Ядерная зима. Что будет, когда нас не будет?

Благодаря влиянию Гильберта в Геттинген в 1921 г. был приглашен один из наиболее талантливых физиков-теоретиков «новой школы» – Макс Борн. Ему в то время исполнился тридцать один год, однако он не был новичком для Георгии Августы. Сын широко известного биолога из Бреслау, он получил высшее образование в Геттингене, блестяще окончив в 1907 г. Математический институт. Занятия и путешествия приводили его то в Кембридж, то в Бреслау, то в Берлин, то в Франкфурт. Появление Макса Борна во Втором физическом институте на Бунзенштрассе – в кирпичном здании невыразимо убогого вида, похожем на прусские кавалерийские казармы, ознаменовало начало короткого, но продуктивного золотого века геттингенской атомной физики. Вскоре после прибытия в Геттинген Борну помогла небольшая бюрократическая ошибка, одна из тех шуточек судьбы, которые могут приводить к неожиданным результатам. Хотя кафедра экспериментальной физики и существовала уже в то время в Геттингене, тем не менее возглавлявший ее профессор Пол занимался в основном преподаванием и поэтому имел слишком мало времени для исследований. Новый глава института, проверяя однажды бумаги, обнаружил, что в бюджете предусмотрена вторая кафедра. Ему объяснили, что это просто канцелярская ошибка.

Борн отказался признать это и настоял на букве закона. Благодаря этому он смог вызвать в Геттинген Джемса Франка, в то время уже широко известного научными открытиями, одно из которых принесло ему впоследствии Нобелевскую премию.

Гильберт, Борн и Франк – люди высокого таланта, неистощимого трудолюбия и пламенной страсти – начиная с 1921 г. вместе работали в Геттингене. Каждый из них имел свои особенности. Борн, например, отличался большой разносторонностью. Он обладал столь разнообразными талантами, что отлично мог бы стать первоклассным пианистом или писателем. Перед поступлением в университет отец дал ему следующий совет: «Ты обязательно должен перепробовать все курсы прежде, чем решить, какому из них посвятить себя». В университете в Бреслау он записал своего сына одновременно на лекции по праву, литературе, психологии, политической экономии и астрономии.

Франк подобно Борну происходил из еврейской семьи, давно осевшей в Германии. Впоследствии он никогда не мог забыть своего родного Гамбурга. Несмотря на сердечность и теплоту, которые делали его весьма популярным среди студентов, он всегда оставался гамбургским аристократом и держался от людей на расстоянии. «Выдающийся человек», – говорили о нем тогда. Позднее его называли «святым» не только за необыкновенную доброту, но и за его почти религиозное служение физике. О своих переживаниях он говорил на языке средневековой мистики: «Единственным критерием, по которому я могу судить о действительной важности новой идеи, является чувство ужаса, которое охватывает меня».

Почти в каждом столетии какая-нибудь область человеческого мышления и созидательной деятельности приобретает неотразимую привлекательность для одаренных умов. В одни годы неутомимые искатели нового испытывают особый интерес к архитектуре. В другие они посвящают себя живописи или музыке, теологии или философии.

Внезапно (никто не знает, как это случается) наиболее чуткие души улавливают, где только что поднята новая целина, и нетерпеливо устремляются туда, чтобы не только принять это новое, но и приобщиться к числу его основоположников и властителей.

В годы после первой мировой войны такую магнетическую силу приобрела атомная физика. Поскольку в этой области оказалось много нового и неопределенного, учителя и ученики здесь сплотились гораздо теснее, чем при изучении других научных дисциплин. Прежние заслуги ценились не очень высоко. Старость и молодость становились равноправными товарищами в этом походе внутрь материи. И та, и другая одинаково гордились своими успехами и проявляли одинаковые скромность и смущение перед лицом неведомого.

Профессора не делали секрета из своих ошибок и сомнений. Они знакомили учеников с частной корреспонденцией, в которой обсуждали с иностранными коллегами нерешенные проблемы. Всем этим они вдохновляли молодежь на новые поиски.

Джемс Франк, обладавший к тому времени Нобелевской премией, проводя сложнейшие вычисления и утеряв путь дальнейших выкладок, мог, например, отвернуться от доски и спросить у одного из своих студентов: «Может быть, Вам удалось увидеть следующий шаг?».

В течение семестра кульминационным пунктом каждой недели бывали «Семинары о материи», проводившиеся в институте Борном, Франком и Гильбертом. Для Гильберта стало почти традицией открывать работу семинара фразой: «Итак, господа, подобно Вам я хотел бы, чтобы мне сказали точно, что такое атом?». И каждый раз студенты старались просветить профессора.

За проблему энергично принимались сызнова и пытались найти новое решение. Но каждый раз, когда кто-нибудь из молодых гениев начинал искать спасение в доступных лишь избранным высотах усложненных математических толкований, Гильберт прерывал его: «Я совершенно не могу Вас понять, молодой человек. Не угодно ли Вам будет рассказать все снова?» Таким образом, каждый был вынужден высказываться с максимальной ясностью и строить прочные мосты через провалы в знаниях, а не перепрыгивать через них путем поспешных умозаключений.

Такие дебаты все больше и больше концентрировались вокруг основных проблем познания. Уничтожалось ли благодаря открытиям атомной физики всякое различие между субъектом и объектом? Могли ли две взаимоисключающие теоремы, относящиеся к одному и тому же предмету, рассматриваться как правильные с некоторой высшей точки зрения? Прав ли тот, кто отрицает, что в основе физики лежит неразрывная связь между причиной и следствием? Могут ли в таком случае существовать законы природы? Возможны ли научные предвидения?

Подобные вопросы могли обсуждаться без конца. В зимний семестр 1926 г. среди талантливой молодежи выделялся один стройный, довольно изящный студент – американец. Часто во время выступлений он мог под влиянием минуты так импровизировать, что никому уже не удавалось вставить хотя бы слово. Сначала его выслушивали с захватывающим интересом. Но затем его чрезмерная болтливость и красноречие стали вызывать раздражение. Менее чем через 20 лет этот вундеркинд стал всемирно известен: Юлиус Роберт Оппенгеймер впервые был представлен публике газетами в августе 1945 г. как «отец атомной бомбы».

Оппенгеймер в числе многих молодых американцев приехал в те годы в Старый Свет изучать физику. Они иногда называли себя «рыцарями Колумба наоборот», так как приплывали в направлении, обратном тому, которым плыл Колумб, Они, так же как и Колумб, искали «новый континент», а затем возвращались в свою страну, где все еще преподавали «старомодные физики»» и привозили с собой совершенно невероятные новости и сказочные открытия, которые подобно золоту, захваченному в XVI в. испанскими мореплавателями, должны были принести их родной стране огромное, но весьма беспокойное преимущество.

Почти все молодые американцы, приезжавшие в Европу, не испытывали нужды в деньгах. Эти ученые-туристы с противоположного берега Атлантики вносили своеобразную струю в жизнь университетских городов Европы, обнищавших в результате войны. Часто эти туристы привозили с собой доллары, которые они ухитрялись доставать в филантропических организациях для своих временных европейских «альма матер». В частности, обнищавшие немецкие научные институты в значительной мере пользовались таким видом американской помощи. Что делал бы тайный советник Зоммерфельд из Мюнхена, если бы его скудные ресурсы не пополнялись время от времени из Фонда Рокфеллера? Когда Уиклифф Роуз, распорядитель фонда, пожертвованного нефтяным магнатом, путешествовал по Европе, университеты принимали его, как владыку. От размеров суммы, проставленной на выписанном им чеке, зависело выполнение многих научных программ предстоящего года и судьбы многих молодых ученых.

Американские математики и физики особенно любили Геттинген.

Профессор Чарльз Майкельсон, прибывший сюда с визитом еще до Первой мировой войны, работал здесь в течение семестра, а Милликэн и Ленгмюр, эти великие старейшины американской физики и химии, учились в Геттингене.

В девятнадцатом и двадцатых годах десятки американцев занимались на факультете естественных наук Георгии Августы. Они привозили с собой в Геттинген нечто от привольного духа американских университетских городков. Их ежегодные «благодарственные» обеды повсеместно пользовались широкой популярностью. Наиболее памятным был обед под председательством К. Т. Комптона в 1926 г. Американцы показывали немецким коллегам, как надо есть индюшку и сахарную кукурузу и, в свою очередь, учились пить пиво, петь и маршировать. Почти все американцы, ставшие впоследствии широко известными учеными-атомниками, перебывали в Геттингене между 1924 и 1932 годами. В их число входили Кондон; стремительный Норберт Винер; Брод, постоянно погруженный в размышления; скромный Рихтмайер; бодрый Поулинг – один из учеников Зоммерфельда, часто приезжавшего из Мюнхена, и, наконец, удивительный «Оппи», который в Геттингене занимался не только изучением физики, но и отдавал дань своим увлечениям философией, психологией и литературой. Особенно он зачитывался дантовским «Адом» и во время долгих вечерних прогулок вдоль железной дороги обсуждал со своими коллегами вопрос о том, почему Данте поместил ищущего истину Вергилия в ад, а не в рай.

Однажды вечером Пауль Дирак, отличавшийся тихим нравом, отозвал Оппенгеймера в сторону и мягко упрекнул его: «Я слышал, – сказал он, что вы пишете стихи так же хорошо, как и работаете над физикой. Каким образом можете вы совмещать два подобных предмета? Ведь в науке стараются говорить так, чтобы каждому было понятно нечто ранее неизвестное. А в поэзии дело обстоит как раз наоборот».

Оппенгеймер и Дирак жили на Гейзмарер-Ландштрассе в прекрасной гранитной вилле с фасадом, обращенным к Астрономической обсерватории, где некогда работал Карл Фридрих Гаусс. Для геттингенских семей, стоящих на достаточно высоких ступенях социальной лестницы, уже установилась традиция принимать студентов в качестве «платящих гостей». Гости вносили в провинциальный пансион дыхание внешнего мира и получали взамен какую-то долю домашнего уюта, которым они вначале пренебрегали, но вскоре начинали ценить по достоинству. Между теми, кто сдавал комнаты, и теми, кто их снимал, зачастую возникала длительная дружба, а иногда дело заканчивалось и браком. Поразительное количество профессорских жен на всех пяти континентах ведут свой род из маленького Геттингена.

В этих семействах иностранные студенты очень быстро овладевали немецким языком. Часто за время учебы они писали по-немецки даже статьи для научных изданий. В разговоре, однако, они подчас делали уморительные ошибки. Молодой англичанин астрофизик Робертсон однажды пожелал узнать точный вес письма, которое он собирался послать за границу. Он вваливается в лавочку и запыхавшись спрашивает у девушки за прилавком: «Haben Sie eine Wiege? Ich mochte etwas wagen» («Есть у вас детская колыбелька? Я хочу сделать нечто рискованное»).

Девушка вспыхивает от смущения и пристально смотрит на него, а он поспешно поправляется: «Haben Sie eine Waage? Ich mochte etwas wiegen» («Есть ли у вас весы? Я хочу кое-что взвесить»).

Американские студенты никогда не могли ужиться с бюрократическими формальностями, процветавшими в германских университетах. Даже Оппенгеймер споткнулся на этом. Весной 1927 г. он обратился за разрешением держать экзамен на докторскую степень.

Ко всеобщему удивлению в просьбе ему было решительно отказано прусским министром высшего образования, в ведении которого находился геттингенский университет. На запрос декана факультета о причине отказа из Берлина от министерского советника фон Роттенбурга пришел следующий ответ:

«Просьба герра Оппенгеймера совершенно не соответствует установленным правилам. Естественно, что Министерство должно было отказать в ней».

Оппи, по-видимому, забыл о правилах, согласно которым вместе с просьбой о разрешении вступить в Георгию Августу он должен был представить подробное описание своей деятельности. Поэтому его поступление в высшее учебное заведение не было законно оформлено и, следовательно, он никогда не числился в университете вообще.

Профессора, обучавшие будущего «отца атомной бомбы», вынуждены были писать умоляющие письма в ректорский совет и в министерство. Макс Борн заявил, что докторская работа Оппенгеймера является выдающейся и что ее следует опубликовать в одном из выпусков геттингенских диссертаций. В посланной властям петиции о разрешении оформить задним числом зачисление Оппенгеймера в университет был приведен довод о том, что «экономические обстоятельства делают невозможным для герра Оппенгеймерз оставаться в Геттингене после окончания летнего семестра».

Насколько справедлив был такой аргумент в действительности? Отец Оппенгеймера – нью-йоркский бизнесмен – в юности переселился из Германии в Соединенные Штаты и там составил себе состояние.

Следовательно, Оппи нуждался не столько в деньгах, сколько в терпении. Ожидание следующего семестра в Геттингене он рассматривал просто как потерю времени. Однако в те годы подобные невинные обманы еще не делались предметом разбирательства в Комиссии по расследованию. Петиция прошла все инстанции, не встречая возражений.

Роберт Оппенгеимер держал устный экзамен 11 мая 1927 г. По всем предметам, за исключением физической химии, он получил отметки «отлично» или «очень хорошо». Его письменная работа, по словам Макса Борна, была свидетельством высоких научных достижений и выделялась на общем фоне обычных диссертаций. Борн заявил, что «единственный дефект, который можно найти в работе, состоит в том, что ее трудно читать. Но этот формальный недостаток так мало значит по сравнению с содержанием, что я предлагаю особо отметить этот труд».

Известный ученый Курт Гиршфельд, находившийся в то время в Геттингене, рассказывает, какими эксцентричными порой были юные математики и физики. Однажды ему пришлось видеть, как один из членов борновского «детского сада», шествовавший погруженным в свои мысли, неожиданно споткнулся и упал. Гиршфельд подбежал и пытался помочь ему встать на ноги. Но упавший студент все еще лежа на земле, сердито отклонил его усилия: «Оставьте меня в покое, слышите! Я занят!». Возможно, его только что осенило какое-нибудь новое блестящее решение.

Фриц Хоутерманс, ныне профессор физики швейцарского университета, рассказывает, как однажды в полночь он был разбужен одним из приятелей – студентом, ломившимся в окно его комнаты, расположенной на первом этаже дома на Николаусбургштрассе. Ночной гость заявил, что его только что осенила великолепная идея, которая может устранить некоторые неразрешимые противоречия в новых теориях.

Далекий от мысли выгнать незваного гостя, сонный хозяин, надев халат и туфли, сейчас же открыл дверь. И оба они до рассвета работали над вновь выведенными уравнениями.

В те волнующие годы не было ничего необычного в том, что подобные «умственные всплески» даже у очень молодых людей могли вызвать немалый переполох в международных профессиональных кругах, а в некоторых случаях и принести их авторам славу чуть ли не в течение одной ночи.

Так, например, Вернер Гейзенберг, сын профессора истории церкви, последний год обучался в школе в самый разгар мюнхенских революционных событий и состоял в антикоммунистическом отряде, составленном из школьников. Чтобы доставить продовольствие своей голодающей в блокированном городе семье, ему пришлось дважды с риском для жизни проскальзывать между линиями расположения «белых» и «красных». Неся сторожевую службу на крыше духовной семинарии, он читал Платона и был захвачен атомистическими теориями древних греков. Но мнение, утверждавшееся в платоновском «Тимее», что атомы являются просто независимыми тельцами, удовлетворяло его столь же мало, как рисунок в учебнике по физике, где атомы изображались с крючками и глазами. Такое критическое отношение, выражавшееся в отказе поддаваться давлению любого авторитета, не оставляло Гейзенберга даже тогда, когда его наставник Зоммерфельд пригласил его с собой в Геттинген на цикл лекций Бора. Далекий от того, чтобы ограничиваться почтительным выслушиванием великого человека из Копенгагена, юноша, которому в ту пору только что исполнилось 19 лет, неоднократно «скрещивал мечи» с ним во время долгих прогулок.

Следствием этих восхищавших Гейзенберга бесед было решение изучать физику. Вскоре его имя уже можно было прочесть в одной из зоммерфельдовских публикаций, где о нем говорилось как о сотруднике.

В 23 года он работал ассистентом у Борна, в 24 читал лекции по теоретической физике в Копенгагене, а в 26 стал профессором в Лейпциге. Когда ему исполнилось 33 года, он получил Нобелевскую премию за теоретические исследования фундаментальной важности, опубликованные в предшествующие годы. И это в том возрасте, когда большинство студентов-медиков и правоведов только еще заканчивают свою практику! Гейзенберг считал себя удачливым человеком, и это было совершенно верно. Блестящие достижения его ума: определение «принципа неопределенности» или обоснование идеи «матричного исчисления», впоследствии развитой им с помощью Борна и студента Паскуаля Иордана, – все это, казалось, просто свалилось ему с неба.

Тощий и долговязый Дирак, сын шведа и англичанки, достиг блестящих успехов в области физики, когда был еще моложе Гейзенберга. Даже посвященный человек не всегда мог уследить за его умозаключениями. В дни отлучек из Кембриджа его часто можно было видеть работающим в одном из классных помещений Второго физического института в Геттингене. Как бы в экстазе он мысленно беседовал с рядами символов на исписанной мелом доске. Даже в присутствии другого лица Дирак почти никогда не сопровождал свои математические выкладки словами.

Устная речь, по-видимому, не смогла бы выразить того, что ему хотелось сказать. Физики часто любили говорить, что Дирак настолько молчалив, что произносит законченную фразу лишь один раз в каждый високосный год.

Эта небольшая группа молодежи в возрасте от 20 до 30 лет вдохновлялась яркими талантами и прежде всего такими, как Энрико Ферми, Пат Блэкетт, в прошлом английский морской офицер, который фотографировал и интерпретировал удивительный мир атомных явлений.

Там был и Вольфганг Паули из Вены, который однажды, шутки ради, танцевал посреди Амалиен-штрассе в Мюнхене по случаю того, что его осенило что-то новое. Все они, конечно, понимали, что заняты работой далеко идущего значения и важности. Но они и представить себе даже не могли, что их несколько таинственные занятия так скоро и так глубоко повлияют на судьбы человечества и их собственные жизни.

Молодой австриец Хоутерманс в то время, конечно, и не подозревал, что некоторые идеи, выдвинутые им теплым летним днем во время прогулки под Геттингеном с приятелем, студентом Аткинсоном, четверть века спустя приведут к взрыву первой водородной бомбы, этого современного «абсолютного» оружия. Желая заполнить чем-то время, два старшекурсника занялись, чуть ли даже не в шутку, неразрешенной проблемой об истинном источнике неистощимой энергии Солнца, которое изливало свой свет прямо на их головы. Не могло, конечно, и речи быть об обычном процессе горения, так как материя Солнца давно израсходовалась бы в процессе выделения такого колоссального количества тепла в течение многих миллионов лет. Со времени появления формулы Эйнштейна о взаимосвязанности материи и энергии стала расти догадка о том, что, по всей вероятности, в основе деятельности гигантской небесной лаборатории лежат процессы атомных превращений. Аткинсону приходилось участвовать в резерфордовских превращениях атома в Кембридже. Он высказал своему компаньону мысль о том, что все сделанное в кавендишской[5] лаборатории осуществимо также и здесь.

Так началась работа Аткинсона и Хоутерманса над их теорией термоядерных реакций внутри Солнца, позднее получившей значительную известность. Исходным в этой теории было предположение о том, что происхождение солнечной энергии следует приписывать слиянию атомов легких элементов. Дальнейшее развитие этой идеи привело прямо к водородным бомбам, которые сейчас угрожают человечеству.

Конечно, в то время ни один из этих двух юных атомников и не помышлял о таких зловещих обстоятельствах. Хоутерманс рассказывает:

«В тот же вечер я пошел гулять с прелестной девушкой. Когда стемнело и одна за другой стали появляться звезды во всем их великолепии, моя спутница воскликнула: «Как прекрасно они сверкают! Не правда ли?». Я выпятил грудь и произнес важно: «Со вчерашнего дня я знаю, почему они сверкают». Казалось, такое заявление ее не тронуло. Возможно, она не поверила ему. В тот момент она, вероятно, не испытывала ни малейшего интереса к каким бы то ни было проблемам».

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

Речь, произнесенная 13 августа 1946 г. перед студентами Геттингенского университета. Первая публикация: Heisenberg W. Wissenschaft als Mittel zur Verstandigung unter den Volkern//Heisenberg W. Wandlungen in den Grundlagen der Naturwissenschaft. Stuttgart, 1959. – Прим. ред.

2

Пригороды Австрии. – Прим. ред.

3

Имеется в виду исполнившееся в 1946 году 300-летие со дня рождения Лейбница. – Прим. ред.

4

Карл Фридрих фон Вейцзеккер (1912–2007) – немецкий физик и философ. Почетный член Леопольдины (1992), иностранный член французской Академии моральных и политических наук (1974). – Прим. ред.

5

Лаборатория имени Кавендиша в Кембридже. – Прим. перев.