Физика: как открывали атом?

Открытию атомного ядра предшествовало открытие радиации М. Кюри, альфа- и бета-излучения, альфа- и бета-распадов (превращение одних радиоактивных элементов в другие). Э. Резерфорд сумел указать путь последователям к открытию гамма-излучения, или проникающей радиации. На основе всего этого в 1917 году Э. Резерфорд открыл путь к расщеплению атомного ядра и ему удалось выбить два протона из ядра атома азота, превратить азот в кислород.

В 1932 году Чедвик (ученик Резерфорда) открыл нейтрон. Бомбардировка урана нейтронами открыла ученым путь к цепной реакции, которая может высвобождать невероятное количество энергии, что было положено в основу атомной бомбы. Появились первые ускорители частиц -циклотроны. От первых циклотронов ученые-ядерщики проделали путь к большим адронным коллайдерам (БАК), где частицы сталкиваются со световыми скоростями, и открыли частицу массы бозон Хиггса 4 июля 2012 года.

Впечатляющих успехов достигла и наша атомная отрасль. Строительство ядерных реакторов на быстрых нейтронах сделало ядерную энергетику России почти безотходной и претендующей на место среди традиционных направлений зеленой энергетики.

Но статья посвящена вовсе не современным успехам ядерной энергетики, а тем предрассудкам, которые предшествовали ее развитию. Сегодня уже никого не удивишь словами «реактор», «атом», «ядерная реакция»… и т. д. Нам кажется, что это было всегда. Эти понятия настолько прочно и естественно вписались в окружающий мир, что мы склонны забывать об истории их возникновения. А ведь еще совсем недавно — по историческим меркам времени — слово атом, да и сами атомы не признавались многими учеными.

Несмотря на то что упоминание об атомах как частицах материи восходит к древнему миру (Демокрит, Эпикур и Клиамен), на протяжении столетий господствовало учение Аристотеля о четырех стихиях (вода, солнце, земля и воздух). И даже в XVIII веке Антуан Лавуазье, обнаруживший, что вода прежде считавшаяся одной из стихий, на самом деле состоит из кислорода и водорода, скептически относился к атомной теории. «Весьма вероятно, что мы никогда ничего не узнаем об атомах», — говорил великий химик.

Сомневался в этом и французский химик и историк Марселен Бертло (1827−1907). Он говорил: «Кто-нибудь когда-нибудь видел молекулу или атом?»

Французский социолог Огюст Конт (1798−1857), основатель позитивизма, подчеркивал, что атомизм обладал всеми чертами метафизического пустословия. Ему вторил один из наиболее яростных противников атомизма Жан Батист Дюма (1800−1884): «Что остается от амбициозного экскурса, совершенного нами в сферу атомов? Похоже, ничего основательного…»

Но находились отдельные смельчаки, которые несли факел знания через мглу невежества и предрассудков. Таким был английский ученый Джон Дальтон, отец атомной гипотезы, а позже Джеймс Клерк Максвелл и Людвиг Больцман. Последний из-за непрекращающейся полемики со сторонниками энергетизма австрийского философа Э. Маха покончил жизнь самоубийством в 1906 году, незадолго до того, как Резерфорд вторгся в мир атомов.

И как тут не вспомнить великого русского ученого Д. И. Менделеева (1834−1907), который построил первую периодическую таблицу элементов в соответствии с их атомной массой и химическими свойствами. Многие химики обратили внимание на сходство разных элементов, но только Менделеев пришел к их упорядочиванию.

В заключение статьи хотелось отметить, что в последние два века наблюдается качественный перелом в изучении атомов. От отрицания самих атомов человечество проделало путь к построению международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР, который должен начать работу с плазмой в 2020 году. Ключевым среди строительных работ должен стать корпус, в котором расположится токамак, удерживающий дейтериево-тритиевую плазму, раскаленную до 150 млн. градусов — почти вдесятеро выше, чем в солнечном ядре, и при магнитном поле в 13 Тл — в сотни тысяч раз мощнее магнитосферы Земли.

Атомная энергетика, подобно альпинистам, берет все новые и новые вершины…

Что еще почитать по теме?

Что успел сделать для науки Антуан-Лоран Лавуазье?
Какой вклад в искусство внес большой адронный коллайдер?
Каковы перспективы мировой атомной энергетики?