намъ мореплаватель по океану вселенной. Онъ не боится небесныхъ пропастей и переносится чрезъ бездны пространства отъ міра къ міру, отъ солнца къ солнцу, то пользуясь паутиной лучей, то обходясь безъ нея.
   Путешественникъ полярныхъ странъ выходитъ изъ своего убѣжища и любуется чарующей игрой свѣта сѣвернаго сіянія. То чужестранцы электроны, пришельцы изъ другихъ міровъ, посланника солнца и дальнихъ звѣздъ привѣтствуютъ землю и даютъ знать, что они прибыли къ намъ.
   Но этого мало. Электронъ не довольствуется тѣмъ, что отважн* преодолѣваетъ дѣлящее міры пространство. Онъ увлекаетъ съ собою атомы и молекулы обычной матеріи въ это далекое и заманчивое путешествіе по небу. Посмотримъ же, какъ это бываетъ.
   Лучъ солнца добѣжалъ до земли. Этотъ лучъ, какъ извѣстно, не простъ. Онъ состоитъ изъ смѣси лучей, въ томъ числѣ и ультрафіолетовыхъ. Это -- лучи особенные. Въ нихъ таится особая способность, способность разбивать атомы газовъ, выбивать изъ нихъ электроны.
   Ультрафіолетовый лучъ разрываетъ нейтральный атомъ на двѣ неравныя части: на электронъ и ущербленный атомъ (+ іонъ).
   Вся масса ультрафіолетовыхъ лучей, донесясь до земной атмосферы, дробитъ милліоны атомовъ ея газовъ на электронъ и іонъ. Ультрафіолетовые лучи солнца -- одинъ изъ главныхъ источниковъ свободнаго электричества земной атмосферы. Ибо свободное электричество это -- свободные электроны и іоны, а ультрафіолетовый: лучъ именно ихъ и производитъ.
   Судьба милліоновъ освобожденныхъ электроновъ различна. Часть изъ нихъ сплачиваетъ вокругъ себя частицы паровъ воды и служитъ причиной образованія капель воды. Разъ образовавшись, они силою тяжести увлекаются внизъ -- "идетъ дождь". Эти электроны, запутанные въ капли воды, остаются жильцами земли.
   Иная судьба электроновъ, избѣжавшихъ мантіи водяной капли. Земля представляетъ собою шаръ, наэлектризованный отрицательно, солнце, наоборотъ,-- положительно. Свободные электроны поэтому отталкиваются землей и притягиваются солнцемъ. И вотъ отряды электроновъ, уцѣлѣвшихъ отъ дождевого разгрома, покидаютъ землю подъ дѣйствіемъ этихъ двухъ силъ и направляются къ солнцу. Ихъ путь сначала затрудняется столкновеніемъ съ частицами газовъ земной атмосферы. Но чѣмъ дальше, тѣмъ рѣже атмосфера и свободнѣе путь. Вотъ они вышли изъ нея и несутся въ пространствѣ, пересѣкая орбиты планетъ. Если какая-нибудь изъ нихъ находится какъ разъ на пути и ея атмосфера насыщена парами, возможно, что часть изъ нихъ застрянетъ и упадетъ на почву планеты съ дождемъ. Остальные мчатся все дальше и вскорѣ доходятъ до солнца. Съ размаху они все дальше и дальше внѣдряются въ его атмосферу, пока сопротивленіе ея не остановитъ ихъ. Ряды ихъ здѣсь снова рѣдѣютъ. Часть изъ нихъ встрѣчаетъ положительные іоны, соединяется съ ними и вмѣстѣ они даютъ снова нейтральный атомъ, хотя, быть можетъ, уже и другого вещества. Неизвѣстно вѣдь, съ какимъ положительнымъ іономъ солнца встрѣтится прибывшій съ земли электронъ. Онъ становится, такимъ образомъ, на болѣе или менѣе продолжительный срокъ осѣдлымъ жителемъ солнечной атмосферы.
   Остальныхъ пришлецовъ, сохранившихъ свою независимость и не польстившихся покоемъ и превращеніемъ въ нейтральный атомъ, ждетъ новый путь, иногда обратный, иногда иной, еще болѣе дальній, заманчивый и, главное, въ иномъ снаряженіи. Но, прежде чѣмъ пуститься въ этотъ путь, свободные электроны, прибывшіе съ нашей планеты, встрѣчаютъ- многочисленные электроны солнечнаго происхожденія, готовящіеся къ тому же пути. Тѣ же ультрафіолетовые лучи, проходя чрезъ газы солнечной атмосферы, "іонизируютъ" ихъ, т. е. разбиваютъ на положительный іонъ и отдѣляющійся отъ него электронъ, какъ это дѣлаютъ они и въ земной атмосферѣ. Только здѣсь работѣ этихъ лучей помогаетъ еще страшная температура въ 6000о, производящая то же дѣйствіе. Вслѣдствіе этого, число производимыхъ здѣсь,-- вѣрнѣе, освобождаемыхъ отъ "матеріальнаго" плѣна -- электроновъ несравненно больше, чѣмъ производимыхъ ультрафіолетовыми лучами въ земной атмосферѣ. Пришлецы съ земли совершенно теряются въ массѣ солнечныхъ аборигеновъ. Вся эта новая рать электроновъ живо обзаводится кораблями съ парусами и плыветъ отъ солнца подъ вѣтромъ. А вѣтеръ для нихъ, какъ оказывается, всегда попутный: отъ солнца въ міровое пространство по всѣмъ направленіямъ. Электроны, какъ сказано, сгущаютъ вокругъ себя частицы окружающихъ газовъ. Получается "комочекъ газа" изъ частицъ, приставшихъ къ электрону. Вотъ эти частицы, сплотившіяся вокругъ электрона, и являются для него теперь и кораблемъ, и парусомъ вмѣстѣ. А вѣтеръ -- солнечный свѣтъ, солнечные лучи. Дѣло въ томъ, что лучи солнца не только свѣтятъ, не только грѣютъ, но и производятъ давленіе, такое же точно механическое давленіе, какое производитъ рука, давящая на дверь, или воздухъ, надувающій парусъ. И всякая освѣщенная площадь тѣмъ самымъ, что она освѣщена, подвергается извѣстному давленію. Оно, конечно, очень мало, но при извѣстныхъ обстоятельствахъ достаточно для дѣйствія.
   Комочекъ газовъ солнечной атмосферы, сгустившійся вокругъ электрона, находится подъ дѣйствіемъ двухъ силъ: силы матеріальнаго притяженія солнца и силы его лучевого давленія. Первое стремится приблизить комочекъ къ центру солнечной массы, второе удалить его отъ этого центра. Что же получится въ результатѣ? Не всегда одно и то же. Матеріальное притяженіе зависитъ только отъ массы комочка. Оно тѣмъ больше, чѣмъ больше масса его. А масса тѣмъ больше, конечно, чѣмъ больше объемъ. Величина лучевого давленія, наоборотъ, цѣликомъ зависитъ отъ поверхности комочка. Чѣмъ больше поверхность, на которую падаютъ лучи, тѣмъ сильнѣе дастъ себя чувствовать ихъ давленіе. Результатъ дѣйствія обоихъ силъ зависитъ отъ соотношенія вѣса комочка, выражающагося объемомъ, и его поверхности. А то и другое опредѣляется радіусомъ. Такъ что, попросту говоря, результатъ зависитъ отъ величины радіуса комочка, который для простоты принимается шарообразнымъ. И здѣсь оказываются слѣдующіе случаи. Если радіусъ частицы больше извѣстной величины -- сила притяженія солнца беретъ верхъ. Если радіусъ не больше и не меньше этой величины -- обѣ силы уравновѣшиваютъ другъ друга. Когда радіусъ меньше этой величины, то беретъ чуть замѣтный перевѣсъ лучевое давленіе. И чѣмъ меньше радіусъ, тѣмъ больше пересиливается солнечное притяженіе его лучевымъ давленіемъ. При постепенномъ уменьшеніи радіуса мы, наконецъ, доходимъ до такой величины. его, когда лучевое давленіе въ 19 разъ сильнѣе солнечнаго притяженія. Если радіусъ уменьшается еще и дальше, то отношеніе становится менѣе благопріятнымъ для лучевого давленія. Оно все уменьшается {Arrhenius. Das Werden der Welten. Августъ. Отдѣлъ I.} и при извѣстной новой величинѣ уменьшающагося радіуса обѣ силы опять уравновѣшиваютъ другъ друга. Если радіусъ становится еще меньше, то опять беретъ верхъ солнечное притяженіе. Такъ что для величины комочка газа имѣется опредѣленная область, ограниченная двумя порогами. За этими порогами властвуетъ притяженіе солнца. Между ними беретъ верхъ лучевое давленіе и уноситъ комочекъ прочь отъ солнца, не смотря на удерживающее его притяженіе солнечной массы.
   Такимъ образомъ все зависитъ отъ обстоятельствъ, при которыхъ электронъ строитъ свой корабль. Если они благопріятствуютъ, то комочки газа, сгущающагося вокругъ электрона, получаются надлежащей величины, и все снаряженіе вмѣстѣ съ электрономъ уносится на лучахъ солнца.
   Образованіе, какъ электроновъ, такъ и необходимыхъ для ихъ передвиженія по солнечной нити комочковъ газа происходитъ по всей поверхности солнца и со всей его поверхности во всѣхъ направленіяхъ, во всѣ концы и углы вселенной разноситъ эти матеріальныя частицы давленіе солнечныхъ лучей. Солнце излучаетъ матерію въ міровое пространство. Это звучитъ странно, но это такъ. Кромѣ энергіи солнце излучаетъ матерію.
   Куда попадаетъ она, какъ долго блуждаютъ частицы въ междупланетномъ пространствѣ, никто не можетъ сказать. Для разныхъ -- разная судьба. Иные попадаютъ на землю. Здѣсь "заряженные" электрономъ комочки "разряжаются". Попросту говоря, электронъ соединяется со встрѣчнымъ положительнымъ іономъ. А разряженная, высадившая свой электронъ, частица падаетъ на землю въ видѣ космической пыли. При этомъ разрядѣ происходитъ, какъ и при всякомъ разрядѣ въ газахъ, свѣтъ. Солнце посылаетъ намъ полчища этихъ электроновъ, посаженныхъ въ комочки-корабли, и ихъ разряды въ земной атмосферѣ и даютъ намъ полярныя сіянія.
   Чѣмъ сильнѣй дѣятельность солнца, тѣмъ больше оно испускаетъ ультрафіолетовыхъ лучей вмѣстѣ съ другими лучами, тѣмъ больше оно производитъ электроновъ и посылаетъ ихъ къ намъ. Чѣмъ больше электроновъ является съ солнца на землю, тѣмъ интенсивнѣе и чаще сіянія у полярныхъ круговъ. А мы знаемъ, что движенія электроновъ вызываютъ магнитныя явленія,-- въ частности, они вліяютъ на колебанія магнитной стрѣлки. Дѣятельность солнца интенсивнѣй въ періодъ увеличенія солнечныхъ пятенъ и слабѣй, когда число ихъ меньше. Въ томъ разгадка таинственной, давно замѣченной, но непонятной зависимости между періодичностью солнечныхъ пятенъ, сѣверныхъ сіяній и магнитныхъ бурь на землѣ. Электронъ стоитъ въ центрѣ этихъ явленій и освѣщаетъ ихъ ярко лучами своего волшебнаго фонаря.
   Но покинемъ землю и обратимся къ другимъ частицамъ, несущимся со своимъ пассажиромъ-электрономъ подъ давленіемъ лучей въ пространствахъ неба. Они будутъ нестись, пока лучъ не повстрѣчаетъ на своемъ пути еще какую-нибудь планету или солнце, или звѣзду. Это можетъ случиться не скоро, могутъ пройти тысячелѣтія, пока та или другая частица попадетъ на какое-нибудь небесное тѣло. И все это время, изо дня въ день, солнце, пока не потухнетъ, посылаетъ во вселенную свою плоть и кровь, свою матерію -- частицы съ сидящими въ нихъ электронами. Но оно не бѣднѣетъ. Во вселенной царитъ справедливость. Не одно солнце расточаетъ себя. Тысячи звѣздъ сверкаютъ на небѣ, милліоны ихъ таятся въ небесныхъ глубинахъ, невидимыхъ глазу, во всѣхъ концахъ, во всѣхъ углахъ міра, и шлютъ непрестанно они лучи свои, а съ ними и частицы матеріи,-- космическую пыль, блуждающую въ небесахъ. Со всѣхъ концовъ получаетъ ихъ солнце. Во всѣхъ направленіяхъ обмѣниваются безпрестанно излучаемой матеріей сестры-звѣзды. Вѣчный обмѣнъ вещества между мірами вселенной происходитъ съ тѣхъ поръ, какъ она существуетъ. Въ организмѣ мірового цѣлаго свершается своего рода "круговоротъ вещества". Небесныя тѣла не уединены больше одинъ отъ другого. Между ними -- матеріальная непрерывная связь, не взирая на безмѣрность пространствъ, раздѣляющихъ ихъ. И поддерживаютъ эту связь электроны. Эти варяги неба, эти моряки-скитальцы небесныхъ морей блуждаютъ на своихъ корабляхъ-частицахъ отъ берега къ берегу, побѣждая пространство.
   Сможемъ ли мы подражать имъ хоть отчасти? Переберемся ли мы когда-нибудь хоть на ближайшую планету? Что возможно для одной единственной матеріальной частицы, то не невозможно для насъ. И электронъ показалъ намъ, матеріальнымъ тѣламъ, возможный путь отъ планеты къ планетѣ. Нужды нѣтъ, что пока это путешествіе можетъ сдѣлать лишь частица, недоступная глазу. Развѣ человѣкъ, увидѣвшій, какъ натертый кусокъ янтаря приподнимаетъ со стола клочечки бумажки, могъ допустить, что сила, приподнимающая ихъ, будетъ въ состояніи мчать поѣзда со скоростью ста километровъ въ часъ? А между тѣмъ это такъ. Электричество дало уже огромную власть человѣку. А электричество это все тѣ же электроны. И человѣчество осѣдлаетъ когда-нибудь электронъ для путешествія въ небо.
   

X.
Электронъ и іонъ въ радіоактивныхъ тѣлахъ.

   Всего пятнадцать лѣтъ прошло съ тѣхъ поръ, какъ превосходный французскій физикъ-экспериментаторъ Беккерель, производя изслѣдованія различныхъ минераловъ, открылъ новые, неизвѣстные до тѣхъ поръ лучи, получившіе названіе Беккерелевыхъ лучей. Открытіе это послужило тѣмъ ключомъ, при помощи котораго открылась дверь въ новую волшебную область познанія природы. За этой дверью таился радій, а съ нимъ и его чудеса. Кто не слыхалъ о немъ! Кто не знаетъ, что съ нимъ связаны явленія сложныя и настолько загадочныя, что въ первый моментъ приведены были въ смущеніе умы ученыхъ. Но за то какая работа развернулась съ момента его появленія! И какіе богатые роскошные плоды она принесла! Ксыпетевтике писатели утверждаютъ, что въ исторіи науки не было столь короткаго и въ тоже время до такой степени плодотворнаго періода, какъ время, протекшее послѣ открытія лучей Беккереля. Дѣлая новая область науки возникла и развилась за эти годы,-- область, обогатившая и оплодотворившая небывалымъ обиліемъ идей научную мысль, открывшая ей ширь новыхъ горизонтовъ.
   Недавно въ русскомъ переводѣ появилась книга Соди "Радій и его разгадка" {Въ изданіи "Матезисъ".}. Радій, дѣйствительно, разгаданъ, и разгадка эта составляетъ содержаніе новой науки, науки о радіоактивныхъ превращеніяхъ тѣлъ. Въ электронѣ и іонѣ заключается разгадка радія.
   Явленія радіоактивности, какъ сказано, сложны и многообразны. Радіоактивныя тѣла проявляются самыми разнообразными способами. И на фотографическую пластинку они дѣйствуютъ, да такъ, что даже матеріальныя оболочки, какъ, напримѣръ, довольно толстыя металлическія пластинки, имъ не помѣха; стекло и другія вещества они заставляютъ свѣтиться въ темнотѣ, фосфоресцировать; не заряженныя тѣла заряжаютъ электричествомъ, а у заряженныхъ отнимаютъ ихъ зарядъ; газы, какъ давно извѣстно худшіе изъ проводниковъ, подъ вліяніемъ радіоактивныхъ тѣлъ становятся такими же хорошими проводниками электричества, какъ и металлы; и различные лучи исходятъ изъ радіоктивныхъ тѣлъ, извѣстные подъ именемъ лучей α, лучей β и лучей γ; и огромныя количества тепловой энергіи они испускаютъ; температуру они имѣютъ свою особую, всегда на нѣсколько градусовъ выше окружающей ихъ температуры, и въ этомъ отношеніи они похожи нѣсколько на живые организмы, температура которыхъ тоже:не зависитъ отъ окружающей среды; лучами своими они могутъ производить механическое дѣйствіе, вертѣть, напр., колесо мельнички, и газы изъ себя они безпрестанно выдѣляютъ. И все это перепутано вмѣстѣ до полной неразберихи: что, откуда, почему. И надъ этой запутанностью, пришлось порядкомъ поломать голову и немало затратить остроумія изслѣдователямъ.
   Но, повторяемъ, радій разгаданъ и вся эта сложность и многообразность свойствъ и проявленій лишь пестрая маскировка. Въ основѣ своей явленія просты, хотя далеко не обычны. Намъ нѣтъ нужды блуждать вслѣдъ за ищущимъ въ лабиринтѣ пути умомъ. Путь пройденъ и нить Аріадны въ нашихъ рукахъ. Съ нею мы можемъ идти прямо къ цѣли.
   Нѣкоторыя вещества, среди нихъ главную роль играетъ радій, обладаютъ слѣдующимъ свойствомъ. Они безпрестанно выбрасываю тѣ изъ себя съ колоссальной быстротой рои электроновъ, положительныхъ іоновъ и еще лучей, напоминающихъ собой Х-лучи Рентгена. Это и составляетъ суть радіоактивности. Изъ этого простого факта и вытекаетъ вся видимая сложность явленій. Остановимся на главнѣйшихъ изъ нихъ.
   Электроны и + іоны выбрасываются перпендикулярно къ поверхности радіоактивнаго тѣла и несутся по прямымъ линіямъ, параллельнымъ другъ другу, одинъ за другимъ. Благодаря страшной энергіи, являющейся вслѣдствіе быстроты движенія, они проникаютъ черезъ разной толщины препятствія, такъ же какъ лучъ свѣта сквозь толщу стекла. Все это вмѣстѣ придаетъ имъ видъ, подобный извѣстнымъ намъ лучамъ, и сначала ихъ и приняли за особый видъ лучей, свойственный радіоактивнымъ веществамъ. Эти лучи переименовали тогда по начальнымъ буквамъ греческаго алфавита.
   Выяснилось, что пучекъ лучей состоитъ изъ трехъ, различнаго характера, лучей. Ихъ и обозначили: лучи α (альфа), лучи β (бета) и лучи γ (гамма). Позднѣе выяснилось, что лучи α состоятъ изъ + іоновъ, электроны составляютъ лучи β, а лучи γ напоминаютъ собой Х-лучи Рентгена. Электронъ, какъ мы уже твердо запомнили, есть атомъ электричества. Намъ извѣстно, что онъ поэтому самъ производитъ электрическое дѣйствіе, а кромѣ того, когда находится въ движеніи, то пріобрѣтаетъ магнитныя свойства. Изъ всего этого вытекаетъ, что этотъ пучекъ, состоящій изъ несущихся электроновъ, долженъ поддаваться дѣйствію какъ магнитныхъ, такъ и, электрическихъ силъ. И дѣйствительно, если къ пучку лучей β приблизить магнитъ или электрически заряженную пластинку, то электроны отклоняются отъ своего первоначальнаго направленія и весь пучекъ лучей изгибается, въ ту или другую сторону, смотря по заряду пластинки. Положительно заряженная приближаетъ ихъ къ себѣ, а отрицательная отталкиваетъ. И на другой пучекъ, состоящій изъ положительныхъ іоновъ, должны дѣйствовать какъ магнитъ, такъ и заряженная пластинка, ибо + іонъ, какъ мы знаемъ, это ущербленный атомъ, атомъ, лишенный одного или нѣсколькихъ электроновъ и потому обладающій электрическими свойствами. Но понятно, что дѣйствіе должно быть прямо противоположно первому. Пластинка, заряженная положительно и притягивающая пучекъ β, должна отклонять лучи а. И это тоже наблюдается. Наконецъ, такъ какъ Х-лучи не поддаются дѣйствію ни магнита, ни электричества, то мы должны ждать, что и сходный съ ними пучекъ у не испытаетъ никакого измѣненія при приближеніи магнита или электрической пластинки. Всѣ три наши ожиданія оправдываются на опытѣ.
   Такимъ образомъ первоначальный пучекъ лучей разлагается на три составныхъ пучка.
   Припомнимъ теперь сравнительную величину электрона и іона*
   Самый легкій + іонъ, это -- + іонъ водорода. Такой водородный іонъ почти въ 2000 разъ тяжелѣе электрона.
   А масса каждаго изъ іоновъ, выбрасываемыхъ радіо-активными тѣлами, въ два раза больше водороднаго іона. Стало быть, рядомъ выбрасываются электронъ и + іонъ, который не менѣе какъ въ 4000 разъ тяжелѣй электрона. Понятно, что дѣйствіе электрической пластинки на частицы столь различной тяжести весьма различно не только по направленію. Вѣроятно, читателю случалось, видѣть, какъ при помощи рѣшета и вѣтра очищаютъ пшеницу отъ шелухи и сора. Рѣшето встряхиваютъ и содержимое сыплется на землю. Тяжелыя зерна чуть отклоняются подъ напоромъ вѣтра и падаютъ здѣсь же подъ рѣшетомъ. Болѣе легкая шелуха, едва выйдя изъ рѣшета, подъ напоромъ вѣтра сильно отклоняется отъ отвѣсной линіи и относится въ сторону. Въ нашемъ опытѣ наблюдается точно такая же картина.
   Электрическая сила пластинки -- вѣтеръ. Легкая шелуха -- электроны поддаются ея дѣйствію гораздо легче, чѣмъ тяжелые зерна -- іоны. Пучекъ лучей α отклоняется поэтому гораздо меньше, чѣмъ пучекъ β
   Выбрасываются электроны и + іоны не въ одинаковомъ количествѣ и не съ одинаковой скоростью. Главную часть испускаемыхъ радіоактивными тѣлами лучей составляютъ лучи α, т. е. + іоны. Число этихъ іоновъ превышаетъ разъ въ 6 число выбрасываемыхъ электроновъ. Конечно, бываютъ и уклоненія отъ этой цифры въ различныхъ случаяхъ, но общій характеръ явленія не измѣняется: число іоновъ всегда превышаетъ въ нѣсколько разъ число электроновъ, и имъ-то, а не электронамъ, главнымъ образомъ, обязаны радіоактивныя вещества своими многообразными дѣйствіями. Весьма различна и скорость выбрасываемыхъ частицъ: электроны, испускаемые радіоактивнымъ тѣломъ, несутся много быстрѣе, чѣмъ испускаемые имъ іоны. Максимальная скорость, которой достигаютъ іоны радіоактивныхъ тѣлъ, равняется 20.000 километровъ въ секунду. Скорость же электроновъ колеблется, начиная съ 100.000, и иногда приближается къ 300.000 километровъ въ секунду. Такимъ образомъ электроны иногда имѣютъ скорость, равную 1/3 быстроты свѣтового луча, а иногда движутся почти также быстро, какъ и этотъ лучъ.
   Разница въ скорости одно изъ существенныхъ отличій частицъ, составляющихъ лучи α и β. Но и само оно сводится на основное различіе,-- различіе массы. Вполнѣ понятно, что какова бы ни была сила, выталкивающая + іоны и электроны изъ радіоактивнаго тѣла, сила эта сообщитъ меньшую скорость болѣе тяжелой частицѣ. При различіи тяжести въ нѣсколько тысячъ разъ и разница скоростей должна быть не малая, какъ это и есть на самомъ дѣлѣ.
   И такъ мы установили уже тройное различіе частицъ, выбрасываемыхъ радіоактивными тѣлами. Это -- различіе въ знакѣ электрическаго заряда, различіе массы и различіе скорости. Этимъ тройнымъ различіемъ и объясняется вся разница въ дѣйствіи лучей α и лучей β. Взять хотя бы способность этихъ лучей проникать черезъ препятствія, напримѣръ, черезъ металлическую пластинку.
   Лучи α, состоящіе изъ + іоновъ, проходятъ чрезъ аллюминіевую пластинку толщиною въ 0,045 миллиметра. Лучи β способны проходить черезъ пластинку изъ того же металла въ 50 разъ толще. Если бы мы могли имѣть достаточно сильный микроскопъ, то металлическая пластинка представилась бы намъ въ видѣ тучи атомовъ, двигающихся по всѣмъ направленіямъ, какъ люди въ шевелящейся на одномъ мѣстѣ толпѣ.
   И вотъ въ эту густую толпу врѣзываются + іоны лучей α и электроны лучей β. Электронъ, по крайней мѣрѣ, въ 4000 разъ меньшій размѣромъ и двигающійся гораздо скорѣе, успѣетъ пройти въ этой толпѣ много дальше, чѣмъ + іонъ. Тамъ, гдѣ первый легко проскальзываетъ, второй неизбѣжно наталкивается на встрѣчные атомы, и эти столкновенія его задерживаютъ. Въ концѣ концовъ столкновенія эти остановятъ и того, и другого, но электронъ "юркнетъ" значительно дальше. Такъ различіе массы и скорости объясняетъ разницу въ способности проникать черезъ матеріальныя тѣла лучей α и лучей β -- одно изъ коренныхъ отличій этихъ лучей.
   Если подвергнуть въ пустомъ пространствѣ какой-нибудь предметъ дѣйствію всѣхъ лучей, исходящихъ изъ радіоактивнаго тѣла, то онъ зарядится электричествомъ. Это вполнѣ естественно, ибо частицы этихъ лучей электроны и + іоны не нейтральны, а электрически дѣятельны. И потому, влѣпляясь, какъ влѣпляется пуля въ земляной валъ, въ предметъ, поставленный на ихъ пути, она принесутъ съ собой и свое электрическое состояніе. Предметъ зарядится, но какъ? Положительно или отрицательно? Если предметъ прямо подверженъ дѣйствію лучей, онъ зарядится положительно. Если по дорогѣ поставить металлическую пластинку надлежащей толщины, предметъ зарядится отрицательно. На первый взглядъ странное явленіе. Какимъ образомъ пластинка можетъ измѣнить зарядъ, сообщаемый лучами тѣлу и превратить его изъ положительнаго въ отрицательный? А дѣло просто. Въ первомъ случаѣ всѣ частицы, и + іоны и электроны, всѣ попадаютъ на тѣло. А первыхъ имѣется въ нѣсколько разъ больше, чѣмъ вторыхъ. Да вдобавокъ эти плюсъ-іоны представляютъ собою дважды ущербленные атомы, т. е. зарядъ ихъ вдвое больше, чѣмъ зарядъ электрона. Количество положительнаго электричества, приносимаго + іонами предмету, такимъ образомъ, по меньшей мѣрѣ въ 10 разъ больше, чѣмъ отрицательнаго электричества, прибывающаго въ видѣ электроновъ. Въ результатѣ предметъ заряжается положительно.
   Но вотъ мы подставили пластинку въ 0,050 mm. толщины. Всѣ лучи α, т. е. всѣ + іоны задерживаются. Лучи β, состоящіе изъ электроновъ, проходятъ и одни они попадаютъ на предметъ. Онъ неизбѣжно долженъ зарядиться отрицательно. Опытъ и подтверждаетъ это.
   Иное дѣйствіе производятъ лучи на заряженный электричествомъ предметъ, если онъ находится не въ пустотѣ, а въ воздухѣ или вообще окруженъ какимъ нибудь газомъ. Въ этомъ случаѣ лучи радіоактивныхъ тѣлъ не только не увеличиваютъ заряда тѣла, а, наоборотъ, очень быстро разряжаютъ его, если оно наэлектризовано. Это дѣйствіе настолько рѣзкое и характерное, что оно служитъ для опредѣленія, обладаетъ ли данный минералъ радіоактивностью или нѣтъ? Выражаясь языкомъ химиковъ, разрядъ заряженнаго предмета въ атмосферѣ газа -- характерная реакція на радіоактивныя вещества. Реакція эта настолько характерная, что если у современнаго физика въ лабораторіи чувствительный, заряженный и хорошо державшій зарядъ электроскопъ начинаетъ терять свой зарядъ, то физикъ начинаетъ ломать голову, откуда взялось и гдѣ скрывается радіоактивное тѣло, ищетъ его и находитъ.
   Разряженіе лучами радія (мы его возьмемъ, какъ типъ радіоактивныхъ веществъ) электрически заряженнаго предмета происходитъ не прямо. Радій предварительно создаетъ себѣ особый механизмъ изъ частицъ газа, окружающихъ и его самого, и разряжаемый имъ предметъ. Своими лучами онъ іонизируетъ эти газы. А это выраженіе намъ уже знакомо. Нѣсколько раньше мы уже говорили, что ультрафіолетовые лучи солнца іонизируютъ газы высшихъ слоевъ земной атмосферы. Тоже самое продѣлываютъ лучи радія съ окружающими газами. Но здѣсь іонизація происходитъ вслѣдствіе тѣхъ толчковъ, какіе испытываютъ частицы газа отъ + іоновъ и электроновъ, стремительно несущихся съ поразительной быстротой среди атомовъ и молекулъ газа.
   Точно ядра изъ микроскопической, но ужасающей по силѣ пушки, выскакиваютъ частицы α и частицы β изъ радія и несутся, раздробляя все, что попадается на пути. Особенно разрушительно дѣйствуютъ частицы α, т. е.-- + іоны. Это -- настоящія тяжеловѣсныя ядра крѣпостныхъ орудій. Дѣйствуютъ они разрушительнѣе электроновъ въ такой же мѣрѣ, въ какой ядро пушки разрушительнѣе ружейной пули.
   Каждый такой + іонъ, каждая частица а разбиваетъ круглымъ счетомъ 100.000 встрѣчныхъ атомовъ газа. Электроны производятъ несравненно меньшее дѣйствіе. Простой расчетъ показываетъ, что оно въ 240 разъ слабѣе дѣйствія іоновъ. Отсюда и понятно наблюденіе, показывающее, что іонизирующее дѣйствіе лучей β почти незамѣтно по сравненію съ лучами α. Дѣйствіе же это заключается въ томъ, что атомы газовъ разбиваются при столкновеніи ихъ съ несущимися отъ радія + іонами и электронами. Но разбиваются они не на равныя частицы. Толчекъ выбиваетъ изъ каждаго по электрону или даже по нѣскольку ихъ. Электроны атомовъ отлетаютъ отъ нихъ при ударѣ точно осколки отъ каменной глыбы, въ которую ударило ядро. Происходитъ знакомый намъ уже процессъ "ущербленія" атомовъ, посредствомъ выбиванія изъ нихъ электроновъ. Атомъ распадается на электронъ и ущербленный атомъ, т. е. положительный іонъ. Атомъ газа іонизируется. Другими словами: лучи радія іонизируютъ окружающіе газы.
   Вотъ эти-то іонизированные газы и начинаютъ разряжать заряженное электричествомъ тѣло. Положимъ, что оно заряжено отрицательно. Это значитъ, что въ немъ имѣются избыточные электроны, дѣйствующіе на все, что находится вокругъ. Мы знаемъ, какъ они дѣйствуютъ: они отталкиваютъ другіе электроны, и притягиваютъ + іоны. Вслѣдствіе этого электроны, образовавшіеся отъ расщепленія атомовъ при ударѣ объ нихъ частицъ а и частицъ β, отталкиваются, а положительные іоны, оставшіеся послѣ утраты атомами газа электроновъ, притягиваются заряженнымъ тѣломъ. И вотъ всѣ милліоны образующихся въ газахъ положительныхъ іоновъ устремляются къ заряженному предмету и тамъ соединяются съ избыточными электронами и превращаются тѣмъ самымъ снова въ нейтральные атомы. Число увлекаемыхъ такимъ образомъ избыточныхъ электроновъ быстро уменьшается и скоро исчерпывается. Тѣло теряетъ свой зарядъ. Если бы оно было заряжено положительно, т. е., еслибы вмѣсто избытка у него была недостача въ электронахъ, то результатъ былъ бы тотъ же. Только притягивались бы не положительные іоны газовъ, а электроны, образующіеся при "іонизаціи": они бы покрыли недостачу и тѣло опять стало бы нейтральнымъ, разрядилось.
   Таковъ механизмъ, при помощи котораго лучи радія разряжаютъ заряженныя тѣла. Оно происходитъ не непосредственно, а черезъ іонизацію газовъ этими лучами. Теперь понятно и то, на первый взглядъ противорѣчивое, явленіе, что въ пустотѣ эти лучи электризуютъ тѣло, а въ газахъ разряжаютъ наэлектризованное. Въ первомъ случаѣ, въ пустотѣ, нѣтъ газовъ, которые могли бы іонизироваться и разряжать заряжаемое тѣло. Лучи дѣйствуютъ прямо на тѣло, а такъ какъ они электрически заряжены, то и тѣло заряжается. Во второмъ случаѣ это не возможно. Іонизированные газы разряжаютъ заряженное тѣло и уничтожаютъ электризующее дѣйствіе лучей радіоактивнаго вещества.
   Дѣйствуютъ лучи радія и на фотографическую пластинку и, благодаря своей способности проникать чрезъ матерію, они продѣлываютъ такіе фокусы, какъ фотографированіе монетъ, находящихся въ кошелькѣ. Въ дѣйствіи на фотографическую пластинку опять главную роль играютъ лучи а, хотя и остальные, т. е. лучи β и лучи у оказываютъ вліяніе. Въ чемъ собственно заключается дѣйствіе ихъ на пластинку, пока не выяснено, но есть основаніе думать, что атомы химическихъ веществъ, покрывающихъ пластинку, іонизируются проникающими въ ихъ среду іонами и электронами.
   До сихъ поръ мы разсмотрѣли нѣкоторыя главнѣйшія дѣйствія лучей радіоактивныхъ веществъ, производимыя во внѣ. Обратимся къ тому вліянію, какое оказываетъ безпрерывное выбрасываніе частицъ а и частицъ (3 на самое радіоактивное тѣло. Выбрасываніе электроновъ, чѣмъ бы оно ни вызывалось, обозначаетъ уменьшеніе числа ихъ въ веществѣ, откуда они исторгаются. А мы видѣли, что недостача электроновъ равносильна положительному заряженію электричествомъ. Поэтому мы и должны ждать, что тѣло, выбрасывающее электроны, т. е. испускающее лучи β, пріобрѣтаетъ электроположительныя свойства. Такъ оно и есть на самомъ дѣлѣ. Въ этомъ легко убѣдиться при помощи обыкновеннаго электроскопа.
   Далѣе. Не всѣ + іоны покидаютъ безпрепятственно радіоактивное тѣло.
   Безпрепятственно вылетаютъ лишь частицы а изъ самого поверхностнаго слоя. Частицы же изъ слоевъ, лежащихъ глубже, наталкиваются на атомы самого радіоактивнаго тѣла. И если въ такой разрѣженной средѣ, какъ газъ, частица а успѣваетъ стукнуться 100.000 разъ объ атомы газа прежде, чѣмъ ея движеніе перестаетъ быть замѣтнымъ, то какую же густую чащу атомовъ приходится проходить ей въ самомъ радіоактивномъ тѣлѣ! Оно вѣдь не газообразно, а твердо, атомы его лежатъ густо и плотно, по сравненію съ газомъ. Да и самые атомы гораздо солиднѣе. Вѣсъ ихъ въ 200 съ лишнимъ разъ тяжелѣе атома водорода и въ 15 16 разъ тяжелѣе атомовъ воздуха. Естественно, что частицы а изъ слоевъ радіоактивнаго тѣла, лежащихъ нѣсколько поглубже, не могутъ даже и выбраться изъ этой чащи. Вся или во всякомъ случаѣ большая часть ихъ первоначальной энергіи уходитъ на толчки и столкновенія. Они задерживаются по пути и останавливаются. По энергія ихъ движенія не пропадаетъ. Отъ толчковъ развивается теплота. Энергія движенія частицъ α превращается въ теплоту, излучаемую радіемъ. Въ этомъ и объясненіе того таинственнаго самонагрѣванія радія, которое особенно поразило умы изслѣдователей. Явленіе это но началу представлялось дѣйствительно чѣмъ то "ни съ чѣмъ несообразнымъ". Что съ радіемъ ни сдѣлаютъ, онъ все обладаетъ своей особой температурой, превышающей на нѣсколько градусовъ окружающую. Нагрѣваютъ его, охлаждаютъ, подвергаютъ дѣйствію химическихъ реакцій, онъ все сохраняетъ температуру, на 8 градуса выше окружающей его среды. И сохраняетъ ее, не смотря на трату тепловой энергіи, излучаемой въ окружающее пространство. Это было до того удивительно, что подумывали, не впитываетъ ли онъ какъ нибудь въ себя окружающую, разсѣянную теплоту, недоступную намъ. А тамъ, молъ, какъ-нибудь концентрируетъ ее и выпускаетъ уже замѣтнымъ для насъ образомъ. Однимъ словомъ, склонны были представлять себѣ радій своего рода резервуаромъ, накопителемъ исчезнувшей для насъ безвозвратно теплоты. Но это мнѣніе продержалось недолго. Всѣ опыты не подтверждали, а опровергали его. Тогда приняли просто какъ фактъ, какъ одному радію присущее свойство, выдѣлять опредѣленное количество теплоты. И только, когда установили природу а лучей, когда узнали, что они состоятъ изъ матеріальныхъ частицъ, именно + іоновъ газа гелія, опредѣлили ихъ скорость, ихъ энергію, перевели ее въ число калорій теплоты, тогда лишь поняли, въ чемъ дѣло. Оказалось, что теплота, испускаемая радіемъ и другими радіоактивными тѣлами, не существенное свойство, не первичное явленіе, а нѣчто производное. Теплота радія есть результатъ механическаго столкновенія выбрасываемыхъ во внутреннихъ слояхъ частицъ а съ атомами самого радія.
   Мы въ общихъ чертахъ знаемъ теперь, такъ сказать, и внѣшнюю, и внутреннюю дѣятельность электроновъ и + іоновъ радіоактивныхъ веществъ, иначе говоря, ихъ лучей α и лучей β. Теперь приглядимся къ нимъ самимъ. Лучи β, напримѣръ? О нихъ говорить много не приходится. Лучи β -- движущіеся электроны. Этимъ все сказано. Всѣ свойства электроновъ намъ уже извѣстны и ничего прибавлять не приходится. Иное дѣло лучи α. О нихъ мы знаемъ только, что это + іоны. Ко это говоритъ слишкомъ мало. Этимъ говорится только, что они представляютъ собою матеріальныя частицы, у которыхъ недохватка въ электронахъ.
   Но сколько ихъ не хватаетъ: одного или нѣсколькихъ? Иными словами, какова валентность этого іона? Да и кромѣ того, состоитъ этотъ іонъ изъ одного атома съ недостающимъ электрономъ или съ нимъ связаны и нейтральные атомы? т. е. простой это + іонъ или сложный? И если простой, то какого именно тѣла? вѣдь ихъ 70 съ лишнимъ въ химіи. Какъ всякій видитъ, имѣется много вопросовъ, на которые мы пока не имѣемъ отвѣта, и наше знакомство съ лучами α далеко не полно. Обратимся же къ этимъ вопросамъ.
   Что же такое частица α? Отвѣтъ мы имѣемъ: частица α -- простой двухвалентный положительный іонъ газообразнаго химическаго элемента гелія. Это полная характеристика, изъ которой вытекаетъ отвѣтъ на всѣ поставленные выше вопросы.
   А теперь отъ продуктовъ, производимыхъ радіоактивными веществами, обратимся къ самимъ радіоактивнымъ веществамъ и поинтересуемся, во что обходится имъ это массовое производство іоновъ гелія и электроновъ. Прежде всего, откуда берутся они, гдѣ имъ начало, ихъ источникъ?
   Всѣ розыски, всѣ опыты приводятъ къ одному отвѣту: и электроны лучей β и + іоны лучей α берутъ свое начало въ атомахъ радіоактивныхъ тѣлъ. Атомы этихъ тѣлъ подвергаются вслѣдствіе еще недостаточно ясныхъ причинъ распаду. Распадъ этотъ происходитъ не въ видѣ медленнаго разрушенія, а мгновенно. Процессъ протекаетъ такимъ образомъ, точно атомъ радіоактивнаго тѣла взрывается изнутри, и изъ него съ силой и быстротой выбрасываются частицы α и частицы β. Взрывы эти происходятъ не одновременно во всей массѣ атомовъ, составляющихъ радіоактивное тѣло. Атомы взрываются съ соблюденіемъ какъ бы очереди. Число взрывающихся атомовъ въ какой-нибудь промежутокъ времени тоже не одинаково. Но число это подчиняется опредѣленному закону. Законъ въ общей формѣ такой. Если, скажемъ, изъ всѣхъ атомовъ втеченіе часа взорвалось половина, то втеченіе слѣдующаго часа взорвется ихъ меньше, а именно половина оставшейся половины, т. е. 1/4 бывшаго въ началѣ числа. Въ третій часъ взорвется половина того, что осталось послѣ второго часа, значитъ, 1/8 первоначальнаго числа атомовъ и такъ дальше.
   Втеченіе опредѣленнаго времени будетъ взрываться лишь опредѣленная часть имѣющихся на лицо атомовъ, и радіоактивныя вещества отличаются другъ отъ друга своимъ періодомъ, т. е. временемъ, втеченіе котораго взрывается половина даннаго количества атомовъ. Періоды эти крайне различны. Но каждое радіоактивное тѣло имѣетъ свой особый періодъ, отличный отъ періодовъ другихъ тѣлъ. Въ частности для радія можемъ запомнить, что его періодъ опредѣляется въ 1300 лѣтъ.
   Здѣсь не мѣсто приводить всѣ вычисленія, доказывающія, что величина періода является выраженіемъ средней длительности существованія атома даннаго радіоактивнаго тѣла. Мы сказали средней длительности, потому что, очевидно, длительность эта не для всѣхъ атомовъ одного и того-же радіоактивнаго вещества одинакова. Вѣдь, если мы имѣемъ, скажемъ, 1000 атомовъ съ періодомъ въ часъ, то втеченіе часа взорвется половина ихъ. Значитъ, пятьсотъ атомовъ просуществовало всего часъ, а другіе пятьсотъ прожили дольше. Изъ этихъ оставшихся пятисотъ черезъ часъ взорвется опять половина и останется 250 продержавшихся 2 часа. Еще черезъ часъ погибнетъ 125 и отъ первоначальныхъ 1000 атомовъ къ концу третьяго часа "выживетъ" всего 125.
   Итакъ все дальше и дальше. Чѣмъ больше проходитъ времени, тѣмъ меньше остается уцѣлѣвшихъ атомовъ, но за то эти уцѣлѣвшіе насчитываютъ все болѣе и болѣе долгій вѣкъ за собою. Да и первые пятьсотъ взорвались не всѣ сразу, въ началѣ или въ концѣ часа, а постепенно. Были такіе, которые взорвались въ первое же мгновеніе, другіе -- спустя пол-секунды, третьи -- чрезъ полчаса, иные погибли въ послѣднее мгновенье истекающаго часа. У всѣхъ вѣкъ былъ разный. Такъ что весь процессъ протекалъ такъ-же, какъ протекаетъ взрывъ частицъ пороха, расположенныхъ по нити. Они взрываются не всѣ сразу, взрывъ бѣжитъ по нити. Такой нитью у насъ и является само время. Атомы какъ бы расположены по нити времени и взрываются по мѣрѣ передвиженія этой нити. Поэтому и принимаютъ, что вѣкъ атомовъ одного и того же радіоактивнаго тѣла варьируетъ отъ нуля до безконечности. Это первое установленное въ наукѣ различіе между атомами одного и того же химическаго элемента. До сихъ поръ они считались во всѣхъ отношеніяхъ тожественными между собою.
   Итакъ, атомы радіоактивныхъ тѣлъ взрываются, выбрасывая + іоны и электроны. Что же происходитъ съ атомомъ послѣ потери извергнутой имъ частицы? Измѣняется онъ какъ-нибудь? Естественно, мы ждемъ, что послѣ такой катастрофы въ немъ должны произойти очень существенныя измѣненія. Начать съ того, что измѣняется вѣсъ его. Напримѣръ, вѣсъ атома радія 226,4 (за единицу, какъ всегда въ химіи, принимается вѣсъ водороднаго атома). Ущербленный атомъ гелія, выскочившій изъ атома радія въ потокѣ а, вѣситъ 4. Значитъ, оставшійся послѣ взрыва атомъ радія вѣситъ ужъ всего 222,4. Разница не велика какъ-будто. Но это только кажется. Въ химіи вѣсъ атома, это -- все. Всѣ химическіе элементы только и отличаются вѣсомъ своихъ атомовъ. Это пока все, что мы знаемъ объ ихъ различіи. И въ зависимости отъ различія вѣса атома измѣняются и химическія, и физическія свойства тѣлъ. Взять, напримѣръ, газы азотъ и кислородъ. Вѣсъ атома перваго 14,-- второго 16, а какая колоссальная разница въ свойствахъ, начиная съ того, что кислородъ поддерживаетъ дыханіе, а азотъ потому и называется азотъ, что онъ не способенъ поддерживать жизни. Или сравните фосфоръ и аллюминій. И сравнивать даже странно. А разница въ атомномъ вѣсѣ все тѣ же четыре единицы: фосфоръ 31, а аллюминій 27. Такъ что кажущееся непосвященному пустяковымъ измѣненіе вѣса атома на четыре единицы вызываетъ у химика самыя серьезныя ожиданія. И ожиданія эти оправдываются въ полной мѣрѣ. Потерявшій частицу а атомъ радія мѣняется самымъ рѣшительнымъ образомъ. Изъ этихъ остатковъ атомовъ радія получается совершенно новое тѣло, новый химическій элементъ, отличный по своимъ и химическимъ, и физическимъ свойствамъ отъ радія, изъ котораго онъ произошелъ.
   Такимъ образомъ атомъ радія исчезаетъ при взрывѣ. Вмѣсто него получается атомъ гелія, въ видѣ)- іона, уносящійся прочь, и атомъ совершенно новаго химическаго элемента, такъ называемой эманаціи.
   Но на этомъ дѣло не останавливается. Причины, вызвавшія взрывъ въ атомѣ радія, продолжаютъ дѣйствовать и въ получившемся изъ него атомѣ эманаціи.
   Такъ что атомы эманаціи тоже начинаютъ взрываться и при томъ гораздо скорѣй, чѣмъ атомы самого радія. Они при этомъ превращаются въ атомы новаго химическаго тѣла, отличнаго отъ эманаціи. Этотъ процессъ и называется радіоактивнымъ превращеніемъ, и процессъ этотъ сопровождается всѣми тѣми явленіями, которымъ присвоено имя радіоактивности и о которыхъ шла рѣчь у насъ выше. Всѣ радіоактивныя вещества претерпѣваютъ эти измѣненія. Одни проходятъ большее число стадій, другіе меньшее, но проходятъ всѣ. Въ этомъ смыслѣ самую богатую коллекцію радіоактивныхъ превращеній даетъ намъ радій и мы съ ней познакомимся поближе.
   Предъ нами атомъ радія со средней продолжительностью существованія въ 1300 лѣтъ. Радій -- тѣло твердое, съ ясно выраженными химическими свойствами, среди которыхъ особенно выдѣляется его способность вступать въ соединеніе съ хлоромъ и бромомъ. Онъ имѣетъ свой характерный спектръ, напоминающій спектръ металла барія, на который радій вообще похожъ по своимъ свойствамъ. При взрывѣ атома радія выдѣляется частица α (+ іонъ Гелія), а самъ онъ превращается въ этомъ эманаціи. Эманація -- газъ, который характеризуется полной химической инертностью, т. е. своей неспособностью вступать въ какія бы то ни было химическія соединенія. Спектръ ея ничѣмъ не напоминаетъ спектра радія, наоборотъ, онъ очень похожъ на спектръ другихъ инертныхъ газовъ, къ которымъ относится также и гелій. Эманація радія конденсируется при 150 градусовъ и обладаетъ способностью вызывать свѣченіе стекла, а также разлагать воду на ея составныя части. Вы видите, что изъ радія получилось тѣло, ничѣмъ непохожее на него. И это благодаря потерѣ всего одной частицы α. Атомъ эманаціи быстро распадается, имѣя среднюю длительность четыре дня. При этомъ онъ тоже выдѣляетъ-+ іонъ гелія. Изъ оставшейся частицы получается новое тѣло -- радій А, уже опять твердое, а не газообразное вещество. Его свойства не могли быть достаточно изучены вслѣдствіе краткости существованія его атомовъ.
   Вѣкъ ихъ не дологъ, всего три минуты. Атомъ радія А выбрасываетъ частицу а и превращается въ новое твердое тѣло,-- радій В. Средняя длительность атома этого тѣла 26 мин. И такъ дальше. Обращаемъ вниманіе, что атомъ каждаго изъ:послѣдующихъ превращеній выдѣляетъ какую-нибудь одну частицу α и β. Исключеніе представляетъ лишь радій B, взрывающійся съ выбрасываніемъ одновременно частицъ α и β. Иную особенность представляетъ радій C, который претерпѣваетъ внутреннее превращеніе безъ испусканія частицъ.
   Обычно всѣ эти превращенія происходятъ одновременно въ изслѣдуемомъ образчикѣ радіоактивнаго минерала, и явленіе имѣетъ видъ, какъ-будто всѣ частицы, одновременно выдѣляющіяся, имѣютъ одинъ и тотъ же источникъ. Нужно было затратить массу труда и остроумія, чтобы, пользуясь средствами физики и химіи, отдѣлить различные продукты радія и изучить превращенія каждаго изъ нихъ въ отдѣльности. Эта работа сдѣлана, картина извѣстна во всѣхъ стадіяхъ и мы имѣемъ возможность построить схему послѣдовательныхъ превращеній.
   Естественно, возникаетъ вопросъ, чѣмъ заканчиваются всѣ эти превращенія атома радія? во что превращается радій F, послѣдній потомокъ въ семьѣ "радіевъ", когда его атомъ взрывается и выбрасываетъ частицу α. Достовѣрнаго отвѣта еще нѣтъ, но есть много данныхъ думать, что радій F превращается въ свинецъ. А самъ радій? Онъ является исходной точкой столькихъ превращеній, что невольно напрашивается вопросъ, но былъ ли онъ и самъ результатомъ какихъ-нибудь превращеній. И на это отвѣтъ утвердительный. Все заставляетъ думать, что химическій элементъ радій черезъ неотысканную еще цѣпь превращеній произошелъ отъ химическаго элемента урана.
   Мы должны прибавить, что, какія бы перспективы ни сулили намъ дальнѣйшіе успѣхи науки и техники, пока радіоактивныя превращенія абсолютно не зависятъ отъ воли человѣка. Никакими средствами мы не можемъ ни ускорить ихъ, ни замедлить, ни тѣмъ болѣе пріостановить имѣющіяся или вызвать тамъ, гдѣ ихъ еще нѣтъ.
   Подчинить явленія радіоактивности волѣ человѣка -- практическая задача, поставленная 20-тымъ вѣкомъ. Разрѣшеніе ея дастъ человѣчеству въ руки такіе колоссальные запасы энергіи скрытой, сконцентрированной въ матеріальныхъ атомахъ, что предъ ними покажутся незначительными всѣ силы природы, какими овладѣлъ до сихъ поръ человѣкъ {Любопытные исчисленія этой "внутриатомной энертіи" читатель найдетъ въ книгѣ: Gustave Lebon "Evolution de la matière".}.
   Все сказанное охватываетъ собою самое существенное въ явленіяхъ радіоактивности. Основной процессъ ея заключается въ томъ, что атомы радіоактивныхъ тѣлъ въ отличіе отъ атомовъ другихъ химическихъ элементовъ проходятъ какой-то, пока намъ неясный, циклъ развитія и въ опредѣленный моментъ его взрываются. Сами они при этомъ превращаются въ атомы иного химическаго тѣла и извергаютъ при взрывѣ атомы гелія въ формѣ іона и атомы отрицательнаго электричества въ видѣ электроновъ. Это суть и основа дѣла. Все многообразіе явленій радіоактивности есть лишь результатъ этого основного процесса.
   Какъ мы видимъ, и здѣсь, и въ этой области, принадлежащей съ одинаковымъ правомъ и физикѣ и химіи, рѣшающее значеніе принадлежитъ электронамъ и іонамъ. Они внесли свѣтъ въ эту темную область и дали ключъ къ ея пониманію.
   Но это далеко не все. Если мы пересмотримъ съ новыхъ точекъ зрѣнія собранный въ послѣднемъ отрывкѣ матеріалъ, то увидимъ, что, какъ ни важно и интересно само по себѣ уразумѣніе явленій радіоактивности, общее значеніе этихъ явленій въ наукѣ гораздо шире и глубже. Къ этому мы и перейдемъ теперь.
   

XI.
Общее значеніе электрона въ научной мысли.

   Мы видѣли, что атомы нѣкоторыхъ химическихъ тѣлъ распадаются и выдѣляютъ изъ себя электроны и іоны. Для химіи -- фактъ колоссальной, поразительной важности. Все мышленіе химика въ теченіе послѣднихъ ста съ лишнимъ лѣтъ, со времени Дальтона, покоилось на твердомъ убѣжденіи, что атомы это -- конечный предѣлъ дѣленія матеріи. Они просты, недѣлимы, однородны для однихъ и тѣхъ же тѣлъ, отличаются лишь массой въ различныхъ тѣлахъ. Это -- химическіе атомы. На этой атомистической теоріи выросло и покоится все огромное зданіе современной химіи. Убѣжденіе въ томъ, что атомы послѣдніе недѣлимые элементы всѣхъ тѣлъ вошло въ плоть и въ кровь химика XIX вѣка. И вдругъ оказывается, что эти атомы вовсе не просты, что они -- сложны, состоятъ изъ многихъ частей, что въ составъ атомовъ одного тѣла входятъ не только другіе матеріальные атомы, но еще и атомы электричества, электроны. Не химику трудно оцѣнить все оглушающее значеніе этого открытія. Но для химиковъ это было цѣлое землятрясеніе. Пишущій эти строки помнитъ свое впечатлѣніе при первомъ знакомствѣ съ этимъ фактомъ. Ощущеніе было такое, точно подъ ногами заколебалась почва: "какъ? атомъ не простъ? атомъ сложенъ, атомъ разлагается? атомистической теоріи конецъ, значитъ? что же станется съ химіей?" И это были не только авторскія переживанія.
   Вся научная мысль была потрясена при этомъ открытіи. Казалось, вѣковое зданіе науки рухнетъ безъ возврата, лишенное своего испытаннаго, прочнаго фундамента.
   Казалось, что происходитъ цѣлая катастрофа, небывалая до сихъ поръ въ исторіи науки. И въ наукѣ поднялося необычайное смятеніе. Какъ отголосокъ этого смятенія, теперь значительно улегшагося, мы находимъ успокоительныя строки въ послѣднемъ трудѣ Рутерфорда: "О радіоактивныхъ веществахъ", гдѣ онъ замѣчаетъ, что хотя все это сразу показалось крайне разрушительнымъ, но на самомъ дѣлѣ не такъ ужъ страшно. Значеніе открытія велико, огромно, но совсѣмъ не такъ разрушительно, какъ показалось сначала.
   Взять хотя бы ту часть химіи, которая, повидимому, наиболѣе должна была пострадать отъ открытія: атомистическую гипотезу Дальтона. Правда, она не осталась въ прежнемъ видѣ. Недѣлимый, простой атомъ исчезъ, и исчезъ безвозвратно. Но исчезъ простой атомъ. Значитъ ли это, что исчезъ химическій атомъ вообще?
   Ничуть не бывало. Атомъ, какъ единица, какъ крайній элементъ всѣхъ химическихъ реакцій, остается по прежнему. Его сложность не уничтожаетъ его индивидуальности, его отдѣльности, которую онъ сохраняетъ во всѣхъ химическихъ и физическихъ взаимодѣйствіяхъ. Эта индивидуальность такъ же мало нарушается открытіемъ его сложности, какъ мало нарушена была индивидуальность живыхъ организмовъ открытіемъ, что они не просты, а состоятъ изъ милліоновъ элементарныхъ организмовъ -- клѣтокъ. А индивидуальность атома -- это все, что есть существеннаго въ атомистической гипотезѣ. Химическія вещества состоятъ изъ единицъ, изъ отдѣльныхъ частицъ -- это остается незыблемымъ.
   Добавочное предположеніе, къ которому мы очень привыкли, именно, что единицы просты, и оказалось ошибочнымъ.
   Но для химіи не это существенно.
   Для современной химіи дѣйствительно вопросъ жизни и смерти: точно ли существуютъ эти единицы или они лишь удачное вспомогательное средство для нашего воображенія. И вотъ, съ этой точки зрѣнія, явленія радіоактивности съ ихъ изверженіемъ атомовъ гелія не только не подорвали атомистическую гипотезу, а, наоборотъ, подкрѣпили ее. Больше того, какъ это ни странно, они впервые принесли прямое доказательство ея вѣрности.
   До сихъ поръ существованіе атомовъ въ химіи оставалось гипотетическимъ. Правда, гипотеза установилась прочно, все колоссальное богатство фактовъ этой науки прекрасно укладывалось въ рамки ея. Она давала удовлетворительное объясненіе на всѣ вопросы въ наукѣ; во всякомъ случаѣ никакая другая гипотеза не могла дать, хотя бы приблизительно, столь же удовлетворительнаго отвѣта. Но самый атомъ? Что знали о немъ? Ничего! А его существованіе?
   "Если предположить, что онъ существуетъ, то химія справляется со всѣми задачами",-- гласитъ отвѣтъ. Но гдѣ доказательства, что онъ существуетъ? Ихъ нѣтъ. И потому мечта химика -- посмотрѣть атомъ. Хоть однимъ глазкомъ, хоть одну минутку, хоть съ какой-нибудь стороны. Какой онъ? круглый? многоугольный? похожъ атомъ одного тѣла на этомъ другого? Увидѣть, убѣдиться непосредственно въ его существованіи -- мечта и стремленіе химика.
   И вотъ мечта исполняется. Ученый вооружается особымъ приборомъ -- спинтарископомъ и видитъ, какъ ущербленные атомы гелія, извергаемые радіемъ, градомъ бьютъ въ подставленную пластинку, какъ они бомбардируютъ ее, точно ядра гранитную гору. Онъ видитъ отдѣльные удары, онъ пересчитываетъ число бьющихъ ядеръ, онъ воочію видитъ атомъ въ его простомъ механическомъ разрушительномъ дѣйствіи.
   Когда онъ брался за спинтарископъ, атомъ существовалъ для него гипотетически, предположительно; когда онъ его покидаетъ -- существованіе атома для него фактъ, имъ видѣнный, наблюдавшійся. До сихъ поръ это единственный случай, единственная возможность непосредственно наблюдать атомъ. Придутъ, конечно, и другіе. А пока это распаденіе атома радія съ изверженіемъ атомовъ гелія и электроновъ, дѣйствительно, производитъ переворотъ, но совсѣмъ иной, чѣмъ показалось въ первую минуту.
   Онъ впервые даетъ доказательство существованія атомовъ.
   Суммируемъ:
   Простой атомъ погибъ. Но вмѣстѣ съ нимъ исчезъ и гипотетическій атомъ. Предъ нами атомъ сложный, но фактически существующій.
   Атомистическая теорія не подорвана. Она расширилась и упрочилась.
   Расширилась, ибо о химическомъ атомѣ мы теперь знаемъ больше, чѣмъ раньше. И это расширеніе нашихъ свѣдѣній о самомъ атомѣ принесло опять-таки изученіе электрона. Объ этомъ кое-что мы уже успѣли сказать, когда говорили объ образованіи іоновъ изъ нейтральныхъ атомовъ.
   Разовьемъ и дополнимъ сказанное тогда. Явленія радіоактивности показали прямо, что электронъ входитъ, какъ составная часть, въ атомы радіоактивныхъ тѣлъ. Явленія іонизаціи во всѣхъ ея видахъ и формахъ расширили вопросъ и открыли намъ, что это относится не только къ радіоактивнымъ тѣламъ, но что атомы всѣхъ тѣлъ заключаютъ въ себѣ электроны. А самые разнообразныя открытія послѣдняго времени въ физикѣ принесли такой огромный и убѣдительный матеріалъ, подтверждающій этотъ фактъ, что теперь въ наукѣ стоитъ вполнѣ прочно ученіе объ электронѣ, какъ о составномъ элементѣ матеріальнаго атома.
   Каково же строеніе атома, какое мѣсто занимаютъ и какую роль играютъ въ немъ электроны?
   Отвѣтъ на этотъ вопросъ имѣется лишь въ самыхъ общихъ чертахъ. Полная и подробная теорія электроннаго строенія атома дѣло будущаго, хотя, вѣроятно, и не далекаго, судя по той энергіи, съ какой наука работаетъ въ этомъ направленіи. Но кое-что самое основное имѣется уже и теперь. Вкратцѣ отвѣтъ таковъ: въ атомѣ большее или меньшее число электроновъ вращается на разныхъ разстояніяхъ и въ различныхъ направленіяхъ вокругъ его центра, такъ же какъ планеты вокругъ солнца. Это одно ужъ даетъ намъ общую картину того, что совершается въ атомѣ. Но мы должны подчеркнуть, что планетная система, это -- не только удобная картина для сравненія.-- Здѣсь таится нѣчто большее. Аналогія между солнечной системой и атомомъ идетъ гораздо дальше и глубже.
   Возьмемъ, напримѣръ, характеръ электричества.
   Электроны -- отрицательны, ядро, вокругъ центра котораго они вращаются, положительно. Тоже въ солнечной системѣ. Мы уже упоминали, что земля, занимающая въ солнечной системѣ положеніе электрона, заряжена отрицательно, солнце, наоборотъ, положительно. Еще интереснѣй сравненіе массъ. Если мы возьмемъ атомъ водорода то въ немъ отношеніе массы электрона къ основной массѣ
   будетъ около Это же отношеніе мы находимъ у массы Юпитера по отношенію къ солнцу. Масса земли въ 825.000 меньше массы солнца. Таково же отношеніе массы электрона къ положительному ядру въ атомѣ какого-нибудь тяжелаго металла, напримѣръ, свинца. Такъ что наша солнечная система заключаетъ въ себѣ смѣшеніе разныхъ типовъ атомовъ. Положительный электрическій зарядъ солнца во много разъ превышаетъ отрицательный зарядъ земли. Но если остальные планеты, что крайне вѣроятно, заряжены отрицательно, то, очень возможно, заряды ихъ вмѣстѣ уравновѣшиваютъ зарядъ солнца и тогда наша солнечная система представляетъ настоящій нейтральный атомъ вселенной. Если къ нашей системѣ приблизится какая-нибудь мощная звѣзда и силой матеріальнаго притяженія вырветъ одну изъ крайнихъ планетъ, напримѣръ, Нептуна, то изъ солнечной системы окажется удаленнымъ одинъ "электронъ". Положительное электричество солнца возьметъ перевѣсъ надъ отрицательнымъ остальныхъ планетъ. Наша солнечная система "зарядится положительно" и будетъ представлять "ущербленный атомъ", "іонъ". Система же, увлекшая нашъ Нептунъ, будетъ имѣть избытокъ отрицательнаго электричества, благодаря лишнему "электрону", и превратиться въ -- "іонъ".
   Если мы уменьшимъ величину солнца и планетъ до такой степени, чтобы онѣ равнялись соотвѣтственнымъ частямъ атома, и въ точное число разъ уменьшимъ и планетныя разстоянія, то придемъ къ поразительному результату: планеты размѣстятся въ этой солнечной системѣ малаго масштаба какъ разъ такъ же, какъ размѣстились электроны вокругъ центральнаго ядра атома. Но этого мало. Если бы при этихъ измѣненіяхъ скорость движенія планетъ оставалась бы прежней, то даже времена обращенія совпали бы. Нептунъ, напримѣръ, обращается вокругъ солнца въ 220 лѣтъ. При этомъ онъ въ секунду проходитъ опредѣленное количество верстъ. Если бы онъ самъ уменьшился до размѣровъ электрона и разстояніе его до центральнаго тѣла тоже соотвѣтственно уменьшилось, то путь вокругъ центральнаго тѣла былъ бы теперь соотвѣтственно меньше. Такъ какъ въ секунду онъ по прежнему проходитъ опредѣленное разстояніе, то же, что и раньше, то и понятно, что оборотъ онъ бы дѣлалъ не въ 220 лѣтъ, а завертѣлся бы волчкомъ, обѣгая милліоны разъ вокругъ солнца. И вотъ вычисленіе показываетъ, что Нептунъ вращался бы такъ же часто, какъ электронъ, вызывающій своимъ движеніемъ тепловые, инфракрасные лучи.
   Нептунъ одна изъ внѣшнихъ крайнихъ планетъ. Меркурій крайняя внутренняя планета, т. е. самая близкая къ солнцу. То же вычисленіе говоритъ, что Меркурій вращался бы съ быстротой электрона, посылающаго ультрафіолетовые лучи. Скорость вращенія другихъ планетъ уложилась бы между этими двумя крайностями, т. е. они посылали бы лучи видимаго солнечнаго спектра.
   Кромѣ указанныхъ 2-хъ въ солнечной системѣ есть пять планетъ. Каждая посылала бы свои особыя свѣтовыя волны, которые въ спектрѣ были бы видны, какъ отдѣльныя свѣтящіяся линіи. Ихъ было бы пять въ разныхъ цвѣтахъ спектра. Этотъ спектръ походилъ бы по числу линій на спектръ гелія, который имѣетъ 6 линій. Такимъ образомъ наша солнечная система, уменьшенная до размѣровъ атома, давала бы спектръ, вполнѣ подобный спектру, какой на самомъ дѣлѣ даютъ матеріальные атомы.
   Вспомнимъ, что наша система не одна, что такихъ солнцъ съ окружающими ихъ планетами милліоны и число входящихъ въ составъ ихъ планетъ, равно какъ и разстоянія, могутъ весьма отличаться отъ нашей системы.
   Отсюда ужъ прямо напрашивается предположеніе, что вселенная, это -- накопленіе атомовъ смѣси какихъ то міровыхъ газовъ. И это предположеніе не праздная фантазія.
   Аналогія навязывается фактами, величинами и идетъ дальше. Берутъ разстоянія между звѣздами и сравниваютъ соотвѣтственно съ разстояніями атомовъ въ твердомъ, жидкомъ и газообразномъ видѣ и находятъ, что звѣздныя разстоянія, взятыя въ надлежаще уменьшенномъ масштабѣ, соотвѣтствуютъ именно газообразной матеріи. Берутъ млечный путь и находятъ, что если кусокъ мѣди разсматривать въ соотвѣтственно увеличивающій микроскопъ, то плотность расположенія атомовъ будетъ соотвѣтствовать густотѣ звѣздныхъ системъ въ млечномъ пути. Читатель видитъ, какія космическія перспективы и заманчивыя сближенія открылъ предъ нами электронъ. Дальнѣйшее развитіе этихъ сближеній и раскрытіе новыхъ еще перспективъ, переводящихъ насъ уже въ область чистой фантазіи, читатель найдетъ въ интересной книгѣ Fnruier d'Albe: "О двухъ новыхъ мірахъ" {Изд. "Матезисъ" по-русски.}.
   Мы же остановимся на порогѣ этихъ фантастическихъ построеній и возвратимся къ нашему электрону.
   Итакъ электронъ, подорвавши догму о простотѣ атома, превратилъ его въ необычайной сложности единицу. Но онъ же далъ намъ представленіе о характерѣ этой сложности, объ архитектурѣ атома и обѣщаетъ вести насъ въ ътомъ направленіи и дальше.
   Была другая въ химіи догма, прочно державшаяся до появленія электрона и радіоактивности. Догма эта -- ученіе о химическихъ элементахъ. Она говоритъ, что матерія состоитъ изъ "простыхъ" тѣлъ, которыя не могутъ превращаться одно въ другое.
   Всѣ химическія превращенія собственно носятъ не по праву это имя. Химическія тѣла не превращаются, они остаются неизмѣнными. А то, что нашимъ глазамъ представляется, какъ превращеніе, есть или сложеніе атомовъ различныхъ простыхъ тѣлъ, которыя, соединяясь, даютъ сложное, или разъединеніе этихъ атомовъ, когда сложное тѣло распадается на составляющія его простыя тѣла. Но атомы ихъ въ реакціяхъ, остаются все тѣ же, не превращаются въ атомы никакого другого тѣла.
   Догма эта недешево досталась наукѣ. Многовѣковой періодъ алхимическихъ блужданій въ поискахъ за философскимъ камнемъ и за возможностью изъ свинца дѣлать золото весь прошелъ подъ знакомъ отрицанія этой догмы. Алхимиками руководило убѣжденіе, что химическія тѣла могутъ превращаться одно въ другое.
   Эта мысль, какъ мы теперь знаемъ, была истиной. Но объ эту истину обожглась мысль человѣчества, долго и тщетно пытавшагося превратить ее изъ истины идеи въ истину факта. Но усилія были напрасны. Свинецъ не превращался въ золото и вообще никакое простое тѣло не превращалось въ другое. Человѣкъ оставилъ истину и принялъ догму, къ которой его привели безплодныя исканія: матерія состоитъ изъ простыхъ тѣлъ, изъ элементовъ постоянныхъ, неизмѣнныхъ, не превратимыхъ другъ въ друга. И, вооружившись этой догмой, опираясь на нее, человѣчество быстро и успѣшно создало за короткое по сравненію съ предшествующими блужданіями время мощную науку -- химію.
   И эта почтенная, заслуженная, плодотворная въ наукѣ догма пала. Ибо время ея прошло. И предъ наукой теперь встала прежняя алхимическая задача превращенія элементовъ. Но подступаетъ наука къ ней, по иному вооруженная, снабженная и колоссальнымъ богатствомъ опыта, и изощренностью эксперимента, и остро-отточенной теоретической мыслью.
   Атомъ радія распадается. Онъ превращается въ этомъ другого химическаго элемента, гелія, и въ этомъ новаго химическаго элемента -- эманаціи. За этимъ фактомъ пришли и другіе. Эманація не осталась въ долгу, и ея атомъ породилъ атомъ гелія и атомъ радія А. А тамъ открылся цѣлый рядъ такихъ превращеній... Тоже открылось и у урана, и у тора. Отыскался новый химическій элементъ, столь же одаренный способностью превращенія, какъ и торъ, именно актиній.
   И вотъ предъ нами цѣлая группа, пока незначительная, "радіоактивныхъ элементовъ", снабженныхъ даромъ превращенія.
   Объ этотъ установленный и неустранимый фактъ и разбилась старая и прочная догма, опирающаяся на опытъ столѣтій. Нужды нѣтъ, что тѣлъ этихъ немного. Это вѣдь только начало. Уже существуютъ указанія, заставляющія думать, что и обыкновенные, давно извѣстные элементы обладаютъ той же способностью превращенія, что и радіоактивныя тѣла, но въ несравненно меньшемъ размѣрѣ.
   Но и здѣсь мы должны сдѣлать ту же оговорку, что и раньше, относительно атомистической гипотезы. Положеніе о неизмѣнности элементовъ и ихъ непревратимости одного въ другой потеряло свое абсолютное, безусловное значеніе, какъ теоретическое воззрѣніе. Но въ практикѣ, въ химіи, въ ея повседневномъ опытѣ оно сохраняетъ всю свою силу. Въ химическихъ реакціяхъ тѣла неизмѣнны, непревратимы. Атомы элементовъ соединяются и разъединяются. Законы этихъ соединеній и разложеній, свойства получающихся отъ того тѣлъ будетъ попрежнему изучать химія. Правда, на иномъ полѣ, при помощи иныхъ способовъ и средствъ элементы будутъ, быть можетъ, разлагаться по волѣ человѣка, будутъ переходить одни въ другіе. Но то будетъ иное поле, иная наука, близкая, родственная, связанная тѣсно съ химіей, но иная.
   Здѣсь мы подходимъ къ концу первой части нашего изложенія. По скольку позволяютъ размѣры журнальной статьи, мы обрисовали роль и значеніе электрона въ наукѣ. У насъ не было и тѣни претензіи дать сколько-нибудь исчерпывающее изложеніе этой стороны вопроса. Электрону посвящаются книги и томы, и они, что ни годъ, то солиднѣй и толще. Наша цѣль была лишь ознакомить съ отлившимися, сформировавшимися результатами появленія электрона въ наукѣ. Намъ остается теперь перешагнуть границы чисто научныя и перейти въ область болѣе широкихъ вопросовъ, въ ту область, которая за неимѣніемъ болѣе подходящаго имени носитъ названіе философіи. Мы подходимъ или, вѣрнѣе, мы подводимся электрономъ вплотную къ вопросамъ философскимъ. А такъ какъ это выраженіе: "Философскій вопросъ" и крайне неопредѣленно, и весьма многозначно, то въ нашемъ вступленіи мы и позаботились точно отграничить, какой кругъ вопросовъ мы въ данномъ случаѣ имѣемъ въ виду, примѣняя этотъ терминъ.
   Напомнивъ объ этой оговоркѣ, мы и переходимъ къ выясненію философскаго значенія электрона.
   

XII.
Электронъ и вопросы философіи.

   Греки -- родоначальники нашей европейской философіи. Родоначальники и учителя. Важно и интересно то, что первый предметъ ихъ философскихъ размышленій была природа. Лишь позднѣе, лишь пройдя черезъ стадію философской безнадежности и отчаявшись найти отвѣтъ на поставленные себѣ вопросы о природѣ и о "бытіи" вообще, они отвратили отъ природы лицо свое. И первымъ изъ первыхъ вопросовъ, занявшихъ умъ грековъ, былъ вопросъ о первоначальномъ веществѣ, о первичной матеріи.
   "Изъ чего состоитъ все?" Таковъ былъ вопросъ, который задали себѣ философы іонійцы, первые изъ грековъ обратившіеся отъ созерцанія міра къ размышленію о немъ. Какое вещество является основой всего,-- воды, земли, воздуха, животныхъ, растеній, человѣка?
   Задали себѣ этотъ вопросъ греческіе философы, да такъ и остался онъ безъ отвѣта. Но видѣніе первичной матеріи, пронесшееся на зарѣ философіи предъ человѣческой мыслью, не покидало потомъ человѣка и настойчиво возвращалось къ нему на протяженіи всей исторіи. Окрѣпшая въ XIX вѣкѣ научная мысль объявила войну философскимъ призракамъ и дѣятельно занялась изгнаніемъ ихъ изъ своихъ владѣній. Но и въ XIX вѣкѣ заманчивая мысль о матеріи всѣхъ матерій попыталась вторгнуться въ науку, опираясь на успѣхи самой же науки. Дальтонъ только что установилъ атомистическую теорію и ученые принялись сравнивать вѣса атомовъ различныхъ химическихъ тѣлъ. И вотъ оказалось, что вѣса атомовъ другихъ тѣлъ представляютъ собою цѣлыя кратныя числа атома водорода, вѣсъ котораго приняли за единицу. Атомъ азота вѣситъ столько, сколько 14 атомовъ водорода, атомъ кислорода въ 16 разъ тяжелѣе его, углерода въ 12 и такъ дальше.
   Пока химики продолжали взвѣшивать, англійскій врачъ Прутъ въ 1815 году высказалъ предположеніе, что всѣ тѣла состоятъ изъ водорода. Атомы водорода, по его представленію, какъ бы спрессованные въ различныхъ количествахъ, даютъ атомы всѣхъ другихъ тѣлъ. Идея заманчивая и, казалось, опирающаяся на факты. Но въ ней была и опасность. Соблазнись химики простотой этой мысли и ея философской широтой,-- и дальнѣйшія изслѣдованія атомныхъ вѣсовъ подгонялись бы къ этой идеѣ. Точному и добросовѣстному химическому анализу, только начавшему свою блистательную работу, пришелъ бы конецъ. Но эта попытка возвести водородъ въ начало всего сущаго встрѣтила отпоръ и потерпѣла крушеніе.
   Кратность атомныхъ вѣсовъ при болѣе точныхъ анализахъ для многихъ тѣлъ замѣнилась числами съ дробью, а фактовъ, показывающихъ, что водородъ входитъ въ составъ другихъ химическихъ элементовъ, или хотя бы намекающихъ на это, нигдѣ не оказывалось.
   Гипотеза Прута, которая по краткому, но суровому сужденію историка химіи Мейера, чуть не надѣлала бѣдъ, увяла.
   Философскій вопросъ, изъ чего построены всѣ химическіе элементы, а, стало быть, и весь міръ, былъ отброшенъ научной мыслью, казалось, навсегда.
   И вотъ электронъ снова поднимаетъ его. И онъ дѣлаетъ это настолько основательно, что самые осторожные и трезвые умы науки не только не протестуютъ противъ постановки вопроса, но даже склоны принять и отвѣтъ, даваемый электрономъ.
   На нашихъ, можно сказать, глазахъ электроны истекаютъ изъ атомовъ радіоактивныхъ тѣлъ и уносятся въ пространство. Въ другихъ случаяхъ они переходятъ изъ атома въ этомъ, то прочно вплетаясь въ ткань его тѣла, то связываясь съ нимъ лишь внѣшне, легко. Факты и явленія притекаютъ толпой изъ другихъ областей засвидѣтельствовать его присутствіе въ атомахъ всѣхъ извѣстныхъ намъ элементовъ.
   Химія строитъ модель атома со входящими въ него электронами. Но пока электроны только часть атома. Есть еще другая -- положительное ядро. Напрашивается вопросъ, не состоитъ ли и оно изъ атомовъ электричества, изъ электроновъ. Предположеніе весьма вѣроятное. А тогда электроны и есть первоматерія. Въ самомъ легкомъ атомѣ, атомѣ водорода, ихъ около 2-хъ тысячъ. Въ наиболѣе тяжеломъ -- до пятисотъ тысячъ. Какое разнообразіе въ количествѣ, расположеніи и движеніи ихъ! Этого разнообразія достаточно, чтобы получить не 70 разныхъ комбинацій, соотвѣтствующихъ атомамъ извѣстныхъ намъ элементовъ, а хоть 770. Все богатство міра сводится при этомъ къ единому первоначалу -- электрону и его движенію. Электричество, масса электроновъ,-- первоначальное вещество. Уплотняясь и различно располагая свои электроны, оно творитъ вещества нашей химіи. Отвѣтъ такой, правда, преждевремененъ, однако, онъ весьма вѣроятенъ. Но если отвѣтъ преждевремененъ, то самый вопросъ умѣстенъ и своевремененъ. Естествознаніе во главѣ съ химіей пришло противъ ожиданія и отчасти противъ желанія къ постановкѣ вопроса древнихъ іонійскихъ философовъ о первичномъ веществѣ. Но тѣ вопрошали: изъ чего міръ? Мы спрашиваемъ болѣе опредѣленно: не изъ электроновъ ли міръ? Таковъ первый вопросъ обширной области философіи, къ которому приводитъ насъ электронъ. Съ нимъ въ близкой связи стоитъ и другой.
   На нашихъ глазахъ атомъ радія, выбрасывая іоны и электроны, проходитъ рядъ превращеній. Атомъ эманаціи -- сынъ атома радія. Радій А -- его внукъ итакъ далѣе, "до 7-го колѣна". Атомъ радія F-- прямой потомокъ атома обычнаго радія, связанный съ нимъ цѣпью предковъ. Предъ нами, въ буквальномъ смыслѣ, фамилія радія, связанная узами кровнаго родства. А побочной линіей отъ него является гелій. Того и гляди, отыщется родословная свинца, устанавливающая окончательно его происхожденіе отъ радія, а метрическая выписка самого радія, правда, еще неполная, указываетъ на его происхожденіе отъ урана. Да время отъ времени изъ этой же линіи рождается рѣзвое дитя -- электронъ. Уранъ, радій, гелій, эманація, свинецъ, электронъ. Какое различіе лицъ и характеровъ! А, оказывается, связаны происхожденіемъ. Самый языкъ странный: родство элементовъ, происхожденіе элементовъ. Точно элементы рождаются, происходятъ? Точно атомы ихъ не существовали вѣчно и неизмѣнно, всегда такіе, какъ теперь, какіе были и будутъ. Нѣтъ! Теперь уже больше такъ думать нельзя.
   Новая, философская мысль пробивается въ умы людей науки, мысль о происхожденіи матеріи изъ общаго начала, о постепенномъ измѣненіи ея формъ, о родственной преемственности извѣстныхъ намъ элементовъ, объ атомахъ "выживающихъ" и "невыживающихъ" въ цѣпи развитія элементовъ. И теперь французъ, но опять не спеціалистъ {Gustav Lebon: "Еvolution de la matière".} бросаетъ крылатое слово: "Evolution de la matière", "Эволюція матеріи"! Бросаетъ слово, идею и на этотъ разъ она не глохнетъ, какъ заглохла мысль Прута. "Развитіе матеріи" -- подхватываетъ спеціалистъ-физикъ Содди; "Неорганическая эволюція" -- отзывается другой знаменитый спеціалистъ {Norman Lockyer: "Inorganie Evolution".} -- астрономъ Норманъ Локіеръ.
   И въ то время, какъ мысль Дарвина объ эволюціи живого вещества вызываетъ новыя нападки и съ новой страстностью завязывается старый споръ, его мощная идея эволюціи подчиняетъ себѣ и вторую половину міра -- матерію неживую.
   Мысль эта не является предъ нами здѣсь въ видѣ простой, голой, отвлеченной идеи,-- нѣтъ, она приняла ощутимыя, конкретныя формы, одѣлась плотью и кровью. Предъ нами носитель эволюціи матеріи -- электронъ, съ него начинается эта эволюція. Матерія строится изъ электроновъ во все болѣе и болѣе сложныя формы атомовъ въ восходящей линіи и разрѣшается вновь въ электроны въ концѣ нисходящей линіи. Электронъ стоитъ на обоихъ концахъ нити развитія матеріи, развитія химическихъ элементовъ {Развитію этой мысли посвящена книга Gustav Lеbon'а: Evolution de la matière.}.
   Каковы же ступени этого развитія, въ какомъ отношеніи къ нему находятся существующіе элементы, какіе изъ нихъ являются результатомъ усложняющагося развитія, а какіе, наоборотъ,-- продукты распада болѣе сложныхъ формъ, въ какомъ направленіи будетъ измѣняться каждый изъ существующихъ элементовъ, въ направленіи усложненія или упрощенія, и какіе элементы, наконецъ, старше и какіе моложе, все это -- частные вопросы, которые вытекаютъ изъ этой общей идеи. Вопросы эти можетъ рѣшить только научное изслѣдованіе.
   Идея сама философская, а вопросы изъ нея вытекающіе становятся достояніемъ науки. Здѣсь мы видимъ одинъ изъ яркихъ примѣровъ, какъ философская мысль оплодотворяетъ научное изслѣдованіе, даетъ ему стимулъ и направленіе.
   Но теперь передъ нами поднимается новый вопросъ. Матерія развивается, ея первоначаломъ являются электроны. Разнообразіе матеріи, различіе формъ ея и видовъ сводится къ единству, къ однородности. Пусть все это такъ. Пусть это не только поставленные вопросы, но полученные отвѣты, и даже не только вѣроятные отвѣты, но вполнѣ достовѣрные. Но сущность самой матеріи? Что такое матерія? Что такое вещество вообще? Поставьте этотъ вопросъ химику, онъ только отмахнется, да скажетъ, что въ качествѣ химика онъ не знаетъ вещества вообще, а знаетъ различныя химическія вещества, напримѣръ, водородъ, кислородъ, свинецъ, золото, и ими занимается. Спросите физика, тотъ тоже отмахнется и, пожалуй, предложитъ вамъ обратиться къ метафизикамъ и философамъ, которые-де давно спеціалисты по части всякихъ субстанцій. Впрочемъ, такъ было до недавняго времени, теперь уже не отмахиваются. А до сихъ поръ, если отмахивались, то лишь отъ досаднаго сознанія своего безсилія.
   И физика, и химія, и вообще естествознаніе оперируютъ на каждомъ шагу и съ "матеріей" и съ "энергіей", и все идетъ хорошо, пока не попытаются дать себѣ отвѣтъ на вопросъ, да что же такое матерія или энергія. Въ ту же минуту понятныя и послушныя вещи становятся непонятными и неуловимыми, какъ призраки. И всѣ попытки охватить ихъ въ понятіе, въ опредѣленіе давали не больше успѣха, чѣмъ попытка заковать въ цѣпи ночное видѣніе. И вотъ въ отчаяньи люди науки отмахиваются и отвѣчаютъ: не наше дѣло. Измѣрить, взвѣсить, прослѣдить измѣненія формъ матеріи -- то мы можемъ а что такое мы измѣрили и взвѣсили, то мы не знаемъ, съ насъ и не спрашивайте. И опять явился электронъ и поставилъ вопросъ о томъ, что такое матерія, въ чемъ ея сущность. Вопросъ то принадлежитъ философіи издавна, но теперь рѣшаютъ его представители естествознанія.
   Конкретно вопросъ этотъ возникаетъ такъ. Электронъ -- составной элементъ матеріальнаго атома, вѣроятно, даже единственный его элементъ. Хорошо. Но вѣдь электронъ то вовсе не атомъ, только размѣрами поменьше. Электронъ -- это электричество, нѣчто одаренное свойствами и способностями совершенно иными, чѣмъ привычная нашему глазу матерія. Колоссальная энергія, подвижность, способность вызывать волны лучей, все это принадлежитъ электрону и по качеству отличаетъ его отъ атома матеріи. Электричество -- это, вѣдь, одинъ изъ видовъ энергіи, нѣчто вполнѣ отличное отъ матеріи. И пока наблюдали лишь, что энергія всегда сопровождаетъ матерію, на томъ и успокаивались. Матерія нѣкій х, но совершенно особая статья. Энергія тоже х, но совершенно иная статья. И хотя оба х для насъ не извѣстны, но ихъ никто не смѣшаетъ. Каждый изъ нихъ -- нѣчто отличное и самостоятельное по самой природѣ своей.
   И вотъ оказывается, что одинъ изъ видовъ энергіи, электричество, въ лицѣ электроновъ, какъ то входитъ въ составъ другого х -- матеріи. Какимъ то даже образомъ матерія формируется, быть можетъ, изъ него вся. И это вхожденіе не гипотеза, не предположеніе, а фактъ, но фактъ противорѣчащій всѣмъ нашимъ представленіямъ о матеріи и энергіи. Волей-неволей нужно пытаться устранить это противорѣчіе, нужно привести къ единству эту двойственность въ составѣ матеріи, нужно браться за старый философскій вопросъ о внутренней природѣ вещества.
   И здѣсь приходится отвѣчать на вопросъ: что же сводится на что? Матерія ли одна изъ формъ электричества или электричество особаго сорта матерія. Но дадимъ ли мы тотъ или другой отвѣтъ, если это не простая игра словъ, мы должны найти какой-нибудь общій признакъ, общее свойство, одинаковое у того и другого; да и свойство это должно быть кореннымъ, неотъемлемымъ, характеризующимъ самое существо сравниваемыхъ вещей. И мы пускаемся на розыски такого признака матеріи.
   Предъ нами кусокъ свинца. Мы хорошо знаемъ, что это матерія. Онъ обладаетъ твердостью, ковкостью, электро- и теплопроводностью, массой, вкусомъ, физическимъ строеніемъ (кристаллическимъ или аморфнымъ), химическими свойствами. Всѣ эти признаки мы можемъ измѣнить. Нагрѣемъ его -- онъ измѣнитъ цвѣтъ, станетъ жидкимъ или газообразнымъ, измѣнится его теплопроводность. Мы произведемъ надъ нимъ химическія операціи -- онъ войдетъ въ новыя соединенія и въ этомъ положеніи не будетъ больше обладать тѣми химическими возможностями, какими обладалъ раньше. Мы растворимъ это новое соединеніе свинца въ водѣ и, глядя на прозрачный растворъ, никто не скажетъ, что въ немъ находится взятый нами кусокъ свинца. Всѣ признаки исчезли. Всѣ кромѣ одного: массы. Она не измѣнилась. Взвѣсимъ растворъ и вѣсъ обнаружитъ присутствіе свинца. И этотъ признакъ, постоянство массы слѣдуетъ за кускомъ матеріи всюду, во всѣхъ ея странствованіяхъ и превращеніяхъ, это единственное, за что мы можемъ держаться. Измѣнись гдѣ-нибудь этотъ признакъ и кусокъ свинца ускользнулъ отъ насъ. Мы не имѣемъ средства убѣдиться въ его присутствіи, слѣдить за нимъ, вернуть его въ случаѣ нужды. Масса, ея неизмѣнность, ея постоянство единственный признакъ матеріи. Что же такое самая "масса", наука тщетно пыталась опредѣлить ее. Масса, оставалась...
   Масса оставалась таинственнымъ незнакомцемъ. Въ школьныхъ учебникахъ говорится, правда, что "масса" даннаго тѣла есть "количество вещества" даннаго тѣла. Но это тавтологія, ибо "количество вещества" тѣла и есть его масса. А между тѣмъ всѣ почти формулы физики заключаютъ въ себѣ букву m -- символъ массы. Эта трудность точнѣе опредѣлить понятіе массы до того огорчила и раздражила людей науки, что возникли попытки построить всю физику, обходясь безъ этой буквы т. е. безъ понятія массы.
   Итакъ, что такое масса, наука не знаетъ, она умѣетъ ее только измѣрять. Измѣряетъ же ее она по одному свойству этой массы. Свойство это -- инерція. Инерція -- это способъ обнаруженія массы для насъ. По гладкому полу съ одинаковой скоростью катятся два одинаковыхъ шара изъ пробки и свинца. Равны ихъ массы или различны? Никто не можетъ сказать. Но оба они обладаютъ инерціей, т. е. стремятся сохранять свое движеніе такимъ, какъ оно есть. Попробуемте ускорить или замедлить ихъ движеніе. Оба будутъ сопротивляться этому измѣненію. Въ этомъ проявится инерція ихъ. Но если это сопротивленіе не одинаково, значитъ, не смотря на видимую равность величины и скорости, инерція ихъ не одинакова и изъ разницы инерціи мы заключаемъ и о разницѣ массы. Тѣло съ большей инерціей, заключаемъ мы, обладаетъ и большей массой. Другого средства сравнить массы, измѣрить ихъ мы не имѣемъ. Инерція -- единственное свойство матеріи, неизмѣнное и постоянное, доступное намъ. Обладай свинцовый и "пробочный шаръ одинаковой инерціей, мы никогда не могли бы узнать, что масса одного больше другого, что количество матеріи, составляющей ихъ, не одинаково.
   Итакъ, о матеріи мы знаемъ лишь одно неизмѣнное ея свойство -- массу, а масса проявляется для насъ въ инерціи. Инерція это--то, что остается изъ свойствъ матеріи непреходящимъ, неизмѣннымъ. Матерія -- инертна. Этимъ опредѣленіемъ матерія противополагается всему, что мыслится, какъ не матерія: энергіи во всѣхъ ея видахъ, духу, сознанію, еловомъ всему, что считается нематеріальнымъ. И вотъ здѣсь то открывается новое поразительное свойство электрона. Электронъ, этотъ атомъ электричества, тоже инертенъ. Это, конечно, противорѣчитъ всему образу, сложившемуся у насъ, всѣмъ нашимъ представленіямъ объ электричествѣ, какъ о чемъ-то, вѣчно измѣнчивомъ, подвижномъ, неуловимомъ и дѣятельномъ. И тѣмъ не менѣе это такъ. Печать матеріальности -- инерція лежитъ на немъ явственнымъ и недвусмысленнымъ образомъ. Движущійся электронъ также противится всякому измѣненію скорости и направленія движенія, какъ и любой билліардный шаръ. При среднихъ скоростяхъ электроновъ упорство этого, сопротивленія такъ же постоянно, какъ постоянно оно у всякаго матеріальнаго тѣла. Это и есть инерція. По ней судятъ о массѣ матеріальныхъ тѣлъ, по ней же опредѣлили и массу электрона.
   Теперь остается вопросъ: это общее свойство, найденное нами и у матеріальнаго тѣла, и у атома электричества, свойство, составляющее единственное отличіе матеріи отъ "нематеріи", тожественно ли въ обоихъ случаяхъ? Или же, несмотря на все сходство, инерція матеріальныхъ тѣлъ и инерція электрона представляютъ нѣчто различное? Рѣшительнаго отвѣта еще дать нельзя,-- быть можетъ, электрическая инерція и окажется нетожественной съ инерціей матеріи, но есть доводъ и въ пользу тожества обѣихъ инерцій. А именно, можно разсуждать такъ:
   Инерція матеріи -- свойство необъяснимое и непонятное. Инерція электрона находитъ свое объясненіе въ тѣхъ измѣненіяхъ, какія вызываетъ движущійся электронъ въ окружающемъ его міровомъ эфирѣ. Если атомъ состоитъ изъ тысячъ электроновъ, находящихся въ умопомрачительно быстромъ вращательномъ движеніи, то сумма ихъ электрической инерціи можетъ удовлетворительно объяснить всю инерцію матеріальнаго атома. Больше электроновъ -- больше сумма ихъ инерцій, больше "механическая" инерція атома. Атомъ нашъ проявляется, какъ болѣе "массивный", увѣсистый. Инерція механическая такимъ образомъ можетъ быть сведена на электрическую инерцію электрона.
   Итакъ, философскій вопросъ о сущности матеріи въ современной постановкѣ звучитъ такъ: не есть ли матерія, ея масса, ея инерція электрической природы? Не есть ли механика лишь особый видъ явленій электричества, какъ свѣтъ, какъ теплота, какъ магнетизмъ. Вопросъ этотъ, вопросъ философскій, поставилъ настоятельно электронъ и указалъ направленіе, въ которомъ можно ждать и рѣшенія этой проблемы.
   Есть еще одна проблема, столь же широкая, также давно занимающая мысль человѣчества. Это проблема возникновенія жизни на нашей планетѣ. Существуетъ два отвѣта на этотъ вопросъ. Одинъ гласитъ: въ своемъ развитіи изъ огненно-жидкаго состоянія до настоящаго времени земля прошла періодъ, когда атомы неорганическихъ элементовъ сложились въ такую комбинацію, которая дала начало живому органическому веществу. Иначе неоткуда взяться жизни на землѣ, какъ изъ мертвыхъ элементовъ. Ибо было время, когда жизнь вслѣдствіе жара была не возможна Если отвергнуть данное объясненіе, то появленіе жизни на землѣ придется приписать чуду.
   Другой отвѣтъ такой: жизнь никогда не начиналась, она вѣчна, какъ и матерія. Сколько существуетъ неорганическая, мертвая матерія, столько же и живая, органическая матерія. Ея зародыши переходятъ съ планеты на планету и гдѣ находятъ подходящія условія, тамъ размножаются и даютъ начало живымъ существамъ. Они населяютъ планету, развиваясь постепенно изъ низшихъ формъ въ высшія.
   Первая теорія -- теорія такъ называемаго самопроизвольнаго зарожденія; вторая -- теорія пансперміи. До сихъ поръ положеніе второй было затруднительно. Легко сказать: "споры и зародыши переходятъ съ планеты на планету! но какъ? Какъ ускользаютъ они отъ притяженія, удерживающаго ихъ, какъ и всѣ матеріальныя тѣла, у планеты. Если даже они и не погибнутъ въ междупланетныхъ пространствахъ отъ холода и дѣйствія свѣтовыхъ лучей, то какъ они выберутся туда?
   Всѣ попытки сторонниковъ пансперміи устранить затрудненія этого вопроса оказались совершенно неудовлетворительными. Но появленіе электрона измѣнило дѣло. Схема такова: воздушные вихри и теченія подымаютъ мельчайшіе споры живыхъ существъ высоко въ верхъ до тѣхъ предѣловъ, гдѣ обильны электроны полярныхъ сіяній. Электронъ попадаетъ на спору и, отталкиваемый другими электронами, а также отрицательнымъ зарядомъ планеты выталкивается за ея атмосферу. А дальше нужно только, чтобы спора была достаточно мала, а таковыя имѣются. Тогда ихъ подхватываетъ лучевое давленіе солнца и гонитъ въ межзвѣдное пространство. Электронъ теперь можетъ и сорваться, роль его сыграна: онъ довелъ спору до того пункта, гдѣ ее не могло больше вернуть притяженіе планеты и гдѣ ею овладѣло лучевое давленіе солнца. Куда пригонитъ оно спору? Быть можетъ, на распаленную звѣзду, быть можетъ, на планету пустую, но только ждущую жизненнаго зародыша, чтобы оплодотвориться и дать мѣсто роскошному развитію органическихъ формъ. Какъ бы то ни было, электронъ впервые даетъ сторонникамъ пансперміи орудіе для перенесенія жизненныхъ зародышей съ одного небеснаго тѣла на другое.
   Такимъ образомъ три философскихъ проблемы ставитъ предъ нами электронъ: проблему о сущности матеріи, о первичномъ веществѣ и объ эволюціи матеріи. Четвертая,-- вопросъ о происхожденіи жизни,-- прямой связи съ нимъ не имѣетъ, но косвенно онъ и въ ней играетъ рѣшающую роль.
   Электронная теорія матеріи бросаетъ мостъ между матеріей и энергіей, найдя общность и однородность тамъ, гдѣ доселѣ видѣли лишь отличіе и противоположность. А какъ велика пропасть, засыпать которую началъ электронъ, мы можемъ судить хотя бы по всемірно извѣстной рѣчи Дю-Буа-Реймона о предѣлахъ познанія природы. Въ ней этотъ мыслитель и въ тоже время активный работникъ въ области естествознанія говоритъ о тѣхъ міровыхъ загадкахъ, разрѣшить которыя никогда не удастся уму человѣка, не смотря ни на какіе успѣхи науки. И во главѣ этихъ неразрѣшимыхъ загадокъ стоитъ: матерія и энергія; ихъ сущность и связь.
   Разрѣшеніе этой загадочной противоположности въ духѣ монизма, повышеніе возможности свести ихъ къ чему то единому третьему и даетъ намъ электронъ. И въ этомъ, на нашъ взглядъ, заключается рѣшительное философское значеніе и вліяніе его на умы, не говоря уже о его роли въ постановкѣ и рѣшеніи отдѣльныхъ философскихъ проблемъ, указанныхъ выше.
   Пусть такъ, скажетъ читатель, но гдѣ же то третье, къ которому могла бы быть сведена и матерія, представленная атомомъ, и энергія, представленная электрономъ? Электронъ самъ непосредственнаго отвѣта на это не даетъ. Но это третье есть. На него постоянно наталкивается наука въ своихъ изысканіяхъ, оно постоянно присутствуетъ за плечами изслѣдователя, безпрерывно настойчиво даетъ знать о своемъ существованіи, о своемъ присутствіи. Но въ то же время оно не поддается никакому опредѣленію, никакому описанію, которое укладывалось бы въ наши головы и не представлялось бы абсурднымъ. Это третье, эта единая и неизвѣстная субстанція -- міровой эфиръ. Съ какого бы конца ни началъ углубляться ученый въ явленія, онъ въ концѣ концовъ неизбѣжно доберется до него, натолкнется, какъ на несомнѣнную подоплеку всѣхъ явленій. А попробуйте опредѣлить его свойства! Ботъ послушаемъ: эфиръ тѣло твердое, твердость его превышаетъ твердость стали; онъ имѣетъ массу, но не имѣетъ плотности и вѣса; онъ въ абсолютномъ покоѣ, но эластиченъ, т. е. стремится вернуть на мѣсто всякое перемѣщеніе своихъ частей, частей же онъ не имѣетъ, ибо наполняетъ пространство сплошь и безъ промежутковъ. Каждое изъ этихъ свойствъ приписывается ему не произвольно, а вытекаетъ, какъ необходимое, изъ отдѣльныхъ изслѣдованій. А всѣ вмѣстѣ даютъ абсурдъ. Такого тѣла мы себѣ представить не можемъ. Это превышаетъ наши способности, это не укладывается въ человѣческую голову.
   Вотъ этотъ то эфиръ и можетъ быть тѣмъ третьимъ, что не есть и не матерія, и не энергія, но что становится доступнымъ нашимъ чувствамъ и познанію, принявши формы матеріи и энергіи. И тогда отвѣтъ на вопросъ о сущности энергіи и матеріи будетъ такой: матерія и энергія, это -- различныя формы существованія эфира, различные способы его проявленія, двѣ стороны одной и той же субстанціи. Они связаны общностью корня своего и, быть можетъ, представляютъ двѣ послѣдовательныя фазы въ циклѣ процессовъ совершающихся въ этой единой субстанціи {Эта мысль положена въ основу книги "Gustav Lebon'а, Evolution de la matière".}. Это чисто спинозовская мысль, только выраженная въ терминахъ современнаго естествознанія и примѣненная къ вопросу, поставленному въ рамкахъ естествознанія, къ вопросу о матеріи и энергіи.
   Все сказанное дѣлаетъ, конечно, понятнымъ то оживленіе интереса къ философіи вообще, какое наблюдается за послѣднее десятилѣтіе въ кругахъ естествоиспытателей. Но особенно сильно даетъ себя знать одна струя философскаго интереса въ литературѣ, принадлежащей перу философствующихъ натуралистовъ. Особеннымъ ихъ предпочтеніемъ пользуется та область философіи, которой присвоено имя гносеологіи или теоріи познанія. Всѣ твердо установившіяся, казалось, незыблемыя понятія физики и химіи вдругъ зашатались, заколебались на глазахъ у всѣхъ. Самые основные законы, на которые опирается познаніе природы, вдругъ пріобрѣли какую то зыбучесть и неустойчивость. Вѣчная матерія утратила свое безсмертіе и сквозь поднявшійся въ наукѣ туманъ виднѣется ея начало и конецъ. Неразложимый атомъ превратился въ цѣлый сложный міръ, энергія смѣшалась съ матеріей, элементы превратились во что то измѣнчивое и текучее. Механика -- эта твердыня естествознанія и идеалъ всѣхъ остальныхъ естественныхъ наукъ зашаталась въ самомъ фундаментѣ своемъ. Мы говорили выше, что электронъ обладаетъ массой и инерціей, какъ и матеріальныя тѣла. Но въ этомъ онъ обнаруживаетъ самые поразительныя особенности. Инерція и масса всѣхъ тѣлъ постоянна и неизмѣнна. У электрона тоже, но съ крайне существенной оговоркой. Его масса и инерція неизмѣнна при среднихъ скоростяхъ движенія. При большихъ скоростяхъ и масса и инерція измѣняются, въ зависимости отъ увеличенія скорости. Когда скорость электрона возростаетъ до скорости свѣта, его масса и инерція становятся безконечно большими. Это значитъ, что измѣнить его движеніе при такой скорости не можетъ никакая сила и вмѣстѣ съ тѣмъ онъ занимаетъ все пространство. Два электрона, обладающіе такой скоростью, оба занимаютъ все пространство, т. е. совпадаютъ. Это стоитъ въ противорѣчіи съ принципомъ непроницаемости, по которому два тѣла не могутъ одновременно занимать одно и тоже пространство.
   На постоянствѣ массы и инерціи одного и того же тѣла покоится вся механика со временъ Ньютона и его трехъ законовъ. Законы эти считались универсальными, имѣющими силу всегда и вездѣ. Но для электроновъ они дѣйствительны лишь въ извѣстныхъ предѣлахъ. А если матерія состоитъ изъ электроновъ, то эти всеобъемлющіе, универсальные законы имѣютъ и для матеріи весьма относительное, условное значеніе.
   Всѣ эти поразительныя открытія и ошеломляющіе факты разомъ свалились на головы естествоиспытателей. Послѣдніе утратили прежнюю спокойную увѣренность въ открытыхъ и открываемыхъ законахъ. Сталъ вопросъ, какую же цѣнность и достовѣрность имѣетъ все научное познаніе, если такіе вѣковые устои рушатся,-- устои, добытые съ такимъ трудомъ и напряженіемъ мысли? Создалось опредѣленное настроеніе, потребность дать себѣ отчетъ въ предѣлахъ нашего познанія, его источникахъ и прочности добываемыхъ наукою результатовъ. Естествоиспытатели стали усердно перетряхивать свой философскій багажъ и принялись за теорію познанія. Заголовки выходящихъ изъ подъ ихъ пера книгъ весьма характерны для этого настроенія. Пуанкаре разбираетъ вопросъ "о цѣнности науки", Махъ "о познаніи и заблужденіи", Дюгемъ "о цѣли и структурѣ физическихъ теорій", и обширная литература трактуетъ вопросъ о теоретико-познавательныхъ предпосылкахъ современнаго естествознанія. А въ этой области вопросъ ужъ ставится во всей широтѣ: доступенъ ли нашему познанію или не доступенъ міръ, онъ ли своими воздѣйствіями на наши чувства создаетъ въ насъ идеи и картины міра, или мы его творимъ по внутреннимъ законамъ нашего духа. И всѣ эти вопросы достигаютъ своего завершенія въ коренной, старой проблемѣ гносеологіи, въ проблемѣ дѣйствительности. Есть міръ внѣ насъ или считать его существующимъ значитъ впадать въ заблужденіе? Вопросъ старый, но ставится онъ заново и страстно и ставится представителями естествознанія. Кризисъ въ этихъ кругахъ глубокій. Онъ обязанъ своимъ появленіемъ всѣмъ тѣмъ выводамъ необычайной широты, къ которой привело открытіе электрона. И въ этомъ смыслѣ электронъ -- великій стимулъ натурфилософскаго броженія нашихъ дней. Если представители естествознанія наперерывъ съ профессіональными философами съ непривычной горячностью спорятъ о дѣйствительности міра, его познаваемости, о "вещи въ себѣ" и другихъ столь же, повидимому, далеко отъ естествознанія стоящихъ вопросахъ, то мы должны помнить, что здѣсь пружину и завелъ и спустилъ электронъ. Въ этомъ еще сказывается его философское значеніе для нашего времени.
   На этомъ мы можемъ кончить. Роль электрона въ наукѣ, его значеніе для философской мысли нами очерчены въ предѣлахъ и въ томъ смыслѣ, какъ мы понимали это въ нашемъ вступленіи. Лишній штрихъ можетъ быть добавленъ сообщеніемъ, что одна изъ величайшихъ преблемъ естествознанія и философіи, вопросъ о происхожденіи и характерѣ Ньютоновскаго всемірнаго тяготѣнія тоже обѣщаетъ быть удовлетворительно разрѣшенъ электрономъ. Въ этомъ направленіи сдѣланы довольно удачныя попытки. Правда, пока только попытки. Но вѣдь электронъ еще юнъ, электронная теорія по времени еще годовалый ребенокъ. Но по тому, что она успѣла дать, мы можемъ судить, чего можно ждать отъ нея въ будущемъ.

* * *

   Намъ не хочется оставить нашъ очеркъ, не бросивши взглядъ на особенность судьбы этой безъимянной теоріи. Мы говоримъ "безъимянной" потому, что она не связана ни съ чьимъ именемъ. Она не принадлежитъ никому.
   Электронная теорія результатъ коллективнаго творчества. Это первая особенность этой теоріи. Вторая особенность -- это мирный, незамѣтный, безболѣзненный процессъ овладѣнія ею умами людей науки. Въ этомъ отношеніи судьбы научныхъ теорій, какъ и людей, крайне различны.
   Ньютонъ воздвигъ свою колоссальную пирамиду всемірнаго тяготѣнія и однимъ тяжкимъ взмахомъ водрузилъ ее на полѣ познанія. Никакихъ споровъ, полемики, возраженій!-- ничего! Человѣчество глянуло на это гигантское сооруженіе и, благоговѣйно склонясь, высѣкло на надгробномъ камнѣ Ньютона: qui genus humanum in genio superavit,-- "тому, кто геніемъ превзошелъ родъ человѣческій".
   Вотъ два другихъ великихъ ученія, два мощныхъ творенія могучихъ умовъ: дарвинизмъ и марксизмъ. Какая отчаянная борьба сразу же закипѣла вкругъ нихъ! Какая ожесточенная распря идетъ изъ за нихъ вотъ уже полстолѣтіе и даже не обѣщаетъ скораго затишья! И эти ученія неуклонно завоевываютъ міръ. Но какое сопротивленіе встрѣчаетъ каждый ихъ шагъ впередъ!
   А вотъ и электронная теорія. Ничего похожаго на прежнее. Есть и споры и обсужденіе, живой обмѣнъ мнѣній. Предъ ней не склонились молча, какъ предъ твореніемъ Ньютона. Но не раздѣлила она міръ ученыхъ на два яростныхъ лагеря, какъ ученія Маркса и Дарвина. Со всѣхъ концовъ, со всѣхъ "щелей" научнаго изслѣдованія вылѣзли тысячи живыхъ, энергичныхъ, подвижныхъ электроновъ, дѣятельно распорядились и заняли поле. И знамя электрона развернулось въ наукѣ, привлекая общее вниманіе и интересъ, но не возбуждая страстей, любви и ненависти.
   Для научной теоріи -- поистинѣ завидная судьба.

М. Адамовичъ.

"Русское Богатство", No 8, 1911

   
 Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Рейтинг@Mail.ru