Теперь сам радий является компонентом урановых минералов, и две серии экспериментов Р. Дж. Стратта и Б. Б. Болтвуда показали, что содержание радия, измеренное по радиоактивности эманации, прямо пропорционально содержанию урана. (Стратт, «Proc. Roy. Soc.» A, февраль 1905 г.; Болтвуд, «Phil. Mag.» апрель 1905 г.) В исследовании Болтвуда около двадцати минералов, с количеством урана, варьирующимся от того, что содержится в образце уранинита с 74,65 процентами, до того, что в монаците с 0,30 процентами, дали отношение урана к радию, постоянное в пределах примерно одной части на десять.
Вывод неотвратим: радий является потомком урана, хотя является ли уран его родителем или более отдаленным предком, требует дальнейшего исследования радиоактивным генеалогом. На гипотезе прямого родства легко вычислить, что количество радия, произведенное за месяц килограммом соли урана, было бы достаточным, чтобы быть легко обнаруженным по радиоактивности его эманации. Исследование было предпринято несколькими наблюдателями, и результаты, особенно результаты тщательного эксперимента Болтвуда, показывают, что из очищенных солей урана рост радия, если он вообще заметен, гораздо меньше, чем был бы обнаружен, если бы радий был первым продуктом изменения урана. Необходимо, следовательно, искать одно или несколько промежуточных веществ.
Работая в 1899 году с урановыми остатками, использованными М. и Мм. Кюри для приготовления радия, Дебьерн обнаружил и частично выделил другой радиоактивный элемент, который он назвал актинием. Он дает начало промежуточному продукту актинию-X, который дает эманацию с коротким периодом полураспада в 3,9 секунды. Эманация осаждает два последовательных продукта распада — актиний-А и актиний-В.
Постепенно накапливались доказательства того, что количества актиния в радиоактивных минералах были, по крайней мере приблизительно, пропорциональны количествам урана. Этот результат указывал на линейную связь между ними и побудил Болтвуда предпринять прямую атаку на проблему. Выделив количество актиния из килограмма руды, Болтвуд наблюдал рост 8,5 x (10 в степени -9) грамма радия за 193 дня, что согласуется с тем, что указано теорией в пределах экспериментальной погрешности. («American Journal of Science», декабрь 1906 г.) Мы можем, следовательно, включить предварительно актиний и его серию производных между ураном и радием в радиоактивную родословную.
Переходя к другому концу ряда радия, мы приходим к вопросу: что становится с радием-F, когда он, в свою очередь, распадается? Что является конечным неактивным продуктом серии изменений, которые мы проследили от урана через актиний и радий?
Один такой продукт был указан выше. Альфа-лучевые частицы, по-видимому, обладают массой атомов гелия, и рост гелия был обнаружен по его спектру в трубке эманации радия. Более того, гелий обнаруживается окклюдированным в большинстве, если не во всех, радиоактивных минералах в количестве, которое приближается, но никогда не превышает количество, предполагаемое теорией. Мы можем безопасно рассматривать такой гелий как образованный накоплением альфа-лучевых частиц, испускаемых последовательными радиоактивными изменениями.
Рассматривая природу остатка, оставшегося после вылета пяти альфа-частиц и последующего перехода радия в радий-F, мы сталкиваемся с тем фактом, что свинец является общим компонентом урановых минералов. Пять альфа-частиц, каждая с атомным весом 4, взятые из атомного веса (около 225) радия, дают 205 — число, довольно хорошо согласующееся с 207 свинца. Поскольку свинец более постоянен, чем уран, он должен постоянно накапливаться, радиоактивное равновесие не будет достигнуто, и количество свинца будет зависеть от возраста минерала, а также от количества урана, присутствующего в нем. В первичных минералах из одной и той же местности Болтвуд показал, что содержание свинца пропорционально количеству урана, в то время как, принимая эту теорию, возраст минералов с данным содержанием урана может быть вычислен из количества свинца, которое они содержат. Результаты варьируются от 400 до 2000 миллионов лет. («American Journal of Science», октябрь 1905 г. и февраль 1907 г.)
Теперь мы можем представить в табличной форме удивительную родословную радиоактивного изменения, показанную этим одним семейством элементов. Непосредственное происхождение обозначено >, в то время как то, которое может быть либо непосредственным, либо включать промежуточный шаг, показано.... В этой родословной не нашлось места для тория и его производных. Они, по-видимому, образуют отдельное и независимое радиоактивное семейство.
Атомный вес, Время полураспада, Радиоактивность. Уран: 238,5, альфа. Уран-X: ?, 22 дня, бета, гамма. ... Актиний: ?, ?, нет лучей. Актиний-X: ?, 10,2 дня, альфа (бета, гамма). Актиний-эманация: ?, 3,9 секунды, альфа. Актиний-А: ?, 35,7 минуты, нет лучей. Актиний-В: ?, 2,15 минуты, альфа, бета, гамма. ... Радий: 225, около 2600 лет, альфа. Радий-эманация: ?, 3,8 дня, альфа. Радий-А: ?, 3 минуты, альфа. Радий-В: ?, 21 минута, нет лучей. Радий-С: ?, 28 минут, альфа, бета, гамма. Радий-D: ?, около 40 лет, нет лучей. Радий-Е: ?, 6 дней, бета (гамма). Радий-F: ?, 143 дня, альфа. ... Свинец: 207, ?, нет лучей.
Как только теория трансмутации радиоактивности была принята, стало естественным размышлять о внутреннем строении радиоактивных атомов и способе, которым они распадались с высвобождением части своего запаса внутренней энергии. Как мы могли представить атомную структуру, которая сохранялась бы неизменной в течение длительных периодов времени, и все же в конечном итоге спонтанно взрывалась, когда здесь один атом и там один атом достигали состояния нестабильности?
Атомная теория корпускул или электронов, к счастью, была готова к применению к этой новой проблеме. Из возникающих спекуляций наиболее детальной и наводящей на размышления является спекуляция Дж. Дж. Томсона. («Phil. Mag.» март 1904 г.) Томсон рассматривает атом как состоящий из ряда взаимно отталкивающихся отрицательных корпускул или электронов, удерживаемых вместе некоторой центральной силой притяжения, которую он представляет, предполагая их погруженными в однородную сферу положительного электричества. Под действием двух сил электроны располагаются симметричными узорами, которые зависят от числа электронов. Три располагаются в углах равностороннего треугольника, четыре — в углах квадрата, а пять образуют пятиугольник. Однако с шестью одиночное кольцо становится нестабильным, одна корпускула перемещается в середину, а пять лежат вокруг нее. Но если мы представим, что система быстро вращается, центробежная сила позволила бы шести корпускулам оставаться в одном кольце. Таким образом, внутренняя кинетическая энергия поддерживала бы конфигурацию, которая стала бы нестабильной по мере истощения энергии. Теперь в системе электронов электромагнитное излучение привело бы к потере энергии, и в одной точке нестабильности мы вполне могли бы иметь внезапное спонтанное перераспределение составляющих, происходящее с взрывной силой и сопровождающееся выбросом корпускулы в виде бета-луча или крупного фрагмента атома в виде альфа-луча.
Открытие нового свойства радиоактивности у небольшого числа химических элементов побудило физиков спросить, не может ли это свойство быть обнаружено у других элементов, хотя и в гораздо менее поразительной форме. Являются ли обычные материалы слегка радиоактивными? Зависит ли слабая электрическая проводимость, всегда наблюдаемая в воздухе, содержащемся внутри стенок электроскопа, от ионизирующих излучений самого материала стенок? Вопрос очень сложен из-за широкого распространения слабых следов радия. Контакт с эманацией радия приводит к отложению фатального радия-D, который за 40 лет удаляется лишь наполовину. Обусловлена ли «естественная» утечка латунного электроскопа внутренней радиоактивностью латуни или следами радиоактивной примеси на ее поверхности? Долгие и кропотливые исследования преуспели в установлении существования слабой внутренней радиоактивности у нескольких металлов, таких как калий, и оставили более широкую проблему все еще нерешенной.
Следует отметить, однако, что даже если обычные элементы не являются радиоактивными, они все равно могут подвергаться спонтанному распаду. Обнаружение Резерфордом безлучевых изменений, когда эти изменения вклиниваются между двумя радиоактивными трансформациями, которые можно проследить, показывает, что спонтанная трансмутация возможна без измеримой радиоактивности. И, действительно, любая теория распада, такая как корпускулярная гипотеза Томсона, предполагает, что атомные перегруппировки встречаются гораздо чаще, чем это было бы очевидно для того, кто мог бы наблюдать их только по эффекту снарядов, которые в особых случаях, из-за некоторой особенности атомной конфигурации, случайно выбрасывались с огромной скоростью, необходимой для ионизации окружающего газа. Никаких доказательств таких безлучевых изменений у обычных элементов пока не известно, возможно, их никогда не удастся получить; но о возможности этого не следует забывать.
В строгом смысле слова процесс атомного распада, открытый нам новой наукой радиоактивности, вряд ли можно назвать эволюцией. В каждом случае радиоактивное изменение включает распад более тяжелого, более сложного атома на более легкие и простые фрагменты. Должны ли мы рассматривать этот процесс как характерный для тенденций, в соответствии с которыми вселенная достигла своего нынешнего состояния и переходит к своему неизвестному будущему? Или мы случайно наткнулись на водоворот в заводи, противоположный основному потоку прогресса? В хаосе, из которого развилась нынешняя вселенная, состояла ли материя из крупных, высокосложных атомов, которые сформировали более простые элементы путем радиоактивного или безлучевого распада? Или первобытная субстанция состояла из изолированных электронов, которые медленно соединились, чтобы сформировать элементы, и все же оставили здесь и там аномалию, подобную той, что проиллюстрирована нестабильным семейством урана и радия, или каким-то таким курсом возвращаются к своему состоянию первобытной простоты?
УКАЗАТЕЛЬ.
Abraxas grossulariata.
Приобретенные признаки, передача.
Acraea johnstoni.
Адаптация.
Адлофф.
Adlumia cirrhosa.
Агассис, А.
Агассис, Л.
Александр.
Аллен, К. А.
Чередование поколений.
Амегино.
Аммон, О., Труды.
Аммониты, происхождение.
Amphidesmus analis.
Anaea divina.
Эндрюс, К. У.
Покрытосеменные, эволюция.
Англикус, Бартоломеус.
Ankyroderma.
Anomma.
Antedon rosacea.
Antennularia antennina.
Anthropops.
Муравьи, модификации.
Арбер, Э. А. Н., — и Дж. Паркин, о происхождении покрытосеменных.
Archaeopteryx.
Арктические регионы, скорость развития жизни в.
Ардиго.
Аргеландер.
Аргайл, Гексли и герцог Аргайл.
Аристотель.
Аррениус.
Asterias, Леб о гибридизации.
Автогамия.
Avena fatua.
Авенариус.
Бэкон, об изменчивости видов.
Бэр, фон, о цитологии.
Бэр, закон фон.
Бэйн.
Болдуин, Дж. М.
Бальфур, А. Дж.
Болл, Дж.
Барбер, миссис М. Э., о Papilio nireus.
Барклай, У.
Баррат.
Бари, де.
Бейтс, Г. У., о мимикрии. — Письма Дарвина к нему. — в других местах.
Бейтсон, А.
БЕЙТСОН, У., о «Наследственности и изменчивости в современном свете». — о прерывистой эволюции. — о гибридизации.
Бейтсон, У. и Р. П. Грегори.
Батмизм.
Беш, де ла.
Бек, П.
Беккерель, А.
Биби, К. У., об оперении птиц. — о половом отборе.
Бегюе де Шанкуртуа.
Белл (сэр Чарльз), «Анатомия выражения».
Белопольский.
Белт, Т., о мимикрии.
Бенеден, Э. ван.
Бенсон, М.
Бентам, Дж., о теории видов Дарвина. — о географическом распределении.
Бентам, Джереми.
Бергсон, А.
Беркли.
Бертело.
Бетам, сэр У.
Бикфорд, Э., эксперименты по дегенерации.
Bignonia capreolata.
Биофоры.
Птицы, геологическая история.
Блэнфорд, У. Т.
Бларингем, о повреждениях.
Блуменбах.
Боден.
Болтвуд, Б. Б.
Бональд, о войне.
Бонне.
Бонни, Т. Г.
Бонье, Г.
Бопп, Ф., о языке.
БУГЛЕ, К., о «Дарвинизме и социологии».
Бурдо.
Бурже, П.
Бутру.
Бовери, Т.
Брахиоподы, история.
Brassica, гибриды.
Brassica Napus.
Брока.
Брок, о Канте.
Браун, Роберт.
Бругман и Остхофф.
Бругман.
Брюнетьер.
Бруно, об эволюции.
Бух, фон.
Бюхер, К.
Бакленд.
Бокль.
Бюффон.
Берчелл, У. Дж.
Бурк, У.
Бердон-Сандерсон, Дж., письмо.
БЕРИ, Дж. Б., о «Дарвинизме и истории».
Батлер, А. Г.
Батлер, Сэмюэл.
Бючли, О.
Бабочки, мимикрия у. — половые признаки у.
Кабанис.
Кэмпбелл.
Верблюды, геологическая история.
Камерариус, Р. Дж.
Кандоль, А. де.
Кэннон и Давенпорт, эксперименты на Daphniae.
Capsella bursapastoris.
Карнери.
Castnia linus.
Catasetum barbatum.
Catasetum tridentatum.
Гусеницы, изменчивость у.
Celosia, изменчивость.
Злаки, изменчивость у.
Чеснола, эксперименты на Mantis.
Chaerocampa, окраска.
Чемберс, Р., «Следы творения».
Хромосомы и хромомеры.
Чун.
Цислар, эксперименты.
Циркумнутация, Дарвин о.
Клаус.
Клейстогамия.
Клерк, мисс А.
Клодд, Э.
Клуэр.
Clytus arietis.
Коадаптация.
Кодрингтон.
Коэн и Питер.
Коллингвуд.
Colobopsis truncata.
Окраска, Э. Б. Поултон о ее значении в борьбе за существование. — влияние температуры на изменения в окраске. — в связи с половым отбором.
Окраска, случайная. — предостерегающая.
Конт, О.
Кондорсе.
Коуп.
Коралловые рифы, работа Дарвина о них.
Корреляция организмов, идея Дарвина о ней.
Корреляция частей.
Corydalis claviculata.
Курно.
Кутёр, полковник Ле.
Крукс, сэр Уильям.
Крюгер, об орхидеях.
Каннингем и Маршан, о мозге.
Кюри, М. и г-жа.
Кювье.
Cycadeoidea dacotensis.
Саговниковые, геологическая история.
Cystidea, древняя группа.
Цитология и наследственность.
Цитолиз и оплодотворение.
Чапек.
Атомная теория Дальтона.
Дана, Дж. Д., о морской фауне.
Danaida chrysippus.
Danaida genutia.
Danaida plexippus.
Данте.
Дантек, Ле.
Дарвин, Чарльз, как антрополог. — о муравьях. — и путешествие на корабле «Бигль». — о биологии цветов. — как ботаник. — его влияние на ботанику. — и С. Батлер. — в Кембридже. — о усоногих раках. — о вьющихся растениях. — об окраске. — о коралловых рифах. — о «Происхождении человека». — его работа о росянке. — в Эдинбурге. — его влияние на эмбриологию животных. — о географическом распространении. — его работа о дождевых червях. — авторы-эволюционисты, упомянутые в «Происхождении видов». — и Э. Форбс. — о геологической летописи. — и геология. — его ранняя любовь к геологии. — его связь с Геологическим обществом Лондона. — и Геккель. — и Хенслоу. — и история. — и Гукер. — и Гексли. — о ледниковой деятельности. — об изверженных породах. — о Ламарке. — о языке. — его научная библиотека. — и Линнеевское общество. — и Лайель. — и Мальтус. — о Патрике Мэтью. — об умственной эволюции. — о мимикрии. — «монистический философ». — о движениях растений. — о естественном отборе. — «натуралист для натуралистов». — о Пейли.
Дарвин, Чарльз, его гипотеза пангенезиса. — о постоянстве материков. — его личность. — его влияние на философию. — предшественники. — его взгляды на религию и т. д. — его влияние на религиозную мысль. — его влияние на изучение религий. — его методы исследования. — и Седжвик. — о половом отборе. — первый зародыш его теории видов. — о Г. Спенсере. — причины его успеха. — об изменчивости. — о «Следах творения». — о вулканических островах. — и Уоллес. — письмо Уоллесу от него. — письмо Э. Б. Уилсону от него.
Дарвин, Э., об окраске животных. — упоминание Чарльзом Дарвином. — об эволюции.
ДАРВИН, Ф., о «Работе Дарвина о движениях растений». — о Дарвине как ботанике. — наблюдения над дождевыми червями. — о ламаркизме. — о памяти. — об «Антиципациях» Причарда. — разное.
ДАРВИН, СЭР Дж., о «Происхождении двойных звезд». — о массе Земли.
Дарвин, Г.
Дарвин, У.
Дарвинизм, социология, эволюция и.
Давенпорт и Кэннон, эксперименты на дафниях.
Дэвид, Т. Э., его работа на Фунафути.
Смерть, причина естественной.
Дебей, о меловых растениях.
Дебьерн.
Дегенерация.
Делаж, эксперименты по партеногенезу.
Дельбрюк.
Демокрит.
Деникер.
Декарт.
Происхождение, история доктрины.
«Происхождение человека», Г. Швальбе о нем. — Дарвин о половом отборе в нем. — неприятие в Германии.
Desmatippus.
Демулен, А., о географическом распространении.
Детто.
Развитие, влияние среды на него.
Dianthus caryophyllus.
Дидро.
Digitalis purpurea.
Диморфизм, сезонный.
Dismorphia astynome.
Dismorphia orise.
Распространение, Г. Гадов о географическом. — сэр У. Тизелтон-Дайер о нем.
Диттрик, О.
Дикси, Ф. А., о запахе бабочек.
Dolichonyx oryzivorus.
Дорфмейстер.
Даун, Дарвин в Дауне.
Draba verna.
Драгомиров.
Дриш, эксперименты. — в других местах.
Росянка, работа Дарвина о ней.
Dryopithecus.
Дюбуа, Э., о питекантропе.
Дюринг.
Дюамель.
Дункан, Дж. С.
Дункан, П. Б.
Дунс Скот.
Дюре, К.
Дюркгейм, о разделении труда.
Дютроше.
Иглокожие, происхождение.
Экология.
Эймер.
Экстам.
Слоны, геологическая история.
Elymnias phegea.
E. undularis.
Эмблтон, А. Л.
Эмбриология, А. Седжвик о влиянии Дарвина на нее.
Эмбриология как ключ к филогенезу. — «Происхождение видов» и она.
Эмпедокл.
Энгельс.
Среда, действие. — Клебс о влиянии на растения. — Лёб об экспериментальном изучении в связи с ней.
Eohippus.
Эпикур, поэт эволюции.
Eristalis.
Эрнст.
Эрнст, А., о флоре Кракатау.
Eschscholzia californica.
Эспина.
Eudendrium racemosum.
Эволюция в связи с астрономией. — и творение. — концепция. — прерывистая. — экспериментальная. — факторы. — ископаемые растения как доказательство. — и язык. — материи, У. К. Д. Уэтем о ней. — умственная. — Ллойд Морган об умственных факторах. — дарвинизм и социальная. — сальтационная. — Герберт Спенсер о ней. — униформистская. — философы и современные методы изучения.
Выражение эмоций.
Фабрициус, Дж. К., о географическом распространении.
Фармер, Дж. Б.
Фаррер, лорд.
Фирнсайдс, У. Г.
Фелтон, С., о защитном сходстве.
Ферри.
Феррье, его работа о мозге.
Оплодотворение, экспериментальная работа на животных.
Оплодотворение цветов.
Фихте.
Филтон, адмирал А. М.
Фишер, эксперименты на бабочках.
Фитинг.
Флемминг, В.
Флуранс.
Цветковые растения, происхождение.
Цветы, К. Гёбель о биологии цветов.
Цветы и насекомые.
Цветы, отношение внешних влияний к образованию цветов.
Фоль, Г.
Форбс, Э. — и Ч. Дарвин.
Форд, С. О. и А. К. Сьюард, об араукариевых.
Ископаемые животные, У. Б. Скотт об их значении для эволюции.
Ископаемые растения, Д. Х. Скотт об их значении для эволюции.
Фуйе.
Фрепон, о черепах из Спа.
ФРЕЗЕР, Дж. Дж., о «Некоторых примитивных теориях происхождения человека». — разное.
Фрувирт.
Fumaria officinalis.
Фунафути, коралловый атолл.
Fundulus.
F. heteroclitus.
ГАДОВ, Г., о «Географическом распространении животных». — в других местах.