Az emberi szellem alapvető tulajdonsága az egységesítési tendencia. Minden kutatásnak ez adja meg a lökést s ez tűzi ki célját. Az anyagot is, a materiális világot is csak akkor véljük megértettnek, ha sokféleségét vissza tudjuk vezetni egy egységre. Ezért kereste a tudomány és bölcselet ősidőktől kezdve mai napig ezt az egyetlen ősanyagot, amelyből a materiális világ fel van építve.

Megtalálni azonban nem tudta. A még csak kvalitatív eszközökkel dolgozó ókori és középkori tudomány hitt az ősanyagban s hitte azt, hogy a különböző elemek, amelyek megkülönböztetésére a tapasztalat rákényszeritette, egymással rokonok és egymásba átváltoztathatóak. S különösen a középkorban kereste ezen átváltoztatás módját. Ez volt az alchimia, amely főfeladatát éppen ebben találta : Kereste a „bölcsek kövét”, amellyel olcsó fémből aranyat lehet csinálni.

A 19. század kémiája, amely számszerűleg meg tudja mérni a különböző elemek atomsúlyát, nem tekinti többé tudományos problémának az elemek egymásba való étváltozásának kérdését, mivel tapasztalatai szerint az egyes atomok felépítése oly szilárd, hogy azokban változásról beszélni nem lehet. A 19. század kémiája belenyugszik abba, hogy tudományosan az anyagi világot egy anyagra visszavezetni nem lehet s el kell fogadni, hogy az egymástól független elemeknek egész hosszu sora létezik. Az elemek átváltozásának kérdése a tudomány számára csaknem olyan abszurdum, mint a perpetuum mobile.

A legutóbbi évtizedek kutatásai azonban megint a régi egységesítés irányába viszik az anyagról való felfogásunkat. Ma már a tudomány megint nem hisz az elemek merev szétválasztottságában s különböző elemek egymásba való átváltoztatása ma megint nemcsak, hogy nem látszik abszurdumnak, de elméletileg legalább is lehetségesnek.

A fejlődés hosszú útja vezette ismét erre a felfogásra a modern tudományt.

Bevezette a fejlődést Mendelejeff zseniális felfedezése, aki kimutatta, hogy az atomok között rokonság van. Mendelejeff az atómsúlyok szerint rendezte az elemeket s kimutatta, hogy az így felállított elemsorozatban bizonyos sajátosságok periodikusan lépnek fel. Ez azt bizonyította, hogy az atomok felépítésében vannak belső összefüggések, az atomok nem állanak teljesen idegenül egymás mellett. A Mendelejeff-féle periodicitást azonban csak későbben, az ujabb kutatások eredményeinek fényében értettük meg. Előbb Lénárd a kathodsugarakkal végzett kísérletei útján arra a következtetésre jutott, hogy az anyagnak likacsos természetűnek kell lenni. A rádium sajátosságainak vizsgálata alapján azután Rutherford meg tudta rajzolni az atomszerkezetnek olyan képét, amely egyszerre megmagyarázta a Mendelejeff-rendszer periodicitását.

Rutherford szerint az atom egy igen kicsiny pozitiv töltésű magból s körülötte keringő negativ töltésű elektrónokból áll. Az atom tehát egy kicsiny naprendszer képére képzelendő el, amelyben a pozitiv töltésű mag a központi test, a nap, míg körülötte a negativtöltésü elektronok úgy keringenek, mint napjuk körül a bolygók. Az atom teljes súlyát a pozitív töltésű mag hordja, amely azonban relatíve is igen kicsiny, nem foglal el több helyet az atomban, mint a nap naprendszerünkben. Az egyes elemek az atommag pozitiv töltésének nagysága által különböznek egymástól s az elemek rendezése most már nem az atómsúly, hanem a pozitiv töltés szerint történik, ahol egységnek a hidrogén töltéséi vesszük. Kilencvenkét elemet ismerünk, amelyeknek töltése a hidrogén egységnyi töltésétől az Urán 92 töltésegységéig a sorozatban szabályosan elemről-elemre egy töltésegységgel emelkedik. Ebből a szabályszerűségből az következik, hogy az atóm-magok egyazon épitőkövekből vannak felépítve. S a radioaktiv jelenségek közelfekvővé teszik a feltevést, hogy ezek az alapépitőkövek a hidrogén és hélium magok és elektrónjaik.

De az ujabb kutatások még sokkal tovább mennek ezen irányban. Nemcsak valószínűnek mutatják, hogy az elemek egy közös ősanyagra visszavezethetők, hanem az elemek átváltozásának valóságos példáit tárják szemünk elé, amelyek teljesen feladni késztetnek a 19. század tudományának hitét az elemek állandóságában.

Rutherford kimutatta, hogy mialatt a rádium láthatatlan sugarait kilöveli, olyan változás áll elő benne, amely atómátváltozás. Mialatt az α sugarak, a pozitiv töltésű hélium atomok és a ß sugarak, a negativ elektrónok a rádiumból óriási sebességgel kilöveltetnek, a kiindulási atomból más, uj atom lesz. Ez az atómátváltozás nem téveszthető össze kémiai molekuláris változásokkal. A kettő között a különbségek igen nagyok. Például a rádiumemanáció átváltozásánál kilencmilliószor több energia szabadul fel, mint a legenergiagazdagabb kémiai reakciónál. S ellentétben a kémiai változásokkal, a rádium-atom bomlása a rendelkezésünkre álló eszközökkel nem befolyásolható : az izzószén hőmérsékletén ép oly gyorsan megy végbe, mint a folyékony levegő dermesztő hidegében. Molekuláris változások pedig ilyenek nincsenek. Ezzel az atom megszűnt oszthatatlan egységnek lenni. Pedig atomnak éppen azért nevezték az elemek legkisebb részeit, mert tovább semmi módon nem voltak oszthatók. S íme most nyilvánvalóvá lett, hogy az atom bomlik s átváltozik. A rádiumból ólom lesz, a thóriumból szintén. Az atomok felbomlanak s más anyagok atomjai lesznek belőlük.

De csak önmaguktól. A bomlás spontán, önmagától történő, mi előidézni nem tudjuk. De vájjon nem áll-e ennek fenn a lehetősége s a régi alchimia álma, az aranycsinálás, ami egy az elemek átváltoztatásával, nem váltható-e valóra a modern tudomány eszközei által ?

A rádium kutatása olyan felvilágosításokkal szolgált az anyag szerkezeiéről, amelyek nemcsak hogy nem zárják ki, hanem ellenkezőleg elméletileg lehetségessé teszik, hogy az atómbomlást befolyásoljuk, azaz elemeket egymásba átváltoztassunk. S hogy ez nemcsak egy érdekes tudományos kérdés, hanem óriási gyakorlati következményei is lehetnek, annak megvilágítására szolgáljanak a következő adatok.

A rádiumból kisugárzó α és ß sugarak oly erős lövegek, amelyekhez képest a mi legerősebb ágyúink is gyermekjátékok. A rádium emanáció, azaz a rádiumból kiszakadt részecskék sebessége megközelíti a fény sebességét, úgy, hogy az egyenlítőt négy másodperc alatt végig tudná futni. De másfelől ismeretes, hogy az elevenerő a sebesség négyzetével növekszik. Ugy, hogy egy lövedék nagyságú rádium emanáció négyszázmillióval nagyobb munkát tudna végezni, mint a löveg. Egy egygrammos puskagolyó mechanikai munkatelyesitménye 0ÿ4 lőerő. Egy gramm rádium emanációban négyszázmillószor annyi munkaképesség van : 160 millió lóerő. Ez a munka elég arra, hogy egy 800 lóerős gőzöst 1000 tonna megterheléssel, hatvan órán keresztül, óránként tiz tengeri mérföld sebességgel hajtson. Egy ilyen gőzösnek hajtásához ma tizenhat tonna (egy nagy vagon) szén szükséges. Elképzelhetetlen mennyiségű energiát tudnánk tehát nyerni, ha az atómbomlás folyamatát szabályozni, mintegy befogni s irányítani tudnánk.

Nem lehet csodálkozni tehát, ha az atómbontás kérdése nemcsak az utópisták fantáziáját foglalkoztatja (Carol Capek, cseh iró „Istengyár” cimű új regényében érdekesen dolgozza fel a kérdést), hanem a tudósok kedélyét is rendkívül izgatja.

A rádiumkutatások utján az atom felépítéséről szerzett mai tudásunk szerint az atómbomlás csak az atommagra való hálás által volna befolyásolható. A rádium kisugárzásánál az atommag bocsát ki pozitív vagy negativ részecskéket s változtatja meg ezzel töltését s vele együtt elemjellegét. Tehát, ha az atommag töltését sikerülne megváltoztatni, vagy egy negatív töltésegység bevezetésével vagy egy negatív töltésegység kiugrasztásával, meg volna módunk arra, hogy egyik elemet átváltoztassuk a másikba.

A negatív töltésegység bevezetésének akadályai az atommag körül keringő elektronbolygók. A higany atomban például 800 ilyen elektron kering bolygószerüen a mag körül. Ezek elektromos mezőinek taszító ereje megakadályozza a hasonló töltésű idegen elektron betolakodását. De ha ennek az elektronnak oly nagy sebességet tudunk adni, hogy az atom külső elektronpályáin át tud hatolni, akkor az atommag pozitiv töltéséből magával ránt egy vele ellenkező töltésű részecskét az ellenkező töltések vonzó hatása folytán s megváltoztatja az atom töltését s ezzel az elem minőségét.

Először Rutherfordnak sikerült atomot bomlasztani. A Rádium C α sugaraival nitrogén atommagból szakított ki töltött hidrogén atomokat. A Rutherford intézetének és a bécsi Rádiumintézetnek már eddig 27 különböző, leginkább könnyű elem atommagját sikerült megbontani. Rutherford az atómbontást az atommag egy töltésegységének kiszakításával érte el. Ramsauer kísérleteket végzett arra is, hogy nem lehetne-e a másik utón megváltoztatni az atommag töltését, t. i. egy töltésegység bevezetésével. Ez azonban még nem sikerült.

Legnagyobb feltűnést e téren A. Miethe kísérletei tettek, aki azt állítja, hogy sikerült neki higanyból aranyat csinálni.

A higanyatóm töltése 80, az aranyé 79. Ugy, hogy ha sikerülne a higanyból egy pozitiv töltésegységet kivonni, a higanyból arany állana elő. Hogy ez elméletileg lehetséges, azt az előbbiek igazolják. Miethe és Sfammreích megpróbálták az elméletet valóra váltani. Jaenicke-féle higanylámpával dolgoztak s elektromos áram hosszasabb átbocsátása után a lámpák falán elváltozások rakódtak le, amelyek a kémiai vizsgálatnál aranytartalmat mutattak. Öt kilogram higanyból egyszázad -egytized miligram arany. Hogy azonban ez az arany tényleg higanyból állott elő atombomlás útján, az még ma vita tárgyát képezi. A szakemberek nagy része tagadja s más magyarázatot keres a tényre. Az amerikaiak azt állítják, hogy Miethe nem dolgozott telyesen aranytiszta higannyal s az arany már a kísérlet előtt is benne volt a higanyban. Mások azt mondják, hogy az elektromos áram olyan kis arany mennyiségeket is kimutathatóvá tesz, amelyek nélküle a leggondosabb analízis utján sem fedezdezhetők fel. Egyelőre nem lehet sem azt mondani, hogy Miethe állítását bizonyítani tudná, sem pedig, hogy azt végérvényesen megcáfolták volna.

         Kétségtelen azonban az, hogy magát az elemátváltozást ma a tudomány nemcsak, hogy elméletileg lehetségesnek tartja, hanem Rutherford és a bécsi Rádiumintézet magasabb atómsulyu elemből alacsonyabb atómsulyu elemet tényleg elő is tudott állítani. Ezzel az elemek változhatatlanságának tudományos dogmáját el kellett ejteni s megnyílott megint az út olyan felfogás számára, amely egy közös ősanyagra vezeti vissza az összes jelenségeket s igy jobban megfelel az emberi értelem egységesítő hajlandóságának.   

G.