Вскоре после Рождества на ежегодный Кавендишский обед в Кембридж приехал Резерфорд.

Совсем недавно, в мае 1911 года, Резерфорд открыл наличие ядра в атоме. По своей важности это открытие было равнозначно открытию нового континента, хотя научный мир далеко не сразу осознал всю его грандиозность.

В течении нескольких лет Резерфорд и его помощник Ганс Гейгер бомбардировали различные мишени пучками альфа-частиц. Если на их пути не было препятствий, альфа-частицы, подобно пулям, летели прямо к мишени - экрану из сульфида цинка, и на экране возникала световая вспышка - сцинтилляция, - крошечная, но видимая и доступная счету. Но если пучок альфа-частиц преграждался тончайшим металлическим листом, некоторые частицы не откланялись в сторону.

Резерфорд предложил молодому Эрнесту Марсдену попытаться добиться отклонения альфа-частиц на большой угол. Марсден обнаружил, что некоторые альфа-частицы возвращаются назад! "Это было самое не вероятное событие в моей жизни, - признавался Резерфорд. - Это почти так же невероятно, как если бы вы выстрелили из пушки пятнадцатидюймовым снарядом, целясь в лист папирусной бумаги, а он внезапно отскочил от бумаги и попал прямо в вас!"

Резерфорд размышлял почему альфа-частицы отскакивали от мишени, двигаясь в пространстве со скоростью десять тысяч миль в секунду. Что за частица в атоме, которая в состоянии остановить стремительно несущийся снаряд? Однажды - это было в самом начале 1911 года - Резерфорд вошел в кабинет Гейгера, и сказал: "Я знаю, как выглядит атом"

Атом, каким его "видел" Резерфорд, состоял из крошечной центральной части и множества электронов, вращающихся на большом расстоянии вокруг нее. Это было удивительное проникновение в саму природу вещества.

Поскольку установлено, что альфа- и бета-частицы проносятся через атом, можно на основе тщательного изучения природы отклонений создать представление о структуре атома, доказывал Резерфорд.

Бор, однако, никогда не предпринимал поспешных действий. Через несколько недель он сообщил своим немногочисленным друзьям в Кембридже о намерении поехать в Манчестер к старому знакомому своего отца. Дальнейшие события развивались вполне закономерно: приятель покойного профессора Бора был знаком с Резерфордом и ему ничего не стоило представить молодого датчанина великому ученого.

Резерфорд тепло принял Бора. Резерфорд был оптимистом от природы, что не мешало ему очень здраво смотреть на вещи. В доказательство он перечислил знаменательные события последних лет: открытие радиоактивности, рентгеновских лучей, электрона, центральной части атома, которую уже начали называть ядром… Бор с жадностью впитывал каждое его слово, и Резерфорд, умевший столь же безошибочно судить о людях, как и проникать в суть научной проблемы, не колеблясь, согласился принять Бора в свою лабораторию с начала весны. К этому времени, сказал Бор, он успел закончить начатую в Кембридже работу.

Бор прибыл в Манчестер в начале апреля. В Манчестере находилась одна из лучших физических лабораторий, основанная Артуром Шустером, физиком, который с радостью потратил часть своего большого состояния на оборудование лаборатории.

Теперь, когда структура атома стала достоянием ученых, доказывал Бор, впервые появилась возможность дать какое-то объяснение свойствам элементов. Быть может удастся объяснить, почему одни элементы являются металлами, а другие - газами, почему одни легко соединяются друг с другом, а другие - нет, и выяснить в конце концов, почему все огромное разнообразие элементов на Земле имеет свою определенную форму.

Бор предположил, что источником альфа- и бета-излучения является ядро и что от расположения электронов, вращающихся вокруг ядра подобно планетам, возможно, зависят обычные физические и химические свойства всех элементов.

Электроны, вращающиеся вокруг ядра, определяют все химические свойства элемента. Это они превращают его в твердый материал - такой, как железо, или придают ему мягкость и податливость, или же делают его газом. Здесь кроется разгадка различных свойств каждого элемента.

Но может ли такая система существовать? Могут ли электроны вращаться вокруг ядра? Вот вопрос, который настоятельно требовал ответа. В соответствии с законами ньютоновой механики электрон, вращающийся вокруг ядра, теряет энергию в процессе вращения. И по мере того, как его энергия будет переходить в излучение, электрон начинает постепенно приближаться к центру атома и в конце концов столкнется с ядром.

Атом имел совершенно другие масштабы, он был как бы из другого мира, к которому не подходили классические законы.

И Бор принялся за вычисления, которые должны были доказать справедливость (или необоснованность) его собственной теории строения атома. Он работал день и ночь, чем навлек нарекания своих английских друзей, которые безуспешно пытались вытащить его из лаборатории.

Однако всякий раз на смену одному, казалось бы, решенному вопросу появлялся другой, требующий решения. Но Бор продолжал трудиться.

Свадьба Нильса и Маргрет была назначена на 1 августа, и Бор собирался отплыть в Копенгаген 24 июля. Он решил закончить свою работу и показать ее Резерфорду до отъезда. Поэтому, как он писал Харальду, "страдать от безделья не приходится".

К 22 июля работа была закончена, и Бор счел возможным показать ее Резерфорду. С этой целью он направился в кабинет профессора, и хотя Резерфорд в то время был целиком поглощен своей впоследствии знаменитой книгой "Радиоактивные вещества и их излучения", он охотно согласился выслушать Бора. Ему очень нравился молодой датчанин, и он нередко говорил своим коллегам: "Этот Бор - самый талантливый парень, которого мне приходилось встречать". Исключительная скромность Бора, его абсолютная непредвзятость, доброта и отзывчивость - все было по душе Резерфорду.

Бор поклонился профессору, отдавая этим дань подлинному к нему уважению, и начал говорить, от волнения делая больше ошибок в английском, чем обычно: "В соответствии с моделью атома, предложенной профессором Резерфордом с целью объяснения "сильного рассеяния" альфа-частиц, атомы состоят из положительного заряда, сконцентрированного в точке… общий заряд которой равен заряду положительного заряженного ядра; предполагается, что ядро несет в себе всю свою массу атома.

В таком атоме не может быть равновесия, если электроны, окружающие ядро, - это словно уже входило в употребление - не находятся в движении".

Бор должен был доказать, что электроны, вращающиеся вокруг ядра, могут двигаться по орбите без потери энергии.

"Рассматриваемая модель атома, - Бор продолжал раскручивать длинный свиток склеенных вместе листов, - может дать вероятное объяснение периодического закона химических свойств элементов".

Но Бор пошел еще дальше: в предлагаемой им теории, возможно, таится ключ к объяснению химической реакции между двумя атомами; скажем, каким образом образуется вода из водорода и кислорода? Он кратко изложил Резерфорду, что может произойти, когда атом кислорода со своими электронными орбитами соединится с двумя атомами водорода и их электроннами орбитами. Возможно, эти системы совпадут друг с другом, осмелился высказать догадку Бор, хотя у него не было никаких доказательств.