Хуберт Мания - История атомной бомбы
Если и присутствует в Гёттингене «гений места», то это строгий дух математики. После того как Карл Фридрих Гаусс, Бернард Риман и Герман Миньковский задали здесь новый масштаб науки, сподвигнувший Альберта Эйнштейна к его общей теории относительности, в Гёттингене и теперь преподают мировые корифеи — такие, как Феликс Клейн и Давид Гильберт. Все они однозначно доказали свои теоремы. Математические истины остаются вне всяких сомнений, тогда как перманентные поиски Бора и его интуитивное нащупывание основы всего сущего давно не отвечают строгим критериям собравшихся здесь математиков. Поэтому Бор вдумчиво подбирает слова. Строгие наблюдатели хоть и признают авторитет Бора и впечатлены его харизмой, однако ропщут на отсутствие однозначности и раздражающую ауру таинства, которым не место в естественных науках. На их вкус, Бор оставляет своим слушателям слишком много простора для собственных интерпретаций. Но именно это обстоятельство приводит молодого Гейзенберга в приподнятое настроение. Он способен проникнуться смутными чувствами Бора и понять его боль расставания с очевидностями классической физики. В метаниях от наглядности к трудно поддающейся пониманию абстракции именно эта приблизительность и скрытность и кажутся ему единственно уместным изображением квантовой теории: «...и почти за каждым тщательно сформулированным тезисом просматриваются длинные шеренги мыслей, из которых произнесению поддается лишь начало, а конец теряется в полутьме очень волнующей меня философской позиции» — так передает Гейзенберг настроение в аудитории.
И у него хватает самоуверенности, чтобы пробиться в философскую полутьму Бора и включить там освещение. Для большинства слушателей это первая встреча с Нильсом Бором, который к этому времени уже упоминается наравне с Альбертом Эйнштейном. Немецкие профессора в восторге. Они умеют оценить тот факт, что Бор игнорирует культурный бойкот против Германии, и потому упиваются визитом ведущего атомного теоретика. Бор возвращает достославному университету долгожданный международный лоск. Соответственно и ведущие представители немецкой науки с благодарностью и почтением слушают доклады знаменитого датчанина и в последующих дискуссиях задают свои сочувственные вопросы скорее сдержанно и уважительно, не отваживаясь на открытую критику. Тем более смущенно публика реагирует, когда в конце третьей лекции в задних рядах встает какой-то узкоплечий «белобрысый юнец», который мог попасть сюда и случайно, как «крестьянский парнишка или ученик столяра», и жестко возражает мастеру в определенном пункте.
А именно: Нильс Бор как раз собирался преподнести гёттингенской публике расчеты своего ассистента Хендрика Крамерса по расщеплению спектральных линий в электрическом поле в качестве подтверждения его центральной метафоры — атомарной планетной системы. Двадцатилетнему Гейзенбергу уже известна работа Крамерса, и теперь он беспощадно критикует ее за то, что она деликатно прибегает к классическим методам. Желая вскрыть ее принципиальную ошибку, он соглашается признать приведенные псевдодоказательства лишь в качестве предельного случая. Он без всяких затруднений демонстрирует потрясенному Бору недостатки расчетов во всех их постыдных подробностях.
«В дискуссии он храбро оборонялся, и мы дивились на него», — вспоминает будущий друг и коллега Гейзенберга Фридрих Хунд. Четвертый семестр, возмущаются авторитеты. Ведь он тогда еще даже не защитил диссертацию. Бор забеспокоился и дрогнул. Ему не удается парировать доводы Гейзенберга. Но он прекрасно видит, что ученик Зоммерфельда хорошо ориентируется в слабых местах его теории. По окончании мероприятия Бор приглашает молодого человека прогуляться — оценка, которой могли позавидовать многие профессора. Во время этой аудиенции на свежем воздухе Гейзенбергу становится ясно, что Бор в первую очередь философ и лишь потом физик. Который окружает картины атомарных процессов вопросительными знаками и преподносит с большим сомнением. Который скорее угадывает и чует их, вместо того чтобы выводить заключения. Который к собственной теории настроен более скептично, чем, например, Зоммерфельд. Который в принципе хоть и готов отступиться от наглядных описаний структуры атома, но еще не знает нового языка, на котором удалось бы добиться понимания.
Нильс Бор не мог знать вечером четырнадцатого июня 1922 года, что прогуливается по лесистому Хайнбергу на окраине Гёттингена с человеком, который сможет вывести квантовую теорию из кризиса. Однако столь же интуитивно, как он занимается своей атомной физикой, Бор выискивает людей, обладающих творческой силой и отвагой для разрешения внутренних противоречий квантовой теории. Приглашение на стажировку в Копенгаген этот студент вполне может расценивать как посвящение в рыцари.
Пока Арнольд Зоммерфельд осенью 1922 года уезжает на шесть месяцев в США в качестве приглашенного профессора, Гейзенберг учится у Макса Борна в Гёттингене, летом 1923 года защищает диссертацию у Зоммерфельда в Мюнхене и в октябре того же года возвращается в Гёттинген ассистентом Борна. К этому времени инфляция достигла своей абсурдной кульминации. Если за год перед тем Гейзенберг платил за пачку сливочного масла 750 марок, чтобы хозяйка, у которой он снимал комнату, могла при случае приготовить ему вечером жареный картофель, то теперь кило ржаного хлеба стоит полтриллиона марок. В тесном сотрудничестве с Борном Гейзенберг берется за основательную реформу квантовых закономерностей, которые положены в основу модели атома Бора — Зоммерфельда. Правда, их общие попытки спасти систему планетных орбит вращения электронов вокруг ядра, добавив новые законы, не привели к успеху. Родившуюся из усилий Гейзенберга работу Борн принимает в мае 1924 года в качестве заявки на доцентуру в университете.
Разумеется, Макс Борн и его ассистент Гейзенберг в Гёттингене хотят ни много ни мало как основать новую теорию атома. Та же честолюбивая идея движет и Нильсом Бором с его ассистентом Хендриком Крамерсом в Копенгагене. Сам Бор давно уже распрощался с пластичным, но уже несостоятельным представлением об атоме как о Солнечной системе в миниатюре. В поисках пути реформирования теории атома Бор ведет себя временами еще туманнее и загадочнее, чем прежде. Ради своей новейшей тезы он даже ставит под сомнение священный принцип сохранения энергии и причинно-следственную связь. И снова — типичные для Бора необоснованные допущения, которые он не может ни вывести, ни математически обосновать. Эйнштейн находит тезы своего друга Бора «отвратительными». В письме к Максу Борну он и вовсе грозит своим полным устранением из профессии. Ибо если работы над новыми квантовыми законами и дальше будут продвигаться в столь странном направлении, «то лучше я буду сапожником, а то и вовсе работником казино, чем физиком».
Запутался и Вольфганг Паули, еще один ученик Зоммерфельда. «Физика в данный момент снова сбилась с пути, для моего ума она, во всяком случае, непостижима, — кокетничает острый на язык профессор в мае 1925 года, — и я бы предпочел быть киношным комиком, никогда ничего не слыхавшим о физике». Давид Гильберт верит ему на слово. Знаменитый математик вещает из Гёттингена, что физика нынче и впрямь стала слишком трудна для физика. Только математик мог бы навести в ней порядок. Сам Гильберт, правда, благородно воздерживается от предложения решений.
Полгода спустя Гейзенберг наконец приезжает на вожделенную стажировку в копенгагенский институт Бора как стипендиат Рокфеллера и с первого дня прилежно изучает датский и английский языки. В следующие восемь месяцев он постоянно работает с Бором и его личным ассистентом Хендриком Крамерсом, который, помимо всего остального, превосходно играет на виолончели и фортепьяно. Сообща они оттачивают теорию, которая довела Эйнштейна и Паули до того, что те подумывали присмотреть себе менее изнурительное ремесло. Гейзенберг остается непоколебим в своем отрицании существующих положений и учится защищать свои мысли от доминирования Бора и его ассистента. Правда, одна компонента поднятой на смех теории задела его за живое. Это представление об атоме как скоплении колебаний, которые соответствуют наблюдаемому световому шоу спектральных линий. Математика этих колебаний позволяет — что Крамерс с блеском и доказывает — полностью рассчитать взаимодействия атома со светом любой частоты.
Значит, он все-таки мог бы, думает Гейзенберг, рассматривать не наблюдаемые напрямую движения электрона как наложение атомарных колебаний. Это была бы подходящая альтернатива расхожему представлению об орбитах электронов, тем более что сам он больше не участвовал в рассуждениях о модели планетного кругообращения.
Судьбоносная прогулка по гёттингенскому Хайнбергу получает свое подобающее продолжение в многодневных пеших странствиях по Дании. Тут Гейзенберг в своей стихии, тем более что бывший футболист Бор загорелся спортивным азартом, когда Гейзенберг на пляже вызвал его потягаться, кто дальше запустит плоский камешек скакать по поверхности моря и сможет попасть в плавающие буи. Когда молодой немец, полный задора, поднял с проселочной дороги камешек, швырнул его в очень далеко стоящий телеграфный столб и действительно попал в него «вопреки всякой вероятности», Бор мгновенно посерьезнел: «Целиться в столь отдаленный объект и потом попасть — это, разумеется, невозможно. Но если у тебя хватает наглости бросить камень в ту сторону, не целясь, и вообразить при этом абсурдную возможность, что попадешь, тогда, быть может, это и случится. Воображение... может оказаться сильнее, чем воля и тренировка».
