В те годы в Варшавском университете учиться могли только мужчины, а оплачивать обучение своих дочерей за границей Иосифу Склодовскому было не под силу. Не имея возможности продолжить образование, Мария стала зарабатывать уроками, но репетиторство едва позволяло сводить концы с концами. Понимая бесперспективность своего труда, девушка стала искать хоть какой-нибудь выход. Она тщательно подсчитала все имевшиеся в семье средства и пришла к выводу, что ее старшая сестра Броня, мечтавшая о медицинском образовании, может отправляться в Париж учиться, а она, Мария, будет работать и регулярно высылать ей деньги. Когда же Броня получит специальность, она в свою очередь поможет ей. Поколебавшись, Броня согласилась и уехала во Францию, а Мария отправилась в деревню, где получила место гувернантки в семье богатых помещиков. Три долгих мучительных года жила она в далекой от дома провинции, среди чужих людей. Там она мечтала о знаменитой Сорбонне, где преподавали химию, физику, биологию, социологию и математику. Каждую свободную минуту Мария проводила за книгами и учебниками, которые в то время были единственной радостью в ее однообразном существовании. Она не только много читала, но и решала алгебраические и тригонометрические задачи, выполняла задания по физике и химии. Тогда же девушка поняла, что ни одна из наук не привлекает ее так, как физика и математика.
Одиночество Марии порой становилось невыносимым, и казалось, время для нее остановилось. Но терпение девушки было бесконечным, хотя в те годы в ее жизни было гораздо больше разочарований, чем радостей. Даже одно-единственное значительное событие, происшедшее с нею за время жизни в деревне, закончилось болью и печалью. Мария полюбила сына хозяев, тот отвечал ей взаимностью. Но родители, недовольные выбором сына, воспротивились их отношениям. Пережив личную драму, гордая Мария еще больше замкнулась в себе.
В марте 1889 г. Мария, наконец, вернулась в Варшаву, где снова начала работать гувернанткой. Только в 24 года она уехала в Париж, куда ее пригласила старшая сестра, выходившая замуж. Прошло уже восемь лет после того, как Мария окончила гимназию, шесть из них она проработала гувернанткой. Девушка часто задумывалась над тем, что ждет ее в будущем, но вряд ли, отправляясь во Францию, она сознавала, что свой жизненный выбор уже сделала. Это был выбор "между светом и тьмой, между убожеством серых будней и великой жизнью". В Париже осуществилась давняя и страстная мечта Склодовской – она стала студенткой факультета природоведения престижного французского университета.
Мария поселилась в маленькой квартирке, поближе к университету, лабораториям и библиотекам. Ее комната почти не отапливалась, в ней не было ни освещения, ни воды. Средств не хватало даже на самое необходимое: бывало, что от недоедания Мария теряла сознание. Несмотря на это, девушка с головой окунулась в учебу: шаг за шагом она проходит курс математики, химии, физики, осваивает технику исследований. Ей казалось, что свою жажду знаний она не сможет утолить никогда. Склодовская не понимала тех, кто считал науку "сухой областью". "Я отношусь к тем, – писала она годы спустя, – кто убежден в великой красоте науки. Ученый в своей лаборатории – не только специалист. Это также и ребенок, стоящий перед явлениями природы, которые поражают его как волшебная сказка. Мы должны суметь рассказать другим об этих чувствах. Мы не должны мириться с мнением, что весь научный прогресс сводится к механизмам, машинам, зубчатым передачам, хотя и они сами по себе тоже прекрасны".
По окончании университета как одна из лучших студенток Склодовская получила сразу два диплома – по физике и математике. Весной 1894 г. произошло событие, которое, пожалуй, можно назвать самым значительным в ее жизни. Она встретила и полюбила Пьера Кюри. Известный французский физик был умным и благородным человеком, так же, как и Мария, глубоко преданным науке. Пьер нуждался в подруге, которая "могла бы жить той же мечтой, что и он – мечтой научной". 27-летней Марии, уже давно не питавшей иллюзий насчет своей личной жизни, эта неожиданно пришедшая любовь казалась чудом. При знакомстве Пьер показался ей очень молодым, хотя тогда ему уже было 35 лет: "Меня поразило выражение его ясного взгляда и легкий оттенок непринужденности в осанке его высокой фигуры. Его речь, несколько медленная и обдуманная, его простота, улыбка, одновременно серьезная и юная, внушали доверие". 25 июля 1895 г. Мария Склодовская и Пьер Кюри стали мужем и женой.
Жизнь молодоженов была полностью отдана научной работе, они вместе проводили исследования в лаборатории, готовились к лекциям или к экзаменам. Мария начала писать докторскую диссертацию, заинтересовавшись открытием урановых излучений А. Беккереля – материалом совершенно новым и неизученным. Принимая решение взяться за разработку этой темы, она не представляла, что попала на самый пик научных интересов XX века. В сырой и холодной мастерской, служившей складом и машинным залом, Кюри начала свои исследования. Изучая образцы, содержащие уран и торий, она заметила отклонения от предполагаемых результатов: радиоактивность некоторых соединений была просто аномальной. Тогда Кюри выдвинула смелую гипотезу: данные минералы содержат небольшое количество нового, доселе неизвестного вещества, гораздо более радиоактивного, чем уран и торий. Чтобы найти его, Пьер оставил все свои исследования и присоединился к жене. В июне 1898 г. супруги сообщили о существовании нового радиоэлемента, предложив назвать его "полонием" (от названия родины Марии), а в декабре того же года заявили об открытии радия.
Несмотря на относительно быстрый успех, основная работа была еще впереди. Чтобы доказать всему миру правильность своих предположений, необходимо было выделить эти неизвестные химические элементы, определить их атомный вес. Ученые знали, какими методами можно было добиться результатов, но исследования требовали больших материальных затрат. Отсутствие денег очень мешало работе. Четыре года Пьер и Мария Кюри на свои средства, без всякой помощи проводили исследования в заброшенном дощатом сарае. Это был изнурительный труд: Марии приходилось обрабатывать сразу до двадцати килограммов исходного вещества, часами размешивать кипящую массу в чугунном котле, переносить тяжелые емкости. Килограмм за килограммом она обработала восемь тонн урановой руды. Работа напоминала поиски иголки в стоге сена. Но как бы тяжело ни приходилось ученым в те дни, о них Мария Склодовская вспоминает как об одних из самых счастливых дней своей жизни: "Несмотря на тяжелые условия работы, мы чувствовали себя очень счастливыми. Наши дни проходили в лаборатории, и случалось, что мы и завтракали там, совсем скромно, по-студенчески. В нашем убогом сарае царило глубокое спокойствие… Мы жили, поглощенные одной заботой, как зачарованные". В 1902 г. Марии удалось выделить один дециграмм чистого радия – белого блестящего порошка, который она хранила всю жизнь и завещала Институту радия в Париже. Химикам и физикам, большинство из которых довольно скептически относилось к гипотезе исследовательницы, пришлось склониться перед нечеловеческим упорством этой женщины.
Вскоре радий, с помощью которого ученые надеялись победить рак, стали добывать промышленным способом. В 1904 г. был построен первый завод по получению радия для врачей, занимавшихся лечением злокачественных опухолей. Несмотря на постоянные финансовые трудности, супруги Кюри отказались от получения патента на производство радия, подарив миру свое уникальное открытие бескорыстно. Очень быстро о французских физиках-новаторах узнали почти во всех уголках земного шара. В 1903 г. Мария и Пьер по приглашению Королевского общества побывали в Лондоне, где им была присуждена одна из высочайших наград – медаль Дэви. Почти одновременно с этим событием супруги Кюри совместно с Анри Беккерелем были удостоены Нобелевской премии за открытие в области радиоактивности. Впервые такую премию по физике получила женщина. Это была вершина их научной славы! Почетная и престижная награда Шведской академии наук положила конец их денежным затруднениям.
Наконец у Марии и Пьера Кюри появилась надежда, что предстоящие годы работы будут не такими тяжелыми, как предыдущие. Жизнь, казалось, налаживалась и открывала перед учеными новые перспективы. Супругов радовала не только любимая работа, но и лад и спокойствие в семье. К этому времени они уже воспитывали двух дочерей – старшую Ирен и младшую Еву, которых нежно любили. Но этот счастливый период жизни продлился совсем недолго.
19 апреля 1906 г. Пьер погиб страшной и нелепой смертью, попав под колеса конного экипажа. Мария потеряла единомышленника, мужа, отца своих маленьких детей. "Его любовь была превосходным даром, верная и самоотверженная, полная ласки и заботы. Как хорошо было быть окруженной этой любовью и как горько было потерять ее!" – писала она в своих воспоминаниях. С момента трагедии прошло много лет, прежде чем Мария Кюри стала приходить в себя от пережитого горя. "По существу, она так никогда и не утешилась и не смирилась", – вспоминала ее старшая дочь Ирен Жолио-Кюри.
Мария Кюри заменила мужа в должности профессора Парижского университета, став первой женщиной-профессором во французской высшей школе. Для тех лет, когда даже не помышляли о том, чтобы женщина могла занять должность преподавателя в высшем учебном заведении, эта инициатива была очень смелой. В Сорбонне она читала первый и в то время единственный в мире курс радиоактивности. Одновременно с преподаванием М. Кюри справлялась с заведованием лабораторией и с воспитанием дочерей, одна из которых была еще младенцем. Присматривать за девочками ей помогал отец Пьера, который долгие годы жил вместе с ними. Однако в 1911 г. он умер, что явилось для нее еще одним тяжелейшим ударом. В 1910 г. кандидатура Марии Кюри была выдвинута в Академию наук, но потерпела неудачу: антифеминисты подняли яростную кампанию против ее выдвижения. Впоследствии она стала членом многих иностранных академий наук, но так и не была избрана в Академию наук Франции.
В такой мрачный период жизни особенно ценной для Марии Кюри стала вторая Нобелевская премия по химии, присужденная Академией наук в Стокгольме. Спустя несколько лет такую же награду получила и ее дочь Ирен.
Несмотря на то что работа оставляла Марии мало времени для развлечений, ее интересы не ограничивались наукой. Она любила поэзию, много стихотворений знала наизусть. По воспоминаниям дочери, Кюри с удовольствием проводила время в загородных прогулках или работала в саду. "Она любила природу и умела наслаждаться ею, но только не созерцательно. В саду она занималась цветами, в горах любила ходить, останавливаясь, конечно, иногда, чтобы отдохнуть и полюбоваться пейзажем. Но ей не доставило бы никакого удовольствия провести день в кресле перед великолепной панорамой…"
Мария Кюри не любила светских приемов и старалась как можно реже бывать на них. Ирен вспоминала: "…тот факт, что мать не искала светских связей, иногда считают свидетельством ее скромности… Я полагаю, что это скорее как раз обратное: она очень верно оценивала свое значение и ей нисколько не льстили встречи с титулованными особами или с министрами. Мне кажется, она была очень довольна, когда ей довелось познакомиться с Редьярдом Киплингом, а то, что ее представили королеве Румынии, не произвело на нее никакого впечатления".
Во время Первой мировой войны Мария Кюри создала первую передвижную рентгеновскую установку, оснастив необходимым оборудованием обыкновенный автомобиль. С августа 1914 г. эта передвижная станция ездила из одного полевого госпиталя в другой. После войны Кюри продолжала заниматься научной работой, много сил отдавала развитию крупного исследовательского центра – парижского Института радиологии.
Осенью 1933 года здоровье Кюри резко ухудшилось, а через несколько месяцев ее не стало. Она умерла 4 мая 1934 г. от тяжелого заболевания крови, вызванного длительным периодом работы с радиоактивными веществами, став первым человеком на земле, погибшим от воздействия смертоносных лучей радия.
Вся жизнь Марии Склодовской-Кюри – это гимн науке, которую она любила и без которой не мыслила своего существования. Она искренне верила, что только наука и ее созидательная сила способны спасти человечество, которое "извлечет из новых открытий больше блага, чем зла".
РЕЗЕРФОРД ЭРНЕСТ
(1871 г. – 1937 г.)
Гениальный английский физик и химик Эрнест Резерфорд родился 30 августа 1871 года в Спринг-Гроув, неподалеку от города Нельсон в Новой Зеландии. Он был четвертым ребенком в многодетной семье Джеймса и Марты Резерфорд (урожденной Томпсон).
Отец Эрнеста работал колесным мастером, инженером, строителем, мельником. В 1843 году в поисках лучшей жизни он переселился в Новую Зеландию из Шотландии. Мать Эрнеста, Марта Томпсон, была школьной учительницей и переехала в тринадцатилетнем возрасте в Нельсон из Англии.
В детстве Резерфорд вел жизнь, типичную для сельского мальчишки, помогал доить коров, собирать дрова. По субботам вместе с другими детьми будущий ученый мастерил рогатки и плавал наперегонки. Поскольку отец часто менял работу, семье приходилось все время переезжать.
В возрасте 10 лет Эрнест пошел в местную школу Фоксхилла, где прочитал первую научную книгу. В этом году он провел свой первый опыт по измерению скорости звука, приведенный в учебнике.
В 1887 году Эрнест поступил в Нельсон-колледж и вскоре стал одним из лучших учеников. Особенно молодого Резерфорда интересовала математика. Много свободного времени Эрнест уделял игре в регби, но это не помешало ему получить одну из десяти школьных стипендий, дающую возможность поступить в Кентерберийский колледж в Крайчестере (филиал Новозеландского университета), одном из крупнейших городов Новой Зеландии.
В 1892 году Эрнесту Резерфорду была присуждена степень бакалавра гуманитарных наук. Любимыми предметами будущего ученого в колледже были физика и химия. Он лучше всех сдал экзамены по этим предметам и стал бакалавром естественных наук.
В своей магистерской работе Эрнест исследовал высокочастотные радиоволны, открытые около десяти лет назад. Для изучения этого явления Резерфорд сконструировал беспроволочный радиоприемник, с помощью которого получал сигналы с расстояния более полумили.
К двадцати трем годам Эрнест Резерфорд имел уже три научные степени. В то время наиболее одаренным молодым заморским подданным Британии раз в два года предоставляли специальную стипендию имени Всемирной выставки 1851 года, которая давала возможность совершенствоваться в науках в Англии. В 1895 году среди претендентов на получение одной стипендии было две кандидатуры – химика МакЛорена и физика Резерфорда.
Стипендию присудили МакЛорену, но семейные обстоятельства не позволили ему поехать в Англию. Судьба оказалась благосклонна к Резерфорду, и осенью 1895 года он по приглашению Дж. Дж. Томсона переехал в Англию, в Кавендишскую лабораторию Кембриджского университета. В Кембридже Резерфорд стал первым докторантом директора лаборатории Джозефа Джона Томсона.
К тому времени Томсон был всемирно известным ученым, членом Лондонского королевского общества. Работа Резерфорда по исследованию радиоволн произвела впечатление на знаменитого физика, и он предложил молодому ученому совместно изучать процессы ионизации газов под действием рентгеновских лучей, открытых годом ранее Вильгельмом Рентгеном.
В 1896 году ученые опубликовали совместную работу "О прохождении электричества через газы, подвергнутые действию лучей Рентгена". В следующем году Резерфорд издал свою работу "Магнитный детектор электрических волн и некоторые его применения". В этом же году он написал статью "Об электризации газов, подверженных действию рентгеновских лучей, и о поглощении рентгеновского излучения газами и парами".
Работая в Кавендишской лаборатории, Резерфорд внимательно следил за открытиями других физиков и химиков. После того как в Парижской академии наук Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри представили результаты своих исследований, доказавших, что кроме урана существуют и другие радиоактивные элементы, молодой ученый начал самостоятельные работы в этой области. Он провел первые исследования лучей Беккереля и обнаружил неоднородность излучения, испускаемого ураном.
Опираясь на свои собственные результаты, Эрнест Резерфорд и Дж. Дж. Томсон предположили, что под действием рентгеновских лучей разрушаются атомы газа и появляются отрицательно и положительно заряженные частицы. Эти частицы ученые назвали ионами. Совместные труды ученых привели также к открытию электрона – атомной частицы, несущей отрицательный электрический заряд.
В декабре 1897 года Резерфорду продлили стипендию имени Всемирной выставки, и он начал серьезно заниматься исследованием атомной структуры. Однако когда в апреле 1898 года освободилось место профессора Мак-Гиллского университета в Монреале и молодому ученому предложили эту должность, он дал согласие. Осенью 1898 года Резерфорд начал преподавать в Мак-Гиллском университете.
В Канаде тогда еще двадцатисемилетний профессор совершил множество гениальных открытий. В 1899 году он обнаружил, что радиоактивный торий испускает газообразный радиоактивный продукт. Это явление ученый назвал "эманацией" (испусканием). В результате последующих исследований было установлено, что два других радиоактивных элемента – радий и актиний – тоже производят эманацию.
Ученый показал, что существуют, по крайней мере, два вида излучения. Первое из них, которое легко поглощалось, он назвал альфа-излучением, а второе, обладающее большей проникающей способностью, – бета-излучением.
Проанализировав результаты исследований, Резерфорд сделал вывод, что все известные науке радиоактивные элементы испускают альфа– и бета-лучи. Поскольку через определенный период времени радиоактивность элементов уменьшалась, ученый предположил, что все радиоактивные элементы принадлежат к одному семейству атомов. Таким образом, их можно классифицировать по периоду уменьшения их радиоактивности.
В 1902–1903 годах Резерфорд, совместно с Фредериком Содди, одним из основателей радиохимии, продолжил исследования в данной области. Ученые открыли общий закон радиоактивных превращений, выразили его в математической форме, ввели понятие "период полураспада", а также изложили основные положения созданной ими теории радиоактивности.
По Резерфорду и Содди, радиоактивность возникала в том случае, когда атом отторгал частицу самого себя. В результате потери атом одного химического элемента превращался в атом другого.