Рёнтген озадачен. Ведь из его стеклянной трубки свет не пробивается. Плотно прилегающий черный картон надежно удерживает электрический свет. Он выключает ток. Свечение мгновенно исчезает. Он снова включает трансформатор. Экран на столе тут же озаряется. Рёнтген боится поверить своим глазам, ведь он не знает излучения, которое могло бы в таких экспериментальных условиях исходить из его стеклянной трубки. Он несколько раз повторяет процедуру, отодвигая при этом стол с экраном все дальше от трубки. На расстоянии двух метров люминесценция еще возникает, как только в трубке происходит газовый разряд. Судя по всему, черный картон не может удерживать излучение. Теперь он выставляет на пути лучей поочередно станиолевую полосу, бумажные тетради, еловую дощечку и, наконец, книгу толщиной в тысячу страниц. Неведомые лучи беспрепятственно проникают и сквозь эти преграды, оставляя на светящемся экране свои следы.
Только теперь, после пары дюжин лихорадочных, нервных опытов Рёнтген обращает внимание на нездешнюю красоту этого светового явления. По поверхности экрана в ритме колебательных разрядов катятся волны нежного желто-зеленого света или медленно плывут над ним, как облака. Но и в конце этого волнующего вечера смущенный ученый все еще полагает, что стал жертвой иллюзии. Слишком фантастическим кажется ему напрашивающийся вывод, что он имеет дело с неизвестным доселе излучением. В следующие дни он действует по системе и пускает в ход более тяжелые орудия, как то: тонкие листы из алюминия и цинка, из меди, серебра и золота. Однако и эти металлы не могут противостоять проникающей силе излучения. Лишь свинцовая и платиновая пластины толщиной в несколько миллиметров преграждают лучам из стеклянной трубки путь к экрану.
Постепенно Рёнтген привыкает к мысли, что он действительно открыл новый вид лучей, и приходит к дерзкой идее. Он заменяет световой экран из бумаги с покрытием на фотографическую пластинку. Опыт удается. Невидимые лучи, произведенные в стеклянной трубке, проникают сквозь глухой деревянный ящик, в котором хранится набор весовых образцов металла. На экспонируемой пластине, которая во время облучения лежала под ящиком, отчетливо прорисовались темные округлости образцов. И стрелка компаса в жестянке тоже становится видимой за счет нового способа светокопирования. Когда однажды его ладонь случайно попадает в поток излучения, он ужасается. Лучи явно могут просвечивать структуру материи насквозь и фотографировать там вещи, скрытые от человеческого взгляда. И поскольку они до сих пор так уверенно демонстрировали, что великодержавно проникают сквозь любые субстанции, фотопластинка может оставаться в своей светозащитной упаковке из бумаги или фольги. Это счастливое обстоятельство позволяет фотографировать непосредственно, без окольных путей через камеру и в освещенных помещениях. Так в лаборатории летят дни и недели. Все, что происходит в Вюрцбурге и в мире, мало интересует Рёнтгена. Двадцать седьмого ноября 1895 года, в разгар его опытов, шведский химик Альфред Нобель, изобретатель динамита, учреждает фонд, который должен ежегодно присуждать премию за выдающиеся достижения в области химии, медицины, физики, литературы и за вклад в дело мира.
Сколь бы сенсационными ни были первые доказательства проницаемости твердой материи при помощи новых лучей, больше всего впечатляют, конечно, снимки частей человеческого тела. Когда Вильгельм Конрад Рёнтген двадцать второго декабря 1895 года наконец посвящает Берту в свои тайны и в течение четверти часа облучает ее кисть, он эффектнейшим образом, без лишних слов доводит до ее понимания возможности его X-лучей, как он их теперь называет, позаимствовав у математиков универсальное обозначение неизвестной величины. X-лучи лишь смутно проявили на экране мускулы, кожу и нервные ткани руки Берты Рёнтген, но тем отчетливее отобразили структуру ее костей. Однако при виде собственного скелета к удивлению и восторгу человека невольно примешиваются и мысли о смерти.
Двадцать восьмого декабря Вильгельм Конрад Рёнтген передает секретарю Физико-медицинского общества университета Вюрцбурга первый научный отчет о своем самобытном кино в отрыве от его института. Отчет носит название "О новом виде лучей". Работа сразу идет в печать и рассылается девяноста коллегам по всей Европе. Газеты реагируют на новое открытие молниеносно. По всему миру, прежде всего в Англии и США, в первые недели после публикации вспыхивает форменная рентгеномания. Снимок скелета руки Берты побуждает необозримое множество медиков, физиков и предпринимателей к производству качественных рентгеновских снимков человеческих ладоней. Особенное внимание в эти первые недели нового 1896 года привлекает картинка из государственной Физической лаборатории в Гамбурге, на которой обручальное кольцо невесомо парит вокруг косточки безымянного пальца.
Двадцать четвертого января газета "Фрэнкише фольксблатт" сообщает о якобы первом практическом применении X-лучей в Англии. В лондонской больнице вот уже несколько месяцев лежит матрос, парализованный по необъяснимым причинам. Поскольку врачу и пациенту нечего терять, его позвоночник просвечивают X-лучами. При этом врач обнаруживает между двумя позвонками чужеродное тело, которое после извлечения оказывается обломленным кончиком ножа. Уже вскоре после этого матросу выпал случай принять живейшее участие в ближайшей драке. Такие сообщения будят фантазию и окрыляют дух предпринимательства. Так, знаменитый изобретатель лампочки накаливания Томас Альва Эдисон объявляет, что намерен просветить X-лучами мозг. Три недели его дом осаждают репортеры, и ему в конце концов приходится обескураженно признаться в неудаче. В одной американской газете кто-то призывает направить лучи Рёнтгена на мозг преступников, чтобы исцелить их от криминальных наклонностей. Один более безобидный - якобы! - вариант этой идеи и впрямь осуществляется, а именно: прекрасный пол подвергается облучению, чтобы избавиться от нежелательного роста волос над верхней губой, на родинках и икрах. Облучают в салонах красоты и в кабинетах врачей - во всю силу рентгеновских трубок. Эйфория пока велика.
Уже в середине января 1896 года зубной врач Отто Валькхофф в Брауншвейге вырезает из фотопластинки кружок, заворачивает его в светонепроницаемую бумагу и закрепляет его, "широко раскрыв рот, за обоими рядами зубов. Облучение ведется через щеку... Двадцать пять минут экспонирования были пыткой", - пишет неустрашимый пионер-рентгеновец, признавая на основании "снимка пульповых камер и корней, сидящих в костях, что эти лучи имеют в нашем деле большое значение".
Во Франции один физик тоже вдохновился на собственные опыты с X-лучами. Правда, он не просто повторил опыт Рёнтгена, а нашел новый подход, напрашивающийся сам собой. На январском заседании 1896 года членов Парижской академии наук под председательством знаменитого математика Анри Пуанкаре сильно впечатляет волнующий отчет со снимками из Вюрцбурга. Анри Беккерель, профессор физики парижской Политехнической школы, зачарован одной деталью. Источником X-лучей, должно быть, является - это подтвердил ему и Пуанкаре - светло-зеленое световое пятно на стенке стеклянной трубки, используемой Рёнтгеном. Беккерель уже давно знаком с люминесцирующими веществами. Эти вещества способны отдавать свет после того, как их подержали на солнце. Не удастся ли с этими своеобразными веществами, размышляет Беккерель, добиться сходных результатов с теми, что описывает Рёнтген. Он хотел бы выяснить, не смогут ли и они зачернить фотопластинку. Его отец Александр Эдмон Беккерель сконструировал чувствительный аппарат с фосфороскопом. Этот аппарат фиксирует малейшую способность свечения тел. Тем самым в распоряжении сына изобретателя был широкий спектр субстанций для его опытов. В тот же день он приступает к эксперименту и кладет на фотопластинки кристаллы, заведомо обладающие послесвечением. Фотопластинки, во избежание воздействия света, завернуты в черную бумагу или алюминиевую фольгу.
И вот в затемненной лаборатории Беккереля снова отдают поглощенный солнечный свет в оттенках различной интенсивности - зеленом, голубом, фиолетовом и оранжево-желтом - плавиковый шпат, редкие цианистые соединения платины, нафталинрот и пробы воды с замоченной в ней свежей корой конского каштана. Однако впечатляющее цветное кино не приносит ожидаемого успеха. Фотопластинки не темнеют, как от X-лучей, ни от одного из известных люминесцирующих веществ даже после недельной выдержки. В конце февраля Беккерель хочет провести опыты с кристаллами соли урана, известными своей сильной люминесценцией. Он выставляет их на солнечный свет, затем заворачивает в два слоя черной бумаги и кладет тонкую серебряную фольгу между препаратом и фотопластинкой. Через два часа экспозиции на пластинке впервые появляются темные пятна. Это однозначно очертания крошек урановой соли.
Когда Антуан Анри Беккерель докладывает о своем открытии Академии наук в Париже 24 февраля 1896 года, все члены академии уверены, что излучение урана объясняется его способностью к послесвечению. Мол, здесь, возможно, тоже присутствуют лучи Рёнтгена, проникающие сквозь светонепроницаемый материал. Уран и через сто лет после его открытия остается всего лишь популярным и надежным красящим средством для стекла и керамики. Вот только удивительно, что он оказался единственным металлом, испускающим лучи, которые не могут быть обычным светом.
Но подлинное потрясение Беккерель испытывает лишь несколько дней спустя. Поскольку небо над Парижем в эти последние дни февраля никак не хочет проясняться, облучить солнечным светом очередные пробы урановой соли нет надежды. Поэтому Беккерель пока что откладывает в долгий ящик упакованную в фольгу фотопластинку, положив на нее сверху обломок урана. Пару дней спустя - солнце так и не показалось - он снова извлекает их оттуда. То ли его подвигло нетерпение, то ли внезапное наитие, что уран мог испускать остаточную люминесценцию, - это навсегда останется тайной. Беккерель проявляет пластинку, озадаченно обнаруживая и здесь уже знакомый фотографический эффект: очертания кристалла урана тенью отобразились на фотопластинке. Лихорадочные контрольные испытания со всеми доступными соединениями урана, даже со слабо, а то и вовсе не люминесцирующими препаратами, все приводят к тому же результату: излучение урана вызвано однозначно не солнечным светом. Оно не имеет ничего общего с явлением люминесценции. Даже месяцами хранившиеся в темноте урановые соли непрерывно испускают проникающее излучение.
Это поистине знаменательное свойство так называемых "лучей Беккереля" публикуется Парижской академией наук 2 марта 1896 года. Прошло всего четыре месяца со времени открытия лучей Рёнтгена, а к спектру электромагнитного излучения добавился второй неизвестный вид лучей. Однако новые научные выводы Беккереля поначалу беззвучно и бесславно тонут в шуме глобального восторга, вызванного лучами Рёнтгена. Физики слишком заняты постепенным усовершенствованием метода светокопии по Рёнтгену, чтобы обратить серьезное внимание на известия из Парижа, не говоря уже о том, чтоб повторить опыты Беккереля. Они в упоении фотографируют "черепа" и кости рук своих детей и жен, не задумываясь о продолжительности экспозиции, либо вместе с медиками уже работают над концепциями лучевой терапии.
Хотя урановые лучи и могут проникать сквозь металлическую фольгу и вызывать довольно-таки заметный фотоэффект, это не в силах изменить предвзятое мнение в головах коллег. Они не хотят извлечь из работы Беккереля должные выводы, что имеют дело с новым свойством материи. Они усматривают в этом лишь слабый вариант лучей Рёнтгена. Лучам Беккереля требуются целые сутки, чтобы оставить на фотоэмульсии мало-мальский отпечаток. Они не могут даже близко создать нечто подобное тем эффектным картинкам, какие производят лучи Рёнтгена, проходя сквозь материю. Что такое смутная тень комочка урана по сравнению с видом сверкающей пули внутри ствола охотничьего ружья Вильгельма Рёнтгена? Лучи Рёнтгена позволяют отчетливо видеть пули, застрявшие в лопатках и большеберцовых костях ветеранов войны, сломанные кости рук и ног, проглоченные и теперь, казалось, невесомо парящие внутри таза монеты. Американские энтузиасты X-лучей могут за полдоллара купить радиографию почки; если с камнями в почках - то за 75 центов.
Те немногие коллеги, которые потом все же вникли в тезисы Беккереля, высказываются с оговорками. Дескать, слишком фантастично звучит утверждение, что какая-то незначительная составная часть красителя для фарфора может без воздействия света или электричества проявлять проникающие свойства, сходные с X-лучами. И совсем уж ни в какие ворота не лезет допущение, будто уран может и вовсе "спонтанно", то есть на основе собственного излучения, отображаться на фотопластинке. Такие нелепые представления никак не умещаются в физическую картину мира конца XIX века. Мол, серьезной науке уже приходится идти окольными путями - через грушевидные, откачанные и заполненные газом стеклянные трубки, ток высокого напряжения и световой экран, как это продемонстрировал Рёнтген.
Учителя вольфенбюттельской гимназии Юлиус Эльстер и Ганс Гейтель относятся к числу немногих исследователей, которые уже в апреле 1896 года повторили опыт Беккереля, подтвердили по всем пунктам его результаты и послали протокол своей работы скептику Вильгельму Рёнтгену. Который, надо отдать ему должное, показал, что верная наблюдательность северогерманской пары исследователей произвела на него впечатление. Однако в своем ответном письме от двадцать третьего февраля 1897 года, спустя ровно год после первой публикации Беккереля, он пишет: "...я должен признаться, что не вполне в это верю..." И в другом месте он приходит к такому заключению: "Правда, это не умещается у меня в голове...". К этому времени опубликовано уже более тысячи статей и пятьдесят книг об X-лучах. На фоне такой бумажной лавины вряд ли кто принимает во внимание публикацию Беккереля. За исключением одной тридцатилетней женщины-химика польского происхождения. Она как раз подыскивает тему для диссертации и прочитала все статьи об излучении урана, которые Беккерель опубликовал до середины 1897 года. Другой литературы на эту тему, судя по всему, нет, а она как раз находит эту тему в высшей степени интересной. Но именно это обстоятельство и подстегивает ее, поскольку дает простор для самостоятельных исследований. И поэтому она решает писать свою диссертацию об излучении урана.
Свое свадебное платье Мария Склодовская получает в подарок от родственницы. Она попросила себе черное и скромное, чтобы потом можно было носить его вместо лабораторного халата. Ведь на темной ткани не так заметна угольная пыль, которую постоянно задувает со двора. Молодая женщина из Варшавы работала за гроши служанкой и гувернанткой у богатых людей в польской провинции, отрекшись от своих интеллектуальных способностей. Однако благодаря самодисциплине и упорству все же поступила в конце концов в Сорбонну. Она изучает физику, математику и химию и знакомится там с Пьером Кюри, который сразу влюбляется в хрупкую, честолюбивую женщину с печальным взглядом.
Кюри преподает в Школе промышленной физики и химии в Париже и зарабатывает немногим больше рабочего. Но это не заботит Марию. Она привыкла к безденежью и знает, как обойтись малыми средствами. На свадьбу молодая пара отказывает себе даже в такой роскоши, как обручальные кольца. Мадам и мсье Кюри попросили дарить им деньги и исполняют свою мечту: купив новые велосипеды, они совершают длительные загородные прогулки. Даже летом 1897 года, на восьмом месяце беременности Мария садится на велосипед, чтобы сопровождать своего Пьера в Брест. Однако через несколько километров она понимает, что такая суровая гимнастика не для беременных.
Их дочери Ирен исполнилось всего три месяца, и в декабре 1897 года Мария Кюри приступает к первым исследованиям лучей Беккереля. Но даже в либеральном Париже профессорам и руководителям институтов непонятно, откуда у молодой матери, которая должна бы в первую очередь печься о младенце, столько честолюбия, что она вместо этого пишет диссертацию. До сих пор еще ни один европейский университет не присваивал женщине титул доктора наук. Начальник Пьера предоставляет ей для мастерской маленькое застекленное помещение на первом этаже здания школы. Здесь хоть и сыро, и сквозит, но на такие мелочи невзыскательная докторантка не жалуется.
Для начала она повторяет опыты Беккереля и подтверждает его результаты. Он ведь тем временем обнаружил еще одно важное свойство соединений урана: исходящие из них лучи делают окружающий воздух электропроводным. При помощи изобретенного Пьером аппарата, специального электрометра, она замеряет наэлектризованный воздух над различными урановыми пробами и может из этого делать опосредованное заключение об интенсивности их излучения. Так она нашла простую меру - силу тока - для определения интенсивности излучения своих урановых препаратов. Внешние обстоятельства - такие, как сильные температурные колебания в рабочем помещении Марии, влажность воздуха, равно как и освещение, искусственное или естественное, - не оказывают никакого влияния на степень интенсивности излучения. Самый сильный ток, с большим отрывом от остальных, она замеряет над пробами смоляной обманки из саксонского Йоханнгеоргенштадта, за ними вплотную идут образцы из богемского Санкт-Йоахимсталя.
Ее внимание привлекает еще одно важное наблюдение. При измерении излучения не играет роли, подвергает ли она вещества экстремальному нагреву или охлаждению, исследует ли она уран в виде оксида, соли или фосфата в водном растворе, в виде комочков или в форме порошка. Следовательно, оно не может быть свойством того или иного соединения, а должно быть связано напрямую с элементом ураном. Ибо чем больше доля урана в веществе, тем интенсивнее излучение. И его ничем не устранишь. Ни агрессивными химикалиями, ни мощными электрическими разрядами. Теперь Мария намерена действовать упорядоченно и исследовать все известные химические элементы периодической системы. Для этого она первым делом опустошает коллекцию минералов в школе Пьера. При этом она обнаруживает, что и соединения, содержащие элемент торий, тоже дают излучение и электризуют воздух. Чтобы впредь иметь общее обозначение для силы излучения урана и тория, Мария вводит понятие "радиоактивность".
После этого значительного открытия весной 1898 года она наталкивается на странное обстоятельство, измеряя два урановых минерала. Излучение смоляной обманки в четыре раза превосходит излучение чистого урана. И хоть она не спешит делать из этого выводы, ей остаётся в конце концов лишь одно-единственное заключение: в самородных, необработанных урановых минералах, должно быть, скрыто еще одно вещество, которое излучает сильнее урана и тория. Но поскольку мадам Кюри уже исследовала при помощи аппарата Пьера все известные на тот момент элементы на предмет излучения, это скрытое вещество может быть только новым химическим элементом.