— Знаете ли вы, что
такое философский камень? — спросила принцесса Дзинтара Галатею и Андрея, перед
тем как рассказать им очередную вечернюю сказку. — Нет? Так в Средневековье
называли вещество, которое якобы могло превратить свинец и другие металлы в
золото. Например, считалось, что с его помощью можно создать эликсир жизни.
Средневековые аристократы часто давали деньги придворным алхимикам, чтобы те
изготовили философский камень, который сулил господину несметное богатство.
— Алхимики их обманывали! — засмеялась Галатея.
— Этого исключить
нельзя, но многие из них искренне верили в возможность создания такого вещества
и тратили на его поиски всю жизнь. Нельзя сказать, чтобы их труды оставались
бесплодными: алхимики попутно сделали немало замечательных открытий, которые
легли в основу современной химии. Но создать философский камень им так и не
удалось. Способ преобразования химических элементов открыли позже, и надежд
алхимиков он не оправдал. Я расскажу вам всё по порядку, — улыбнулась Дзинтара.
— Эта история началась, когда одна бедная польская гувернантка приехала в
Париж, чтобы стать физиком.
 |
Мария
Склодовская-Кюри.
Фото:
Generalstabens Litografiska Anstalt Stockholm/ Wikimedia Commons
|
— Мама! — воскликнула
Галатея. — Ты уверена, что рассказываешь по порядку? Давай сначала.
— Ну хорошо, —
согласилась Дзинтара. — В семье варшавского учителя гимназии Владислава
Склодовского росли три дочери. Они мечтали учиться в университете, но семья
жила небогато, к тому же в Польше, которая в конце XIX века была провинцией
Российской империи, у девушек практически не было возможностей для получения
университетского образования. Младшая сестра, Мария, закончила в Варшаве
подпольные женские курсы, которые назывались «Летучий университет».
— Знаете ли вы, что
такое философский камень? — спросила принцесса Дзинтара Галатею и Андрея, перед
тем как рассказать им очередную вечернюю сказку. — Нет? Так в Средневековье
называли вещество, которое якобы могло превратить свинец и другие металлы в
золото. Например, считалось, что с его помощью можно создать эликсир жизни.
Средневековые аристократы часто давали деньги придворным алхимикам, чтобы те
изготовили философский камень, который сулил господину несметное богатство.
— Алхимики их
обманывали! — засмеялась Галатея.
— Этого исключить
нельзя, но многие из них искренне верили в возможность создания такого вещества
и тратили на его поиски всю жизнь. Нельзя сказать, чтобы их труды оставались
бесплодными: алхимики попутно сделали немало замечательных открытий, которые
легли в основу современной химии. Но создать философский камень им так и не
удалось. Способ преобразования химических элементов открыли позже, и надежд
алхимиков он не оправдал. Я расскажу вам всё по порядку, — улыбнулась Дзинтара.
— Эта история началась, когда одна бедная польская гувернантка приехала в
Париж, чтобы стать физиком.
— Мама! — воскликнула
Галатея. — Ты уверена, что рассказываешь по порядку? Давай сначала.
— Ну хорошо, —
согласилась Дзинтара. — В семье варшавского учителя гимназии Владислава
Склодовского росли три дочери. Они мечтали учиться в университете, но семья
жила небогато, к тому же в Польше, которая в конце XIX века была провинцией
Российской империи, у девушек практически не было возможностей для получения
университетского образования. Младшая сестра, Мария, закончила в Варшаве
подпольные женские курсы, которые назывались «Летучий университет».
— Подпольные? —
удивился Андрей. — То есть они учились, нарушая закон?
— Скорее — нарушая
традиции. Диплом таких курсов никто не признавал. Чтобы иметь возможность
учиться дальше, две сестры — Мария и Бронислава (она была старше Марии на два
года) — заключили соглашение: получать образование по очереди, помогая друг
другу. Мария стала работать гувернанткой и отдавать заработанные деньги
Брониславе, чтобы та могла получить среднее образование в Варшаве, а потом
уехать в Париж учиться медицине. Во Франции Бронислава стала врачом, вышла
замуж за польского врача-эмигранта. Теперь уже она пригласила сестру в Париж и
помогла ей оплачивать учёбу.
 |
Дом
в Варшаве, где родилась Мария Склодовская.
Сейчас
— музей Марии Склодовской-Кюри.
Фото:
Дар Ветер/ Wikimedia Commons. ia Commons
|
В 1891 году
двадцатичетырёхлетняя Мария Склодовская приехала к сестре. Паровоз, выпуская
белый пар, подкатил пассажирские вагоны к длинному перрону парижского вокзала,
Мария вышла из поезда, и с этого момента у неё началась совсем другая жизнь.
Париж — огромный город со знаменитыми театрами, дворцами и университетом —
покорил молодую полячку. Она поступила в Сорбонну и поселилась недалеко от
университета в маленькой холодной мансарде в Латинском квартале — традиционном
месте обитания парижских студентов.
Пренебрегая едой и
сном, Мария прилежно училась и закончила университет одной из лучших, получив
сразу два диплома — физика и математика. Её успехи настолько впечатлили
педагогов, что девушку оставили в университете для самостоятельной научной
работы. Мария Склодовская стала первой в истории Сорбонны
женщиной-преподавателем.
— А до этого там
преподавали только мужчины? — не поверила своим ушам Галатея.
— Да, в конце XIX века
во Франции высшее образование получали почти исключительно мужчины, а
образованию женщин уделялось мало внимания, — сказала Дзинтара. — Мария
познакомилась с Пьером Кюри, который заведовал лабораторией в Школе
промышленной физики и химии. Они поженились и стали работать вместе. Мария при
заключении брака взяла двойную фамилию — Склодовская-Кюри.
Когда супруги Кюри
узнали об опытах Антуана Беккереля, Мария выбрала радиоактивность темой своей
диссертации. Она решила проверить, какой радиоактивностью обладают образцы
урана из разных месторождений. В то время уже было известно, что излучение
урана вызывает ионизацию воздуха и увеличение его проводимости, которую можно
измерить с помощью простого электрического прибора.
— Проще, чем всё время
проявлять фотопластинки! — добавил Андрей.
— Верно, это несколько
облегчало работу, но всё равно её было очень много. Измерив ионизацию от разных
образцов, Мария убедилась, что урановая руда из чешского месторождения
Иоахимсталь в четыре раза активнее, чем образцы из других месторождений.
Супруги Кюри предположили, что в этой руде кроме урана присутствует ещё
какой-то активный элемент. С 1898-го по 1902 год в плохо приспособленном сарае
на улице Ломон они переработали восемь тонн урановой руды! Результатом этого
титанического труда стало получение образца вещества с такой высокой
радиоактивностью, что он светился в темноте! Исследования показали, что это
новый элемент. Супруги назвали его радием.
Примерно в то же время
обнаружилось и биологическое воздействие радиации. Антуан Беккерель попросил у
Кюри образец нового радиоактивного вещества для своего публичного выступления.
Пробирку с радием он положил в кармашек жилета и вечером обнаружил, что на коже
под кармашком образовалось покраснение. Пьер Кюри решил повторить опыт и тоже
поставил его на себе. Он привязал на несколько дней пробирку к предплечью, и вскоре
на коже образовалась язва, которая не заживала два месяца. Супруги стали
замечать, что в процессе работы над радиоактивными препаратами их руки тоже
покрываются язвочками. Это их не остановило — Пьер и Мария продолжили
исследования и открыли ещё один радиоактивный элемент, названный в честь
Польши, родины Марии, полонием.
Супруги Кюри не стали
патентовать свои открытия, чтобы те оставались достоянием всего человечества. В
1903 году они вместе с Антуаном Беккерелем получили Нобелевскую премию «За выдающиеся
заслуги в совместных исследованиях явлений радиации». На эти деньги они купили
очень нужное оборудование для лаборатории и — наконец-то! — ванну для своей
квартиры.
Когда французский
философ и социолог первой половины XIX века Огюст Конт рассуждал о
непостижимости химического состава звёзд, он полагал, что проблему невозможно
решить из-за невероятной удалённости светил. Однако работы Йозефа Фраунгофера,
Генриха Герца и Вильгельма Рентгена опровергли воззрения Конта и заложили
основу для дистанционного химического анализа звёзд по их слабому свечению.
Супруги Кюри пошли ещё
дальше. Их исследования показали, что вещество звёзд можно потрогать руками.
Известный физик Виктор Вайскопф писал об этом так: «Когда Мария и Пьер Кюри
выделили радий в знаменитом сарае в Школе промышленной физики и химии, когда их
охватил трепет при виде сверхъестественного свечения этого вещества в темноте,
они оказались созерцателями явления, выходящего за пределы обычного атомного
мира окружающей нас среды. Теперь мы знаем, что супруги Кюри увидели нечто,
дошедшее из тех времён, когда земное вещество находилось в совсем иных
условиях, внутри взрывающейся звезды. Естественные радиоактивные вещества —
последние свидетели, последние ещё тлеющие угольки, оставшиеся от тех полных событиями
времён, когда образовывались химические элементы». По мнению Вайскопфа,
благодаря работам Марии Склодовской-Кюри «физика вышла на новый рубеж, и это
можно назвать прыжком в космос».
— То есть уран и радий
тоже образовались в космосе? — спросила Галатея.
— Да, в момент взрыва
сверхновой элементарные частицы и ядра обычных, нерадиоактивных элементов
сталкивались с такой скоростью, что сливались, образуя всевозможные тяжёлые
химические элементы, включая уран, радий и другие элементы тяжелее железа. Многие
из них радиоактивны, потому что отдают ядерную энергию, поглощённую в момент
взрыва сверхновой.
 |
Владислав
Склодовский и его дочери: Мария, Бронислава и Хелена.
1890
год. Фото: Unknown photographer/ Wikimedia Commons
|
— Значит, звёзды
оказались тем самым философским камнем, который искали алхимики? — обрадовался
своей догадке Андрей.
— По существу, ты прав:
звёзды и есть философский камень, превративший звёздное железо в земное золото,
рассеянное в минералах и собранное в золотых жилах, но я имела в виду нечто
другое, о чём ещё не успела рассказать, — ответила Дзинтара.
— Так расскажи! —
поторопила её Галатея.
 |
Пьер
Кюри и Мария Склодовская-Кюри в своей лаборатории.
1900
год. Фото: Vitold Muratov/ Wikimedia Commons
|
— После получения
Нобелевской премии Мария продолжала изучать радиоактивные элементы. В 1910 году
ей удалось выделить чистый металлический радий и доказать, что это
самостоятельный химический элемент. Её выдвинули кандидатом во Французскую
академию наук, из-за чего среди академиков разгорелись яростные дебаты.
 |
Уранинит
из месторождения Иоахимсталь в Чехии,
с
которым работали супруги Кюри
|
— Почему? — удивилась
Галатея. — Ведь Мария получила Нобелевскую премию!
— Французская академия
наук оставалась очень консервативной и в неё никогда не избирали женщин.
— Но ведь когда-то надо
начинать! — решительно заявила Галатея.
— К сожалению,
кандидатуру Марии Склодовской-Кюри провалили на выборах. Для победы ей не
хватило всего двух голосов. А в следующем, 1911 году она получила вторую
Нобелевскую премию, уже по химии, «за выдающиеся заслуги в развитии химии:
открытие элементов радия и полония, выделение радия и изучение природы и
соединений этого замечательного элемента». Мария Склодовская-Кюри стала первой
и до сих пор единственной женщиной в мире, отмеченной двумя Нобелевскими
премиями.
— Тем самым она
«посадила в лужу» своих противников! — с удовлетворением отметил Андрей.
— История семьи Кюри, —
продолжала Дзинтара, — не заканчивается на Пьере и Марии. Их старшая дочь Ирен
родилась за год до открытия радия. Её мать всю себя отдавала науке, и девочка
выросла под присмотром дедушки — врача Эжена Кюри. Ирен тоже закончила
Сорбонну, правда с перерывом на несколько месяцев, когда помогала матери
организовать работу двадцати фронтовых радиологических аппаратов, созданных на
основе её открытий. Шла Первая мировая война, и эти мобильные установки помогли
спасти много жизней— они обнаруживали в теле раненых бойцов шрапнель и осколки.
Однако работа Марии и Ирен была небезопасной. Они получили значительные дозы
радиации, которые впоследствии вызвали у них лейкемию.
 |
Пьер
Кюри и Мария Склодовская-Кюри экспериментируют с радием.
Гравюра
Андре Кастейна/ Wikimedia Commons
|
Поработав с матерью,
Ирен стала ассистентом в Радиевом институте. Здесь она познакомилась с
Фредериком Жолио. Они поженились, оба взяли фамилию Жолио-Кюри и начали
работать вместе.
— Полное равноправие! —
удовлетворённо отметила Галатея.
— Супруги Жолио-Кюри
сделали немало важных открытий, но самое выдающееся из них как раз и стало
современным вариантом философского камня.
— Наконец-то мы
добрались до него! — хлопнула в ладоши Галатея.
— К этому времени
физики научились видеть отдельные элементарные частицы…
— Мама, ты шутишь?! —
засмеялась Галатея. — Даже мне ясно, что это невозможно. Элементарные частицы
такие маленькие! Никто не может увидеть электрон!
— Не совсем так. В 1897
году шотландский физик Чарльз Вильсон заметил, что в перенасыщенном водяном
паре вокруг ионов образуются капельки воды и тогда их можно увидеть
невооружённым глазом. На основе этого эффекта Чарльз сконструировал прибор,
который стали называть камерой Вильсона. Прибор оказался настолько ценным, что
за его создание автор получил в 1927 году Нобелевскую премию по физике.
 |
Мария
Склодовская-Кюри с дочерью Ирен
|
Камера Вильсона
позволяла видеть движение отдельных элементарных частиц! Элементарная частица
влетала в камеру, наполненную перенасыщенным водяным паром, и вызывала
ионизацию молекул вдоль своей траектории до тех пор, пока не расходовала всю
энергию и не останавливалась. Ионы, расположенные вдоль траектории частицы,
начинали конденсировать на себе капельки воды и в результате в камере
появлялась туманная полоска. Если камеру Вильсона помещали в магнитное поле,
траектория элементарной частицы загибалась, а то и закручивалась в спираль.
Направление изгиба говорило о знаке заряда частицы, а кривизна траектории — о
соотношении заряда частицы и массы. Таким образом, появилась возможность
увидеть путь отдельных элементарных частиц. И хотя, конечно, сами частицы
оставались невидимыми, камеру назвали «открытым окном в атомный мир».
 |
| Сольвеевский конгресс 1927 года собрал великих учёных. На фото в первом ряду (слева направо) — Ирвинг Ленгмюр, Макс Планк, Мария Склодовская-Кюри, Хенрик Лоренц, Альберт Эйнштейн и другие |
Фредерик Жолио-Кюри
усовершенствовал камеру Вильсона. В его варианте она стала очень
чувствительной, что позволило провести тончайшие опыты с использованием мощного
источника излучения, сделанного из полония. В одном из опытов, когда Фредерик и
Ирен облучали алюминиевую фольгу альфа-частицами (ядрами гелия), супруги
обнаружили интересный эффект: после облучения алюминий сам становился
радиоактивным. Анализ показал, что обычный алюминий, присоединив к себе
альфа-частицу, превратился в радиоактивный фосфор. Так был открыт философский
камень — способ превращения одних элементов в другие, иными словами, метод
создания искусственных элементов.
— Так же можно
создавать и золото? — спросила Галатея.
— Да, однако это
слишком дорогой способ, чтобы с его помощью набить золотом карманы. Но для
науки, в том числе для медицины, метод превращения одних элементов в другие
оказался бесценным. Использовав его, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри получили много
различных искусственных изотопов. В 1935 году им вручили Нобелевскую премию по
химии «за выполненный синтез новых радиоактивных элементов». Ирен, ещё
девочкой, присутствовала на церемонии вручения Нобелевской премии её матери, а
теперь и сама удостоилась этой чести.
— Значит, бедная
гувернантка, приехав в Париж, получила через 12 лет одну Нобелевскую премию, а
через 20 лет — другую! А потом и её дочери вручили такую же выдающуюся награду!
Редкая удача! — подвёл итог Андрей.
— Не удача, а трудолюбие
и талант. Мария Склодовская-Кюри и её дочь Ирен Жолио-Кюри стали пионерами
атомного века, они первыми открыли дверь в неизведанное и на себе испытали все
сопряжённые с этим опасности. Их исследования принесли не только важные
открытия, но и бесценный опыт работы с радиоактивными веществами, который
позволил следующим поколениям учёных-атомщиков не подвергать смертельному риску
своё здоровье.
В честь супругов Кюри
были названы радиоактивный химический элемент кюрий, Университет Пьера и Марии
Кюри и Научно-исследовательский институт Кюри в Париже, а также станция
парижского метро. Мария Склодовская-Кюри была удостоена десяти научных премий и
16 медалей и избрана почётным членом 106 научных учреждений, обществ и
академий. Её имя вдохновило многих женщин посвятить свою жизнь науке.
________________________________
- Алхимик — средневековый естествоиспытатель, который пытался создать философский камень или открыть средство для бессмертия.
- Философский камень — вещество, которое, как считалось в Средневековье, должно было превращать обычные металлы в золото и входить в состав эликсира молодости.
- Полоний — химический элемент с обозначением Po и атомным номером 84 в периодической таблице Менделеева. Мягкий металл серебрис- того цвета, активнее урана. Открыт супругами Марией Склодовской-Кюри и Пьером Кюри.
- Радий — химический элемент с обозначением Ra и атомным номером 88. Блестящий, серебристо-белый металл. Активнее урана. Открыт супругами Марией Склодовской-Кюри и Пьером Кюри. В начале XX века радий был самым дорогим металлом: стоимость одного грамма радия равнялась стоимости 200 килограммов золота.
- Альфа-частицы — вид радиоактивного излучения, состоящего из положительно заряженных ядер гелия.
- Пьер Кюри (1859—1906) — французский физик, получивший вместе с женой Марией Склодовской-Кюри Нобелевскую премию по физике (1903).
- Мария Склодовская-Кюри (1867—1934) — великий физик и химик. За работы по радиоактивным элементам получила две Нобелевские премии: по физике вместе с мужем Пьером Кюри (1903) и по химии (1911).
- Ирен Жолио-Кюри (1897—1956) — известный физик, дочь Марии Склодовской-Кюри. В 1935 году получила Нобелевскую премию по химии вместе с мужем Фредериком Жолио-Кюри.
- Фредерик Жолио-Кюри (1900—1958) — французский физик. В 1935 году получил Нобелевскую премию вместе с женой Ирен Жолио-Кюри.
- Виктор Вайскопф (1908—2002) — американский физик-теоретик. Родился в Австрии, работал с Нильсом Бором в Дании, участвовал в американском «проекте Манхэттен» по созданию атомной бомбы.
- Чарльз Вильсон (1869—1959) — шотландский физик, создавший камеру Вильсона для наблюдения траекторий элементарных частиц. В 1927 году получил Нобелевскую премию по физике «за метод визуального обнаружения траекторий электрически заряженных частиц с помощью конденсации пара».
Николай Николаевич
Горькавый,
доктор
физико-математических наук