До 100-річчя відкриття атомного ядра
Борис Львович Іоффе
Ернест навчався в муніципальній школі до 1886 року. Того року він виграв конкурс для надходження в приватний коледж в Нельсона. У коледжі він добре встигав з усіх предметів, але особливі успіхи показував в математиці і природничо-наукових дисциплінах. Зараз в Брайтуотере споруджено меморіал на згадку Е.Резерфорда, і в центрі його стоїть скульптура, що зображає юнака Резерфорда того часу, коли він навчався в коледжі.
Нельсон сьогодні - невелике портове місто (але з аеропортом!), Дуже мальовничий, з безліччю садів і меморіальним парком, присвяченим новозеландцам, загиблим в обох світових війнах. Я думаю, що за часів Резерфорда Нельсон був не менше приємним місцем.
Одна з вулиць в центрі Нельсона.
У 1890 році Резерфорд поступає в Кентербері Коледж в Крістчерч - одне з відділень Університету Нової Зеландії. Йому пощастило: в Кентербері Коледж були відмінні професора, які змогли запалити в юнакові захоплення науковими дослідженнями і дати йому розуміння того, що такі дослідження вимагають багато праці. Після трьох років навчання він отримав звання бакалавра мистецтв з відмінними оцінками з фізики і математики і право продовжувати навчання протягом ще одного року, після чого йому було присвоєно звання магістра. Далі Резерфорд продовжував дослідження з фізики вже самостійно. Він вивчав вплив високочастотного газового розряду на намагнічування заліза. За ці роботи йому було присвоєно звання бакалавра наук.
Зараз 13,5 відсотка населення Нової Зеландії - це маорі. Їх процентна частка від усього населення зросла за останні десятиліття. Маорі зрівняні в правах з білим населенням. У Новій Зеландії дві офіційні мови - англійська і маорі. В країні немає ніяких національних проблем. У наявності колосальний прогрес: за 150-200 років - від людоїдства (у маорі) до мультикультурності, інтелектуальному і малоконфліктний суспільству. Мабуть, початок цьому процесу було покладено в ті роки, коли Резерфорд навчався в університеті.
У 1895 році Резерфорд виграв конкурс на стипендії, засновані Фондом Всесвітньої виставки 1851 в Лондоні. В якості місця своєї роботи він вибрав Кевендішскую лабораторію Кембриджського університету, яку очолював тоді Дж. Дж. Томсон, визнаний найбільший фахівець по електромагнітному випромінюванню. У Кевендішской лабораторії Резерфорд експериментально довів, що радіація (незадовго до того відкрита Беккерелем) буває двох типів, які він назвав альфа і бета - нині добре відомі і -випромінювання. Протягом ряду років учений працював у Мак-Гілл університеті в Монреалі (Канада) і в Манчестерському університеті, потім повернувся в Кевендішскую лабораторію в Кембриджі.
Працюючи в Мак-Гілл Університеті, Резерфорд спільно з Содді встановив закони радіоактивних розпадів, виявив три ланцюжки розпадів, що починаються з урану, торію і актинія, і ввів поняття періоду напіврозпаду. За ці роботи в 1908 році він отримав Нобелівську премію з хімії. У Манчестері в 1911 році Резерфорд (за участю свого аспіранта Марсдена) зробив найбільше відкриття: вивчаючи розсіювання частинок в речовині, він прийшов до висновку, що атом неоднорідний: він складається з позитивно зарядженого атомного ядра, що займає малу частку атома, і рухаються навколо нього негативно заряджених електронів, які визначають розмір атома. Це було фундаментальним відкриттям: з неї випливало, що класична фізика непридатна до опису явищ, що відбуваються на атомних відстанях, і, зокрема, до опису структури атомів. (В розумінні цього висновку значну роль зіграв Нільс Бор.) Перші вказівки на суперечності в класичній теорії були отримані раніше - в 1900 році - при теоретичному вивченні чорного випромінювання - електромагнітного випромінювання, що знаходиться в тепловій рівновазі. Для вирішення цієї суперечності М. Планк припустив існування мінімального кванта випромінювання. Це явище, хоча і вказувало на недостатність класичної теорії, але було непрямим: на підставі його було важко зрозуміти, де і в чому ця теорія невірна. Досліди Резерфорда чітко вказали - в атомних явищах. Звичайно, звідси і до створення квантової механіки був ще довгий шлях, який тривав 15 років. Але початок цьому шляху було покладено дослідами Резерфорда.
Що нам дало відкриття атомного ядра? В даний час квантова механіка пронизує всі галузі фізики, хімії, біології та взагалі цивілізацію XXI століття. Без квантової механіки неможливо розуміння структури атомів і атомних ядер, а це значить, принципів роботи атомних реакторів і атомних електростанцій. Квантова механіка пояснює явища надпровідності і надплинності, які широко застосовуються в науці і техніці. Створення лазерів, які інтенсивно використовуються в техніці та медицині, було б неможливо без знання квантової механіки. Розуміння структури речовини, створення нових матеріалів неможливо без використання квантової механіки. У хімії квантова механіка необхідна для опису хімічних реакцій і відкриття їх нових типів. Ще більшу роль повинна зіграти квантова механіка в біології і генетики - тут поки зроблено не так багато, але поле діяльності неосяжно. Нарешті, квантова механіка відкриває можливість створення квантового комп'ютера - а він безсумнівно буде створений, що багаторазово збільшить інформаційні можливості людства.