Самый сокровенный секрет материи. Мария Кюри. Радиоактивность и элементы
Шрифт:
Пьер Кюри в 1891 году начал изучение магнитных свойств различных соединений и элементов. В то время знания о магнетизме были очень пространными, но было известно, что вещества можно разделить на три группы в зависимости от их поведения в присутствии магнитных полей. Самой многочисленной группой были диамагнетики, то есть группа слабомагнитных веществ, намагничивающихся против направления внешнего магнитного поля. Парамагнитные вещества, наоборот, намагничиваются по направлению внешнего поля. Наконец, сильномагнитные вещества, или ферромагнетики, среди которых железо, могут обладать намагниченностью в отсутствии внешнего магнитного поля. Пьер изучал поведение 20 веществ в магнитном поле, нагревая их до высокой температуры, и выяснил, что диамагнетики не изменяют свойств с ростом температуры, в то время как парамагнитные вещества теряют при этом магнитные свойства. Но наиболее
Результаты этой работы составили его докторскую диссертацию, представленную 6 марта 1895 года. Это была выдающаяся работа, которая произвела революцию в знаниях того времени о магнетизме. Среди присутствующих на защите был доктор Эжен Кюри; как отец, он мог с гордостью убедиться, каким удачным было его решение не отдавать своего сына, казавшегося тугодумом, в школу, а вместо этого нанять учителей, чтобы не менять его личного ритма обучения. Еще одним человеком, присутствовавшим на защите, была польская студентка, которая попросила помощи Пьера в исследованиях магнитных свойств сталей. Должно быть, девушка произвела на него очень большое впечатление, поскольку через некоторое время после знакомства с ней Пьер отправил ей необычное любовное послание — экземпляр статьи с дарственной надписью, в которой он сформулировал свой универсальный принцип симметрии.
Практичный характер и возможность создания семьи, которую, должно быть, учитывал Пьер, наверное, были определяющими в решении получить наконец докторскую степень. Вне зависимости от мотивов, которые побудили его представить диссертацию, это было очень плодотворным решением, поскольку через некоторое время после защиты Пьер получил кафедру в Школе промышленной физики и химии. С другой стороны, он привлек внимание Французской академии наук, которая через некоторое время вручила ему и его брату премию Планте за открытие пьезоэлектричества, совершенное, когда Пьеру было немногим больше 20 лет. Это признание не было случайностью; когда Пьер защитил докторскую диссертацию, он уже получил результаты первой величины в различных областях (таких как симметрия кристаллических соединений, пьезоэлектричество и магнетизм), и его работы привлекли внимание влиятельных иностранных ученых, таких как лорд Кельвин. Тот факт, что он не представлял свою диссертацию раньше, был вызван не исследовательской ревностью, а тем, что он не придавал значения почестям и академическим званиям.
Мария (внизу слева) в семейном кругу. Фотография была сделана, когда она еще жила в Варшаве.
Мария в доме Длуских на улице Альмань после прибытия в Париж. Это была любимая фотография Пьера.
Супруги Кюри с велосипедами, на которых они отправились в свадебное путешествие.
* * *
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСТВО: ВОПРОС СИММЕТРИИ
Механизм поджига во многих газовых плитах основывается на явлении, открытом Пьером Кюри вместе с его братом Жаком. Оно состоит в создании разряда с помощью давления, которое является следствием отсутствия центра симметрии в некоторых веществах. Когда создается давление на определенную ось кварца или турмалина, заряды автоматически распределяются по граням, перпендикулярным этой оси, и создается небольшая разница потенциалов. Первым перспективным применением этого явления был пьезоэлектрический сонар, который разработал Поль Ланже- вен во время Первой мировой войны для обнаружения подводных лодок. Пьезоэлектрическая система, подключенная к гидрофону, издавала высокочастотные сигналы, и, измерив время, через которое возвращалось эхо, можно было вычислить расстояние до объекта. Затем было разработано огромное число устройств, использующих этот эффект; одно из самых простых — зажигалка: при нажатии на кнопку ударник бьет по пьезоэлектрическому кристаллу, создается высокое напряжение на концах кристалла, из-за чего возникает искра, с помощью которой зажигается газ.
Распределение зарядов в веществе без центра смещения: в центре — распределение симметрии; слева — удлинение, а справа — сжатие вдоль одной из осей, параллельной плоскости бумаги.
БРАК
Самым заметным изменением в жизни Пьера после защиты диссертации было изменение не академического статуса, а семейного положения. Поначалу казалось, что двум людям из таких далеких городов, как Париж и Варшава, столиц таких разных обществ — блестящей Франции конца XIX века и расчлененной Польши, будет сложно найти взаимопонимание. Но несмотря на расстояние, было много вещей, которые их объединяли. Они происходили из похожих семей, члены которых были очень близки друг другу и испытывали большое увлечение наукой. В обеих семьях было гораздо больше академического образования, чем денег, а их родители были в какой-то степени потерпевшими неудачу учеными.
Но в их академическом образовании было фундаментальное различие: в то время как Мария была примерной ученицей, которая получала высшие оценки на всех занятиях, Пьер из-за разновидности дислексии, вызвавшей сложности при письме, обучался за рамками общего образования. Столкновение железной дисциплины Марии и хаотичного и бьющего через край творчества Пьера, должно быть, вызывало многочисленные конфликты, но затем эти характеры необычным образом дополнили друг друга как в личном, так и в профессиональном плане. Их любовь к науке была такой же безусловной, как и презрение к деньгам и славе. Спартанский образ жизни, без уступок моде или капризам, был естественным для них обоих. И наконец, хотя и по-разному, но оба были глубоко ранены душевно: Пьер — смертью подруги отрочества, Мария — презрением семьи Зоравских.
Свадьба состоялась 26 июля 1895 года в муниципалитете Со, в пригороде Парижа, где жил Пьер со своими родителями. Самым ветреным поступком, который совершила Мария, чтобы отметить это событие, была покупка нового костюма. Но она специально выбрала модель синего цвета: затем его можно было носить в лаборатории. По открытому желанию молодоженов церемония была светской. Пьер не был крещен и также не получил никакого религиозного образования из-за атеистических убеждений его отца. Мать Марии, напротив, была ярой католичкой, которая воспитывала своих детей в этой религии, но ее ранняя смерть, причинившая Марии столько боли, стерла у девушки все следы веры.
Молодожены поехали в свадебное путешествие по полям Бретани на велосипедах, которые купили на деньги, полученные в качестве свадебного подарка. В конце XIX века велосипед был невольным участником беспрецедентной революции в женском поведении. В то время появились первые конструкции с двумя колесами одинакового размера, что превращало их в эффективное средство передвижения и делало езду доступной для женщин. Одежду, включая корсеты, многослойные юбки и пышные шляпы, для этого пришлось упростить. Юбки укоротились и подобрались, их дополнили шаровары, чулки до колен и дамские ботинки. Шляпы стали легче и плотно прижимались к голове, корсеты сократились до минимума, чтобы облегчить движения. Все эти изменения были не просто вопросом моды, они предполагали кардинальные перемены в женском социальном поведении.
Мария стала страстной велосипедисткой, и ее одежда была приспособлена к езде на велосипеде, как это можно видеть на известной фотографии, где они вместе с Пьером стоят у дома его родителей в Со. Супруги сделали этот снимок рядом со своими новыми велосипедами после свадьбы. На Марии довольно короткий костюм, дамские ботинки и маленькая соломенная шляпка. Супруги не ограничились этой поездкой, и с учетом дешевизны этого транспорта велосипеды стали их семейным средством передвижения. Кроме того, так как Мария была ярой сторонницей упражнений на свежем воздухе, велосипед был главным элементом ее досуга.