Квантовая революция. Как самая совершенная научная теория управляет нашей жизнью - Адам Беккер

на работе физика Лизы Мейтнер, беженки из Европы, и ее племянника Отто Фриша, обнаружили, что свойства ядер этих двух изотопов урана очень отличаются. А именно, если в ядро U-235 попадает нейтрон, оно распадается: расщепляется на два меньших ядра, высвобождая при этом невероятное количество энергии вместе с несколькими свободными нейтронами. Если урана U-235 достаточно много – достигнута «критическая масса», то нейтроны, выделившиеся при распаде, попадут в другие ядра U-235, которые тоже распадутся, образовав еще больше нейтронов. Начнется цепная реакция. И если не принять никаких мер, то 120 фунтов чистого U-235 – маленькая сфера из плотного металла, диаметром меньше двадцати сантиметров – в результате цепной реакции взорвется, выделив столько же энергии, что и 15 000 тонн тринитротолуола. Этого достаточно, чтобы мгновенно сровнять с землей небольшой город. Если же этой реакцией управлять, поглощая часть выделяющихся нейтронов, то теми же 120 фунтами U-235 можно обеспечивать этот город энергией несколько дней.

С U-238 дела обстоят иначе. Три лишних нейтрона чуть добавляют ему устойчивости, и если в ядро попадет нейтрон, оно так легко не развалится. Поэтому из U-238 сделать бомбу невозможно[170]. К счастью, около 99,3 процента урана в природе – это U-238. Чтобы сделать атомную бомбу, вам придется выделить малое количество U-235 из огромного объема U-238 – и так как они химически идентичны, то единственный способ это сделать – воспользоваться тем, что U-238 на 1,3 процента тяжелее, чем U-235. Данное обстоятельство позволяло гарантировать, что использовать ядерную энергию было бы исключительно трудно: потребовались бы громадные количества урана, а также центрифуги и промышленные мощности для диффузии – все это заняло бы территорию размером с город. «Ничего не выйдет, если только вы не превратите Соединенные Штаты в одну огромную фабрику»[171], – заключил Бор.

И все же отказаться от попыток овладеть ядерной энергией было слишком рискованно. Если бы нацистская Германия создала атомную бомбу, война была бы проиграна. Все Эйнштейны, Ферми и Боры в мире уже не смогли бы никуда убежать. «Одна вот такая маленькая бомбочка, – показывал руками Ферми, глядя с высоты на Манхэттен, – и все это исчезло бы»[172].

* * *

«Никогда не угадаете, где я узнал о ядерном распаде. В лечебнице!» Юджин Вигнер переболел желтухой. «Я там провел шесть недель. Это было чудное время, ведь при желтухе ничего не болит[173], – вспоминал Вигнер. – Кормят тебя картошкой, бобами, всё только вареное, еда так себе. Но главное, что можно было отдохнуть и обо всем забыть – полная изоляция»[174]. Вигнер делился новостями о распаде урана с навещавшим его другом – Лео Сцилардом, еще одним венгерским физиком-беженцем, который осознал гигантские возможности ядерной цепной реакции на несколько лет раньше. «Сцилард был в Принстоне и приходил меня навестить каждый день; мы спорили о проблемах деления урана, о том, о сем. Нас, конечно, очень занимала теория Бора и Уилера <…> Однажды утром Сцилард пришел ко мне и сказал: “Вигнер, теперь я знаю – там будет цепная реакция”»[175].

Обсуждая, что делать дальше, два венгра взяли в компанию третьего – Эдварда Теллера, который обосновался в Вашингтоне. В течение лета 1939 года «венгерские заговорщики» разработали план – как предупредить американское правительство о том, что «успех Гитлера может зависеть от ядерного распада»[176], как это сформулировал Сцилард. Реализацию своего плана они начали с вербовки четвертого заговорщика – Альберта Эйнштейна. «Венгры» надеялись, что письмо от самого знаменитого ученого в мире привлечет внимание президента Рузвельта. Проведя с Эйнштейном несколько уик-эндов в его загородном доме на Лонг-Айленде, Сцилард с помощью Теллера и Вигнера составил письмо для передачи ФДР[177]. План сработал лишь частично: письмо действительно привлекло внимание Рузвельта, но главой «урановой комиссии» он назначил Лаймана Бриггса, известного своей никчемностью директора Бюро стандартов. Под управлением Бриггса и его комиссии проект больше года топтался на месте, пока Гитлер оккупировал Данию, брал Париж и безжалостно бомбил Лондон.

Когда осенью 1941 года правительство США наконец обратило серьезное внимание на исследования атомной энергии, Вигнер встретился с Артуром Комптоном, американским физиком, готовившим для созданной Рузвельтом «Группы большой политики»[178] доклад об осуществимости создания атомной бомбы. «Вигнер чуть ли не со слезами упрашивал меня подтолкнуть атомную программу, – писал Комптон. – Его неподдельный страх, что наци сделают бомбу первыми, произвел на меня сильное впечатление – ведь он жил в Европе и хорошо знал, что такое нацисты»[179].

Через несколько месяцев после налета на Пёрл-Харбор американский проект создания атомной бомбы взяли под контроль военные. Руководить им поручили генералу Лесли Гровсу, администратору Инженерного корпуса Вооруженных сил США, который до этого возглавлял строительство Пентагона (в то время самого большого здания в мире). Гровс сначала пытался воспротивиться новому назначению – он хотел, чтобы его отправили на фронт. Однако, лучше разобравшись в том, какие потенциальные результаты может принести порученная ему работа, он смягчился. Научным руководителем сверхсекретного проекта, получившего кодовое название «Манхэттен», Гровс назначил физика из Беркли Роберта Оппенгеймера. Под прикрытием «особого статуса», который был им предоставлен благодаря участию в Манхэттенском проекте, Ферми, Вигнер и другие бежавшие из Европы физики вместе с их американскими коллегами уединились в специально выстроенном в пустынных горах штата Нью-Мексико городке Лос-Аламос, чтобы обогнать своих немецких соперников и первыми сделать атомную бомбу.

* * *

Многие физики из Лос-Аламоса считали, что в ядерной гонке нацисты имели преимущество. Думать так у них были основания[180]. Германия для многих поколений была мировым центром физической науки, а Америка долго считалась научной провинцией. Да и деление атома открыли в Германии. Германия уже давно вела военные действия. Благодаря захвату Гитлером Чехословакии Германия получила доступ к огромным запасам урана. Наконец, несмотря на изданные Гитлером расистские законы о государственной службе, в стране осталось много хороших физиков – например, Отто Ган, специалист по ядерной химии, который открыл деление урана, остался, хоть он и не желал иметь с нацистами ничего общего. Он потихоньку продолжал свои исследования, защищая, где только мог, своих еврейских коллег и переписываясь с теми, кто уехал в изгнание, как Лиза Мейтнер и Отто Фриш. Друг Гана, физик Макс фон Лауэ, нобелевский лауреат, в своей оппозиционности пошел еще дальше – рискуя жизнью, он неоднократно и публично обличал гитлеровский режим «изнутри». Но большинство немецких физиков не следовали примеру Гана, и почти никто из них не разделял принципиальной позиции фон Лауэ. А некоторые, как, например, Паскаль Йордан, охотно сотрудничали с режимом Гитлера. Находя нацистскую идеологию привлекательной по эстетическим соображениям – и сообразно со своей идеалистической позицией в философии науки, – Йордан не только вступил в 1933 году в нацистскую партию, но и присоединился к «коричневорубашечникам», гитлеровским