 |
Джозеф
Джон Томсон
The
Royal Institution
|
О научном «отце»
Резерфорда и многих других нобелевских лауреатов, научном «дедушке» Капицы,
человеке, открывшем первую в истории человечества элементарную частицу,
классическом английском физике:
Сэр Джозеф Джон
Томсон
Родился 18 декабря 1856
года, Читэм близ Манчестера, Великобритания
Умер 30 августа 1940
года, Кембридж, Великобритания
Нобелевская премия по
физике 1906 года. Формулировка Нобелевского комитета:
«В признание огромного вклада в теоретические и экспериментальные исследования проводимости газов».
Наш нынешний персонаж
кажется неординарным даже на фоне «обычного» нобелевского лауреата. Начнем с
того, что семь его «научных сыновей» тоже стали нобелиатами (до пяти таких
премий он дожил). Как и многие его «научные внуки», например Петр Капица. Стал
нобелевским лауреатом и его родной сын, причем в связи с той же элементарной
частицей, которую открыл наш герой. Догадались? Ну конечно же… Встречайте — JJ.
И это не псевдоним какого-то рэпера, здесь старая добрая Англия. Джей-Джей —
это имя собственное, хотя и является сокращением от сэра Джозефа Джона Томсона.
Впрочем, Томсон не был
дворянином по рождению, как и его самый известный ученик, Резерфорд. Он родился
в семье книготорговца, тоже JJ (Джозефа Джеймса) Томсона и Эммы Суиндейлс. Отец
хотел, чтобы сын получил хорошее образование и стал инженером, а посему в 14
лет Джей-Джей-младший отправился в Оуэнс-колледж, ныне известный как
Манчестерский университет.
Два года спустя
Томсона-старшего не стало. Не стало и денег, однако помогла мать и хорошая
успеваемость, обеспечившая стипендию. Обучение продолжилось. В Оуэнс-колледже
был великолепный курс экспериментальной физики. Однако, чтобы заниматься
физикой, уже тогда было нужно хорошее знание математики. И Томсон поступил в
Тринити-колледж Кембриджа, где занимался теоретической физикой и математикой. В
1880 году, в 24 года, он получил звание бакалавра и начал работать в
Кавендишской лаборатории (фактически — физфак Кембриджа). Напомним читателям,
что лаборатория получила свое название не по имени знаменитого химика Генри
Кавендиша, а по имени канцлера Кембриджа Уильяма Кавендиша (Генри был 2-м
лордом Кавендишем, а Уильям — 7-м), пожертвовавшего большие деньги на ее строительство.
 |
Эрнест
Резерфорд
George
Grantham Bain Collection/Library of Congress
|
Став директором и
получив большую свободу действий, Томсон начал изучать электрическую
проводимость газов в трубке Крукса. Это стеклянный сосуд с двумя электродами в
противоположных его концах, из которого выкачан почти весь воздух. Собственно,
Уильям Крукс, создатель этого прибора, обнаружил, что при достаточном
разрежении воздуха стекло на противоположном катоду конце трубки начинает
флуоресцировать желто-зеленым светом, видимо, под действием некоего излучения,
которое было названо катодными лучами.
Несколько слов нужно,
конечно, снова сказать о самом Уильяме Круксе, создателе катодной трубки.
Известнейший ученый, открывший таллий и получивший в лабораторных условиях
гелий, был заядлым спиритистом. В 1874 году он, будучи 42 лет от роду, в самом
расцвете научных сил, опубликовал статью, в которой заявлял, что спиритизм —
это научно и явления духов происходят на самом деле. Скандал был такой, что
Круксу пришлось на много лет «залечь на дно» — дождаться того, что его научный
авторитет стал незыблем, как и позиции в Королевском научном обществе,
дождаться рыцарского титула в 1897 года и в 1898 году совершить каминг-аут в
духе тех лет, заявив, что он убежденный спиритуалист. Им Крукс и оставался до
самой смерти в 1919 году. Так что с 1913 по 1915 год Лондонское королевское
общество возглавлял, по-нашему, лжеученый (но только в этом). Кстати, в 1915
году, на шесть лет, Крукса на этом посту сменил наш герой.
 |
Уильям
Крукс
|
Вернемся на три
десятилетия назад, от старого Крукса к молодому Томсону. К началу его занятий с
трубкой Крукса в научном мире шли серьезные споры. Условно говоря,
представители британской школы (и сам Крукс) считали, что катодные лучи — это
поток неких частиц, а представители германской, основываясь на не очень
достоверных опытах Герца, считали, что они представляют собой волны эфира —
некоей субстанции, пронизывающей пространство.
Главной заслугой
Томсона стало то, что он сумел показать: катодные лучи — это все-таки частицы
(корпускулы, как называл их сам Томсон), при этом всегда одни и те же. Томсон
даже сумел померить соотношение заряда к массе частицы — ныне одну из
фундаментальных констант. Так были открыты электроны, а человечество сделало
первый шаг в глубины атома. Cам Томсон стал автором первой модели строения
атома, которую называли «пудинг с изюмом»: в некоем размазанном положительно
заряженном теле плавают или просто вкраплены «изюминки» — электроны.
Полвека спустя его
родной сын и ученик получит Нобелевскую премию за то, что сумел показать
двойственную природу электрона, открыв его волновые свойства. А намного раньше
его первый ученик сделал следующий шаг в познании структуры атома и разрушил
«вкусную» модель Томсона.
 |
Модель
атома Томсона, которую называли «пудингом с изюмом»,
сравнивая
электроны с изюминками в кондитерском изделии
Wikimedia
Commons
|
Еще до открытия
электрона (1896−1897), в 1895 году в жизни Томсона и всей британской и мировой
науки произошло еще одно важнейшее событие. Нет, это не Нобелевская премия – ее
тогда вообще не присуждали, заслуженную награду Томсон получит только в 1906
году. В Кавендишской лаборатории появился первый докторант (research-student)
Томсона, молодой новозеландец по имени Эрнест Резерфорд. Именно вместе с ним
Томсон сделал главное открытие своей жизни.
Письма Резерфорда
невесте сохранили нам описание Томсона и его семьи.
«Он очень приятен в беседе и вообще вовсе не представляет собою старомодное ископаемое. Что касается внешности, он среднего роста, темноволос и очень моложав. Весьма скверно побрит и носит довольно длинные волосы. У него худощавое продолговатое лицо, выразительное голова, от носа спускаются вниз две глубокие вертикальные складки… Он пригласил меня на ленч к себе на Скруп-Террас, где я увидел его жену – высокую шатенку с болезненным лицом, но очень приветливую и словоохотливую…»
 |
Дж.
Дж. Томсон.
Как
вы видите, описание Резерфорда довольно точно
Wikimedia
Commons
|
Надо сказать, что
Джей-Джей был приличным мужчиной и, положив глаз на студентку в собственной
лаборатории, он на ней женился. Тем более что папа студентки был
региус-профессором медицины в Кембридже. В 1890 году 28-летний Томсон и Роза
Паджет сыграли свадьбу, через два года у них родился первенец – Джордж Паджет.
Нобелевский лауреат 1937 года за открытие волновой природы электрона.
Кстати, если хотите
подробной статистики по номинациям 1906 года, то вот:
- Нобелевская премия по физике, 1906 год. 18 номинаций.
- Дж.Дж. Томсон — 8 номинаций
- Гэйбриел Липманн (лауреат 1908 года) — 3номинации
- Анри Пуанкаре (его номинировали целый 51 раз, но так и не дали премию) — 3номинации
- Людвиг Больцман (вот уж кто заслужил премию, но, увы, в 1906 году умер) — 2 номинации
- Остальные — по одной (среди них однофамилец Томсона — Уильям Томсон (1824−1907), более известный как лорд Кельвин, тоже не успевший получить премию)
Томсон прожил долгую
жизнь. Он заработал дворянство, как любил говорить Владимир Ворошилов, «своим
собственным умом», стал нобелиатом. В 1913 году он стал главой Лондонского
королевского общества, в 1919 — передал профессорство вернувшемуся в Кембридж
Резерфорду.
Стали нобелиатами семь
его сотрудников, начиная с первого докторанта Резерфорда, которого Томсон
пережил и похоронил. Он дождался Нобелевской премии своего сына. Он был главой
Лондонского королевского общества, главой Тринити-колледжа… Когда он умер, ему
было 84 года, шла Вторая мировая война, в разгаре была битва за Британию.
Джей-Джей удостоился высочайшей чести быть похороненным в Вестминстерском
аббатстве.
 |
Джордж
Паджет Томсон
Nobel foundation |
Кстати, еще один
интересный момент: Томсон — один из немногих нобелиатов первых лет, которых мы
можем увидеть и услышать. На сайте Нобелевского комитета есть запись, сделанная
в 1934 году, где Томсон рассказывает об открытии электрона.
А о самом вкладе Томсона,
начавшего создавать школу Кавендишской лаборатории, можно сказать словами
Оливера Лоджа:
«Насколько меньше знал бы мир, если б Кавендишской лаборатории не было бы на свете. Но насколько уменьшилась бы слава этой прославленной лаборатории, если бы сэр Дж. Дж. Томсон не был одним из ее директоров!».
Алексей Паевский