Нобелевские лауреаты: Фредерик Содди. Отец изотопов

Как радиохимик стал экономистом, почему в научном журнале опубликовали поэму, как канадцы не взяли на работу будущего нобелевского лауреата и причем тут фальшивые «Протоколы сионских мудрецов», рассказывает сегодняшний выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».

Фредерик Содди

Родился 2 сентября 1877 года, Истборн, Великобритания

Умер 22 сентября 1956 года, Брайтон, Великобритания

Нобелевская премия по химии 1921 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За вклад в химию радиоактивных изотопов и за исследование происхождения и природы изотопов».

Наш герой родился в семье торговца кукурузой. Видимо, это занятие как-то влияет на род занятий потомков – вы же помните, что в роду у Эйнштейна были торговцы этим же товаром. Седьмой сын Бенджамина Содди и Ханны Грин стал единственным атеистом в этой большой кальвинистской семье. Возможно, в этом решающую роль сыграло то, что его мама умерла, когда Содди исполнилось всего два года.

Интерес к наукам у Фредерика проявился очень рано, еще в школе. Наставник в Истборн-Колледже разглядел в Содди будущего химика и посоветовал идти в Оксфорд, в Мертон-колледж. Туда Содди и поступил в 1896 году, а в 1898 окончил колледж с отличием. Вообще, нужно сказать, что где бы ни учился Содди, везде он был лучшим учеником и примером для одноклассников и однокашников. Первая работа Содди была очень далека от его основной темы: он изучал структуру камфоры.

В 23 года перед юным специалистом встает вопрос – где работать. Проблемы с получением хорошей позиции были в самом конце XIX века примерно те же, что и в начале XXI-го. Содди решается на неординарный шаг: поискать место в Канаде. Он везет документы в Торонто, где открылась вакансия профессора химии. Но то ли канадцам был нужен более опытный профессор, то ли причиной было что-то иное, но в профессора в Торонто Содди, к счастью, не попал. Почему к счастью? Стань он профессором химии, быть может, провел бы химик всю жизнь в Торонто и, быть может, не сделал бы ничего из того, что сделал.

А так он уныло возвращается домой, но по дороге останавливается в Монреале. В том самом городе, где нашел себе временное «научное убежище» человек, приехавший в Великобританию из Новой Зеландии и ставший любимым учеником Томсона – Эрнест Резерфорд. Неудавшийся профессор в Торонто идет работать младшим лаборантом в университет МакГилла, и именно там вместе с Резерфордом они делают первое крупное открытие. С 1900 по 1903 год два будущих нобелевских лауреата пытаются объяснить, что же это такое – радиоактивность. Напомним, что даже атомное ядро тогда еще не было открыто. Главный постулат, который выдвинули британские «канадцы»: при радиоактивном излучении из атома «вылетают» частицы разных масс, в результате чего один элемент превращается в другой.

В 1903 году Уильям Рамзай пригласил Содди в Британию. Изучая радиоактивный распад радия, Содди смог показать, что при распаде образуется гелий (сейчас мы знаем, что ядра гелия – это те самые частицы, которые вылетают из ядер при альфа-распаде). Так было экспериментально подтверждено предвидение Рамзая-Резерфорда, а заодно и впервые показано, что один химический элемент может превратиться в другой.

Чуть позже, в 1904 году, когда Содди начал читать лекции по физической химии в Университете Глазго, он сумел показать, что радий получается в результате распада урана «через промежуточный элемент».

Постепенно количество «промежуточных» элементов накапливалось, и они совсем не укладывались в таблицу Менделеева. Более того, некоторые из них невозможно было различить химически. Первая серьезная работа по этой теме появилась в 1911 году – «Химия мезотория», а к 1913 году Содди, наконец, формулирует: существуют элементы с разными атомными массами, которые занимают одно и то же место в таблице Менделеева. «Одинаковое место» по-гречески — «изотоп». Так в химии и физике появились изотопы. Сначала радиоактивные, а потом Томсон сумел-таки показать, что изотопы бывают и у стабильных элементов.

Впрочем, само слово «изотоп» придумал не Содди. Его произнесла в 1913 году в доме его тестя, Джорджа Билби, шотландский врач Маргарет Тодд.

Примерно тогда же Содди формулирует закон радиоактивного смещения, который утверждает, что при излучении альфа-частиц происходит превращение одного элемента в изотоп другого элемента, расположенного на два места ниже в периодической таблице, а бета-излучение вызывает смещение на одно место выше. Правило смещения дало возможность предсказывать последовательность распада многих радиоактивных элементов, определяя образующиеся таким образом элементы на основе того или иного вида излучения и включая их в периодическую таблицу.

Именно эти работы и принесли Содди Нобелевскую премию по химии. В своей нобелевской лекции «Происхождение концепции изотопов» Содди не забыл поблагодарить Резерфорда за начало пути, а о себе сказал скромно: это всего лишь «небольшая часть той значительной новаторской работы во многих областях, которая была проведена за последние 20 лет».

Примерно за год до присуждения премии Содди сумел сделать еще одно важное предсказание: поскольку известна скорость распада разных изотопов, можно будет использовать их для измерения возраста горных пород и древних находок. Видимо, Уиллард Либби внимательно читал труды Содди. Жаль только, что Фредерик не дожил до Нобелевской премии Либби за метод радиоуглеродного анализа всего-то четыре года.

Нельзя не сказать, что, судя по всему, Содди умел любить. Он был женат на Винифред Билби, дочери известного химика, Джорджа Билби. Когда в 1936 году умерла его жена, он был в шоковом состоянии, ушел со всех постов в отставку и уехал в Брайтон доживать свой век, которого тем не менее было отведено немало — два десятка лет.

Впрочем, науку Содди не оставил. Только физика ушла на обочину. Теперь фаворитами его стали экономика и царица наук – математика. В том же 1936 году он заново переоткрыл теорему Декарта (1643) о четырех взаимно соприкасающихся сферах. Он доказал, что радиусы любых таких окружностей удовлетворяют некому квадратному уравнению.

Но и здесь Содди отличился: свое открытие он опубликовал 20 июня 1936 года в Nature в формате... поэмы. Труд назывался «Точный поцелуй» (The Kiss Precise). Вот где сейчас поэмы в Nature? В скобках отметим, что и Рене Декарт опубликовал свои выкладки не в научном трактате, а в письме к принцессе Елизавете Богемской. Нужно отдать должное Содди: он не остановился на том, что за три века до него уже сделал Декарт, и пошел дальше: доказал теорему для целующихся сфер. Много позже Торольд Госсет распространил теорему Декарта-Содди на остальные произвольные размерности.

Очень много внимания Содди уделял экономике. Несколько больших и важных трудов он посвятил тому, как бы построить денежную систему не на золоте. Впрочем, биографы и поклонники Содди почему-то упускают, что он частенько цитировал в своих экономических трудах фальшивые «Протоколы сионских мудрецов» и винил во всех экономических грехах Сами-Знаете-Кого.

Впрочем, простим ему это весьма распространенное в те годы заблуждение. А завершить наш рассказ хочется цитатой из последней книги Содди «История атомной энергии», написанной уже после Второй мировой и после применения атомного оружия в Хиросиме и Нагасаки. Эти горькие слова актуальны и поныне.

«…Не вина автора, что его взгляды в этой области остаются неизвестными, так как со времени Первой мировой войны, т.е. в течение последних 25 лет, он практически был единственный, кто уделял серьезное внимание процессу дегуманизации науки и, насколько это было возможно в те дни для человека, никем не поддерживаемого, делал все от него зависящее, чтобы его взгляды стали известны широкой общественности. Впрочем, эти взгляды, как и предложенные тогда рецепты, остаются неизменными.

Как известно, легко нажитый капитал используется прежде всего с корыстными целями и поэтому пагубно влияет на всю систему распределения товаров. Именно здесь, а отнюдь не в расширившихся возможностях производства и прогрессе в науке автор видит корень зла. Недаром крылатая фраза о том, что современный век науки — это "нищета среди изобилия", является весьма точной характеристикой нашей эпохи. Однако общество никогда не стремилось понять причины создавшейся ситуации. Ныне каждого волнует лишь одно: как бы не отстать от большинства, не оказаться белой вороной. Однако фактически мнение большинства едва ли оказывает хоть какое-нибудь влияние на ход дальнейших событий, —теперь еще в меньшей степени, чем раньше».

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.