Анри Беккерель: биография и научная жизнь

1852–1872. Фамилия уже заняла место в лаборатории

Я родился 15 декабря 1852 года в Париже. Полностью меня звали Антуан Анри Беккерель, но для этой истории достаточно Анри. В семье уже существовала научная традиция: дед Антуан Сезар исследовал электричество, отец Александр Эдмон занимался светом, электрическими явлениями и фосфоресценцией. Национальный музей естественной истории был для нас не местом, куда иногда водят ребёнка расширять кругозор. С ним были связаны работа нескольких поколений и сама организация семейной жизни.

Такое происхождение давало мне преимущества, которые нелепо было бы маскировать рассказом о человеке, самостоятельно пробившемся из научной пустоты. Я рос рядом с приборами, коллекциями, профессиональными разговорами. Мне не требовалось сначала доказывать окружающим, что физика вообще достойна серьёзных занятий. Но семейная репутация приносила и обязательство: собственный результат всё равно нужно было получить самому. Фамилия способна открыть дверь лаборатории. Опыт за неё не поставишь.

Я учился в лицее Людовика Великого, а в 1872 году поступил в Политехническую школу. Дальше мой маршрут пошёл через Школу мостов и дорог. В 1877 году я получил инженерную квалификацию. Здесь полезно расстаться с ожиданием, будто знаменитый физик обязан с юности идти по одной прямой дорожке к своему знаменитому открытию. Моё образование готовило меня также к вполне практической государственной службе. Мосту, в отличие от школьного сочинения, недостаточно убедительного заключения.

1874–1878. Семья и работа, которые не складываются в парадную картинку

В 1874 году я женился на Люси Зое Жамен, дочери физика Жюля Жамена. Научный мир оставался близким и в частной жизни. В 1878 году родился наш сын Жан. Люси умерла в том же году. В двадцать пять лет я оказался вдовцом с маленьким ребёнком — обстоятельство, которое обычно исчезает между пунктами «получил образование» и «начал научную деятельность». Между тем именно из таких событий состоит жизнь, а не только из последовательности удачных публикаций.

В 1878 году умер и мой дед. Тогда же я начал работать помощником отца в Музее естественной истории. Семейная лаборатория была местом преемственности, но эта преемственность не означала отсутствия потерь. Одно поколение уходило, другое становилось ответственным за людей и работу. Научная династия красиво выглядит в исторической таблице; внутри неё всё происходит с обычными человеческими сроками и без защиты от несчастья.

Мне предстояло совмещать инженерные обязанности с исследованиями. Это не была жизнь исключительно кабинетного учёного, которому учреждение предоставляет полную свободу и просит только время от времени совершать открытия. Служба требовала отчётов, назначений, административной дисциплины. Физика занимала другую часть времени. Впоследствии несколько мартовских дней 1896 года заслонят эти годы, словно до них я просто терпеливо ждал, когда в шкафу случится история.

1878–1889. До знаменитого опыта существовала профессия

Я занимался оптикой: действием магнитного поля на свет, свойствами кристаллов, поглощением излучения. Использовал фотографические методы, исследовал невидимую инфракрасную область. Перечислять здесь все работы не требуется, но сам этот период нельзя выбросить. Он объясняет, откуда позднее взялись навыки обращения с пластинками, веществами и слабыми эффектами. Удачное наблюдение редко приходит к человеку, впервые увидевшему инструмент в то же утро.

В 1888 году я защитил докторскую диссертацию на факультете наук Парижского университета. На следующий год меня избрали в Академию наук. Всё это произошло до открытия радиоактивности. Следовательно, сюжет «неизвестный служащий случайно получил пятно и немедленно стал учёным» оставим желающим писать максимально короткие истории. К концу 1880-х у меня уже имелась признанная исследовательская карьера — просто не та её часть, которую запомнит большинство читателей.

В лаборатории меня интересовали эффекты, которые не всегда сразу предъявляют себя глазу. Нужно было различать настоящее действие и следствие условий опыта, выбирать способ регистрации, сравнивать образцы. Это важная сторона моей биографии: позднейшее открытие выросло не только из хорошего случая, но и из профессиональной привычки проверять, что именно означает увиденное. Фотографическая пластинка умеет почернеть по разным причинам. Её выражение лица чрезвычайно мало помогает в выборе правильной.

1890–1895. Кафедры, наследство и новая семейная жизнь

В 1890 году я женился на Луизе Дезире Лорьё. Через год умер отец. В 1892 году я занял его кафедру физики в Музее естественной истории — ту, которая прежде была связана и с работой деда. Со стороны это может выглядеть почти наследованием семейного предприятия. В действительности к тому времени у меня уже были собственные исследования, докторская степень и академическое признание. Но было бы столь же неверно утверждать, что семейные связи совсем ничего не значили.

В 1894 году я стал главным инженером ведомства мостов и дорог, в 1895-м — профессором физики Политехнической школы. Мне было за сорок, обязанности давно вышли за пределы собственного рабочего стола. Преподавание, научная работа и государственная служба существовали одновременно. Моя биография не похожа на историю молодого бунтаря, ворвавшегося в физику с улицы и немедленно отменившего всё, чему учили почтенные профессора. К этому времени почтенным профессором являлся я сам.

При этом семейная специализация на фосфоресценции сохраняла значение. У нас были вещества и опыт, позволявшие быстро включиться в исследование новых явлений, связанных со светом. Когда в начале 1896 года пришли известия об открытии Рентгена, я оказался не просто заинтересованным читателем. Передо мной возник вопрос, который можно было немедленно перенести из обсуждения в лабораторную работу.

Январь–февраль 1896 года. Правдоподобная гипотеза

Новые лучи заставили многих экспериментаторов проверять самые разные вещества и условия. Меня заинтересовало, не связано ли проникающее излучение с фосфоресценцией. В распоряжении были урановые соли, изучавшиеся в нашей семье. Я помещал их над фотографической пластинкой, закрытой непрозрачной бумагой, и выставлял на солнечный свет. Затем проявлял пластинку и смотрел, возникло ли изображение. На первый взгляд всё соответствовало исходной идее.

24 февраля я сообщил Академии наук о результатах. Здесь обычно хочется немедленно написать: «Так была открыта радиоактивность». Но в тот момент моё объяснение ещё связывало действие с предварительным освещением вещества. Наблюдение уже было важным; интерпретация оставалась недостаточной. История науки состоит и из подобных промежуточных состояний, когда эффект найден, а понимание того, что именно найдено, ещё не догнало эксперимент.

По плану мне требовалось солнце. Парижская погода отнеслась к плану без особого уважения. 26 и 27 февраля подходящих условий не было, и приготовленные образцы с закрытыми пластинками остались в ящике. В популярных пересказах дальше начинается почти бытовая комедия о забывчивом человеке и удачном беспорядке. Но я не забыл про опыт. Когда 1 марта проявил пластинки, это было сознательное действие, пусть и без ожидания сильного результата.

Пластинки оказались заметно засвеченными. То, что должно было нуждаться в солнечной подготовке, действовало без неё. Теперь требовалось не восхититься подарком погоды, а признать несостоятельность удобного объяснения и продолжить проверки. Природа не присылает вместе с неожиданным пятном сопроводительное письмо: «Поздравляем, перед вами новое явление». На стадии проявления у вас есть только пластинка и обязанность не объяснять её слишком быстро.

Март 1896 года. Важнее случая — то, что сделано после

2 марта я представил новое сообщение Академии. Затем последовала серия опытов: разные соединения урана, хранение в темноте, проверки поведения вещества. Постепенно становилось ясно, что дело не сводится к способности предварительно поглощать солнечный свет и затем отдавать его в особой форме. Существенным оказывалось присутствие самого урана. От первого удачного наблюдения до такого заключения ведёт не озарение длиной в одну секунду, а работа.

Слово «случайность» в этой истории уместно только в ограниченном смысле. Я не заказывал облачность и не предвидел её последствий. Но вещества, пластинки, постановка вопроса и решение проверить результат не упали с неба вместе с погодой. Мне помогло обстоятельство, которого я не планировал. Открытием оно стало потому, что было замечено противоречие между ожиданием и действительностью, а не потому, что в Париже иногда бывает пасмурно.

И всё же не стоит превращать меня задним числом в обладателя всей современной ядерной физики. Я не знал заранее устройство атомного ядра и не видел готовой картины превращений элементов. Новое явление сначала существовало как упрямый экспериментальный факт, с которым требовалось разобраться. Дальнейшая история будет гораздо шире моей личной работы. Научная честность начинается в том числе с умения оставить будущим людям их собственные открытия.

1897–1900. У исследования появляются другие хозяева — и это нормально

После первых работ я некоторое время снова уделял внимание привычным оптическим задачам. Это не было торжественным закрытием новой темы; скорее, я ещё не располагал общей картиной, которая позднее сделает её значение очевидным. В 1898 году исследования Марии и Пьера Кюри резко расширили область. Они нашли гораздо более активные вещества и показали, что речь идёт не об узкой странности некоторых урановых солей.

Мы работали в одном научном пространстве, но выполняли не одну и ту же работу. Моя роль не делает исследования Кюри приложением к моей биографии. Их результаты, в свою очередь, не превращают мой исходный опыт в бессмысленную случайность. Здесь вполне можно обойтись без соревнования, кому задним числом выдать единственную корону. Новая область складывалась из результатов нескольких людей, причём каждый следующий результат менял смысл предыдущих.

Я продолжил исследовать излучение, в частности его отклонение магнитным полем и связь одной из составляющих с электронами. В 1900 году получил медаль Румфорда. Научная жизнь становилась всё более насыщенной: новая тема соседствовала с прежними кафедрами, академическими заседаниями и преподаванием. Образ человека, который один раз удачно открыл ящик и после этого исключительно принимал поздравления, не очень хорошо совпадает с расписанием этих лет.

1901 год. Непредусмотренный опыт на собственном теле — 1903–1908. Награда не отменяет повседневной работы

1901 год. Непредусмотренный опыт на собственном теле

В 1901 году я носил в кармане образец с соединением радия и позднее получил повреждение кожи. Вещества нового типа ещё обращались в лабораториях без того знания об опасности, которым располагают следующие поколения. Этот эпизод важен не как приключение неуязвимого первооткрывателя, а как свидетельство того, насколько недостаточным было понимание биологического действия излучения. Мой карман оказался плохим местом хранения, даже если историки затем уделили ему много внимания.

Рассказ легко испортить в обе стороны. Можно превратить его в весёлый лабораторный анекдот и забыть, что речь о травме. Можно объявить его готовым доказательством всех будущих последствий для моего здоровья. Ни то ни другое не требуется. Известен конкретный эпизод облучения и повреждения кожи. Более широкие медицинские выводы нуждаются в отдельных данных, а не в убедительном тоне биографа.

1903–1908. Награда не отменяет повседневной работы

В 1903 году Нобелевскую премию по физике разделили между мной и супругами Кюри: половина досталась мне, вторую половину получили они. Формулировки награды выделяли разные вклады в исследование нового явления. Для внешнего мира премия очень удобна: появляется дата, после которой можно уверенно писать «великий учёный». Для самого исследователя за этой датой остаются годы подготовки, ошибки объяснения и работа, не попавшая в наградную формулу.

Жан тем временем тоже стал физиком. Так в семейной научной истории появилось четвёртое поколение. Я не мог обеспечить ему собственное открытие по наследству, как когда-то отец не мог обеспечить его мне. Но существовали лабораторная культура, навыки и близость к профессиональному сообществу. О них полезно помнить, когда успех объясняют исключительно врождённой исключительностью одного человека. Иногда биография начинается задолго до его появления на свет.

В 1908 году меня избрали постоянным секретарём Академии наук. Это была новая, значительная обязанность внутри учреждения, с которым была связана большая часть моей профессиональной жизни. Мне было пятьдесят пять. Биография ещё не выглядела завершённой: преподавание, академические дела, исследования и семья оставались действующим настоящим. Подводить итог за меня в этот момент было бы преждевременно.