Гений. Жизнь и наука Ричарда Фейнмана - Джеймс Глик

Все, что было известно об этих материалах на тот момент, было получено в результате экспериментов, проведенных с крошечными, буквально невидимыми образцами. Эксперименты эти были сложными и дорогостоящими. Даже измерение плотности плутония стало трудной задачей для чикагской команды. Первая песчинка плутония была доставлена в Лос-Аламос только в октябре 1943 года. Чтобы получить более крупные поставки, требовалось время, но и в этом случае фактически можно было провести лишь один полноценный эксперимент. На большинство вопросов по-прежнему приходилось отвечать только с помощью карандаша и бумаги. Вскоре стало ясно, что процесс разработки теории в Лос-Аламосе будет похож на хождение по канату без страховки.

Команда теоретиков была небольшой — всего тридцать пять физиков и группа расчетчиков, в задачи которой входило предоставление результатов анализа и прогнозов во все значительно более крупные подразделения практиков: экспериментальное, артиллерийское, оружейное, химическое и металлургическое. Анализ и прогнозы. Другими словами, что произойдет, если?.. Теоретики Лос-Аламоса не могли позволить себе роскошь раздумывать о том, как раскрыть простые тайны, такие как излучение света атомами водорода или распространение идеальной волны в идеальном газе. Материалы, находящиеся под рукой, были далеко не идеальны, и теоретики так же, как и экспериментаторы, двигались на ощупь, разгребая завалы на территории под названием нелинейная математика. Важные решения необходимо было принимать до того, как станет возможным провести эксперименты. В своем анонимном дневнике Фейнман обозначил основные вопросы, которые стояли перед ними:

• Каких размеров должна быть бомба (будь то сферический заряд с плутонием или взрывное устройство с ураном)? Какова критическая масса и критический радиус для каждого из материалов, внешние размеры, при соблюдении которых будет поддерживаться цепная реакция?

• Из каких материалов лучше изготавливать купол, от которого нейтроны будут отражаться обратно к бомбе? Металлурги должны были приступить к изготовлению купола задолго до того, как сам эксперимент станет возможен.

• Насколько чистым должен быть уран? На основе этих расчетов принималось решение о том, надо ли строить огромный комплекс для проведения третьей стадии очистки в Ок-Ридже.

• Сколько тепла, света может выделиться, какими могут быть последствия ядерного взрыва в атмосфере?

Двухэтажное здание, в котором базировались ученые, было выкрашено в зеленый цвет и называлось «корпус Т», то есть теоретический. Оппенгеймер превратил его в штаб-квартиру и интеллектуальный центр лаборатории. Ответственным он назначил Ханса Бете, знаменитого физика-ядерщика из Корнеллского университета. Коридоры в здании были узкие, а стены тонкие, и во время работы ученые периодически слышали рокочущий смех Бете и предполагали, что где-то поблизости должен был находиться и Фейнман.

Бете и Фейнман. Многие считали эту парочку весьма странной. Педантичный немецкий профессор и молодой шустрый гений. Кто-то даже придумал для них прозвища: Линкор и Торпедный катер. Их совместный метод работы заключался в том, что Бете прокладывал путь, как тяжеловесный гигант, в то время как Фейнман сновал туда-сюда, жестикулируя и выкрикивая со своим шероховатым нью-йоркским акцентом что-то вроде «Ты с ума сошел!» или «Это бред какой-то!». Бете отвечал ему всегда спокойно, как и подобает профессору, выискивал способ решить задачу аналитически и объяснял, что это не он, а Фейнман сошел с ума. Ричард выслушивал, начинал расхаживать из стороны в сторону, а потом сквозь стены до остальных вновь доносился его крик: «Нет, нет, ты неправ!». Проявлявший беспечность там, где Бете был аккуратен, он был именно таким, какого искал Бете, — бескомпромиссным, способным на творческую критику, и, что очень важно, он мог заметить нестыковки задолго до того, как идея перерастет в нечто большее. Свежие мысли и нестандартные решения — в этом был весь Фейнман. Он никогда, в отличие от Бете, лишний раз не проверял каждое интуитивное предположение. Они не всегда работали, поэтому более осторожные коллеги даже вывели эмпирическое правило: если Фейнман сказал что-то три раза, значит, это верно.

Представить лучшего лидера команды теоретиков, чем Бете, вряд ли было возможно. Благодаря опубликованным в 1930-х годах трем потрясающим обзорным статьям, в которых рассматривалось общее состояние ядерной физики, он стал признанным авторитетом в этой области. Оппенгеймеру было известно, что Бете не просто систематизировал имеющиеся знания, он собственноручно вычислил и проверил все, что было написано в каждой строке. Он работал над теорией вероятности и теорией ударных взрывных волн, изучал пробивную способность брони артиллерийскими снарядами (эта работа, которую он выполнил, желая внести вклад в подготовку к маячащей на горизонте войне, была немедленно засекречена министерством обороны, так что даже сам Бете, не говоря уже об обычных американских гражданах, больше никогда о ней не слышал). За объяснение термоядерных реакций, происходящих на Солнце, он получит Нобелевскую премию, а за время своей работы в Корнелле, куда он приехал в 1935 году, он смог превратить этот университет в один из новых мировых центров в области физики, так же как Оппенгеймер и Эрнест Лоуренс преобразовали Беркли.

Оппенгеймер очень хотел заполучить Бете в свою команду, и ему пришлось приложить усилия, чтобы убедить его в реалистичности проекта атомной бомбы и уговорить оставить Радиационную лабораторию МТИ, где тот работал с 1942 года. (Когда Бете согласился, Оппенгеймеру отправили телеграмму с заранее приготовленным шифрованным сообщением на детском бланке «Вестерн Юнион».) На участии Бете настаивал и его друг Эдвард Теллер, который, впрочем, немало удивился, узнав, что Оппенгеймер назначил Бете, очень прагматичного человека, руководителем теоретического подразделения — команды, состоящей из очень самолюбивых, невероятно эксцентричных, темпераментных, ранимых и непостоянных теоретиков и специалистов-расчетчиков.

Чтобы изучить физику, Бете пересек всю Европу. Сначала он учился в Мюнхене у Арнольда Зоммерфельда[107], пророчески предсказывавшего будущих лауреатов Нобелевской премии, а затем в Кембридже и Риме. В Кембридже его интересовали лекции Дирака по квантовой механике, однако Бете перестал посещать их, когда обнаружил, что Дирак, чьи формулировки были безупречны, просто читал вслух свою книгу. В Риме, где он стал первым иностранным студентом-физиком за всю историю университета, его внимание привлек Ферми. Они даже работали вместе, хотя и недолго. Именно от него Бете перенял стиль, который называл легкостью подхода. Его первый великий учитель Зоммерфельд всегда начинал решение задач с того, что педантично отбирал соответствующее снаряжение из математического арсенала. Он предпочитал решать уравнения и только потом, получив результат, находил им соответствующее физическое обоснование. Ферми же, напротив, сначала начинал прокручивать задачу в уме, обдумывал, какие силы в ней задействованы, и только потом записывал необходимые уравнения. В век абстрактной, не визуализируемой квантовой механики придерживаться «легкого» подхода было непросто. Ханс Бете смог совместить подход Ферми с почти неудержимой страстью к вычислению реальных чисел, содержавшихся в уравнениях, что было далеко не типично. Большинство физиков с удовольствием растягивали уравнения на целую страницу, погружаясь в алгебраические преобразования, и не задумывались о реальных значениях или диапазонах изменения тех реальных величин, которые обозначены в этом уравнении символами. Для Бете же теория обретала смысл только в тех случаях, когда позволяла рассчитать реальные значения физических параметров.