Физики — это люди, которые слышат и видят то, что другим недоступно. Рёв пушек Первой мировой войны не помешал им услышать взрывы, происходящие в микромире. Нормальный полноценный атом — частица воздуха, или земли, или нашего тела — вдруг разбивается вдребезги… Непонятно по какой причине…

Начали распространяться слухи о каких-то таинственных лучах, о разрушенных атомах, якобы обнаруженных в воздухе. Это были удивительные находки. Среди полноценных атомов в воздухе попадались атомы с «ободранными» электронами!

Как обнажились атомы? Откуда в воздухе появились очаги электричества?

Тогда ещё было свежо впечатление от наделавших много шума невидимых лучей Беккереля, открытых в 1896 году. Чудесная и поучительная история этого открытия долго обсуждалась в кругах учёных.

Французский физик изучал люминесценцию ураниловых солей, которые ярко светились в темноте, если их до этого подержать на солнце. Беккерель предполагал, что солнце заставляет эти соли вместе с видимыми лучами испускать рентгеновские лучи. Ему удалось доказать на опыте, что ураниловые соли при этом засвечивают фотопластинки, защищённые непрозрачной чёрной бумагой. Это показалось Беккерелю важным открытием, и он 24 февраля 1886 года доложил о нём Парижской академии наук.

Чтобы уточнить природу вновь открытого явления, Беккерель подготовил к опыту новую партию фотопластинок и, завернув их в чёрную бумагу, положил на каждую по стеклянной пластинке, покрытой солью урана. Но природа воспротивилась намерениям учёного. Солнце скрылось, и надолго установилась пасмурная зимняя погода. Лишь в воскресенье 1 марта 1896 года выглянуло солнце.

Беккерель был опытным экспериментатором. Он не спешил. Прежде чем начать опыты, он проверил, не испортились ли фотопластинки за время долгого пребывания в столе.

Проявив некоторые из них, он с величайшим удивлением увидел, что они потемнели, хотя ураниловые соли не освещались солнцем и, следовательно, не могли люминесцировать.

Да, Беккерель был настоящим исследователем. Он не прошёл мимо странного случая, не отнёс его за счёт плохого качества фотопластинок. Учёный тщательно изучил все обстоятельства и установил, что урановая руда сама по себе испускает невидимые активные лучи, проникающие сквозь непрозрачные тела. Так сочетание случая, наблюдательности, логического мышления и экспериментального искусства привело к открытию радиоактивности.

Радиоактивность стала модой, ею пытались объяснить все непонятные явления. И когда учёные обнаружили постоянное присутствие в воздухе атомов, потерявших один или несколько электронов, в этом прежде всего обвинили радиоактивность. Тем более что небольшое количество радиоактивных веществ действительно обнаружили в почве, в воде, в воздухе.

Вот на эти-то естественные радиоактивные загрязнения и пало подозрение. Они-де испускают лучи, которые разрушают атомы воздуха и обрывают с них электроны, словно виноградины с кисти. Они и являются причиной того, что вместе с нейтральными атомами в воздухе встречаются отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные остатки разбитых атомов — ионы.

Вот почему воздух атмосферы слегка ионизирован, говорило большинство учёных мужей, многие из которых на месте Беккереля просто-напросто выбросили бы засвеченные фотопластинки в мусорный ящик.

Для них всё было ясно, никакой таинственности, ведь радиоактивность уже открыта, стоит ли этим заниматься…

И скептики с удивлением наблюдали, как немногочисленные энтузиасты оставляли свои обжитые тёплые кабинеты и отправлялись в самые немыслимые путешествия в разные места земного шара только ради того, чтобы выяснить причину заинтересовавшего их явления.

И что же? Эти чудаки возвращались торжествующими! Да, их подозрения относительно странной ионизации воздуха оказались не напрасными.

Выяснилось, что над пустынным океаном ионизация воздуха лишь немного меньше, чем над сушей, а на вершинах гор она заметно больше, чем на равнинах. Но теперь возникали новые вопросы. При чём здесь радиоактивность почвы и воды? Может быть, всё же виновата радиоактивность воздуха? Нет, измерения и расчёты неоспоримо показали, что она слишком мала и не может вызвать наблюдаемую ионизацию. Значит, твердили чудаки, нужно искать другую, неведомую ещё причину таинственного разрушения атомов воздуха.

И поиски продолжались. Но ещё долго все попытки обнаружить ионизирующий фактор или открыть механизм ионизации, действующий в горах сильнее, чем в низменностях, не приводили к успеху. Загадка казалась неразрешимой.

Вот тогда-то австрийский учёный Гесс высказал твёрдую уверенность в том, что причину ионизации атмосферы надо искать не на Земле. Причиной является излучение, приходящее из космоса. Он убедился в этом, поднимаясь со своими приборами на воздушных шарах. Чем выше он поднимался, тем большей становилась ионизация воздуха. 7 августа 1912 года он достиг высоты пять километров, где степень ионизации была уже в несколько раз выше, чем на поверхности земли. Что представляет собой излучение, вызывающее ионизацию, откуда оно исходит, из чего состоит, каков его характер, какие последствия, кроме ионизации воздуха, оно вызывает, на эти вопросы в то время (а это происходило во второе десятилетие XX века) ни Гесс, ни другие учёные ответа не находили. Да и как они могли бы ответить, если экспериментальная техника того времени была весьма несовершенной. Век электроники только начинался.

Первые опыты с неизвестным излучением Гесс и другие проводили при помощи очень примитивных приборов. В то время самым острым оружием для таких экспериментов была стеклянная, герметически закупоренная банка, в которой дышали два тоненьких, напоминающих крылья порхающей бабочки листочка фольги. Они были подвешены к металлическому стержню, проходящему сквозь пробку банки. Если банка попадала в очаг электричества, металлический стержень тотчас передавал заряд крылышкам. А те, как и положено одноимённо заряженным телам, отскакивали друг от друга. И тем сильнее, чем больше был их заряд. Так, по взмаху крылышек, учёные определяли, конечно очень приблизительно, степень ионизации среды, окружающей банку.

Захватив с собой столь несовершенных помощников, первые энтузиасты высотного излучения, как его тогда называли, пробирались поближе к вершинам гор, погружались в кристально чистые горные озёра или спускались под землю в глубокие шахты. Учёные ездили к студёному полярному морю и плавали вдоль экватора. Они даже поднимались на воздушных шарах, что требовало в то время немалого героизма, или, на худой конец, забирались на колокольню либо на пожарную каланчу. Короче говоря, они пробирались, вооружённые чуткими крылышками, туда, где, по их расчётам, не было естественных радиоактивных загрязнений, которые могли влиять на ионизацию воздуха.

Как почти в любой области знания, учёные прошли полосу ошибок и заблуждений. Удачи и ошибки вызывали всё больший интерес к новому явлению. И надо сказать, что удачи были очень скромны и малоэффектны, а потому вначале почти незаметны. Зато вокруг ошибок всегда клубились споры и дискуссии. Сколько шума, например, наделала гипотеза американца Милликена, которая затем оказалась ошибкой!

Начал Милликен с большой удачи: ему посчастливилось правильно определить мощность нового излучения, что было нелегко. Но когда он попытался понять природу явления, то поддался на приманку эффектной аналогии.

Милликен, по-своему оценив результаты опытов, пришёл к выводу, что космическое излучение подобно свету. Но отличается оно от света тем, что испускается не поверхностью Солнца и звёзд, а рождается в их недрах. Он думал, что в недрах звёзд ядра атомов сжаты таким колоссальным давлением и накалены до столь чудовищной температуры, что полностью преобразуются в кванты мощного проникающего излучения, аналогичного гамма-лучам радия.