Дэвид Боданис - E=mc2. Биография самого знаменитого уравнения мира
Растет.
Тетя с племянником по пути из Кунгэльва перешли замерзшую реку. Деревня была уже слишком далеко, чтобы они могли слышать шум ее рынка. Майтнер произвела расчет. Впоследствии Фриш вспоминал: «одна пятая массы протона оказалась точным эквивалентом 200 МэВ. Мы получили источник этой энергии, все сошлось одно к одному!».
Атом был вскрыт. До этого времени все ошибались. Путь внутрь атома состоял не в том, чтобы со все большей и большей силой вколачивать в него частицы. Теперь двое людей, пожилая женщина и ее племянник, находившиеся среди безмолвия полуденных снегов, отчетливо поняли это. Для того, чтобы взорвать атом урана, вовсе не нужно было накачивать его энергией. Довольно было нескольких медленных нейтронов, а дальше процесс шел сам собой. Ядро начинало содрогаться, все сильнее и сильнее, пока удерживающее его в целости сильное взаимодействие не подавалось и электрическое поле, крывшееся внутри ядра, не заставляло фрагменты его разлетаться. Взрыв этот питался собственной энергией ядра.
Майтнер и ее племянник считали науку политически нейтральной и потому подготовили свое открытие для публикации. Следовало присвоить ему какое-то название, и Фриш вспомнил о том, как делятся бактерии. Еще находясь в Копенгагене, он как-то спросил американского биолога, приехавшего с визитом в институт Бора, каким английским словом описывается этот процесс. В результате, в их статье появилось слово «деление», описывающее то, что происходит с ядром атома. Тем временем, Ган уже опубликовал полученные им в Берлине результаты — практически не упомянув о Майтнер, — и вскоре начал продлившуюся почти четверть века кампанию, цель которой состояла в том, чтобы доказать: вся честь сделанного открытия принадлежит только ему одному.
Тридцатилетние поиски завершились. За десятилетия, прошедшие после 1905 года, в котором появилось уравнение Эйнштейна, физики показали, как можно взломать атом и извлечь из него сконденсированную, замороженную энергию, о которой говорит формула E=mc2. Они обнаружили ядро, открыли частицу, названную нейтроном и способную легко проникать в ядро и покидать его (особенно если посылать в него нейтроны замедленные), выяснили, что дополнительные нейтроны, внедренные в такие сверхплотные атомы, как атом урана, заставляют их ядра дрожать, ходить ходуном и взрываться.
Майтнер установила: происходит это потому, что существующее внутри ядра мощное электрическое поле, сдерживается подобием пружин или клея, именуемым сильным ядерным взаимодействием. Когда дополнительный нейтрон начинает расшатывать ядро, эти пружины подаются, и внутренние части ядра разлетаются, приобретая огромную энергию. Если взвесить все до и после, оказывается, что разлетающиеся части ядра «весят» меньше, чем бывшее прежде целым ядро. И что именно «исчезнувшая» масса дает энергию, которая обеспечивает высокую скорость их разлета. Ибо на самом деле, никуда эта масса не исчезает. Уравнение Эйнштейна показывает, что она просто проявляет себя в форме энергии, которую c2 увеличивает, в сравнении с массой, почти в 1166400000000000000 раз (в единицах км/час).
Открытие это оказалось зловещим, поскольку теоретически кто угодно мог начать взламывать ядра, эти сердцевины атомов, и получать выбросы огромной энергии. В любую другую эпоху последующие шаги совершались бы медленно и первая атомная бомба появилась бы лишь в 1960-х или 1970-х годах. Но в 1939-м началась самая большая в истории война.
Ас нею началась и гонка, в которой должна была финишировать страна, сумевшая первой получить предсказанную уравнением Эйнштейна энергию.
Часть 4. Совершеннолетие
Глава 10. На сцену выходит Германия
К 1939 году Эйнштейн уже не был никому не известным молодым человеком, отцу которого приходилось выпрашивать для него работу у лейпцигского профессора. Труды по теории относительности обратили его в самого прославленного из ученых мира. Он стал ведущим профессором Берлина, а когда еврейские погромы и антиеврейская политика сделали пребывание в Германии невозможным, уехал — в 1933 году — в Америку, приняв пост в новом Институте перспективных исследований, который был создан в Принстоне, штат Нью-Джерси.
Когда Эйнштейн узнал о результатах Майтнер и о том, какое развитие получают эти результаты в других исследовательских группах, он направил личное письмо президенту, а коллеги Эйнштейна организовали доставку этого письма непосредственно в Белый дом одним из президентских доверенных лиц.
Ф. Д. Рузвельту,
Президенту Соединенных Штатов,
Белый дом,
Вашингтон, округ Колумбия.
Сэр!
Некоторые недавние работы… которые были сообщены мне в рукописи, заставляют меня ожидать, что уран может быть в ближайшем будущем превращен в новый важный источник энергии. Определенные аспекты возникшей ситуации, по-видимому, требуют особого внимания и, при необходимости, быстрых действий со стороны правительства…
Это новое явление способно привести… к созданию бомб, возможно, — хотя и менее достоверно, — исключительно мощных бомб нового типа. Одна бомба такого типа, доставленная на корабле и взорванная в порту, способна полностью разрушить весь порт и часть прилегающей к нему территории…
Искренне Ваш,
Альберт Эйнштейн
Увы, ответ был таким:
БЕЛЫЙ ДОМ,
ВАШИНГТОН
19 октября 1939
Дорогой профессор!
Я хочу поблагодарить Вас за Ваше недавнее письмо и чрезвычайно интересное и важное приложение к нему.
Я счел эту информацию настолько существенной, что провел посвященное ей совещание… Прошу Вас принять мою искреннюю благодарность.
Искреннейше Ваш,
Франклин Рузвельт.
Даже человек, проведший в Америке, подобно Эйнштейну, лишь несколько лет, понял бы, что «чрезвычайно интересное» это эквивалент резкой отповеди. Президентов постоянно осыпают идеями, никакого практического значения не имеющими. Если присылающий такую идею человек обладает известностью, с ним приходится обходиться повежливее, однако ни ФДР[6], ни его сотрудники не поверили в бомбу, способную уничтожить целый порт.
Покинув рабочий стол Рузвельта, письмо покочевало по другим столам и, в конце концов, попало в руки Лаймана Дж. Бриггса, благодушного любителя курительных трубок, возглавлявшего в федеральном правительстве «Бюро стандартов». Именно Бриггсу предстояло бы взять на себя всю полноту ответственности за разработку в США атомной бомбы.
В длинной истории назначения тех, кого не следует, на важные посты встречаются эпизоды весьма пикантные, однако этот можно считать одним из самых пикантных. Бриггс попал на государственную службу во время правления Говера Кливленда, в 1897 году, — еще до Испано-Аамериканской войны. Он был человеком прошлого, человеком, который наиболее уютно чувствовал себя в том времени, когда все казалось простым и легким, а Америке ничто не грозило. И желал, чтобы так оно дальше и продолжалось.
В апреле 1940-го находившийся тогда в Англии племянник Майтнер, Роберт Фриш, начал убеждать британские власти в практической возможности создания бомбы. Несколько позже в Вашингтон был срочно направлен содержавший эту новость совершенно секретный меморандум. В то время по всей Европе шли огромные сражения; танковые армии захватывали все новые и новые страны. Однако Лайман Дж. Бриггс был не из тех, кто клюнул бы на подобную удочку. Дурацкий меморандум англичан мог, если бы его кто-нибудь увидел, оказаться по-настоящему опасным. И Бриггс упрятал его в свой сейф.
Немецкие чиновники, даже те из них, что не имели научной подготовки, смотрели на историю совсем иначе. Много ли хорошего видели они в недавнем прошлом? Оно привело лишь к развалу армии в конце Первой мировой войны, к коррупции Веймарской республики, к инфляции, а там и к безработице. Ближайшему будущему надлежало стать другим. Вот почему они питали такую веру в новые дороги, новые автомобили, новые механизмы — и новые завоевания. Гипотезы, зародившиеся в последнее время в научных лабораториях, также обещали нечто новое и мощное. Несколько позже Джозеф Геббельс записал в дневнике: «Я получил доклад о последних разработках в германской науке. Исследования в области атомного разрушения ныне достигли точки, за которой… как нас уверяют, возникает возможность добиться колоссальных разрушений ценой минимальных усилий… Важно, чтобы мы опередили всех…».
Ну а человек, способный добиться этого, у Германии имелся.
Летом 1937 года Вернер Гейзенберг пребывал на вершине блаженства. Он был величайшим после Эйнштейна физиком своего времени, прославившимся работами по квантовой механике создателем принципа неопределенности. К тому же, он только что женился и теперь, дело было в начале июля, возвращался после продолжительного медового месяца в Гамбург, в свой старый семейный дом, где все еще жила его мать и была по-прежнему выставлена на всеобщее обозрение собранная им в отрочестве полутораметровая, снабженная электрическим моторчиком модель линкора. К тому же, Гейзенбергу предстояло произвести не лишенный приятности телефонный звонок, ибо он получил, помимо прочего, предложение занять важный пост на том самом университетском факультете, на котором он, восходящая звезда немецкой науки, почти пятнадцать лет назад защитил докторскую диссертацию. И Гейзенберг позвонил с телефона матери ректору университета.
