Пионеры атомного века (Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга) - Гернек Фридрих (читать бесплатно полные книги .TXT) 📗
Как видно из протоколов, факультет по предложению Эмиля Фишера среди тем, предложенных Отто Ганом на выбор для пробной лекции, остановился на теме "Современное представление о строении материи", а для первой публичной лекции - "Современные проблемы исследований радиоактивности".
Глубокое недоверие, с которым многие известные химики относились тогда к новой специальной области радиологии, становится очевидным из высказываний руководителя отделения органики в институте Фишера. Он считал "невероятным", чтобы кому-нибудь было предоставлено право преподавать в университете по такой специальности. Сам Эмиль Фишер, с пониманием относившийся к работам Гана, не мог привыкнуть к тому, что при помощи радиоактивных методов можно обнаружить химические вещества и определить их свойства, если эти вещества нельзя даже взвесить, как это имело место при радиоактивных осадках. В духе старой школы Фишер придерживался мнения, что самым чувствительным определителем известных химических веществ, как и прежде, является обоняние.
Для дальнейшего развития исследований Отто Гана решающим оказалось то обстоятельство, что осенью 1907 года (через год после того, как он начал свои исследования в столярной мастерской) он встретил Лизу Мейтнер, физика-экспериментатора одних с ним лет, которая также занималась радиоактивностью.
Лиза Мейтнер родилась 7 ноября 1878 года в Вене в семье адвоката. После окончания народной и городской школ и домашнего обучения она в течение восьми семестров изучала физику, математику, химию. Людвиг Больцман и Франц Экснер были ее учителями. В феврале 1906 года она, первая из женщин, получила в Венском университете степень доктора философии, после того как выдержала на "отлично" все экзамены.
В своей диссертации "Теплопроводность неоднородных тел" Лиза Мейтнер подвергла проверке формулу Максвелла. Потом она работала самостоятельно под наблюдением исследователя радия Стефана Мейера, а затем еще один год в Физическом институте Венского университета над вопросами радиоактивности. Летом 1907 года она приехала в Берлин, чтобы совершенствовать свои знания у Планка, ведущего физика-теоретика того времени; она намеревалась пробыть в Германии около двух лет.
О своих впечатлениях от преподавательской деятельности Планка Лиза Мейтнер говорила в речи в Магнусхаузе в апреле 1958 года: "Что касается лекций Планка, то должна признаться, что я поначалу была почти разочарована. Я была ученицей Больцмана, а Больцман восхищался своей наукой и не видел никаких препятствий к тому, чтобы придать этому восхищению индивидуальное выражение, что, естественно, очень увлекало "ас, молодых слушателей. Поэтому вначале лекции Планка казались мне, несмотря на чрезвычайную ясность, несколько безликими, почти скучными. Но очень скоро я поняла, какое это заблуждение и как мало это вяжется с личностью Планка". Вскоре Лиза Мейтнер была приглашена в дом Планка в Груневальде, где у нее завязались дружеские отношения с обеими дочерьми ученого.
На знаменитом коллоквиуме в Физическом институте на Рейхстагуфер, который проходил тогда под руководством физика-экспериментатора Генриха Рубенса еще в достаточно узком кругу в одной из комнат библиотеки института, Отто Ган в конце сентября 1907 года познакомился со своей венской коллегой. Так как лекции и семинары Планка не отнимали у нее много времени, она решила продолжать свою исследовательскую работу по радиоактивности совместно с Ганом.
Эмиль Фишер позволил молодой женщине-физику работать в столярной мастерской в специально отведенном месте. Для того, чтобы не создавать прецедента, ей не разрешалось, однако, посещать студенческие аудитории и лаборатории на верхних этажах. В Пруссии тогда еще женщинам не было официально разрешено учиться в университетах. Некоторые профессора, подобно Планку или Нернсту, не слишком заботились о выполнении этих традиционных требований, которые уже давно были отменены в других странах, но Фишер, который и без того имел определенные сомнения относительно обучения женщин, строго придерживался существующих предписаний.
Лиза Мейтнер позднее писала: "Когда в 1907 году я приехала в Германию, там еще не был разрешен законом допуск женщин к обучению, и многие доценты и профессора не допускали девушек на лекции или в лаборатории. В конце лета 1908 года вышел указ, который разрешал девушкам доступ к университетскому образованию, и Эмиль Фишер принял его к сведению. С 1909 года я могла не только пользоваться всеми помещениями в институте Фишера, но даже сам Фишер неоднократно помогал мне в моем научном становлении и высказывал мне свою глубокую доброжелательность и дружеский интерес".
В "столярной мастерской", ставшей сегодня уже почти легендарной, оба исследователя в октябре 1907 года начали свою совместную работу. Здесь в течение многих лет они проводили вместе измерения, в то же время Отто Ган мог осуществлять необходимые по программе работ химические опыты в частной лаборатории руководителя отделения неорганики Альфреда Штока. В помещении рядом со столярной мастерской во фракционировании мезотория участвовала также и Лиза Мейтнер. Как подчеркивал Ган, работа с этими радиоактивными веществами не принесла им никакого вреда.
Доли участия Отто Гана и Лизы Мейтнер в исследованиях были примерно одинаковыми. В соответствии со своим образованием Лиза Мейтнер разрабатывала больше физическую, а Отто Ган - химическую стороны общих проблем. Поэтому такое сотрудничество было особенно удачным.
"Наряду с моими чисто химическими работами, - говорил позднее Ган, - мы приступили теперь с физиком Лизой Мейтнер к исследованиям лучей радиоактивных веществ, прежде всего так называемых бета- и гамма-лучей. От моей органической химии больше ничего не осталось, завершилась трансмутация органика в исследователя атома".
Одним из их совместных результатов было обнаружение и экспериментальное доказательство радиоактивной отдачи. Этот эффект несколькими годами ранее предсказал Резерфорд, но сам он его не обнаружил. Это удалось сделать Отто Гану в конце 1908 - начале 1909 года. Лиза Мейтнер способствовала усовершенствованию новых методов, предложенных Ганом. В феврале 1909 года оба исследователя сообщили о результатах своих работ перед Немецким физическим обществом. Для дальнейшего развития атомной физики радиоактивная отдача имела особое значение, прежде всего для открытия нейтронов и искусственной радиоактивности.
Тогда даже в самом крупном из немецких университетов еще не было возможностей для роста ученых, работающих в области радиологии. Нельзя было ожидать и приглашения на кафедру. Счастливой случайностью было основание в 1911 году Общества им. кайзера Вильгельма по поощрению наук. Отто Ган по представлению Эмиля Фишера получил задание создать в Институте химии отделение радиоактивности и руководить им в качестве временного члена общества. Когда в конце 1912 года был торжественно открыт только что построенный институт в Берлин-Далеме, отделение Гана, находившееся на первом этаже, состояло только из химической лаборатории и трех комнат для измерений. Большими отделами в институте руководили Эрнст Бекман и Рихард Вильштеттер.
Лиза Мейтнер, которая с 1912 по 1915 год была ассистенткой Планка (она была одной из первых женщин-ассистентов в прусских университетах), могла теперь вместе с Отто Ганом продолжать исследовательскую работу по радиоактивности уже в несравненно более благоприятных условиях. Вначале она работала в отделении, руководимом Ганом, только как гостья, но вскоре стала его сотрудницей.
В столярной мастерской оба исследователя проработали пять лет без ассистентов и лаборантов и делали "все своими руками". В Институте химии им. кайзера Вильгельма теперь "все стало совершенно иначе", как писал позднее Ган, и это несмотря на скромные поначалу средства. Здесь были "очень хорошие помещения, большая химическая лаборатория и комната для физических измерений, имелись механики, была мастерская и прежде всего совершенно новый институт без какого-либо радиоактивного заражения. Переезд в новое здание означал, таким образом, значительный прогресс в техническом отношении. Часть своих радиоактивных препаратов Ган оставил в Химическом институте университета, где он использовал их в дальнейшем для своих лекций с демонстрацией опытов по радиоактивности.
