Создание атомной бомбы

1

Лунные миражи

Однажды серым утром во времена Великой депрессии Лео Сцилард[3] нетерпеливо ждал зеленого света на углу Саутгемптон-роу и Рассел-сквер в лондонском районе Блумсбери, напротив Британского музея. Ночью прошел небольшой дождь; утро вторника 12 сентября 1933 года[4][5] было холодным, сырым и унылым. Позже, вскоре после полудня, снова начало моросить. Рассказывая об этом впоследствии, Сцилард никогда не уточнял, куда именно он направлялся этим утром. Возможно, у него не было никакой конкретной цели; он часто ходил гулять, просто чтобы подумать. Как бы то ни было, его планам суждено было измениться. На светофоре зажегся зеленый. Сцилард шагнул с тротуара. В тот момент, когда он переходил через дорогу, время раскололось перед его взором, и он увидел путь в будущее, которое смерть принесет и все невзгоды наши в этот мир[6]; ему открылся облик грядущего.

Венгерский физик-теоретик еврейского происхождения Лео Сцилард родился в Будапеште 11 февраля 1898 года; в 1933-м ему исполнилось тридцать пять. Его рост был всего 168 сантиметров – немного даже для того времени. Однако тогда он еще не стал тем «невысоким толстяком», круглолицым и пузатым, «с глазами, светящимися умом и остроумием» и «раздающим свои идеи так же щедро, как вождь маори – своих жен»[7], с которым познакомился годом позже французский биолог Жан Моно. В это время Сцилард находился в процессе превращения из подтянутого юноши в грузного мужчину средних лет; у него были густые курчавые темные волосы и живое лицо с полными губами, плоскими скулами и темно-карими глазами. На фотографиях этого периода он принимает довольно томный вид. Это не случайно: главным его устремлением, даже более сильным, чем страсть к науке, было спасение мира.

1 сентября в газете Times появилась полная покровительственной благожелательности рецензия на только что вышедший новый роман Г. Дж. Уэллса «Облик грядущего». Рецензент Times довольно невнятно хвалил книгу, утверждая, что «последний “сон о будущем” мистера Уэллса служит сам себе блестящим обоснованием»[8]. Прозорливый английский романист входил в круг влиятельных знакомых Сциларда, который тот сформировал, энергично и красноречиво демонстрируя свои блестящие интеллектуальные способности[9].

В 1928 году, будучи приват-доцентом в Берлине, Сцилард, близко друживший с Эйнштейном и работавший вместе с ним над практическими изобретениями, прочитал трактат Уэллса «Легальный заговор» (The Open Conspiracy)[10]. Легальным заговором Уэллс называл совместные действия научно мыслящих промышленников и финансистов, направленные на установление всемирной республики. То есть на спасение мира. Сцилард позаимствовал у Уэллса этот термин и время от времени использовал его до конца своей жизни. Что еще важнее, в 1929 году он приехал в Лондон[11], чтобы встретиться с Уэллсом и попытаться получить у него права на издание его книг в Центральной Европе[12]. Учитывая грандиозные устремления Сциларда, можно с уверенностью предположить, что он обсуждал с Уэллсом не только авторские права. Однако эта встреча не привела к возникновению между ними какой-либо связи. В то время Сцилард еще не был знаком с самым интересным из подобных пестрой толпе диккенсовских сироток произведений Уэллса.

Прошлое Сциларда хорошо подготовило его к тому откровению, которое он пережил на Саутгемптон-роу. У него, сына гражданского инженера, была любящая мать и вполне обеспеченное детство. «Я знал иностранные языки, потому что у нас дома были гувернантки: первая – чтобы учить немецкому, а вторая – французскому». Для своих одноклассников по знаменитой гимназии «Минта» при Будапештском университете он был «чем-то вроде талисмана»[13]. «В молодости, – рассказывал он на одном из своих выступлений, – у меня были две главные страсти. Одна из них – физика, а вторая – политика»[14]. Он вспоминал, как в начале Первой мировой войны, когда ему было шестнадцать, поразил своих одноклассников рассказом о том, как именно сложатся судьбы народов, основанным на прозорливой не по возрасту оценке сравнительной политической силы воюющих сторон:

Я сказал им тогда, что, конечно, не знаю, кто победит в этой войне, но знаю, чем она должна закончиться. Она должна закончиться поражением Центральных держав – то есть Австро-Венгрии и Германии, – а также поражением России. Я сказал, что не вполне представляю себе, как это может произойти, поскольку эти страны воюют друг против друга, но именно так и должно случиться. Задним числом мне трудно понять, как я мог сделать такое заявление, в возрасте всего шестнадцати лет, не имея никаких собственных знаний о каких бы то ни было странах, кроме Венгрии[15].

Основные черты его характера, по-видимому, сложились к шестнадцати годам. Он считал, что именно в этом возрасте он обладал наибольшей ясностью суждений, и в дальнейшем она не увеличивалась; «возможно, она даже спадала»[16].

Шестнадцатый год его жизни был первым годом войны, разрушившей политические и юридические установления целой эпохи. Уже одного такого совпадения – или такого катализатора – могло хватить, чтобы внушить юноше мессианские идеи. Вплоть до самого конца своей жизни он смущал людей недалеких и раздражал самодовольных.

В 1916 году, окончив «Минту» и получив премию Этвёша[17] – венгерскую национальную премию по математике, – он задумался о продолжении образования. Его интересовала физика, но «сделать карьеру в физике в Венгрии было невозможно»[18]. Если бы он стал учиться физике, то в лучшем случае мог бы стать университетским преподавателем. Он подумал было об изучении химии, которое могло пригодиться ему в дальнейшем, когда он перешел бы к занятиям физикой, но в этой области тоже трудно было заработать себе на жизнь. В конце концов он остановился на электротехнике. Возможно, тут сыграли свою роль не только экономические соображения. Один из его друзей, учившийся вместе с ним в Берлине, уже в 1922 году заметил, что Сцилард, несмотря на свою премию Этвёша, «считал, что не может тягаться со своими коллегами по части математического мастерства»[19]. С другой стороны, из венгров, добившихся впоследствии выдающихся результатов в физике, не он один предпочел не связываться с отсталым уровнем преподавания точных наук, характерным для венгерских университетов того времени.

Он начал учиться на инженера в Королевском техническом университете имени Иосифа в Будапеште, а затем был призван в австро-венгерскую армию. Поскольку у него было гимназическое образование, его сразу же отправили на кавалерийские офицерские курсы. Его жизнь почти несомненно спас вовремя полученный отпуск[20]. Он взял его якобы для того, чтобы оказать родителям моральную поддержку в связи с серьезной операцией, которую должен был перенести его брат. На самом деле Сцилард был болен. Он думал, что заболел воспалением легких, и хотел лечиться не в военном госпитале на границе, а в Будапеште, рядом с родителями. Своего командира, который должен был принять у него прошение об отпуске, он ждал, стоя по стойке «смирно» с температурой около 39°. Капитан не хотел его отпускать, но Сцилард проявил свойственную ему настойчивость и все-таки получил свой отпуск. Четверо друзей проводили его до поезда, в Вену он приехал с упавшей температурой, но сильным кашлем; наконец он добрался до Будапешта и попал в приличную больницу. У него нашли испанский грипп – это был один из первых случаев «испанки» в Австро-Венгрии. Война подходила к концу. Спустя несколько недель, задействовав «семейные связи»[21], он смог добиться комиссования. «Вскоре после этого я услышал, что мой собственный полк», который был отправлен на фронт, «подвергся яростной атаке, и все мои товарищи погибли»[22].

Летом 1919 года, когда венгерский ставленник Ленина Бела Кун и возглавляемые им коммунисты и социал-демократы установили в хаосе, наступившем после поражения Австро-Венгрии, недолговечную Венгерскую советскую республику, Сцилард решил, что ему пора продолжить образование за границей. Ему был двадцать один год. Не успел он оформить паспорт, как в начале августа того же года режим Белы Куна рухнул. Сциларду удалось получить новый паспорт у пришедшего к власти правого режима адмирала Миклоша Хорти, и где-то около Рождества он покинул Венгрию[23].

Все еще собираясь, хотя и неохотно, учиться на инженера, Сцилард записался в Берлинскую высшую техническую школу. Но то, что в Венгрии представлялось необходимостью, в Германии оказалось всего лишь одной из вполне реальных возможностей. На физическом факультете Берлинского университета работали первоклассные теоретики, нобелевские лауреаты Альберт Эйнштейн, Макс Планк и Макс фон Лауэ. В Далеме, фешенебельном пригороде Берлина, находились Институты кайзера Вильгельма, финансировавшиеся государством и промышленными компаниями. Там работал Фриц Габер, изобретатель метода выделения азота из воздуха для получения нитратов, используемых в производстве пороха, который спас Германию от поражения еще в начале Первой мировой войны, и многие другие выдающиеся химики и физики. Возможности для научной деятельности в Берлине настолько отличались от положения в Будапеште, что у Сциларда не оставалось физической возможности посещать лекции по инженерному делу. «В итоге, как обычно и бывает, подсознательное оказалось сильнее сознательного и не позволило мне продолжать обучение на инженера. Самолюбие в конце концов пошло на уступки, и примерно в середине двадцать первого года я ушел из Высшей технической школы и продолжил свое образование в университете»[24].

В то время студенты-физики странствовали по всей Европе в поисках выдающихся наставников – почти так же, как их предшественники, молодые ученые и ремесленники, делали еще со времен Средневековья. Университеты Германии были государственными учреждениями; профессор был чиновником с постоянным жалованьем и получал в дополнение к нему гонорары, которые платили прямо ему студенты, слушавшие тот курс, который он решил читать. Приват-доцентом, напротив, называли не состоящего в штате ученого, имеющего право на преподавание: он не получал никакого жалованья, но мог брать гонорары. Если курс, который вас интересовал, читали в Мюнхене, вы ехали учиться в Мюнхен, если в Гёттингене – то в Гёттинген. Во всяком случае, организация естественных наук развилась из традиций ремесленных гильдий; в течение первой трети XX века в ней еще сохранялась – и до некоторой степени сохраняется до сих пор – неформальная система взаимодействий между наставником и учеником, на которую наложилась более новая система аспирантуры европейского типа. Такая неформальная общинность отчасти объясняет распространенное среди ученых поколения Сциларда чувство принадлежности к привилегированной группе, почти что некой обособленной гильдии, международных масштабов, преследующей глобальные цели.

Близкий друг Сциларда – и тоже венгр – физик-теоретик Юджин Вигнер, учившийся на момент обращения Сциларда в Высшей технической школе на инженера-химика, был свидетелем того, как Сцилард взял штурмом Берлинский университет. «Как только Сциларду стало ясно, что на самом деле его интересует физика, он с характерной для него прямотой познакомился с Альбертом Эйнштейном»[25]. Эйнштейн жил замкнуто – он мало преподавал, так как предпочитал повторению новизну, – но, как вспоминает Вигнер[26], Сцилард убедил его организовать семинар по статистической механике. Макс Планк, пожилой государственный муж, худощавый и лысеющий, проводил в свое время исследования излучения, испускаемого равномерно нагретой поверхностью (например, внутренностью доменной печи), которые привели его к открытию одной из универсальных постоянных природы. Следуя удобной традиции ведущих ученых, он брался учить лишь самых многообещающих студентов; Сциларду удалось привлечь к себе его внимание[27]. Красавец Макс фон Лауэ, директор университетского Института теоретической физики, основатель рентгеновской кристаллографии, который произвел громкую сенсацию, когда впервые сделал атомные решетки кристаллов видимыми при помощи ее методов, принял Сциларда на свой блистательный курс по теории относительности[28], а впоследствии стал и научным руководителем его диссертации.

Вся послевоенная Германия была больна отчаянием, цинизмом и яростью, но в Берлине это заболевание доходило до степени горячечных галлюцинаций. Из университета, расположенного в центре города между Доротеенштрассе и Унтер-ден-Линден, к востоку от Бранденбургских ворот, было удобно наблюдать за его причудливыми проявлениями. Сцилард не присутствовал при ноябрьской революции 1918 года, начавшейся с бунта моряков в Киле, быстро распространившейся на Берлин и приведшей к бегству кайзера в Голландию, заключению перемирия и в конце концов – после кровавых волнений – образованию шаткой Веймарской республики. К моменту его прибытия в Берлин в конце 1919 года военное положение, длившееся более восьми месяцев, было отменено, и город, оставшийся сперва в голоде и мраке, быстро вернулся к опьяняюще энергичной жизни.

«На земле лежал снег, – вспоминает о своем первом взгляде на послевоенный Берлин один англичанин, – и эта смесь снега, неонового света и огромных, тяжеловесных зданий производила впечатление неземное. Ясно было, что я попал в какое-то очень странное место»[29]. Один немец, работавший в берлинском театре в 1920-х годах, отмечал: «Воздух все время был резким, будто приперченным, как в Нью-Йорке поздней осенью: сна требовалось мало, и мне казалось, что я никогда не устаю. Нигде больше неудачи не переносились так легко, нигде больше нельзя было получить столько ударов подряд и все же не выходить из игры»[30]. Германская аристократия сошла со сцены, и ее место заняли интеллектуалы, кинозвезды и журналисты; главным светским мероприятием города с его опустевшим императорским дворцом стал ежегодный Бал прессы, который устраивал Берлинский пресс-клуб: на него собиралось целых шесть тысяч гостей[31].

Именно в послевоенном Берлине Людвиг Мис ван дер Роэ спроектировал свой первый стеклянный небоскреб[32]. Дебют музыкального вундеркинда Иегуди Менухина прошел под овации слушателей, в числе которых был и Эйнштейн[33]. Георг Гросс выбрал некоторые из плодов своих многочисленных беспорядочных наблюдений за жизнью широких берлинских бульваров и опубликовал их в книге «Се человек» (Ecce Homo)[34]. Там же был и Владимир Набоков, наблюдавший, как «пожилая, румяная нищая с отрезанными до таза ногами, приставленная, как бюст, к низу стены, торговала парадоксальными шнурками»[35][36]. Был там и Федор Винберг, один из эмигрировавших офицеров царской армии, выпускавший низкопробную газету, которая пропагандировала «Протоколы сионских мудрецов»[37], лично им же и привезенные в Германию из России, – свежее немецкое издание этой псевдомакиавеллиевской и откровенно лживой фантазии о завоевании мира разошлось тиражом более 100 000 экземпляров – и публично призывавший к жестокому истреблению евреев[38]. Гитлер появился там лишь под самый конец, потому что после выхода из тюрьмы в 1924 году ему был запрещен въезд в северную часть Германии. Однако он послал вместо себя злобного карлика Йозефа Геббельса, и Геббельс учился проламывать противникам головы и привлекать сторонников беззастенчивой пропагандой в этом открытом, сладострастном, пьяном от джаза городе, который он неприязненно называл в своем дневнике «мрачной и таинственной загадкой»[39].

Летом 1922 года обменный курс достиг 400 немецких марок за доллар. В начале января 1923-го, поистине ужасного года он упал до 7000 марок за доллар. В июле – до 160 000. В августе – до миллиона. К 23 ноября 1923 года, когда наконец началась коррекция курса, он достиг 4,2 триллиона марок за доллар. Банки приглашали на работу бухгалтеров, хорошо умеющих считать нули, и выдавали наличные на вес. Антикварные магазины были до потолка забиты заложенными сокровищами разорившегося среднего класса. Билет в театр отдавали за куриное яйцо. Только те, у кого была твердая валюта, – в основном иностранцы – процветали в то время, когда за сущие гроши можно было проехать по всей Германии в железнодорожном вагоне первого класса; однако этим они заслужили враждебное отношение голодающих немцев. «Нет, никакой вины мы не чувствовали, – хвастается заезжий англичанин, – все это казалось совершенно нормальным, этаким подарком судьбы»[40].

Немецкий физик Вальтер Эльзассер, эмигрировавший впоследствии в Соединенные Штаты, работал в Берлине в 1923 году, в перерыве своей университетской учебы. Отец согласился оплачивать его личные расходы. Он не был иностранцем, но благодаря финансовой помощи из-за границы мог жить как иностранец:

Чтобы я не зависел от [инфляции], отец попросил своего друга Кауфмана, банкира из Базеля, открыть мне в одном крупном банке счет в американских долларах… Раз в неделю я брал отгул на полдня и ехал на метро за своим пособием, которое я забирал в марках; разумеется, с каждым разом оно становилось все больше. Вернувшись в свою съемную комнату, я сразу закупал основной еды на неделю вперед, потому что уже через три дня все цены заметно поднимались, скажем процентов на пятнадцать, и моего пособия не хватило бы на такие развлечения, как воскресные поездки в Потсдам или на озера… Я был слишком молод, слишком эгоистичен и слишком неопытен, чтобы понимать, что́ на самом деле должна означать такая стремительная инфляция для людей, живших на пенсии или другие фиксированные доходы, и даже для наемных работников, особенно с детьми, зарплата которых не поспевала за инфляцией, – а для них она означала реальный голод и нищету[41].

Так, должно быть, жил и Сцилард, хотя никто не помнит, чтобы его когда-либо видели за приготовлением еды; он предпочитал питаться в кулинарных магазинах и кафе. Он должен был понимать, что такое инфляция, и сознавать некоторые из причин столь необузданных ее темпов. Но, хотя Сцилард был человеком сверхъестественно наблюдательным – «За всю мою долгую жизнь среди ученых, – пишет Вигнер, – я не встречал человека более оригинального и творческого, обладавшего большей независимостью мыслей и суждений»[42], – ни в его воспоминаниях, ни в его статьях от этих берлинских дней не осталось почти ничего. Сцилард уделяет главному городу Германии, находившемуся тогда на пике послевоенных социальных, политических и интеллектуальных потрясений, ровно одно предложение: «Берлин переживал в то время расцвет физики»[43]. Это говорит о том, какое значение имела для него физика, именно в 1920-х годах породившая необычайную, всеобщую современную науку.

Перед началом работы над диссертацией немецкий студент должен был учиться четыре года. Затем, с одобрения своего научного руководителя, студент решал какую-либо задачу, по своему выбору или предложенную профессором. «Чтобы работу приняли к рассмотрению, – говорит Сцилард, – в ней должны были содержаться действительно оригинальные исследования»[44]. Если диссертацию принимали благосклонно, студент должен был выдержать устный экзамен и, если это ему удавалось, получал докторскую степень.

Сцилард уже потратил год своей жизни на военную службу и еще два – на инженерное дело. В изучении физики он времени не терял. Летом 1921 года он пришел к Максу фон Лауэ и попросил дать ему тему для диссертации. Фон Лауэ, по-видимому, решил дать Сциларду работу посложнее – то ли искренне считая, что она будет ему по плечу, то ли чтобы поставить его на место, – и предложил ему довольно неясную задачу из теории относительности. «Я ничего не мог с ней сделать. Собственно говоря, я даже не был уверен, можно ли вообще решить эту задачу». Сцилард работал над ней шесть месяцев, до самых рождественских каникул, «и тут я решил, что Рождество – время не для работы, а для безделья, так что я буду думать обо всем, что придет мне в голову»[45].

В результате за следующие три недели он придумал, как разрешить одно загадочное несоответствие в термодинамике, области физики, которая изучает взаимосвязи между теплотой и другими формами энергии. Существуют две термодинамические теории, и обе они чрезвычайно успешно предсказывают тепловые явления. Одна из них, феноменологическая, является более абстрактной и общей (и потому более полезной на практике); вторая, статистическая, основана на атомной модели и более точно соответствует физической реальности. В частности, статистическая теория описывает тепловое равновесие как состояние случайного движения атомов. Так, Эйнштейн показал в своих фундаментальных статьях 1905 года, что броуновское движение – непрерывное случайное движение частиц, например частиц пыльцы, находящихся в объеме жидкости, – представляет собой именно такое состояние[46][47]. Но более полезная феноменологическая теория рассматривает тепловое равновесие как статическое состояние, в котором не происходит никаких изменений. В этом и заключалось противоречие между ними.

Сцилард подолгу гулял – по холодному и серому Берлину; впрочем, иногда серость сменялась ослепительно-солнечными днями – «и придумывал что-нибудь посреди прогулки; вернувшись домой, я записывал то, что придумал. На следующее утро я просыпался с новой мыслью и снова шел гулять. На прогулке эта мысль оформлялась в моей голове, и вечером я ее записывал». Он считал, что этот период был самым продуктивным в его жизни. «В течение трех недель я закончил рукопись действительно совершенно оригинальной работы. Но я не смел показать ее фон Лауэ, потому что это было совсем не то, что он мне задал»[48].

Вместо этого он подошел к Эйнштейну после семинара и сказал, что хотел бы показать ему одну вещь, над которой работал.

– И над чем же вы там работали? – спросил, как вспоминает Сцилард, Эйнштейн.

Сцилард рассказал ему о своей «совершенно оригинальной» идее.

– Это невозможно, – сказал Эйнштейн. – Этого сделать нельзя.

– Ну да, но я это сделал.

– Как же вы это сделали?

Сцилард пустился в объяснения. По его словам, «минут пять или десять спустя» Эйнштейн все понял. Проучившись физике в университете всего год, Сцилард разработал строгое математическое доказательство возможности включения случайного движения теплового равновесия в рамки феноменологической теории в ее исходном, классическом виде, без использования ограничивающей атомной модели – «и [Эйнштейну] это очень понравилось»[49].

Ободренный этим, Сцилард отнес свою работу – озаглавленную «О проявлениях термодинамических флуктуаций» (Über die thermodynamischen Schwankungserscheinungen) – фон Лауэ, который принял ее с некоторой иронией и взял домой. «А на следующий день – с самого утра – зазвонил телефон. Это был фон Лауэ. Он сказал: “Ваша рукопись принята в качестве диссертации на степень доктора философии”»[50].

Шесть месяцев спустя[51] Сцилард написал еще одну статью по термодинамике. Она называлась «Об уменьшении энтропии в термодинамической системе путем вмешательства разумных существ» (Über die Entropieverminderung in einem thermodynamischen System bei Eingriffen intelligenter Wesen) и впоследствии была признана одной из важных основополагающих работ современной теории информации. К тому времени он уже получил свою ученую степень – теперь его следовало называть «доктор Лео Сцилард». До 1925 года он работал в Химическом институте кайзера Вильгельма в Далеме в той же области, которой занимался фон Лауэ, – экспериментировал с воздействием рентгеновского излучения на кристаллы. Затем Берлинский университет принял его работу по энтропии в качестве Habilitationsschrift[52], диссертации, дающей право вести самостоятельную преподавательскую работу, после чего он получил там должность приват-доцента, на которой и оставался вплоть до отъезда в Англию в 1933 году.

Одним из побочных занятий Сциларда и тогда, и позже было изобретательство. Между 1924 и 1934 годами он подал в патентное ведомство Германии двадцать девять патентных заявок, в одиночку или в соавторстве с Альбертом Эйнштейном[53]. Их совместные патенты в основном касались бытовой холодильной техники. «Однажды утром внимание Эйнштейна и Сциларда… привлекла одна трагическая история, о которой написали в прессе, – пишет один из американских протеже Сциларда более позднего времени. – В берлинской газете сообщалось, что целое семейство, в том числе несколько маленьких детей, было найдено задохнувшимся в своей квартире в результате вдыхания ядовитых испарений [химического вещества], которое использовалось в их примитивном холодильнике в качестве хладагента и протекло ночью через клапан неисправного насоса»[54]. После этого два физика разработали способ магнитной перекачки металлизированного хладагента, в котором не использовалось никаких движущихся частей (и, следовательно, никаких клапанов и прокладок, в которых могла возникнуть течь), кроме самого хладагента[55]. Компания AEG, крупнейший в Германии производитель электротехники, наняла Сциларда на должность платного консультанта и действительно построила один из холодильников Эйнштейна – Сциларда, но магнитный насос оказался даже более шумным, чем традиционные компрессоры, и так и не вышел за пределы инженерной лаборатории.

Было запатентовано и другое, странным образом сходное, изобретение, которое могло бы принести Сциларду всемирную славу, если бы он не ограничился его патентованием. Независимо от американского физика Эдварда О. Лоуренса и по меньшей мере на три месяца раньше его Сцилард разработал основополагающий принцип и общую конструкцию устройства, которое стало известно – как изобретение Лоуренса – под названием циклотрона, ускорителя заряженных частиц в магнитном поле, то есть своего рода ядерного насоса. Сцилард подал патентную заявку на этот прибор 5 января 1929 года[56]; Лоуренс впервые подумал о конструкции циклотрона около 1 апреля 1929 года[57], а годом позже изготовил его миниатюрную рабочую модель – за что и получил в 1939 году Нобелевскую премию по физике.

Оригинальность Сциларда не знала границ. Где-то на пути из 16-летних пророков, провидящих судьбы народов, в 31-летние легальные заговорщики, договаривающиеся с Г. Дж. Уэллсом о правах на издание его книг, он задумал свой собственный «легальный заговор». Сам он утверждал, что это изобретение в области общественных наук появилось у него «в Германии в середине двадцатых»[58]. Если это так, то в 1929 году он искал встречи с Уэллсом не только ради прозорливости английского писателя, но и под влиянием своего собственного видения. Английский физик и романист Ч. П. Сноу пишет, что у Сциларда был «редкий склад характера, возможно, чуть менее редкий среди крупных ученых. Он обладал мощным эго и неуязвимым эгоцентризмом, но всю энергию своей личности он излучал вовне, в форме доброжелательных намерений по отношению к другим людям. В этом отношении он был сродни Эйнштейну, хотя и в меньших масштабах»[59]. В данном случае благожелательные намерения вылились в проект создания новой организации под названием «Бунд» (Der Bund)[60], что означает орден, конфедерация или попросту союз.

Этот «Бунд», как писал Сцилард, должен был стать «тесно сплоченной группой людей, внутренние связи между которыми пропитаны религиозным и научным духом»[61]:

Если бы у нас было волшебное заклинание, позволяющее распознать «лучших» представителей нового поколения еще в раннем возрасте… то мы смогли бы научить их независимому мышлению и создать при помощи интенсивного образования класс тесно связанных между собой духовных лидеров, который затем обновлялся бы сам по себе[62].

Члены этого класса не получали бы ни богатств, ни личной славы. Напротив, им вменялось бы в обязанность брать на себя огромную ответственность, «бремя», чтобы «продемонстрировать свою приверженность делу». Сциларду казалось, что такая группа имела бы хорошие шансы влиять на общественные процессы, даже если у нее не было бы ни формальной структуры, ни юридического статуса. Однако существовала и возможность того, что она могла бы «оказывать более прямое влияние на жизнь общества в качестве части политической системы, вместе с правительством и парламентом или вместо правительства и парламента»[63].

«“Бунд”, – писал Сцилард в другом месте, – не должен был быть чем-то вроде политической партии… а скорее должен был представлять государство»[64]. Он предполагал, что представительская демократия каким-то образом зародится в ячейках по тридцать-сорок человек, которые образуют зрелую политическую структуру “Бунда”». «Благодаря методу отбора [и образования]… с большой вероятностью должна сложиться ситуация, в которой решения, принимаемые на высшем уровне, будут выражением воли адекватного большинства».

Сцилард не оставлял идеи своего «Бунда» в том или ином виде на протяжении всей своей жизни. Уже в 1961 году она, должным образом замаскированная, вновь возникает в его фантастическом рассказе «Голос дельфина»[65]: дельфины, живущие в бассейне «Венского института», начинают делиться с миром своими неоспоримо мудрыми мыслями при посредстве своих хранителей и переводчиков, американских и советских ученых. Рассказчик неявно дает понять, что эти мудрые мысли, возможно, и исходят от хранителей и переводчиков, которые играют на стремлении человечества получить спасение от сверхчеловеческих спасителей.

В бурном порыве оптимизма – или оппортунизма – Сцилард собрал в 1930 году группу своих знакомых, по большей части молодых физиков, чтобы начать работу по созданию такого союза[66]. В середине 1920-х он был убежден, что «парламентской форме демократии не суждена в Германии очень долгая жизнь», но считал, что «она все же может просуществовать на протяжении одного-двух поколений»[67]. Пять лет спустя его мнение изменилось. «Я пришел к выводу, что в Германии произойдет нечто неправильное… в 1930 году». В этом году президент германского Рейхсбанка Яльмар Шахт, встречавшийся в Париже с комиссией экономистов, которая должна была решить, в каком размере Германия может выплатить военные репарации, заявил, что Германия не сможет выплатить ничего, если ей не вернут прежние колонии, отторгнутые у нее после войны. «Это заявление было настолько поразительным, что привлекло мое внимание, и я решил, что, если Яльмар Шахт считает, что такое может сойти ему с рук, дело, видимо, действительно плохо. Это произвело на меня такое впечатление, что я написал письмо в свой банк и перевел все свои деньги до последнего гроша из Германии в Швейцарию»[68].

В это время к власти в Германии стремился другой, гораздо более организованный союз, со своей, более примитивной, программой спасения мира. Этой программе, бесцеремонно изложенной в автобиографической книге Гитлера «Майн кампф»[69], суждено было осуществиться в виде долгих и кровавых испытаний. Однако Сцилард и в последующие годы возглавлял усилия, направленные на создание своего рода «Бунда». Этот союз был скрыт от глаз общественности и работал над задачами более срочными и более приземленными, чем достижение утопии, но в конечном счете эта «тесно сплоченная группа людей» оказала на события в мире даже большее влияние, чем национал-социализм.

Где-то в 1920-х годах Сцилард обратил внимание на новую область исследований – ядерную физику, то есть изучение ядра атома, в котором сосредоточена бо́льшая часть его массы (и, следовательно, его энергии). Он был знаком с многочисленными выдающимися работами в области общей радиоактивности, которые выполнили немецкий химик Отто Ган и австрийский физик Лиза Мейтнер, плодотворно сотрудничавшие в Химическом институте кайзера Вильгельма. Несомненно, он, как обычно, ощущал и характерную напряженность, витавшую в воздухе на пороге важных открытий.

Ядра некоторых легких атомов можно разбить на части, обстреливая их частицами атомного происхождения; это обстоятельство уже продемонстрировал к тому времени великий английский физик-экспериментатор Эрнест Резерфорд. Резерфорд бомбардировал одни ядра другими, но, поскольку и те и другие ядра обладали положительным зарядом, ядра мишени отражали бо́льшую часть таких снарядов. Поэтому физики искали возможности разгона частиц до более высоких скоростей, что позволило бы им преодолеть электрический барьер ядра. Разработанная Сцилардом конструкция ускорителя элементарных частиц, родственного циклотрону, который мог бы быть использован для этой цели, свидетельствует о том, что он думал о ядерной физике еще в 1928 году.

До 1932 года он о ней только думал. У него была другая работа, а ядерная физика еще не интересовала его в достаточной степени. Но в 1932 году ее привлекательность стала неотразимой. В физике было сделано открытие, проложившее путь к новым возможностям, а литературные и утопические открытия, которые сделал сам Сцилард, навели его на мысли о новых подходах к делу спасения мира.

27 февраля 1932 года физик Джеймс Чедвик из Кавендишской лаборатории Кембриджского университета – лаборатории Эрнеста Резерфорда – высказал в письме в британский журнал Nature предположение о существовании нейтрона[70]. Четыре месяца спустя он подтвердил существование нейтрона в более подробной статье, опубликованной в «Трудах Королевского общества» (Proceedings of the Royal Society)[71], но уже в момент появления первого осторожного сообщения Чедвика Сцилард, видимо, сомневался в нем не больше, чем сам Чедвик. Подобно многим другим научным открытиям, как только этот факт был продемонстрирован, он стал казаться очевидным, и Сцилард мог, если бы захотел, повторить тот же опыт в Берлине. Нейтрон – частица, имеющая почти такую же массу, как положительно заряженный протон, который был до 1932 года единственным точно известным элементом атомного ядра, – не имеет электрического заряда, что означает, что он может пройти сквозь окружающий ядро электрический барьер и попасть внутрь ядра.

Тогда же, в 1932 году, Сциларду впервые встретилась – или впервые привлекла его внимание – та колоритная книга Герберта Уэллса, которой он не знал раньше, «Освобожденный мир»[72]. Несмотря на такое название, это был не трактат вроде «Легального заговора», а футуристический роман, опубликованный в 1914 году, еще до начала Первой мировой войны. Тридцать лет спустя Сцилард все еще точно помнил подробности «Освобожденного мира». По его словам, Уэллс описывает в этой книге

…масштабное высвобождение атомной энергии в промышленных целях, создание атомных бомб и мировую войну, в которой союз Англии, Франции и, возможно, Америки противостоит державам центральной части Европы – Германии и Австрии. У него эта война происходит в 1956 году и сопровождается разрушением крупнейших городов мира атомными бомбами[73].

В этом пророческом романе Уэллса Сцилард нашел новые откровения для себя лично – идеи, предвосхищавшие или повторявшие его собственные утопические планы, ответы, которыми он мог руководствоваться в будущем. Например, Уэллс пишет, что его герой-ученый «испытывал растерянность и даже страх, потому что очень ясно представлял себе колоссальные последствия своего открытия. В этот вечер он задумался о том, что, быть может, ему не следует сообщать о своем открытии, что оно преждевременно, что его следовало бы отдать какому-нибудь тайному обществу ученых, чтобы они хранили его из поколения в поколение, пока мир не созреет для его практического применения»[74].

Тем не менее «Освобожденный мир» повлиял на Сциларда меньше, чем можно было бы предположить, учитывая тему этого романа. «Эта книга произвела на меня огромное впечатление, но я считал ее чистой воды выдумкой. Она не заставила меня задуматься о том, могут ли подобные вещи произойти на самом деле. До этого времени я не занимался ядерной физикой»[75].

По словам самого Сциларда, смена направления его работы была вызвана другим, не столь громким разговором. В 1932 году его друг, познакомивший Сциларда с Гербертом Уэллсом, вернулся из Англии в континентальную Европу:

Я снова встретился с ним в Берлине, и между нами произошла примечательная беседа. Отто Мандль заявил, что, кажется, знает, что́ нужно, чтобы спасти человечество от череды бесконечно повторяющихся войн, грозящих ему уничтожением. Он сказал, что в человеке от природы заложена склонность к героизму. Человека не устраивает счастливая, идиллическая жизнь – ему необходимо бороться и сталкиваться с опасностями. Из этого он сделал вывод, что для спасения человечества ему необходимо взяться за предприятие, целью которого будет возможность покинуть Землю. Он полагал, что эта задача позволит сконцентрировать энергию человечества и удовлетворит его потребность в героизме. Я очень хорошо помню свою собственную реакцию. Я сказал ему, что эта идея для меня довольно нова, и я не вполне уверен, могу ли я с ним согласиться. Я мог утверждать только одно: что если бы я решил, что человечеству действительно нужно именно это, если бы я захотел внести свой вклад в спасение человечества, то я бы, вероятно, обратился к ядерной физике, потому что только освобождение энергии атома сможет дать нам средства, которые позволят человеку не только покинуть Землю, но и выйти за пределы Солнечной системы[76].

Видимо, именно к такому заключению Сцилард и пришел; в том же году он переехал в Гарнак-хаус – жилой корпус для приезжих ученых, работавших в Институтах кайзера Вильгельма при финансовой поддержке германской промышленности, своего рода клуб исследователей и преподавателей, – и начал обсуждать с Лизой Мейтнер возможности совместной с нею экспериментальной работы в области ядерной физики[77]. Ради спасения человечества.

Он всегда жил «на чемоданах», на съемных квартирах. В период жизни в Гарнак-хаусе он всюду носил с собой ключи от двух своих чемоданов, уже собранных. «Если бы ситуация изменилась к худшему, мне нужно было только повернуть ключ – и я был готов к отъезду»[78]. Ситуация действительно изменилась к худшему – настолько, что решение о начале совместной работы с Мейтнер пришлось отложить[79]. Как вспоминает Сцилард, его старший венгерский друг, химик Майкл Полани, тоже работавший в Институтах кайзера Вильгельма и обремененный семьей, подобно многим другим, жившим в то время в Германии, придерживался оптимистических взглядов на германские политические события. «Все они считали, что цивилизованные немцы не допустят, чтобы произошло что-нибудь действительно ужасное»[80]. Сцилард, видевший, насколько сами немцы охвачены пассивностью и цинизмом – которые были одним из самых отвратительных последствий поражения в крупной войне, – не разделял столь жизнерадостных взглядов.

30 января 1933 года Адольф Гитлер был назначен канцлером Германии. Ночью 27 февраля группа нацистов, направляемая главой берлинского подразделения СА, личной армии Гитлера, подожгла величественное здание Рейхстага. Здание было полностью разрушено. Гитлер обвинил в поджоге коммунистов и заставил ошеломленный рейхстаг предоставить ему чрезвычайные полномочия. Сцилард обнаружил, что Полани и после пожара не изменил своего мнения. «Он посмотрел на меня и сказал: “Неужели ты действительно хочешь сказать, что к этому делу причастен [министр внутренних дел Герман Геринг]?” – и я ответил: “Да, именно это я и хочу сказать”. Он просто смотрел на меня, не веря своим глазам»[81]. В конце марта адвокатам и судьям еврейского происхождения запретили работать в Пруссии и Баварии. В выходные, начавшиеся 1 апреля, Юлиус Штрейхер провел по всей стране бойкот еврейских фирм и магазинов; евреев избивали на улицах. «В один из дней около 1 апреля 1933 года я ехал на поезде из Берлина в Вену, – пишет Сцилард. – Поезд был пуст. На следующий день тот же поезд был переполнен; его остановили на границе, всем пассажирам приказали выйти, и всех допрашивали нацисты. Это говорит только о том, что, чтобы добиться в жизни успеха, не обязательно быть намного умнее других – нужно просто успевать на день раньше»[82].

7 апреля по всей Германии вступил в силу Закон о восстановлении профессионального чиновничества, и тысячи еврейских преподавателей и ученых потеряли свою работу в германских университетах. Сцилард, уехавший в начале мая в Англию, развернул бешеную деятельность, помогая им эмигрировать в Англию, Соединенные Штаты, Палестину, Индию, Китай и другие страны и найти там работу. Если он и не мог пока что спасти весь мир, он по меньшей мере мог спасти хотя бы какую-то его часть.

В сентябре он сделал небольшую передышку. К этому времени он жил в отеле «Империал» на Рассел-сквер; из Цюриха он перевел в свой лондонский банк 1595 фунтов[83]. Более половины этой суммы, 854 фунта, он хранил для своего брата Белы[84]; на остальное он должен был прожить год. Средства Сциларда складывались из авторских отчислений по патентам, гонораров за консультации по холодильной технике и заработков приват-доцента. Он был так занят поисками работы для других, что так и не удосужился найти работу самому себе. Правда, расходов у него было немного; неделя проживания в хорошей лондонской гостинице, включая трехразовое питание, стоила около пяти с половиной фунтов; почти всю свою жизнь он прожил холостяком, и потребности его были простыми.

«Я больше не думал ни о том разговоре [с Оттом Мандлем о космических полетах], ни о книге Уэллса, пока не оказался в Лондоне в дни [собрания] Британской ассоциации»[85]. Тут Сциларда подводит синтаксис: ключевое слово в этом предложении – пока. Происходившие события и благотворительная деятельность не оставляли ему возможности плодотворно размышлять о ядерной физике. Он даже подумывал о переходе в биологию – хотя подобная смена специализации была бы шагом весьма радикальным, его удалось сделать нескольким физикам, как до войны, так и позднее. Такое изменение очень значительно с психологической точки зрения, и Сцилард в конце концов совершил его в 1946 году. Но в сентябре 1933-го ему помешало в этом ежегодное собрание Британской научной ассоциации.

Если в пятницу 1 сентября, отдыхая в холле лондонского отеля «Империал», Сцилард прочитал напечатанную в Times рецензию на «Облик грядущего», он должен был обратить внимание на то, что, по мнению безымянного критика, Уэллс «и раньше пытался написать что-то в этом же роде – в частности, вспоминается его довольно сумбурное произведение “Освобожденный мир”, – но никогда прежде не изображал в таких многочисленных и реалистичных подробностях, с такой убедительной силой ужасающую вероятность некоторых близких катастрофических событий»[86]. Возможно, именно тут Сцилард снова задумался об атомных бомбах из более ранней работы Уэллса, о «легальном заговоре» Уэллса и заговоре своем собственном, о нацистской Германии и ее талантливых физиках, о разрушенных городах и всеобщей войне.

Сцилард несомненно читал Times от 12 сентября и видел броские заголовки этого номера:

БРИТАНСКАЯ АССОЦИАЦИЯ

РАСЩЕПЛЕНИЕ АТОМА

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ

Как сообщалось в Times, Эрнест Резерфорд изложил историю «последней четверти века в области атомных превращений», в число которых входили

НОВАТОРСКИЕ НЕЙТРОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Все это обеспокоило Сциларда. Рядом с ним шло собрание ведущих ученых Британии, а его там не было. Он находился в безопасности, у него имелись деньги в банке, но при этом он был всего лишь одним из множества безымянных беженцев-евреев, оказавшихся в Лондоне за бортом нормальной жизни; он праздно пил свой утренний кофе в гостиничном холле, не имея ни работы, ни известности.

Затем, в середине второй колонки напечатанного в Times отчета о выступлении Резерфорда, он нашел следующее:

НАДЕЖДА НА ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЛЮБЫХ АТОМОВ

Каковы же, – спросил в заключение лорд Резерфорд, – перспективы на ближайшие 20 или 30 лет?

Для ускорения бомбардирующих частиц, вероятно, не потребуется высоких напряжений порядка миллионов вольт. Преобразования могут быть получены при 30 или 70 тысячах вольт… Он полагает, что в конце концов мы сможем преобразовывать все химические элементы.

В этих процессах мы, возможно, получим гораздо больше энергии, чем дает протон, но в среднем мы не можем рассчитывать на такой способ получения энергии. Этот метод производства энергии чрезвычайно неудобен и непроизводителен, и всякий, кто ищет в превращениях атомов источник энергии, гоняется за лунными миражами.

Понимал ли Сцилард, что именно Резерфорд подразумевает под погоней за лунными миражами – «пустые или фантастические разговоры»? Не пришлось ли ему обратиться за справкой к швейцару, прежде чем он отбросил газету и выбежал на улицу? «Как сообщалось, лорд Резерфорд заявил, что любой, кто говорит о высвобождении атомной энергии в промышленных масштабах, гоняется за лунными миражами. Меня всегда раздражали заявления специалистов о том, что чего-то никак нельзя сделать»[87].

«Это в некотором роде навело меня на размышления во время моей прогулки по Лондону, и, помнится, остановившись на светофоре на углу Саутгемптон-роу[88]… я раздумывал, нельзя ли доказать, что лорд Резерфорд был не прав»[89].

«Мне пришло в голову, что нейтроны – в отличие от альфа-частиц – не ионизируют вещество, через которое они проходят [то есть не вступают с ним в электрическое взаимодействие].

Следовательно, нейтрон может не останавливаться, пока не попадет в ядро, с которым он сможет провзаимодействовать»[90].

То, что нейтрон может проникнуть за электрический барьер ядра, Сцилард понял не первым; другим физикам тоже приходила в голову эта идея. Но он первым придумал механизм, по которому при бомбардировке ядра нейтроном может быть высвобождено больше энергии, чем несет сам этот нейтрон.

Похожий процесс был известен в химии – его изучал Полани[91]. Сравнительно небольшое количество активных частиц – например атомов кислорода, – введенных в химически неустойчивую систему, действует наподобие закваски, которая запускает химическую реакцию при температурах гораздо более низких, чем данная реакция требует в нормальных условиях. Этот процесс называется цепной реакцией. Один центр химической реакции производит тысячи молекул конечного продукта. Иногда один из таких центров удачно встречается с реагентом и образует не один новый центр, а два или более, каждый из которых, в свою очередь, может обеспечить дальнейшее распространение цепочки реакции.

Химические цепные реакции самоограниченны[92]. Если бы такого ограничения не было, они развивались бы в геометрической прогрессии: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16 384, 32 768, 65 536, 131 072, 262 144, 524 288, 1 048 576, 2 097 152, 4 194 304, 8 388 608, 16 777 216, 33 554 432, 67 108 868, 134 217 736…

«Когда зажегся зеленый свет и я стал переходить через дорогу, – вспоминает Сцилард, – я… неожиданно понял, что если бы мы смогли найти элемент, расщепляемый нейтронами и испускающий два нейтрона при поглощении одного, то такой элемент, если собрать достаточно большую его массу, смог бы поддерживать ядерную цепную реакцию»[93].

«В тот момент я не понимал, как именно следует искать такой элемент или какие эксперименты нужно будет провести, но эта идея меня уже не покидала. В некоторых условиях может существовать возможность запуска ядерной цепной реакции, высвобождения энергии в промышленных масштабах и создания атомных бомб»[94].

Лео Сцилард поднялся на тротуар. За его спиной снова загорелся красный свет.

2

Атомы и пустота

Для атомной энергии нужен атом. До начала XX века никаких реальных атомов в физике не было. Идея же атома – как невидимого слоя вечной, основополагающей материи, скрытой под кажущимся миром, в котором все объединяется, кишит, растворяется и разлагается, – существует с глубокой древности. Эту концепцию выдвинул Левкипп, греческий философ V века до н. э., имя которого сохранилось благодаря упоминанию у Аристотеля; развил ее Демокрит, состоятельный и более известный фракиец того же времени. «Ибо лишь в общем мнении существует цвет, – цитирует одну из семидесяти двух утраченных книг Демокрита греческий врач Гален, – в мнении – сладкое, в мнении – горькое, в действительности же – атомы и пустота»[95][96]. Начиная с XVII века физики постулировали атомную модель мира всюду, где казалось, что это требуется для развития физической теории. Однако вопрос о том, существуют ли атомы на самом деле, оставался спорным.

Постепенно споры на эту тему свелись к обсуждению того, какие именно атомы необходимы и возможны. Исаак Ньютон представлял себе нечто вроде миниатюрных бильярдных шаров, которые соответствовали бы его механической вселенной движущихся масс. «Мне кажется вероятным, – писал он в 1704 году, – что Бог вначале дал материи форму твердых, массивных, непроницаемых, подвижных частиц таких размеров и фигур и с такими свойствами и пропорциями в отношении к пространству, которые более всего подходили бы к той цели, для которой он создал их»[97][98]. Шотландский ученый Джеймс Клерк Максвелл, которому мы обязаны созданием Кавендишской лаборатории, опубликовал в 1873 году основополагающий «Трактат об электричестве и магнетизме» (Treatise on Electricity and Magnetism), который изменил чисто механическую вселенную Ньютона с частицами, соударяющимися в пустоте, введя в нее концепцию электромагнитного поля. Это поле пронизывает пустоту; электрическая и магнитная энергия распространяется в ней со скоростью света; самый свет, как показал Максвелл, есть одна из форм электромагнитного излучения. Однако, несмотря на внесенные им же изменения, Максвелл – не в меньшей степени, чем Ньютон, – оставался приверженцем жестких, механических атомов:

Но если случались и вновь могут случиться катастрофы, если старые системы могут разрушаться и на их развалинах могут возникать новые системы, то [атомы], из которых эти системы построены, неразрушимы и неизменны – это краеугольные камни материальной Вселенной. Сейчас [они] так же неизменны по своему числу, по своим размерам и по весу, как и в то время, когда они были сотворены[99][100].

Макс Планк придерживался другого мнения. Он, как и многие его коллеги, сомневался, что атомы вообще существуют, – корпускулярная теория материи была изобретением скорее английским, чем континентальным, и ее несколько британский аромат был отвратителен носам немецких ксенофобов, – но, если атомы все же существуют, считал он, они не могут быть механическими. «Существенно важно… то, – признавал он в своей “Научной автобиографии” (Wissenschaftliche Selbstbiographie), – что внешний мир представляет собой нечто независимое от нас, абсолютное, чему противостоим мы, а поиски законов, относящихся к этому абсолютному, представляются мне самой прекрасной задачей в жизни ученого»[101][102]. Планк считал, что термодинамические законы наиболее фундаментальным из всех законов физики образом относятся к такому независимому «внешнему миру», которого требовало его стремление к абсолютному. Еще на ранних стадиях своей работы он увидел, что чисто механические атомы нарушали бы второе начало термодинамики. Его выбор был ясен.

Второе начало термодинамики гласит, что самопроизвольная передача тепла от более холодного тела более горячему невозможна без каких-либо изменений системы. Или, в обобщенной формулировке, которую сам Планк сформулировал в своей диссертации, которую он писал в Мюнхенском университете в 1879 году, «процесс передачи тепла не может быть полностью обращен какими бы то ни было средствами»[103]. Второе начало не только говорит о невозможности создания вечного двигателя, но и определяет понятие, которое предшественник Планка, профессор Рудольф Клаузиус, назвал энтропией: поскольку при выполнении любой работы происходит рассеяние энергии, выделяющейся в виде тепла, – и это тепло невозможно собрать в организованном, пригодном для использования виде, – Вселенная должна постепенно изменяться в направлении все более случайного состояния. Из этой концепции все более увеличивающегося беспорядка следует, что Вселенная развивается однонаправленным и необратимым образом; второе начало термодинамики есть физическое выражение того, что мы называем временем. Однако уравнения механики – в рамках науки, которая называется теперь классической физикой, – теоретически допускают развитие Вселенной в любом направлении, как вперед, так и назад. «Таким образом, – сетовал один видный немецкий химик, – в чисто механическом мире не может быть “до” и “после”, как в мире, где мы живем; иначе дерево могло бы превратиться в побег, а затем в семя, бабочка – в гусеницу, старик – в ребенка. Механистическая доктрина никак не объясняет тот факт, что на самом деле этого не происходит, да такое объяснение и не может быть дано ввиду некоторых фундаментальных свойств уравнений механики. Фактическая необратимость явлений природы доказывает, таким образом, наличие процессов, которые нельзя описать уравнениями механики. Тем самым выносится приговор научному материализму»[104][105]. За несколько лет до этого Планк, что было для него характерно, высказался более лаконично: «Последовательное применение второго закона [по Планку, признание роста энтропии в качестве абсолютного закона]… несовместимо с предположением о существовании атомов конечного размера»[106].

Значительная часть затруднений была связана с тем, что в то время атомы нельзя было прямо измерить в эксперименте. Они были концепцией, полезной в химии, в которой их использовали для объяснения того, почему некоторые вещества – элементы – соединяются друг с другом с образованием других веществ, но сами не могут быть разложены химическими методами. Атомы, по-видимому, объясняли, почему газы ведут себя именно так, а не иначе, – заполняют любой сосуд, в который их помещают, и оказывают равное давление на все стенки такого сосуда. Их использовали и для объяснения того поразительного открытия, что любой элемент, нагреваемый в пламени лабораторной горелки или испаряемый электрической дугой, окрашивает испускаемый свет, причем при разложении этого света призмой или дифракционной решеткой спектр неизменно разбивается на последовательность характерных ярких полос или линий. Однако еще в 1894 году, когда Роберт Сесил, третий маркиз Солсбери, канцлер Оксфордского университета и бывший[107] премьер-министр Англии, перечислял нерешенные задачи науки в своей председательской речи на заседании Британской ассоциации, вопрос о том, являются ли атомы реальными объектами или лишь удобной условностью и какова может быть их скрытая структура, по-прежнему оставался открытым:

Что есть атом каждого элемента, представляет ли он собою движение, предмет, вихрь или точку, обладающую инерцией, существуют ли пределы его делимости и, если они существуют, как налагаются такие пределы, окончателен ли длинный перечень элементов и имеют ли какие-либо из них сколько-нибудь общее происхождение, – все эти вопросы остаются так же окруженными мраком, как и прежде[108].

Именно так – выбирая между возможными вариантами – и работает физика; именно так работают все точные науки. Химик Майкл Полани, друг Лео Сциларда, исследовал методы работы науки в последние годы своего пребывания в Манчестерском университете и в Оксфорде. Он установил, что традиционная организация науки сильно отличается от представлений большинства не связанных с наукой людей. Он назвал ее «республикой науки»[109], сообществом свободно сотрудничающих мужчин и женщин, «чрезвычайно упрощенным примером свободного общества»[110]. Не все специалисты по философии науки – области, которой стал заниматься Полани, – были с ним согласны. Даже сам Полани иногда называл науку «ортодоксией». Но его республиканская модель науки сильна тем же, чем бывают сильны успешные научные модели: она объясняет взаимосвязи, которые не были понятны до нее.

Полани задавал прямые вопросы. Как избирают ученых? Какую присягу они принимают? Кто направляет их исследования – выбирает задачи, которые следует изучать, утверждает планы экспериментов, оценивает значение результатов? Кто решает, что́ соответствует научной «истине» при окончательном анализе этих результатов? Вооружившись этими вопросами, Полани отступил на шаг и рассмотрел науку извне.

За великой конструкцией, которая всего за три столетия начала преобразовывать весь мир человечества, лежала основополагающая приверженность натуралистическому взгляду на жизнь. В другие эпохи и в других местах господствовали иные воззрения – магические или мифологические. Дети обучались натуралистическому мировоззрению, когда учились говорить, когда учились читать, когда шли в школу. «Миллионы ежегодно расходуются на культивирование и распространение науки теми же самыми органами государственной власти, – написал однажды Полани, раздраженный теми, кто упорно не хотел понимать его идей, – которые не дадут ни гроша на развитие астрологии или колдовства. Другими словами, наша цивилизация глубоко привержена определенным представлениям о природе вещей; представлениям, отличным, например, от тех, которым были привержены древнеегипетская или ацтекская цивилизации»[111].

Большинство молодежи познает лишь ортодоксальные положения науки. Они выучивают «общепринятые доктрины, мертвые письмена»[112]. Некоторые, продолжающие образование в университетах, заходят дальше и познают начала научного метода. Они используют в повседневных исследованиях экспериментальные доказательства. Они открывают для себя «неопределенность и вечную временность»[113] положений науки. Они начинают вдыхать в нее жизнь.

Но это еще не значит стать ученым. Чтобы стать ученым, считал Полани, необходимо «полное посвящение»[114]. Такое посвящение дается «тесными личными связями с взглядами и практиками заслуженного наставника»[115]. Практика науки сама по себе не есть наука; это искусство, передаваемое от учителя к ученику, как передается искусство живописи или приемы и традиции юриспруденции или медицины. Познать право из одних лишь книг и лекций невозможно. Также нельзя познать и науку, потому что в науке никогда не бывает точных соответствий; никакой эксперимент не может быть окончательным доказательством; все всегда бывает упрощенным и приблизительным.

Американский физик-теоретик Ричард Фейнман как-то говорил о науке с подобным же пылом перед переполненной аудиторией студентов Калифорнийского технологического института. «Что значит “понять” что-либо?» – спросил Фейнман. Его ответ на этот вопрос полон ироническим сознанием ограниченности возможностей человека:

Представьте себе, что сложный строй движущихся объектов, который и есть «мир», – это что-то вроде гигантских шахмат, в которые играют боги, а мы следим за их игрой. В чем правила игры, мы не знаем; все, что нам разрешили, – это наблюдать за игрой. Конечно, если посмотреть подольше, то кое-какие правила можно ухватить. Под основными физическими воззрениями, под фундаментальной физикой мы понимаем правила игры. Но, даже зная все правила… лишь очень и очень редко нам удается действительно объяснить что-либо на их основе. Ведь почти все встречающиеся положения настолько сложны, что нет никакой возможности, заглядывая в правила, проследить за планом игры, а тем более предугадать очередной ход. Приходится поэтому ограничиваться самыми основными правилами. Когда мы разбираемся в них, то уже считаем, что «поняли» мир[116][117].

Научиться чувствовать доказательства; научиться рассуждать; научиться выбирать правильные интуитивные ощущения; научиться видеть, какие из сложнейших вычислений стоит повторить и каким из экспериментальных результатов не стоит доверять – эти умения дают билет на трибуны шахматной партии богов, и их обретение требует прежде всего обучения у настоящего мастера.

Полани обнаружил еще один необходимый элемент полноценного посвящения в науку – веру. Хотя точные науки стали ортодоксальной идеологией западной цивилизации, каждый волен соглашаться или не соглашаться с ними, частично или целиком: число верующих в астрологию, марксизм или непорочное зачатие по-прежнему остается огромным. Однако «никто не может быть ученым, не предполагая, что научная доктрина и научный метод фундаментально верны и что их основополагающие предпосылки могут быть приняты безоговорочно»[118].

Стать ученым можно, лишь искренне и глубоко приняв научную систему и научное мировоззрение. «Любое описание науки, прямо не называющее ее предметом веры, по сути дела, неполно и обманчиво. Оно эквивалентно утверждению о том, что наука, по сути дела, отличается от всех человеческих верований, не сводящихся к научным утверждениям, и в чем-то превосходит их, – что неверно»[119]. Вера есть та присяга, которую приносят ученые.

Так происходит отбор ученых и их принятие в этот орден. Они составляют республику образованных верующих, обучающихся в системе связей между наставниками и учениками осторожно оценивать скользкие места своей работы.

Кто же направляет эту работу? Этот вопрос на самом деле разбивается на два: кто решает, какие задачи следует изучать, какие эксперименты следует ставить? И кто оценивает значение и достоверность результатов?

Полани предложил одну аналогию[120]. Представим себе, сказал он, группу работников, которым поручили собрать очень большую, очень сложную мозаичную картинку – пазл. Как они могут организовать свою работу, чтобы выполнить ее максимально эффективно?

Каждый из работников может взять какие-то элементы пазла и попытаться совместить их. Этот метод был бы эффективным, если бы собирание пазла было сродни шелушению гороха. Но это не так. Элементы пазла не изолированы. Они были частью единого целого. И вероятность того, что один из работников случайно наберет себе элементы, подходящие друг к другу, мала. Даже если такая группа изготовит достаточно экземпляров всех элементов, чтобы в распоряжении каждого работника был весь пазл, ни один из них в одиночку не сделает столько, сколько могла бы сделать группа, если бы нашла метод совместной работы.

Наиболее эффективное решение, по словам Полани, заключается в том, чтобы позволить каждому из работников следить за тем, что делают все остальные. «Пусть они работают над пазлом вместе, видя друг друга, чтобы каждый раз, когда один из [работников] ставит какую-либо часть мозаики на место, все остальные сразу начинали искать следующий шаг, который становится возможным благодаря этому»[121]. В таком случае, даже если каждый из работников действует по собственной инициативе, его действия способствуют прогрессу всей группы. Члены группы работают вместе независимым образом; пазл собирается самым действенным способом.

Полани считал, что наука познает неизвестное, проходя через последовательность этапов, которые он называл «точками роста»[122], причем каждая из таких точек представляет собой место, в котором делаются наиболее продуктивные открытия. Узнавая о новых достижениях из сети научных изданий и личных связей с коллегами, – благодаря полной открытости обмена информацией, абсолютной и жизненно важной свободе слова – ученые немедленно начинают работать именно в тех точках, в которых личные таланты каждого из них обеспечивают максимальный положительный эффект, эмоциональный и интеллектуальный, от вложения сил и размышлений.

Тогда становится ясно, кто именно в научной среде оценивает значение результатов исследований: это делают все члены группы, как на собрании общины квакеров. «Авторитетность научного мнения остается преимущественно взаимной; она формируется среди ученых, а не над ними»[123]. Бывают ведущие ученые, ученые, которые работают в точках роста своих дисциплин необыкновенно плодотворно; но в науке нет верховных правителей. Ею управляет коллективное согласие.

Не всякий ученый способен оценить любой вклад. Сетевая структура устраняет и это затруднение. Предположим, ученый М объявляет о новом результате. Он знает свой чрезвычайно специализированный предмет лучше всех на свете; кто же в таком случае может обладать компетенцией, необходимой, чтобы оценить его работу? Но рядом с ученым М работают ученые L и N. Поскольку предметы их исследований частично пересекаются с областью работы М, они достаточно хорошо понимают его работу, чтобы судить о ее качестве и достоверности, а также понять, как она соотносится с общей научной картиной. Кроме L и N есть еще и другие ученые, K и O, а также J и P, которые достаточно хорошо знают L и N, чтобы решить, можно ли доверять их суждению о работе М. И эта цепочка продолжается дальше и дальше, вплоть до ученых A и Z, которые работают в области, почти совершенно отличной от сферы интересов М.

«Эта сеть и есть вместилище научного мнения, – подчеркивал Полани, – мнения, не присущего разуму какого-то отдельного человека, но разделенного на тысячи разных фрагментов, мнения, которого придерживаются множественные индивидуумы, каждый из которых поддерживает мнение другого опосредованно, полагаясь на согласованные цепочки, которые связывают его со всеми остальными через последовательность пересекающихся сообществ»[124]. Наука, подразумевал Полани, работает как гигантский мозг, образованный связанными между собою индивидуальными разумами. Это и есть источник ее кумулятивной и, по-видимому, непреодолимой силы. Но сила эта, как тщательно подчеркивают и Полани, и Фейнман, достается ценой добровольного самоограничения. Науке удается решать трудную задачу поддержания сети политических связей между людьми разного происхождения и разных взглядов и даже еще более трудную задачу определения правил шахматной игры, в которую играют боги, благодаря жестким ограничениям области своей деятельности. «Физика, – как однажды напомнил группе своих коллег Юджин Вигнер, – даже не пытается дать нам полную информацию о событиях, которые происходят вокруг нас: она дает нам информацию о корреляциях между этими событиями»[125].

Что по-прежнему оставляет открытым вопрос о том, на какие стандарты ориентируются ученые, когда выносят оценку работе своих коллег. Хорошая наука, оригинальная работа всегда выходят за пределы общепринятых мнений, всегда содержат элемент несогласия с ортодоксальными взглядами. Как же в таком случае выразители ортодоксальных взглядов могут оценить их по достоинству?

Полани предположил, что науку защищает от окостенения существующая в ней структура учителей и учеников. Учитель прививает ученику высокие стандарты суждений. В то же время ученик обучается доверять своему собственному суждению: он узнает о возможности и необходимости несогласия. Из книг и лекций можно узнать правила; учителя обучают осознанному бунту, хотя бы на примере своей собственной оригинальной – и, следовательно, бунтовщической в этом смысле – работы.

Ученики познают три общих критерия научного суждения[126]. Первый из этих критериев – правдоподобие. Он позволяет отсеять безумцев и жуликов. Он также может приводить (и иногда приводил) к отбрасыванию идей, слишком оригинальных, чтобы ортодоксальное мышление могло осознать их, – но чтобы наука вообще могла работать, с этой опасностью приходится мириться. Второй критерий – научная ценность, составная величина, содержащая в равных долях точность, важность для всей системы науки или той ее ветви, к которой относится данная идея, и степень интереса, который порождает сущность работы. Третий критерий – оригинальность. Патентные эксперты оценивают оригинальность изобретения по тому, насколько неожиданным оно оказывается для специалиста, знакомого с соответствующей областью. Ученые оценивают новые теории и новые открытия подобным же образом. Правдоподобие и научная ценность позволяют оценить качество идеи по стандартам ортодоксальной точки зрения; оригинальность определяет степень ее отклонения от ортодоксальности.

Предложенная Полани модель открытой научной республики, в которой каждый из ученых судит о работе своих коллег по общепризнанным и поддерживаемым всеми критериям, объясняет, почему идея атома обладала столь неустойчивым статусом в физике XIX века. Она была правдоподобна; она обладала значительной научной ценностью, особенно с системной точки зрения; однако никаких неожиданных открытий, касающихся атома, еще никому не удалось совершить. По крайней мере, таких открытий, которые были бы достаточно убедительными для сети из всего лишь приблизительно тысячи мужчин и женщин всего мира, которые в 1895 году называли себя физиками[127], – а также для более многочисленной сети химиков, связанной с первой.

Время атома было на подходе. В XIX веке самые неожиданные открытия в фундаментальной науке делались в химии. В первой половине века XX источником великих неожиданностей в фундаментальной науке стала физика.

В 1895 году, когда юный Эрнест Резерфорд приехал с другого конца света в Кавендишскую лабораторию, чтобы изучать физику в надежде составить себе имя в этой области, Новая Зеландия, которую он покинул, была еще территорией малоосвоенной. Инакомыслящие британские ремесленники и крестьяне, а также некоторые искатели приключений из дворян заселили этот суровый вулканический архипелаг в 1840-х годах, потеснив приплывших из Полинезии маори, которые открыли его за пять столетий до этого. Серьезное сопротивление маори, вылившееся в несколько десятилетий кровавых стычек, закончилось лишь в 1871 году, в котором и родился Резерфорд. Он учился в недавно созданных школах, гонял коров на дойку, ездил верхом в буш охотиться на диких голубей, сидящих на покрытых ягодами ветвях деревьев миро[128], помогал на льнопрядильной фабрике своего отца в Брайтуотере, на которой дикий лен, собранный в местных болотах, замачивали, мяли и трепали, получая из него льняные нити и очески. Два младших брата Резерфорда утонули; вся семья в течение нескольких месяцев искала их на берегах Тихого океана вокруг фермы.

Его детство было трудным и здоровым. Резерфорд увенчал его стипендиями на обучение – сначала в скромном колледже имени Нельсона в близлежащем городе Нельсоне на Южном острове, затем в Университете Новой Зеландии, в котором он в возрасте двадцати двух лет получил магистерскую степень сразу по двум специализациям, математике и физике. Он был человеком крепким, энергичным и сообразительным, и все эти качества потребовались ему на пути из новозеландской сельской глуши к руководству британской наукой. Еще одно, более тонкое качество – проницательность деревенского парня в сочетании с характерной для далеких от цивилизации мест глубокой неиспорченностью – сыграло важнейшую роль в тех беспрецедентных научных открытиях, которые он совершил в течение своей жизни. Как сказал его воспитанник Джеймс Чедвик, главной отличительной чертой Резерфорда был «его талант удивляться»[129]. Он сохранил это качество, несмотря на все свои успехи и несмотря на тщательно замаскированную, но иногда чрезвычайно болезненную неуверенность в себе[130], грубый шрам, оставленный его колониальным происхождением.

Первую возможность для проявления своих талантов Резерфорд нашел в Университете Новой Зеландии, в котором он получил в 1893 году степень бакалавра. «Электрические волны», открытые в 1887 году Генрихом Герцем, – сейчас мы называем их радиоволнами – произвели на Резерфорда, как и на других молодых людей по всему миру, сильнейшее впечатление. Для изучения этих волн он собрал в промозглом подвальном чулане так называемый вибратор Герца – электрически заряженные металлические шары, установленные с зазором, благодаря которому между металлическими пластинами проскакивают искры. Он искал задачу, которая могла бы стать темой его первого независимого исследования.

Такую задачу он нашел в общепринятом среди ученых – в число которых входил и сам Герц – мнении, что переменный ток высокой частоты, то есть такой, какой возникает в вибраторе Герца, когда между металлическими пластинами в обоих направлениях быстро пролетает искровое излучение, не вызывает намагничивания железа. Резерфорд предположил, что это не так, и нашел изобретательное доказательство своей правоты. За эту работу он получил стипендию Всемирной выставки 1851 года[131] на работу в Кембридже. Когда пришла телеграмма, Резерфорд копал картошку в домашнем огороде. Его мать прокричала новость с другого конца борозды; он рассмеялся, отбросил лопату и воскликнул, отмечая момент, торжественный и для сына, и для матери: «Я выкопал свою последнюю картофелину!»[132] Тридцать шесть лет спустя, когда ему был пожалован титул барона Резерфорда Нельсонского, его мать, в свою очередь, получила следующую телеграмму: «Теперь [я] лорд Резерфорд, и твоей заслуги в этом больше, чем моей»[133].

Работа под названием «Намагничивание железа высокочастотными разрядами»[134] сочетала в себе мастерские наблюдения и отважное инакомыслие. Проявив глубокую оригинальность, Резерфорд заметил слабую обратную реакцию, возникающую при намагничивании железных иголок током высокой частоты: при пропускании высокочастотного тока происходит частичное размагничивание иголок, уже намагниченных до насыщения. Здесь и сработал его талант удивляться. Он быстро понял, что радиоволны, принимаемые соответствующей антенной и подаваемые в проволочную обмотку, можно использовать для создания в пучке намагниченных иголок высокочастотного тока. Это вызовет частичное размагничивание иголок, и, если поместить рядом с ними компас, это изменение можно будет заметить по отклонению его стрелки.

К сентябрю 1895 года, когда Резерфорд добрался на одолженные деньги до Кембриджа, где он должен был начать работать под руководством прославленного директора Кавендишской лаборатории Дж. Дж. Томсона, он разработал на основе своих наблюдений устройство для улавливания радиоволн на расстоянии – по сути дела, первый, еще весьма несовершенный, радиоприемник. В это время Гульельмо Маркони еще доводил свою модель радиоприемника до совершенства в итальянском имении отца; в течение нескольких месяцев молодой новозеландец удерживал мировой рекорд по дальности приема радиопередач[135].

Опыты Резерфорда привели в восторг заслуженных британских ученых, узнавших о них от Томсона. Они быстро приняли Резерфорда в свою среду: однажды вечером его даже усадили на почетное место рядом с ректором за профессорским столом Кингс-колледжа. По его словам, он чувствовал себя там «как осел в львиной шкуре»[136], а некоторые снобы из числа сотрудников Кавендишской лаборатории просто позеленели от зависти. Благодаря великодушной помощи Томсона 18 июня 1896 года Резерфорд, нервничая, но внутренне ликуя, представил свою третью научную статью под названием «Магнитный детектор электрических волн и некоторые его применения»[137] на заседании лондонского Королевского общества, ведущей научной организации мира. Маркони догнал его лишь в сентябре[138].

Резерфорд был беден. Он был обручен с Мэри Ньютон, дочерью хозяйки квартиры, которую он снимал, когда учился в Университете Новой Зеландии, но свадьбу отложили до улучшения его материального положения. В то время, когда он трудился, чтобы добиться такого улучшения, он писал своей невесте: «Я занимаюсь темой [приема радиоволн] так интенсивно из-за ее практической важности… Если опыты, которые я буду проводить на следующей неделе, пройдут так, как я ожидаю, я вижу в будущем возможность быстрого заработка»[139].

Тут есть одна загадка, и загадка эта тянется вплоть до самой речи о «лунных миражах». Впоследствии Резерфорд был известен своим строгим отношением к бюджету исследовательской работы, нежеланием принимать финансирование от промышленных компаний или частных спонсоров, нежеланием даже запрашивать финансирование и убежденностью в том, что все можно сделать «при помощи сургуча и бечевки». Он терпеть не мог коммерциализации научных исследований и, например, когда его русскому ученику Петру Капице предложили работу консультанта в промышленной компании, сказал ему: «Нельзя одновременно служить Богу и Мамоне»[140]. Загадка эта касается того, что Ч. П. Сноу, знавший Резерфорда, назвал «единственным любопытным исключением» из «непогрешимости» его интуиции, добавив при этом, что «еще не было ученого, который допустил бы так мало ошибок»[141][142]. Это исключение – нежелание Резерфорда допустить возможность извлечения из атома полезной энергии, то самое нежелание, которое так раздражало в 1933 году Лео Сциларда. «Мне кажется, он боялся, что его любимую область ядерных исследований вот-вот захватят неверные, которые хотят разгромить ее ради коммерческой эксплуатации»[143], – рассуждает другой воспитанник Резерфорда, Марк Олифант. Однако в январе 1896 года сам Резерфорд активно стремился к коммерческой эксплуатации радио. Чем же была вызвана столь резкая перемена, определившая всю его дальнейшую жизнь?

Сохранившиеся сведения неоднозначны, но дают некоторое представление о произошедшем. В соответствии с исторической традицией английская наука была занятием благородным. Патенты на открытия, а также любые другие юридические и коммерческие ограничения, которые могли помешать свободному распространению научных результатов, как правило, считались в ней делом недостойным. На практике такая защита свободы науки могла выродиться в высокомерное презрение к «вульгарной меркантильности». Физик Эрнест Марсден, учившийся у Резерфорда и ставший его вдохновенным биографом, слышал, что «в начальный период его работы в Кембридже по меньшей мере некоторые говорили, что Резерфорд – человек неотесанный»[144]. Одной из составляющих таких сплетен могло быть презрение к его стремлению извлечь выгоду из работ, связанных с радио.

По-видимому, в дело вмешался Дж. Дж. Томсон. Внезапно открылось огромное новое поле деятельности. 8 ноября 1895 года, через месяц после прибытия Резерфорда в Кембридж, немецкий физик Вильгельм Рентген открыл «икс-лучи», исходящие из стенок катодной трубки, сделанных из флуоресцирующего стекла. В декабре Рентген сообщил о своем открытии и поверг в изумление весь мир. Это странное излучение стало новой точкой роста науки, и Томсон почти немедленно принялся за его изучение. Одновременно с этим он продолжал и свои опыты с катодными лучами, в завершение которых он обнаружил в 1897 году частицу, которую назвал «отрицательной корпускулой», – то есть электрон, первую из открытых составляющих атома. В этой работе ему неизбежно нужны были помощники. Кроме того, он не мог не понимать, какие необычайные возможности для проведения оригинальных исследований откроет это излучение перед молодым человеком, обладающим такими талантами экспериментатора, как Резерфорд.

Чтобы разрешить этот вопрос, Томсон написал патриарху британской науки лорду Кельвину, которому было тогда семьдесят два года, и спросил его мнение о коммерческих перспективах радио – как говорит Марсден, «прежде, чем попытаться соблазнить Резерфорда новой темой». В конце концов, как бы там ни обстояло дело с вульгарной меркантильностью, именно Кельвин спроектировал трансокеанский телеграфный кабель. «Великий человек ответил, что развитие [радио] может оправдать капитальные вложения в компанию стоимостью порядка 100 000 фунтов, но не более того»[145].

К 24 апреля Резерфорд прозрел. Он писал Мэри Ньютон: «Я надеюсь свести концы с концами, но в первый год мне, видимо, потребуется дополнительная помощь… Моя научная работа пока что продвигается медленно. В этом семестре я занимаюсь вместе с Профессором рентгеновскими лучами. Моя старая тема мне несколько надоела, и я рад сменить ее на что-то другое. Мне кажется, что мне будет полезно некоторое время поработать с Профессором. Я уже провел одно исследование и продемонстрировал, что могу работать самостоятельно»[146]. Письмо написано в смиренном и вовсе не уверенном тоне, как если бы через Резерфорда к его невесте по-отечески обращался призрак Дж. Дж. Томсона. Резерфорд еще не выступал перед Королевским обществом – по этому выступлению совершенно не казалось, что его тема ему «несколько надоела». Но его обращение уже свершилось. Отныне все устремления Резерфорда касались не коммерческого успеха, а научной славы.

Кажется вполне вероятным, что Дж. Дж. Томсон усадил молодого и пылкого Эрнеста Резерфорда в обитом темными панелями кабинете в неоготической Кавендишской лаборатории, которую основал Джеймс Клерк Максвелл, в том же университете, в котором Ньютон писал свои великие «Начала», и деликатно сказал ему, что нельзя одновременно служить Богу и Мамоне. Вполне вероятно, что известие о том, что заслуженный директор Кавендишской лаборатории написал небожителю лорду Кельвину о коммерческих устремлениях энергичного новозеландца, смертельно огорчило Резерфорда, и он вышел после этого разговора, чувствуя себя каким-то нелепым выскочкой. Он никогда больше не повторял этой ошибки, даже если его лаборатории оставались из-за этого без финансирования, даже если это заставляло уходить лучших из его учеников – а так оно в конце концов и случалось. Даже если это означало, что получение энергии из его любимого атома было всего лишь миражом. Но, отказавшись от коммерческой выгоды ради святой науки, Резерфорд получил взамен сам атом. Он открыл составляющие его части и дал им названия. При помощи сургуча и бечевки он сделал атом реальным.

Сургуч был кроваво-красным, и именно из него состоял самый заметный вклад Банка Англии в развитие науки[147]. Британские экспериментаторы использовали банковский сургуч для герметизации стеклянных трубок. Первая работа Резерфорда по исследованию атома, как и работа Дж. Дж. Томсона с катодными лучами, возникла на основе проводившихся в XIX веке исследований поразительных эффектов, которые возникают, если из стеклянной трубки, к концам которой припаяны металлические пластины, откачать воздух, а затем подсоединить эти пластины к батарее или катушке индуктивности. Под действием электрического заряда пустота[148] внутри герметичной трубки начинает светиться. Это свечение исходит от отрицательно заряженной пластины – катода – и поглощается пластиной, заряженной положительно, – анодом. Если изготовить анод в форме цилиндра и поместить этот цилиндр в середину трубки, можно заставить пучок такого свечения – или катодных лучей – проходить сквозь цилиндр до конца трубки, противоположного катоду. Если энергия этого пучка достаточно высока, чтобы он смог достичь стеклянной стенки, он заставляет стекло флуоресцировать. Такая катодная трубка, должным образом видоизмененная – с уплощенным стеклянным концом, покрытым фосфором для усиления флуоресценции, – становится телевизионным кинескопом.

Весной 1897 года Томсон продемонстрировал, что пучок светящегося вещества в катодной трубке не состоит из световых волн, как (сухо писал он)«почти единодушно считают немецкие физики». На самом деле катодные лучи оказались отрицательно заряженными частицами, вылетающими с отрицательного катода и притягиваемыми положительным анодом. Эти частицы можно отклонить электрическим полем и направить по криволинейной траектории полем магнитным. Частицы эти гораздо легче атома водорода и одинаковы, «каким бы ни был газ, через который проходит разряд»[149], если такой газ ввести в трубку. Поскольку они легче, чем самый легкий из известных элементов материи и одинаковы независимо от того, из какого вещества они получаются, следовало заключить, что эти частицы представляют собой некую основополагающую составную часть материи, а раз они представляют собой часть, то должно существовать и некое целое. Из существования реального, физического электрона вытекало существование реального, физического атома: таким образом, корпускулярная теория вещества впервые была убедительно подтверждена физическим опытом. На ежегодном банкете Кавендишской лаборатории в честь этого достижения Дж. Дж. Томсона была исполнена песня:

Имея в своем распоряжении электрон и зная из других экспериментов, что после удаления электронов от атома остается гораздо более массивная часть с положительным зарядом, Томсон разрабатывал в течение следующего десятилетия модель атома, которую стали называть «пудинговой моделью». Атом по Томсону, состоящий из «нескольких отрицательно заряженных корпускул, заключенных в сферу, имеющую однородно распределенный положительный электрический заряд»[151], подобно изюму в пудинге, представлял собой гибрид, сочетание корпускулярных электронов и распределенной в пространстве остальной части. Эта модель была полезна тем, что позволяла показать математически, что электроны могут образовывать внутри атома устойчивые конфигурации и что такие устойчивые с математической точки зрения конфигурации могут объяснять сходства и различия, которые проявляют химические элементы периодической системы. Начинало проясняться, что именно электроны отвечают за сходные химические свойства разных элементов, что химия, по сути дела, сводится к электрическим процессам.

В 1894 году Томсон чуть было не открыл рентгеновские лучи[152]. Если верить легенде, ему все же не повезло не так сильно, как оксфордскому физику Фредерику Смиту, который обнаружил, что фотопластинки, которые хранились рядом с катодной трубкой, помутнели, и просто велел своему ассистенту переложить их в другое место[153]. Томсон заметил, что стеклянные трубки, находящиеся «на расстоянии нескольких футов от разрядной трубки»[154], флуоресцируют так же, как стенки самой катодной трубки, на которые падают катодные лучи, но он был слишком занят исследованием самих этих лучей и не стал исследовать причину этого явления. Рентген выделил этот эффект, закрыв катодную трубку черной бумагой. Когда оказалось, что установленный поблизости экран из флуоресцентного материала все равно продолжает светиться, Рентген понял: то, что вызывает свечение экрана, проходит сквозь бумагу и окружающий экран воздух. Когда он помещал свою руку между закрытой бумагой трубкой и экраном, это несколько ослабляло свечение экрана, но зато в появляющейся на экране темной тени он видел свои кости.

Открытие Рентгена заинтересовало не только Дж. Дж. Томсона и Резерфорда, но и других физиков. Француз Анри Беккерель был физиком в третьем поколении: вслед за своим дедом и отцом он возглавлял кафедру физики в парижском Музее естественной истории. Также подобно отцу и деду он был специалистом по фосфоресценции и флуоресценции – причем лично он специализировался на свечении урана. Отчет о работе Рентгена он прослушал на еженедельном заседании Академии наук 20 января 1896 года. Узнав, что рентгеновские лучи испускаются флуоресцентным стеклом, он немедленно решил проверить разные флуоресцентные материалы, чтобы узнать, не испускают ли и они также рентгеновские лучи. Проработав над этим вопросом в течение десяти дней, он не получил никаких положительных результатов, а 30 января прочитал статью по рентгеновским лучам, которая вдохновила его на продолжение исследований и навела на мысль попробовать одну из солей урана, двойной сульфат уранила и калия[155].

Первый его опыт прошел успешно – он обнаружил, что соль урана испускает излучение, – но привел его к ошибочным выводам. Он запечатал фотографическую пластинку в черную бумагу, нанес на бумагу слой соли урана и «выдержал все вместе на солнце в течение нескольких часов». Проявив фотопластинку, он «увидел на негативе черный силуэт фосфоресцирующего вещества»[156]. Беккерель ошибочно решил, что это явление было активировано солнечным светом, подобно тому, как катодные лучи вызывают испускание рентгеновского излучения из стекла.

История удачливости Беккереля, проявившейся после этого, стала легендарной. Когда он попытался повторить свой опыт, 26, а затем 27 февраля, в Париже было пасмурно. Он убрал завернутую фотопластинку, по-прежнему с нанесенной на нее урановой солью, в темный ящик. 1 марта он решил все-таки проявить пластинку, «ожидая, что изображение получится очень блеклым. Напротив, силуэты проявились с высокой интенсивностью. Я сразу подумал, что этот процесс, возможно, способен продолжаться и в темноте»[157]. Высокоэнергетическое, проницающее излучение инертной материи, возникающее без стимуляции солнечными лучами: теперь у Резерфорда появилась тема для исследований, а Пьер и Мария Кюри смогли взяться за свою изнурительную работу по поиску чистого излучающего элемента.

Между 1898 годом, когда Резерфорд впервые обратил внимание на это явление, открытое Анри Беккерелем и названное Марией Кюри радиоактивностью, и 1911 годом, в котором он совершил самое важное в своей жизни открытие, молодой новозеландский физик систематически трудился над расщеплением атома.

Он изучал виды излучения, испускаемого ураном и торием, и дал названия двум из них: «Эти опыты показывают, что излучение урана неоднородно по составу – в нем присутствуют по крайней мере два излучения различного типа. Одно очень сильно поглощается, назовем его для удобства α-излучением, а другое имеет бо́льшую проникающую способность, назовем его ß-излучением»[158][159]. Впоследствии француз П. У. Виллар открыл третий тип радиации, отличный от остальных, вид высокоэнергетических рентгеновских лучей, названный в соответствии со схемой Резерфорда гамма-излучением[160]. Эта работа была выполнена в Кавендишской лаборатории, но ко времени ее публикации в 1899 году Резерфорд, которому было тогда двадцать семь лет, перебрался в Монреаль и стал профессором физики в Университете Макгилла. Один канадский торговец табаком пожертвовал университету средства на строительство физической лаборатории и финансирование нескольких профессорских кафедр, в том числе и той, которую занял Резерфорд[161]. «Университет Макгилла пользуется хорошей репутацией, – писал Резерфорд матери. – 500 фунтов – совсем не плохое жалованье, а поскольку физическая лаборатория в нем лучшая в мире в своем роде, жаловаться мне не приходится»[162].

В 1900 году Резерфорд объявил об открытии радиоактивного газа, выделяющегося из радиоактивного элемента тория[163]. Мария и Пьер Кюри вскоре выяснили, что радий (который они выделили из урановой руды в 1898 году) также испускает радиоактивный газ. Чтобы понять, являются ли «выделения» тория также торием или каким-либо другим веществом, Резерфорду нужен был хороший химик; по счастью, ему удалось переманить к себе работавшего в том же университете молодого оксфордского выпускника Фредерика Содди, талантов которого в конце концов оказалось достаточно для получения Нобелевской премии. «В начале зимы [1900 года], – вспоминает Содди, – бывший тогда младшим профессором физики Эрнест Резерфорд зашел ко мне в лабораторию и рассказал об открытиях, которые он сделал. Он только что вернулся со своей молодой женой из Новой Зеландии… но еще до отъезда из Канады он открыл то, что сам он называл ториевой эманацией… Меня это, разумеется, очень заинтересовало, и я предположил, что следует изучить химические свойства этого [вещества]»[164].

Оказалось, что этот газ начисто лишен каких бы то ни было химических свойств. Из этого, как говорит Содди, «вытекал важнейший и неизбежный вывод о том, что торий медленно и самопроизвольно превращается в [химически инертный] газ аргон!»[165][166]. Содди и Резерфорд наблюдали самопроизвольный распад радиоактивных элементов – это было одно из крупнейших открытий физики XX века. Они взялись за изучение того, как именно уран, радий и торий превращаются в другие элементы путем испускания части своих атомов в виде альфа- и бета-частиц. Они обнаружили, что каждое из разных радиоактивных веществ обладает характерным для него «временем полураспада», то есть временем, за которое интенсивность его излучения уменьшается вдвое по сравнению с ранее измеренной величиной. Время полураспада соответствует времени превращения половины атомов исходного элемента в атомы другого элемента или физически отличного вида того же элемента – «изотопа», как назвал его Содди[167]. Время полураспада стало инструментом для обнаружения присутствия преобразованного вещества – «продуктов распада» – в количествах, слишком малых для обнаружения химическими методами. Для урана время полураспада оказалось равным 4,5 миллиарда лет, для радия – 1620 годам, для одного из продуктов распада тория – 22 минутам, а для другого продукта распада тория – 27 суткам. Некоторые из продуктов распада возникали и сами превращались в другие элементы за малые доли секунды – буквально в мгновение ока. Эта работа была чрезвычайно важной с точки зрения физики, она открывала восхищенному взору исследователя все новые и новые области, и, как вспоминал впоследствии Содди, «в течение более чем двух лет жизнь была полна такой суматохи, какая редко встречается на протяжении всей жизни человека и даже, возможно, на протяжении всей жизни целой организации»[168].

Попутно Резерфорд исследовал излучение, испускаемое радиоактивными элементами во время их превращений. Он доказал, что бета-излучение состоит из высокоэнергетических электронов, «во всех отношениях подобных катодным лучам»[169]. Он подозревал, а позднее, уже в Англии, и убедительно доказал, что альфа-частицы – это положительно заряженные атомы[170] гелия, испускаемые в процессе радиоактивного распада. Гелий находят заключенным внутри кристаллической структуры урановой и ториевой руды; теперь Резерфорд знал, с чем это связано.

В 1903 году Содди написал важную статью под названием «Радиоактивные преобразования» (Radioactive Change), в которой были приведены первые обоснованные расчеты количества энергии, выделяющейся при радиоактивном распаде:

Поэтому можно утверждать, что количество энергии, выделяющейся при распаде 1 г радия, не должно быть меньше 10⁸ кал и может быть заключено в пределах от 10⁹ до 10¹⁰ кал. Энергия излучения не обязательно равна полной энергии распада, а может составлять лишь малую ее часть, поэтому с достаточной уверенностью можно принять значение 10⁸ кал как наименьшую вероятную величину энергии радиоактивного превращения радия. При соединении водорода и кислорода выделяется примерно 4 · 103 кал на 1 г образующейся воды, а ведь при этой реакции на единицу веса выделяется большее количество энергии, чем при любом другом известном нам химическом превращении. Следовательно, энергия радиоактивного превращения по крайней мере в двадцать тысяч, а может быть, и в миллион раз превышает энергию любого молекулярного превращения[171][172].

Таково было строгое научное утверждение; неформально же Резерфорд был склонен к причудливой эсхатологии. Один из кембриджских ученых, писавший в том же 1903 году статью по радиоактивности, подумывал процитировать высказанное Резерфордом «шутливое предположение о том, что, если только найдется подходящий детонатор, можно будет представить себе возможность запуска в материи волны атомного распада, которая и впрямь спалит весь наш старый мир дотла»[173]. Резерфорд часто шутил, что «какой-нибудь дурак, работая в лаборатории, может ненароком взорвать Вселенную»[174]. Даже если атомной энергии и не суждено было стать полезной, она вполне могла быть опасной.

Содди, вернувшийся в том же году в Англию, исследовал эту тему более серьезно. В своем докладе по радию, прочитанном в 1904 году перед Корпусом королевских инженеров, он дальновидно рассуждал о некоторых из возможных применений атомной энергии:

Вероятно, любое тяжелое вещество обладает – находящейся в скрытом виде и связанной структурой атома – энергией, количество которой сходно с содержащимся в радии. Если бы эту энергию можно было извлечь управляемым образом, какое мощное средство для определения судеб мира можно было бы получить! Человек, взявший в руки рычаг, при помощи которого природа столь скупо отмеривает выдачу энергии из этих запасов, получил бы в свое распоряжение оружие, которым он мог бы, если бы захотел, уничтожить всю Землю.

Содди не считал такую возможность вероятной: «Сам факт нашего существования доказывает, что [крупномасштабного высвобождения энергии] никогда не случалось; а то, что такого не случалось раньше, есть наилучшая из возможных гарантий того, что этого не произойдет и впредь. Мы можем рассчитывать на то, что Природа сохранит свою тайну»[175].

Когда Герберт Уэллс прочитал сходные утверждения в вышедшей в 1909 году книге Содди «Интерпретация радия»[176] (Interpretation of Radium), ему не показалось, что Природа настолько заслуживает доверия. «Я позаимствовал свою идею у Содди», – писал он о книге «Освобожденный мир». Он назвал свое произведение «одним из старых добрых научных романов»[177]; оно было для него настолько важным, что для его написания он прервал серию романов социальных. Таким образом, именно рассуждения Резерфорда и Содди о радиоактивных превращениях послужили источником вдохновения для того научно-фантастического романа, который в конце концов навел Лео Сциларда на размышления о цепных реакциях и атомных бомбах.

Летом 1903 года Резерфорды побывали в Париже и посетили супругов Кюри. Так совпало, что именно в день их приезда Мария Кюри получала свою докторскую степень по естественным наукам; общие друзья организовали празднование этого события. «После весьма оживленного вечера, – вспоминал Резерфорд, – около 11 часов мы вышли в сад, и профессор Кюри вынес туда трубку, частично покрытую сульфидом цинка, в которой содержалось большое количество раствора радия. Она ярко светилась в темноте, и это стало великолепным завершением этого незабываемого дня». Покрытие из сульфида цинка флуоресцировало белым светом, что позволяло увидеть в темноте парижского вечера, как радий испускает частицы высокой энергии, сдвигаясь по периодической системе от урана к свинцу. Свечение было настолько ярким, что Резерфорд смог рассмотреть руки Пьера Кюри, бывшие «в чрезвычайно воспаленном и болезненном состоянии в результате воздействия лучей радия»[178]. Опухшие от радиационных ожогов руки были еще одной наглядной иллюстрацией того, на что способна энергия, содержащаяся в материи.

В 1905 году к Резерфорду в Монреаль приехал тридцатишестилетний немецкий химик Отто Ган. До этого Ган уже открыл новый «элемент» радиоторий, но впоследствии стало ясно, что он представляет собой один из двенадцати изотопов тория. Вместе с Резерфордом он исследовал излучение тория; вместе они установили, что альфа-частицы, испускаемые торием, имеют ту же массу, что и альфа-частицы, испускаемые другим радиоактивным элементом, актинием. Таким образом, речь, вероятно, шла об одних и тех же частицах – и этот вывод стал еще одним шагом к доказательству того, что альфа-частица представляет собой заряженный атом[179] гелия, которое Резерфорд получил в 1908 году. В 1906-м Ган вернулся в Германию, где его ждала славная карьера первооткрывателя изотопов и химических элементов; Лео Сцилард встретился с ним, когда работал в 1920-х годах в берлинском Институте химии кайзера Вильгельма вместе с физиком Лизой Мейтнер.

Исследования по распутыванию сложных превращений радиоактивных элементов, которые Резерфорд проводил в Университете Макгилла, принесли ему в 1908 году Нобелевскую премию – но не по физике, а по химии. Он стремился к этой премии и писал жене в конце 1904 года, когда она вернулась в Новую Зеландию повидаться с родными: «Если я буду продолжать в том же духе, у меня может быть шанс»[180]; а в начале 1905 года снова: «Все идут за мной по пятам, и чтобы у меня была хоть какая-то надежда получить Нобелевскую премию в ближайшие годы, мне необходимо продолжать развивать свою работу»[181]. То, что он получил премию по химии, а не по физике, его по меньшей мере забавляло. «Его до самого конца отлично можно было этим дразнить, – говорит его зять, – и он прекрасно понимал комизм этой истории, что на него навечно приклеили ярлык химика, а не настоящего физика»[182].

Те, кто присутствовал на церемонии[183], говорили, что Резерфорд выглядел до смешного молодо – ему было тридцать семь лет – и произнес самую важную речь этого вечера. Он объявил о недавно полученном доказательстве того, что альфа-частицы на самом деле представляют собой гелий, – в предыдущем месяце было обнародовано лишь краткое сообщение об этих результатах[184]. Доказательство это было получено в эксперименте, проведенном с характерным изяществом. Резерфорд заказал стеклодувам трубку с чрезвычайно тонкими стенками. Откачав воздух из этой трубки, он заполнил ее газообразным радоном, мощным источником альфа-частиц. Трубка была герметичной для газов, но альфа-частицы могли вылетать из нее сквозь тонкие стенки. Трубку с радоном Резерфорд поместил в другую стеклянную трубку, откачал воздух из пространства между трубками и загерметизировал его. «Через несколько дней, – торжествующе сказал он своим слушателям в Стокгольме, – во внешнем сосуде наблюдался яркий спектр гелия»[185]. Опыты Резерфорда до сих пор ошеломляют своей простотой. «В этом отношении Резерфорд был настоящим художником, – говорит один из его бывших учеников. – Все его опыты были элегантны»[186].

Весной 1907 года Резерфорд уехал из Монреаля вместе со своей семьей – в которую к тому времени входила и шестилетняя дочь, его единственный ребенок, – и вернулся в Англию. Он согласился занять должность профессора физики в Манчестере, том самом городе, в котором Джон Дальтон почти в точности за век до того положил начало возрождению атомистической теории. Резерфорд купил там дом и сразу приступил к работе. Вместе с кафедрой ему достался опытный немецкий физик Ханс Гейгер, бывший ассистентом у его предшественника. Много лет спустя Гейгер тепло вспоминал те манчестерские дни и Резерфорда, окруженного научным оборудованием:

Я вижу его тихий рабочий кабинет на верхнем этаже физического корпуса, под самой крышей, где хранился его радий и было выполнено столько знаменитых работ по радиоактивным выделениям. Но я вижу также и мрачный подвал, в котором он установил свои точные приборы для изучения альфа-лучей. Резерфорд обожал эту комнату. Нужно было спуститься на две ступеньки, и тогда из темноты раздавался голос Резерфорда, который предупреждал, что нужно не задеть головой проходящую через комнату горячую трубу и не споткнуться о еще две водопроводных трубы. После этого наконец можно было увидеть в слабом освещении и самого великого мужа, сидящего за своими приборами[187].

Дом Резерфорда был местом более жизнерадостным; еще один из его манчестерских питомцев с удовольствием вспоминал «проходившие по субботам и воскресеньям ужины в выкрашенной белым столовой, за которыми следовали сборища в кабинете на втором этаже, продолжавшиеся до глубокой ночи; воскресные чаепития в гостиной, часто сопровождавшиеся автомобильными прогулками по дорогам Чешира»[188]. Спиртного в доме не было, потому что Мэри Резерфорд его употребления не одобряла. Ей пришлось поневоле смириться с курением, так как ее муж курил постоянно – и трубку, и сигареты.

К началу среднего возраста он стал известен своей громогласностью – один из учеников назвал его «вождем племени» – и любовью к шуткам и жаргону. Он расхаживал по лаборатории, фальшиво распевая «Вперед, Христово воинство»[189]. Теперь он стал видной фигурой; его трудно было не заметить. У него было румяное лицо с часто мигающими голубыми глазами и начало появляться весьма заметное брюшко. Его неуверенность в себе была хорошо замаскирована; его рукопожатие было коротким, мягким и несильным[190]. «Создавалось впечатление, – говорит еще один из его бывших учеников, – что он избегал физических контактов»[191]. Его по-прежнему могло выбить из колеи высокомерное отношение: тогда он густо краснел и отворачивался в замешательстве[192]. В общении со своими учениками он вел себя спокойнее и мягче, почти идеально. «Этот человек, – восхищенно говорит один из них, – никогда не жульничал»[193].

Биохимик Хаим Вейцман, еврей из России, ставший впоследствии первым президентом Израиля, исследовал в то время в Манчестере продукты ферментации. Они с Резерфордом стали добрыми друзьями. «Моложавый, энергичный, шумный, – вспоминал Вейцман, – он был похож на кого угодно, только не на ученого. Он охотно и напористо разглагольствовал на любую тему на свете, зачастую не зная о ней ничего. Когда я шел в столовую на обед, я слышал, как по коридору раскатывается его громкий, дружелюбный голос». Вейцман считал, что Резерфорд совершенно не разбирается в политике, но не винил его в этом, потому что все его время занимала важная научная работа. «Он был человеком добродушным, но терпеть не мог глупости»[194].

В сентябре 1907 года, во время своего первого семестра в Манчестере, Резерфорд составил список возможных тем для исследований. Седьмым пунктом в этом списке шло «Рассеяние альфа-лучей»[195]. Проработав несколько лет над определением сущности альфа-лучей, он смог оценить их достоинства в качестве инструмента для изучения атома; альфа-частицы были массивными по сравнению с практически невесомыми бета-частицами, то есть электронами, хотя последние и обладали более высокой энергией, и активно взаимодействовали с материей. Измерение таких взаимодействий могло дать информацию о строении атома. «Меня учили считать атом этаким симпатичным твердым объектом, красного или серого цвета, кому как нравится»[196], – сказал однажды Резерфорд, выступая на банкете. К 1907 году ему стало ясно, что атом – это вовсе не твердый объект, а по большей части пустое пространство. Немецкий физик Филипп Ленард продемонстрировал это еще в 1903 году, бомбардируя разные элементы катодными лучами[197]. Ленард описал свои результаты яркой метафорой: пространство, которое занимает кубический метр твердой платины, говорил он, так же пусто, как и межзвездное пространство за пределами Земли.

Но если в атомах содержалось пустое пространство – пустота внутри пустоты, – было в них и нечто другое. В 1906 году, работая в Университете Макгилла, Резерфорд изучал магнитное отклонение альфа-частиц, проводя их сквозь узкую формующую щель и пропуская получившийся тонкий пучок через магнитное поле. В одном из опытов он закрыл половину формующей щели листом слюды толщиной всего около трех тысячных сантиметра, то есть достаточно тонким для пропускания альфа-частиц. Регистрируя результаты опыта на фотобумаге, он обнаружил, что краевые участки пучка, пропущенного сквозь слюду, оказались размытыми. Это означало, что во время прохождения альфа-частиц атомы слюды рассеивают многие из них – то есть отклоняют их от прямолинейной траектории на углы, достигающие 2°. Поскольку сильное магнитное поле рассеивало альфа-частицы, не прошедшие сквозь слюду, лишь немногим больше, тут явно происходило нечто необычное. Для такой массивной частицы, как альфа, летящей со столь высокой скоростью, отклонение на 2° было огромным. Резерфорд подсчитал, что для такого отклонения альфа-частиц требуется электрическое поле порядка 100 миллионов вольт на сантиметр слюды[198]. «Такой результат ясно показывает, – писал он, – что атомы вещества должны быть теми областями, где действуют очень интенсивные электрические силы, – вывод, который находится в согласии с электронной теорией вещества»[199][200]. Именно это рассеяние он и внес в свой список предметов для исследования.

Для этого ему нужно было не только подсчитывать, но и видеть отдельные альфа-частицы. Уже в Манчестере он начал работу по совершенствованию необходимых для этого приборов. Вместе с Хансом Гейгером они стали разрабатывать электрическое устройство, которое отмечало бы прибытие каждой отдельной альфа-частицы в счетную камеру. Впоследствии Гейгер усовершенствовал это изобретение, получив знакомый нам счетчик Гейгера, который используется в современных исследованиях радиации.

Отдельные альфа-частицы можно было сделать видимыми при помощи сульфида цинка – вещества, использованного для покрытия пробирок с раствором радия, которые Пьер Кюри принес в ночной парижский сад в 1903 году. Если взять маленькую стеклянную пластинку, покрытую сульфидом цинка, и бомбардировать ее альфа-частицами, в каждой ее точке, в которую попадает частица, на короткое время возникает флуоресценция. Это явление называют «сцинтилляцией», от латинского слова scintilla, то есть «искра». При помощи микроскопа можно различить и подсчитать отдельные слабые сцинтилляционные вспышки сульфида цинка. Этот метод был чрезвычайно трудоемким и утомительным. Экспериментаторы должны были провести по меньшей мере тридцать минут в темной комнате, чтобы их глаза привыкли к темноте, а затем по очереди подсчитывать вспышки в течение минуты каждый, меняясь по звонку таймера[201], – потому что дольше этого пристально рассматривать маленький темный экран было невозможно. Даже в микроскоп вспышки были еле-еле заметны, и наблюдатель, ожидавший возникновения определенного числа вспышек, иногда мог непреднамеренно видеть вспышки воображаемые. Таким образом, было неясно, насколько точным такой подсчет вообще может быть. Резерфорд и Гейгер сравнили результаты такого визуального подсчета с соответствующими данными электрического счетчика. Когда выяснилось, что наблюдатели обеспечивают достаточно точный подсчет, от электрического счетчика отказались. Он мог подсчитывать частицы, но не позволял их увидеть, а Резерфорда прежде всего интересовало определение положения альфа-частиц в пространстве.

Гейгер продолжил изучение рассеяния альфа-частиц с помощью Эрнеста Марсдена, бывшего тогда восемнадцатилетним студентом Манчестерского университета. Они наблюдали альфа-частицы, вылетающие из трубки-источника и проходящие сквозь фольгу из разных металлов – алюминия, серебра, золота или платины. Результаты по большей части соответствовали ожиданиям: альфа-частицы вполне могли набрать до 2° суммарного отклонения, отражаясь от атомов, предполагаемых пудинговой моделью. Однако вызывало беспокойство присутствие в этом эксперименте частиц, поведение которых было аномальным[202]. Гейгер и Марсден считали, что их могут рассеивать молекулы стенок трубки-источника. Они попытались избавиться от аномальных частиц путем сужения и формования конца трубки набором металлических шайб калиброванного размера. Это не помогло.

Однажды в лабораторию зашел Резерфорд. Втроем они обсудили эту проблему. Что-то в ней навело Резерфорда на интуитивное предположение о возможности интересных побочных явлений. Не придавая этому почти никакого значения, он повернулся к Марсдену и сказал: «Посмотрите, нельзя ли увидеть эффект прямого отражения альфа-частиц от металлической поверхности»[203]. Марсден знал, что результат такого опыта предположительно должен быть отрицательным – альфа-частицы должны пролетать сквозь тонкую фольгу, а не отражаться от нее, – но упустить положительный результат было бы непростительным прегрешением. Он самым тщательным образом подготовил сильный источник альфа-излучения и направил тончайший пучок альфа-частиц на лист золотой фольги под углом 45°. Сцинтилляционный экран был установлен с той же стороны от фольги, что и источник, так что частицы, отражающиеся назад, должны были попадать в экран и вызывать сцинтилляцию. Между источником и экраном Марсден расположил толстую свинцовую пластину, чтобы исключить вмешательство альфа-частиц, попадающих на экран прямо из источника.

Схема эксперимента Эрнеста Марсдена: А—В – источник альфа-частиц, R—R – золотая фольга, Р – свинцовая пластина, S – сцинтилляционный экран из сульфида цинка, М – микроскоп

К своему удивлению, он немедленно обнаружил то, что искал. «Я хорошо помню, как рассказал об этом результате Резерфорду, – писал он, – которого я встретил на лестнице, ведущей в его комнату, и с каким восторгом сообщил ему об этом»[204].

Несколько недель спустя Гейгер и Марсден по указанию Резерфорда подготовили результаты опыта к публикации. «С учетом высокой скорости и массы α-частицы, – писали они в заключение, – кажется удивительным, что, как показывает этот эксперимент, некоторые из α-частиц могут быть повернуты в слое золота толщиной 6 × 10^–5 [т. е. 0,00006] см на угол 90° и даже более. Для получения аналогичного эффекта в магнитном поле потребовалось бы поле огромной напряженности в 10⁹ абсолютных единиц»[205]. Тем временем Резерфорд продолжал размышлять о том, что может означать такое рассеяние.

Размышлял он об этом, занимаясь в то же время другой работой, больше года. В самом начале он интуитивно понял, что означает этот эксперимент, но затем это понимание пропало[206]. Даже после того, как он обнародовал свои потрясающие выводы, ему не хватало уверенности настаивать на них. Одна из причин такой его нерешительности могла заключаться в том, что это открытие противоречило моделям атома, которые сформулировали ранее Дж. Дж. Томсон и лорд Кельвин. Кроме того, в его интерпретации открытия Марсдена возникали и некоторые физические противоречия, которые тоже нужно было объяснить.

Резерфорд был искренне поражен результатами Марсдена. «Это было поистине самое невероятное событие, случившееся со мной за всю мою жизнь, – говорил он впоследствии. – Это было так же невероятно, как если бы мы выстрелили 15-дюймовым снарядом по листу папиросной бумаги, а снаряд прилетел бы обратно и попал в нас. Поразмыслив, я понял, что такое обратное рассеяние должно быть результатом единичного столкновения, а когда я выполнил расчеты, оказалось, что эффект такого порядка величины возможен только в одном случае – если рассматривать систему, в которой подавляющая часть массы атома сосредоточена в ядре чрезвычайно малого размера»[207].

Слово «столкновение» обманчиво. То, что представлял себе Резерфорд, выполняя расчеты и чертя схемы атомов на больших листах плотной бумаги[208], в точности соответствовало такой искривленной траектории, направленной сначала к компактному, массивному центральному телу, а затем от него, которую описывает комета в своем гравитационном па-де-де с Солнцем. Он изготовил специальную модель – тяжелый электромагнит, подвешенный наподобие маятника на десятиметровой проволоке и скользящий по поверхности другого электромагнита, установленного на столе[209]. Когда у двух соприкасающихся сторон магнитов были одинаковые полярности, что вызывало их взаимное отталкивание, маятник отклонялся по параболической траектории, зависящей от скорости и угла сближения, – точно так же, как отклонялись альфа-частицы. Резерфорду, как всегда, требовалось наглядное представление того, над чем он работал.

Когда и последующие эксперименты подтвердили его теорию о существовании в атоме маленького массивного ядра, он наконец решился ее обнародовать. В качестве аудитории он выбрал старую манчестерскую организацию, Манчестерское литературно-философское общество – то есть «в основном людей с улицы, – говорит Джеймс Чедвик, еще студентом присутствовавший при этом историческом событии 7 марта 1911 года, – людей, интересовавшихся литературными и философскими идеями, в основном коммерсантов»[210].

Первым пунктом повестки дня было сообщение манчестерского импортера фруктов о редкой змее, которую он нашел в партии бананов с Ямайки. Змею он продемонстрировал[211]. Затем настала очередь Резерфорда. Сохранилась лишь аннотация его выступления, но Чедвик вспоминает, что он чувствовал, слушая его: «Для нас, совсем молодых, это выступление было совершенно потрясающим… Мы понимали, что эта идея явно истинна, что это и есть подлинная суть»[212].

Резерфорд нашел в атоме ядро. Пока что он не знал, как располагаются электроны атома. На собрании в Манчестере он говорил о том, что «…атом, по предположению, состоит из центрального ядра, окруженного зарядом противоположного знака, равномерно распределенным внутри сферы радиуса R…»[213][214]. Эта формулировка была достаточно обобщенной для расчетов, но не учитывала того существенного физического факта, что «противоположный электрический заряд» должен быть воплощен в электронах. Они должны каким-то образом располагаться вокруг ядра.

Здесь мы встречаемся еще с одной загадкой. В 1903 году японский физик-теоретик Хантаро Нагаока предложил «сатурнианскую» модель атома, в которой вокруг «положительно заряженной частицы» вращаются плоские кольца электронов, подобные кольцам Сатурна[215]. Нагаока приспособил для своей модели математический аппарат, взятый из первой статьи Джеймса Клерка Максвелла, опубликованной в 1859 году и принесшей ему триумфальный успех; она называлась «Об устойчивости движения колец Сатурна». Все биографы Резерфорда согласны в том, что Резерфорд узнал о статье Нагаоки только 11 марта 1911 года – после манчестерского собрания, – когда он прочитал о ней в открытке, присланной другом-физиком: «Кэмпбелл сказал мне, что Нагаока когда-то пытался предположить наличие в атоме большого положительного центра, чтобы объяснить оптические эффекты»[216]. Затем он нашел эту статью в журнале Philosophical Magazine и добавил ее обсуждение на последнюю страницу своей развернутой статьи под названием «Рассеяние α- и β-частиц веществом и строение атома», которую отправил в тот же журнал в апреле. В этой статье он писал: «Интересно отметить, что Нагаока математически рассмотрел атом “Сатурния”, который, по его предположению, состоит из центральной притягивающей массы, окруженной кольцами вращающихся электронов»[217][218].

По-видимому, однако, Нагаока был у него незадолго до этого, так как 22 февраля 1911 года японский физик писал Резерфорду из Токио, благодаря его «за тот чрезвычайно теплый прием, который Вы оказали мне в Манчестере»[219]. Однако два физика, видимо, не обсуждали атомные модели; иначе Нагаока, вероятно, продолжил бы такое обсуждение в своем письме, а Резерфорд, бывший человеком абсолютно честным, несомненно упомянул бы об этом в своей статье.

Одна из причин, по которым Резерфорд не знал о сатурнианской модели атома Нагаоки, состоит в том, что модель эта подверглась резкой критике и была отвергнута вскоре после того, как Нагаока ее предложил. Дело в том, что в ней был один крупный недостаток – тот самый теоретический дефект, который оставался и в модели атома, предложенной теперь Резерфордом[220]. Кольца Сатурна устойчивы, потому что сила, действующая между составляющими их обломочными частицами – гравитация, – создает притяжение. Однако сила, действующая между электронами сатурнианских электронных колец Нагаоки, то есть между отрицательными электрическими зарядами, – создает отталкивание. Из этого математически следует, что при наличии двух или более электронов, равномерно распределенных по орбите вращения вокруг ядра, они должны приобрести колебательные моды – неустойчивые состояния, – которые быстро приведут к распаду атома.

То, что было справедливо для сатурнианского атома Нагаоки, теоретически должно было быть справедливо и для того атома, который Резерфорд обнаружил опытным путем. Если в атоме действуют механические законы классической физики, те Ньютоновы законы, которые управляют отношениями тел в планетарных системах, то модель Резерфорда работать не может. Но модель эта не была обычным теоретическим построением. Она была получена в результате физического эксперимента. И она явно работала. Атом оставался устойчивым сколь угодно долгое время и отражал альфа-частицы как артиллерийские снаряды.

Кто-то должен был разрешить это противоречие между классической физикой и экспериментально изученным атомом Резерфорда. Для этого нужен был человек, отличный от Резерфорда: не экспериментатор, а теоретик, но теоретик, тесно связанный с реальностью. Нужно было, чтобы он обладал по меньшей мере не меньшей отвагой, чем Резерфорд, и такой же уверенностью в своей правоте. Нужно было, чтобы он был готов пройти сквозь зеркало механики в неизведанный немеханический мир, в котором происходящее на атомном уровне уже нельзя было моделировать при помощи аналогий с планетами и маятниками.

И именно такой человек, как будто специально вызванный для этого дела, внезапно появился в Манчестере. 18 марта 1912 года Резерфорд объявил о его прибытии в письме к одному американскому другу: «Датчанин Бор ушел из Кембриджа и явился сюда, чтобы набраться опыта работы с радиоактивностью»[221]. Этим датчанином был физик-теоретик Нильс Хенрик Давид Бор. Ему было двадцать семь лет.

3

«TVI»[222]

«В комнату вошел некрепкий с виду юноша, – вспоминает манчестерские дни коллега Резерфорда по Университету Макгилла и его биограф А. С. Ив, – которого Резерфорд сразу же увел в свой кабинет. Миссис Резерфорд объяснила мне, что этот гость – молодой датчанин, и ее муж чрезвычайно высокого мнения о его работе. Это и неудивительно, ведь это был Нильс Бор!»[223] Это воспоминание кажется странным. Бор был выдающимся спортсменом. Его футбольные подвиги студенческих времен были широко известны в Дании. Он бегал на лыжах, ездил на велосипеде и ходил под парусом; он колол дрова; никто не мог обыграть его в пинг-понг; поднимаясь по лестнице, он то и дело перескакивал через ступеньки. Его внешность также была впечатляющей: он был высок по меркам своего поколения и имел, как говорит Ч. П. Сноу, «огромную куполообразную голову»[224], вытянутую, тяжелую челюсть и большие руки. В молодости он был тоньше, и копна его непослушных, зачесанных назад волос могла показаться человеку в возрасте Ива, который был на двенадцать лет старше Резерфорда, мальчишеской. Но Нильса Бора вряд ли можно было назвать «некрепким с виду».

Помимо внешнего вида Бора, противоречащие остальным воспоминания Ива вызваны еще чем-то – вероятно, его манерой держаться, которая иногда могла быть неуверенной. Он был «гораздо сильнее и спортивнее, чем можно было предположить по его осторожному поведению, – подтверждает Сноу. – К тому же говорил он очень тихо, почти что шепотом». В течение всей своей жизни Бор говорил так тихо – и в то же время неутомимо, – что его собеседникам все время приходилось напрягать слух. Сноу называл его «оратором, который так же долго добирался до сути, как Генри Джеймс в последние годы своей жизни»[225], но его речь бывала чрезвычайно разной в публичных выступлениях и частных беседах, а также при исходном обсуждении какой-нибудь новой темы и при изложении предметов, уже хорошо освоенных. По словам Оскара Клейна, бывшего сперва учеником, а затем и сотрудником Бора, в публичных выступлениях «он старался самым тщательным образом как можно точнее формулировать все оттенки своих высказываний»[226]. Альберт Эйнштейн восхищался тем, как Бор «…излагает свое мнение так, точно постоянно движется на ощупь: он ничуть не похож на человека, знающего истину в последней инстанции»[227][228]. Но если в исследовательской фазе своих рассуждений Бор искал, продвигался на ощупь, то по мере освоения темы «его уверенность возрастала, и речь его становилась энергичной и наполнялась яркими образами»[229], – отмечал племянник Лизы Мейтнер, физик Отто Фриш. А в частных беседах, в кругу близких друзей, говорит Клейн, «он выражал свою точку зрения в решительных образах и сильных выражениях, как восхищенных, так и критических»[230]. Манеры Бора были такими же двойственными, как и его речь. Эйнштейн познакомился с Бором в Берлине весной 1920 года. «Нечасто в моей жизни, – писал он Бору впоследствии, – встречались люди, само присутствие которых доставляло мне такую радость, как ваше», а общему другу Паулю Эренфесту, австрийскому физику, работавшему в Лейдене, он признавался: «Я так же влюблен в него, как вы». Несмотря на такой энтузиазм, Эйнштейн не упустил возможности пристально понаблюдать за своим новым датским другом; его вердикт относительно Бора тридцатипятилетнего сходен с выводами, которые сделал Ив, когда тому было двадцать восемь: «Он похож на чрезвычайно чувствительного ребенка, который существует в нашем мире в состоянии, подобном своего рода трансу»[231]. При первой встрече с Бором – до того, как он начал говорить, – его удлиненное, тяжелое лицо показалось теоретику Абрахаму Пайсу чрезвычайно «мрачным», и его озадачило это мимолетное впечатление от человека, известного всем «своей неослабевающей оживленностью и теплой, солнечной улыбкой»[232].

Вклад Бора в физику XX века уступает разве что вкладу Эйнштейна. Ему суждено было стать беспрецедентно прозорливым физиком-политиком. Его самосознание – созданная тяжелым трудом индивидуальность и те эмоциональные ценности, которые были положены в ее основу, – было жизненно важным элементом его работы, в большей степени, чем это обычно свойственно ученым. В течение некоторого времени, в его юности, это самосознание было болезненно раздвоенным.

Его отец, Кристиан Бор, был профессором физиологии в Копенгагенском университете. У Кристиана Бора характерная для Боров челюсть выступала из-под густых усов; у него было круглое лицо и не такой высокий лоб. Возможно, он тоже был спортсменом; во всяком случае, он увлекался спортом и участвовал – организационно и финансово – в создании «Академического футбольного клуба», в составе команды которого его сыновья становились потом чемпионами по футболу (младший брат Нильса Харальд участвовал в Олимпиаде 1908 года)[233]. Он придерживался прогрессивных политических взглядов и выступал за эмансипацию женщин; к религии он относился скептически, но формально соблюдал требуемые ритуалы – то есть был добропорядочным буржуазным интеллигентом.

Кристиан Бор опубликовал свою первую научную работу в двадцать два года[234], получил диплом врача, а затем защитил докторскую диссертацию по физиологии и учился в Лейпциге у известного физиолога Карла Людвига. Он специализировался по вопросам дыхания и ввел в эту область исследований методику точных физических и химических экспериментов, что было редкостью для начала 1880-х годов. Вне стен лаборатории, как рассказывает один из его друзей, он был «пылким поклонником»[235] Гёте; его также интересовали более глобальные философские вопросы.

Одной из наиболее острых дискуссий этих дней был спор между виталистами и механицистами, очередное проявление старой и никогда не прекращающейся битвы между теми, кто верит, в том числе исходя из религиозных убеждений, что мир имеет предназначение, и теми, кто считает, что он работает автоматическим и случайным образом или по повторяющимся и неизменным циклам. Немецкий химик, презрительно отзывавшийся в 1895 году о «чисто механическом мире естественно-научного материализма», в котором бабочка может снова превратиться в гусеницу, имел в виду тот же самый вопрос, восходящий еще ко временам Аристотеля.

В той области, в которой был специалистом Кристиан Бор, эта проблема возникла в виде вопроса о том, были ли организмы и их подсистемы – их глаза, их легкие – созданы с заранее заданной целью, или же они возникли в соответствии со слепыми и бездушными законами химии и эволюции. Самым радикальным сторонником механистической точки зрения в биологии был немец Эрнст Генрих Геккель, утверждавший, что органическая и неорганическая материя – это одно и то же. Жизнь возникла самопроизвольно, утверждал Геккель; психологию следует считать разделом физиологии; не существует ни бессмертной души, ни свободы воли. Несмотря на свою приверженность к научным экспериментам, Кристиан Бор не принял точку зрения Геккеля; возможно, в этом сыграло свою роль его увлечение Гёте. После этого ему предстояла трудная работа по приведению своей практической деятельности в соответствие с этими взглядами.

Отчасти поэтому, а отчасти из любви к обществу друзей он стал встречаться в кафе с философом Харальдом Гёффдингом – их дискуссии проходили после регулярных пятничных заседаний Датской королевской академии наук и литературы, членами которой были оба. Друживший с ними физик К. Кристиансен, бывший в детстве пастухом, вскоре привнес в эти споры третью точку зрения. Из кафе встречи переместились в дома участников, которые они посещали по очереди. Следующим членом группы стал филолог Вильгельм Томсен, который и завершил формирование этой великолепной четверки, состоявшей из физика, биолога, филолога и философа. Нильс и Харальд Боры провели все свое детство, слушая их беседы.

Поскольку к делу женской эмансипации Кристиан Бор относился столь же серьезно, он вел подготовительные курсы для женщин, поступавших в университет. Одной из его учениц была дочь еврейского банкира Эллен Адлер. Она происходила из образованной, состоятельной и известной в Дании семьи; ее отец в разное время был депутатом обеих палат датского парламента. Кристиан Бор стал за ней ухаживать; в 1881 году они поженились. Как говорит один из друзей их сыновей, она отличалась «очаровательным характером»[236] и огромным альтруизмом. Судя по всему, после замужества она не афишировала своего иудаизма. Поступление в университет, которое она, видимо, планировала исходно, также не состоялось.

Кристиан и Эллен Бор начали свою семейную жизнь в городском доме семьи Адлер, стоявшем прямо напротив дворца Кристианборг, в котором заседал парламент, на противоположной стороне широкой улицы. В этом приятном месте 7 октября 1885 года и родился Нильс Бор, их второй ребенок и первый сын. В 1886 году, когда его отец принял должность в университете, семья Бор переехала в дом, расположенный рядом с Хирургической академией, в которой находились физиологические лаборатории. Там вырос и Нильс, и его брат Харальд, бывший младше его на девятнадцать месяцев.

Насколько Нильс Бор помнил, ему всегда нравилось мечтать о великих взаимосвязях[237]. Его отец любил говорить парадоксами[238]; возможно, из этой привычки отца и происходили мечты Нильса. В то же время мальчик отличался глубоко буквальным мышлением, и эта черта, которую часто считают недостатком, стала основополагающим достоинством Бора-физика. Гуляя с ним, когда ему было около трех лет, отец стал рассказывать ему об уравновешенном строении дерева – ствола, крупных и мелких ветвей, – как бы показывая сыну, как собрать дерево из его составных частей. Мальчик, склонный к буквальному мышлению, не был с ним согласен, так как видел в дереве цельный организм: иначе, сказал он, дерева не получилось бы. Бор рассказывал эту историю всю свою жизнь; в последний раз – всего за несколько дней до смерти, в 1962 году, когда ему было семьдесят восемь лет. «С самой ранней юности я мог высказываться по философским вопросам», – с гордостью заявил он. И благодаря этой способности, по его словам, «меня считали несколько необычным»[239].

Харальд Бор был мальчиком сообразительным, остроумным и энергичным, и сначала казалось, что он умнее брата. «Однако очень скоро, – говорит биограф Нильса Бора Стефан Розенталь, впоследствии работавший с ним, – Кристиан Бор сменил точку зрения на противоположную; он осознал огромные способности и особые таланты Нильса, а также широту его воображения»[240]. То, как отец сформулировал это открытие, могло бы показаться бессердечным сравнением, если бы братья так не любили друг друга. Нильс, сказал он, – «особый член семьи»[241].

В пятом классе, когда Нильс получил задание нарисовать дом, он выполнил замечательно зрелый рисунок, но сперва пересчитал все штакетины забора. Он любил работать по дереву и металлу; с самого раннего возраста он стал настоящим домашним мастером. «Даже в детстве [его] считали в семье мыслителем, – говорит один из его младших сотрудников, – и отец прислушивался к его мнению по самым фундаментальным вопросам»[242]. Почти не вызывает сомнений, что он научился письму с большим трудом, и ему всегда было трудно писать. Мать верно служила ему секретарем: он диктовал ей свою домашнюю работу, а она ее записывала[243].

В детстве Нильс и Харальд были близки, как близнецы. «Поверх всего остального, как бы лейтмотивом, – отмечает Розенталь, – проходит тема той неразлучности, которой отличались отношения между братьями»[244]. Они говорили и думали «дуэтом»[245], вспоминает один из их друзей. «В течение всей моей юности, – вспоминал сам Бор, – брат играл очень важную роль в моей жизни… Брат был для меня очень важен. Он был умнее меня во всех отношениях»[246]. В свою очередь, Харальд всегда и всем говорил[247] – и, по-видимому, искренне, – что сам он был обычным человеком, а вот брат его – человеком выдающимся.

Речь неуклюжа, письмо обедняет. Первая карта мира ребенка, не различающая между субъектом и объектом, сосуществующая с тем миром, который она отображает, пока пробуждающееся сознание не отделит их друг от друга, – это не язык, а поверхность собственного тела человека. Нильс Бор любил показывать, как палка, используемая в качестве щупа, например трость слепого, становится продолжением руки[248]. Кажется, что ощущения перемещаются на ее конец, говорил он. Он часто повторял это наблюдение – казавшееся чудесным учившимся у него физикам, – как и историю про мальчика и дерево, потому что для него она была наполнена эмоциональным смыслом.

По-видимому, он был ребенком, глубоко чувствующим мир. Этот дар появляется еще до умения говорить. Его отец со своим гётевским стремлением к осмысленности и цельности – естественному единству, всеохватному утешению религией без древних формальностей – чувствовал это особенно ясно. Его чрезмерные ожидания обременяли мальчика.

Религиозные разногласия возникли быстро. Нильс «буквально верил в то, что узнавал в школе на уроках религии, – говорит Оскар Клейн. – В течение долгого времени чувствительного мальчика огорчало отсутствие веры у его родителей»[249]. Когда Бору было двадцать семь, он вспоминал о том огорчении, которое доставляло ему предательство родителей, в рождественском письме невесте, посланном из Кембриджа: «Я вижу, как маленький мальчик идет в церковь по заснеженной улице. Это единственный день в году, когда отец брал его в церковь. Зачем? Затем, чтобы ребенок чувствовал себя таким же, как остальные дети. Отец никогда не говорил мальчику ни единого слова относительно веры, и маленький мальчик верил всем своим сердцем…»[250][251]

Затруднения с письмом были проблемой более зловещей. Домашним ее решением стала секретарская работа матери. Бор не составлял текст заранее, чтобы потом надиктовать его своему помощнику. Он сочинял его на месте, причем с большим трудом. Именно отсюда взялось бормотание, напоминавшее Ч. П. Сноу о позднем Генри Джеймсе. Уже взрослым Бор многократно составлял и переписывал черновики даже личных писем[252]. Его многочисленные переписывания научных статей – сначала в черновике, а потом, еще несколько раз, в гранках – вошли в легенду. Однажды, после его непрерывных просьб о несравненной критической помощи жившего в Цюрихе австрийского теоретика Вольфганга Паули, хорошо знавшего Бора, Паули осторожно ответил: «Если последнюю редакцию уже отослали, я приеду»[253]. Сначала Бор сотрудничал со своей матерью и Харальдом, затем – с женой, а потом – с продолжавшейся всю жизнь чередой молодых физиков. Они чрезвычайно высоко ценили возможность работать вместе с Бором, но это сотрудничество бывало делом непростым. Бор требовал от них не только внимания, но и активной вовлеченности, интеллектуальной и эмоциональной: он хотел убедить сотрудников в своей правоте. Пока это ему не удавалось, он сам сомневался в своих выводах или по меньшей мере в их словесной формулировке.

За трудностями с письмом скрывалась другая, более масштабная проблема. Она проявлялась в виде нервозности, которая, если бы не необычайная поддержка матери и брата, могла бы стать непосильной. В течение некоторого времени она такой и была[254].

Возможно, вначале она возникла из религиозных сомнений, которые, по словам Клейна, появились у Нильса «в юности». Бор сомневался так же, как верил, «с необычайной решимостью»[255]. К осени 1903 года, когда в возрасте восемнадцати лет он поступил в Копенгагенский университет, сомнения разрослись, и его опьяняли мысли об ужасающих бесконечностях.

У Бора был любимый роман. Его автор, Пауль Мартин Мёллер, впервые обнародовал свою книгу «Приключения датского студента» (En Dansk Students Eventyr), прочитав ее в 1824 году на собрании студенческого объединения Копенгагенского университета. Напечатана она была уже после его смерти. Книга эта была короткой, остроумной и обманчиво легкомысленной. В 1960 году, в важной лекции под названием «О единстве человеческих знаний», Бор назвал книгу Мёллера «неоконченным романом, который в [Дании] до сих пор с удовольствием читает как старшее, так и младшее поколение»[256]. Он дает нам, сказал он, «замечательно живое и глубокомысленное описание взаимодействия между разными аспектами [человеческого] состояния»[257]. После Первой мировой войны датское правительство помогло Бору организовать в Копенгагене свой собственный институт. Учиться в нем приезжали самые перспективные молодые физики со всего мира. «Все, кому приходилось тесно общаться с Бором в институте, – пишет его сотрудник Леон Розенфельд, – как только они в достаточной степени овладевали датским языком, знакомились с этой книжкой: это было частью процедуры их посвящения»[258].

Что же такого волшебного заключалось в этой маленькой книжке? Она была первым датским романом из современной жизни: в ней описывалась студенческая жизнь и в особенности пространные беседы между двумя кузенами-студентами. Один из них был «лиценциатом», то есть соискателем ученой степени, а второй – «филистером». Филистер, говорит Бор, – это знакомый нам тип, «отличающийся трезвой расторопностью в практических делах»[259]. Лиценциат, фигура более экзотическая, «склонен к отвлеченным философским рассуждениям, которые вредят его существованию в обществе». Бор цитирует одно из «философских рассуждений» лиценциата:

[Я начинаю] думать о своих собственных мыслях относительно ситуации, в которой я нахожусь. Я даже думаю, что думаю о ней, и разбиваю себя на бесконечную обращенную назад последовательность «я», которые размышляют друг о друге. Я не знаю, на каком из «я» остановиться, какое из них считать подлинным, потому что, как только я останавливаюсь на одном из них, всегда есть еще одно «я», которое на нем останавливается. Я запутываюсь, у меня кружится голова, как будто я заглядываю в бездонную пропасть[260].

«Бор постоянно возвращался к вопросу о разных значениях слова “я”, – вспоминал Роберт Оппенгеймер, – “я”, которое действует, “я”, которое мыслит, “я”, которое изучает само себя»[261].

Другие состояния, беспокоящие лиценциата из романа Мёллера, вполне могли быть взяты из клинического описания состояний, беспокоивших юного Нильса Бора. Например, такой недостаток:

Несомненно, мне и раньше доводилось видеть, как излагаются мысли на бумаге. Но с тех пор как я явственно осознал противоречие, заключенное в подобном действии, я почувствовал, что полностью потерял способность написать хоть какую-нибудь фразу. И хотя опыт подсказывает мне, что так поступали множество раз, я мучаюсь, пытаясь разрешить неразрешимую загадку: как человек может думать, говорить или писать. Пойми, друг мой, движение предполагает направление. Разум не может развиваться, не продвигаясь вдоль определенной линии. Но прежде чем начать движение вдоль этой линии, разум должен осмыслить это движение. Другими словами, человек продумывает любую мысль прежде, чем начнет думать. И любая мысль, кажущаяся плодом данного момента, содержит в себе вечность. Это сводит меня с ума[262][263].

Или взять следующую жалобу, касающуюся фрагментации личности и ее умножающейся двойственности, которую Бор часто цитировал в следующие годы:

Таким образом, человек часто разделяется на две личности, одна из которых пытается обмануть другую, в то время как третья личность, которая на самом деле тождественна первым двум, поражается этой неразберихе. Коротко говоря, мышление становится драмой и беззвучно разыгрывает само с собой и перед самим собой запутаннейшие интриги, причем зритель снова и снова становится актером[264].

«Бор привлекал внимание к тем сценам, – отмечает Розенфельд, – в которых лиценциат описывает, как он теряет счет своим разным “я” или [рассуждает] о невозможности сформулировать мысль, и, исходя из этих фантастических парадоксов, подводил своего собеседника… к самой сути проблемы однозначной передачи опыта, серьезность которой он таким образом ярко иллюстрировал»[265]. Розенфельд боготворил Бора; он то ли не осознавал, то ли предпочитал не упоминать о том, что для самого Бора трудности лиценциата были чем-то большим, чем просто «фантастические парадоксы».

Рациоцинация[266] – именно так называется то, чем занимается тут лиценциат и чем занимался в юности сам Бор, – это механизм защиты от тревожности. Спирали мыслей, панические и навязчивые. Сомнения удваиваются снова и снова, парализуя действия, опустошая мир. Этот механизм обладает бесконечной регрессивностью, так как, как только его жертва осваивает этот прием, она может сомневаться в чем угодно, даже в самом сомнении. Это явление может казаться интересным с философской точки зрения, но в практическом отношении рациоцинация заводит в тупик. Если работа не может быть завершена, то ее качество невозможно оценить. Проблема в том, что такое тупиковое состояние отдаляет развязку и добавляет к бремени, лежащем на человеке, чувство вины за эту отсрочку. Тревожность все возрастает; механизм все ускоряет свой полет по спирали; личности кажется, что она вот-вот распадется на части; умножающееся «я» делает ощущение надвигающегося распада все более драматичным. На этом этапе проявляются ужасные картины безумия; в течение всей жизни Бора в его высказываниях, устных и письменных, то и дело возникали образы «бездонной пропасти» лиценциата[267]. Мы «подвешены в языке»[268], – любил говорить Бор, имея в виду эту бездну; и одной из его излюбленных цитат были следующие два стиха из Шиллера[269]:

Однако твердую основу Бор нашел не у Мёллера. Для этого ему требовалось нечто большее чем роман, каким бы уместным он ни был. Ему нужно было то же, что нужно для душевного здоровья любому из нас, – любовь и работа.

«В годы, последовавшие за окончанием [школы], я очень сильно интересовался философией, – сказал Бор в своем последнем интервью. – Особенно тесно я сблизился с Гёффдингом»[271]. Харальд Гёффдинг[272] был старым другом Бора-отца, одним из основателей дискуссионного клуба, собиравшегося по вечерам в пятницу. Бор был знаком с ним с самого детства. Он родился в 1843 году, на двенадцать лет раньше Кристиана Бора, и был человеком глубокомысленным, деликатным и добрым. Он стал не только искусным толкователем работы Сёрена Кьеркегора и Уильяма Джеймса, но и авторитетным самостоятельным философом: он был антигегельянцем, прагматиком, и интересовался вопросами разрывности восприятия. Бор стал учеником Гёффдинга. Кажется несомненным, что он обращался к Гёффдингу и за личной помощью. Он не ошибся в своем выборе. В юности и самому Гёффдингу пришлось преодолевать свой собственный кризис, который, как он писал впоследствии, почти довел его «до отчаяния»[273].

В морозном ноябре 1855 года, когда Сёрен Кьеркегор умер от легочной инфекции, Гёффдингу было двенадцать лет. Он был достаточно большим, чтобы услышать о мрачной процессии за стенами города, чуть не закончившейся скандалом у самой могилы[274]; достаточно большим, чтобы видеть живого человека в странном, неуклюжем, яростно красноречивом поэте, выступавшим под множеством псевдонимов. Это знакомство стало отправной точкой интереса к работам Кьеркегора, к которым Гёффдинг обратился впоследствии в поисках средства от отчаяния. В особенности он нашел такое средство в «Стадиях жизненного пути», полном черного юмора драматическом представлении диалектики духовных этапов, независимых друг от друга, не связанных друг с другом, переход между которыми возможен лишь благодаря иррациональным верованиям. Гёффдинг с благодарностью принял на себя роль защитника этого плодовитого и непростого датчанина; его вторая книга, опубликованная в 1892 году, помогла утвердить признание Кьеркегора выдающимся философом, а не просто литературным стилистом, подверженным приступам безумия, каким вначале предпочитали считать его датские критики.

Бор смог многое почерпнуть у Кьеркегора – особенно в интерпретации Гёффдинга. Кьеркегор исследовал те же состояния разума, что и Пауль Мартин Мёллер. Мёллер преподавал Кьеркегору в университете нравственную философию и, по-видимому, был для него своего рода духовным руководителем[275]. После смерти Мёллера Кьеркегор посвятил ему «Понятие страха», называя его в одном из черновиков этого посвящения «увлечением моей юности, наперсником моих начал, громогласной трубой моего пробуждения, моим ушедшим другом»[276]. Мёллер – Кьеркегор – Гёффдинг – Бор: родство было прямым.

Как известно, Кьеркегор страдал от умножения личностей и сомнений. Раздвоение сознания было центральной темой работ Кьеркегора, как и работ Мёллера до него. Кажется даже, что эта опасность издавна знакома датчанам вообще. В самом сердце датского слова «отчаяние», fortvivlelse, находится морфема tvi, то есть «два», означающая раздвоение сознания. Датское слово tvivl означает сомнение; tvivlesyg – скептицизм; tvetydighed – неоднозначность[277]. На самом деле самонаблюдение вообще характерно для пуританства и близкородственно христианскому мышлению.

Однако, в отличие от Мёллера, который вышучивал tvivl лиценциата, Кьеркегор мучительно пытался проложить путь сквозь лабиринт зеркал. В «Истории современной философии», которую Бор наверняка читал студентом, Гёффдинг дает краткое описание того пути, который, по его мнению, нашел Кьеркегор: «Основная его идея состояла в том, что возможные разные концепции жизни настолько резко противоречат друг другу, что мы должны выбирать между ними; отсюда происходит ключевое для него слово либо-либо. Более того, выбор этот каждый человек неизбежно должен сделать для себя сам; отсюда второе ключевое слово, индивидуум»[278]. И далее: «Непрерывность существует только в мире возможностей; в реальном мире решение всегда возникает из нарушения непрерывности»[279]. Непрерывность в том смысле, в котором она мучила Бора, была преследовавшим его потоком преумножения сомнений и «я»; нарушение этой непрерывности – решительность, действие – было тем исходом, который он надеялся найти.

Сперва он обратился к математике. Из университетской лекции он узнал о римановой геометрии – одном из видов неевклидовой геометрии, разработанном немецким математиком Георгом Риманом для представления функций комплексных переменных. Риман показал, что многозначные функции этого вида (число[280], квадратный корень из него, его логарифм и т. д.) можно представлять и соотносить на наборах совмещающихся геометрических плоскостей, которые назвали римановыми поверхностями. «В то время, – сказал Бор в своем последнем интервью, – я серьезно подумывал написать некую работу по философии, и речь шла именно об этой аналогии с многозначными функциями. Мне казалось, что всевозможные проблемы в психологии – которые называли великими философскими проблемами, о свободе воли и тому подобное, – что их действительно можно упростить, если рассмотреть, как именно мы к ним подходим, и это можно было сделать при помощи аналогии с многозначными функциями»[281]. К тому времени он думал, что проблема может быть порождена языком, неоднозначностью – множественными значениями, так сказать, – разных смыслов слова «я». Если разделить разные значения, распределив их по разным плоскостям, можно будет отследить, о чем именно идет речь. Тогда смешение личностей прямо на наших глазах получит графическое разрешение.

Бору такая схема казалась слишком схематической. Вероятно, математика была слишком похожа на рациоцинацию, и с нею он по-прежнему оставался замкнут в своей тревоге. Он подумывал написать книгу о своих математических аналогиях, но вместо этого обратился к другой, гораздо более конкретной работе. Заметим, однако, что математическая аналогия начинает встраивать проблему сомнения в систему языка, видя в сомнении особую форму вербальной неоднозначности; заметим, что она пытается прояснить неоднозначности, разнося разные смыслы по отдельным, не связанным друг с другом плоскостям.

Та конкретная работа, к которой Бор обратился в феврале 1905 года – ему было тогда девятнадцать лет, – была задачей из области экспериментальной физики[282]. Каждый год Датская королевская академия наук и литературы предлагала задачу и давала на ее решение двухлетний срок; успешным работам по этой теме академия присуждала золотую и серебряную медали. В 1905 задача по физике касалась измерения поверхностного натяжения жидкостей путем измерения колебаний, возникающих в этих жидкостях при протекании через отверстие (такие колебания можно увидеть в струе, вытекающей из садового шланга, которая приобретает волнистую форму). Это предложил британский лауреат Нобелевской премии Джон Уильям Стретт, лорд Рэлей, но его никто еще не пробовал применить на практике. Бор и еще один участник конкурса взялись за решение этой задачи.

Бор работал в той же физиологической лаборатории, в которой он в течение многих лет наблюдал за работой отца, а затем и помогал ему, осваивая искусство экспериментальных исследований. Чтобы получить устойчивые струи, он решил использовать вытянутые стеклянные трубки. Поскольку метод требовал использования большого количества жидкости, он ограничился исследованием воды. Трубки нужно было сплющить по бокам, чтобы получить овальное поперечное сечение; это придавало струе воды форму, необходимую для возникновения волн. Всю работу по нагреванию, размягчению и вытягиванию трубок выполнял сам Бор; это занятие оказывало на него прямо-таки гипнотическое воздействие. Розенфельд говорит, что Бор «так увлекся этой работой, что, совершенно забыв о своей исходной цели, часами напролет пропускал сквозь пламя трубку за трубкой»[283].

Каждый опыт по определению величины поверхностного натяжения занимал часы. Работать приходилось по ночам, когда в лаборатории никого не было, потому что любая вибрация могла нарушить форму струй. Работа шла медленно, к тому же Бор тянул время. Академия отвела на решение задачи два года. К концу этого периода Кристиан Бор понял, что его сын настолько затягивает дело, что может не закончить свою статью вовремя. «Опытам не было конца, – рассказывал Бор Розенфельду несколько лет спустя, во время велосипедной прогулки, – я все время замечал всё новые подробности, которые, как мне казалось, сначала нужно было понять. В конце концов отец отослал меня прочь из лаборатории, и мне пришлось написать статью»[284].

«Прочь» означало в Нерумгард, загородное имение семьи Адлер, расположенное к северу от Копенгагена. Там, вдали от искушений лаборатории, Нильс сочинил – а Харальд записал – статью объемом в 114 страниц. Нильс сдал ее в академию в последний день установленного срока, но даже в этот момент работа была неполной. Три дня спустя он сдал еще и приложение на одиннадцати страницах, которое по случайности не было включено в исходный текст.

Хотя в этой работе, первой научной статье Бора, поверхностное натяжение определялось только для воды, она также исключительно расширила теорию Рэлея. Академия присудила ей золотую медаль. Работа эта была необычайным достижением для столь молодого автора, и именно она направила Бора в физику. В отличие от математизированной философии физика была прочно укоренена в реальном мире.

В 1909 году лондонское королевское общество приняло статью о поверхностном натяжении в несколько отредактированном виде для публикации в своем журнале Philosophical Transactions. Бору, по-прежнему бывшему на момент выхода статьи всего лишь студентом, еще не получившим даже магистерской степени, пришлось объяснять секретарю Королевского общества, письма которого были адресованы с использованием предполагаемого ученого звания, что он «не профессор»[285].

Однажды отъезд за город уже помог ему. Возможно, он мог помочь и еще раз. Уехать в Нерумгард больше было нельзя, так как семья Адлер отдала это имение под школу. Между мартом и маем 1909 года, когда Бору пришло время готовиться к экзаменам на магистерскую степень, он поехал в городок Виссенбьерг на острове Фюне, соседствующем на западе с Зеландией, островом, на котором находится Копенгаген, и поселился там в доме священника, принадлежавшем родителям лаборанта Кристиана Бора. Вместо работы Нильс читал на Фюне «Стадии жизненного пути». Дочитав эту книгу, он в тот же день с восторгом отправил ее Харальду. «Это единственное, что я считаю нужным послать, – писал он младшему брату, – и, по-моему, вряд ли можно найти что-либо лучшее. Во всяком случае, лично я получил от этой книги громадное удовольствие. Я даже думаю, что это одна из лучших книг, которые мне приходилось читать»[286][287]. В конце июня, вернувшись в Копенгаген, Бор сдал – опять-таки в последний день – свою дипломную работу, переписанную почерком его матери.

К тому времени Харальд вырвался вперед: он получил магистерскую степень в апреле, после чего уехал в аспирантуру в Университет имени Георга-Августа в немецком Гёттингене, центр европейской математики. В июне 1910 года он получил в Гёттингене докторскую степень. Нильс иронично писал младшему брату, что его «зависть скоро вырастет до неба»[288], но на самом деле он был доволен тем, как шла работа над его собственной диссертацией несмотря на то, что он потратил «четыре месяца на рассуждения по дурацкому вопросу о каких-то дурацких электронах и [смог] только написать штук четырнадцать более или менее противоречащих друг другу черновиков»[289]. Кристиансен дал Бору в качестве темы магистерской дипломной работы задачу из электронной теории металлов; эта тема настолько заинтересовала Бора, что он продолжил работу над нею и в своей диссертации. Теперь он специализировался в теоретической физике; как он объяснял, заниматься одновременно с этим и физикой экспериментальной было бы «непрактично»[290].

Осенью 1910 года он снова вернулся в пасторский дом в Виссенбьерге. Работа шла медленно. Возможно, он вспомнил, как трудно давалась диссертация лиценциату, потому что он снова обратился к Кьеркегору. «Он произвел на меня сильное впечатление, когда я писал свою диссертацию на Фюне, и я читал его работы сутками напролет, – рассказывал Бор в 1933 году своему другу и бывшему ученику Й. Руд Нильсену. – Особенно восхищала его честность, его готовность последовательно решать задачи до самого конца. Кроме того, у него великолепный, часто очень изящный язык. Разумеется, у Кьеркегора есть много такого, с чем я не могу согласиться. Я отношу это на счет того времени, в котором он жил. Но меня восхищают его энергичность и упорство, та последовательность, с которой он доводит свой анализ до самого конца, и то, что благодаря этим качествам он превратил несчастья и страдание в нечто хорошее»[291].

К концу января 1911 года он закончил свою диссертацию «Исследования в области электронной теории металлов». 3 февраля скоропостижно умер его отец, которому было пятьдесят шесть лет. Бор посвятил свою диссертацию «памяти моего отца, с глубочайшей благодарностью»[292]. Он очень любил отца; если раньше на нем лежало бремя ожиданий, то теперь он был свободен от этого бремени.

Как было принято, защита диссертации, состоявшаяся в Копенгагене 13 мая, была открытой для публики. «Д-р Бор, бледный и скромный молодой человек, – писала копенгагенская газета Dagbladet в заметке, над которой был помещен небрежный рисунок соискателя, стоящего во фрачном костюме за массивной кафедрой, – не принимал большого участия в обсуждении, которое заняло рекордно короткое время»[293]. Маленький зал был переполнен. Кристиансен, бывший одним из двух членов комиссии, сказал просто, что в Дании вряд ли найдется человек, обладающий достаточными знаниями по теме диссертации, чтобы оценить работу соискателя.

Перед смертью Кристиан Бор помог сыну получить стипендию Фонда Карлсберга, позволявшую ему продолжить обучение за границей. Лето Нильс провел в парусных и пеших прогулках с Маргрете Норланд, сестрой своего друга, красивой молодой студенткой, с которой он познакомился в 1910 году; незадолго до его отъезда они обручились. В конце сентября он уехал в Кембридж. Он должен был учиться в Кавендишской лаборатории под руководством Дж. Дж. Томсона.

29 сентября 1911 г.

Элтисли-авеню 10,

Ньюхэм, Кембридж

О Харальд!

У меня все прекрасно. Я только что разговаривал с Дж. Дж. Томсоном и рассказал ему, насколько смог, о своих идеях относительно радиации, магнетизма и т. д. Если бы ты только знал, что́ значил для меня разговор с таким человеком. Он был со мной чрезвычайно любезен, и мы обсудили очень многое; мне кажется, что он нашел в том, что я говорил, нечто разумное. Теперь он собирается прочитать [мою диссертацию] и пригласил меня на воскресный ужин в Тринити-колледж; потом он поговорит со мной о ней. Можешь себе представить, как я счастлив… У меня теперь есть собственная маленькая квартира. Она расположена на краю города и прекрасна во всех отношениях. У меня две комнаты, и я ем в полном одиночестве у себя дома. Здесь очень мило; сейчас я пишу тебе перед своим собственным маленьким камином, в котором пылает, потрескивая, огонь[294].

Нильс Бор был в восторге от Кембриджа. Благодаря англофилии отца ему легко было полюбить английскую жизнь; в университете же поддерживались традиции Ньютона и Максвелла и была великая Кавендишская лаборатория, славная столь многими физическими открытиями. Бор обнаружил, что его школьный английский далек от совершенства, и взялся за чтение «Дэвида Копперфильда», вооружившись внушительным новым словарем, в котором он смотрел все слова, в которых не был уверен. Он обнаружил, что в лаборатории было слишком много народу и слишком мало средств. С другой стороны, ему было забавно ходить в мантии и академической шапочке (после того, как его официально приняли в докторантуру Тринити-колледжа)«под страхом огромного штрафа», наблюдать профессорский стол колледжа, «за которым едят столько и таких первоклассных блюд, что совершенно невероятно и непонятно, как они с этим справляются»[295], гулять «по часу перед ужином по прекраснейшим лугам вдоль реки, с изгородями, усеянными красными ягодами, и одинокими ивами, клонящимися на ветру, – вообрази себе все это под великолепнейшим осенним небом со стремительно несущимися облаками и неистовым ветром»[296]. Он записался в футбольную команду; встречался с физиологами, учившимися у его отца; посещал лекции по физике; работал над экспериментами, которые поручал ему Томсон; общался на банкетах с английскими дамами, «абсолютно гениально умеющими вызывать на откровенность»[297].

Однако Томсон так и не собрался прочитать его диссертацию. Собственно говоря, их первая встреча была вовсе не столь успешной. Новый датский ученик не просто рассказал Томсону о своих идеях; он еще и указал ему на ошибки, которые он обнаружил в работах самого Томсона по теории электрона. «Интересно, – писал Бор Маргрете вскоре после этого, – что скажет профессор по поводу моих замечаний к его статье»[298]. Немного спустя он писал: «Не могу дождаться момента, когда Томсон наконец выскажется. Он – великий человек. Надеюсь, мои глупые вопросы не рассердили его»[299][300].

Мы не знаем, рассердился Томсон или нет. В это время электроны уже не очень его интересовали. Он переключил свое внимание на положительно заряженные анодные лучи – эксперимент, в котором он предложил участвовать Бору, касался именно их, и Бор считал его совершенно бесперспективным, – и в любом случае не любил теоретических обсуждений. «Чтобы по-настоящему узнать англичанина, требуется полгода, – сказал Бор в своем последнем интервью. – В Англии принято быть вежливым и так далее, но на самом деле они никем не интересуются… По воскресеньям я ходил на ужины в Тринити-колледж… Я сидел там, и в течение многих воскресений со мной никто ни разу не заговорил. Но потом они увидели, что я так же не стремлюсь разговаривать с ними, как и они со мной. И тогда мы подружились, понимаете, и все изменилось»[301]. Тут речь идет об общем представлении; возможно, безразличие Томсона было его первым частным проявлением.

А потом в Кембридже появился Резерфорд.

Он «приехал из Манчестера, чтобы выступить на ежегодном Кавендишском обеде, – вспоминает Бор. – Хотя в этот раз мне не удалось познакомиться с Резерфордом, на меня произвели глубокое впечатление его обаяние и энергия – качества, с помощью которых ему удавалось достигать почти невероятных вещей, где бы он ни работал. Обед происходил в чрезвычайно непринужденной атмосфере, что дало удобный случай коллегам Резерфорда напомнить некоторые из многочисленных анекдотов, уже тогда связанных с его именем»[302][303]. Резерфорд тепло говорил о недавней работе физика Ч. Т. Р. Вильсона, изобретателя туманной камеры (в которой можно наблюдать траектории заряженных частиц, проявляющиеся в виде линий водяных капель в перенасыщенном паре), с которым он дружил во время учебы в Кембридже. Как говорит Бор, Вильсон «только что» сфотографировал в своей камере альфа-частицы, рассеивающиеся в результате взаимодействия с ядрами, – то самое явление, которое всего за несколько месяцев до этого «привело [Резерфорда] к открытию, с которого началась новая эпоха, – открытию атомного ядра»[304][305].

Бора уже занимали вопросы, которые он вскоре после этого связал с задачей о ядре и теоретически неустойчивых электронах[306], но самое большое впечатление на этом ежегодном обеде произвело на него то, насколько Резерфорд был готов отбросить церемонность. Вспоминая этот период своей жизни много лет спустя, он особенно выделял среди достоинств Резерфорда следующее: «…у него все же хватало терпения выслушивать каждого из этих молодых людей, если он ощущал у них наличие каких-то идей, какими бы скромными с его собственной точки зрения они ни казались»[307][308]. В отличие, надо думать, от Дж. Дж. Томсона, каковы бы ни были другие достоинства последнего.

Вскоре после этого обеда Бор приехал в Манчестер, чтобы встретиться там с «одним из коллег моего недавно умершего отца, бывшим также близким другом Резерфорда»[309]. Это близкий друг свел их. Резерфорд посмотрел на молодого датчанина, и он ему понравился, несмотря на его обычную нелюбовь к теоретикам. Впоследствии кто-то спросил его об этом противоречии. «Бор не такой, – прогремел Резерфорд, пытаясь замаскировать шуткой свою привязанность. – Он же футболист!»[310] Бор отличался от прочих и в другом отношении; он был гораздо талантливее всех остальных многочисленных учеников Резерфорда – а Резерфорд воспитал за свою жизнь целых одиннадцать нобелевских лауреатов[311], и этот его рекорд не побил никто.

Бор отложил решение о выборе между Кембриджем и Манчестером до обсуждения всей этой ситуации с Харальдом, который специально для этого приехал к нему в Кембридж в январе 1912 года. Затем Бор отправил Резерфорду пылкую просьбу предоставить ему возможность учиться в Манчестере, о которой они говорили в декабре. Резерфорд посоветовал ему не бросать Кембридж слишком быстро – Манчестер, сказал он, никуда от него не денется[312], – и Бор предложил приехать к началу весеннего семестра, который начинался в конце марта. Резерфорд согласился с радостью. Бору казалось, что в Кембридже его способности тратятся впустую. Он хотел заняться чем-то существенным.

Первые шесть недель в Манчестере он провел, изучая «вводный курс в экспериментальные исследования радиоактивности»[313]; среди его наставников были Гейгер и Марсден. Продолжал он и свои собственные исследования теории электрона. В это время началась его сохранившаяся на всю жизнь дружба с молодым венгерским аристократом Дьёрдем де Хевеши, радиохимиком, человеком с вытянутым, чувственным лицом, самой заметной чертой которого был огромный нос. Отец де Хевеши был придворным советником, мать – баронессой; в детстве он охотился на куропаток в собственном охотничьем заказнике императора Австро-Венгрии Франца-Иосифа, граничащем с имением его деда. Теперь же он работал над решением задачи, которую поставил ему однажды Резерфорд: ему нужно было отделить продукты радиоактивного распада от веществ, породивших их. На основе этой работы в течение нескольких последующих десятилетий он развил науку применения радиоактивных индикаторов в медицинских и биологических исследованиях, ставшую очередным примером ценных всходов, которые дали небрежные, но плодовитые посевы Резерфорда.

От де Хевеши Бор и узнал о радиохимии[314]. Он начал находить в ней связи со своей работой по электронной теории. Посетившее его затем интуитивное озарение было поразительным. В течение нескольких недель он понял, что, хотя радиоактивные свойства порождаются атомным ядром, свойства химические зависят в первую очередь от числа и распределения электронов. Он понял – и эта безумная идея оказалась справедливой, – что, поскольку электроны определяют химические свойства, а суммарный положительный заряд ядра определяет число электронов, то положение элемента в периодической системе в точности совпадает с величиной заряда ядра (или «атомным номером»): водород стоит на первом месте и имеет заряд ядра, равный 1, за ним следует гелий с зарядом ядра, равным 2, и так далее, вплоть до самого урана с номером 92.

Де Хевеши обратил его внимание на то, что число известных радиоактивных элементов уже значительно превосходило число незаполненных клеток периодической таблицы, и Бор интуитивно пришел еще к одному заключению. Содди уже отмечал, что радиоактивные элементы в большинстве своем представляют собой не новые элементы, а лишь физически отличные формы элементов природных (вскоре после этого он дал им их современное имя, назвав их изотопами). Бор понял, что такие радиоэлементы должны иметь тот же атомный номер, что и природные элементы с теми же химическими свойствами. Это позволило ему вывести черновую версию так называемого закона радиоактивных смещений: при превращении элемента в результате радиоактивного распада он смещается по периодической таблице на два положения влево, если испускает альфа-частицу (ядро гелия, атома с номером 2), и на одно положение вправо, если испускает бета-излучение (высокоэнергетический электрон, потеря которого приводит к увеличению положительного заряда ядра).

Периодическая система химических элементов. Семейство лантаноидов, начинающееся с лантана (57), и семейство актиноидов, начинающееся с актиния (89) и включающее в себя торий (90) и уран (92), обладают сходными химическими свойствами

Прочная привязка этих начальных, приблизительных озарений к теории эксперименту потребовала бы многих лет работы других ученых. Бор представил их Резерфорду. К его удивлению, первооткрыватель атомного ядра отнесся к его собственным открытиям настороженно. «Резерфорд… считал, что [накопленная до тех пор] скудная информация об атомных ядрах не настолько точна, чтобы можно было делать подобные выводы, – вспоминал Бор. – А я сказал ему, что уверен, что это станет окончательным доказательством справедливости его модели атома»[315]. Если он и не убедил Резерфорда, то по меньшей мере произвел на него сильное впечатление. Однажды, когда де Хевеши задал Резерфорду какой-то вопрос о радиоактивности, тот радостно ответил: «Спросите Бора!»[316] Таким образом, когда Бор снова пришел к нему в середине июня, Резерфорд был готов к неожиданностям. Бор описал, что было у него на уме, в письме, которое он послал Харальду 19 июня, после этого разговора:

Мне кажется, что я, возможно, открыл кое-что относительно строения атомов. Об этом ни в коем случае нельзя никому рассказывать, иначе я точно не смог бы так быстро написать тебе про это. Если я прав, эта идея должна оказаться не указанием на одну из возможностей… а, может быть, маленьким элементом реальности… Как ты понимаешь, еще может выясниться, что я не прав, потому что идея еще не до конца разработана (хотя я так не думаю); кроме того, Резерфорд, по-моему, тоже не считает ее совершенно безумной. Он такой человек, который никогда не скажет, что он полностью убежден в чем-то, что еще не вполне проработано. Можешь себе представить, как мне хочется поскорее завершить эту работу[317].

Тогда Бор увидел первый проблеск идеи о том, как можно стабилизировать электроны, вращающиеся вокруг Резерфордова ядра в таком неустойчивом состоянии. Резерфорд отослал его прорабатывать эту идею более подробно. Время поджимало: на 1 августа в Копенгагене была назначена свадьба Бора с Маргрете Норланд. 17 июля он написал Харальду, что «дело движется довольно хорошо; по-моему, я кое-что обнаружил; но доведение этих находок до ума, несомненно, займет гораздо больше времени, чем мне по наивности казалось вначале. Я надеюсь подготовить перед отъездом небольшую статью, которую можно будет показать Резерфорду, так что я очень-очень занят; невероятная жара, которая стоит в Манчестере, не очень-то располагает меня к усердию. Как мне не терпится поговорить с тобой!»[318] В следующую среду, 22 июля, он встретился с Резерфордом, который снова подбодрил его, и планировал встретиться с Харальдом по дороге домой[319].

Бор женился, и его безмятежный брак с этой сильной, умной и красивой женщиной продлился всю жизнь. В течение осеннего семестра он преподавал в Копенгагенском университете. Новая модель атома, над разработкой которой он бился, давалась по-прежнему трудно. 4 ноября он написал Резерфорду, что надеется, что «сможет закончить статью в течение нескольких недель»[320]. Несколько недель прошло; поскольку статья так и не была закончена, он договорился об освобождении от преподавательской работы в университете и уехал вместе с Маргрете за город. Старая система снова сработала: он написал «очень длинную статью обо всем этом»[321]. Затем ему в голову пришла новая важная идея, и он разбил свою длинную статью на три заново переписанные части. Первая часть статьи под гордым и отважным названием «О строении атомов и молекул» была отправлена Резерфорду 6 марта 1913 года, вторая и третья части были закончены и опубликованы до конца того же года, – и эта работа изменила направление развития физики XX века. Именно за нее Бор получил Нобелевскую премию по физике за 1922 год.

Еще когда Бор работал над своей диссертацией, он решил, что некоторые из явлений, которые он исследовал, нельзя объяснить механическими законами ньютоновской физики. «Следует предположить, что в природе существуют силы, совершенно отличные от обычных механических»[322], – писал он в то время. Он знал, где именно следует искать эти необычные силы: он обратился к работам Макса Планка и Альберта Эйнштейна.

Планк был тем немецким теоретиком, с которым Лео Сцилард впоследствии познакомится в Берлине в 1921 году; он родился в 1858 году и преподавал в Берлине с 1889-го. В 1900 году он предложил революционную идею, которая объясняла одну неразрешимую до того момента проблему классической физики, так называемую ультрафиолетовую катастрофу. В соответствии с классической теорией внутри нагретой полости (например, доменной печи) должно содержаться бесконечное количество света (энергии, излучения). Это связано с тем, что классическая теория, рассматривающая только непрерывные процессы, предсказывает, что частицы, заключенные внутри нагретых стенок полости, вибрирующих с выделением света, должны вибрировать в бесконечном спектре частот.

Очевидно, это предсказание не соответствовало истине. Но что же мешает энергии, содержащейся внутри полости, неограниченно увеличиваться в направлении глубокой ультрафиолетовой части спектра? Планк начал работать над этой задачей в 1897 году и интенсивно трудился над нею в течение трех лет. Успех пришел к нему в виде возникшего в последнюю минуту озарения, о котором он сообщил 19 октября 1900 года на заседании Берлинского физического общества. Тем же вечером друзья Планка сравнили его новую формулу с экспериментально полученными данными. На следующее утро они сообщили ему об их точном соответствии. «Более поздние измерения все снова и снова подтверждали формулу для излучения, и притом тем точнее, чем к более тонким методам измерений переходили, – гордо писал Планк в 1947 году, в конце своей долгой жизни»[323][324].

Планк разрешил проблему излучения, предположив, что колеблющиеся частицы могут излучать лишь на некоторых определенных энергиях. Разрешенные энергии определяются новым числом – «…необходимо было ввести некоторую новую универсальную постоянную, которую я обозначил через h, и так как она имела размерность произведения (энергия × время), то я назвал ее элементарным квантом действия»[325][326]. Слово «квант» происходит от формы среднего рода (quantum) латинского слова quantus, означающего «сколько». Могут возникать только такие ограниченные и конечные энергии, которые равны целочисленному кратному hν: частоты ν, умноженной на постоянную Планка h раз. По расчетам Планка, величина h оказалась очень малой и близкой к современному значению, равному 6,63 · 10^–27 эрг · с. Универсальная константа h вскоре получила свое современное название: ее стали называть постоянной Планка.

Планку, который был консерватором до мозга костей, не хотелось исследовать радикальные следствия из найденной им формулы излучения. Это сделал другой человек – Альберт Эйнштейн. В опубликованной в 1905 году статье, которая впоследствии принесла ему Нобелевскую премию, Эйнштейн применил идею Планка строго определенных дискретных порций энергии к проблеме фотоэлектрического эффекта. Свет, падающий на некоторые металлы, выбивает из них электроны; подобный эффект используется в современных солнечных батареях, питающих космические аппараты. Но энергия электронов, выбитых из металла, не зависит от яркости света, как казалось бы логичным предположить. Вместо этого она зависит от его цвета – то есть от его частоты.

Эйнштейн разглядел в этом странном факте квантовые проявления. Он предложил еретическую гипотезу о том, что свет, распространяющийся, как показывали в течение многих лет точные научные опыты, в виде волн, на самом деле распространяется в виде маленьких отдельных пакетов – частиц, – которые он назвал «квантами энергии». Такие фотоны (как мы их теперь называем), писал он, имеют дискретную энергию hν и при соударении с поверхностью металла передают бо́льшую часть этой энергии электронам. Таким образом, более яркий свет высвобождает большее число электронов, но не электроны более высокой энергии; энергия испускаемых электронов зависит от hν, то есть от частоты света. Таким образом, Эйнштейн развил квантовую идею Планка, превратив ее из простого, хотя и удобного, вычислительного приема в выражение возможного физического закона[327].

Такое развитие знания позволило Бору взяться за проблему механической неустойчивости модели атома Резерфорда. В июле, в период подготовки «небольшой статьи, которую можно будет показать Резерфорду», у него уже появилась основная идея. Она заключалась в следующем: поскольку классическая механика предсказывает, что атом, по Резерфорду, с маленьким, массивным центральным ядром, окруженным электронами, должен быть неустойчивым, а на самом деле атомы представляют собой одни из самых устойчивых систем в мире, значит, классическая механика не способна описывать такие системы и должна уступить место квантовому подходу. Планк предложил квантовые принципы, чтобы спасти законы термодинамики; Эйнштейн распространил квантовые идеи на свет; Бор предлагал теперь ввести квантовые принципы в самый атом.

В течение всей осени и начала зимы, вернувшись в Данию, Бор разбирался со следствиями из этой идеи. Трудность с атомом Резерфорда заключалась в том, что ничто в его строении не обеспечивало его устойчивости. Если речь шла об атоме с несколькими электронами, он должен был разваливаться на части. Даже в случае атома водорода всего с одним (механически устойчивым) электроном классическая теория предсказывала, что такой электрон должен испускать свет при изменении направления орбитального движения вокруг ядра и, теряя таким образом энергию, смещаться по спиральной траектории к ядру и в конце концов упасть на него. С точки зрения ньютоновской механики атом Резерфорда – миниатюрная солнечная система – должен был быть либо невозможно большим, либо невозможно маленьким.

Поэтому Бор предположил, что в атоме должно существовать то, что он назвал «стационарными состояниями»: орбиты, на которых электроны могут находиться без нарушений устойчивости, без испускания света и без падения на ядро по спиральной траектории. Он произвел расчеты по этой модели и обнаружил, что их результаты отлично согласуются с самыми разными экспериментальными значениями. Теперь у него была по меньшей мере правдоподобная модель, которая, в частности, объясняла некоторые химические явления. Но она явно была произвольной; не было никаких доказательств того, что она более точно отражает реальное строение атома, чем другие полезные модели – например «пудинг с изюмом» Дж. Дж. Томсона.

Помощь пришла с неожиданной стороны. Дж. У. Николсон, профессор математики в Королевском колледже Лондона, которого Бор считал глупцом, опубликовал несколько статей, в которых для объяснения необычного спектра солнечной короны предлагалась квантованная сатурнианская модель атома. Статьи эти были опубликованы в астрономическом журнале в июне; Бор увидел их только в декабре. Он быстро нашел недостатки модели Николсона, но в то же время почувствовал, что другие исследователи идут за ним по пятам, – а также отметил, что Николсон углубился в дебри спектральных линий.

Ориентируясь на химию, обмениваясь идеями с Дьёрдем де Хевеши, Бор не думал о том, что доказательства в поддержку его модели атома можно искать и в спектроскопии. «Спектры были очень сложной задачей, – сказал он в своем последнем интервью. – …Они казались великолепными, но в них не было видно возможностей для развития. Точно так же, если взять крыло бабочки, на нем, конечно, можно увидеть замечательно регулярные узоры, цвета и так далее, но никому не придет в голову, что по окраске крыла бабочки можно понять основы биологии»[328].

Воспользовавшись подсказкой Николсона, Бор обратил теперь свое внимание на крылья спектральной бабочки.

В 1912 году спектроскопия была хорошо развитой областью. Первым эффективно исследовал ее шотландский физик XVIII века Томас Мелвилл. Он смешивал химические соли со спиртом, поджигал эти смеси и рассматривал полученный свет через призму. Разные химические элементы давали пятна разных цветов. Отсюда возникла идея использования спектров для химического анализа, для идентификации неизвестных веществ. Призматический спектроскоп, изобретенный в 1859 году, был важным научным достижением. В нем использовалась узкая щель, установленная перед призмой, чтобы превратить световые пятна в узкие полоски сравнимой ширины; эти полоски можно было отобразить на линейке с делениями (а впоследствии – на ленте фотопленки), чтобы измерить расстояния между ними и вычислить длины волн света. Такие характеристические наборы линий стали называть линейчатыми спектрами. У каждого элемента имеется свой уникальный линейчатый спектр. Гелий был открыт в виде серии необычных линий в хромосфере Солнца в 1868 году, за двадцать три года до того, как его обнаружили в составе урановой руды на Земле. Линейчатые спектры оказались предметом полезным.

Однако никто не понимал, что́ порождает эти линии. В лучшем случае математикам и спектроскопистам, любившим заниматься численным выражением длин волн, удавалось найти в наборах спектральных линий красивые и гармоничные закономерности. В 1885 году швейцарский математик и физик XIX века Иоганн Бальмер нашел одну из самых основных формул – формулу для вычисления длин волн спектральных линий водорода. Эти линии, образующие так называемую серию Бальмера, выглядят следующим образом:

Серия Бальмера

Не обязательно разбираться в математике, чтобы оценить простоту выведенной Бальмером формулы, которая предсказывает положение любой линии в спектре с точностью до одной тысячной. В этой формуле содержится всего одно произвольное число:

где греческая буква λ (лямбда) обозначает длину волны линии, а n принимает для разных линий значения 3, 4, 5 и так далее. При помощи этой формулы Бальмер смог предсказать ожидаемые длины волн линий еще не изученных участков спектра водорода. Впоследствии такие линии были найдены именно там, где они должны были быть по его расчетам.

Шведский спектроскопист Йоханнес Ридберг превзошел достижение Бальмера, опубликовав в 1890 году общую формулу, справедливую для огромного числа разных линейчатых спектров. Формула Бальмера стала частным случаем более общей формулы Ридберга, в основе которой лежало число, названное постоянной Ридберга. Это число, впоследствии измеренное различными способами и ставшее одной из наиболее точно известных фундаментальных постоянных, по современным измерениям равно 10973731,568508 м^–1 [329].

Эти формулы и числа могли быть известны Бору из университетского курса физики, особенно с учетом того, что Кристиансен был поклонником Ридберга и досконально изучил его работы. Но спектроскопия была далека от области интересов Бора, и можно предположить, что он о них просто забыл. Он нашел своего старого друга и одноклассника Ханса Хансена, физика и спектроскописта, который только что вернулся из Гёттингена. Вместе с Хансеном они просмотрели материалы по регулярности линейных спектров. Бор нашел соответствующие числа. «Как только я увидел формулу Бальмера, – говорил он впоследствии, – мне всё немедленно стало ясно»[330].

А именно ему немедленно стала ясна связь между его электронами на орбитах и линиями светового спектра. Бор предположил, что электрон, связанный с ядром, в нормальном состоянии занимает устойчивую базовую орбиту, которую называют основным состоянием. При поступлении в атом дополнительной энергии – например при нагревании – электрон перескакивает на более высокую орбиту, то есть в одно из более высокоэнергетических состояний, и оказывается на большем удалении от ядра. При дальнейшем поступлении энергии электрон продолжает перескакивать на все более высокие орбиты. Если поступление энергии прекращается – если оставить атом в покое, – электроны начинают перескакивать обратно в свои основные состояния:

При каждом таком скачке электрон испускает фотон с соответствующей энергией. Скачки – а следовательно, и величины энергии фотонов – задаются постоянной Планка. Вычитание энергии W₂ более низкого устойчивого состояния из энергии W₁ более высокого устойчивого состояния дает величину, в точности равную энергии света, то есть hν.

Из этого изящного упрощения, W₁ – W₂ = hν, Бору удалось вывести серию Бальмера. Оказалось, что линии серии Бальмера точно соответствуют энергии фотонов, которые электрон водорода испускает при скачках с одной орбиты на другую в направлении основного состояния.

После чего, совершенно поразительным образом, из несложной формулы

(где m – масса электрона, e – его электрический заряд, а h – постоянная Планка, то есть только фундаментальные значения, а не произвольные числа, выдуманные Бором) Бор получил постоянную Ридберга, причем вычисленное значение совпало с измеренным на опыте с погрешностью менее 7 %! «Ничто на свете не производит на физика более сильного впечатления, – отмечает один американский физик, – чем численное согласие между экспериментом и теорией, и я, бывший свидетелем появления этой формулы, не думаю, что численное согласие в принципе может быть более впечатляющим, чем в этом случае»[331].

Работа «О строении атомов и молекул» имела для физики судьбоносное значение. Она не только предложила пригодную к использованию модель атома, но и показала, что события, происходящие на атомном масштабе, имеют квантовую природу: дробна не только материя, состоящая из атомов и других частиц, но и происходящие в ней процессы. Процессы прерывны, и «гранулой» процесса – например движения электрона внутри атома – является постоянная Планка. Таким образом, старая механистическая физика была неточной; она давала хорошее приближение, работающее для событий крупномасштабных, но оказалась не в состоянии учесть тонкости атомного уровня.

Бор был рад спровоцировать такое столкновение между физикой старой и физикой новой. Ему казалось, что оно должно быть плодотворным с точки зрения развития физики. Поскольку любая оригинальная работа мятежна по своей природе, его статья была не только исследованием физического мира, но и политической декларацией. В некотором смысле в ней предлагалось начать реформистское движение в физике: ограничить ту область, на которую она претендовала, и очистить физику от эпистемологических заблуждений. Механистическая физика стала авторитарной. Она переоценивала свои масштабы, утверждая, что Вселенная и всё в ней жестко подчинены механистическим причинам и следствиям. Геккелианство было доведено в ней до предела, до полной омертвелости. Оно угнетало Нильса Бора так же, как геккелианство биологическое угнетало Кристиана Бора, как сходный авторитаризм в философии и буржуазном христианстве угнетал Сёрена Кьеркегора.

Например, когда первую часть статьи Бора увидел Резерфорд, он тут же обнаружил в ней одну проблему. «Я обнаружил серьезное затруднение в связи с Вашей гипотезой, – писал он Бору 20 марта, – в котором Вы, без сомнения, полностью отдаете себе отчет; оно состоит в следующем: как может знать электрон, с какой частотой он должен колебаться, когда он переходит из одного стационарного состояния в другое? Мне кажется, что Вы вынуждены предположить, что электрон знает заблаговременно, где он собирается остановиться»[332][333]. В 1917 году Эйнштейн показал, что физический ответ на вопрос Резерфорда должен быть статистическим: все частоты возможны, и реализуется наиболее вероятная из них. Однако сам Бор отвечал на этот вопрос в более поздней лекции в более философском и даже антропоморфном ключе: «Принимая за основу неделимость кванта действия, автор настоящей работы предложил представить каждое изменение состояния атома как индивидуальный процесс, который нельзя описать детально и в ходе которого атом переходит из одного так называемого стационарного состояния в другое… Мы здесь так далеко отходим от причинного описания, что каждому атому в стационарном состоянии мы предоставляем свободный выбор между различными возможностями перехода в другие стационарные состояния»[334][335]. «Ключевые слова» этого утверждения, как мог бы сказать Харальд Гёффдинг, – это слова индивидуальный и свободный выбор. Бор утверждает, что изменения состояния индивидуального атома непредсказуемы; ключевые слова окрашивают это физическое ограничение личными чувствами.

Собственно говоря, статья 1913 года имела для Бора большое эмоциональное значение. Это был замечательный пример того, как работает наука, и того ощущения подтверждения собственной личности ученого, которое может дать ему научное открытие. Собственные эмоциональные заботы Бора позволили ему осознать ранее никем не замеченные закономерности природного мира. Параллели между психологическими тревогами его юности и его интерпретацией атомных процессов настолько необычайны, что, если бы его статья не обладала такой огромной предсказательной силой, выдвинутые в ней предположения казались бы совершенно необоснованными.

Например, Бор весьма серьезно относился к вопросу о свободе воли. Обнаружение своего рода свободы выбора внутри самого атома было настоящим торжеством его системы убеждений. Раздельные, дискретные электронные орбиты, которые Бор называл стационарными состояниями, напоминают стадии Кьеркегора. Также напоминают они и о попытке Бора переопределить проблему свободы воли при помощи раздельных, дискретных римановых поверхностей. Если между стадиями Кьеркегора существуют разрывы, преодолеть которые можно лишь скачкообразным изменением верований, то и электроны Бора прерывистым образом перескакивают с орбиты на орбиту. Одно из двух «основных допущений»[336] статьи Бора, на которых он настаивал, заключалось в том, что положение электрона между орбитами нельзя не только рассчитать, но даже и представить себе. Его положения до и после перехода абсолютно не связаны друг с другом. С этой точки зрения каждое стационарное состояние электрона есть состояние завершенное и уникальное, и именно такая цельность определяет его устойчивость. Напротив, непрерывные процессы, предсказываемые классической механикой, которые Бор, по-видимому, ассоциировал с бесконечной рациоцинацией лиценциата, разрывают атом на части или запускают спиральное падение, ведущее к его гибели.

Возможно, Бор справился с эмоциональным кризисом своей юности отчасти благодаря тому, что призвал на помощь бывший у него в детстве дар буквального мышления. Как известно, он настаивал на том, что физика должна быть прочно привязана к фактам, и отказывался выводить рассуждения за пределы подтвержденной на опыте физической реальности. Он никогда не был создателем систем. «Бору свойственно избегать слова “принцип”, – говорит Розенфельд; – он предпочитает говорить о “точке зрения” или, еще лучше, “аргументе”, то есть ходе рассуждений. Также он редко упоминает “законы природы”, а говорит скорее о “закономерностях явлений”»[337]. Такой выбор терминологии вовсе не был вызван ложной скромностью Бора; он напоминал самому себе и своим коллегам, что физика – не грандиозная философская система авторитарных заповедей, а просто, по его излюбленному выражению, способ «задавать вопросы Природе»[338]. Сходным образом он объяснял и свойственную ему сбивчивую, несвязную речь: «Я стараюсь говорить не более ясно, чем думаю»[339].

«Он отмечает, – добавляет Розенфельд, – что идеализированные концепции, которые мы используем в науке, в конечном счете неизбежно происходят из повседневного жизненного опыта, который сам по себе уже не поддается дальнейшему анализу. Поэтому каждый раз, когда две такие идеализации оказываются несовместимыми друг с другом, это может означать только, что на их справедливость наложено некое взаимное ограничение»[340]. Бор нашел средство от раскручивающейся спирали сомнений в выходе из того, что Кьеркегор называл «волшебной страной воображения»[341], и возвращении в реальный мир. В реальном мире материальные объекты сохраняются; значит, их атомы, как правило, не могут быть неустойчивыми. В реальном мире иногда кажется, что причины и следствия ограничивают нашу свободу, но в других случаях мы знаем, что выбор остается за нами. В реальном мире сомнения в существовании не имеют смысла; само сомнение доказывает существование сомневающегося. Значительная часть трудностей происходит из языка, этой ускользающей среды, в которой, по мнению Бора, мы безнадежно подвешены. «Неверно думать, – неоднократно говорил он своим коллегам, – будто задача физики состоит в выяснении того, как устроена природа», – именно эту область объявила своей классическая физика. «Физика занимается тем, что мы можем сказать об устройстве природы»[342].

Позднее Бор развил идею о взаимных ограничениях, ведущих к совершенствованию знания, в значительно большей степени. Она стала глубокой философской основой как для его общественной деятельности, так и для его физики. В 1913 году он впервые продемонстрировал ее силу в качестве средства решения задач. «Было ясно, – вспоминал он в конце своей жизни, – и именно в этом и заключалось значение атома Резерфорда, что мы нашли нечто такое, после чего какое бы то ни было продвижение вперед возможно только путем радикальных изменений. И именно поэтому [я] тогда занялся этим вопросом так серьезно»[343].

4

Заранее вырытая длинная могила

День приезда кайзера был великим днем в жизни Отто Гана. 23 октября 1912 года[344], в день торжественного открытия двух первых Институтов кайзера Вильгельма, химического и физико-химического, – в это время Бор в Копенгагене приближался к созданию своего квантового атома, – в Далеме, юго-западном пригороде Берлина, было сыро[345]. На императоре Вильгельме II, старшем внуке королевы Виктории, был плащ, защищавший от дождя его мундир; темный воротник его шинели выделялся на более светлой ткани плаща. Официальные лица, шедшие в установленном порядке за императором, – первыми из них были его школьный друг Адольф фон Гарнак и выдающийся химик Эмиль Фишер – обходились темными пальто и цилиндрами; те в конце процессии, у кого были зонты, несли их закрытыми. Школьники выстроились вдоль тротуаров блестящей от дождя улицы с фуражками в руках, как солдаты на параде. Они стояли, по-детски изображая стойку «смирно», обратив благоговейно застывшие, мечтательные лица к проходившему вдоль их строя тучному человеку средних лет с закрученными вверх усами, который верил, что властвует над ними по божественному праву. Им было лет по тринадцать-четырнадцать. Вскоре им предстояло стать солдатами.

Чиновники Министерства культуры убеждали его императорское величество оказать поддержку германской науке. В ответ на их просьбы он предоставил землю бывшей императорской фермы под научно-исследовательский центр. Затем промышленные компании и правительство внесли в научный фонд, Общество кайзера Вильгельма, обильные пожертвования на работу предполагавшихся институтов, число которых к 1914 году достигло семи[346].

Общество начало свое официальное существование в начале 1911 года, и его первым президентом стал богослов и сын богослова Адольф фон Гарнак. Императорский архитектор Эрнст фон Инне энергично взялся за дело. Кайзер приезжал в Далем на торжественное открытие первых двух завершенных зданий, и ему должен был особенно понравиться Институт химии. Он был построен в глубине широкой лужайки на углу улиц Тильаллее и Фарадейвег: три этажа, облицованные тесаным камнем и усеянные окнами по шесть стекол, крутая, остроконечная шиферная крыша и установленный на уровне крыши над главным входом классический фронтон, опирающийся на четыре дорические колонны. Вдоль поперечной улицы от здания отходило боковое крыло. Между основным корпусом и боковым крылом выступала наподобие шарнира круглая башня, резко поднимающаяся до высоты четвертого этажа. Фон Инне увенчал эту башню куполом. Утверждается, что башня была задумана в качестве уступки вкусу кайзера. Поскольку чувство юмора не входило в число достоинств Вильгельма II, башня ему несомненно понравилась. Ее купол был выполнен в форме гигантского «пикельхаубе», опереточного шлема с пикой, который носил и сам кайзер, и его солдаты.

Оставив Эрнеста Резерфорда в Монреале, Ган переехал в 1906 году в Берлин, где он должен был работать в университете вместе с Эмилем Фишером. Хотя Фишер занимался органической химией и мало что знал о радиоактивности, он понимал, что эта область приобретает все большее значение, а Ган – первоклассный специалист в ней. Он организовал Гану рабочее место в столярной мастерской, находившейся в подвале его лаборатории, и устроил его на должность приват-доцента, что дало не столь прогрессивным университетским химикам повод сетовать на ужасное падение нравов. Химик, утверждающий, что может находить новые элементы при помощи электроскопа с золотой фольгой, наверняка должен был оказаться в лучшем случае посмешищем[347], а то и попросту мошенником.

Ган обнаружил, что университетские физики ближе ему по духу, чем химики, и регулярно бывал на физических коллоквиумах. На одном из таких коллоквиумов осеннего семестра 1907 года он познакомился с австрийкой Лизой Мейтнер, только что приехавшей из Вены. Мейтнер было двадцать девять лет; она была на год старше Гана. Она защитила диссертацию в Венском университете и уже опубликовала две работы по альфа- и бета-излучению. В берлинскую докторантуру ее привлекли лекции Макса Планка по теоретической физике.

Ган увлекался гимнастикой, лыжами и альпинизмом; он отличался мальчишеской красотой, любил пиво и сигары, говорил с тягучим рейнским произношением и обладал мягким, самоуничижительным чувством юмора. Ему нравились красивые женщины, и он всячески их обхаживал и сохранял дружбу со многими из них на протяжении всей своей жизни счастливо женатого человека[348]. Мейтнер была миниатюрной черноволосой красавицей, хотя и болезненно стеснительной. Ган подружился с нею. Когда она обнаружила, что у нее остается свободное время, она решила заняться экспериментальными исследованиями. Ган тоже. Ей нужен был сотрудник. Гану тоже. Сотрудничество физика и радиохимика оказалось весьма плодотворным.

Им нужна была лаборатория. Фишер разрешил Мейтнер занимать часть столярной мастерской при условии, что она никогда не будет появляться в лабораториях надземных этажей, в которых работали студенты – исключительно мужского пола. В течение двух лет она строго соблюдала это правило; затем, когда правила работы университета стали либеральнее, Фишер смилостивился, разрешил женщинам поступать на учебу и выпустил Мейтнер из подвала. Вена была в то время местом лишь немногим более просвещенным. Прежде чем Мейтнер смогла приступить к изучению физики, ее отец, адвокат, – все семейство Мейтнер состояло из ассимилированных, крещеных австрийских евреев – заставил ее получить диплом учителя французского, чтобы она всегда могла найти средства к существованию. Только после этого она могла начать готовиться к работе в университете. Получив этот диплом, Мейтнер прошла восьмилетний подготовительный курс гимназии за два года. Она была второй женщиной, получившей в Вене степень доктора философии. Ее отец спонсировал ее исследовательскую работу по меньшей мере до 1922 года, когда Макс Планк, ставший к тому времени горячим поклонником таланта Мейтнер, устроил ее на должность научного ассистента. Эйнштейн называл ее «немецкой мадам Кюри», характерным образом смешивая все германские народы, несмотря на ее австрийское происхождение[349].

«Ни о каких более тесных отношениях между нами вне лаборатории не было и речи, – говорит Ган. – Лиза Мейтнер была воспитана в строгих, благородных правилах и была женщиной сдержанной, даже стеснительной». Они никогда вместе не обедали, никогда вместе не гуляли и встречались только на коллоквиумах и в своей столярной мастерской. «И тем не менее мы были близкими друзьями»[350]. Чтобы скрасить долгие часы, которые занимали измерения радиоактивных материалов для определения времени их полураспада, она насвистывала ему мелодии Брамса и Шумана. В 1908 году, когда Резерфорд проезжал через Берлин, возвращаясь с церемонии вручения Нобелевской премии, она самоотверженно водила Мэри Резерфорд по магазинам, пока мужчины, оставшись вдвоем, с удовольствием предавались долгим беседам.

В 1912 году близкие друзья вместе переехали в новый институт и вместе работали над подготовкой выставки для кайзера. Когда Ган только начинал заниматься радиохимией, еще в Лондоне, до отъезда в Монреаль, он обнаружил, как ему тогда казалось, новый элемент, радиоторий, в сто тысяч раз более радиоактивный, чем скромный торий, по которому он был назван. В Университете Макгилла он открыл третье вещество, промежуточное между первыми двумя; его он назвал мезоторием. Впоследствии выяснилось, что мезоторий – один из изотопов радия. Соединения мезотория давали в темноте слабое свечение, радикально отличавшееся по интенсивности от свечения соединений радиотория. Ган подумал, что эти различия могут заинтересовать монарха. Он поместил ничем не прикрытый образец мезотория, интенсивность излучения которого была эквивалентна 300 миллиграммам радия, на бархатной подушечке в маленькую коробку. Этот эффектный сувенир он поднес кайзеру, предложив тому сравнить его с «излучающим образцом радиотория, создававшим в темноте очень приятные движущиеся формы на экране»[351]. Никто не предупредил его величество о радиационной опасности, потому что никаких правил техники безопасности при работе с радиационным излучением еще не было установлено. «Если бы я сделал такое сегодня, – говорил Ган пятьдесят лет спустя, – я оказался бы в тюрьме»[352].

Судя по всему, никакого вреда мезоторий не причинил. Кайзер проследовал во второй институт, в полуквартале к северо-западу по Фарадейвег, за боковым крылом. Институтом химии, в котором работали Ган и Мейтнер, руководили два заслуженных химика, но Институт физической химии и электрохимии, если называть его полным именем, был организован специально для человека, ставшего его первым директором, непростого в общении, изобретательного химика, немецкого еврея из города Бреслау Фрица Габера. Это была своего рода награда. Создание и работу института финансировал один из промышленных фондов Германии, потому что в 1909 году Габеру удалось разработать практический метод извлечения азота из воздуха для производства аммиака. Аммиак использовался в качестве искусственного удобрения, и это изобретение позволяло отказаться от основного для Германии и всего мира природного источника, нитрата натрия[353], который добывали в иссушенной пустыне на севере Чили. Этот источник был дорогим и ненадежным. Процесс Габера имел и неоценимое стратегическое значение: в военное время нитраты требовались для производства взрывчатки, а собственных источников нитратов у Германии не было.

На церемонии открытия император Вильгельм распространялся об опасности гремучего газа, взрывчатой смеси метана с другими газами, которая накапливается в шахтах. Он призвал химиков найти какие-нибудь средства для его раннего обнаружения. Решение этой задачи, сказал он, «сто́ит пота на благородных лбах»[354]. Габер со своим благородным лбом – он брил свою круглую голову налысо, носил круглые очки в роговой оправе и усы щеточкой, хорошо одевался, задавал изящные обеды, но был очень несчастлив в семейной жизни, – начал работать над созданием свистка-индикатора метана, который должен был менять высоту тона при наличии в воздухе опасных газов. Получив в свое распоряжение современную лабораторию, не загрязненную старой радиоактивностью, Ган и Мейтнер приступили к работам по радиохимии, а также в новой области ядерной физики. Кайзер вернулся из Далема в свой берлинский дворец, довольный тем, что оставил свое имя на очередном учреждении расцветающей германской державы.

Летом 1913 года Нильс Бор отплыл в Англию в сопровождении молодой жены. Перед ним отправились вторая и третья части его эпохальной статьи, которые он уже отослал Резерфорду по почте; он хотел обсудить их до публикации. В Манчестере он вновь увиделся со своим другом Дьёрдем де Хевеши и некоторыми другими исследователями. Один из тех, с кем он там встретился, возможно, впервые, был Генри Гвин Джефрис Мозли, которого все звали Гарри, выпускник Итона и Оксфорда, работавший с Резерфордом – в качестве лаборанта, показывавшего студентам опыты, – с 1910 года. Двадцатишестилетний Гарри Мозли был готов к великим свершениям. Ему не хватало только исходного толчка – и таким толчком стал приезд Бора[355].

Мозли был одиночкой, «человеком настолько замкнутым, – говорит А. С. Рассел, – что я не мог понять, нравится он мне или нет»[356], но имел неприятное обыкновение не сдерживаться, когда при нем высказывали какое-нибудь безосновательное утверждение. В тех редких случаях, когда он отрывался от работы, чтобы выпить чаю в лаборатории, ему удавалось осадить даже самого Эрнеста Резерфорда. Остальные «мальчики» Резерфорда прозвали его Папой. Мозли уважал шумного лауреата, но, конечно, никогда не выражал столь интимных чувств; ему казалось, что Резерфорд прикидывается неотесанным провинциалом.

Сам Гарри происходил из рода выдающихся ученых. Его прадед, управлявший приютом для умалишенных, был целителем увлеченным, но так и не обзаведшимся врачебным дипломом, зато дед его был капелланом и профессором натуральной философии в Кингз-колледже, а отец стал биологом трехлетней экспедиции на корабле «Челленджер», по материалам которой было опубликовано новаторское исследование Мирового океана в пятидесяти томах. Генри Мозли – Гарри назвали так же, как звали его отца, – удостоился дружеской похвалы Чарльза Дарвина за свой популярный однотомный отчет под названием «Записки натуралиста о путешествии на “Челленджере”» (Notes by a Naturalist on the Challenger); в свою очередь, Гарри работал в Манчестере с внуком Дарвина, физиком Чарльзом Г. Дарвином.

Хотя он был замкнут до чопорности, в экспериментальной работе он был неутомим. Иногда он работал по пятнадцать часов подряд, до глубокой ночи, пока не доходил до полного изнеможения; тогда, где-то перед рассветом, он подкреплялся скудной трапезой из сыра и ложился спать на несколько часов, а в полдень завтракал фруктовым салатом. Он был человеком подтянутым, аккуратным в одежде и консервативным и любил своих сестер и овдовевшую мать, которой он регулярно писал непринужденные и теплые, полные любви письма. Когда он заканчивал Оксфорд, приступ сенной лихорадки не позволил ему сдать выпускные экзамены по дополнительным курсам; он терпеть не мог преподавать манчестерским студентам, среди которых было много иностранцев – «индусов, бирманцев, япошек, египтян и прочих индийских подонков»; он испытывал отвращение к их «надушенной нечистоплотности»[357]. Но осенью 1912 года Гарри наконец нашел себе великую тему для работы.

10 октября он писал матери: «Некоторые немцы получают чудесные результаты, пропуская икс-лучи сквозь кристаллы, а затем фотографируя их»[358]. Немцы эти работали в Мюнхене под руководством Макса фон Лауэ. Фон Лауэ обнаружил, что упорядоченная, повторяющаяся структура кристалла позволяет получить из рентгеновских лучей монохроматическую интерференционную картину подобно тому, как зеркальные, разнесенные на малое расстояние внутренняя и внешняя поверхности мыльного пузыря создают цветовую интерференционную картину из белого света. Открытие рентгеновской кристаллографии принесло фон Лауэ Нобелевскую премию. Мозли и Ч. Г. Дарвин приступили к исследованию этой новой области. Они достали необходимое оборудование и проработали всю зиму. К маю 1913 года они научились использовать кристаллы в качестве спектроскопов и заканчивали первую основательную работу. Рентгеновские лучи представляют собой высокоэнергетический свет с чрезвычайно малыми длинами волн. Атомная решетка кристалла разлагает их в спектр приблизительно так же, как призма разлагает видимый свет. «Мы выяснили, – писал Мозли своей матери 18 мая, – что источник икс-лучей с платиновой мишенью создает спектр с четкими линиями пяти длин волн… Завтра мы будем искать спектры других элементов. Речь идет о совершенно новой отрасли спектроскопии, которая непременно должна рассказать нам многое о природе атома»[359].

Затем приехал Бор, и они стали обсуждать старую идею Бора о том, что порядок расположения элементов в периодической системе должен соответствовать росту атомного номера, а не атомного веса, как считали химики. Например, атомный номер урана равен 92; атомный вес самого распространенного из изотопов урана равен 238; более редкий изотоп урана с атомным весом 235 имеет тот же атомный номер. Гарри мог заняться поисками регулярных смещений длин волн в линейчатых рентгеновских спектрах и доказать тем самым справедливость предположения Бора. Атомный номер должен был дать место для размещения в периодической системе всех уже открытых разнообразных физических разновидностей атомов, которые вскоре после этого получили название «изотопы»; атомный номер, определяющий заряд ядра и, следовательно, число электронов в атоме, от которого зависят химические свойства элемента, стал бы веским аргументом в пользу модели атома Резерфорда; линии рентгеновского спектра стали бы дополнительным подтверждением предложенных Бором квантовых электронных орбит. Эту работу Мозли предстояло выполнить в одиночку: Дарвин занялся к тому времени другими вопросами.

Бор вместе с терпеливой Маргрете уехал в Кембридж, чтобы отдохнуть и окончательно довести до блеска свою статью. В конце июля Резерфорд и Мэри отправились в поход по идиллическим горам Тироля. Мозли остался в «невыносимо жарком и душном» Манчестере и продолжал работать в стеклодувной мастерской. «Даже сейчас, около полуночи, – писал он матери через два дня после отъезда Резерфорда, – я снимаю пиджак и жилет и работаю, открыв окна и двери, чтобы впустить хоть немного воздуха. Я приеду к тебе, как только доведу свой аппарат до рабочего состояния, еще до начала измерений»[360]. 13 августа он все еще работал над ним. Он объяснил, чего именно он хочет добиться, в письме к своей сестре Марджери:

Так я хочу найти длины волн рентгеновских спектров как можно большего числа элементов, так как я считаю, что они окажутся гораздо более важными и фундаментальными, чем обычные световые спектры. Чтобы найти длины волн, нужно отражать икс-лучи, идущие от мишени из исследуемого элемента [при обстреле такой мишени катодными лучами]… После этого мне нужно всего лишь определить углы, под которыми они отражаются, и это дает мне длины волн. Я хочу добиться точности порядка по меньшей мере одной тысячной[361].

Боры вернулись в Копенгаген, Резерфорды вернулись из Тироля, а потом наступил сентябрь, время ежегодного собрания Британской ассоциации, которое проходило в том году в Бирмингеме. Бор не собирался там быть, особенно после того, как слишком задержался в Кембридже, но Резерфорд считал, что приехать ему все же следует: вся конференция наверняка только и будет говорить, что о его квантовом атоме и поразительных спектральных предсказаниях. Бор уступил и поспешил приехать. Гостиницы Бирмингема были переполнены. Первую ночь он спал на бильярдном столе[362]. Затем предприимчивый де Хевеши нашел ему койку в общежитии женского колледжа. «И это было очень, очень удобно и удачно», – вспоминал впоследствии Бор, тут же добавляя, что «девушки были в отъезде»[363].

Президент Британской ассоциации сэр Оливер Лодж упомянул работу Бора в своем вступительном слове. Резерфорд рекламировал ее на заседаниях. Джеймс Джинс, специалист по математической физике из Кембриджа, шутливо отметил, что «единственным выдвинутым до сих пор обоснованием этих предположений является веский аргумент их успешности»[364]. Физик из Кавендишской лаборатории Фрэнсис У. Астон сообщил, что ему удалось разделить две разные по весу формы неона путем кропотливого рассеяния большой порции этого газа в трубочной глине, повторенного несколько тысяч раз, – «несомненное доказательство, – отметил де Хевеши, – того, что элементы с разными атомными весами могут обладать одними и теми же химическими свойствами»[365]. Из Франции приехала Мария Кюри, «державшаяся скромно, – говорит А. С. Ив, – замкнуто, хладнокровно и благородно»[366]. Она отбилась от вцепившихся в нее британских журналистов похвалами Резерфорду: она предсказывала, что его работа «вероятно, будет иметь важнейшие последствия». Она назвала его «единственным ныне живущим человеком, от которого человечество может ожидать неоценимых благ»[367].

Осенью этого же года Харальд Бор сообщал брату, что молодые ученые в Гёттингене «не решаются поверить, что в [твоей статье] может излагаться объективная истина; они находят эти предположения слишком “дерзкими” и “фантастическими”»[368]. На фоне все еще существующего скептицизма многих европейских физиков Бор узнал от де Хевеши, что на самого Эйнштейна, которого тот встретил на конференции в Вене, его работа произвела сильное впечатление. Сходную историю де Хевеши рассказал и Резерфорду:

Когда мы с Эйнштейном говорили на разные темы, мы коснулись и теории Бора, и он сказал мне, что у него когда-то были похожие идеи, но он не осмелился их опубликовать. «Если теория Бора верна, она имеет огромное значение». Когда я рассказал ему о [недавнем обнаружении спектральных линий, находящихся именно там, где предсказывала их появление теория Бора], большие глаза Эйнштейна стали еще больше, и он сказал мне: «В таком случае это одно из величайших открытий».

Я был очень рад услышать от Эйнштейна эти слова[369].

Рад был и Бор.

Мозли продолжал трудиться. Сначала ему не удавалось получить четкие фотографии рентгеновских спектров, но, когда он наконец овладел этой техникой, результаты оказались поразительными. Характеристические спектральные линии сдвигались по мере продвижения по периодической системе, каждый раз на один шаг, с абсолютной регулярностью. Совмещая одинаковые линии, Мозли составил маленькую лестницу из полосок фотопленки. 16 ноября он писал Бору: «В течение последних двух недель или около того я получал результаты, которые должны вас заинтересовать… До сих пор я работал с серией К [спектральных линий] от кальция до цинка… Результаты получились чрезвычайно простыми и в основном соответствуют вашим ожиданиям… K = N – 1 с высокой точностью, где N – атомный номер».

Для кальция значение было равно 20, для скандия – 21, для титана – 22, для ванадия – 23, и так далее вплоть до цинка, для которого оно составляло 30. В заключение Мозли пишет, что его результаты «убедительно подтверждают те общие принципы, которые Вы используете, что чрезвычайно меня радует, так как Ваша теория влияет на физику великолепным образом»[370]. Безупречная работа Гарри Мозли дала экспериментальное подтверждение концепции атома Бора – Резерфорда, гораздо более убедительное и приемлемое, чем опыты Марсдена и Гейгера по рассеянию альфа-частиц. «Потому что, видите ли, – сказал Бор в своем последнем интервью, – работу Резерфорда на самом деле не принимали всерьез. Сейчас это невозможно понять, но ее вовсе не принимали всерьез… Великий переворот произвел Мозли»[371].

Отто Гана в очередной раз пригласили продемонстрировать его радиоактивные препараты. В начале весны 1914 года химическая компания Bayer, находившаяся в городе Леверкузене в Рейнской области близ Кёльна, давала прием по случаю открытия большого лекционного зала. Германская химическая промышленность лидировала в мире, а Bayer была крупнейшей химической компанией Германии: в ней работало более десяти тысяч сотрудников. Она выпускала около двух тысяч видов красок, многие тонны неорганических химикатов и широкий ассортимент медикаментов. Управляющий директор компании Карл Дуйсберг, химик, предпочитавший американский стиль управления промышленными предприятиями, пригласил на этот прием оберпрезидента Рейнской области; затем, чтобы придать мероприятию еще больше блеска, он позвал Гана[372].

Ган прочитал собравшимся сановникам лекцию о радиоактивности. В начале лекции он написал имя Дуйсберга на запечатанной фотопластинке маленькой стеклянной трубкой, наполненной концентрированным мезоторием. Пока он говорил, лаборанты проявили пластинку; в конце лекции Ган спроецировал радиографическую подпись на экран, чем вызвал восторженные аплодисменты.

Кульминация этого праздника в огромном химическом комплексе площадью под 400 гектаров наступила вечером. «Вечером был устроен банкет, – с ностальгией вспоминал потом Ган, – и всё на нем было превосходным. На каждом из маленьких столиков стояло по великолепной орхидее, которые доставили из Голландии по воздуху». Орхидеи, доставленные на скоростном биплане, вполне могли служить символом процветания и мощи Германии в 1914 году, но управляющий директор хотел продемонстрировать еще и германское техническое превосходство и нашел весьма экзотические средства его выражения: «На многих столах, – говорит Ган, рисуя картину невообразимо футуристического прошлого, – вино охлаждалось при помощи сжиженного воздуха, залитого в теплоизолированные сосуды»[373].

Когда началась война, Нильс и Харальд Боры были в походе в Австрийских Альпах, проходя в день до тридцати пяти километров. «Невозможно описать то поразительное и прекрасное ощущение, – писал Нильс Маргрете из этого путешествия, – которое возникает, когда со всех горных вершин внезапно начинает опускаться туман, сперва совсем маленькими облачками, а в конце концов заполняя всю долину»[374]. Братья планировали вернуться домой 6 августа; война накатила так же внезапно, как горный туман, и они поспешили вернуться через Германию, чтобы успеть до закрытия границ. В октябре Бор с женой отплыли из нейтральной Дании в Англию: Бору предстояли два года преподавания в Манчестере. Мальчики Резерфорда уходили на войну, и ему требовалась помощь.

Гарри Мозли был в начале августа вместе с матерью в Австралии, на собрании Британской ассоциации 1914 года; в свободное время он разыскивал утконосов и живописные серебряные рудники. Патриотизм австралийцев, которые немедленно начали мобилизацию, пробудил в нем итонский дух верности королю и отечеству. Он отплыл в Англию, как только нашел место на корабле. К концу октября он наконец заставил сопротивлявшегося офицера призывной комиссии вне очереди утвердить его в звании лейтенанта Королевского инженерного корпуса.

Хаим Вейцман, высокий, крепко сложенный биохимик из российских евреев, тесно друживший с Эрнестом Резерфордом в Манчестере, был пылким сионистом в то время, когда многие – в том числе и многие из влиятельных британских евреев – считали сионизм движением по меньшей мере идеалистическим и наивным, если не безумным, фанатическим и даже опасным. Но Вейцман, хотя и был сионистом, также искренне восхищался британской демократией и почти сразу же после начала войны отмежевался от Международной сионистской организации, так как она предлагала сохранять нейтралитет. Ее европейские лидеры ненавидели царскую Россию, бывшую союзницей Англии; Вейцман тоже ее ненавидел, но, в отличие от них, не верил, что Германия с ее культурным и техническим превосходством выиграет эту войну. Он верил в победу западных демократий и считал, что судьба еврейства должна быть связана с ними.

В момент начала войны он ехал в отпуск в Швейцарию в сопровождении жены и маленького сына. Им удалось вернуться в Париж, где он посетил престарелого барона Эдмонда де Ротшильда, бывшего финансовой опорой передовых сельскохозяйственных еврейских поселений в Палестине. К удивлению Вейцмана, Ротшильд разделял его оптимизм относительно исхода войны и тех возможностей, которые это открывало для евреев. Хотя Вейцман не занимал никакого официального положения в сионистском движении, Ротшильд посоветовал ему найти лидеров британских сионистов и поговорить с ними.

Это совпадало с его собственными намерениями. Его надежды на британское влияние имели глубокие корни. Он был третьим ребенком из пятнадцати в семье лесоторговца, который сгонял бревна в плоты и сплавлял их вниз по Висле в город Данциг на распил и на экспорт. Вейцманы жили в разрешенной для проживания евреев бедной западной области России, так называемой черте оседлости. Когда Хаиму было всего одиннадцать лет, он написал письмо, которое предсказывало его деятельность во время войны. «Этот одиннадцатилетний мальчик, – сообщает его биограф Исайя Берлин, – говорит, что цари и народы мира явно стремятся уничтожить еврейский народ; евреи должны не допустить своего уничтожения; только Англия может помочь им вернуться в принадлежавшую им в древности землю, Палестину, и вновь достичь величия»[375].

Убеждения юного Вейцмана неуклонно вели его на запад. В восемнадцать он доплыл на одном из отцовских плотов до Западной Пруссии, добрался, работая по пути, до Берлина и поступил там в Высшую техническую школу. В 1899 году он защитил диссертацию в Университете Фрибура в Швейцарии, а затем продал компании Bayer патент, что значительно улучшило его финансовое положение. В 1904-м он переехал в Англию; этот переезд был, по его мнению, «шагом обдуманным и отчаянным… Мне грозила опасность превратиться в Luftmensch [буквально “человека из воздуха”], одного из этаких благонамеренных, расхлябанных и разочарованных “вечных студентов”»[376]. Химические исследования должны были спасти его от этой участи; он устроился в Манчестере под покровительством Уильяма Генри Перкина – младшего, главы тамошнего химического факультета, отец которого синтезировал мовеин, сиреневый краситель, давший название «сиреневому десятилетию»[377]. Это положило начало производству в Британии анилиновых красителей.

Вернувшись в августе 1914 года из Франции в Манчестер, Вейцман нашел на своем столе циркуляр британского Военного министерства, предлагающий «всем ученым, в распоряжении которых имеются какие-либо открытия, представляющие военную ценность, сообщить о них». У него имелось такое открытие, и он сразу же предложил его Военному министерству, «не требуя никакого вознаграждения»[378]. Военное министерство не удостоило его ответом. Вейцман продолжил свои исследования. Одновременно с этим он начал искать связей с британскими лидерами, о которых они говорили с Ротшильдом, и эти попытки вылились приблизительно в две тысячи встреч, прошедших до конца войны.

Открытие Вейцмана касалось бактерии и химического процесса. Бактерия называлась Clostridium acetobutylicum Weizmann, а неформально – B-Y (или организмом Вейцмана) и была анаэробным организмом, разлагающим крахмал. Вейцман нашел ее в початках кукурузы, когда пытался разработать процесс для производства синтетического каучука. Он думал, что сможет получить синтетический каучук из изоамилового спирта, одного из побочных продуктов спиртового брожения. Он искал бациллу – один из миллионов видов и подвидов, живущих в почве и на растениях, – которая преобразовывала бы крахмал в изоамиловый спирт более эффективно, чем уже известные штаммы. «В ходе этих исследований я нашел бактерию, которая производила значительное количество жидкости, пахнущей очень похоже на изоамиловый спирт. Но, когда я очистил эту жидкость, она оказалась смесью ацетона и высокочистого бутилового спирта. Профессор Перкин посоветовал мне просто вылить ее в раковину, но я ответил, что никакое чистое химическое вещество не бывает бесполезным и выбрасывать его не стоит»[379].

Это существо, найденное по счастливой случайности, и было бактерией B-Y. В смеси с вареной и измельченной кукурузой бактерия сбраживала кукурузу в водный раствор трех растворителей: на одну часть этилового спирта в нем приходилось три части ацетона и шесть частей бутилового спирта (бутанола). Затем эти три растворителя можно было разделить обычной дистилляцией. Вейцман попытался разработать процесс получения синтетического каучука из бутанола, и это ему удалось. Тем временем, уже перед самой войной, цены на природный каучук упали, и каучук синтетический потерял свою привлекательность.

Не оставляя усилий, направленных на образование собственной страны для евреев, Вейцман приобрел в Манчестере верного и влиятельного друга в лице Ч. П. Скотта, высокого, пожилого, либерально настроенного редактора газеты Manchester Guardian. Скотт имел множество связей и, в частности, был самым доверенным политическим советником Дэвида Ллойд Джорджа. В результате одним пятничным утром в январе 1915 года Вейцман встретился за завтраком с энергичным низкорослым валлийцем, который был тогда канцлером Казначейства, а в середине войны стал премьер-министром[380]. Ллойд Джордж был воспитан на Библии. Он отнесся к идее возвращения евреев в Палестину сочувственно, особенно когда Вейцман сравнил каменистую, гористую, тесную Палестину с каменистым, гористым, тесным Уэльсом. Помимо Ллойд Джорджа Вейцман, к удивлению своему, обнаружил интерес к сионизму у таких людей, как Артур Бальфур, бывший премьер-министр, ставший в правительстве Ллойд Джорджа министром иностранных дел, и Ян Христиан Смэтс, пользующийся большим уважением бур, который присоединился к британскому военному кабинету в 1917 году, а до этого участвовал в его работе в неофициальной роли. «Нас ожидают поистине мессианские времена»[381], – писал Вейцман жене в этот период ранних надежд.

Вейцман выводил B-Y в первую очередь для получения бутанола. Однажды ему случилось рассказать о своих работах по исследованию брожения главному химику-исследователю шотландского филиала динамитной компании Нобеля. Его собеседник был впечатлен. «Знаете, – сказал он Вейцману, – возможно, у вас в руках оказался ключ к разрешению одной очень важной ситуации»[382]. Крупный взрыв на производстве помешал компании Нобеля заняться разработкой этого процесса, но компания известила о нем британское правительство.

«Так и случилось, – пишет Вейцман, – что как-то в марте [1915 года], вернувшись из Парижа, я нашел ожидавший меня вызов в британское Адмиралтейство»[383]. Адмиралтейство, первым лордом которого был Уинстон Черчилль – ему был сорок один год, в точности столько же, сколько и Вейцману, – столкнулось с острой нехваткой ацетона. Этот едкий растворитель был важнейшим ингредиентом производства кордита, бездымного пороха для тяжелой артиллерии, в том числе судовой. Название кордита происходит от шнуровидной формы, в которой его обычно изготавливают[384]. Это взрывчатое вещество, которое обеспечивает полет снарядов крупнокалиберных орудий судов британского военно-морского флота, преодолевающих многие километры водного пространства, к их морским или наземным целям, представляет собой смесь 64 % нитроцеллюлозы и 30,2 % нитроглицерина, стабилизированную 5 %-м вазелином и смягченную – желатинизированную – 0,8 %-м ацетоном. Без ацетона невозможно производить кордит, а без кордита потребовалась бы радикальная переделка орудий, которая позволила бы использовать в них другие взрывчатые вещества – иначе они быстро разъели бы их стволы. Вейцман согласился обдумать эту проблему. Вскоре после этого он и был вызван к первому лорду Адмиралтейства. Вот как Вейцман вспоминает свою встречу с «бодрым, обаятельным, очаровательным и энергичным» Уинстоном Черчиллем:

Чуть ли не с первых слов он сказал: «Итак, доктор Вейцман, нам нужно тридцать тысяч тонн ацетона. Сможете ли вы его произвести?» Эта властная просьба так меня перепугала, что я чуть было не пошел на попятную. Я ответил: «Пока что мне удавалось получать из процесса брожения по нескольку сот кубических сантиметров ацетона за раз. Я работаю в лаборатории. Я не техник, а всего лишь химик-исследователь. Но, если бы мне каким-то образом удалось произвести тонну ацетона, тогда я смог бы умножить это количество в какое угодно число раз…» Черчилль и его ведомство дали мне карт-бланш, и я взялся за дело, которое в течение следующих двух лет отнимало все мои силы[385].

Это была лишь первая часть ацетоновой истории Вейцмана. Часть вторая началась в начале июня. В мае в британском военном кабинете произошли перестановки, вызванные расширяющимися поражениями в Дарданелльской операции при Галлиполи; премьер-министр Герберт Асквит потребовал отставки Черчилля с поста первого лорда Адмиралтейства и заменил его Артуром Бальфуром; Ллойд Джордж ушел с должности канцлера Казначейства и возглавил Министерство вооружений. Таким образом, Ллойд Джордж моментально унаследовал ацетоновую проблему в еще большем масштабе – ему нужно было удовлетворить потребности в ацетоне не только флота, но и армии. Скотт из Manchester Guardian рассказал ему о работе Вейцмана, и 7 июня они встретились. Вейцман сказал Ллойд Джорджу то же, что ранее Черчиллю. Ллойд Джордж был впечатлен и предоставил ему еще более широкую свободу действий для увеличения масштабов процесса брожения.

В результате шести месяцев опытов на фабрике по производству джина Nicholson в лондонском районе Боу Вейцман вывел производство на уровень полутонны. Процесс оказался достаточно производительным. Он позволял получить 37 тонн растворителей – около 11 тонн ацетона – из 100 тонн зерна. Вейцман начал обучать промышленных химиков, а правительство тем временем реквизировало шесть английских, шотландских и ирландских винокуренных заводов, на которых они должны были работать. Затем все предприятие оказалось под угрозой остановки из-за нехватки американского зерна: немецкие подводные лодки так же душили британские морские перевозки во время Первой мировой войны, как и во время Второй. «Осенью этого года был большой урожай конских каштанов, – отмечает Ллойд Джордж в своих «Военных мемуарах». – Была организована общенациональная кампания сбора этих каштанов, чтобы использовать их крахмал вместо кукурузы»[386][387]. В конце концов производство ацетона было переведено в Канаду и Соединенные Штаты и вновь перешло на использование зерновых.

«Когда наши затруднения были разрешены таким образом благодаря гениальным способностям д-ра Вейцмана, – продолжает Ллойд Джордж, – я заявил ему: “Вы оказали большую услугу правительству, и я хотел бы просить премьера рекомендовать его величеству дать вам орден или титул”. Он отвечал: “Я ничего не хочу для себя”. “Но нет ли чего-либо, что мы можем сделать в качестве признания ценной услуги, которую вы оказали стране”, – спросил я. Он отвечал: “Да, я хотел бы просить вас сделать кое-что для моего народа”. Он затем изложил свои пожелания в области возвращения евреев в Землю обетованную, которую они столь прославили. Таково было происхождение знаменитой декларации о создании национального очага для евреев в Палестине»[388][389].

Эта «знаменитая декларация», названная декларацией Бальфура и составленная в форме письма от Артура Бальфура к барону Эдмонду де Ротшильду, была обязательством британского правительства «с одобрением рассматривать вопрос о создании в Палестине национального очага для еврейского народа» и «приложить все усилия для содействия достижению этой цели»[390]. Происхождение этого документа было гораздо более сложным – дело далеко не ограничивалось простой уплатой за услуги Вейцмана в области биохимии. В нем участвовали и другие посредники, и государственные мужи; следует учесть и две тысячи бесед самого Вейцмана. Смэтс обозначил эту связь через много лет после войны, сказав, что «выдающаяся научная работа Вейцмана в военное время принесла ему известность и славу в высших эшелонах союзников, что придало гораздо больший вес его призывам к созданию национального очага для евреев»[391].

Однако, несмотря на эти необходимые оговорки, предложенная Ллойд Джорджем версия этой истории заслуживает большего внимания, чем обычно уделяют ей высокомерные историки. Письмо из ста восемнадцати слов, подписанное министром иностранных дел и гарантирующее поддержку создания в Палестине еврейской страны со стороны правительства его величества «с ясным пониманием того, что не должно производиться никаких действий, которые могли бы нарушить гражданские и религиозные права существующих в Палестине нееврейских общин», вряд ли можно считать неуместной наградой за спасение пушек британской армии и флота от преждевременного одряхления. Опыт Хаима Вейцмана стал первым поучительным примером того могущества, которое наука может приобретать во время войны. Правительство запомнило это. Наука тоже.

Второй битве при Ипре, которая началась 22 апреля 1915 года, предшествовала интенсивная немецкая артподготовка. Ипр был (точнее, был раньше – к этому моменту от него почти ничего не осталось) скромным рыночным городком в Юго-Восточной Бельгии, километрах в двенадцати от французской границы и менее чем в пятидесяти километрах вглубь материка от французского порта Дюнкерка. Вокруг Ипра простиралась изрытая снарядами болотистая низина, над которой возвышались малопривлекательные низкие холмы, самый высокий из которых, обозначенный на военных картах под названием «высоты 60» и ставший предметом самых ожесточенных сражений, имел всего 60 метров в высоту.

До этого атакующая немецкая и обороняющаяся британская армии наперегонки стремились выйти к морю. Немцы надеялись выиграть эту гонку, чтобы обойти союзников с фланга. Поскольку германская армия еще не была полностью отмобилизована для военного времени, они даже ввели в действие так называемый Эрзац-корпус, набранный из плохо обученных студентов и старшеклассников, чтобы увеличить численность своих сил. Его потери в этой операции, которую в Германии назвали Kindermord, то есть «бойней детей», составили 135 000 человек. Однако британцам удалось удержать узкий фланг ценой жизни 50 000 солдат. Война, которая планировалась как серия молниеносных ударов, – быстрый марш через Бельгию, капитуляция Франции и домой к Рождеству, – превратилась в застойную окопную войну, и ситуация на Ипрском выступе ничем не отличалась от того, что происходило по всей линии фронта, от Ла-Манша до Альп.

Артподготовка 22 апреля, положившая начало массированной попытке прорыва немецкой армии, загнала канадцев и французских зуавов, удерживавших фронт в районе Ипра, глубоко в траншеи. На закате она прекратилась. Немецкие войска отошли от линии фронта по перпендикулярным соединительным ходам, и на передовой остались только недавно обученные Pioniere – инженерные войска. Взлетела немецкая сигнальная ракета. Pioniere начали открывать газовые вентили. Зелено-желтое облако с шипением вырывалось из кранов и плыло по ветру через ничейную полосу. Оно стелилось по земле, заползало в воронки, проходило над гниющими телами убитых и сквозь проволочные заграждения, затем перетекало через сложенные из мешков с песком брустверы союзнических окопов и вниз по их стенкам мимо приступок для стрелков, заполняло траншеи, проникало в землянки и углубленные убежища: и те, кто вдыхал его, начинали кричать от боли и задыхаться. Это был хлор, едкий и удушающий газ. Он пах, как хлор, и обжигал, как хлор.

Зуавы и канадцы начали массово отступать, спотыкаясь и падая. Многие другие солдаты, захваченные врасплох и не понимающие, что происходит, выбирались из своих окопов на ничейную полосу. Они хватались за горло, забивали в рот полы рубашек или шарфы, разрывали землю голыми руками и пытались спрятать в ней лицо. Они извивались в агонии; десять тысяч человек получили тяжелое отравление, еще пять тысяч погибли. Целые дивизии оставляли свои позиции[392].

Немцам удалось застать противника врасплох. Все воюющие стороны обязались в соответствии с Гаагской декларацией 1899 года об удушающих газах «отказаться от употребления снарядов, имеющих единственным назначением распространение удушающих или отравляющих газов»[393]. По-видимому, никто не считал, что эта декларация затрагивает слезоточивый газ, хотя на самом деле слезоточивые газы в достаточной концентрации могут быть даже более токсичны, чем хлор. Французы применили слезоточивый газ в винтовочных гранатах еще в августе 1914 года; немцы использовали его в артиллерийских снарядах против русских в сражении при Болимове в конце января 1915-го, а затем, в марте того же года, и на Западном фронте, против британцев под Ньивпортом. Однако применение хлора под Ипром было первой крупной преднамеренной газовой атакой этой войны.

Как случалось и позже с другими видами оружия, производившими неожиданное действие, хлор ужасал и приводил в замешательство. Солдаты бросали оружие и бежали. Военных врачей и санитарные палатки внезапно захлестнул поток жертв, причина увечий которых была неизвестна. Однако химики, бывшие в числе переживших эту атаку, достаточно быстро узнали хлор и предложили простые и известные средства его нейтрализации. Уже через неделю лондонские женщины сшили 300 000 повязок из ваты, обернутой муслином, которые пропитывали гипосульфитом – это были первые, еще несовершенные, противогазы[394].

Хотя германское Верховное командование и разрешило применить газы под Ипром, оно, по-видимому, сомневалось в их тактических достоинствах. Оно не подготовило за линией фронта массированных резервных сил, которые могли бы перейти в наступление после газовой атаки. Союзные дивизии быстро закрыли образовавшийся разрыв. Газовая атака не принесла ничего кроме мучений.

Отто Ган, бывший пехотным лейтенантом запаса, участвовал в установке газовых баллонов[395]. 5730 баллонов содержали 168 тонн хлора и исходно были установлены в другой точке фронта[396]. Землекопы вкапывали их в передние стенки траншей на уровне приступок для стрелков и быстро закрывали баллоны мешками с песком, чтобы предохранить их от попадания осколков. Чтобы привести их в действие, нужно было подсоединить к вентилю свинцовую трубку, вывести ее поверх бруствера на ничейную полосу, дождаться ракеты, сигнализирующей о начале атаки, и открыть кран в заранее назначенный момент. При нормальном давлении хлор кипит при 33,6° ниже нуля; после открытия баллона он стремительно выкипает. Однако в том месте, где Ган и его Pioniere изначально установили баллоны с хлором, были неблагоприятные господствующие ветры. К тому времени, как Верховное командование решило переместить их к Ипру и установить вдоль шестикилометрового участка фронта, на котором направление ветра было более благоприятным, Гана уже отправили разведывать условия для газовой атаки в Шампани.

В январе его вызвали в оккупированный немцами Брюссель на встречу с Фрицем Габером. Габера только что повысили в звании, от старшего сержанта запаса до капитана, что было по меркам аристократической германской армии беспрецедентным скачком. Это звание было нужно ему, сказал он Гану, для его новой работы. «Габер сообщил мне, что его новая работа заключалась в организации особого подразделения для ведения газовой войны»[397]. Кажется, Ган был шокирован. Габер изложил ему свои доводы. Эти доводы еще не раз приходилось слышать в ходе войны:

Он объяснил мне, что на Западных фронтах, совершенно остановившихся, развитие военных действий может быть достигнуто только при помощи новых видов оружия. Одним из таких видов оружия могли стать отравляющие газы… Когда я возразил ему, сказав, что такие методы ведения войны нарушают Гаагскую конвенцию, он ответил, что французы уже начали их использовать – хотя и не добились при этом особенных результатов, – когда применили стрелковые боеприпасы, наполненные газом. Кроме того, это позволит спасти бесчисленное множество жизней, если приведет к скорейшему окончанию войны.

Ган вслед за Габером стал работать над применением боевых газов. Так же поступил и физик Джеймс Франк, глава физического отдела института Габера, впоследствии – так же, как Габер и Ган, – получивший Нобелевскую премию[398]. Так же поступили и многочисленные промышленные химики, работавшие в компании И. Г. Фарбен[399], картеле, который энергичный Карл Дуйсберг из компании Bayer собрал во время войны из восьми химических компаний. Завод в Леверкузене – тот самый, в котором был построен новый лекционный зал, – производил сотни известных токсических веществ, многие из которых были прекурсорами или промежуточными материалами для производства красок, и отсылал их в Институт физической химии и электрохимии кайзера Вильгельма для изучения. В Берлине появились склады для хранения газов и школа, в которой Ган преподавал меры противохимической защиты.

Он также руководил газовыми атаками. В середине июня 1915 года[400] в Галиции, на Восточном фронте, «направление ветра было благоприятным, и мы выпустили в сторону вражеских [русских] окопов чрезвычайно токсичный газ, смесь хлора с фосгеном… Не было сделано ни одного выстрела… Атака была абсолютно успешной»[401].

Благодаря своей развитой химической промышленности, снабжавшей до войны весь мир, Германия далеко опережала союзников в производстве химикатов для газовой войны. В начале войны Британии приходилось даже покупать немецкие красители (для производства красок, а не отравляющих газов) через нейтральные страны[402]. Когда немцы узнали об этой уловке, они предложили менять красители на каучук и хлопок, которых не хватало им; сохранившиеся документы не уточняют, насколько это предложение было выражением цинизма, а насколько – натужного тевтонского юмора. Однако Франция и Британия уже взялись за дело. К концу войны было изготовлено и использовано по меньшей мере 200 000 тонн боевых отравляющих веществ, причем половина этого количества приходится на Германию, а половина – на союзные страны, взятые вместе.

Отказ от соблюдения Гаагской конвенции открыл целый ряд, так сказать, новых экологических ниш в области вооружений. Типы отравляющих газов и средств их доставки беспрестанно умножались как дарвиновские вьюрки. После хлора Германия ввела в употребление фосген[403], смешивая его с хлором из-за низкой скорости его испарения – как в той атаке газовым облаком, которой руководил Ган. В ответ на это в начале 1916 года французы применили артиллерийские снаряды с фосгеном. После этого фосген стал главным средством химической войны: его применяли в баллонах, артиллерийских снарядах, минах для траншейных минометов, специальных банках, которые выстреливали из похожих на мортиры метательных установок, и авиационных бомбах. Фосген пахнет свежескошенным сеном, но токсичность его гораздо выше, чем у всех остальных использовавшихся ядовитых газов. Он в десять раз токсичнее хлора и убивает в течение десяти минут при концентрации порядка половины миллиграмма на литр воздуха. При более высокой концентрации один или два вдоха приводят к смертельному исходу в течение нескольких часов. При контакте с водой фосген – карбонилхлорид – гидролизуется до соляной кислоты; именно это и происходит с ним в насыщенном водой воздухе в глубине мягких, покрытых пузырьками легочных тканей. Более 80 % смертей от отравляющих газов в течение этой войны было вызвано именно фосгеном.

Следующим появился хлорпикрин[404] – британцы называли его рвотным газом, а немцы Klop – отвратительное соединение пикриновой кислоты с белильной известью. Германские инженеры применили его против русских войск в августе 1916 года. Особым достоинством этого газа является его химическая инертность. Он не взаимодействовал с разнообразными нейтрализующими химикатами, которые находились в фильтрующей коробке противогаза; удалить его из воздуха – благодаря адсорбции – мог только небольшой слой активированного угля, также имевшийся в коробке. Поэтому при высокой концентрации хлорпикрин мог насытить активированный уголь и начать проникать внутрь противогаза. Он действует как слезоточивый газ, но, кроме того, вызывает тошноту, рвоту и понос. Солдаты снимали противогазы, чтобы вырвать; если хлорпикрин использовался в смеси с фосгеном, как это часто бывало, они могли получить при этом смертельную дозу. Другое достоинство хлорпикрина заключалось в простоте и дешевизне его производства.

Самым страшным газом этой войны – газом, который вынудил благодушно настроенные до этого Соединенные Штаты начать развитие собственного химического оружия, – был дихлорэтилсульфид, он же иприт, прозванный также за запах хрена или горчицы горчичным газом[405]. Немцы впервые применили его ночью 17 июля 1917 года в артиллерийском обстреле британских сил под Ипром. Эта атака была совершенно неожиданной и вызвала многотысячные потери. К лету 1917 года развитие защитных средств – надежных противогазов и действенных мер химической защиты – догнало развитие вооружений; немцы ввели в действие горчичный газ в попытке разрешить эту патовую ситуацию – так же, как до того они начали применять хлор. Под Ипром на солдат посыпались снаряды, помеченные желтыми крестами. Сначала жертвы атаки только чихали, и многие сняли противогазы. Затем их начало рвать. Их кожа покраснела и стала покрываться волдырями. Глаза воспалились, веки опухли и закрылись. Ослепших пострадавших приходилось отводить к санитарным палаткам; за следующие две недели их число превысило четырнадцать тысяч.

Хотя в концентрированном виде этот газ пахнет горчицей, в малых концентрациях он почти незаметен, хотя и остается чрезвычайно токсичным. Он оставался на месте в течение нескольких дней и даже недель. Противогаз уже не мог защитить от него. Горчичный газ разъедал резину и кожу, просачивался сквозь несколько слоев ткани. Один человек мог принести на подошвах своих ботинок достаточное количество отравляющего вещества, чтобы временно ослепить всех своих товарищей по окопу. Кроме того, запах горчичного газа можно замаскировать другими газами. Иногда немцы маскировали горчичный газ ксилилбромидом, слезоточивым газом с запахом сирени, так что военной весной случалось, что люди в ужасе бежали, когда ветер приносил аромат цветущих сиреневых кустов.

Это далеко не все газы и яды, разработанные в кипучих и жестоких лабораториях Первой мировой войны. Были еще и чихательные газы, и порошки мышьяка, и не менее дюжины газов слезоточивых, и всевозможные их сочетания. Французы наполняли артиллерийские снаряды цианидом – исключительно из злобы, как выяснилось, потому что получающиеся пары оказались легче воздуха и немедленно улетали. К 1918 году в типичном артиллерийском обстреле, направленном через линию фронта как на восток, так и на запад, насчитывалось почти столько же газовых снарядов, сколько и взрывчатых[406]. Германия, всегда отличавшаяся логическим до бесчеловечности ведением войны, обвиняла во всем Францию и добивалась все новых и все более отчаянных изобретений. Химики, подобно спекулянтам, охотящимся за низкими ценами, считали, что ценой жалких десятков тысяч жизней смогут спасти гораздо большее число людей. Британия выражала праведное возмущение, но тоже участвовала в этой гонке, чтобы не отстать от врага.

Жена Фрица Габера всего этого не вынесла. Клара Иммервар была детской любовью Габера. Она стала первой женщиной, получившей докторскую степень по химии в Университете Бреслау. Выйдя замуж за Габера и родив ему сына, превратившись в забытую всеми домохозяйку, она все дальше отходила от науки и все глубже впадала в депрессию. Работа мужа с отравляющими газами вызвала у нее еще более безнадежное отчаяние. «Она стала считать отравляющие газы не просто извращением науки, но и признаком варварства, – объясняет биограф Габера. – Они возрождают пытки, о которых человечество, по его словам, давно забыло. Они разрушают и разлагают ту дисциплину [т. е. химию], которая принесла в жизнь новые возможности»[407]. Она просила, призывала, наконец, пыталась заставить мужа отказаться от работы с газами. Габер сказал ей то же, что он говорил Гану, добавив для полноты картины, что с точки зрения такого патриота, как он, в мирное время ученый принадлежит всему миру, но во время войны – только своей стране[408]. Рассерженный, он отправился на Восточный фронт руководить газовой атакой. Той же ночью доктор Клара Иммервар-Габер покончила с собой.

Дарданелльская операция союзников началась 25 апреля 1915 года. Суровый, спускающийся к югу Галлипольский полуостров обращен западным берегом к Эгейскому морю; к востоку от него, за узким проливом Дарданеллы – древние и лорд Байрон знали его под названием «Геллеспонт», – находится азиатская часть Турции. Захват полуострова давал контроль над Дарданеллами, затем над расположенным над ними Мраморным морем, затем над узким Босфорским проливом, отделяющим Европу от Азии, затем над Константинополем, – а там и над Черным морем, в которое впадает Дунай. Все вместе складывается в огромный обходной маневр, направленный против Центральных держав. Таковы были планы Дарданелльской операции британского военного кабинета, подзуживаемого Уинстоном Черчиллем. Турки, которым принадлежал полуостров, при поддержке немцев оказывали операции сопротивление с использованием пулеметов и гаубиц.

Одна австралийская, одна новозеландская, одна французская колониальная и две британские дивизии высадились на Галлиполи и захватили узкие прибрежные плацдармы. Вода у одного из этих плацдармов сначала побелела от пены, как на бурных порогах, – турки выпускали с крутых скал над берегом по десять тысяч зарядов в минуту. Затем вода стала густой и красной от крови. Географические условия, ошибки и шесть турецких дивизий под искусным немецким командованием исключили возможность какого бы то ни было эффективного продвижения вперед. К началу мая, когда для пополнения сил союзников прибыли гуркхские стрелки британской армии и еще одна французская дивизия, обе стороны уже вырубили в каменистой почве траншеи.

Неподвижное противостояние продолжалось и летом. Искренне надеясь на лучшее, командующий союзными силами сэр Ян Гамильтон, уроженец Корфу, литератор, раненный в руку в Англо-бурской войне, запросил подкрепления. Тем временем военный кабинет был реорганизован, и Черчилля из него изгнали; кабинет неохотно согласился удовлетворить просьбы Гамильтона и отправил ему еще пять дивизий.

В их числе отплыл и Гарри Мозли. Он был теперь офицером сигнальной службы 38-й бригады 13-й пехотной дивизии, входившей в «Новую армию» лорда Китченера, набранную из полных энтузиазма, но неопытных гражданских добровольцев. 20 июня Мозли телеграфировал матери из Гибралтара: «Пункт нашего назначения более не вызывает сомнений»[409]. 27 июня в Александрии он составил завещание, в котором оставлял все свои средства – 2200 фунтов – Королевскому обществу исключительно «на развитие экспериментальных исследований в патологии, физике, физиологии, химии или других отраслях науки, но не чистой математики, астрономии или иных отраслей науки, направленных лишь на описание, каталогизацию или систематизацию»[410].

В Александрии была «жара, полно мух, туземных войск и австралийцев»[411], а неделю спустя они отплыли к мысу Геллы на южной оконечности Галлипольского полуострова, где была сравнительно безопасная бухта, расположенная далеко за линиями окопов. Здесь они могли привыкнуть к боевым условиям, напоминавшим о себе в виде артиллерийских обстрелов, так сказать, Европы, которые вели через Дарданеллы турецкие батареи, установленные на азиатском берегу. Когда солдаты купались в бухте, часовой, дежуривший наверху, подавал трубой сигнал о приближающемся снаряде. Сколопендры и песок, Гарри, раздающий своим подчиненным хлородин[412] в качестве средства от сильнейшей амебной дизентерии, которой заражались на пляже все без исключения, Гарри в шелковой пижаме, раздающий восхитительное черничное варенье из деревни Типтри, присланное ему матерью. «Единственное, что придает жизни интерес, – это мухи, – писал он ей. – Не комары, а именно мухи, днем и ночью, в воде и в пище»[413].

К концу июля дивизии переправились на Лемнос для подготовки ко вспомогательному вторжению. Предполагалось разделить полуостров, захватить высоты и обойти турецкие линии с фланга в направлении мыса Геллы. Безлунной ночью Гамильтон тайно отправил двадцать тысяч человек в переполненные траншеи на пляже, названном «Анзак»[414], расположенном на середине полуострова, и турки об этом не узнали. Оставшиеся силы, около семнадцати тысяч солдат Новой армии, высадились на берег в бухте Сулва, к северу от Анзака, 6 августа 1915 года и встретили очень слабое сопротивление.

Когда турки узнали об этом вторжении, они направили новые дивизии форсированным маршем вдоль полуострова. Задачей 38-й бригады – точнее, того, что от нее оставалось после многих дней и ночей непрерывных переходов и сражений, – было занять холм Чанук-Баир высотой около 260 метров, расположенный в глубине полуострова в паре километров от Анзака. К западу от Чанук-Баира и чуть ниже был другой холм с участком возделанной земли – Ферма. Когда отряд Мозли, которым командовал бригадир А. Г. Болдуин, с трудом поднимался по узкому проходу около метра шириной и двухсот метров глубиной, его путь оказался занят спускающимся караваном мулов, нагруженных боеприпасами. Пройти было невозможно, и бригадир в бессильной ярости повернул к северу и направил отряд к Ферме «через отвратительную местность и в кромешной темноте», – как говорит пулеметчик бригады, причем солдаты «падали вниз головой в ямы и взбирались по крутым и скользким склонам»[415]. Но до Фермы они дошли.

После этого силы Болдуина заняли левый фланг линии из пяти тысяч британских, австралийских и новозеландских солдат, ненадежно окопавшихся на склонах под вершиной Чанук-Баира, которую турки по-прежнему контролировали из своих траншей.

Ночью прибыло турецкое подкрепление в количестве тридцати тысяч человек, заполнившее траншеи Чанука. На заре 10 августа, когда за их спинами начало всходить слепящее солнце, они перешли в наступление. Вот что рассказывает британский поэт Джон Мейсфилд, которому удалось там выжить: «Они приближались чудовищной массой, плечом к плечу, в некоторых местах восемью, в других – тремя-четырьмя шеренгами». На левом фланге «турки зашли довольно далеко в ряды наших солдат, сметая все на своем пути, и дальнейшее представляло собой долгую последовательность британских вылазок и стычек один на один, в которых сражались ножами, камнями и зубами, схватку диких зверей среди разоренных кукурузных полей Фермы»[416]. Гарри Мозли, бывший в первой шеренге, проиграл эту схватку.

Когда американский физик Роберт Э. Милликен узнал о гибели Мозли, он написал в некрологе, что одна только эта потеря делает эту войну «одним из самых гнусных и самых непоправимых преступлений в истории»[417].

В одиннадцати километрах от Дувра по меловому юго-западному побережью Англии расположен старый курортный и портовый город Фолкстон, лежащий в маленькой долине, круто спускающейся к проливу[418]. С севера город прикрывают холмы; расположенные на западе меловые скалы служат широким городским променадом с лужайками и клумбами. Гавань, из которой многочисленные союзные войска отправлялись во Францию, защищена глубоководной дамбой длиной около полукилометра со стоянками для восьми пароходов. Город чтит память самого знаменитого из своих уроженцев, Уильяма Гарвея, врача XVII века, открывшего кровообращение.

Солнечным, теплым днем в пятницу 25 мая 1917 года многочисленные фолкстонские домохозяйки отправились по магазинам за припасами на Троицу. В нескольких милях от города, в военном лагере Шорнклиф, канадские войска проводили поверку на плацу. И город, и лагерь были охвачены одинаковым энтузиазмом. Был день получки.

Внезапно, безо всякого предупреждения, магазины и улицы взорвались. Очередь домохозяек перед овощной лавкой рухнула на землю. Виноторговец вернулся в свой магазин и нашел единственного посетителя обезглавленным. Взрывной волной убило прохожего, шедшего по узкому переулку между двумя старыми зданиями. Убитые лошади падали прямо между оглоблями повозок. Мелкие осколки стекла внезапно засыпали часть улицы, теплица лишилась стекол, на месте теннисного корта возникла воронка. Поврежденные магазины загорелись.

Только после первых взрывов люди в Фолкстоне обратили внимание на шум моторов, раздающийся в воздухе. Им трудно было понять, что именно они слышат. Кто-то закричал «Цеппелины!» – потому что до тех пор эти дирижабли были единственным известным им средством нападения с воздуха. «Я увидел, как два аэроплана, – вспоминал священник, выбежавший на улицу среди всеобщей суматохи, – а вовсе не цеппелины, появились из солнечного диска почти прямо над нами. Потом еще четыре или пять, друг за другом, потом еще и еще, как яркие серебристые насекомые, парящие в небесной синеве… Всего их было штук двадцать, и мы были очарованы красотой этого зрелища»[419]. Очарованы, потому что любые самолеты были тогда в новинку в небе Британии, а эти были большие и белые. Результаты оказались не столь очаровательными: 95 убитых, 195 раненых. В лагере Шорнклиф был поврежден плац, но пострадавших не было.

Фолкстон был маленькой Герникой Первой мировой войны. Немецкие бомбардировщики «Гота» – увеличенные бипланы – нанесли свой первый удар по Англии и принесли в мир только что зародившуюся концепцию стратегического бомбометания. Посланная в Англию эскадрилья направлялась к Лондону, но сразу за Грейвзендом натолкнулась на сплошную стену облачности. Тогда двадцать один самолет повернул к югу в поисках альтернативных целей. Фолкстон и расположенный рядом с ним армейский лагерь вполне подошли.

В начале войны, во время германского наступления в Бельгии, один из цеппелинов бомбил Антверпен. Черчилль отправлял флотские истребители бомбить ангары цеппелинов в Дюссельдорфе. Бомбардировщики «Гота» бомбили Салоники, а во время сражения за Галлиполи британская эскадрилья бомбила город-крепость Маидос на Дарданеллах. Но налет на Фолкстон в 1917 году положил начало первой эффективной и последовательной кампании стратегической бомбардировки гражданских целей. Она вписывалась в доктрину тотальной войны прусского военного стратега Карла фон Клаузевица приблизительно так же, как атаки подводных лодок, – и то и другое должно было напрямую вселять ужас в неприятеля и ослаблять его волю к сопротивлению. «Не следует думать, что мы стремились убивать женщин и детей, – сказал британским властям взятый в плен командир цеппелина; подобные рассуждения также многократно повторялись впоследствии. – Мы преследовали более высокие военные цели. Вы не найдете в германской армии или флоте ни одного офицера, который отправился бы на войну, чтобы убивать женщин и детей. Такие вещи происходят на войне случайно»[420].

Поначалу кайзер, помня о своих августейших родственниках и исторических зданиях, не включал Лондон в список целей для бомбометания. Командование его флота уговаривало его пересмотреть это решение, и он постепенно уступал. Сперва он разрешил бомбить доки с флотских дирижаблей, затем неохотно распространил свое разрешение дальше на запад, на весь город. Но наполненные водородом дирижабли графа Фердинанда фон Цеппелина были уязвимы для зажигательных пуль; когда британские летчики научились поджигать их, они уступили место бомбардировщикам.

Их численность в эти последние годы войны бывала разной, в зависимости не только от капризов погоды, но и от усугублявшихся британской морской блокадой капризов бракованных деталей двигателей и низкокачественного топлива. 13 июня, через 19 дней после Фолкстона, эскадрилья бомбардировщиков совершила налет на Лондон и сбросила почти четыре с половиной тонны бомб. Эта бомбежка стала рекордной в Первой мировой войне по числу жертв среди гражданского населения: 432 раненых и 162 убитых, в том числе шестнадцать чудовищно изувеченных детей, находившихся в подвале детского сада. Лондон был практически беззащитен, и на первых порах военные не видели причин менять это состояние. Военный министр граф Дерби заявил в палате лордов, что эта бомбардировка не имела военного значения, поскольку в ней не было убито ни одного военного.

Поэтому атаки бомбардировщиков «Гота» продолжались. Вылетая с баз в Бельгии, они трижды пересекли Ла-Манш в июле и еще два раза в августе. Всю осень, зиму и весну они совершали в среднем по два налета в месяц, всего двадцать семь, сперва днем, а потом, по мере того как Британия совершенствовала противовоздушную оборону, все больше и больше по ночам. Они сбросили в общей сложности почти сто двадцать тонн бомб, убив 835 человек и ранив еще 1972.

Ллойд Джордж, ставший к тому времени премьер-министром, поручил блестящему, надежному Смэтсу разработать программу противовоздушной обороны, в том числе гражданской защиты. Были разработаны механизмы раннего предупреждения: сдвоенные увеличенные граммофонные трубы, которые слушали через стетоскопы слепые операторы с обостренным слухом; звукофокусирующие полости, выдолбленные в приморских скалах, способные улавливать характерный гул моторов бомбардировщиков «Гота», когда те еще летели над морем, на расстоянии до тридцати километров. Аэростаты воздушного заграждения поднимали сети стальных тросов, опоясывающие воздушное пространство Лондона; огромные белые стрелки, установленные на земле на поворотных стойках, указывали не имевшим радио пилотам истребителей «Кэмел» и «Пап» фирмы Sopwith, где находятся атакующие немецкие бомбардировщики. Созданная система ПВО Лондона была примитивной, но действенной: для ее подготовки к следующей войне потребовались лишь технические усовершенствования.

В то же самое время немцы исследовали возможности стратегического наступления. Они увеличили дальность полета бомбардировщиков «Гота» за счет дополнительных топливных баков. Когда дневные бомбежки стали слишком рискованными, они научились летать и бомбить ночью, ориентируясь по звездам. Они выпустили новый колоссальный четырехмоторный бомбардировщик «Гигант», биплан с размахом крыльев 42 метра; его смог превзойти только американский бомбардировщик В-29 «Суперкрепость», появившийся более двух десятилетий спустя. Эффективная дальность полета немецкого самолета составляла около 480 километров. Именно с «Гиганта» 16 февраля 1918 года на Лондон была сброшена самая большая бомба Первой мировой войны весом 900 килограммов и длиной около четырех метров; она взорвалась во дворе Королевской больницы в Челси. По мере углубления их понимания стратегических бомбардировок немцы перешли от фугасных бомб к зажигательным, проницательно рассудив, что пожары, распространяясь и соединяясь, могут причинить больший ущерб, чем любое количество взрывчатки. К 1918 году они разработали 4,5-килограммовую зажигательную бомбу «Электрон» почти из чистого магния, который горел с температурой от 2000 до 3000°, и его нельзя было потушить водой. Только надежда на мирные переговоры удержала Германию от попыток проведения массированных зажигательных налетов на Лондон в последние месяцы войны.

Немцы бомбили, чтобы установить «основу для мира», уничтожив «боевой дух английского народа» и парализовав его «волю к борьбе»[421]. Вместо этого им удалось настолько разозлить британцев, что они тоже продумали применение стратегического бомбометания. «И может быть, скоро настанет день, – писал Смэтс в своем отчете Ллойд Джорджу, – когда воздушные операции – опустошение неприятельской страны, уничтожение индустриальных центров в широких масштабах – станут основными военными операциями, а все операции сухопутных армий и флота – подсобными и подчиненными…»[422][423]

Армия Соединенных Штатов не сразу отреагировала на применение боевых газов, так как предполагалось, что противогазы должны надежно защищать американские войска. Поэтому ведущую роль в изучении химической войны играло гражданское Министерство внутренних дел, у которого был опыт борьбы с ядовитыми газами в шахтах. Военные быстро изменили свою точку зрения в июле 1917 года, когда немцы ввели в употребление горчичный газ. Контракты на исследование и разработку отравляющих газов были заключены с Корнеллом, Университетом Джонса Хопкинса, Гарвардом, МТИ, Принстоном, Йелем и другими университетами[424]. Говоря словами британского наблюдателя того времени, «то огромное значение, которое придают в Америке этой отрасли военного дела»[425] выразилось в том, что в ноябре 1917 года армейская Артиллерийско-техническая служба начала на пустом заболоченном участке в Эджвуде, штат Мэриленд, строительство огромного арсенала боевых газов[426].

Этот завод, стоивший 35,5 миллиона долларов, – комплекс, в который входили 24 километра дорог, 58 километров железнодорожных путей, водопроводные сооружения и электростанции, а также 550 зданий для производства хлора, фосгена, хлорпикрина, называется хлоридом серы (I) и горчичного газа, – был закончен менее чем за год. В составе его персонала было десять тысяч военных и гражданских работников. К концу войны он был способен наполнять 1,1 миллиона 75-миллиметровых газовых снарядов в месяц плюс несколько миллионов снарядов, гранат, минометных мин и метательных баллонов других типов и размеров. «Если бы война продлилась дольше, – отмечает тот же британский наблюдатель, – этот производственный центр несомненно стал бы одним из самых важных вкладов Америки в мировую войну»[427].

Как бы то ни было, газы были менее действенным калечащим и убивающим средством, чем артиллерийский и пулеметный огонь. Из суммарного числа боевых потерь, приблизительно равного 21 миллиону человек, на долю газов пришлось лишь около 5 %, то есть порядка 1 миллиона. Газы убили по меньшей мере 30 000 человек, но в общей сложности в войне погибло не менее 9 миллионов. Возможно, газы вызывали особенный ужас, потому что их действие было незнакомым химическим, а не привычным механическим.

Пулемет загнал противоборствующие армии в траншеи; артиллерия принесла смерть за брустверы этих траншей. Генеральные штабы научились рассчитывать, что шестимесячное наступление обернется потерей 500 000 человек, а те же шесть месяцев «обычной» окопной войны – 300 000[428]. Одна только Британия произвела за время войны более 170 миллионов артиллерийских выстрелов[429] общим весом более 5 миллионов тонн. Снаряды, даже если они не были наполнены шрапнелью, были сконструированы так, чтобы разлетаться на куски при соударении с целью; именно они вызвали самые ужасные увечья и раны этой войны, намного опережая в этом отношении прочие виды оружия: оторванные лица, оторванные гениталии, разлетающиеся ошметки рук, ног и голов, человеческая плоть, настолько перемешанная с землей, что наполнение этой землей брустверных мешков стало омерзительным наказанием. Чудовищность происходящего возмущала солдат всех воюющих сторон.

Пулемет был оружием менее калечащим, но гораздо более действенным – главным убойным инструментом этой войны. Один военный теоретик дал ему изысканное прозвище «концентрированной сути пехоты»[430]. Пулемет стал неоспоримым доводом против преступно упорной убежденности профессионального офицерского корпуса в том, что отвага, энтузиазм и обнаженная сталь непременно одерживают победу. «Я иду вперед, – описывает свои впечатления от фронтальной атаки британский солдат, – вверх и вниз по земле, похожей на развалины гигантского улья, и моя волна тает на глазах; подходит вторая волна и тоже тает; затем третья волна смешивается с остатками первой и второй, а через некоторое время четвертая натыкается на то, что осталось от других»[431]. Он говорит о битве на Сомме 1 июля 1916 года, в которой по меньшей мере 21 000 человек погибли в течение первого часа, а возможно, нескольких первых минут сражения[432], а за первые сутки было убито 60 000 человек.

Пулемет изобрели американцы: Хайрем Стивенс Максим, янки из штата Мэн; полковник Исаак Льюис, выпускник Вест-Пойнта и директор Школы береговой артиллерии армии Соединенных Штатов; Уильям Дж. Браунинг, оружейник и бизнесмен; и их предшественник Ричард Джордан Гатлинг, справедливо считавший пулемет автоматической системой. «Он относится к другим видам огнестрельного оружия, – отмечал Гатлинг, – так же, как комбайн Маккормика относится к серпу или швейная машинка к обычной игле»[433]. Военный историк Джон Киган пишет:

Ибо самая важная особенность пулемета состоит в том, что это машина, причем машина весьма совершенная, подобная в некоторых отношениях высокоточному станку, а в других – автоматическому прессу. Как и станок, она требует настройки, которая позволила бы ей работать в требуемых, заранее определенных пределах; так, пулемет Максима настраивали… корректируя угол наклона ствола относительно неподвижного лафета и затягивая или ослабляя поперечный винт. Затем, подобно автоматическому прессу, если машину запустить при помощи простого выключателя, она начинает и продолжает выполнять свои функции с минимальным участием человека, самостоятельно производя необходимую для ее работы энергию и требуя для производительной работы в течение рабочей смены лишь устойчивой подачи сырья и небольшого повседневного обслуживания[434].

Пулемет механизировал войну. Артиллерия и газы механизировали войну. Они были оборудованием войны, ее инструментами. Но они лишь опосредованно являлись механизмом бойни. Главным механизмом были организационные методы – программное обеспечение, если использовать анахронистическую терминологию[435]. «Основным рычагом, – отмечает писатель Гил Элиот, – были законы о воинской повинности, благодаря которым на военную службу стало можно призвать огромное количество людей. И гражданские механизмы, обеспечивающие выполнение этих законов, и военная организация, превращающая массу людей в батальоны и дивизии, были основаны на бюрократии. Производством ресурсов, в частности оружия и боеприпасов, занимались гражданские организации. Перемещение живой силы и ресурсов на фронт и создание системы защитных окопов были заботой военных». Каждая из взаимосвязанных систем сама по себе была логичной, каждая из систем могла казаться обоснованной тем, кто работал в ней и проходил через нее. Как показывает Элиот, «разумно соблюдать законы; похвально хорошо организовывать; изобретение высокотехнологичного оружия свидетельствует о талантливости; спасение людей от массированных обстрелов путем помещения их в защитные траншеи представляется вполне логичным»[436].

Какова же была цель этой сложной организации? Если верить официальным заявлениям, она должна была спасти цивилизацию, защитить права малых демократий, продемонстрировать превосходство тевтонской культуры, проучить заносчивых британцев и так далее. Но те, кто оказался внутри ее, смогли разглядеть более мрачную истину. «Война стала неприкрыто механической и бесчеловечной, – понимает пехотный офицер, герой романов Зигфрида Сассуна. – То, что в первые дни было наборами добровольцев, стало теперь гуртами жертв»[437]. Солдаты всех фронтов независимо друг от друга осознавали свою жертвенную роль. Чем дольше затягивалась война, тем острее становилось это осознание. В России оно вылилось в революционный взрыв. В Германии оно порождало дезертирство и сдачу в плен. У французов оно приводило к бунтам на передовой линии. Среди британцев оно выливалось в уклонение от службы.

Какими бы ни были ее объявленные цели, итоговым результатом сложнейшей организации, бывшей эффективным программным обеспечением Первой мировой войны, стало производство трупов. Генералы воображали, что это, по сути дела, промышленное предприятие представляет собой «стратегию войны на истощение». Британцы старались убивать немцев, немцы старались убивать британцев и французов и так далее – эта «стратегия» настолько нам теперь знакома, что кажется почти что нормальным положением вещей. Для Европы до 1914 года в этом не было ничего нормального, и никто из облеченных властью не ожидал возникновения чего-либо подобного, несмотря на новаторские уроки американской Гражданской войны. Как только появились траншеи, заранее вырытая длинная могила (как назвал их с горькой иронией Джон Мейсфилд)[438], война зашла в тупик, и производство смерти стало важнее любых рациональных соображений. «Машина войны, – пишет в заключение Элиот, – основанная на законах, организации, производстве, перемещении, науке, технической изобретательности, производившая по шесть тысяч смертей в день в течение 1500 дней, была постоянным и реальным фактором, невосприимчивым к фантазиям и лишь в малой степени зависящим от человеческих особенностей»[439].

Никакое человеческое учреждение, подчеркивает Элиот[440], не было достаточно сильным, чтобы сопротивляться машине смерти. Новый механизм, танк, разрешил патовую ситуацию. Старый механизм, блокада, перекрыл поступление продовольствия и материальных ресурсов в Германию. Все возрастающая непокорность солдат стала угрожать безопасности бюрократов. Или же машина смерти работала слишком хорошо, как, например, во Франции, и ей стало не хватать сырья. Явились янки с закатанными рукавами, и за их спиной был континент, свободный от траншей, где деревья не были увешаны человеческими внутренностями. Война сгнила до полного прекращения.

Но машина смерти лишь попробовала огромный новый источник сырья – гражданское население, остававшееся в тылу. Она еще не обзавелась эффективным оборудованием для его переработки, только большими пушками и неуклюжими бипланами-бомбардировщиками. Она еще не разработала необходимые доводы в доказательство того, что старики, женщины и дети – такие же участники войны, как и вооруженные молодые мужчины в военной форме. Именно поэтому Первая мировая война кажется современному человеку столь невинной, несмотря на все ее тошнотворные мерзости и зверства.

5

Марсиане

Первая в континентальной Европе линия метро появилась не в Париже и не в Берлине, а в Будапеште. Длиной около трех километров, она была открыта в 1896 году и соединяла процветающую венгерскую столицу с северо-западными предместьями. В том же году был перестроен большой дворец Франца-Иосифа I, бывшего в одной из ипостасей монарха двуединой империи королем Венгрии; после этого расширения в здании стало 860 комнат. На противоположном от него берегу широкого Дуная возвышалось великолепное здание парламента, занимавшее несколько гектаров, – шестиэтажная каменная постройка в викторианском стиле с мансардами на крыше, ощетинившаяся неоготическими шпилями, которые окружали вытянутый купол в стиле Возрождения, поддерживаемый ажурными контрфорсами. Дворец находился в холмистой, тихой Буде, а парламент – к востоку от него, в равнинном и оживленном Пеште. «Конные дрожки», вспоминает это время венгерский физик Теодор фон Карман, катали «дам в шелковых платьях и сопровождавших их графов-гусар в красных мундирах и меховых шапках по древним, искалеченным войнами холмам Буды». Однако, добавляет фон Карман, «за этими видами скрывались более глубокие общественные течения»[441].

С холмов Буды открывался вид далеко за Пешт, на огромную Среднедунайскую низменность, обрамленную в 400 километрах к востоку дугой Карпат, перейдя которые тысячу лет назад, мадьяры вторглись в Венгрию. Пешт разрастался внутри колец бульваров, устроенных по венскому образцу; в его конторах шла кипучая банковская и брокерская деятельность, а также весьма прибыльная торговля зерном, фруктами, вином, говядиной, кожей, лесом и промышленное производство, только недавно появившееся в стране, 96 % жителей которой всего лишь пятьюдесятью годами ранее жили в поселениях с населением менее 20 000 человек. В течение этих пятидесяти лет Будапешт, объединивший в себе города Буду, Обуду и Пешт, рос быстрее, чем любой другой город континентальной Европы и поднялся с семнадцатого на восьмое место по численности населения – она составляла почти миллион душ. Бульвары стали оживленнее благодаря многочисленным кофейням, бывшим, по мнению одного венгерского журналиста, «источником подпольной торговли, прелюбодеяния, каламбуров, сплетен и поэзии, местом встреч интеллектуалов и противников угнетения»[442]; в парках и скверах разместилась целая армия бронзовых всадников; и крестьяне, попадавшие в Королевский город на Дунае, с подозрением таращились на целые районы особняков, не уступавших лучшим европейским образцам.

Причиной венгерского бума был экономический рывок, позднее знакомство страны, богатой сельскохозяйственными ресурсами, с организационными механизмами капитализма и индустриализации. Механизмы эти – благодаря более сильному честолюбию и энергичности, но также и из-за отсутствия других желающих, – приводились в действие евреями, которые составляли в 1910 году около 5 % населения Венгрии. Упрямо державшаяся сельских и милитаристских традиций мадьярская знать, которой удавалось до самого 1918 года удерживать 33 % венгерского народа в состоянии неграмотности[443], не желала иметь ничего общего с вульгарной торговлей, хотя охотно пользовалась ее плодами. В результате к 1904 году еврейским семьям принадлежало 37,5 % венгерской пахотной земли[444]; к 1910 году, хотя евреи составляли всего лишь 0,1 % сельскохозяйственных работников и 7,3 % промышленных рабочих, на их долю приходилось 50,6 % венгерских юристов, 53 % коммерсантов, 59,9 % врачей и 80 % финансистов Венгрии[445]. Единственной другой существенной частью среднего класса в Венгрии была огромная армия бюрократов из обедневшего венгерского дворянства, которые соперничали с еврейской буржуазией за политическое влияние. Еврейская коммерческая элита, оказавшись зажата между преимущественно еврейскими же социалистами и радикалами с одной стороны и реакционной бюрократией с другой, причем обе эти группы были настроены к ней враждебно, стала искать спасения в союзе со старой аристократией и монархией. Одним из проявлений этого консервативного союза стал резкий рост числа евреев, возведенных в дворянство, в начале XX века.

Первым со средневековых времен некрещеным евреем, получившим дворянство, стал в 1863 году дед Дьёрдя де Хевеши с материнской стороны, преуспевающий промышленник С. В. Шоссбергер[446]; в 1895 году в дворянство была возведена вся семья де Хевеши. Банкир Макс Нейман, отец блестящего математика Джона фон Неймана, стал дворянином в 1913-м. Случай отца фон Кармана был исключительным. Мор Карман, основатель прославленной школы «Минта», был не состоятельным коммерсантом, а просветителем. В последние десятилетия XIX века он реорганизовал беспорядочную венгерскую школьную систему по германскому образцу, что чрезвычайно ее улучшило, – причем он далеко не случайно отнял управление образованием у господствовавших в нем религиозных учреждений и передал его государству. За это он получил место при дворе: ему было поручено планирование образования молодого эрцгерцога, племянника императора. В результате, как пишет фон Карман:

Однажды в августе 1907 года Франц-Иосиф вызвал его во дворец и сказал, что хотел бы вознаградить его за отличную работу. Он предложил сделать отца «его превосходительством».

Отец слегка поклонился и сказал: «Ваше императорское величество, я очень польщен. Но я предпочел бы что-нибудь, что я смогу оставить своим детям».

Император согласно кивнул и распорядился, чтобы отец был включен в состав потомственного дворянства. Чтобы получить дворянский титул, отцу нужно было иметь землю. К счастью, он владел маленьким виноградником под Будапештом, так что император прибавил к его имени «фон Солоскислак» (что значит «мелкий виноград»). Я оставил в своем имени только «фон», потому что даже для меня, венгра, полный титул оказался почти что непроизносимым[447].

Суммарное число еврейских семейств, возведенных в дворянство до 1900 года, было равно 126; за короткие полтора десятилетия между 1900 годом и началом Первой мировой войны непрочному консервативному альянсу удалось протолкнуть еще 220[448]. В общей сложности это коснулось нескольких тысяч членов этих 346 семей. Таким образом, они оказались вовлечены в систему политических связей, и имевшиеся у них возможности независимых действий были упущены.

Из процветающего, но уязвимого еврейского среднего класса Венгрии вышло семь человек, попавших в число самых великих ученых XX века: если расположить их в хронологическом порядке по датам рождения, это Теодор фон Карман, Дьёрдь де Хевеши, Майкл Полани, Лео Сцилард, Юджин Вигнер, Джон фон Нейман и Эдвард Теллер. Все семеро уехали из Венгрии в молодости; все семеро оказались людьми не только талантливыми, но и необычайно разносторонними и внесли большой вклад в науку и технику; двое из них, де Хевеши и Вигнер, впоследствии стали нобелевскими лауреатами.

Загадка появления столь концентрированного потока талантов из столь далекого, провинциального места чрезвычайно занимала научное сообщество. Говоря об этом «созвездии блистательных выходцев из Венгрии», Отто Фриш вспоминает, что его друг, физик-теоретик Фриц Хоутерманс, выдвинул популярную теорию, утверждающую, что «на самом деле эти люди прилетели с Марса; им, говорил он, было трудно говорить без акцента, который мог их выдать, и поэтому они притворились венграми, которые хорошо известны своей неспособностью говорить без акцента на каком-либо языке – кроме венгерского, а в Венгрии-то никто из [этих] блестящих людей как раз и не жил»[449]. Это забавляло его коллег и было лестно самим венграм, которым нравился налет тайны, придававший их прошлому романтический оттенок. Истина была менее приятной: венгры уехали из своей страны из-за отсутствия возможностей заниматься наукой и под давлением усиливавшегося и в конце концов дошедшего до насильственных форм антисемитизма. Они принесли с собой в большой мир те уроки, которые получили в Венгрии.

Все они с раннего возраста были талантливы, но таланты эти проявлялись и запоминались по-разному. Фон Карман в шесть лет поражал гостей своих родителей, быстро перемножая в уме шестизначные числа[450]. Фон Нейман, также шестилетний, обменивался с отцом шутками на древнегреческом и обладал фотографической памятью: он мог рассказывать наизусть целые главы из прочитанных книг[451]. Эдвард Теллер, как когда-то Эйнштейн, необычайно поздно научился – или решил начать – говорить[452]. Его дед предупреждал родителей мальчика, что тот может оказаться неполноценным, но, когда Теллер наконец заговорил в трехлетнем возрасте, он заговорил сразу законченными предложениями.

Фон Неймана также занимала загадка происхождения его самого и его соотечественников. Его друг и биограф, польский математик Станислав Улам, вспоминает, как они обсуждали примитивную сельскую местность в холмах, расположенных по обе стороны от Карпат, охватывающую части Венгрии, Чехословакии и Польши и густо усеянную обедневшими православными деревнями. «Джонни говорил, что все знаменитые еврейские ученые, художники и писатели, эмигрировавшие из Венгрии накануне Первой мировой войны, происходили, прямо или косвенно, из этих мелких карпатских поселений, из которых их семьи перебирались в Будапешт, как только улучшалось их материальное положение»[453]. Для людей, за плечами которых были такие последовательные перемещения, прогресс мог стать метафизической верой. «Мальчиком, – пишет Теллер, – я обожал научную фантастику. Я читал Жюля Верна. Его слова уносили меня в восхитительный мир. Возможности усовершенствования человека казались безграничными. Достижения науки были фантастическими и приносили благо»[454].

Задолго до того, как Лео Сцилард познакомился с романами Герберта Уэллса, он восхищался другим вдохновенным исследователем прошлого и будущего человечества. В зрелом возрасте Сцилард считал, что его «болезненная страсть к истине» и «стремление “спасать мир”» происходили прежде всего из историй, которые рассказывала ему мать. Но, если не считать их, говорил он, «наиболее серьезное в моей жизни влияние оказала одна книга, которую я прочитал в десять лет. Это было классическое произведение венгерской литературы, которое преподают в школе, – “Трагедия человека”[455]»[456].

Эта длинная драматическая поэма, главными героями которой выступают Адам, Ева и Люцифер, была написана склонным к идеализму, но разочарованным молодым венгерским аристократом Имре Мадачем в годы, последовавшие за крахом венгерской революции 1848 года. Один современный критик назвал эту работу «самой опасно пессимистической поэмой XIX века»[457]. В ней Люцифер проводит Адама по истории человечества, приблизительно так же, как духи Рождества ведут Эбенезера Скруджа, последовательно предлагая Адаму роли разных исторических персонажей – египетского фараона, Мильтиада, рыцаря Танкреда, Кеплера. Пессимизм поэмы заключен в ее драматической стратегии. Люцифер демонстрирует Адаму бессмысленность веры человека в прогресс не на воображаемых опытах, как в «Фаусте» или «Пер Гюнте», а на реальных исторических событиях. Фараон освобождает своих рабов, и они поносят его за то, что он оставил их без главенствующего бога; Мильтиад возвращается из Марафона и подвергается нападению кровожадной толпы граждан, подкупленных его врагами; Кеплер торгует гороскопами, чтобы содержать в роскоши свою неверную жену. Адам разумно заключает, что человек никогда не достигнет своих высочайших идеалов, но все равно должен к ним стремиться – этот вывод Сцилард продолжал поддерживать еще в 1945 году. «В книге [Мадача], – говорил он тогда, – дьявол показывает Адаму историю человечества, [заканчивающуюся] смертью Солнца. В живых остается только несколько эскимосов, и они больше всего беспокоятся о том, что эскимосов слишком много, а тюленей слишком мало [в последней сцене перед тем, как Адам снова возвращается к началу]. Идея заключается в том, что после того, как предсказание сделано, и оно пессимистично, все равно остается, хоть и довольно слабая, надежда»[458].

Такая небезоговорочная вера Сциларда в прогресс и его либеральные политические ценности отличали его от его венгерских товарищей. Он считал, что члены этой группы оформились под влиянием особой атмосферы Будапешта начала века, «общества, в котором экономическая безопасность считалась само собой разумеющейся», как перефразирует его слова историк, и «высоко ценились интеллектуальные достижения»[459]. Фон Карман, учившийся в «Минте» (в которую попали потом и Сцилард с Теллером) в мирные 1890-е годы, был от нее в восторге. «Мой отец [бывший основателем этой школы], – писал он, – был убежденным сторонником преподавания всех предметов – латыни, математики и истории – методом демонстрации их связи с повседневной жизнью». В начале изучения латыни ученики ходили по городу, копируя надписи со статуй и из музеев; в начале изучения математики – искали цифры производства пшеницы в Венгрии и составляли по ним таблицы и графики. «Мы никогда не заучивали правил из учебников. Вместо этого мы пытались вывести их самостоятельно»[460]. Что может быть лучше для предварительной подготовки ученого?

Ставший впоследствии одним из ведущих физиков-теоретиков XX века невысокий и подтянутый Юджин Вигнер, отец которого заведовал кожевенной мастерской, поступил в лютеранскую гимназию в 1913 году; Джон фон Нейман – годом позже. «У нас было два года физики, два последних класса, – вспоминает Вигнер. – И это было очень интересно. Там были просто великолепные учителя по всем предметам, но учитель математики был совершенно фантастическим. Он давал частные уроки Джону фон Нейману. Он давал ему частные уроки, потому что понимал, что тот станет великим математиком»[461].

Фон Нейман подружился с Вигнером. Они гуляли вместе, разговаривая о математике. Хотя сам Вигнер обладал исключительным математическим талантом, ему казалось, что он уступает этому вундеркинду из семьи банкира. В течение всей жизни фон Неймана его блестящие дарования впечатляли его коллег. Теллер вспоминает, как кто-то предложил усеченный силлогизм, который гласил: а) Джонни может доказать что угодно и б) любое доказательство Джонни истинно[462]. В Принстоне, в котором в 1933 году фон Нейман стал в двадцать девять лет самым молодым сотрудником вновь созданного Института перспективных исследований, ходила шутка, что венгерский математик – на самом деле полубог, который так тщательно и подробно изучил людей, что смог идеально притвориться одним из них[463]. Эта история намекает на некоторую расчетливую холодность, скрывавшуюся под маской добродушия, которую научился носить фон Нейман; даже Вигнеру казалось[464], что их дружбе недостает сердечности. Тем не менее Вигнер считал его единственным из всей компании настоящим гением[465].

Эти воспоминания о первых днях учебы в гимназии резко контрастируют с теми бурными переживаниями, которые испытал Теллер. Отчасти это были различия личного характера. Математика, которую преподавали в «Минте» в первый год, была Теллеру скучна, и он быстро умудрился настроить против себя учителя математики, бывшего к тому же директором школы, когда усовершенствовал одно из доказательств. Директору такие выступления на уроках не нравились. «Так вы, Теллер, гений? Я не люблю гениев»[466]. Но каковы бы ни были личные проблемы Теллера, еще школьником, в одиннадцать лет, ему пришлось непосредственно столкнуться с революцией и контрреволюцией, с бунтами и жестоким кровопролитием, со страхом за свою жизнь. То, что обычно лишь подразумевалось в жизни «марсиан» старше его, на его глазах стало явью. «Мне кажется, отец впервые произвел на меня столь глубокое впечатление, – рассказывал он своим биографам. – Он сказал, что на нас надвигается антисемитизм. Идея антисемитизма была мне в новинку, и то, что отец так серьезно к этому относился, заставило меня задуматься»[467].

Фон Карман сначала изучал в Будапештском университете механику и инженерное дело, а в 1906 году перебрался в Гёттинген; де Хевеши попытался учиться в Будапеште в 1903 году, но уже в 1904-м поступил в берлинскую Высшую техническую школу, а затем работал с Фрицем Габером и, еще позднее, с Эрнестом Резерфордом; Сцилард учился в Будапеште в Технологическом институте, затем служил в армии и решился уехать под влиянием смуты, которая началась после окончания войны. В отличие от них Вигнер, фон Нейман и в особенности Теллер пережили крах венгерского общества подростками – Теллер был тогда в нежном возрасте полового созревания – на собственном опыте.

«Революция налетела как ураган, – вспоминает один из свидетелей Венгерской октябрьской революции 1918 года. – Никто ее не подготавливал, никто ее не организовывал; она неудержимо разразилась сама по себе»[468]. Однако были события, ей предшествовавшие: всеобщая забастовка полумиллиона рабочих Будапешта и других промышленных центров Венгрии в январе 1918 года; еще одна всеобщая забастовка сходной силы в июне. Осенью того же года в Будапеште собрались массы солдат, студентов и рабочих. Эта первая краткая революция началась с антимилитаристских и националистических требований. К концу октября, когда был сформирован Национальный совет Венгрии под руководством графа Михая Каройи («Даже революцию мы не можем устроить без графа», – шутили в Будапеште), возникли ожидания реальных демократических реформ: Совет выпустил манифест, призывавший к независимости Венгрии, прекращению войны, свободе печати, введению тайного голосования и предоставлению женщинам избирательных прав.

Двуединая Австро-Венгерская монархия развалилась в ноябре. Австрийский романист Роберт Музиль дал лучшее объяснение ее гибели в форме сухой эпитафии: Es ist passiert [469] («Это случилось»). 31 октября Венгрия обрела новое правительство, и улицы Будапешта заполнили торжествующие толпы – они размахивали хризантемами, которые стали символом революции, приветствуя проезжающие по городу грузовики с солдатами и рабочими.

Однако победа давалась нелегко. Революция затронула почти только один Будапешт. Новое правительство не могло договориться ни о каком решении, лучшем, чем расчленение страны. За основанием Венгерской Республики 16 ноября 1918 года тут же, 20 ноября, последовало создание Венгерской коммунистической партии солдатами, которые возвращались из русских лагерей для военнопленных, набравшись в них радикальных идей. 21 марта 1919 года, всего через четыре месяца после образования Венгерской Республики, она бескровно превратилась в Венгерскую Советскую Республику, которую возглавил бывший военнопленный, ученик Ленина, журналист еврейского происхождения, родившийся в Трансильванских Карпатах, – Бела Кун. Артур Кестлер, бывший тогда в Будапеште четырнадцатилетним мальчиком, впервые услышал «вдохновляющие звуки “Марсельезы” и “Интернационала”, заливавшие музыкальный город на Дунае горячим, мелодичным потоком в течение всех ста дней Коммуны»[470].

Дней было чуть больше ста – 133. Это были дни неразберихи, надежды, страха, смехотворной неуклюжести и до некоторой степени насилия. К концу войны в Будапешт вернулся фон Карман: он занимался работами по аэронавтике для военно-воздушных сил Австро-Венгрии, участвуя в разработке одного из ранних прототипов вертолета. Вернулся и де Хевеши. В течение краткого периода существования республики фон Карман участвовал в реорганизации и модернизации университета и даже служил заместителем министра образования при режиме Белы Куна. Ему больше запомнилась его наивность, чем жестокость: «Насколько я помню, в течение ста дней правления большевиков никакого террора в Будапеште не было, хотя мне и приходилось слышать о некоторых садистских эксцессах»[471]. Зимой 1918/19 года университет, нуждавшийся в квалифицированных физиках, принял де Хевеши на должность лектора по экспериментальной физике. В марте замминистра фон Карман назначил его на вновь созданную должность профессора физической химии, но де Хевеши нашел условия работы при коммунистической власти неудовлетворительными и в мае уехал в Данию к Бору. Старые друзья договорились, что он поступит на работу в новый копенгагенский институт Бора, как только тот будет построен.

Артур Кестлер вспоминает, что еды не хватало, особенно если пытаться покупать ее по выпущенным правительством продуктовым карточкам и на почти совершенно обесценившиеся бумажные деньги. Однако на те же деньги почему-то можно было купить огромное количество ванильного мороженого, которое спонсировала Коммуна, и поэтому семья Кестлера ела его на завтрак, обед и ужин. Этот курьез, по словам Кестлера, «был типичен для той беззаботности, того дилетантства, даже того сюрреализма, с которыми управлялась Коммуна». Все это, считал Кестлер, «было довольно трогательно – по меньшей мере по сравнению с безумием и дикостью, которым суждено было охватить Европу в следующие годы»[472].

Фон Неймана и Теллера Венгерская Советская Республика коснулась гораздо более суровым образом. Они не были ни горячими ее сторонниками, как Кестлер, ни – пока еще – членами интеллектуальной элиты, как де Хевеши и фон Карман. Они были детьми коммерсантов – Макс Теллер был преуспевающим адвокатом. Макс фон Нейман забрал семью и бежал в Вену. «Мы покинули Венгрию, – много лет спустя рассказывал его сын, – вскоре после того, как коммунисты захватили власть… По сути дела, мы уехали, как только это стало возможным, то есть дней через тридцать или сорок, и вернулись приблизительно через два месяца после поражения коммунистов»[473]. В Вене старший фон Нейман присоединился к группе венгерских финансистов[474], работавших вместе с консервативной аристократией над свержением Коммуны.

Поскольку у Теллеров не было состояния, которое помогло бы им, они поневоле остались в Будапеште, лицом к лицу со своими страхами. Они совершали вылазки в деревню, выменивая у крестьян продукты. Теллер слышал о трупах, висящих на фонарях[475], но сам ничего такого не видел – так же, как фон Карман не был свидетелем «садистских эксцессов». Чтобы решить проблему перенаселения города, Коммуна обобществила все жилье. И к Кестлерам, и к Теллерам в один прекрасный день постучались солдаты, которым было поручено реквизировать буржуазные излишки жилой площади и мебели. Кестлерам, занимавшим две обшарпанные комнаты в пансионе, было позволено их сохранить. В то же время Артур обнаружил, что рабочие бывают разными и интересными людьми. К Теллерам подселили двоих солдат[476], которые спали на диванах в двух комнатах конторы Макса Теллера, примыкавшей к квартире. Солдаты вели себя вежливо; иногда они делились едой; они мочились в фикус; но, поскольку они пытались найти спрятанные деньги (которые были надежно укрыты в обложках книг по юриспруденции Макса Теллера) или просто потому, что Теллеры в целом не чувствовали себя в безопасности, их чуждое присутствие наводило на семью ужас.

Однако самый большой ужас в конце концов вселил в родителей Эдварда Теллера вовсе не венгерский коммунизм. Вожди Коммуны и многие из ее должностных лиц были евреями – что было неизбежно, поскольку вся образовавшаяся к тому времени в Венгрии интеллигенция была еврейской. Макс Теллер предупреждал сына о приближении антисемитизма. Мать Теллера выражала свой страх более живо. «Я дрожу от страха при виде того, что делает мой народ, – сказала она гувернантке сына в дни расцвета Коммуны. – Когда все это закончится, наступит ужасное возмездие»[477].

Летом 1919 года, когда положение Коммуны стало неустойчивым, одиннадцатилетнего Эдварда и его старшую сестру Эмми отправили от греха подальше к родителям матери в Румынию. Вернулись они осенью; к тому времени адмирал Миклош Хорти въехал в Будапешт на белом коне во главе новой национальной армии и установил первый в Европе жестокий фашистский режим. В результате красного террора было казнено в общей сложности около пятисот человек[478]. Масштабы белого террора режима Хорти были на порядок больше: по меньшей мере 5000 жертв[479], многие из которых были убиты с особой жестокостью; тайные камеры пыток; выборочный, но непрестанный антисемитизм, вынудивший десятки тысяч евреев покинуть страну. Наблюдатель того времени, социалист, в равной степени осуждающий обе крайности, писал, что у него нет «ни малейшего желания оправдывать зверства пролетарской диктатуры; отрицать ее жестокость нельзя, хотя связанный с нею террор чаще выражался в виде оскорблений и угроз, нежели реальных действий. Однако радикальное различие между террором красным и террором белым не подлежит никакому сомнению»[480]. Макс фон Нейман, сочувствовавший новому режиму, снова привез свою семью в Венгрию.

В 1920 году режим Хорти ввел в действие закон о numerus clausus[481], ограничивавший возможности поступления в университеты. Закон этот требовал, чтобы «относительное число поступающих как можно точнее соответствовало удельной численности населения различных рас или национальностей»[482]. Это правило, ограничивавшее число еврейских студентов пятью процентами, было намеренно антисемитским. Хотя фон Нейман был принят в Будапештский университет и мог продолжать в нем учиться, в семнадцать лет, в 1921 году, он предпочел уехать из Венгрии в Берлин. Там он попал в сферу влияния Фрица Габера и сперва учился на инженера-химика; в 1925 году он получил диплом по этой специальности в Цюрихском политехническом институте. Годом позже он получил в Будапеште докторскую степень summa cum laude[483], в 1927-м стал приват-доцентом Берлинского университета; в 1929-м, когда ему было двадцать пять, получил приглашение читать лекции в Принстоне. К 1931 году он уже был в Принстоне профессором математики, а в 1933-м получил там пожизненную должность в Институте перспективных исследований.

Самому фон Нейману лично не пришлось испытать в Венгрии каких-либо проявлений насилия, лишь общие потрясения и беспокойство, которое ощущали его родители. Тем не менее он чувствовал, что эти события оставили в нем свой след. После обсуждения карпатских деревень в качестве исходной точки происхождения талантливых венгерских эмигрантов его разговор со Станиславом Уламом перешел на более зловещие темы. «Историкам-“науковедам”, – пишет Улам, – еще предстоит выявить и объяснить условия, ставшие своеобразными катализаторами появления в тех краях столь многих блистательных личностей. Их имена изобилуют в анналах математики и физики современности. Джонни говорил, что здесь имело место совпадение каких-то культурных факторов, о которых он не мог судить точно – возможно, внешнее давление на все общество этой части Центральной Европы, ощущение крайней незащищенности, жившей в каждом отдельном человеке, необходимость сопроводить свое вымирание чем-то необычным, чтобы не уйти бесследно»[484][485].

В худшие годы правления Хорти Теллер был слишком молод, чтобы уехать из Венгрии. Именно в этом подростковом возрасте, по словам самого Теллера, пересказанным впоследствии журналом Time, Макс Теллер «вбивал сыну в голову два суровых урока: 1) когда он вырастет, ему нужно будет эмигрировать в какую-нибудь более благополучную страну и 2) ему, представителю непопулярного меньшинства, придется превосходить средний уровень, чтобы только держаться наравне с другими»[486]. Теллер добавил к этому свой собственный урок. «Я любил науку, – сказал он в одном интервью. – Но, кроме того, она давала возможность спастись из обреченного общества»[487]. В автобиографии фон Кармана есть не менее яркое высказывание о роли науки в его эмоциональной жизни. После краха Венгерской Советской Республики он спрятался в доме одного состоятельного друга, а затем сумел вернуться в Германию. «Я был рад выбраться из Венгрии, – пишет он о своих мыслях того времени. – Мне казалось, что с меня достаточно политики и государственных переворотов… Внезапно меня охватило ощущение, что долговечной может быть только наука»[488].

Идея о том, что наука может стать убежищем от мира, распространено среди тех, кто ею занимается. По словам Абрахама Пайса, Эйнштейн «однажды сказал, что продал науке свою душу и тело в попытке убежать от “я” и “мы” к “оно”»[489]. Но наука, дающая возможность убежать от знакомого мира рождения, детства и языка, когда этот мир становится смертельно угрожающим, – наука, дающая выход, культуру, которую можно унести с собой, международное братство и единственную устойчивую уверенность, – должна для этого стать предметом еще более безнадежной и, следовательно, еще более тотальной зависимости. Хаим Вейцман до некоторой степени описывает ее тотальность в еще более суровом мире российской черты оседлости, когда пишет, что «приобретение знаний было для нас в равной мере нормальным процессом образования и накоплением оружия в арсенале, при помощи которого мы надеялись впоследствии выжить во враждебном мире»[490]. С болью вспоминает он, что «каждое решение в жизни человека было судьбоносным»[491].

Жизнь Теллера в Венгрии до того, как в 1926 году он семнадцатилетним юношей уехал в Высшую техническую школу Карлсруэ, была гораздо менее суровой, чем жизнь Вейцмана в черте оседлости. Однако внутренние травмы нельзя точно измерить внешними обстоятельствами, и мало что способно породить столь глубокий гнев и столь ужасное, сохраняющееся на всю жизнь ощущение тревоги, как неспособность отца защитить собственных детей.

«В последние несколько лет, – писал Нильс Бор немецкому физику-теоретику Арнольду Зоммерфельду в апреле 1922 года в Мюнхене, – я часто чувствовал чрезвычайно острое научное одиночество; мне казалось, что мои попытки систематической разработки принципов квантовой теории, в которые я вкладывал все свои способности, находили очень мало понимания»[492]. В продолжение всей войны Бор напряженно старался развивать последствия тех «радикальных изменений», которые он внес в физику, куда бы они ни вели. Они привели его к отчаянию. Какими бы поразительными ни были предвоенные достижения Бора, слишком многие из европейских физиков старших поколений по-прежнему считали их безосновательной, импровизированной гипотезой, а саму идею квантового атома – отвратительной. Кроме того, работе мешала война.

Однако он не оставлял усилий, на ощупь пробираясь во тьме. «Лишь редкая, поразительная интуиция, – пишет итальянский физик Эмилио Сегре, – позволила Бору не заблудиться в этом лабиринте»[493]. Он скрупулезно следовал правилу, которое он назвал принципом соответствия. Как однажды объяснял Роберт Оппенгеймер, «Бор помнил, что физика есть физика и что значительную часть ее описал Ньютон, а другую большую часть – Максвелл». Поэтому Бор предположил, что «в тех ситуациях, в которых речь идет о действиях большого по сравнению с квантовым масштаба» его квантовые правила должны «приближаться к классическим правилам Ньютона и Максвелла»[494]. Это соответствие между надежной старой и неизведанной новой физикой позволило ему установить внешний предел, стену, держась за которую он мог продвигаться вперед.

Бор построил свой Институт теоретической физики при поддержке Копенгагенского университета и датских частных промышленных компаний; он вселился в него 18 января 1921 года, более чем на год позже, чем предполагалось: архитектурные планы доставляли ему такие же мучения, как и письма. Городские власти Копенгагена выделили под институт участок на краю обширного Фелледпарка, в котором находятся футбольные поля и ежегодно проходит карнавал в честь Дня конституции Дании. Само здание было скромным, со стенами, покрытыми серой штукатуркой, и красной черепичной крышей. Оно было не больше многих частных домов, четырехэтажным, хотя снаружи казалось, что этажей в нем всего три: нижний этаж был полуподвальным, а верхний, сперва служивший Бору квартирой, уходил под своды крыши. Позднее, когда у Бора было уже пять сыновей, он построил себе отдельный дом по соседству, а в квартире на верхнем этаже института стали останавливаться приезжие студенты и коллеги. В институте были лекционная аудитория, библиотека, лаборатории и пользовавшийся большой популярностью теннисный стол, на котором Бор часто играл в пинг-понг. «Он обладал быстрой и точной реакцией, – говорит Отто Фриш, – а также огромной силой воли и выносливостью. В некотором смысле эти же качества отличали и его научную работу»[495].

В 1922 году, когда Бор получил Нобелевскую премию, что сделало его датским национальным героем, он одержал вторую из своих великих теоретических побед: он объяснил строение атома, лежащее в основе повторяющихся закономерностей периодической системы элементов. Это объяснение неразрывно связало химию с физикой; теперь оно неизменно приводится в любом учебнике начального курса химии. Вокруг атомного ядра, предположил Бор, расположены последовательные электронные оболочки – их можно представить себе в виде вложенных друг в друга сфер, – и на каждой оболочке может находиться лишь определенное число электронов и не более. Разные элементы обладают сходными химическими свойствами, потому что содержат равные количества электронов на самых внешних оболочках, и именно эти электроны могут быть использованы для образования химических связей. Например, барий, щелочноземельный металл, пятьдесят шестой элемент периодической системы с атомным весом 137,34, имеет последовательно расположенные электронные оболочки, содержащие 2, 8, 18, 18, 8 и 2 электрона. Другой щелочноземельный металл, радий, восемьдесят восьмой элемент с атомным весом 226, имеет электронные оболочки, заполненные 2, 8, 18, 32, 18, 8 и 2 электронами. Поскольку на внешней оболочке обоих элементов имеется по два валентных электрона, барий и радий имеют схожие химические свойства, несмотря на значительные различия их атомных весов и атомных номеров. «Мне казалось чудом, – говорил Эйнштейн, – что колеблющейся и полной противоречий основы [квантовой гипотезы Бора] оказалось достаточно, чтобы позволить Бору – человеку с гениальной интуицией и тонким чутьем – найти главные законы спектральных линий и электронных оболочек атомов, включая их значение для химии… Это наивысшая музыкальность в области мысли»[496][497].

В подтверждение этого чуда Бор предсказал осенью 1922 года, что элемент номер 72, когда он будет открыт, окажется элементом не редкоземельным, подобным элементам с 57 по 71, как ожидали химики, но металлом с валентностью 4, похожим на цирконий. Дьёрдь де Хевеши, уже работавший в это время в институте Бора, и недавно приехавший молодой голландец Дирк Костер взялись за поиски такого элемента в содержащих цирконий минералах методами рентгеновской спектроскопии. К началу декабря, когда Бор с Маргрете уехали в Стокгольм на церемонию вручения Нобелевской премии, их поиски еще не были закончены. Они позвонили ему в Стокгольм вечером накануне нобелевской лекции, в самый последний момент: им удалось совершенно несомненным образом выделить элемент номер 72, и его химические свойства оказались почти идентичны свойствам циркония. Они назвали новый элемент гафнием от слова «Гафния», древнеримского названия Копенгагена. На следующий день Бор с гордостью объявил о его открытии в заключение своей лекции.

Несмотря на такие успехи, квантовая теория нуждалась в более солидном основании, нежели интуитивные догадки Бора. Одним из первых свой вклад в это дело внес Арнольд Зоммерфельд, работавший в Мюнхене; после войны в работу включились самые талантливые из молодых людей, пытавшихся найти точку роста физики. Бор вспоминал этот период как время «уникального сотрудничества целого поколения физиков-теоретиков из множества разных стран», «незабываемый опыт»[498]. Он больше не был одинок.

В начале лета 1922 года Зоммерфельд привез с собой в Гёттинген послушать лекции, которые читал бывший там в это время Бор, самого многообещающего из своих студентов, двадцатилетнего баварца Вернера Гейзенберга. «Картина первой лекции неизгладимо запечатлелась в моей памяти, – писал Гейзенберг пятьдесят лет спустя, все еще помня эти события до мельчайших подробностей. – Зал был переполнен. Датский физик, в котором уже по фигуре можно было узнать скандинава, стоял на возвышении чуть склонив голову, дружески и несколько смущенно улыбаясь, а в широко распахнутые окна лилось яркое солнце геттингенского лета. Бор говорил довольно тихим голосом, с мягким датским акцентом, и когда он разъяснял отдельные положения своей теории, то выбирал слова осторожно, гораздо осмотрительнее, чем мы привыкли слышать от Зоммерфельда, и почти за каждым тщательно сформулированным предложением угадывались длительные мыслительные ряды, лишь начала которых высказывались, а концы терялись в полумраке чрезвычайно волновавшей меня философской позиции. Содержание лекции казалось и новым, и вместе с тем не новым»[499][500].

Тем не менее Гейзенберг резко возразил на одно из утверждений Бора. Бор уже знал, что на смышленых студентов, не боящихся поспорить с профессором, сто́ит обращать внимание. «…после дискуссии [Бор] подошел ко мне и спросил, не можем ли мы во второй половине дня прогуляться вместе по Хайнбергу[501], чтобы обстоятельно обсудить поставленные мною вопросы, – вспоминает Гейзенберг. – Эта прогулка оказала сильнейшее воздействие на мое последующее научное развитие, или даже, вернее сказать, все мое научное развитие, собственно, и началось с этой прогулки»[502][503]. Это воспоминание об обращении в новую веру. Бор предложил Гейзенбергу перебраться в Копенгаген, чтобы они могли работать вместе. «Внезапно стало казаться, что будущее преисполнено надежд»[504]. На следующий вечер за ужином к Бору внезапно подошли два молодых человека в форме гёттингенской полиции. Один из них положил руку ему на плечо: «Вы арестованы по обвинению в похищении малолетних детей!»[505] Этот добродушный розыгрыш был устроен студентами. «Малолетним ребенком», за которого они вступились, был Гейзенберг, выглядевший со своими веснушками и щеткой жестких рыжих волос совсем мальчишкой.

Гейзенберг был человеком спортивным, бодрым и энергичным – «сияющим», как говорит один из его близких друзей. «В те дни он выглядел даже моложе своих лет, потому что состоял в Молодежном движении… и часто носил, даже взрослым мужчиной, рубашку с расстегнутым воротником и прогулочные шорты»[506]. Юные немцы, участвовавшие в Молодежном движении, ходили в походы, жгли костры, пели народные песни и разговаривали о рыцарстве, Святом Граале и службе отечеству. Многие из них были идеалистами, но среди них уже расцветали ядовитые цветы антисемитизма и тоталитарной идеологии. Когда на Пасху 1924 года Гейзенберг наконец добрался до Копенгагена, Бор повел его в поход по северу Зеландии и расспросил обо всем этом. «…в газетах время от времени приходится читать и о темных антисемитских течениях в Германии, явно разжигаемых демагогами», – как вспоминает Гейзенберг, интересовался Бор. – «Не сталкивались ли Вы с чем-либо подобным?» «Да, в Мюнхене такие группы играют определенную роль», – ответил Гейзенберг. – «Они связаны со старыми офицерами, которые никак не могут смириться с поражением в последней войне. Но мы, надо сказать, не принимаем эти группы слишком всерьез»[507][508].

В рамках того «уникального сотрудничества», о котором любил говорить Бор, они с новыми силами взялись за квантовую теорию. По-видимому, Гейзенбергу вначале не нравилось представлять неизмеримые события. Например, еще студентом он был неприятно поражен, когда прочитал в «Тимее» Платона, что у атомов есть геометрические формы: «Меня крайне обеспокоило, что такой способный к критической остроте мысли философ, как Платон, опускается до спекуляций подобного рода»[509][510]. Орбиты электронов по Бору, считал Гейзенберг, были столь же фантастичны, и его коллеги по Гёттингену, Макс Борн и Вольфганг Паули, были с ним согласны. Заглянуть внутрь атома невозможно. Измерению поддается только свет, исходящий из атома, частоты и амплитуды, соответствующие спектральным линиям. Гейзенберг решил полностью отбросить все модели и сосредоточиться только на поиске численных закономерностей.

Он вернулся в Гёттинген работать под руководством Борна в должности приват-доцента. К концу мая 1925 года обострилась его сенная лихорадка; он взял у Борна двухнедельный отпуск и уехал на Гельголанд, крошечный, открытый частым штормам остров в сорока километрах от германского побережья Северного моря, на котором было очень мало пыльцы. Там он гулял и совершал длинные заплывы в холодном море… «Несколько дней оказалось достаточно, чтобы отбросить математический балласт, всегда неизбежно накапливающийся в подобных случаях, и найти простую математическую формулировку моего вопроса»[511]. Еще через несколько дней он смог представить себе очертания системы, которая была ему нужна. Система эта требовала странной алгебры, которую он создавал постепенно, по ходу дела: перемножение чисел в одном порядке часто давало в ней произведение, отличное от результата перемножения тех же чисел в обратном порядке. Он опасался, что его система, возможно, ведет к нарушению основополагающих физических законов сохранения энергии, и работал до трех часов ночи, проверяя свои цифры, нервничая и ошибаясь. К этому моменту он уже видел, что достиг «математической непротиворечивости и согласованности». И, как это часто бывает с великими физическими открытиями, работа эта вдохновляла, но в то же время приносила сильное психологическое беспокойство:

В первый момент я до глубины души испугался. У меня было ощущение, что я гляжу сквозь поверхность атомных явлений на лежащее глубоко под нею основание поразительной внутренней красоты, и у меня почти кружилась голова от мысли, что я могу теперь проследить всю полноту математических структур, которые там, в глубине, развернула передо мной природа. Я был так взволнован, что не мог и думать о сне. Поэтому я вышел в уже начинавшихся рассветных сумерках из дома и направился к южной оконечности острова, где одиноко выступавшая в море скала-башня всегда дразнила во мне охоту взобраться на нее. Мне удалось это сделать без особых трудностей, и я дождался на ее вершине восхода солнца[512][513].

Когда Гейзенберг вернулся в Гёттинген, Макс Борн узнал в его странной математике матричную алгебру, математическую систему для представления массивов чисел и операций с ними в матрицах – сетках, – разработанную в 1850-х годах; в 1904 году ее расширил учитель Борна Давид Гилберт. За три месяца напряженной работы Борн, Гейзенберг и их коллега Паскуаль Йордан создали, по словам Гейзенберга, согласованную математическую систему. Это была «…весьма совершенная, внутренне связанная математическая постройка, в отношении которой можно было надеяться, что она действительно удовлетворяет разнообразным экспериментальным данным атомной физики»[514][515].

Новую систему назвали квантовой механикой. Она соответствовала экспериментальным данным с высокой точностью. Ценой героических усилий Паули смог применить ее к атому водорода и последовательно получить те же результаты – формулу Бальмера, постоянную Ридберга, – которые Бор в 1913 году вывел из несистематических предположений. Бор был в восторге. Развитие новой системы продолжалось в Копенгагене, в Гёттингене, в Мюнхене, в Кембридже.

Дуга Карпат, изгибаясь к северо-западу, начинает образовывать северную границу Чехословакии. Задолго до ее окончания эта дуга сворачивает к Австрийским Альпам, но приграничный горный регион, Судеты, продолжается вглубь Чехословакии. Приблизительно в сотне километров от Праги он поворачивает на юг и образует расположенный между Чехословакией и Германией невысокий хребет, который называют по-немецки Эрцгебирге – Рудные горы. Добыча железной руды в Рудных горах началась еще в Средние века. В 1516 году в долине Святого Иоахима (Иоахимсталь) было найдено богатое серебряное месторождение; эта территория принадлежала графу фон Шлику, и он немедленно присвоил рудник. В 1519 году по его распоряжению из добытого серебра были отчеканены первые монеты. Их название, «иоахимсталер», сократилось впоследствии до «талер», а где-то до 1600 года оно превратилось в английском языке в слово «доллар». Таким образом, американский доллар ведет свое происхождение от серебра из Иоахимсталя.

В старинных, изрытых пещерами рудниках Иоахимсталя, укрепленных прокопченными деревянными балками, находили и другие необычные руды, в том числе черный, смолистый, тяжелый, бугристый минерал, который называли смоляной обманкой. В 1789 году немецкий аптекарь и химик-самоучка Мартин Генрих Клапрот, ставший первым профессором Берлинского университета, открывшегося в 1810 году, сумел выделить из образца смоляной обманки из Иоахимсталя сероватое металлическое вещество. Он стал искать для этого материала подходящее название. За восемь лет до этого сэр Уильям Гершель, родившийся в Германии английский астроном, открыл новую планету и назвал ее Ураном в честь первого верховного бога греческой мифологии, сына и мужа Геи, отца титанов и циклопов, оскопленного собственным сыном Кроносом при помощи Геи, кровь из раны которого, упав на землю, породила трех мстительных эриний. В честь открытия Гершеля Клапрот и назвал свой новый металл ураном. Он – в форме диуранатов натрия и аммония – оказался прекрасной красящей добавкой к керамической глазури; в концентрации 0,006 % он давал золотисто-желтую окраску, а при увеличении концентрации последовательно переходил к оранжевому, коричневому, зеленому и черному цвету. Добыча урана для керамической промышленности, в довольно скромных масштабах, продолжалась с тех пор в Иоахимстале вплоть до современной эпохи. Именно из урановой смолки из Иоахимсталя Мария и Пьер Кюри с большим трудом выделили образцы новых элементов, которые они назвали радием и полонием. После этого радиоактивность руды из Рудных гор придавала дополнительный блеск многочисленным водным курортам этих мест, в число которых входят Карлсбад и Мариенбад[516]: теперь они могли заявлять, что их воды не только происходят из естественных горячих источников, но и содержат бодрящую радиоактивность.

Летом 1921 года в Иоахимсталь приехал в качестве геологоразведчика-любителя богатый семнадцатилетний американский студент, недавно закончивший в Нью-Йорке Школу этической культуры. Юный Роберт Оппенгеймер начал коллекционировать минералы еще до Первой мировой войны, когда его дед, живший в немецком городе Ханау, подарил приехавшему в гости мальчику скромную коллекцию для начинающих. По его словам, именно тогда у него возник интерес к науке. «Сначала, конечно, это был интерес коллекционера, – впоследствии говорил он в одном из своих интервью, – но постепенно начал появляться и интерес ученого – не к историческим аспектам того, как появились камни и минералы, а настоящее увлечение кристаллами, их строением, двойным лучепреломлением, тем, что можно увидеть в поляризованном свете, то есть всеми обычными вещами». Дед был «бизнесменом-неудачником, который родился, по сути дела, в хибаре в почти что средневековой немецкой деревне, но обладал любовью к учению»[517]. Отец Оппенгеймера уехал из Ханау в Америку в 1898 году, когда ему было семнадцать лет, со временем стал владельцем компании, занимавшейся импортом текстиля, и преуспел, импортируя подкладочную ткань для мужских костюмов в то время, когда готовое платье стало заменять в Соединенных Штатах сшитое на заказ. Оппенгеймеры – Юлиус, его красивая и хрупкая жена Элла из Балтимора, получившая художественное образование, Роберт, родившийся 22 апреля 1904 года, и его брат и верный помощник Фрэнк, родившийся на восемь лет позже, – могли позволить себе проводить лето в Европе и часто пользовались этой возможностью.

Юлиус и Элла Оппенгеймер, нерелигиозные евреи, были людьми, исполненными чувства собственного достоинства и довольно осторожными. У них была просторная квартира с видом на Гудзон на Риверсайд-драйв, около 88-й улицы, и летняя дача в районе Бей-Шор на Лонг-Айленде. Они носили безупречную, сшитую по мерке одежду, занимались самосовершенствованием и ограждали себя и своих детей от реальных и воображаемых опасностей. О бывшем у Эллы Оппенгеймер врожденном увечье правой руки, которую она всегда скрывала в перчатке-протезе, никогда не говорили вслух – даже мальчики со своими друзьями, когда родители их не слышали. Элла была любящей матерью, но строго соблюдала формальности: только ее муж осмеливался повышать голос в ее присутствии. По словам одного из друзей Роберта[518], Юлиус Оппенгеймер был человеком разговорчивым и великим спорщиком, другой говорит, что он «был отчаянно любезным, очень старался понравиться»[519], но был в душе человеком добрым. Он состоял в основанном просветителем Феликсом Адлером из Колумбийского университета Обществе этической культуры, филиалом которого была школа Роберта. Это общество декларировало, что «человек должен принимать на себя ответственность за направление своей жизни и судьбы»: именно человек, а не Бог. Роберт Оппенгеймер вспоминал, что был «мальчиком приторным, отвратительно благовоспитанным». Детство, говорил он, «не подготовило меня к тому факту, что мир полон вещей жестоких и неприятных. Оно не научило меня быть нормальным, здоровым мерзавцем»[520]. Он был хрупким ребенком и часто болел. Поэтому – или потому, что средний сын в семье умер вскоре после рождения, – мать не хотела отпускать его бегать по улицам. Он сидел дома, коллекционировал минералы и в десятилетнем возрасте уже писал стихи, хотя все еще продолжал играть в кубики.

В то время он уже готовился к занятиям наукой. Одной из его игрушек был профессиональный микроскоп. В третьем классе он ставил опыты, в четвертом начал вести лабораторные журналы, а в пятом приступил к изучению физики, хотя в течение многих лет его больше интересовала химия. Куратор отдела кристаллов Американского музея естественной истории согласился его учить. В двенадцать лет он прочел лекцию членам Нью-йоркского минералогического клуба, удивление которых быстро сменилось восторгом: из предшествовавшей переписки с ним у членов клуба создалось впечатление, что он должен быть взрослым.

Когда ему было четырнадцать, родители отправили его в лагерь – чтобы он побыл наконец на свежем воздухе и, возможно, завел себе друзей. Он бродил по тропам лагеря «Кёниг» в поисках камней, и единственным другом, с которым он общался, была книга Джордж Элиот; его вдохновляла идея Элиот о том, что делами людей управляют причины и следствия. Он был стеснительным, нескладным, невыносимо претенциозным и высокомерным и не умел давать отпор. Родителям он писал, что рад был попасть в лагерь, потому что там он учился жизни. Оппенгеймеры срочно приехали за ним. Когда директор лагеря стал наказывать за непристойные шутки, другие мальчики, прозвавшие Оппенгеймера Милашкой, выяснили, что виноват в этом он. Они затащили его в лагерный ледник, раздели догола, побили – «пытали»[521], как говорит его друг, – раскрасили его гениталии и ягодицы зеленой краской и оставили его, голого, там на ночь. «Он все еще был маленьким мальчиком, – вспоминает его пятнадцатилетнего другая подруга детства, которая нравилась ему, сама того не зная, – очень хрупким, очень розовощеким, очень стеснительным и, конечно, очень талантливым. Очень скоро все признавали, что он отличался от остальных и значительно их превосходил. В том, что касается учебы, ему удавалось все… Кроме того, физически он был не то чтобы неуклюжим – скорее неразвитым, не в поведении, но в том, как он двигался, ходил, сидел. В нем было нечто удивительно детское»[522].

В феврале 1921 года он закончил Школу этической культуры лучшим из своего потока: ему было поручено произнести прощальную речь от имени учеников. В апреле он заболел аппендицитом и перенес операцию. Оправившись после нее, он поехал с семьей в Европу – именно тогда и произошла вылазка в Иоахимсталь. Где-то по пути он «слег с серьезным, почти смертельным случаем окопной дизентерии». В сентябре он должен был поступать в Гарвард, но «в это время лежал больной – в Европе, собственно говоря»[523]. Дизентерия сменилась сильным колитом, который не позволял ему подняться с постели в течение нескольких месяцев. Зиму он провел в квартире родителей в Нью-Йорке.

Чтобы закрепить выздоровление Роберта и несколько закалить его, отец договорился с его любимым учителем английского из Школы этической культуры, мягким и участливым выпускником Гарварда Гербертом Смитом, что на лето тот поедет с Робертом на Запад. Роберту было восемнадцать, его лицо по-прежнему было мальчишеским, но в ярких серо-голубых глазах светилась уверенность. Он был чуть выше 180 сантиметров ростом и отличался чрезвычайно худым сложением; никогда в жизни он не весил больше 57 килограммов, а в периоды болезни или сильных волнений мог доходить до 52. Смит отвез его на Лос-Пифиос, ранчо для туристов, расположенное в горах Сангре-де-Кристо к северо-востоку от Санта-Фе, и там Роберт ел, колол дрова и учился ездить верхом и справляться с дождем и непогодой.

Главным событием лета был конный поход. Маршрут начинался в деревне Фрихолес, расположенной в отвесном, изрезанном пещерными поселениями каньоне Фрихолес, который находится на противоположном от хребта Сангре-де-Кристо берегу Рио-Гранде, и поднимался по ущельям и террасам плато Пахарито до альпийских лугов Валье-Гранде огромной кальдеры Хемес на высоте трех тысяч метров. Кальдера Хемес – это чаша вулканического кратера около двадцати километров в поперечнике, внутри которой, на тысячу метров ниже края, расположены травянистые луга. Окаменевшие выходы лавы делят эту чашу на несколько высокогорных долин. Этот кратер, возникший миллион лет назад, – один из крупнейших в мире; его можно увидеть даже с Луны. В шести километрах к северу от каньона Фрихолес проходит еще один, параллельный ему каньон, имя которого происходит от испанского названия тополей, покрывающих его склоны: Лос-Аламос. Юный Роберт Оппенгеймер впервые попал в эти места летом 1922 года.

Как это бывало с полуинвалидами, приезжавшими с Востока в дни освоения Дикого Запада, встреча Оппенгеймера с дикой природой, освободившая его от чрезмерных ограничений цивилизации, стала поворотным моментом его морального излечения. Из болезненного и, возможно, склонного к ипохондрии мальчика он превратился за это энергичное лето в молодого человека, уверенного в своих силах. Он приехал в Гарвард загорелым и подтянутым, в хорошей – по меньшей мере физической – форме.

В Гарварде он воображал себя готом, вторгшимся в Рим[524]. «Он занимался интеллектуальным грабежом»[525], – говорит один из его однокурсников. Он регулярно записывался на шесть курсов, по которым нужно было сдавать экзамены, – хотя требовалось всего пять – и еще на четыре факультативных[526]. И курсы эти не были легкими. Его основной специальностью была химия, но в течение года он мог пройти четыре семестра химии, два семестра французской литературы, два математики, один философии и три физики – и это только те предметы, которые он сдавал. Кроме того, он еще читал самостоятельно, изучал иностранные языки, иногда ходил по выходным на девятиметровой яхте, которую подарил ему отец, или отправлялся с друзьями в двухдневные походы, писал рассказы и стихи, когда чувствовал вдохновение, но в целом избегал внеклассных занятий и клубов. Не увлекался он и личной жизнью; он все еще оставался настолько незрелым, что лишь восхищался женщинами старшего возраста с почтительного расстояния. Позднее он считал, что «хотя я любил работать, я очень разбрасывался и справлялся лишь чудом»[527]. Результатом этого чуда была зачетная книжка со множеством отличных оценок, лишь изредка перемежавшихся хорошими; через три года он окончил курс, получив диплом summa cum laude.

В этом неустанном трудолюбии, хотя и прикрытом традиционной для Гарварда вялостью, было нечто лихорадочное. Оппенгеймер еще не нашел своего места – возможно, эти поиски даются американцам труднее, чем европейцам вроде Сциларда или Теллера, которые, как кажется, с самой ранней молодости были цельными личностями? – и в Гарварде ему тоже не удалось его найти. Гарвард, говорил он, был «самым увлекательным периодом всей моей жизни. Там я действительно мог учиться. Мне там очень нравилось. Я почти ожил»[528]. За интеллектуальным восторгом скрывалась боль.

Он всегда старался – иногда весьма изобретательно – скрывать свои чувства, но в более поздний период своей жизни откровенно рассказывал о себе группе деликатных друзей, и эти откровения, несомненно, касаются того, что происходило с ним начиная со студенческих лет. «До сих пор, – говорил он этой группе в 1963 году, – и еще в большей степени в годы моего почти бесконечно растянувшегося взросления почти все, что я делал или отказывался делать, будь то статья по физике или лекция или то, как я читал книги, как я разговаривал с друзьями, как я любил, – почти все вызывало во мне очень сильное чувство отторжения, чувство чего-то неправильного»[529]. Его друзья по Гарварду почти не видели проявлений этой стороны его личности – в конце концов, атмосфера американского университета не располагает к откровенности, – но он намекал на них в своих письмах к Герберту Смиту:

Вы любезно спрашиваете, чем я занимаюсь. Помимо занятий, описанных в отвратительной записке от прошлой недели, я тружусь и пишу бесконечные сочинения, заметки, стихи, рассказы и прочую чушь; я хожу читать в математическую библиотеку и в философскую библиотеку и делю свое время между герром [Бертраном] Расселом и созерцанием прекрасной и очаровательной дамы, пишущей работу о Спинозе – восхитительно ироничная ситуация, не правда ли? Я произвожу нечто зловонное в трех разных лабораториях, слушаю сплетни Алларда о Расине, пою чаем несколько заблудших душ и веду с ними ученые разговоры, уезжаю на выходные, чтобы перегонять низкопробную энергию в смех и усталость, читаю по-гречески, совершаю оплошности, ищу в своем столе письма и мечтаю о смерти. Вуаля[530].

Преувеличенное стремление к смерти отчасти можно приписать стремлению Оппенгеймера покрасоваться перед своим наставником, но часть его вызвана подлинным страданием – которое, учитывая его вероятную тяжесть, он переносил весьма достойно и отважно.

Оба ближайших друга Оппенгеймера студенческих лет, Фрэнсис Фергюссон и Пол Хорган, соглашаются, что он был склонен к причудливым преувеличениям, часто видел в разных вещах больше, чем в них на самом деле содержалось[531]. Поскольку эта тенденция в конце концов испортила всю его жизнь, ее стоит рассмотреть повнимательнее. Оппенгеймер уже не был перепуганным мальчиком, но все еще оставался встревоженным и неуверенным молодым человеком. Он просеивал информацию, знания, эпохи, системы, языки, сокровенные и прикладные практики, примеряя их к своему духу. Преувеличение ясно показывало, что он понимает, как плохо они ему подходят (и в то же время, к его же собственному вреду, было источником его стеснительности). Возможно, в этом и заключалась социальная функция этого преувеличения. Глубже было еще хуже. Глубже лежала ненависть к самому себе, «очень сильное чувство отторжения, чувство чего-то неправильного». У него еще не было ничего своего, ничего оригинального, и все то, что он приобрел в результате обучения, казалось ему украденным, а сам он – вором, готом, разграбляющим Рим. Он был в восторге от награбленной добычи, но презирал грабителя. Он проводил такое же четкое различие между коллекционером и творцом, как Гарри Мозли в своем завещании. В то же время, на этом этапе своей жизни он, по-видимому, имел в своем распоряжении только умственные средства управления ею, и отказаться от них он не мог.

Он пытался писать стихи и рассказы. Его студенческие письма – это скорее письма литератора, чем ученого. Он и в дальнейшем сохранил свои литературные навыки, и они верно ему служили, но приобрел он их прежде всего в надежде, что они смогут открыть ему путь к самопознанию. В то же время он надеялся, что литературные занятия помогут ему стать более человечным. Он прочитал только что вышедшую «Бесплодную землю»[532], узнал в ней свою собственную «мировую скорбь» и стал искать сурового утешения в индуистской философии. Он превзошел трехтомные «Принципы математики»[533] Бертрана Рассела и Альфреда Норта Уайтхеда, обсуждая прочитанное с самим недавно приехавшим Уайтхедом – он был единственным студентом, не испугавшимся его семинара, – и гордился этим достижением до конца жизни. Важнее всего было то, что он открыл для себя физику, лежащую в основе химии, так же как раньше он обнаружил кристаллы, четко проявляющиеся в сложившейся веками путанице камней: «Мне открылось, что то, что мне нравится в химии, очень близко к физике; разумеется, когда изучаешь физическую химию и начинаешь встречать идеи, касающиеся термодинамической и статистической механики, о них хочется узнать побольше… Мне это казалось очень странной картиной – я никогда не изучал элементарного курса физики»[534].

Он работал в лаборатории Перси Бриджмена, ставшего много лет спустя нобелевским лауреатом; «у этого человека, – говорит Оппенгеймер, – хотелось учиться»[535]. Он многое узнал о физике, но знания эти были беспорядочными. Он получил диплом химика и безрассудно предположил, что Резерфорд с радостью примет его в Кембридж, куда тот вернулся из Манчестера в 1919 году, чтобы сменить стареющего Дж. Дж. Томсона на посту директора Кавендишской лаборатории. «Однако Резерфорду я был не нужен, – впоследствии рассказывал Оппенгеймер историку. – Он был невысокого мнения о Бриджмене, а моя квалификация выглядела странно и не внушала особого доверия – особенно человеку вроде Резерфорда с его здравым смыслом… Не знаю даже, почему я уехал из Гарварда, но у меня было ощущение, что [Кембридж] ближе к центру событий»[536]. Рекомендательное письмо Бриджмена, хоть и благожелательно составленное, тоже не помогло убедить Резерфорда. Гарвардский физик писал, что Оппенгеймер обладает «совершенно чудесной способностью к освоению нового» и «часто проявлял в своих решениях высокую степень оригинальности подходов и высокие математические способности». Однако «его слабая сторона связана с экспериментальной работой. Он обладает скорее аналитическим, нежели физическим, складом ума, и, работая в лаборатории, не чувствует себя в своей тарелке». Бриджмен честно написал, что считает Опенгеймера «своего рода лотереей». С другой стороны, «если у него будет получаться хоть что-нибудь, я полагаю, что он добьется огромных успехов»[537]. Проведя еще одно целебное лето в Нью-Мексико с Полом Хорганом и старыми знакомыми по лету 1921 года, Оппенгеймер отправился в Кембридж, чтобы каким бы то ни было способом взять штурмом центр событий.

Дж. Дж. Томсон еще работал в Кембридже и взял Оппенгеймера к себе. «Мне тут приходится довольно нелегко, – писал Оппенгеймер в Оксфорд Фрэнсису Фергюссону 1 ноября. – Работать в лаборатории ужасно скучно, и эта работа получается у меня настолько плохо, что я не могу ощутить, что чему-нибудь учусь… Лекции отвратительны». Однако он считал, что «если бы в Гарварде использовались здешние академические стандарты, там уже назавтра не осталось бы ни одного человека»[538]. Он работал в углу большой подвальной комнаты в Кавендишской лаборатории (ее называли «Гаражом»); в другом углу работал Томсон. Оппенгеймер бился над изготовлением тонких бериллиевых пленок для эксперимента, который он, по-видимому, так и не довел до конца: впоследствии эти пленки использовал Джеймс Чедвик, переехавший из Манчестера и бывший теперь заместителем Резерфорда по исследовательской части. «Вся эта работа в лаборатории была, честно говоря, притворством, – вспоминал Оппенгеймер, – но благодаря ей я попал в лабораторию, в которой слышал разговоры и многое узнал о том, что кого интересовало»[539].

Послевоенная работа над квантовой теорией тогда только начиналась. Она чрезвычайно заинтересовала Оппенгеймера. Он хотел в ней участвовать. Он боялся опоздать. До сих пор любое учение давалось ему легко. В Кембридже он зашел в тупик.

Этот тупик был не в меньшей, если не в большей степени эмоциональным, нежели интеллектуальным. «Уныние маленького мальчика, с которым никто не хочет играть»[540] – так описывал он это состояние три года спустя, уже преодолев его. Он столкнулся с тем же молчаливым обращением со стороны британцев, что и Нильс Бор, но у него не было дорого доставшейся Бору уверенности в себе. Герберт Смит чувствовал приближение катастрофы. «Как дела у Роберта? – писал он Фергюссону. – Кажется ли ему холодная Англия таким же социальным и климатическим адом, каким она казалась Вам? Или же его радует ее экзотика? Мне, к слову, кажется, что возможность знакомить его с людьми следует использовать скорее с большой осторожностью, чем с царственной расточительностью. Вполне вероятно, что и то, что Вы оказались там на [два года] раньше, и Ваша социальная приспособляемость могут привести его в отчаяние. И я боюсь, что тогда он не вцепится Вам в горло… а просто перестанет считать, что его жизнь стоит того, чтобы ее продолжать»[541]. В декабре Оппенгеймер написал Смиту, что он не работает над «созданием себе подходящей карьеры… На самом деле я занят гораздо более трудным делом превращения себя в нечто, подходящее для карьеры»[542]. В действительности все было еще хуже. Как он говорил впоследствии, он был «готов прикончить самого себя. Это стремление было хроническим»[543]. На Рождество, встретившись в Париже с Фергюссоном, он жаловался ему на безнадежность лабораторной работы и отчаяние в любовной жизни. Затем, в противоположность предсказанию Смита, он действительно вцепился Фергюссону в горло и попытался его задушить. Фергюссон легко отразил это нападение. Вернувшись в Кембридж, Оппенгеймер попытался объясниться в письме. Он писал, что посылает Фергюссону «шумное» стихотворение. «Как и в Париже, я не упоминал, возможно, самого интересного, ужасной истины о превосходстве; но, как Вы знаете, именно эта истина в сочетании с моей неспособностью спаять вместе две медные проволоки, вероятно, и доводит меня до безумия»[544].

Ужасная истина о превосходстве больше не ускользала от него. Приближаясь к точке психологического кризиса, он в то же время прилагал все усилия, чтобы охватить как можно больше, глубоко понимая, что его разум должен помочь ему справиться. Он «проделывал огромную работу, – говорил один из его друзей, – размышлял, читал, обсуждал, но при этом в нем было ясно заметно огромное внутреннее беспокойство и тревога»[545]. Важную перемену принесло произошедшее в этом же году знакомство с Бором. «Когда Резерфорд представил меня Бору, тот спросил, над чем я работаю. Я рассказал ему, и он спросил: “И как у вас дела?” Я ответил: “Мне приходится трудно”. Он сказал: “Это трудности математические или физические?” Я сказал: “Не знаю”. Он сказал: “Это плохо”»[546]. Но что-то в Боре – по меньшей мере его отеческая теплота, то, что Ч. П. Сноу называл его простой и подлинной добротой, его лишенная приторности «приятность»[547] – помогло Оппенгеймеру принять решение: «В этот момент я совершенно забыл о бериллии и пленках и решил попытаться стать физиком-теоретиком»[548].

Не вполне ясно, ускорило ли наступление кризиса это решение или помогло с ним справиться. В Кембридже Оппенгеймер ходил к психиатру. Кто-то написал о его проблемах его родителям, и они поспешили приехать – так же, как много лет назад они приехали в лагерь «Кёниг». Они заставили сына сменить психиатра. Нового специалиста он нашел на Харли-стрит[549] в Лондоне. После нескольких сеансов тот диагностировал «раннее слабоумие» – этим термином раньше называли шизофрению. Это заболевание характеризуется возникновением в раннем возрасте, нарушениями мыслительного процесса, странными действиями, склонностью пациента жить в своем внутреннем мире, неспособностью поддерживать нормальные межличностные отношения и чрезвычайно неблагоприятным прогнозом. Учитывая неопределенность симптоматики, а также интеллектуальное ослепление и глубокое душевное смятение Оппенгеймера, ошибку психиатра достаточно легко понять. Однажды Фергюссон встретил Оппенгеймера на Харли-стрит и спросил его, как прошла встреча с психиатром. «Он сказал… что этот тип слишком глуп, чтобы разобраться в том, что с ним происходит, и что сам он знает о своих проблемах больше, чем [доктор], – и, вероятно, так оно и было»[550].

Разрешение кризиса началось еще до посещений Харли-стрит, весной, во время десятидневной поездки на Корсику с двумя американскими друзьями. Что именно случилось там с Оппенгеймером, остается загадкой, но загадка эта была для него так важна, что он особо подчеркивал ее – в завораживающем и неполном рассказе – в беседе с одним из самых сочувственных своих биографов, Ньюэлом Фарр Дэвисом. Корсика, писал Оппенгеймер своему брату Фрэнку вскоре после поездки, была «отличным местом со всеми достоинствами, от вина до ледников и от лангустов до бригантин»[551]. Позднее, в разговоре с Дэвисом, он подчеркивал, что, хотя американское правительство собрало за многие годы сотни страниц информации о нем, в этих записях на самом деле не было почти ничего по-настоящему важного. Чтобы проиллюстрировать это обстоятельство, сказал он, можно вспомнить Корсику. «[Кембриджский] психиатр был прелюдией к тому, что началось для меня на Корсике. Вы спрашиваете, расскажу ли я вам всю эту историю, или же вам придется раскапывать ее самостоятельно. Но о ней знают немногие, и они ничего не расскажут. Раскопать вам ничего не удастся. Вам достаточно знать, что это было не просто романом, и даже совсем не романом, а настоящей любовью»[552]. Это было, сказал он, «великим событием в моей жизни, великой и неизгладимой ее частью»[553].

Будь то роман или любовь, в этом году Оппенгеймер нашел в Кембридже свое призвание: дело явно пошло на поправку. Наука спасла его от эмоциональной катастрофы, как спасала она Теллера от катастрофы социальной. В 1926 году, ближе к закату Веймарской республики, он переехал в Гёттинген, старинный средневековый город в Нижней Саксонии, то есть в Центральной Германии, университет которого был основан английским королем Георгом II. Физический факультет университета, недавно устроившийся в университетском здании на Бунзенштрассе, построенном на средства Фонда Рокфеллера, возглавлял Макс Борн. Юджин Вигнер приехал в Гёттинген, чтобы работать с Борном, так же как и Вернер Гейзенберг, Вольфганг Паули и, хотя и менее охотно, итальянец Энрико Ферми. Все они впоследствии стали нобелевскими лауреатами. Получивший Нобелевскую премию в 1925 году Джеймс Франк, перебравшийся туда из Института Габера, входившего в число Институтов кайзера Вильгельма, руководил лабораторными занятиями. С университетом сотрудничали математики Рихард Курант, Герман Вейль и Джон фон Нейман. Эдвард Теллер появился позже, приехав на должность ассистента.

Город был очень мил, по крайней мере на взгляд приезжих американцев. Можно было выпить frisches Bier[554] в построенной в XV веке пивной Zum Schwarzen Bären («У черного медведя») или посидеть за хрустящими, нежными венскими шницелями в Junkernschänke, «Юнкерском зале», ресторане, история которого также насчитывала четыреста лет. Он занимал трехэтажное здание с витражами и разукрашенными фахверками на углу улиц Босоногой и Еврейской, так что Оппенгеймер, вероятно, там бывал: ему должно было понравиться это сочетание. Когда аспирант защищал в Гёттингене свою диссертацию, его товарищи заставляли его поцеловать «гусятницу Лизу» – красивую бронзовую статую девушки под сенью увитой бронзовыми цветами беседки, которая украшает фонтан на площади, расположенной перед средневековой мэрией города. Чтобы добраться до губ Gänseliesel, нужно было забраться в фонтан, что, собственно, и было истинной целью этого ритуала – своего рода профессиональным крещением, которое должно было прийтись Оппенгеймеру по душе.

Горожане все еще ощущали на себе последствия войны и инфляции. Оппенгеймер и другие американские студенты жили в обнесенном стеной особняке гёттингенского врача, который потерял все свое состояние и был вынужден брать постояльцев. «Хотя общество [в университете] было чрезвычайно богатым и теплым и готовым прийти мне на помощь, – говорит Оппенгеймер, – вокруг него царило очень мрачное германское настроение… озлобленное, гнетущее и, я бы сказал, раздраженное и рассерженное, в котором были все те ингредиенты, которые привели впоследствии к крупнейшей катастрофе. И я очень хорошо это чувствовал»[555]. В Гёттингене он впервые осознал масштабы разорения Германии. Позднее Теллер обобщил свой собственный опыт проигранных войн и их последствий: «Войны не только создают невероятные страдания, но и порождают глубокую ненависть, которая может сохраняться на протяжении нескольких поколений»[556].

Когда Оппенгеймер приехал в Гёттинген, две его статьи, «О квантовой теории колебательно-вращательных полос» (On the quantum theory of vibration-rotation bands) и «О квантовой теории задачи двух тел» (On the quantum theory of the problem of the two bodies), уже были приняты к публикации в журнале Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, что помогло ему проложить себе дорогу. Теперь, когда он нашел свое призвание, статьи быстро множились. Речь шла уже не об ученических работах, а о заметных достижениях. Его особый вклад, вполне соответствовавший изменениям в его мышлении, касался расширения квантовой теории за пределы той узкой области, в которой она возникла. Его диссертация «О квантовой теории непрерывных спектров» (On the quantum theory of continuous spectra) была напечатана по-немецки в престижном журнале Zeitschrift für Physik. Борн утвердил ее «с отличием», что было чрезвычайно высокой оценкой. Оппенгеймер и Борн вместе разработали квантовую теорию молекул, и это важное достижение надолго сохранило свое значение. Если считать диссертацию, Оппенгеймер опубликовал между 1926 и 1929 годами шестнадцать статей. Они создали ему надежную репутацию физика-теоретика, признанного во всем мире.

Он вернулся домой с гораздо большей уверенностью в себе. Ему предложили работу в Гарварде, а также в молодом, энергичном Калифорнийском технологическом институте в Пасадине. Его же особенно интересовал Калифорнийский университет в Беркли, потому что он, как говорил впоследствии Оппенгеймер, был «пустыней»[557] – в том смысле, что теоретическую физику там вообще не преподавали. В результате он решил, что будет работать и в Беркли, и в Калтехе[558]: осенью и зимой он должен был читать лекции под Сан-Франциско, а весной – в Пасадине. Но сначала он получил грант Национального совета по научным исследованиям и вернулся в Европу, чтобы совершенствоваться в математике, сначала с Паулем Эренфестом в Лейдене, а затем с Паули, который работал теперь в Цюрихе. Паули обладал еще более аналитическим и критическим умом, чем Оппенгеймер, и еще более утонченным физическим чутьем. После Эренфеста Оппенгеймер хотел поработать в Копенгагене с Бором. Эренфест был против: по словам Оппенгеймера, «широта и расплывчатость» взглядов Бора не обеспечивали должной строгости. «Я действительно видел копию письма, которое [Эренфест] написал Паули. Было ясно, что он отправляет меня к нему на исправление»[559].

Перед отъездом из Соединенных Штатов в Лейден Оппенгеймер побывал вместе с Фрэнком в Сангре-де-Кристо. Братья нашли там, на высокогорном лугу, хижину и участок земли, которые им понравились, – «дом, два с половиной гектара земли и ручей»[560] – так скупо описывал их находку Роберт. Дом был построен из грубо обтесанных бревен, пропитанных смолой; там не было даже уборной. Пока Роберт был в Европе, его отец договорился о долговременном кредите и отложил триста долларов на «восстановление», как говорил Оппенгеймер. Лето, проведенное в горах, помогло восстановлению и самого известного молодого теоретика.

В конце лета того же 1927 года фашистское правительство Бенито Муссолини созвало в Комо, на юго-западном конце похожего на фьорд озера Комо в озерном краю на севере Италии, Международный физический конгресс. Конгресс был посвящен столетней годовщине смерти Алессандро Вольты, родившегося в Комо итальянского физика, который изобрел электрическую батарею; в его честь названа вольтом стандартная единица измерения электрического потенциала. В Комо приехали все, кроме Эйнштейна, который не хотел предоставлять фашизму возможность использовать его репутацию[561]. Все приехали туда потому, что квантовая теория находилась под угрозой, и Нильс Бор должен был выступить в ее защиту.

Речь шла о старой проблеме, вновь возникшей в новом, более угрожающем виде. В 1905 году Эйнштейн продемонстрировал в своей работе по фотоэлектрическому эффекту, что свет иногда ведет себя так, как если бы он состоял не из волн, а из частиц. В начале 1926 года красноречивый, высокообразованный венский теоретик Эрвин Шрёдингер снова перевернул все с ног на голову: он опубликовал волновую теорию материи, продемонстрировав, что на атомном уровне материя ведет себя так, как будто бы она состояла из волн. Теория Шрёдингера была изящной, понятной и абсолютно непротиворечивой. Его уравнения позволяли получить те же квантованные энергетические уровни атома Бора, но на основе гармоник «волн» вибрирующей материи, а не перескакивающих электронов. Вскоре после этого Шрёдингер доказал, что «волновая механика» математически эквивалентна квантовой механике. «…следовательно, – говорит Гейзенберг, – речь идет о двух различных математических формулировках того же самого положения вещей»[562][563]. Это обрадовало приверженцев квантовой механики, потому что давало новое подтверждение их правоты, а также в связи с большей простотой математических расчетов Шрёдингера.

Однако Шрёдингер, бывший сторонником старой классической физики, заявил, что его волновая механика имеет еще большее значение. По сути дела, он утверждал, что она выражает реальность, существующую внутри атома, что там находятся не частицы, а стоячие волны материи, что атом, таким образом, снова становится объектом классической физики с ее непрерывными процессами и абсолютным детерминизмом. В атоме Бора электроны перемещаются между стационарными состояниями квантовыми скачками, которые приводят к испусканию световых фотонов. Шрёдингер предположил, что свет порождают множественные волны материи в процессе, который называют усиливающей интерференцией, в котором пиковые амплитуды волн складываются. «Такая гипотеза, – сухо замечает Гейзенберг, – казалась мне слишком смелой, чтобы быть истинной»[564][565]. В частности, ей противоречила квантовая формула излучения, полученная Планком в 1900 году и абсолютно точно подтвержденная с тех пор на опыте. Однако многие физики-традиционалисты, которым никогда не нравилась квантовая теория, говоря словами Гейзенберга, «…именно это самое толкование Шрёдингера восприняли как избавление»[566][567]. Ближе к концу лета Гейзенберг пришел в Мюнхене на семинар, на котором выступал Шрёдингер. Там он высказал свои возражения. «[Нобелевский лауреат] Вильгельм Вин очень резко ответил, что, хотя ему понятны мои сожаления по поводу того, что теперь с квантовой механикой покончено и о всякой чепухе типа квантовых скачков и тому подобном говорить больше не приходится, но упомянутые мною трудности, без сомнения, будут разрешены Шрёдингером в самое ближайшее время»[568].

Бор пригласил Шрёдингера в Копенгаген. Как рассказывает Гейзенберг, их спор начался прямо на вокзале и продолжался днем и ночью:

Ибо, хотя Бор был человеком заботливым и любезным, в такой дискуссии, касающейся эпистемологических проблем, которым он придавал жизненно важное значение, он мог фанатично настаивать на доведении всех доводов до полной ясности с почти что пугающей неумолимостью. Он не отступал даже после многих часов споров, [пока] Шрёдингер не признал, что [его] интерпретация не полна и не способна объяснить даже закона Планка. Все попытки Шрёдингера как-то обойти этот неприятный вывод медленно, пункт за пунктом, сводились на нет в результате бесконечно кропотливого обсуждения[569].

Шрёдингер простудился и слег. К сожалению, жил он в доме Боров. «Пока госпожа Бор ухаживала за ним и приносила ему чай и пироги, Нильс Бор постоянно сидел на краю его постели, говоря [ему]: “Вы все-таки должны понять, что…”»[570] Шрёдингер был близок к отчаянию. «Если нельзя избавиться от этих проклятых квантовых скачков, – взорвался он в конце концов, – то я жалею, что вообще связался с квантовой теорией». Бор, который всегда любил конфликты, позволяющие обострить понимание, успокаивал своего измученного гостя лестью: «А вот мы, со своей стороны, очень благодарны Вам за то, что Вы сделали, поскольку Ваша волновая механика с ее математической ясностью и простотой представляет огромный прогресс по отношению к прежним формам квантовой механики»[571]. Шрёдингер вернулся домой обескураженным, но не убежденным.

Тогда Бор и Гейзенберг взялись за решение задачи примирения двойственности атомной теории. Бор надеялся сформулировать подход, который позволял бы материи и свету существовать как в виде частиц, так и в виде волн. Гейзенберг последовательно призывал отбросить модели и заниматься только математикой. В конце февраля 1927 года, как говорит Гейзенберг, когда оба они пришли в состояние «…истощения, которое, ввиду разной направленности мысли, вызывало иной раз натянутость отношений», Бор уехал в Норвегию кататься на лыжах. Молодой баварец пытался, используя уравнения квантовой механики, рассчитать что-нибудь, столь простое на вид, как траектория электрона в туманной камере, и обнаружил, что это невозможно. Зайдя в этот тупик, он развернулся в обратную сторону. «Когда уже в один из первых вечеров я столкнулся с совершенно непреодолимыми трудностями, мне пришло в голову, что, возможно, сам вопрос поставлен нами ошибочно»[572].

Однажды поздним вечером, работая под крышей Института Бора, Гейзенберг вспомнил о парадоксе, который предложил ему Эйнштейн в разговоре о значении теории в научной работе. «Только теория решает, что́ можно наблюдать», – сказал тогда Эйнштейн[573]. Это воспоминание встревожило Гейзенберга; он спустился по лестнице и вышел на улицу – дело было уже после полуночи – и пошел мимо огромных буков, росших за институтом, к открытым футбольным полям Фелледпарка. Поскольку было начало марта, ночь, вероятно, была холодной, но Гейзенберг любил долгие прогулки; на свежем воздухе ему думалось лучше всего. «Во время этой прогулки под звездами мне пришла в голову очевидная мысль: следует постулировать, что природа допускает возникновение лишь тех экспериментальных ситуаций, которые могут быть описаны в рамках [математического] формализма квантовой механики»[574]. Это смелое утверждение кажется замечательно безосновательным; чтобы его доказать, нужно было бы придать ему непротиворечивую математическую формулировку и проверить на опыте его предсказательную силу. Но оно немедленно привело Гейзенберга к одному поразительному выводу: что на предельно малом атомном масштабе должны существовать фундаментальные пределы точности, с которой могут быть описаны события. Если мы определяем положение частицы – например в результате ее попадания на экран, покрытый сульфидом цинка, как в опытах Резерфорда, – то это изменяет ее скорость, и информацию об этой скорости мы теряем. Если же мы измеряем скорость – например методом рассеяния на такой частице гамма-лучей, – то соударения высокоэнергетических фотонов с частицей изменяют ее траекторию, и точно определить то положение, в котором она находилась, становится невозможно. Одно измерение всегда делает другое измерение неопределенным.

Гейзенберг снова поднялся в свою комнату и взялся за математическую формулировку своей идеи: произведение неопределенностей измерения величин положения и импульса не может быть меньше, чем постоянная Планка[575]. Таким образом, величина h снова возникла в самом сердце физики, определяя основополагающую, неразрешимую дробность Вселенной. Идея, пришедшая той ночью в голову Гейзенбергу, получила название «принцип неопределенности», и она положила конец строгому детерминизму в физике: если атомные явления обладают неустранимой нечеткостью, если получить полную информацию о положении частиц во времени и в пространстве невозможно, то и предсказания их будущего поведения могут быть лишь статистическими. Так, поздней ночью в копенгагенском парке появился ответ на мечту – или дурную шутку – маркиза де Лапласа, французского математика и астронома XVIII века, сказавшего когда-то, что, зная точное положение во времени и пространстве всех частиц во Вселенной на некоторый момент, он смог бы предсказать будущее до бесконечности. Оказалось, что сама природа размывает такое божественное могущество.

Казалось бы, Бору должна была понравиться предложенная Гейзенбергом демократизация внутреннего устройства атома[576]. Вместо этого она его огорчила: он привез из своей поездки на лыжах свою собственную, более грандиозную концепцию, которая опиралась на его изначальное понимание двойственности и неопределенности, на Пауля Мартина Мёллера и Сёрена Кьеркегора. Ему особенно не понравилось, что принцип неопределенности его баварского ученика не основывался на дуализме между частицами и волнами. Он обрушился на Гейзенберга с той же «пугающей неумолимостью», которую до того адресовал Шрёдингеру. К счастью, их спор умерял Оскар Клейн, бывший в это время переписчиком Бора. Однако Гейзенбергу, при всех его талантах, было всего двадцать шесть лет. Он уступил. Он согласился, что принцип неопределенности – лишь частный случай более общей концепции, которую разработал Бор. С этой уступкой Бор разрешил напечатать статью, написанную Гейзенбергом, и принялся за сочинение своего выступления в Комо.

На конгрессе в Комо, проходившем в приятную сентябрьскую погоду, Бор начал с вежливого упоминания о Вольте, «великом гении, почтить память которого мы все собрались», но затем ринулся в бой. Он предложил разработать «некую общую точку зрения», которая помогла бы «согласовать очевидно противоречащие друг другу взгляды, которых придерживаются разные ученые»[577]. Проблема, сказал Бор, заключается в том, что на атомном масштабе действуют квантовые состояния, однако те приборы, которыми мы измеряем эти состояния, – в конечном счете наши органы чувств – работают по классическим законам. Это несоответствие неизбежно налагает ограничения на возможности нашего познания. Эксперимент, демонстрирующий, что свет распространяется в виде фотонов, справедлив в пределах, заданных его условиями. Эксперимент, демонстрирующий, что свет распространяется в виде волн, также справедлив в своих пределах. То же касается и частиц и волн материи. Причина, по которой оба толкования следует считать верными, заключается в том, что «частицы» и «волны» – это слова, абстракции. Мы знаем не частицы и не волны, а то оборудование, которое мы используем в своих опытах, и то, как это оборудование изменяется при использовании в них. Оборудование велико, а внутренняя структура атома мала, и между ними должен быть введен необходимый и ограничивающий переход.

Решение, продолжал Бор, состоит в том, чтобы признать разные и взаимно исключающие результаты равно справедливыми и рассматривать их совместно, чтобы создать составную картину атомной области. Nur die Fülle führt zur Klarheit: «лишь цельность к ясности ведет». Бора никогда не интересовали пренебрежительные упрощения. Вместо этого он призвал – и это слово многократно появляется в его лекции в Комо – к «отречению»[578], отречению от богоподобного детерминизма классической физики там, где речь идет о внутреннем устройстве атома. Он назвал свою «общую точку зрения» дополнительностью или комплементарностью, от латинского слова complementum, означающего «дополняющее или завершающее». Свет-частица и свет-волна, материя-частица и материя-волна – это взаимоисключающие абстракции, дополняющие друг друга. Их нельзя слить воедино, между ними нельзя выбирать; они должны существовать рядом друг с другом в кажущемся парадоксе и противоречии; но согласие с этим неприятным, не-Аристотелевым условием означает, что физика может познать больше, чем без него. Более того, как показывает в своем ограниченном контексте недавно опубликованный принцип неопределенности Гейзенберга, Вселенная, по-видимому, устроена таким образом настолько глубоко, насколько могут проникнуть человеческие чувства.

Эмилио Сегре, слушавший лекцию Бора в Комо в 1927 году, когда сам он был юным студентом инженерного факультета, просто и ясно излагает принцип дополнительности в истории современной физики, которую он написал, уйдя на покой: «Две величины взаимно дополнительны, если измерение одной из них делает невозможным одновременное точное измерение другой. Аналогичным образом, две концепции взаимно дополнительны, если одна из них налагает ограничения на другую»[579].

Затем Бор аккуратно рассмотрел по очереди все конфликты между классической и квантовой физикой и показал, что дополнительность разрешает их. В заключение он кратко коснулся связи дополнительности с философией. «Затруднения, с которыми мы встречаемся на этом пути, – сказал он, – происходят главным образом оттого, что, так сказать, каждое слово в языке связано с нашими обычными представлениями. В квантовой теории мы встречаемся с этой трудностью с самого начала в вопросе о неизбежности доли иррациональности, присущей квантовому постулату. Однако я надеюсь, что идея дополнительности способна охарактеризовать существующую ситуацию, которая имеет далеко идущую аналогию с общими трудностями образования человеческих понятий, возникающими из разделения субъекта и объекта»[580][581]. Таким образом, он снова вернулся к дилемме лиценциата из «Приключений датского студента» и разрешил ее: «я» мыслящее и «я» действующее – это разные, взаимоисключающие, но взаимно дополнительные абстракции личности.

В следующие годы Бор значительно расширил вселенский охват своей «некой общей точки зрения». Она служила ему руководящим принципом не только в вопросах физики, но и в более общих делах общественной жизни. Но она так и не заняла того центрального места в физике, которое он ей прочил. Как и следовало ожидать, значительное меньшинство физиков старшего поколения, присутствовавших в Комо, так с ним и не согласилось. Не был убежден в его правоте и Эйнштейн, когда узнал об этой концепции. В 1926 году он писал Максу Борну, рассуждая о статистической природе квантовой теории: «Квантовая механика производит очень сильное впечатление. Но внутренний голос говорит мне, что это все не то. Из этой теории удается извлечь довольно много, но она вряд ли подводит нас к разгадке секретов Всевышнего. Я, во всяком случае, полностью убежден, что Он не играет в кости»[582][583]. Через месяц после Комо в Брюсселе прошла другая физическая конференция, ежегодный Сольвеевский конгресс, который проводился на средства состоятельного бельгийского промышленника Эрнеста Сольве. В нем Эйнштейн участвовал, так же как и Бор, Макс Планк, Мария Кюри, Хендрик Лоренц, Макс Борн, Пауль Эренфест, Эрвин Шрёдингер, Вольфганг Паули, Вернер Гейзенберг и многие другие. «Все мы жили в одном отеле, – вспоминает Гейзенберг, – и самые острые дискуссии проходили не в конференц-зале, а в ресторане отеля. Бор и Эйнштейн несли главную тяжесть этой борьбы за новое истолкование квантовой теории»[584][585].

Эйнштейн отказывался согласиться с тем, что на атомном уровне нет детерминизма, что тонкая структура Вселенной непознаваема, что всем правит статистика. «“Господь Бог не играет в кости” – это выражение часто можно было услышать от него во время дискуссий, – пишет Гейзенберг. – Эйнштейн не мог поэтому примириться с соотношениями неопределенностей и старался придумать эксперименты, в которых эти соотношения уже не имели бы места». Он упорно отказывался принять принцип неопределенности и пытался придумать случаи, в которых этот принцип оказался бы неверным». За завтраком Эйнштейн предлагал очередной замысловатый мысленный эксперимент, споры о нем продолжались в течение всего дня, «…и, как правило, все заканчивалось тем, что Нильс Бор вечером за ужином был уже в состоянии доказать Эйнштейну, что очередной предложенный им эксперимент тоже не ведет к отмене соотношения неопределенностей. Эйнштейн казался несколько обеспокоенным, но уже на следующее утро у него за завтраком был готов новый мысленный эксперимент, еще более сложный и призванный теперь уж наверняка обнаружить недействительность соотношения неопределенностей»[586]. Так продолжалось в течение нескольких дней, пока наконец Эренфест прямо не сказал Эйнштейну – а они были очень старыми друзьями, – что ему за него стыдно, что Эйнштейн возражает против квантовой теории так иррационально, как возражали против теории относительности его собственные оппоненты. Эйнштейн своего мнения не изменил (и сохранил его – в том, что касалось квантовой теории, – на всю оставшуюся жизнь).

В свою очередь, Бор, хотя и был гибким прагматиком и демократом и никогда не был склонен к абсолютизму, в какой-то момент уже не мог больше слышать о представлениях Эйнштейна относительно божественных склонностей в области азартных игр. В конце концов он одернул Эйнштейна, используя его же собственную терминологию. Бог не играет в кости? «Но все-таки наша задача не может состоять в том, чтобы предписывать Богу, как Он должен править миром»[587].

6

Машины

После войны Кавендишская лаборатория процветала под руководством Резерфорда. Роберт Оппенгеймер так мучился там главным образом потому, что не был экспериментатором; для физиков-экспериментаторов Кавендиш был именно тем центром, который надеялся найти там Оппенгеймер. Ч. П. Сноу учился там немного позже, в начале 1930-х, и его восторженные впечатления выражает вымышленный молодой ученый, герой его первого романа «Поиски»[588], опубликованного в 1934 году:

Вряд ли я когда-нибудь забуду эти собрания по средам в Кавендише. Для меня они были воплощением глубочайшей личной взволнованности наукой; в них была, если хотите, романтика, но не романтика частного научного открытия, которую я вскоре познал. Каждую среду я возвращался домой сырыми вечерами, когда восточный ветер с болот с воем проносился по старым улицам, и я шел, озаренный ощущением, что я их видел, слышал, был рядом с лидерами величайшего движения в мире[589][590].

Лаборатория, более чем когда-либо переполненная народом, начинала заметно ветшать. Марк Олифант вспоминает, что, впервые попав в холл, расположенный перед кабинетом Резерфорда, он заметил «не покрытые коврами дощатые полы, выцветший лак на сосновых дверях и пятна на оштукатуренных стенах, тускло освещенных световыми люками с грязным стеклом». Кроме того, Олифант зафиксировал облик Резерфорда в это время, в конце 1920-х, когда директор Кавендишской лаборатории был на середине шестого десятка: «Меня радушно встретил крупный, довольно румяный человек с редеющими светлыми волосами и большими усами. Он сильно напомнил мне заведующего сельской лавкой и почтовым отделением в маленькой деревне в холмах за Аделаидой, в которой я провел часть своего детства. В присутствии Резерфорда я сразу же почувствовал себя легко и уютно. Он говорил, слегка запинаясь, и время от времени подносил спичку к своей трубке, которая изрыгала дым и пепел не хуже вулкана»[591].

Резерфорд по-прежнему совершал поразительные открытия при помощи простейшего оборудования. Самое важное из них, если не считать открытия ядра, обрело зримые формы в 1919 году, незадолго до его переезда из Манчестера в Кембридж: статью о нем он сдал в печать в апреле. Позже, уже в Кавендишской лаборатории, они с Джеймсом Чедвиком продолжили эту работу. Собственно говоря, в манчестерской статье 1919 года подводились итоги серии исследований, которыми Резерфорд занимался в редкие свободные минуты четырех военных лет, когда он практически в одиночку обеспечивал продолжение работы своей лаборатории и одновременно работал над системами обнаружения подводных лодок по заказу Адмиралтейства. Статья вышла в четырех частях. Первые три части подготавливали почву для четвертой, революционной части под названием «Аномальный эффект в азоте»[592].

В 1915 году Эрнест Марсден, работа которого по изучению рассеяния альфа-частиц привела Резерфорда к открытию атомного ядра, обнаружил столь же плодотворную странность в процессе рутинных экспериментальных исследований в Манчестере. Марсден использовал альфа-частицы – ядра гелия, элемента с атомным весом 4, – вылетающие из маленькой стеклянной трубки с газообразным радоном, для бомбардировки атомов водорода. Для этого он закрепил трубку с радоном внутри герметичного латунного ящика, на одной из стенок которого был установлен сцинтилляционный экран из сульфида цинка, откачал из этого ящика воздух и заполнил его газообразным водородом. Альфа-частицы, испускаемые радоном, отскакивали от атомов водорода (с атомным весом около 1) как стеклянные шарики, передавая атомам водорода свою энергию, в результате чего некоторые из них начинали двигаться в сторону сцинтилляционного экрана. Затем Марсден измерил дальность их полета, вставляя перед экраном листы поглощающей металлической фольги до тех пор, пока сцинтилляция не прекращалась. Как и следовало ожидать, менее массивные атомы водорода разлетались в результате столкновений с более тяжелыми альфа-частицами дальше, чем сами альфа-частицы, – приблизительно в четыре раза дальше, уточняет Резерфорд, – так же, как это происходит с более и менее крупными стеклянными шариками.

Тут все было достаточно понятно. Но затем, рассказывает Резерфорд, Марсден заметил в процессе откачки воздуха из ящика, что сама стеклянная трубка с радоном, «служащая источником α-частиц, вызывает сцинтилляции, подобные тем, которые обусловлены водородом»[593]. Он попытался использовать трубку из кварца, затем никелевый диск, покрытый соединением радия, и обнаружил столь же яркие, водородоподобные вспышки. «Марсден пришел к выводу, что водород возникает из самого радиоактивного вещества»[594][595]. Этот вывод, окажись он справедливым, был бы ошеломляющим – до сих пор из распадающихся радиоактивных атомов наблюдалось испускание только ядер гелия, бета-частиц (электронов) и гамма-лучей, – но он не был единственным возможным объяснением происходящего. И Резерфорд, который в конце концов открыл два из трех основных типов радиоактивного излучения и никогда не встречал среди них водорода, не был готов сразу, не глядя, согласиться с ним. В 1915 году Марсден вернулся в Новую Зеландию на преподавательскую работу; Резерфорд продолжил изучение этой странной аномалии. У него было вполне конкретное предположение относительно того, что именно он ищет. «Время от времени мне удается урвать свободные полдня, чтобы провести некоторые из моих собственных экспериментов, – писал он Бору 9 декабря 1917 года, – и я думаю, что получил результаты, которые в конце концов окажутся чрезвычайно важными. Мне очень хотелось бы обсудить все эти вещи вместе с вами здесь. Я обнаруживаю и подсчитываю легкие атомы, приводимые в движение α-частицами, и эти результаты, как мне кажется, проливают яркий свет на характер и распределение сил вблизи ядра. Я также пытаюсь этим же методом взломать атом»[596][597].

Его установка была похожа на установку Марсдена: маленький латунный ящик с запорными кранами для ввода и вывода газов и сцинтилляционным экраном, установленным на одной из его стенок. В качестве источника альфа-частиц он использовал конический латунный диск, покрытый соединением радия:

Схема эксперимента Эрнеста Резерфорда: D – источник альфа-частиц, S – сцинтилляционный экран из сульфида цинка, M – микроскоп

Проще всего было объяснить аномальное появление атомов водорода у Марсдена загрязнением: водород – легкий, химически активный элемент, и небольшое его количество содержится в повсеместно присутствующем воздухе. Поэтому перед Резерфордом, по сути дела, стояла задача тщательного исключения. Ему нужно было последовательно выделять все возможные источники атомов водорода в ящике до тех пор, пока он не смог бы убедительно доказать их происхождение. Вначале он продемонстрировал, что они не могли возникать из одних только радиоактивных материалов. Он установил, что их масса и предполагаемая дальность были такими же, как и у атомов водорода, которые вылетали в эксперименте Марсдена в результате бомбардировки газообразного водорода альфа-частицами. Он ввел в откачанный латунный ящик обезвоженный кислород, затем – углекислый газ, и в обоих случаях обнаружил, что атомы водорода, вылетающие из радиоактивного источника, замедляются из-за соударений с атомами этих газов – число сцинтилляционных вспышек на экране уменьшалось.

Тогда он попробовал сухой воздух. Результат оказался неожиданным. Присутствие воздуха не уменьшило числа вспышек, как это было при использовании кислорода и углекислого газа, а увеличило – точнее говоря, удвоило его.

Яркость вновь обнаруженных сцинтилляционных вспышек «…глазу кажется примерно такой же, как яркость H-сцинтилляций»[598][599], – осторожно отмечает Резерфорд около начала революционной части IV своей статьи. Он занялся этими вспышками. Если их вызывал водород, речь по-прежнему могла идти о загрязнении. Сперва он исключил эту возможность. Он показал, что водород, содержащийся в водяном паре (Н₂О), не мог быть их причиной: тщательное высушивание воздуха почти никак не влияло на число вспышек. Атомы водорода, подобно опасным микробам, могут скрываться в пыли: Резерфорд отфильтровал воздух, вводимый в ящик, пропуская его через последовательность длинных ватных пробок, но и это не привело к значительным изменениям.

Поскольку увеличение числа атомов водорода наблюдалось в воздухе, но отсутствовало в кислороде или углекислом газе, Резерфорд заключил, что аномальный эффект «…должен быть вызван азотом или другим газом, присутствующим в атмосферном воздухе»[600]. А поскольку воздух на 78 % состоит из азота, наиболее вероятным кандидатом казался именно этот газ. Он проверил это предположение самым простым способом, сравнив число вспышек, получающееся в присутствии воздуха и чистого азота. Его гипотеза подтвердилась: «В чистом азоте число длиннопробежных сцинтилляций в тех же условиях превышало число сцинтилляций в воздухе». Резерфорд наконец установил, что атомы водорода действительно происходили из азота, а не только из радиоактивного источника. И тогда он сделал следующее потрясающее заявление, как обычно прикрыв его осторожным преуменьшением, характерным для британской науки: «На основе полученных результатов трудно удержаться от заключения, что длиннопробежные атомы, возникающие при столкновениях α-частиц с азотом, это не атомы азота, а, по-видимому, атомы водорода или атомы с массой 2. Если это действительно так, то мы должны сделать вывод, что атом азота распадается под действием громадных сил, развивающихся при близком столкновении с быстрой α-частицей»[601]. Пресса вскоре перепечатала сообщение об этом открытии в более прямых выражениях. «Сэр Эрнест Резерфорд, – кричали газетные заголовки в 1919 году, – разделил атом».

На самом деле речь шла скорее о превращении, чем о делении, – впервые достигнутом искусственном преобразовании атома. Столкновение альфа-частицы, имеющей атомный вес 4, с атомом азота, имеющим атомный вес 14, приводит к выбиванию ядра водорода (которое Резерфорд вскоре предложил назвать протоном), в результате чего остается новый атом кислорода в виде изотопа ¹⁷О: 4 плюс 14 минус 1 дает 17. Полученного ¹⁷О вряд ли хватило бы для дыхания: лишь приблизительно одной альфа-частице из 300 000 удается преодолеть электрический барьер, окружающий ядро азота, и произвести это алхимическое превращение[602].

Однако благодаря этому открытию появились новые возможности изучения ядра. До сих пор физики ограничивались измерением излучения, отражающегося от него или естественным образом испускаемого ядром при радиоактивном распаде. Теперь они получили возможность заглянуть и внутрь ядра. Вскоре Резерфорд и Чедвик стали перебирать другие легкие ядра, чтобы выяснить, можно ли вызвать и их распад. Оказалось, что для многих из них – бора, фтора, натрия, алюминия, фосфора – это вполне возможно. Однако дальнейшее продвижение по периодической системе натолкнулось на препятствие. Естественные радиоактивные источники, которые использовал Резерфорд, испускали сравнительно медленно движущиеся альфа-частицы, энергия которых была недостаточной для проникновения сквозь все более мощные электрические барьеры более тяжелых ядер. Чедвик и другие сотрудники Кавендишской лаборатории стали поговаривать об изобретении методов разгона частиц до более высоких скоростей. Резерфорд, презиравший сложное оборудование, был против. В любом случае ускорение частиц казалось делом сложным. Развитие новорожденной науки – ядерной физики – на некоторое время приостановилось.

Помимо резерфордовских «мальчиков» в Кавендишской лаборатории работало еще несколько независимых исследователей, наследников Дж. Дж. Томсона. Одним из них, занимавшимся другой, но родственной темой, был стройный, красивый, спортивный, состоятельный экспериментатор Фрэнсис Уильям Астон, сын дочери бирмингемского оружейника и торговца металлами из Харборна[603]. В детстве Астон делал из баллончиков для сифонов пироксилиновые бомбочки и запускал сделанные из папиросной бумаги монгольфьеры собственной конструкции. Став взрослым и оставшись на всю жизнь холостяком, он, унаследовав в 1908 году состояние отца, занимался горнолыжным спортом, создавал мотоциклы и участвовал в мотоциклетных гонках, играл на виолончели и совершал комфортабельные кругосветные путешествия. В 1909 году, когда ему было тридцать два года, он побывал в Гонолулу и научился там серфингу, который называл с тех пор лучшим из всех видов спорта[604]. Астон был одним из регулярных партнеров Резерфорда по воскресным играм в гольф на кембриджских холмах Гог-Магог. Именно он объявил в 1913 году на заседании Британской ассоциации о разделении неона на два изотопа методом кропотливой диффузии через трубочную глину.

По образованию Астон был химиком; в физику его привлекло известие об открытии рентгеновских лучей. Дж. Дж. Томсон привел его в Кавендишскую лабораторию в 1910 году, потому что Томсону казалось, что он смог разделить неон на два компонента в анодно-лучевой разрядной трубке, а Астон взял на себя трудоемкую работу по доказательству различий между этими компонентами методом газовой диффузии. Томсон выяснил, что пучки атомов разных типов можно разделить, если воздействовать на разрядную трубку параллельными магнитным и электростатическим полями. Пучки, которые он получал в своих трубках, не были катодными лучами; он работал теперь с «лучами», которые отталкивались от противоположного электрода, от положительно заряженного анода. Эти лучи были пучками атомных ядер, то есть атомов, лишенных электронов – ионизированных. Их можно было получить из газа, закачанного в трубку. Другой метод предполагал покрытие самого анода твердым материалом: в таком случае ионизированные атомы материала вылетали из этого слоя при откачке трубки и подаче напряжения на анод.

Пучок, состоящий из смеси ядер, изгибается в магнитном поле, разделяясь на несколько отдельных пучков ядер разной скорости, по которой можно определить их массу. Электростатическое поле по-разному изгибает такие пучки в зависимости от электрического заряда ядер, что позволяет измерить их атомный номер[605]. «Таким образом, – пишет Дьёрдь де Хевеши, – было доказано присутствие в разрядной трубке широкого спектра разных атомов и групп атомов»[606].

Работая во время войны в Королевском авиаконструкторском институте в Фарнборо, к юго-востоку от Лондона, где он разрабатывал более прочные лаки и ткани для самолетных корпусов, Астон напряженно размышлял о разрядных трубках Томсона. Он хотел получить неоспоримое доказательство существования изотопов неона – Дж. Дж. все еще не был в нем убежден – и предвидел возможность сортировки изотопов и других элементов. Он считал, что решение этой задачи даст анодно-лучевая трубка, но она годилась только для общих наблюдений; ее измерительная точность была безнадежно низкой.

К моменту возвращения Астона в Кембридж в 1918 году он нашел теоретическое решение своей задачи; теперь он приступил к созданию того прецизионного прибора, который он задумал[607]. В нем газ или покрытие заряжались до тех пор, пока их материал не ионизировался до разделения на составляющие его электроны и ядра, после чего ядра вылетали через щель, формировавшую тонкий плоский пучок, похожий на пучок света, суженный щелью спектрографа. После этого пучок проходил через сильное электростатическое поле, и разные ядра распределялись по разным пучкам. Далее разделенные пучки направлялись сквозь магнитное поле; оно распределяло ядра по массе, формируя отдельные пучки разных изотопов. Наконец разделенные таким образом пучки попадали в кассету фотокамеры, и их точное расположение отмечалось на калиброванной фотопленке. Степень разделения пучков магнитным полем – и положение полосок засветки, которые они оставляли на пленке – точно соответствовала массам образующих их ядер.

Астон назвал свой вновь изобретенный прибор масс-спектрографом, так как он позволял распределять элементы и их изотопы по массе практически так же, как спектрограф оптический распределяет свет в зависимости от его частоты. Масс-спектрограф немедленно стал пользоваться громким успехом. «В письмах ко мне в январе и феврале 1920 года, – говорит Бор, – Резерфорд выражал свое удовлетворение работами Астона, в особенности открытием изотопов хлора, которые так наглядно демонстрировали статистический характер отклонений химических атомных весов от целочисленных значений. Он не без юмора комментировал также оживленные дискуссии в Кавендишской лаборатории, посвященные относительным достоинствам различных моделей атома, которые появлялись в связи с открытием Астона»[608][609]. В течение следующих двух десятилетий Астон идентифицировал 212 из 281 встречающихся в природе изотопов. Он обнаружил, что атомные веса всех измеренных им элементов (за одним лишь заметным исключением – водорода) очень близки к целым числам, что было сильным аргументом в пользу теории, утверждавшей, что природные элементы попросту состоят из наборов протонов и электронов, то есть атомов водорода. Химики не получали целочисленных атомных весов природных элементов, потому что они часто представляют собой смеси изотопов с разными атомными весами. Например, как Астон отмечал впоследствии в своих лекциях, он доказал, «что неон несомненно состоит из изотопов 20 и 22, и то, что его атомный вес равен 20,2, связано с тем, что изотопы эти присутствуют в нем в пропорции около 9 к 1»[610]. Это удовлетворило даже Дж. Дж. Томсона.

Но почему же водород был исключением из этого правила? Если элементы состоят из атомов водорода, почему сам атом водорода, их основной конструктивный элемент, причем только он один, весит 1,008 единицы? Почему вес четырех таких атомов, образующих гелий, уменьшается до 4? Почему он не равен 4,032? И почему вес гелия равен не точно 4, а 4,002, а кислорода – не точно 16, а 15,994? Что означают эти чрезвычайно малые и неодинаковые отклонения от целых чисел?

Атомы не распадаются, рассуждал Астон. Их скрепляет нечто чрезвычайно сильное. Этот скрепляющий фактор характеризуется энергией связи. Для создания связи атомы водорода, объединенные в ядро какого-либо элемента, жертвуют частью своей массы. Именно этот дефект массы и обнаружил Астон, сравнивая атом водорода с атомами других элементов с точки зрения выполнения целочисленного правила. Кроме того, утверждал он, ядра бывают более или менее плотно упакованы. В зависимости от плотности их упаковки им требуется большая или меньшая энергия связи, что, в свою очередь, требует большего или меньшего расхода массы – отсюда и берутся небольшие вариации. Разницу между измеренной массой и целочисленным значением он выразил в виде дроби, которую назвал упаковочным коэффициентом; грубо говоря, этот коэффициент равен отношению величины отклонения массы элемента от целого числа к самому этому целому числу. «Высокий упаковочный коэффициент, – предположил Астон, – соответствует неплотной упаковке и, следовательно, низкой устойчивости; низкий коэффициент указывает на обратную ситуацию»[611]. Он построил график упаковочных коэффициентов и показал, что элементы, находящиеся в широкой центральной области периодической системы, например никель, железо, олово, обладают самыми низкими коэффициентами и, следовательно, самой высокой устойчивостью, а элементы, расположенные по краям таблицы, – как самые легкие, например водород, так и самые тяжелые, например уран, – имеют высокие упаковочные коэффициенты и, таким образом, являются самыми нестабильными. Внутри всех элементов, утверждал он, но особенно в элементах с высоким упаковочным коэффициентом, заключена масса, которую можно преобразовать в энергию[612]. Если сравнить гелий с водородом, получится, что у гелия не хватает почти 1 % массы (отношение 4 к 4,032 равно 0,992, то есть 99,2 %). «Если бы мы могли преобразовать [водород] в [гелий], почти 1 % его массы аннигилировал[613] бы. Учитывая уже доказанную на опыте релятивистскую эквивалентность массы и энергии [Астон имеет в виду знаменитую формулу Эйнштейна E = mc²], количество высвобожденной энергии было бы огромным. Так, превращение в гелий водорода, содержащегося в стакане воды, дало бы достаточно энергии для перехода лайнера “Куин Мэри” через Атлантику и обратно на полной скорости»[614].

Далее в своей лекции, прочитанной в 1936 году, Астон рассуждает о возможных социальных последствиях высвобождения такой энергии. Вооружившись необходимыми знаниями, говорит он, «химики-ядерщики, я уверен, смогут синтезировать элементы точно так же, как обычные химики синтезируют химические соединения, и можно не сомневаться, что в некоторых из таких реакций будет происходить высвобождение субатомной энергии». И продолжает:

Некоторые среди нас говорят, что такие исследования должны быть запрещены законом, утверждая, что разрушительная сила человека и без того уже достаточно велика. Наверное, так же самые старые и обезьяноподобные из наших доисторических предков возражали против новинок вроде приготовленной на огне пищи и указывали на ужасные опасности, связанные с только что изобретенным использованием огня. Я лично думаю, что субатомная энергия несомненно окружает нас повсюду, и однажды человек научится извлекать и контролировать ее почти неограниченную мощь. Мы не можем помешать ему в этом, и нам остается лишь надеяться, что люди будут использовать ее не только для уничтожения друг друга[615].

Масс-спектрограф, который Фрэнсис Астон изобрел в 1919 году, не мог высвободить энергию связи атома. Но он позволил определить эту энергию связи и выявить группу элементов, сравнительная нестабильность которых предполагала, что при наличии соответствующих методов именно из них эта энергия может быть получена с наибольшей вероятностью. В 1922 году работа Астона была удостоена Нобелевской премии по химии. Получив премию вместе с Нильсом Бором – «с тех пор Стокгольм навсегда стал городом нашей мечты»[616], – вспоминает его сестра, ездившая на церемонию вместе с ним, – Астон вернулся в Кавендишскую лабораторию и продолжал создавать все более крупные и точные масс-спектрографы. Как правило, он работал с ними по ночам, потому что, как говорит его сестра, его «особенно раздражал всевозможный человеческий шум», вплоть до голосов, приглушенно доносившихся сквозь стены лаборатории. «Он очень любил животных, особенно кошек и котят, и готов был приложить любые усилия, чтобы с ними познакомиться, но не любил громко лающих собак»[617]. Хотя Астон с огромным уважением относился к Эрнесту Резерфорду, громоподобный голос директора Кавендишской лаборатории должен был причинять ему постоянные страдания.

В деле ускорения частиц лидировали Соединенные Штаты. Традиции американской механики, обеспечившие развитие промышленного производства и разнообразившие военные арсеналы, добрались и до научных лабораторий. В 1914 году, во время обсуждения проекта бюджетных ассигнований, один из конгрессменов спрашивал эксперта: «Что такое физик? На заседании палаты меня спросили, какой смысл в профессии физика, и я не смог ответить на этот вопрос»[618]. Но война ясно показала, что такое физик, выявила значение науки для развития технологий, особенно технологий военных, и это немедленно обеспечило науке поддержку как со стороны государства, так и со стороны частных фондов. За двенадцать лет между 1920 и 1932 годами среди американцев появилось больше физиков, чем за предыдущие шестьдесят лет. Они получали лучшее образование, чем их предшественники; по меньшей мере пятьдесят американских физиков учились в Европе благодаря финансированию Национального совета по научным исследованиям или Международного совета по образованию или вновь учрежденным стипендиям Гуггенхайма. К 1932 году в Соединенных Штатах насчитывалось 2500 физиков, в три раза больше, чем в 1919 году. До 1920-х годов журнал Physical Review, бывший для американских физиков тем же, чем был для немцев Zeitschrift für Physik, считался в Европе изданием отсталым, которое никто не воспринимает всерьез. За следующее десятилетие толщина этого журнала увеличилась более чем вдвое, начиная с 1929 года он стал выходить раз в две недели, и у него появились читатели в Кембридже, Копенгагене, Гёттингене и Берлине, спешившие просмотреть свежий номер, как только он появлялся.

Психометристы[619] настойчиво расспрашивали американских ученых этого, первого современного, поколения, пытаясь выяснить, что́ это были за люди – точнее, мужчины, так как женщин среди них было очень мало, – и откуда они взялись. В одном из таких исследований выяснилось, что больше всего ученых производили мелкие общеобразовательные университеты Среднего Запада и Тихоокеанского побережья (в то время как Новая Англия удерживала первенство по производству юристов). Согласно полученным данным, половина физиков-экспериментаторов и целых 84 % теоретиков были сыновьями образованных специалистов, в основном инженеров, врачей и преподавателей, хотя некоторые из экспериментаторов были сыновьями фермеров. Ни у кого из шестидесяти четырех ученых, в том числе двадцати двух физиков, охваченных крупнейшим из таких исследований, отец не был чернорабочим, и лишь немногие из отцов физиков были бизнесменами. Почти все физики были либо первенцами, либо старшими сыновьями в семье. Среднее значение коэффициента вербального интеллекта (verbal IQ) у физиков-теоретиков было самым высоким среди всех рассмотренных ученых: оно составляло около 170, что было почти на 20 % выше, чем у экспериментаторов. У теоретиков же оказался и самый высокий коэффициент пространственного интеллекта (spatial IQ), а экспериментаторы заняли по нему второе место[620].

Этот обзор биографических данных шестидесяти четырех человек, в том числе двадцати двух физиков, выбранных из числа «самых выдающихся ученых Соединенных Штатов», позволил получить следующий составной портрет американского ученого в полном расцвете сил:

С большой вероятностью был болезненным ребенком или потерял в раннем возрасте одного из родителей. Обладает чрезвычайно высоким IQ и много читает, начиная с самого детства. Часто чувствовал себя одиноким и «не таким, как все», был застенчив и чуждался одноклассников. Лишь умеренно интересовался девочками и начал встречаться с ними только в университете. Поздно женился… имеет двоих детей и находит в семейной жизни надежное убежище; устойчивость его брака выше средней. Выбрал профессию ученого только на третьем или четвертом курсе университета. На его выбор (почти во всех случаях) повлияла студенческая работа, в которой у него была возможность провести свои собственные исследования, выяснить нечто самостоятельно. Открыв для себя прелести такой работы, он больше уже не думал ни о чем другом. Полностью удовлетворен выбранной профессиональной стезей… Много и интенсивно работает в своей лаборатории, зачастую без выходных. Говорит, что вся его жизнь в работе, имеет мало других развлечений… Кинофильмы кажутся ему скучными. Избегает светских мероприятий и политической деятельности; религия не играет никакой роли ни в его жизни, ни в его мышлении. По-видимому, научные исследования удовлетворяют внутренние потребности его личности лучше, чем любые другие интересы или занятия[621].

Это описание явно близко к портрету Роберта Оппенгеймера. Члены охваченной этим исследованием группы, как и сообщества американских физиков того времени в целом, происходили преимущественно из протестантских семей; непропорционально малое меньшинство составляли евреи, а католиков не было вовсе.

В психологическом исследовании ученых в Беркли с использованием теста Роршаха и теста тематической апперцепции, а также собеседований было сорок участников, шестеро из которых были физиками, а еще семеро – химиками[622]. Исследование выяснило, что ученые обдумывают свои задачи во многом так же, как художники. Ученые и художники оказались менее схожими по личностным характеристикам, чем по особенностям мышления, но обе эти группы обнаружили сходные отличия от бизнесменов. Резкое и важное отличие состояло в том, что, по словам почти половины ученых, охваченных этим исследованием, в детстве они росли без отца, «так как их отцы рано умерли, работали далеко от дома или держались настолько отчужденно и холодно, что дети их практически не знали»[623]. Те из ученых, которые росли при живых отцах, описывали их словами «жесткий, строгий, отчужденный и эмоционально замкнутый»[624]. Художники из ранее изученной группы также росли без отцов, в группе бизнесменов такого не наблюдалось.

Зачастую лишенных отца, «стеснительных, одиноких, – пишет психометрист Льюис М. Терман, – отстающих в социальном развитии, не интересующихся близкими личными отношениями, групповой деятельностью или политикой»[625], этих чрезвычайно одаренных умственно молодых людей приводило в науку открытие более личное, нежели просто удовольствие от независимых исследований, о котором они регулярно рассказывали. Обычно такими исследованиями по-отечески руководил преподаватель естественных наук[626]. Среди качеств, которыми такой наставник производил впечатление на своих учеников, они ставили на первое место не педагогические таланты, а «мастерство, доброту и профессиональное достоинство»[627]. Одно из исследований двухсот таких наставников приходит к следующему выводу: «По-видимому, успешность таких учителей основывается в основном на их способности взять на себя роль отца своих учеников»[628]. Лишенный отца молодой человек находит суррогатного отца, обладающего талантом, добротой и чувством собственного достоинства, отождествляет себя с ним и начинает подражать ему. На более поздней стадии этого процесса независимый ученый сам стремится к тому, чтобы стать наставником сравнимого масштаба.

Человек, которому суждено было стать основателем американской физики больших машин, приехал в Беркли в 1928 году, за год до Оппенгеймера. Эрнест Орландо Лоуренс[629] был на три года старше молодого теоретика и во многих отношениях являлся его противоположностью, представляя противоположный край составного спектра американских типов. И он, и Оппенгеймер были высокими и голубоглазыми, оба ставили перед собой высокие цели. Но Эрнест Лоуренс был экспериментатором родом из раскиданных в прериях мелких городишек Южной Дакоты. Он был потомком норвежских эмигрантов, сыном школьного инспектора и председателя учительской коллегии. Все свое образование вплоть до докторской степени он получил в Соединенных Штатах – в университетах Южной Дакоты, Миннесоты, Чикаго и, наконец, в Йеле. По словам одного из его учеников, будущего нобелевского лауреата Луиса У. Альвареса, он отличался «почти что отвращением к математической мысли»[630]. Он обладал ребячливым, общительным характером, никогда не употреблял крепких ругательств и научился чувствовать себя в своей тарелке среди столпов общества, бывших завсегдатаями элитарного калифорнийского клуба в Богемской роще. К тому же он был успешным торговцем, сумевшим оплатить обучение в университете за счет продажи алюминиевой посуды по окрестным фермам, и обладал талантом к изобретению замысловатых механизмов. Лоуренс приехал в Беркли из Йеля вместе с родителями и младшим братом на автомобиле Reo Flying Cloud и поселился в преподавательском клубе. Одержимый навязчивым стремлением к величию – как своему, так и физики, – он работал с раннего утра до поздней ночи.

Еще на первом курсе магистратуры, в 1922 году, Лоуренс начал обдумывать возможности достижения высоких энергий. В этом его по-отечески поддерживал его пылкий наставник. Уильям Фрэнсис Грей Суонн, англичанин, попавший в Миннесоту после работы в отделе земного магнетизма частного Института Карнеги в округе Колумбия, затем перешел по мере развития своей научной карьеры в Чикаго, а потом и в Йель, и Лоуренс всюду сопровождал его. После того как Лоуренс получил докторскую степень и приобрел многообещающую репутацию, Суонн убедил Йельский университет позволить ему не тратить традиционные четыре года на работу младшим преподавателем и сразу занять должность доцента физического факультета. В 1926 году Суонн ушел из Йеля, и это стало одной из причин того, что Лоуренс решил перебраться на запад. Кроме того, в Беркли ему обещали должность адъюнкт-профессора, хорошую лабораторию, сколько угодно аспирантов и 3300 долларов в год зарплаты, а Йель ничего подобного не предлагал.

В Беркли, как говорил впоследствии Лоуренс, «как мне казалось, было самое время уточнить мои исследовательские планы, понять, нельзя ли с пользой заняться ядерными исследованиями, потому что передовые работы Резерфорда и его школы ясно показывали, что следующей областью великих свершений в физике явно будет атомное ядро»[631]. Но, как объясняет Луис Альварес, «утомительные методы, которые использовал Резерфорд… отпугивали самых перспективных ядерных физиков. Простые расчеты показывали, что один микроампер ускоренных при помощи электричества легких ядер будет ценнее, чем все мировые запасы радия, – если только ядерным частицам удастся придать энергию порядка миллиона электрон-вольт»[632].

Альфа-частицы или, еще лучше, протоны можно ускорять, если производить их в разрядной трубке, а затем применять к ним электрическое притяжение или отталкивание. Но никто не знал, как сконцентрировать в одном месте на достаточное с практической точки зрения время напряжение в миллионы вольт, по-видимому необходимое для преодоления электрического барьера более тяжелых ядер, без электрических пробоев, которые могут быть вызваны искрами или перегревом. Эта проблема была, по сути дела, проблемой механической, экспериментальной. Неудивительно, что ею заинтересовалось молодое поколение американских физиков-экспериментаторов, выросших в мелких городках и на сельских фермах и с самого детства увлекавшихся радиотехникой. К 1925 году Мерл Тьюв, друг детства и одноклассник Лоуренса по школе в Миннесоте, также пользовавшийся покровительством У. Ф. Г. Суонна, а теперь работавший в Институте Карнеги вместе с тремя другими физиками, сумел добиться кратковременного, но впечатляющего ускорения частиц при помощи высоковольтного трансформатора, погруженного в масло. Разрабатывали новое оборудование и другие, в том числе Роберт Дж. Ван де Грааф в МТИ и Чарльз К. Лауритсен в Калтехе.

Лоуренс занимался более перспективными исследованиями, но не забывал и о задаче получения высоких энергий. Главная идея пришла ему в голову весной 1929 года, за четыре месяца до приезда Оппенгеймера. «В начале своей работы в Беркли, когда он еще был холостяком, – пишет Альварес, – Лоуренс часто проводил вечера в библиотеке, читая все подряд… Хотя в аспирантуре он еле-еле сдал французский и немецкий на требовавшемся уровне и, следовательно, почти не знал ни того ни другого языка, он прилежно, вечер за вечером, перелистывал старые выпуски иностранных изданий»[633]. Такой силой обладало упорство Лоуренса. И оно принесло свои плоды. Просматривая посвященный электротехнике немецкий журнал Archiv für Elektrotechnik, который редко читали физики, он наткнулся на сообщение норвежского инженера Рольфа Видероэ под названием «О новом принципе выработки повышенных напряжений» (Über ein neues Prinzip zur Herstellung höher Spannungen). Этот заголовок привлек его внимание. Он стал изучать прилагавшиеся к статье фотографии и чертежи. Они казались достаточно ясными, чтобы дать Лоуренсу представление о содержании статьи, и он не стал возиться с расшифровкой ее текста.

Видероэ нашел хитроумное решение задачи высокого напряжения, развив принцип, открытый одним шведским физиком в 1924 году. Он установил друг за другом два металлических цилиндра и откачал из них воздух. Источник питания подавал 25 000 вольт переменного напряжения высокой частоты, быстро меняющего полярность с положительной на отрицательную и наоборот. Таким образом, это напряжение можно было использовать как для отталкивания, так и для притяжения положительно заряженных ионов. Если подать на первый цилиндр отрицательное напряжение в 25 000 вольт и ввести с одного его конца положительные ионы, то на выходе из первого цилиндра во второй они будут ускорены до 25 000 вольт. В этот момент нужно изменить полярность, подать на первый цилиндр положительное напряжение, а на второй – отрицательное, и ионы ускорятся еще больше под действием отталкивания и притяжения. Если добавить еще цилиндров, делая их с каждым разом все большей длины с учетом увеличивающейся скорости ионов, то теоретически можно получать все большее ускорение до тех пор, пока ионы не рассеются слишком далеко от центра и не начнут соударяться со стенками цилиндра. Важное новшество решения Видероэ состояло в том, что оно позволяло получить увеличение ускорения с использованием сравнительно малого напряжения. «Эта новая идея, – говорит Лоуренс, – сразу показалась мне именно тем реальным решением технической задачи ускорения положительных ионов, которого я искал. Я не стал читать статью дальше и рассчитал предположительные параметры линейного ускорителя протонов, позволяющего разгонять их до энергий свыше миллиона [вольт]»[634].

В первый момент результаты расчетов Лоуренса показались ему обескураживающими. Выходило, что труба ускорителя должна быть «несколько метров длиной», то есть, по его мнению, слишком длинной для лаборатории (современные линейные ускорители достигают в длину 3,2 км)[635]. «Соответственно, я задумался, нельзя ли вместо того, чтобы использовать большое число цилиндрических электродов, выстроенных в одну линию, многократно использовать всего два электрода, проводя положительные ионы вперед и назад через эти электроды при помощи магнитного поля подходящей конфигурации»[636]. Конфигурация, о которой он подумал, была спиральной. «Он почти моментально осознал, – писал впоследствии Альварес, – что линейный ускоритель можно “свернуть” в ускоритель спиральный, если поместить его в магнитное поле»[637], потому что силовые линии такого поля будут направлять ионы по нужной траектории. При наличии подаваемых в точно рассчитанные моменты толчков ионы будут лететь по спирали, причем спираль эта будет становиться все шире по мере ускорения частиц, причем удерживать их на нужной траектории будет все труднее. Затем, выполнив простой расчет результатов применения магнитного поля, Лоуренс обнаружил, что спиральный ускоритель обладает еще одним неожиданным достоинством: более медленные частицы совершают в магнитном поле оборот по траектории меньшего радиуса в точности за то же время, за которое частицы более быстрые совершают оборот по своей более длинной траектории. Это означало, что все эти частицы выгодно разгонять вместе, одними и теми же чередующимися толчками.

Лоуренс пришел в восторг и поспешил рассказать о своем открытии всем на свете. В преподавательском клубе он нашел еще не спавшего астронома и привлек его к проверке своих вычислений. На следующий день он поразил одного из своих дипломников, завалив его расчетами спирального ускорения, но не проявив никакого интереса к эксперименту по теме его работы. «Ах, это, – ответил Лоуренс на вопрос студента. – Ну, по этому вопросу вы уже знаете не меньше моего. Продолжайте самостоятельно»[638]. Следующим вечером жена одного из преподавателей, проходя по кампусу, была напугана внезапным воплем пробегавшего мимо молодого экспериментатора: «Я буду знаменитым!»[639]

После этого Лоуренс поехал на восток, на съезд Американского физического общества, и обнаружил там, что лишь немногие из его коллег разделяли его точку зрения. Механикам, не обладавшим его энтузиазмом, казалась неустранимой проблема рассеяния. Мерл Тьюв воспринял его идею скептически. Джесси Бимс, коллега по Йелю и близкий друг Лоуренса, считал, что идея прекрасна, если только ее удастся осуществить. Лоуренс пользовался репутацией человека энергичного, но – то ли потому, что никто его не поддержал, то ли потому, что сама идея казалась ему верной и надежной, но в том, каким получится ее материальное воплощение на лабораторном стенде, он не был уверен, – изготовление своего спирального ускорителя он постоянно откладывал. Он был не первым человеком, замершим в нерешительности на самом пороге будущей славы.

Оппенгеймер приехал на помятом сером «крайслере»[640] летом 1929 года, после очередного отпуска, проведенного с Фрэнком на ранчо в Сангре-де-Кристо. Ранчо называлось теперь Перро-Кальенте («Горячая Собака»), от дословного испанского перевода восклицания «Hot dog!»[641], которое вырвалось у Оппенгеймера, когда он узнал, что этот участок сдается. Оппенгеймер нашел в Лоуренсе «невероятную энергию и жизнелюбие». «Весь день работает, потом убегает на теннис, потом работает еще полночи. Его заинтересованность была такой первобытно живой [и] плодотворной, а моя – в точности противоположной»[642]. Они вместе ездили верхом, причем у Лоуренса были жокейские рейтузы и английское седло – на американском-то Западе! – как считал Оппенгеймер, чтобы подчеркнуть отчуждение от фермы. Когда Лоуренсу удавалось вырваться с работы, они отправлялись на его REO в долгие поездки в Йосемити или в Долину Смерти.

Необходимый импульс придал Лоуренсу Отто Штерн, именитый экспериментатор из Гамбургского университета, защитивший диссертацию в Бреслау, которому был тогда сорок один год; в будущем его ждала Нобелевская премия (хотя в этом отношении Лоуренс его опередил). Как-то после рождественских праздников они ужинали в ресторане в Сан-Франциско, в который можно было попасть после приятной поездки на пароме через еще не перекрытый мостом залив[643]. Когда Лоуренс в очередной раз рассказал свою уже привычную историю о частицах, раскручивающихся до неограниченно высоких энергий в удерживающем их магнитном поле, Штерн, вместо того чтобы вежливо откашляться и сменить тему – как это бывало со многими другими коллегами, – загорелся, на свой германский манер, таким же энтузиазмом, какой испытывал вначале сам Лоуренс. Он велел Лоуренсу немедленно уйти из ресторана и взяться за дело. Лоуренс все же дождался утра, поймал одного из своих аспирантов и вытянул из него обещание принять участие в этом проекте, как только тот закончит подготовку к аспирантским экзаменам.

Получившаяся установка выглядела в видах сверху и сбоку следующим образом:

Два цилиндра ускорителя Видероэ превратились в два латунных электрода в форме половинок разрезанной надвое цилиндрической банки. Они были полностью заключены внутрь вакуумной камеры, а вакуумная камера была установлена между двумя круглыми, плоскими полюсами большого электромагнита.

В пространстве между двумя электродами (которые стали называть дуантами, а по-английски – dees, то есть «буквами D», которые они напоминали формой), в центральной точке находятся раскаленная нить и патрубок для вывода газообразного водорода, который производят протоны, направляемые в магнитное поле. Два дуанта, на которые поочередно подают напряжение разных знаков, отталкивают и притягивают протоны, летящие по окружности. После прохождения частицами приблизительно сотни ускоряющих витков спирали их пучок выводят, после чего его можно направить на мишень. 2 января 1931 года Лоуренс и его студент М. Стэнли Ливингстон получили в камере размером около 12 сантиметров с использованием напряжения менее 1000 вольт протоны, ускоренные до 80 000 вольт.

Проблема рассеяния разрешилась сама собою при низких ускорениях, когда Ливингстон решил убрать тонкую проволочную сетку, установленную в зазоре между дуантами, чтобы исключить возникновение ускоряющего электрического поля на внутреннюю область дрейфа. Внезапно оказалось, что между краями дуантов электрическое поле действует как линза, фокусируя летящие по спирали частицы и отклоняя их в направлении центральной плоскости. «При этом интенсивность стала в сотню раз выше, чем раньше»[644], – говорит Ливингстон. Этот эффект был слишком слабым, чтобы удерживать более высокоскоростные частицы. Тогда Ливингстон переключил свое внимание на магнитное удержание. Он предположил, что пучок частиц теряет фокусировку на высоких скоростях из-за недостаточно ровных поверхностей магнита, неоднородность которых, в свою очередь, порождает нарушения однородности магнитного поля. Под влиянием этой идеи он стал нарезать листы железной фольги на маленькие клинья, «очень похожие по форме на восклицательные знаки», как они с Лоуренсом писали потом в Physical Review, и, действуя методом проб и ошибок, вставлять эти клинья между поверхностью магнита и вакуумной камерой. Такая подстройка магнитного поля «увеличила коэффициент усиления… с приблизительно 75 до приблизительно 300»[645], – торжествующий курсив добавил Лоуренс. При одновременном использовании электрической и магнитной фокусировки двенадцатисантиметровая установка позволила в феврале 1932 года ускорить протоны до миллиона вольт. К этому времени у нее уже было прозвище, в 1936 году ставшее благодаря Лоуренсу и ее официальным названием, – циклотрон. Даже в сухом научном сообщении в Physical Review от 1 апреля 1932 года Лоуренс не мог сдержать своего восторга от возможностей новой машины:

Если предположить, что коэффициент усиления напряжения равен 500, получение 25 000 000-вольтовых протонов [!] потребует приложения к ускорителям напряжения в 50 000 вольт с длиной волны 14 метров, то есть по 25 000 вольт относительно земли к каждому из ускорителей. Это представляется вполне осуществимым на практике[646].

Магнит такого ускорителя должен был весить восемьдесят тонн, что делало его самой тяжелой из установок, использовавшихся до тех пор в физике. Лоуренс, ставший теперь профессором, уже собирал средства.

Когда Роберт Оппенгеймер старшекурсником был в Европе, он сказал одному своему другу[647], что мечтает основать в Соединенных Штатах великую школу теоретической физики – причем в Беркли, во второй после Нью-Мексико пустыне, которую он решил освоить. Эрнест Лоуренс, по-видимому, мечтал основать великую лабораторию. Оба они стремились к успеху и, каждый по-своему, к наградам, которые приносит успех, но по разным мотивам.

Юношеская претенциозность Оппенгеймера переросла по мере его взросления в Европе и в первое время в Беркли в утонченность, обычно приятную, но иногда все же чрезмерную. Оппенгеймер создал себе эту маску отчасти из отвращения к дурновкусию, вероятно происходившего из бунта против предприимчивости отца и не лишенного элементов ненависти к самому себе с антисемитским оттенком. Где-то в процессе он убедил себя в том, что честолюбие и мирской успех вульгарны; доходы от трастового фонда, составлявшие десять тысяч долларов в год, вполне позволяли ему поддерживать это убеждение. Это дезориентировало его собственные устремления. Позднее американский физик-экспериментатор И. А. Раби задумывался, почему «такие одаренные люди, как Оппенгеймер, не открывают всего того, что стоит открыть». В его ответе на этот вопрос упоминается одно из возможных препятствий:

Кажется, что Оппенгеймер был в некотором смысле чрезмерно образован в областях, выходящих за пределы научной традиции, – например, это касается его интереса к религии, в частности к религии индуистской, который создавал у него ощущение, что тайны Вселенной окружают его почти как туман. Глядя на уже достигнутое, он ясно видел физические аспекты мира, но ближе к границе непознанного он часто ощущал, что таинственного и неизвестного существует больше, чем его было на самом деле… Кто-то может назвать это недостатком веры, но, на мой взгляд, речь шла скорее об уходе от жестких, грубых методов теоретической физики в мистическое царство общей интуиции[648].

Но отвращение Оппенгеймера к тому, что казалось ему вульгарным, от тех «жестких, грубых методов», о которых говорит Раби, видимо, дезориентировало и в другом отношении, что имело более прямые негативные следствия. Его элегантная, по меньшей мере на взгляд стороннего наблюдателя, физика – в его научных статьях практически невозможно разобраться, не будучи математиком, и это не случайно – это, если уподобить ее игре в баскетбол, физика непрямых бросков. Он проводит мяч по краям и углам, играет по всей площадке, но избегает упорного натиска на кольцо. Образцами для подражания были для него два поразительно оригинальных математика[649], Вольфганг Паули и суровый, замкнутый кембриджский математик Поль А. М. Дирак, зять Юджина Вигнера. Оппенгеймер первым описал так называемый туннельный эффект[650], в результате которого частица, имеющая неопределенное положение, как бы перелетает существующий вокруг ядра электрический барьер на крыльях вероятности. С практической точки зрения можно считать, что сначала она существует, потом перестает существовать, а потом, в тот же момент, существует снова, но уже по другую сторону барьера. Однако уравнения для описания туннельного эффекта, которые использовали экспериментаторы, разработал Джордж Гамов, склонный к шутовству русский физик, читавший лекции в Кембридже. В конце 1930-х годов Ханс Бете впервые определил механизмы термоядерной реакции углеродного цикла, благодаря которой горят звезды, – эта работа принесла ему Нобелевскую премию. Оппенгеймер исследовал тонкости невидимых космических границ, моделировал катастрофическое сжатие умирающих звезд[651] и работал над описанием гипотетических звездных объектов – нейтронных звезд и черных дыр, – до открытия которых в реальности оставалось еще лет тридцать или сорок, потому что приборы, необходимые для их обнаружения, радиотелескопы и рентгеновские спутники, еще попросту не были изобретены. Альварес считает, что, если бы Оппенгеймер дожил до их появления, эта его работа тоже была бы удостоена Нобелевской премии. Речь шла об оригинальности, не столько опережающей свое время, сколько выходящей за общие рамки.

Эту психологическую и творческую путаницу отчасти можно почувствовать в кратком эссе о достоинствах дисциплины, которое Оппенгеймер включил в письмо своему брату Фрэнку, написанное в марте 1932 года, когда ему не было еще и двадцати восьми лет. Его стоит привести без сокращений; оно намекает на ту долговременную епитимью, которую он наложил сам на себя в надежде, что она очистит его душу от малейших пятен вульгарности:

Ты всерьез сомневаешься в благотворности дисциплины. То, что ты говоришь, правда: я действительно ценю ее – как, по-моему, и ты, – не только за ее практические плоды, умения. Мне кажется, этой оценке можно дать только метафизические обоснования, но метафизические учения, дающие ответ на твой вопрос, очень разнообразны, да и сами метафизики очень разнородны: Бхагават-гита, Экклезиаст, стоики, начало «Законов», Гуго Сен-Викторский, Фома Аквинский, Хуан де ла Крус, Спиноза. Такое огромное разнообразие говорит о том, что тот факт, что дисциплина благотворна для души, более фундаментальный, чем любые основания ее благотворности, которые можно привести. Я считаю, что именно через дисциплину – хотя и не через одну только дисциплину – мы можем достичь и ясности, и небольшой, но драгоценной свободы от случайностей перерождений, и милосердия, и той отрешенности, которая спасает тот самый мир, от которого она побуждает отстраниться. Я считаю, что именно через дисциплину мы можем научиться беречь то, что существенно для нашего счастья во все более и более неблагоприятных обстоятельствах, и попросту отказываться от того, что в ином случае казалось бы необходимым; что приходим, хотя бы в малой степени, к видению мира, свободному от чудовищных искажений личными желаниями, и благодаря такому видению легче смиряться с земными лишениями и ужасами. Но хотя я полагаю, что дисциплина приносит награду большую, чем достижение ее непосредственной цели, я не хочу, чтобы ты думал, что дисциплина может не иметь цели: по самой своей природе дисциплина предполагает подчинение души некой, возможно мелкой, задаче; и, если мы не хотим, чтобы дисциплина была надуманной, задача эта должна быть реальной. Поэтому я думаю, что мы должны воспринимать все, что требует дисциплины, – учебу и наши обязанности по отношению к людям и обществу, войну и личные невзгоды, даже нужду в средствах к существованию – с глубокой благодарностью, ибо только они позволяют нам достичь даже малейшей отрешенности, и только так мы можем обрести мир[652].

Лоуренс, на несколько порядков менее красноречивый, чем Оппенгеймер, также был человеком яростно целеустремленным, но к каким, спрашивается, целям он стремился? Показателен один абзац из его письма к брату Джону, написанного приблизительно в то же время, что и рассуждение Оппенгеймера: «Интересно было узнать, что у тебя период депрессии. У меня они бывают часто – иногда кажется, что все не так, – но я к ним уже привык. Я готов к приступам тоски и способен переживать их. Конечно, лучше всего их смягчает работа, но иногда в таком состоянии и работать трудно»[653]. То, что работа только «смягчает» депрессию, а не спасает от нее, показывает, какой глубокой бывала его тоска. Лоуренс переносил эти приступы – в некоторой степени маниакально-депрессивные – в тайне; он непрерывно двигался вперед, чтобы не упасть.

Во всех этих эмоциональных неурядицах – Оппенгеймера и Лоуренса, а также Бора и многих других, до и после, – наука становилась точкой опоры: открытия обеспечивали сохранение мира. Психологи, проводившие исследования, в которых испытуемыми были ученые из Беркли, с использованием тестов Роршаха и теста тематической апперцепции, обнаружили, что в основе творческих научных открытий лежала «необычайная восприимчивость к ощущениям – обычно ощущениям чувственным». «Повышенная чувствительность сопровождается в мышлении чрезмерным вниманием к сравнительно неважным или побочным аспектам задач. Это побуждает [ученых] изыскивать и постулировать значение в вещах, обычно невыделяемых. Это склоняет к мышлению высокоиндивидуализированного и даже аутического типа»[654]. Вспомним, как Резерфорд ухватился за в высшей степени невероятную интуитивную идею об обратном рассеянии альфа-частиц, как Гейзенберг вспомнил невнятное замечание Эйнштейна и пришел к выводу, что природа работает только в гармонии с математикой, как Лоуренс маниакально листал малопонятные иностранные журналы:

Если бы такое мышление не существовало в контексте научной работы, оно считалось бы параноидным. Творческое мышление в научной работе требует видения того, что не было увидено раньше, или способами, до этого не приходившими никому в голову; и это требует скачкообразного отхода от «нормальных» точек зрения и рискованного отдаления от реальности. Разница между мышлением параноидного пациента и мышлением ученого происходит из способности и желания последнего проверять свои фантазии или грандиозные концептуализации при помощи систем сдержек и противовесов, установленных наукой, – а также отказываться от схем, истинность которых не подтверждается такими научными проверками. Именно потому, что наука предлагает такую систему правил и законов, регулирующих и ограничивающих параноидное мышление, ученый может без опасений совершать эти параноидные скачки. Без такой структуры опасность подобного нереалистичного, нелогичного и даже фантастического мышления для общего состояния разума и организации личности была бы слишком велика, чтобы ученый мог позволить себе предаваться таким фантазиям[655].

На переднем крае науки, на пороге истинно нового, эта опасность часто бывала почти непреодолимой. Таково было потрясение Резерфорда, обнаружившего отражающиеся обратно альфа-частицы, «несомненно, самое невероятное из событий, произошедших со мной за всю мою жизнь». Такова была «глубокая встревоженность» Гейзенберга, открывшего квантовую механику, доведшая его до головокружения галлюцинация, в которой он заглянул сквозь «поверхность атомных явлений» в «до странного прекрасное нутро». Такова была и необычайно сильная реакция Эйнштейна в ноябре 1915 года, когда он осознал, что общая теория относительности, над разработкой которой он бился в своем одиноком кабинете, дает объяснение аномалий орбиты Меркурия, остававшихся для астрономов загадкой на протяжении более чем пятидесяти лет. Его биограф, физик-теоретик Абрахам Пайс, заключает: «Пожалуй, ни одно из событий в научной деятельности, да и в жизни, не потрясло Эйнштейна сильнее, чем это открытие. С ним говорила сама Природа. Он не мог ошибиться. “В течение нескольких дней я был вне себя от радости”. Позднее он признался Фоккеру, что это открытие вызвало у него учащенное сердцебиение. Еще примечательно то, что он сказал де Хаазу: когда он понял, что расчеты соответствуют необъяснимым ранее результатам астрономических наблюдений, ему показалось, что внутри у него что-то оборвалось…»[656][657]

Вознаграждение за такой эмоциональный риск может быть огромным. Именно в момент открытия – момент величайшей экзистенциальной неустойчивости – внешний мир, сама природа дают ученому глубокое подтверждение его самых сокровенных фантастических убеждений. Грубо привязанный к миру, как задыхающийся левиафан, пойманный на крюк, он находит спасение от глубокого умственного расстройства в самом глубинном подтверждении реальности.

Бору, особенно хорошо понимавшему этот механизм, хватило отваги обратить его действие и использовать его в качестве критерия истинности. Отто Фриш вспоминает разговор, в котором кто-то пытался сменить тему, сказав Бору, что от обсуждаемых вопросов у него кружится голова. Бор ответил на это: «Но, если кто-нибудь утверждает, что может думать о квантовых задачах без головокружения, это говорит только о том, что он ничего в них не понял»[658]. Гораздо позднее, рассказал как-то в своей лекции Оппенгеймер, Бор слушал Паули, говорившего о новой теории, за которую он незадолго до того подвергся критике. «И в конце разговора Бор спросил: “А достаточно ли она безумна? Вот квантовая механика была совершенно безумной”. Паули ответил: “Я надеюсь, что да, но, может быть, это и не вполне так”»[659]. Проявленное Бором понимание того, каким безумным должно быть открытие, объясняет, почему Оппенгеймер иногда оказывался не способен самостоятельно довести исследования до самых сокровенных глубин. Для этого требовалась та прочная – даже грубая – сердцевина личности, которая была у столь разных людей, как Нильс Бор и Эрнест Лоуренс, но Оппенгеймеру не посчастливилось ее иметь. По-видимому, он был предназначен для другой работы: пока что его делом стало построение той школы теоретической физики, о которой он мечтал.

3 июня 1920 года Эрнест Резерфорд читал в лондонском королевском обществе свою бейкеровскую лекцию[660][661]. Этой чести он удостоился уже во второй раз[662]. Он воспользовался этой возможностью для подведения итогов существовавшего на тот момент понимания «ядерной конституции» и обсуждения успешного преобразования атома азота, опубликованного годом раньше; такой возврат к прошлым результатам был обычным делом для подобных публичных церемоний. Но, кроме того, в его лекции была еще одна, нетрадиционная и провидческая, часть – рассуждения о возможности наличия третьего после электронов и протонов основного компонента атома. Он говорил, что «…предполагается возможность существования атома с массой 1 и нулевым зарядом ядра»[663]. Такая атомная конструкция, по его мнению, была вполне возможна. Речь должна была идти, как он предполагал, не о новой элементарной частице, а о сочетании частиц уже существующих, электрона и протона, прочно связанных вместе и образующих единую нейтральную частицу.

«Такой атом, – продолжал Резерфорд со своей обычной проницательностью, – обладал бы весьма своеобразными свойствами. Его внешнее поле было бы практически равно нулю повсюду, за исключением области, прилегающей непосредственно к ядру, благодаря чему он мог бы проходить свободно через вещество. Существование таких атомов, вероятно, трудно было бы обнаружить с помощью спектроскопа, и их невозможно было бы сохранять в герметически закрытом сосуде». Такими могут быть особенности этого атома. А вот какими он может обладать исключительно полезными свойствами: «С другой стороны, они должны легко проникать в недра атома и могут либо соединяться с ядром, либо распасться под действием интенсивного поля ядра…»[664] Если бы такие нейтральные частицы – нейтроны – существовали, они могли бы оказаться самым мощным из всех средств изучения атомного ядра.

Ассистент Резерфорда Джеймс Чедвик[665], присутствовавший на этой лекции, не со всем в ней был согласен. Чедвику было двадцать девять лет. Он учился в Манчестере и приехал оттуда в Кембридж вслед за Резерфордом. Он уже успел добиться многого – в молодости, как пишут двое из его коллег, его достижения «мало чем уступали достижениям Мозли»[666], – но всю Первую мировую войну он провел в немецком лагере для интернированных, который не только подорвал его здоровье, но и смертельно ему наскучил. Теперь он горел желанием заняться новой работой в ядерной физике. Получить нейтральную частицу было бы чудесно, но Чедвику казалось, что Резерфорд сделал вывод о ее существовании на довольно шаткой основе.

Той же зимой он убедился в своей ошибке. Резерфорд пригласил его участвовать в работе по применению результатов, полученных в экспериментах по превращениям азота, к более тяжелым элементам. Чедвик усовершенствовал методику подсчета сцинтилляций, разработав микроскоп большей светосилы и введя более строгую методику. Кроме того, он знал химию и помог устранить возможность загрязнения водородом – Резерфорд все еще беспокоился, что этот фактор может поставить под сомнение результаты, полученные на азоте. «Но, кроме того, я думаю, – говорил Чедвик много лет спустя в мемориальной лекции, – ему нужна была компания, чтобы кто-то разделял с ним скуку подсчетов в темноте – и слушал его энергичное исполнение гимна “Вперед, Христово воинство”»[667].

«До начала экспериментов, – рассказывал Чедвик в одном из интервью, – до начала наблюдений в этих экспериментах нам нужно было привыкнуть к темноте, чтобы наши глаза к ней приспособились, и у нас в комнате стоял большой ящик, в котором мы прятались, пока Кроу, личный помощник и лаборант Резерфорда, готовил установку. То есть он приносил из радиевой комнаты радиоактивный источник, устанавливал его в прибор, откачивал установку или заполнял ее, чем было нужно, устанавливал разные источники и вообще делал все, о чем мы до этого договорились. А мы сидели в темной комнате, в темном ящике, в течение получаса или около того и, естественно, разговаривали». Помимо всего прочего они разговаривали и о бейкеровской лекции Резерфорда. «И вот именно тогда я понял, что эти наблюдения, которые я считал совершенно ошибочными и которые потом и оказались ошибочными, на самом-то деле не имели никакого отношения к его предположению о существовании нейтронов. Он просто прицепил к ним это предположение. Потому что он уже довольно давно об этом думал».

Большинству физиков вполне хватило бы по видимости законченной симметрии системы из двух частиц, отрицательной и положительной, электрона и протона. Вне атома – например, среди лишенной электронов, ионизованной материи, образующей пучок в разрядной трубке, – двух элементарных составляющих атома вполне хватало бы. Но Резерфорда интересовало, как устроены элементы. «Он постоянно задавался вопросом, – продолжает Чедвик, – о том, как построены атомы, как вообще можно… а в то время было принято считать, что атомное ядро состоит из протонов и электронов… как вообще можно собрать большое ядро с большим положительным зарядом. И пришел к выводу, что для этого нужна нейтральная частица»[668].

У всех элементов периодической системы, за исключением только водорода, от самых легких до самых тяжелых, атомный номер – то есть заряд ядра и число протонов в нем – отличается от атомного веса. Атомный номер гелия равен 2, а его атомный вес – 4; атомный номер азота равен 7, а его атомный вес – 14, причем дальше это расхождение все более увеличивается. Для серебра эти значения равны 27 и 107; для бария – 56 и 137; для радия – 88 и 226; для урана – 92 и 235 или 238. Существовавшая в то время теория предполагала, что это различие вызвано присутствием в ядре дополнительных протонов, прочно связанных с электронами, которые нейтрализуют их заряд. Но ядро имеет определенный максимальный размер, точно измеренный в экспериментах, и оказывается, что по мере увеличения атомного номера и атомного веса в ядрах элементов остается все меньше и меньше места для всех этих дополнительных электронов. Эта проблема еще более усугубилась в связи с развитием в 1920-х годах квантовой теории, из которой следовало, что удержание таких легких частиц, как электроны, в такой плотной конфигурации требует огромных энергий, которые должны были бы проявляться при возмущениях ядра – но никогда не проявлялись. Единственным признаком существования электронов в ядре было испускание из него бета-частиц, то есть высокоэнергетических электронов. Этого, однако, было недостаточно с учетом остальных затруднений с размещением электронов внутри ядра.

«Таким образом, – говорит Чедвик в заключение, – именно эти разговоры убедили меня в том, что нейтрон должен существовать. Вопрос был только в том, как, черт побери, можно было это доказать… Вскоре после этого я начал проводить свои собственные опыты, когда у меня появлялась такая возможность. [В Кавендишской лаборатории] было много работы, и свободного времени у меня оставалось мало. Иногда у Резерфорда вновь возникал интерес к этой задаче, но это случалось только иногда»[669].

Характер Чедвика вполне соответствовал задаче обнаружения частицы, которая может проходить сквозь материю, почти не оставляя следов: он был человеком стеснительным, тихим, ответственным и надежным – то есть сам в некотором смысле походил на нейтрон. Резерфорд даже бранил его за то, что он слишком много возился с работавшей в лаборатории молодежью, хотя сам Чедвик считал заботу о молодых сотрудниках и их обучение своей главной обязанностью. «Именно Чедвик, – вспоминает Марк Олифант, – заботился о том, чтобы у студентов было все необходимое им оборудование, хотя имевшиеся в его распоряжении запасы и средства были очень ограниченны»[670]. Хотя при первом знакомстве он казался «хмурым и неулыбчивым», со временем «проявлялась его подлинная натура, добрая, отзывчивая и щедрая»[671]. Как говорит Отто Фриш, он был склонен «скрывать свою доброту за фасадом угрюмости»[672].

Этот фасад был защитным. Джеймс Чедвик был человеком высоким и жилистым, с темными волосами, высоким лбом, тонкими губами и орлиным носом. «Он обладал, – говорят соавторы его биографии, оба бывшие его сотрудниками, – низким голосом и сдержанным чувством юмора, проявлявшимся в характерных усмешках»[673]. Он родился в 1891 году в деревне Бодлингтон, расположенной в графстве Чешир к югу от Манчестера. Еще в его раннем детстве отец перебрался из деревни в Манчестер и открыл там прачечную; Чедвика, по-видимому, вырастила бабушка. В шестнадцать лет – то есть в очень раннем возрасте, даже по меркам английской системы образования, – он участвовал в двух конкурсах на получение стипендии в Манчестерском университете, победил в обоих и поступил в университет с одной из этих стипендий.

Он собирался изучать математику. Вступительные собеседования проводились публично в большом переполненном зале. Чедвик встал не в ту очередь. Уже начав отвечать на вопросы преподавателя, он понял, что его спрашивают по курсу физики. Поскольку ему не хватило смелости объяснить свою ошибку, он решил, что преподаватель физики ему понравился, и он будет изучать физику. На первом курсе он об этом пожалел; его биографы говорят, что «на лекциях по физике было многолюдно и шумно»[674]. На втором курсе он попал на лекцию Резерфорда, который рассказывал о своих ранних экспериментах в Новой Зеландии, и обратился в новую веру. На третьем курсе Резерфорд задал ему исследовательскую задачу. Стеснительность Чедвика снова повредила ему и чуть было не оборвала его карьеру: он нашел в рекомендованной Резерфордом процедуре ошибку, но постеснялся сообщить о ней. Резерфорд решил, что Чедвик ее пропустил. В конце концов это недоразумение разрешилось, и в 1911 году Чедвик окончил Манчестерский университет с отличными оценками.

Он остался в магистратуре и, работая с А. С. Расселом, следил за особенно плодотворными в эти годы исследованиями Гейгера, Марсдена, де Хевеши, Мозли, Дарвина и Бора. В 1913 году, получив магистерскую степень, он добился престижной исследовательской стипендии, по условиям которой он должен был перейти в другую лабораторию, чтобы расширить свое образование. Гейгер вернулся к тому времени в Берлин; Чедвик последовал за ним. В Берлине все шло прекрасно – Гейгер старался познакомить его со всеми, и так он встретился, в частности, с Эйнштейном, Ганом и Мейтнер, – но тут началась война.

Гейгер был офицером запаса, и его быстро призвали в армию. Перед отъездом он на всякий случай оставил Чедвику чек на двести марок. Некоторые из немецких друзей молодого англичанина советовали ему побыстрее уехать из Германии, но другие убедили его, что лучше подождать, чтобы не застрять в пути из-за воинских эшелонов. 2 августа Чедвик попытался купить в берлинском агентстве Кука билет в Англию через Голландию. У Кука ему посоветовали поехать через Швейцарию. Друзьям Чедвика этот маршрут показался опасным. Чедвик снова последовал их совету и стал ждать дальше.

А потом оказалось слишком поздно. Его арестовали вместе с одним немецким другом по обвинению в подрывных разговорах – в период патриотической истерии начала войны для этого вполне хватило бы любого разговора по-английски, – и он просидел десять дней в берлинской тюрьме, прежде чем лаборатории Гейгера удалось наконец добиться его освобождения. Выйдя на волю, он вернулся в лабораторию и оставался там, пока хаос снова не уступил место порядку и кайзеровское правительство не нашло время постановить, что все англичане, находящиеся в Германии, должны быть интернированы до конца войны.

Лагерь для интернированных находился на ипподроме в Рулебене – это название в переводе с немецкого означает «спокойная жизнь»[675] – возле Шпандау. Чедвик делил с пятью другими заключенными стойло, предназначенное для двух лошадей, и, должно быть, вспоминал Гулливера. Зимой ему приходилось все утро топать ногами, чтобы они оттаяли. Вместе со своими товарищами по лагерю он организовал научное общество и даже умудрялся ставить опыты. Холодная, голодная, тихая жизнь Чедвика в Рулебене продолжалась четыре нескончаемых года. Именно в это время, говорил он впоследствии, пытаясь найти во всем положительные стороны, он по-настоящему начал взрослеть[676]. После заключения перемирия он вернулся в Манчестер с безнадежно испорченным желудком и 11 фунтами в кармане. Но по крайней мере, он остался в живых – в отличие от несчастного Гарри Мозли. Резерфорд взял его к себе.

Некоторые из экспериментов, которые Чедвик проводил в 1920-х годах в Кавендишской лаборатории, пытаясь найти нейтрон, «были такими отчаянными, такими надуманными, как будто они относились к эпохе алхимии»[677]. Они с Резерфордом считали, что нейтрон, каким Резерфорд представлял его себе в своей бейкеровской лекции, – это прочное соединение протона и электрона. Поэтому они измышляли различные способы пыток водорода – обстреливали его электрическими разрядами, выясняли, как действует на него прохождение космических лучей, – надеясь, что в их руках атом водорода, остававшийся стабильным с первых дней существования Вселенной, как-нибудь да согласится стать нейтральным.

Нейтральная частица никак не поддавалась на их уговоры; ядро оказывало упорное сопротивление. В лаборатории, как вспоминает Чедвик, «наступило относительное затишье. Делалось много интересной и важной работы, но эта работа касалась скорее закрепления уже достигнутого, нежели открытия нового; несмотря на многочисленные попытки, найти пути в новые области никак не удавалось»[678]. Начинало казаться, добавляет он, что «как сказал однажды Резерфорд и как считали многие физики, задачу о новой структуре ядра действительно придется оставить следующему поколению»[679]. Резерфорд «был слегка разочарован, потому что найти что-либо действительно важное было ужасно трудно»[680]. Квантовая теория бурно расцветала, а ядерные исследования оказались в застое. В 1923 году Резерфорду еще хватало оптимизма воскликнуть на ежегодном собрании Британской ассоциации: «Мы живем в героическую эпоху физики!»[681] В 1927 году он уже выражал в своей статье по структуре атома несколько меньшую уверенность. «Нам пока что удается только догадываться о структуре даже самых легких и, предположительно, наименее сложных атомов»[682], – пишет он. Тем не менее он предложил гипотетическую структуру, в которой ядерные электроны обращаются вокруг ядерных протонов, – модель атома внутри атома.

Была у них и другая работа. Потом, задним числом, стало ясно, что она была необходимой подготовкой к дальнейшим исследованиям. Сцинтилляционный метод измерения излучения достиг пределов эффективной применимости: он становился ненадежным, когда частота появления вспышек была больше 150 или меньше 3 раз в минуту, а теперь ядерные исследования дошли до обеих этих областей[683]. Разногласия, возникшие между Кавендишской лабораторией и венским Радиевым институтом, убедили в необходимости перемен даже самого Резерфорда. В Вене повторили проведенные в Кавендише эксперименты по распаду легких элементов и опубликовали совершенно другие результаты. Хуже того, венские физики утверждали, что причиной расхождений было несовершенство оборудования Кавендишской лаборатории. Чедвик скрупулезно повторил эксперименты с использованием специально изготовленного микроскопа, в котором сульфид цинка был нанесен прямо на объектив, что обеспечивало гораздо лучшее освещение поля зрения. Результаты совпали с предыдущими подсчетами Кавендишской лаборатории. Тогда Чедвик поехал в Вену. «Там он обнаружил, – пишут его биографы, – что подсчетом сцинтилляций занимались три девушки: считалось, что у женщин не только зрение лучше, чем у мужчин, но и меньше мыслей, которые могли бы отвлекать их от подсчета!»[684] Чедвик понаблюдал за работой девушек и понял, что, поскольку они понимали, какие результаты предполагается получить в эксперименте, они и выдавали ожидавшиеся результаты, бессознательно добавляя к счету несуществующие вспышки. Чтобы испытать лаборанток, он поручил им провести незнакомый им эксперимент, не объяснив его цели; на этот раз их подсчет совпал с его собственным. Венцы извинились.

Ханс Гейгер также вернулся к одной из своих старых работ: он снова занялся электрическим счетчиком, который они с Резерфордом разработали в 1908 году, и усовершенствовал его. В результате получился счетчик Гейгера, по сути дела представляющий собою электрически заряженную проволоку в наполненной газом трубке с тонким окошком, через которое внутрь трубки могут попадать заряженные частицы. Оказавшись внутри трубки, заряженные частицы ионизируют атомы газа; электроны, оторванные при этом от атомов газа, притягиваются к положительно заряженной проволоке; это вызывает изменение силы тока, текущего по проволоке[685]; это изменение дает электрический импульс, который можно пропустить через усилитель и преобразовать в звуковой сигнал – обычно щелчок – или отобразить в виде скачка светового луча, движущегося по похожему на телевизионный экрану осциллографа. Однако счетчики ранних моделей обладали одним существенным недостатком: они обладали высокой, гораздо большей, чем сульфид цинка, чувствительностью к гамма-излучению, а соединения радия, которые использовались в Кавендишской лаборатории в качестве источников альфа-частиц, испускали множество гамма-лучей. Прекрасную альтернативную возможность давал полоний, радиоактивный элемент, который Мария Кюри открыла в 1898 году и назвала в честь своей родины, Польши. Полоний является хорошим источником альфа-частиц, а поскольку его фоновое гамма-излучение в 100 000 раз слабее, чем у радия, вероятность перегрузки электрических счетчиков при его использовании была гораздо ниже. К несчастью, достать полоний было трудно. Тонна урановой руды содержит всего лишь около 0,1 грамма этого элемента, что недостаточно для промышленной очистки. Полоний можно было получить только в качестве побочного продукта радиоактивного распада радия, а радия тоже было мало.

В эти годы было время оправиться от мрака военных лет и зажить нормальной жизнью. В 1925 году Чедвик женился на Эйлин Стюарт-Браун, происходившей из семьи старых ливерпульских коммерсантов. До этого он жил в кембриджском колледже Гонвилль и Кай; теперь он собрался обзавестись постоянным жильем. Год спустя, когда строительство дома было в самом разгаре, Резерфорд попросил его и еще одного коллегу по лаборатории принять участие в редактировании нового издания старого учебника Резерфорда по радиоактивности, и он занимался этим по ночам, сидя в пальто за письменным столом возле камина в продуваемой сквозняками временной съемной квартире. Когда камин горел недостаточно жарко, он даже натягивал перчатки.

В конце этого десятилетия на семью Резерфорд обрушилось личное несчастье. Их двадцатидевятилетняя дочь Эйлин, у которой уже было трое детей, – ее мужем был теоретик Р. Г. Фаулер, отвечавший в Кавендишской лаборатории за теоретическую физику, – родила в четвертый раз. Неделю спустя, 23 декабря, она умерла от тромбоза. «Потеря единственного ребенка, – пишет А. С. Ив, – бывшего предметом любви и восхищения, на некоторое время подкосила Резерфорда; он стал казаться старше и больше горбиться. Он мужественно и целеустремленно продолжал жить и работать, и одним из лучших его утешений были четверо внуков. Когда он говорил о них, его лицо всегда сияло»[686].

Резерфорд был включен в новогодний список награждений 1931 года – в этом году ему исполнилось шестьдесят – и стал бароном. Щит его герба венчала птица киви; с правой стороны его поддерживала фигура, изображавшая Гермеса Трисмегиста, египетского бога мудрости, писавшего, если верить легенде, книги по алхимии, а с левой[687] – воин маори с дубинкой в руке; сам щит пересекали две перекрещенные кривые, соответствующие росту и падению активности, определяющим характерное время полураспада любых радиоактивных элементов и изотопов[688].

В 1928 году немецкий физик Вальтер Боте, которого Эмилио Сегре называет «настоящим физиком из физиков»[689], и его студент Герберт Беккер начали изучать гамма-излучение, возникающее при бомбардировке легких элементов альфа-частицами. Они исследовали легкие элементы от лития до кислорода, а также магний, алюминий и серебро. Поскольку их интересовало гамма-излучение, возбуждаемое в мишени, они старались свести уровень фонового гамма-излучения к минимуму и использовали полониевые радиоактивные источники. «Не знаю, где [Боте] достал свои источники, – недоумевает Чедвик, – но ему это удалось»[690]. Лиза Мейтнер любезно присылала Чедвику полоний из Институтов кайзера Вильгельма, но его было слишком мало, и Чедвик не мог выполнить ту работу, которой занимался Боте.

Немцы обнаружили гамма-возбуждение в реакциях с бором, магнием и алюминием, что более или менее соответствовало их ожиданиям, так как альфа-частицы разрушали эти элементы[691]. Но помимо этого они неожиданно нашли его еще и в литии и бериллии, причем никакого распада в этих реакциях они не видели. «Более того, – пишет Норман Фезер, один из сотрудников Чедвика по Кавендишской лаборатории, – в случае бериллия интенсивность… излучения была почти в десять раз выше, чем в любом из других исследовавшихся элементов»[692]. Уже это было странно; не менее странным было и то обстоятельство, что при бомбардировке альфа-частицами бериллий испускал это интенсивное излучение, не испуская протонов. В августе 1930 года Боте и Беккер вкратце сообщили о своих результатах, а затем, в декабре, опубликовали и более подробный отчет. Излучение, которое они возбудили в бериллии, обладало большей энергией, чем налетающие альфа-частицы. Согласно принципу сохранения энергии должен был существовать источник такого превышения. Несмотря на отсутствие протонов, они предположили, что таким источником все же является ядерный распад.

Чедвик поручил проверить эти необычные результаты одному из своих студентов, австралийцу Г. Ч. Вебстеру. Чуть позже такое же исследование начала и группа французов, в распоряжении которых были более мощные средства, – тридцатитрехлетняя в то время Ирен Кюри, хмурая, талантливая дочь Марии Кюри, и ее муж Фредерик Жолио, бывший на два года ее младше, общительный красавец, который изначально получил инженерное образование; по словам Эмилио Сегре, очарованием он напоминал французского певца Мориса Шевалье.

Основанный Марией Кюри Радиевый институт, построенный перед самой войной в восточном конце улицы Пьера Кюри в Латинском квартале на средства французского правительства и Фонда Пастера, находился в самом выгодном положении с точки зрения любых исследований с использованием полония. Газообразный радон со временем распадается на три слаборадиоактивных изотопа – свинец-210, висмут-201 и полоний-210, которые затем можно разделить химическими методами. Врачи всего мира использовали запаянные стеклянные ампулы с радоном – «зерна» – для лечения рака. После распада радона, происходившего за несколько дней, такие зерна становились непригодными к использованию. Многие врачи отсылали их в Париж из почтения к первооткрывательнице радия. Таким образом там и накапливались крупнейшие в мире запасы полония.

В течение двух лет после свадьбы, состоявшейся в 1927 году, супруги Жолио-Кюри работали независимо друг от друга; в 1929-м они решили перейти к совместной работе. Они начали с разработки новых химических методов выделения полония, и к 1931 году очистили некоторое количество элемента, интенсивность излучения которого была почти в десять раз больше, чем у любого другого из существовавших источников. Получив в свое распоряжение новый мощный источник, они занялись загадкой бериллия.

Тем временем, к концу весны 1931 года, студент Чедвика Г. Ч. Вебстер перешел от обобщений к открытиям: он установил, говорит Чедвик, «что излучение бериллия в направлении падения α-частиц более проникающее, чем излучение в обратном направлении»[693][694]. Гамма-излучение, которое представляет собою высокоэнергетическую форму света, должно испускаться во все стороны от точечного источника – например ядра, – одинаково, так же как видимый свет равномерно распространяется во все стороны от нити лампочки[695]. С другой стороны, частицы, выбиваемые налетающими альфа-частицами, обычно вылетают вперед. «Разумеется, – добавляет Чедвик, – именно это обстоятельство очень меня взволновало, потому что я подумал: “Вот он, нейтрон”»[696].

У Чедвика было теперь две дочери, и в семейной жизни у него завелись регулярные привычки. Одной из самых священных таких традиций был ежегодный семейный отдых в июне. Возможность обнаружения нейтрона, который он столь долго искал, не была причиной, достаточной для изменения планов. Возможно, он и изменил бы их, но ему казалось, что для следующего этапа исследований ему нужна камера Вильсона, а единственная такая камера, которую он мог использовать в Кавендишской лаборатории, была неисправна. Он нашел камеру в другом месте; ее владелец согласился предоставить ее Вебстеру после окончания той работы, которой занимался он сам. По-прежнему предполагая, что нейтрон – это пара, состоящая из электрона и протона и имеющая остаточный электрический заряд, достаточный для ионизации газов, хотя бы слабой, Чедвик хотел, чтобы Вебстер направил излучение бериллия в камеру Вильсона и попытался сфотографировать его ионизирующие траектории. Усадив своего студента за работу, он уехал в отпуск.

«Разумеется, – говорил впоследствии Чедвик о своей тогдашней охоте за нейтроном, – они ничего не должны были увидеть» в камере Вильсона – и действительно ничего не увидели. «Они написали мне об этом, что они ничего не нашли, и я был очень огорчен»[697]. Когда Вебстер перешел в Бристольский университет, Чедвик решил, что продолжит исследования бериллия сам.

Сначала ему пришлось перевести свою лабораторию в другую часть здания, что задержало его работу; затем ему нужно было приготовить сильный полониевый источник. С полонием ему повезло. Норман Фезер провел 1929/30 учебный год на физическом факультете Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе и подружился там с одним английским врачом, который распоряжался запасами радия в балтиморской больнице Келли. У врача накопилось несколько сотен отработанных радоновых зерен; «в общей сложности, – вспоминает Фезер, – они содержали столько же полония, сколько было в Париже у Кюри и Жолио»[698]. Больница пожертвовала их Кавендишской лаборатории, и Фезер привез их в Англию. Той же осенью Чедвик провел опасную химическую очистку.

Ирен Жолио-Кюри доложила во Французской академии наук о своих первых результатах 28 декабря 1931 года. Бериллиевое излучение, как она выяснила, оказалось еще более проникающим, чем сообщали Боте и Беккер. Она привела к единому образцу свои измерения и определила, что энергия излучения превышает энергию налетающих альфа-частиц в три раза.

Затем супруги Жолио-Кюри решили выяснить, способно ли бериллиевое излучение выбивать из материи протоны, как это делают альфа-частицы. «Они установили в своей ионизационной камере тонкое окошко, – объясняет Фезер, – и устанавливали рядом с окошком, на пути распространения излучения, разные материалы. Никаких протонов они не обнаружили, за исключением опытов с такими материалами, как парафин или целлофан, которые уже содержат водород в химических соединениях. Когда к окошку приближали тонкие слои этих материалов, ток в ионизационной камере становился больше обычного. Проведя несколько экспериментальных проверок, простых и изящных, они получили убедительные свидетельства того, что эта дополнительная ионизация была вызвана протонами, выбитыми из водородсодержащих веществ»[699]. Жолио-Кюри поняли, что наблюдаемый эффект – результат упругих соударений – подобных соударениям бильярдных шаров или стеклянных шариков – бериллиевого излучения с ядрами атомов водорода.

Однако они все еще придерживались своих старых убеждений, что проникающее излучение, испускаемое бериллием, – гамма-излучение. О том, что оно может быть нейтральными частицами, они не думали. Они не читали бейкеровской лекции Резерфорда, потому что, по их опыту, в таких лекциях никогда не бывало ничего, кроме пересказов работ, уже опубликованных раньше. О нейтроне всерьез думали только Резерфорд и Чедвик.

18 января 1932 года Жолио-Кюри представили в Академию наук отчет о своем открытии испускания парафином высокоскоростных протонов под воздействием бериллиевого излучения. Однако название написанной ими статьи и ее вывод были сформулированы иначе. Статья называлась «Испускание высокоскоростных протонов из водородсодержащих материалов, облученных гамма-лучами высокой проникающей способности». Что было так же маловероятно, как ситуация, в которой пушечное ядро отражается от шарика для пинг-понга. Гамма-лучи могут выбивать электроны – это явление называется комптоновским эффектом по имени открывшего его американского физика-экспериментатора Артура Холли Комптона, – но протон в 1836 раз тяжелее электрона, и сдвинуть его с места совсем не просто.

В начале февраля Чедвик нашел в почте, которую ему приносили по утрам в Кавендишскую лабораторию, французский физический журнал Comptes Rendus[700], обнаружил в нем статью Жолио-Кюри и прочитал ее, все более поражаясь прочитанному:

Через несколько минут ко мне пришел Фезер рассказать об этом сообщении, удивившем его так же, как и меня. А чуть позже в это утро я разговаривал с Резерфордом. Это было уже так заведено, что около 11 часов я должен был приходить к нему и рассказывать об интересных новостях и обсуждать ведущиеся в лаборатории работы. Рассказав ему о наблюдении Кюри – Жолио и их истолковании своего наблюдения, я заметил на его лице растущее удивление; наконец он воскликнул: «Я не верю этому!» Подобная вспыльчивость была не свойственна ему, и за все время моего продолжительного союза с ним я не припомню другого подобного случая. Я говорю об этом, чтобы подчеркнуть, насколько электризующим было воздействие сообщения Кюри – Жолио. Конечно, Резерфорд был согласен, что наблюдениям надо верить; совсем другое дело – объяснение[701][702].

Теперь никакие другие обязанности не мешали Чедвику исполнить его предназначение. Он лихорадочно взялся за работу начиная с воскресенья 7 февраля 1932 года: «Так получилось, что [в момент прочтения сообщения об открытии Жолио-Кюри] я был готов начать эксперимент… Я беспристрастно приступил к работе, хотя мысли мои были, естественно, сосредоточены на нейтроне. Мне было ясно, что наблюдения Кюри – Жолио нельзя приписать эффекту Комптона, с которым мне не раз приходилось сталкиваться. Я был уверен, что здесь нечто новое и незнакомое»[703][704].

Его простая установка состояла из источника излучения и ионизационной камеры; камера была соединена с ламповым усилителем, а тот – с осциллографом. Источник излучения, откачанная металлическая трубка, прикрепленная к грубому сосновому бруску, содержал сантиметровый серебряный диск, покрытый полонием и установленный вблизи находившегося перед ним двухсантиметрового диска из чистого бериллия, серебристо-серого металла в три раза легче алюминия[705]. Альфа-частицы, вылетающие из полония, попадали в ядра бериллия и выбивали из них проницающее бериллиевое излучение, которое, как тут же обнаружил Чедвик, по сути дела, беспрепятственно проходило сквозь целых два сантиметра свинца.

В стенке ионизационной камеры, обращенной к этому источнику излучения, был сделан проем размером около полутора сантиметров, закрытый алюминиевой фольгой. Внутри этой неглубокой камеры, наполненной воздухом при нормальном давлении, находилась небольшая заряженная пластина, собиравшая электроны, ионизированные входящим в камеру излучением, и передававшая их импульсы на усилитель и осциллограф. «Для этой задачи, – объясняет Норман Фезер, – такая конфигурация подходила идеально. Хорошо сконструированный усилитель позволял сделать так, чтобы величина отклонения сигнала осциллографа была прямо пропорциональна уровню ионизации, возникающему в камере… Таким образом, энергию атомов отдачи, вызывающих ионизацию, можно было рассчитать непосредственно по величине отклонения, зарегистрированной в данных осциллографа»[706].

Чедвик пометил перед закрытым алюминиевой фольгой окошком ионизационной камеры лист парафина толщиной два миллиметра; сразу после этого, как он писал в итоговом отчете об этом эксперименте, «число электронов, регистрируемое осциллографом, заметно возросло». Это означало, что частицы, выбиваемые из парафина, попадают в камеру. Затем он начал вставлять между парафином и окошком камеры листы алюминиевой фольги; по соотношению поглощающей способности алюминия и воздуха он рассчитал, что длина свободного пробега этих частиц в воздухе немного превышает 40 сантиметров; такое значение означало, что «частицы эти, очевидно, были протонами»[707].

Такое повторение работы Жолио-Кюри было подготовительным этапом. После него Чедвик перешел в область, еще неизведанную. Он убрал лист парафина. Он хотел узнать, что происходит с другими элементами под прямым воздействием бериллиевого излучения. Твердые образцы таких элементов он устанавливал перед окошком камеры: «Таким образом были исследованы литий, бериллий, бор, углерод и азот в форме парациана[708]»[709]. Элементы в газообразной форме просто закачивались в камеру вместо атмосферного воздуха: «Этим способом были изучены водород, гелий, азот, кислород и аргон»[710]. В каждом из этих случаев количество импульсов на осциллографе возрастало – мощное бериллиевое излучение выбивало протоны из всех элементов, которые испытывал Чедвик. Причем из всех элементов оно выбивало приблизительно одно и то же количество протонов. Но важнее всего для его выводов было то обстоятельство, что энергии выбитых протонов были значительно выше, чем они могли бы быть, если бы бериллиевое излучение состояло из гамма-лучей. «В целом, – писал Чедвик, – экспериментальные результаты показывают, что, если бы появление атомов отдачи объяснялось столкновением с [фотонами гамма-излучения], следовало бы предположить, что энергия [фотона] все более и более возрастает по мере увеличения массы атома, подвергающегося столкновению». После чего у него идет очень спокойное заявление, ссылающееся на тот основополагающий физический принцип, что на выходе из события не может получиться больше энергии или импульса, чем было на его входе, – не оставляющее камня на камне от предположения Жолио-Кюри: «Очевидно, мы должны либо отказаться от применения к этим столкновениям законов сохранения энергии и импульса, либо принять другую гипотезу относительно природы этого излучения». Чтение этой фразы чрезвычайно сильно – и справедливо – огорчило супругов Жолио-Кюри.

Гипотеза, которую Чедвик предложил принять, не была удивительной: «Если предположить, что это излучение не есть [гамма-]излучение, а состоит из частиц, масса которых очень близка к массе протона, то все затруднения, связанные со столкновениями, исчезают, как в отношении их частоты, так и в отношении передачи энергии разным массам. Для объяснения высокой проникающей способности излучения следует также допустить, что такая частица не имеет собственного заряда… Можно предположить, что она [представляет] собой “нейтрон”, о котором Резерфорд говорил в своей бейкеровской лекции 1920 года»[711].

Затем Чедвик произвел численные расчеты, чтобы доказать, что его гипотеза действительно объясняет экспериментальные факты.

«Это было напряженное время»[712], – говорил он впоследствии. Вся работа от начала до конца заняла десять дней, причем он выполнял и свои обычные обязанности в Кавендишской лаборатории. Он спал в среднем около трех часов в сутки, продолжал трудиться в выходные 13–14 февраля и, видимо, закончил работу в среду семнадцатого числа; в тот же день он отослал в журнал Nature первый краткий отчет о своей работе, чтобы закрепить за собой приоритет открытия. Этот отчет, опубликованный в разделе писем в редакцию, назывался «Возможное существование нейтрона». «Но у меня не было никаких сомнений – иначе я не написал бы этого письма»[713].

«К большой чести [Чедвика], – воздает ему должное Сегре, – там, где нейтрона не было [в предыдущих экспериментах], он его не находил, а когда нейтрон наконец появился, он заметил его немедленно, ясно и убедительно. Эти качества отличают великого физика-экспериментатора»[714].

В 1921 году на работу в Кавендишской лаборатории приехал в Кембридж молодой русский физик Петр Капица. Он был человеком обстоятельным, целеустремленным, обаятельным и талантливым по части технических изобретений и вскоре стал любимчиком Резерфорда. Он был единственным из «мальчиков», включая даже и Чедвика, кому удавалось убедить экономного директора выделять крупные суммы на оборудование. В 1936 году Резерфорд сердито обрушивался на Чедвика за то, что тот поддерживал идею строительства в Кавендише циклотрона; однако еще в 1932 году Капица получил для своих дорогостоящих экспериментов с магнитными полями собственную лабораторию в элегантном новом кирпичном здании во дворе Кавендишской лаборатории. Обустроившись в Кембридже, Капица заметил казавшееся ему чрезмерным и непродуктивным почтение британских студентов-физиков к их наставникам. Поэтому он основал клуб своего имени, предназначенный для открытых дискуссий без учета иерархического положения. Членство в этом клубе предоставлялось не всем и было предметом сильной зависти. Члены клуба встречались в помещении колледжа, и в начале заседания Капица часто намеренно высказывал явно ошибочные утверждения, чтобы даже самые молодые из присутствующих могли выступить и поправить его, освободившись от гнета традиций.

В эту среду[715] Капица кормил и поил изможденного Чедвика, пока тот не пришел, по словам Марка Олифанта, в «чрезвычайно размягченное состояние», а затем привел его на заседание «Клуба Капицы». «Напряженное возбуждение всех сотрудников Кавендишской лаборатории, вплоть до самого Резерфорда, – вспоминает Олифант, – уже было заметно, потому что до нас дошли слухи о результатах Чедвика». Олифант говорит, что выступление Чедвика было ясным и убедительным, причем он не забыл упомянуть о вкладах Боте, Беккера, Вебстера и супругов Жолио-Кюри, «преподав нам всем важный урок»[716]. Ч. П. Сноу, тоже присутствовавший там, вспоминает, что это выступление было «одним из самых кратких в истории сообщений о важном открытии». Когда длинный, похожий на птицу Чедвик закончил свою речь, он оглядел собравшихся и внезапно заявил: «А теперь я хочу хлороформу и две недели сна»[717].

Он действительно заслужил отдых. Он открыл новую элементарную частицу, третий основополагающий компонент материи. Именно эта лишенная заряда масса дополняет вес элементов, не добавляя электрического заряда. Два протона и два нейтрона образуют ядро гелия, 7 протонов и 7 нейтронов – ядро азота, 47 протонов и 60 нейтронов – ядро серебра, 56 протонов и 81 нейтрон – ядро бария, 92 протона и 146 нейтронов (или 143) – ядро урана.

Поскольку нейтрон так же массивен, как протон, но не несет никакого электрического заряда, на него почти не влияют электронные оболочки, окружающие ядро; не останавливает его движения и электрический барьер самого ядра. «Пучок тепловых нейтронов, – пишет американский физик-теоретик Филипп Моррисон, – движущихся приблизительно со скоростью звука, что соответствует кинетической энергии всего лишь порядка одной сороковой электрон-вольта, вызывает во многих материалах ядерные реакции гораздо легче, чем пучок протонов с энергией в несколько миллионов вольт, летящих в тысячи раз быстрее»[718]. По счастью, оказалось, что циклотрон Эрнеста Лоуренса, в котором протоны впервые удалось разогнать по спирали до энергий порядка миллиона вольт в том же месяце, в котором Чедвик совершил свое судьбоносное открытие, можно приспособить для производства нейтронов. Самым важным последствием открытия Чедвика было то, что его нейтрон дал практическую возможность подробного исследования ядра. Ханс Бете сказал однажды, что считает все, что было до 1932 года, «доисторической эпохой ядерной физики, а начиная с 1932 года и далее – историей ядерной физики»[719]. Разделом между этими эпохами, по его словам, было открытие нейтрона.

Известие об этом открытии достигло Копенгагена в разгар подготовки любительской театральной постановки, пародии на «Фауста» Гёте, посвященной десятилетию со дня открытия Института теоретической физики Бора. Драматурги из числа молодых докторов отдали заключительное слово новой частице. Дородный Вольфганг Паули, имевший гладкое, круглое лицо и выступающие глаза с тяжелыми веками, похожий на актера Петера Лорре, был Мефистофелем, Бор играл Господа. В нарушение всех канонов на роль Вагнера был назначен отсутствовавший Чедвик, названный в сценических ремарках «воплощением идеального экспериментатора»[720]. Неизвестный иллюстратор изобразил его в тексте пьесы держащим на кончике пальца непомерно увеличенный нейтрон.

В Копенгагене, как и до этого в Кембридже, Чедвик рассказывает о своем открытии кратко и содержательно:

Паули выступает вперед и дает свое мефистофельское благословение:

После чего появляется танцующий хор паясничающих, веселых физиков, блестящих молодых сотрудников Бора, которые поют под занавес:

Для многих из них это время стало последним мирным периодом на много лет вперед.

7

Исход

«Антисемитизм здесь силен, а политическая реакция в полном разгаре»[724][725], – писал Альберт Эйнштейн Паулю Эренфесту из Берлина в декабре 1919 года. В то же время, когда было написано это письмо, Эйнштейна открыла пресса, и с этого начались годы его всемирной славы. «Впрочем, еженедельная Berliner Illustrirte Zeitung 14 декабря поместила фотографию Эйнштейна на первой полосе с заголовком: “Альберт Эйнштейн – новый гигант мировой истории; его исследования, приведшие к полному перевороту в наших представлениях о природе, можно сравнить с открытиями Коперника, Кеплера и Ньютона”»[726]. За него немедленно взялись фашисты и антисемиты.

Эйнштейн, которому было тогда сорок три года, уже занимал почетное место в рядах физиков-теоретиков. Начиная с 1910 года его номинировали на Нобелевскую премию каждый год, кроме двух, и после 1917 года число сторонников его кандидатуры постоянно росло[727]. В 1919 году не склонный к преувеличениям Макс Планк писал Нобелевскому комитету, что Эйнштейн «первым шагнул дальше Ньютона»[728]. Он мог бы получить эту награду и до 1922 года (в котором с запозданием вручалась премия за 1921-й: лауреатом 1922 года был Бор), если бы теория относительности была не столь парадоксальным откровением.

Внешне Эйнштейн еще не обрел того образа веселого, доброго корифея, который был у него позже в Америке. Его усы все еще были темными, а густые черные волосы только начинали седеть. Ч. П. Сноу отмечал, что у него было «массивное, очень мускулистое тело»[729]. Друзьям родившегося в Швабии физика его громкий смех казался мальчишеским; недруги считали его грубым. Сноу подозревал в нем «сильную чувственность», причем предполагал, что сам Эйнштейн считал свою чувственность «бременем, от которого его личности следовало избавиться». Не научился он еще и, говоря словами психоаналитика Эрика Эриксона, «смотреть в камеру, будто бы глядя в глаза тем, кто увидит это изображение в будущем»[730]. За предыдущий год Эйнштейн боролся с язвой желудка и желтухой и пережил мучительный развод; он потерял и отчасти снова набрал почти тридцать килограммов; его мать умирала от рака: по его выразительному лицу было заметно, насколько он изнурен. Молодой польский физик Леопольд Инфельд, постучавшийся однажды в его дверь в послевоенном Берлине, чтобы попросить у него рекомендательное письмо, нашел его «одетым в визитку и полосатые брюки, на которых недоставало одной важной пуговицы». Инфельд знал, как выглядит Эйнштейн, по журналам и кинохроникам. «Но никакое изображение не могло передать того блеска, которым светились его глаза»[731]. Глаза у него были большие, темно-карие, и этот робкий посетитель был лишь одним из тех, кого их честность и теплота утешила в эти холодные дни, – к числу таких людей относился и Лео Сцилард.

Непосредственным поводом для всемирной известности стало солнечное затмение. 25 ноября 1915 года Эйнштейн представил в Прусскую академию наук в Берлине статью под названием «Уравнения гравитационного поля», в которой, как он радостно отмечал, «наконец, завершено построение общей теории относительности как логической схемы»[732][733]. Эта статья стала первой завершенной формулировкой его общей теории. Она поддавалась проверке. Она объясняла загадочные аномалии орбиты Меркурия – подтверждение именно этого предсказания оставило у Эйнштейна ощущение, что в нем что-то оборвалось. Общая теория предсказывала также, что свет звезд, проходящий вблизи массивного тела – такого, как Солнце, – должен отклоняться на угол, вдвое больший, чем предсказывала ньютоновская физика. Первая мировая война задержала измерения предсказанной Эйнштейном величины. Полное солнечное затмение (при котором Луна перекрывает слепящее сияние Солнца, что позволяет увидеть находящиеся за ним звезды), ожидавшееся 29 мая 1919 года, давало первую после войны возможность для таких измерений. Их провели не немцы, а британцы. Кембриджский астроном Артур Стэнли Ливингстон возглавил экспедицию на остров Принсипи у западного берега Африки; Гринвичская обсерватория отправила еще одну экспедицию в город Собрал, расположенный недалеко от северного побережья Бразилии. 6 ноября в лондонском Берлингтон-хаусе[734], под портретом Ньютона, состоялось совместное заседание Королевского общества и Королевского астрономического общества, подтвердившее поразительные результаты измерений: верным оказалось значение, полученное Эйнштейном, а не Ньютоном[735]. «Это одно из величайших достижений в истории человеческой мысли, – сказал собравшимся корифеям Дж. Дж. Томсон. – Речь идет об открытии не изолированного острова, а целого континента новых научных идей»[736].

Это была новость, достойная внимания прессы. Заголовок передовицы Times объявил о революции в науке, и вести о ней распространились по всему миру. Начиная с этого дня Эйнштейн стал знаменитостью.

Немецких шовинистов – в том числе придерживавшихся правых взглядов студентов и некоторых физиков, – бесило, что внимание всего мира оказалось привлечено к еврею, который во время самой кровавой из националистических войн объявил себя пацифистом, а теперь выступал за интернационализм. Когда Эйнштейн собирался прочитать в самой большой аудитории Берлинского университета серию публичных лекций – той зимой лекции по теории относительности читали все, – студенты стали жаловаться на расходы на уголь и электричество. Председатель студенческого союза предложил Эйнштейну снять другое помещение. Он не обратил внимания на это оскорбление и выступал в университете, как и было запланировано, но по меньшей мере одна из его лекций, в феврале, была сорвана.

В следующем августе он столкнулся с более серьезным противодействием со стороны организации, называвшей себя «Объединением немецких естествоиспытателей за сохранение чистой науки», – не было известно ни кто ею руководит, ни откуда берется ее обильное финансирование. Популярность относительности и слава Эйнштейна вызвали приступ мстительного антисемитизма у нобелевского лауреата 1905 года Филиппа Ленарда; его поддержка придала респектабельности комитету, называвшему теорию относительности еврейским извращением, а самого Эйнштейна – вульгарным карьеристом. 20 августа эта организация провела в Берлинской филармонии публичное собрание, на которое пришла масса народу. Эйнштейн тоже пошел послушать – один из ораторов, как вспоминает Леопольд Инфельд, «назвал шумиху вокруг теории относительности враждебной германскому духу» – и реагировал на звучавшие там безумные речи уничижительным смехом и саркастическими аплодисментами.

Тем не менее такие нападки Эйнштейна задевали. Он ошибочно полагал, что им сочувствует большинство его немецких коллег[737], и поспешно выступил с совершенно нехарактерным для него ответным заявлением. Оно появилось в газете Berliner Tageblatt через три дня после собрания в филармонии. «Мой ответ. По поводу антирелятивистского акционерного общества» шокировал его друзей, но в нем были проницательно выявлены более важные проблемы, лежавшие в основе нападок комитета. «…у меня имеются все основания считать, что в основе этой затеи лежит отнюдь не стремление к истине», – писал Эйнштейн. И далее, в скобках, не расшифровывая того, что именно он подразумевал: («Будь я по национальности немцем со свастикой или без нее, а не евреем со свободными, интернациональными взглядами, то…»)[738][739] Месяцем позже он снова обрел чувство юмора; он просил Макса Борна не судить его слишком строго: «Все мы время от времени приносим жертвы на алтарь глупости… что я и сделал, написав эту статью»[740][741]. Но перед этим он всерьез задумался об отъезде из Германии.

И уже не в первый раз. Еще до этого, в поразительно раннем шестнадцатилетнем возрасте, Эйнштейн отказался от германского гражданства и покинул страну. Этот первый отказ, через двадцать лет после которого Эйнштейн вернул себе гражданство, подготовил его к отказу окончательному, после веймарской интерлюдии и прихода к власти Адольфа Гитлера.

Эйнштейн родился в Ульме 14 марта 1879 года, всего через восемь лет после возникновения единой Германской империи. Вырос он в Мюнхене. Поздно начал говорить, но легенда, утверждающая, что он плохо учился, неверна. И в начальной школе, и в гимназии он постоянно получал отличные и хорошие оценки по математике и латыни. Как вспоминает он сам, когда ему было четыре или пять, отец показал ему компас, и это «чудо» поразило его настолько, что он «задрожал и похолодел». В этот момент ему показалось, что «за вещами должно быть что-то еще, глубоко скрытое»[742][743]. Он стал искать то, что скрывается за вещами, хотя особенно хорошо ему удавалось выяснять, что за ними не скрывается ничего, что, кроме объектов, существующих в виде материи и энергии, ничего больше и не существует, что даже пространство и время представляют собою не невидимые матрицы материального мира, а его свойства. «Если вы согласитесь не принимать мой ответ слишком всерьез, – сказал он в ноябре 1921 года толпе назойливых нью-йоркских репортеров, просивших его дать краткое объяснение теории относительности, – а считать его своего рода шуткой, я отвечу следующим образом. Раньше считалось, что, если бы из Вселенной исчезли все материальные вещи, в ней остались бы время и пространство. Теория относительности утверждает, однако, что время и пространство исчезают вместе со всем остальным»[744].

Тихий ребенок превратился в мятежного подростка. Пока гимназия заваливала его рутинной зубрежкой, он самостоятельно изучал Канта, Дарвина и математику. В какой-то момент он забрел в религию – иудаизм – и глубоко разочаровался в ней: «Чтение научно-популярных книжек привело меня вскоре к убеждению, что в библейских рассказах многое не может быть верным. Следствием этого было прямо-таки фанатическое свободомыслие, соединенное с выводами, что молодежь умышленно обманывается государством; это был потрясающий вывод. Такие переживания породили недоверие ко всякого рода авторитетам и скептическое отношение к верованиям и убеждениям, жившим в окружавшей меня тогда социальной среде»[745][746].

Дела его отца шли не блестяще, причем уже не в первый раз[747]. Семья Эйнштейна перебралась за Альпы, в Милан, чтобы начать все заново, но Альберт остался в интернате – нужно было закончить гимназический курс. Вероятно, из гимназии его исключили до того, как он собрался уйти сам. Он получил медицинскую справку о нервном заболевании. Отвращение вызывала у него не только авторитарность германской школы. «С политической точки зрения, – писал он впоследствии, – я возненавидел Германию еще в юности»[748]. Он собирался отказаться от гражданства еще в мятежном подростковом возрасте, в пятнадцать лет, когда его семья еще жила в Мюнхене. Это вызвало затяжной семейный спор. Он одержал в нем верх после переезда из Милана в Цюрих, где должен был попытаться завершить образование; отец написал от его имени германским властям. Официально Эйнштейн отказался от германского подданства 28 января 1896 года. Швейцария приняла его в свое гражданство в 1901 году. Ему нравилась мужественная швейцарская демократия, и он готов был даже служить в швейцарском ополчении, но не прошел медицинскую комиссию[749] (из-за плоскостопия и варикозных вен); однако Германию покинул, в частности, именно чтобы избежать призыва в прусскую армию с ее Kadavergehorsamkeit, «трупной дисциплиной».

И мальчик, и молодой человек бунтовали, чтобы защитить внутреннего ребенка – «победоносного ребенка»[750], как говорит о случае Эйнштейна Эрик Эриксон, – ребенка, ничем не стесненные творческие таланты которого сохранились у него и во взрослом возрасте. Эйнштейн касается этой темы в письме к Джеймсу Франку:

Иногда я спрашиваю себя, как получилось, что именно я разработал теорию относительности. Причина, думаю, заключается в том, что нормальный взрослый человек никогда не задумывается о проблемах пространства и времени. Он думал о таких вещах ребенком. Но мое интеллектуальное развитие проходило с задержкой, в результате чего я начал интересоваться пространством и временем, только когда уже вырос[751].

Слово «относительность» в названии его теории вводит в заблуждение. Эйнштейн пришел к новой физике, требуя непротиворечивости и большей объективности от физики старой. Если скорость света постоянна, нечто другое должно изменяться при переходе между двумя системами, движущимися друг относительно друга, – даже если это нечто есть время. Когда тело отдает энергию Е, его масса уменьшается на мельчайшую величину. Но если энергия обладает массой, то и масса должна обладать энергией, то есть эти две величины должны быть эквивалентны: E = mc², E/c² = m. Это означает, что значение энергии Е в джоулях равно значению массы m в килограммах, умноженному на квадрат скорости света, огромное число: 3 · 10⁸ м/с × 3 · 10⁸ м/с = 9 · 10¹⁶, или 90 000 000 000 000 000 джоулей на килограмм. Деление Е на с² показывает, какое огромное количество энергии содержится даже в малой массе[752].

Эйнштейн получил это прекрасное, завораживающее равенство в 1907 году, в длинной статье, опубликованной в журнале Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik. «Не исключено, – писал он там, – что будут открыты радиоактивные процессы, в которых в энергию радиоактивных излучений превращается значительно большая часть массы исходного атома, чем в случае радия»[753][754]. Радий показал ему – как показал он еще раньше Содди и Резерфорду в Англии, – что в материи заключена огромная энергия, хотя он совершенно не был уверен, что ее можно высвободить, даже в экспериментальных масштабах. «Такой ход мыслей захватывает и увлекает, – признавался он в то время одному другу, – но я не знаю, не смеется ли надо мной Господь Бог и не сыграл ли Он со мной злую шутку»[755][756]. К тому времени он уже получил докторскую степень в Цюрихском университете и вступил в переписку с Максом Планком, но все еще не оставлял патентного бюро, в котором работал техническим экспертом с 1902 по 1909 год – в те же годы, когда выпустил первый великий залп своих работ, в том числе по броуновскому движению, фотоэлектрическому эффекту и специальной теории относительности.

В 1908 году он получил квалификацию приват-доцента Бернского университета, но на всякий случай еще целый год не уходил из патентного бюро. Наконец, в 1909 году, уже после получения первой почетной докторской степени, он перешел в Цюрихский университет на должность доцента. Возможность получения профессорского места увлекла его в изолированную от мира Прагу – к этому времени у него уже была жена и родились два сына, – но по счастью, годом позже ему предложили аналогичную должность в Цюрихском политехническом институте, и он вернулся в Швейцарию. Нерешительность научных учреждений показывает, насколько радикальной была новизна его работ. Только в 1913 году Макс Планк, Фриц Габер и некоторые другие видные немецкие деятели, осознавшие, что́ они теряют, предложили ему сразу три должности в Берлине: исследовательскую работу под эгидой Прусской академии наук, место научного сотрудника в университете и руководство создававшимся тогда Институтом физики кайзера Вильгельма. Когда немцы ушли, Эйнштейн язвительно сказал своему ассистенту Отто Штерну, что они были «похожи на людей, ищущих редкую почтовую марку»[757].

Он приехал в Берлин в апреле 1914 года. В годы войны он жил один, разошедшись с первой женой, и завершил работу над общей теорией. По мнению Макса Борна, это «великое произведение искусства» было «величайшим актом размышления человека о природе, самым потрясающим образом сочетавшим в себе философскую глубину, физическую интуицию и математическое мастерство», хотя «его связь с практическим опытом была ненадежной»[758]. Величайшее достижение Эйнштейна служило ему утешением во всеобщем военном безумии:

Я начинаю привыкать к теперешнему нездоровому ажиотажу, ибо сознательно отстраняюсь от всего, чем озабочено наше сумасшедшее общество. И в сумасшедшем доме служитель может жить спокойно. С сумасшедшими приходится считаться, ведь дом, в котором живешь, построен для них. Выбор же дома отчасти зависит от нас, хотя, впрочем, разница между всеми этими заведениями куда меньше, чем нам представляется в молодости[759][760].

Во время первой своей поездки в Соединенные Штаты, предпринятой совместно с Хаимом Вейцманом в апреле и мае 1921 года, Эйнштейн собирал средства на поддерживаемое сионистами создание в Палестине еврейского университета. Он видел толпы восточных евреев, бегущих в Берлин от войны и революции, наблюдал враждебность к ним со стороны немцев и решил помочь им. Учителем сионистского мышления стал для него красноречивый оратор и организатор Курт Блюменфельд, другим подобным учеником которого была юная Ханна Арендт. Именно Блюменфельд убедил его поехать с Вейцманом в Америку – «как сказал бы Фрейд, мои отношения с Вейцманом были неоднозначны»[761][762], – заметил однажды Эйнштейн в разговоре с Абрахамом Пайсом. Он читал лекции по теории относительности в Колумбийском университете, Городском колледже Нью-Йорка и Принстоне, встречался с Фьорелло Ла Гуардиа и президентом Уорреном Г. Гардингом, задумал «новую теорию вечности»[763], пока слушал официальные речи на ежегодном банкете Национальной академии наук, и выступал перед толпами воодушевленных американских евреев.

Как он писал домой, в Америке он «впервые открыл для себя еврейский народ». «Я видел множество евреев, но еврейского народа я не встречал ни в Берлине, ни где-либо еще в Германии. Еврейский народ, который я нашел в Америке, происходит из России, Польши и Восточной Европы в целом. Эти люди сохраняют здоровое национальное чувство; в них оно еще не разрушено процессами дробления и рассеяния»[764]. В этом заявлении подразумевается критика евреев Германии, о которых Эйнштейн писал в другом месте: «Меня всегда раздражало стремление к ассимиляции, которое я наблюдал у стольких моих [еврейских] друзей…»[765][766] Блюменфельд был сторонником радикального, постассимиляционного сионизма, и ему удалось обратить Эйнштейна в свою веру. Десятилетием позже Ханна Арендт напишет, что «в обществе, в целом враждебном к евреям… достичь ассимиляции можно, только ассимилировав и антисемитизм»[767]. Эйнштейн был специалистом по доведению утверждений до логического конца: он явно пришел к аналогичному пониманию «еврейского вопроса».

Теперь он был не только самым знаменитым ученым в мире, но и известным представителем еврейского движения. 24 июня 1922 года правые экстремисты застрелили в Берлине министра иностранных дел Веймарской республики Вальтера Ратенау, который был специалистом по физической химии, другом Эйнштейна и чрезвычайно известным евреем. Казалось, что следующей могла быть очередь Эйнштейна. «Утверждается, что я вхожу в группу лиц, которых собираются убить, – писал он Максу Планку. – Несколько серьезных людей независимо друг от друга сообщили мне, что в ближайшее время мне опасно оставаться в Берлине или, если уж на то пошло, появляться на публике где-либо в Германии»[768]. До октября он жил замкнуто, а затем уехал вместе со своей второй женой Эльзой в долгое путешествие на Дальний Восток и в Японию; в пути они получили сообщение о присуждении ему Нобелевской премии. На обратном пути он провел двенадцать дней в Палестине, затем заехал в Испанию. К моменту его возвращения в Берлин интерес немцев к политике временно поблек на фоне озабоченности сюрреалистическим курсом марки, который рухнул тогда до 54 000 марок за доллар[769]. Эйнштейн продолжил свою работу, в том числе над рефрижераторным насосом Эйнштейна – Сциларда и первыми вариантами единой теории поля, но стал часто ездить за границу.

Если берлинский антисемитизм в декабре 1919 года показался Эйнштейну сильным, то в Мюнхене он был просто неистовым. Бледный тридцатилетний Адольф Гитлер провел этот месяц, сидя за единственным обшарпанным столом в тесном офисе Немецкой рабочей партии, бывшей пивной, за разработкой партийной платформы. Источником вдохновения ему служила гротескная фигурка, вырезанная из дерева. В дальнейшем она попала вместе со своим хозяином в историю; заезжий австралийский ученый снова встретил ее в 1936 году:

Мне показали знаменитую мюнхенскую коллекцию реликвий [нацистской] партии. Хранителем был приятный старик из немецких студентов старого поколения. Показав мне всё, он, почти что затаив дыхание, подвел меня к жемчужине своего собрания. Он достал миниатюрную деревянную виселицу, на которой висела до жестокости реалистичная фигурка казненного еврея. Это мрачное садистское произведение, по его словам, украшало тот стол, за которым Гитлер семнадцать лет назад основал свою партию[770].

В феврале следующего года Гитлер зачитал двадцать пять пунктов своей партийной программы в Парадном зале мюнхенской пивной «Хофбройхаус» в присутствии приблизительно двух тысяч человек – самой большой аудитории, которую удавалось до тех пор собрать маленькой Немецкой рабочей партии; его бледно-голубые глаза сияли. «Эти наши пункты, – торжествующе вскричал он в тот день, когда закончил их составление, – не уступят тем тезисам, которые Лютер прибил на двери в Виттенберге!»[771] Шесть из них полностью или частично касались евреев: евреи не являются соотечественниками «немецкой крови», а потому не могут быть гражданами; только граждане могут занимать государственные должности или издавать газеты на немецком языке; вся дальнейшая иммиграция в Германию лиц ненемецкого происхождения должна быть прекращена, а все такие лица, иммигрировавшие после начала Первой мировой войны, должны быть изгнаны. Двадцать пять пунктов никогда не были официально объявлены программой Национал-социалистической рабочей партии Германии, нацистской партии, в которую превратилась Немецкая рабочая партия, но их влияние тем не менее ощущалось.

После Пивного путча 8 ноября 1923 года Гитлер оказался в комфортабельной солнечной камере в тюрьме Ландсберг, в которой он надиктовал своему боязливому прислужнику Рудольфу Гессу личное и политическое завещание. В книге «Майн кампф» много говорится о евреях. Упоминания о евреях встречаются на семистах страницах ее двух томов чаще, чем упоминания любой другой темы, за исключением марксизма – а марксизм Гитлер считал еврейским изобретением и еврейским оружием.

Рассеяние еврейского народа из Палестины – диаспора – началось в VI веке до нашей эры, когда вавилоняне завоевали южнопалестинское Иудейское царство, разрушили храм Соломона и увели большое количество евреев в плен. К началу христианской эры живущие под гегемонией Рима евреи создали свои сообщества в Египте, Греции, по берегам Средиземного и Черного морей; еврейские рабы попали вместе с римскими легионами на Рейн. В IV веке нашей эры, с христианизацией Римской империи, положение евреев снова ухудшилось; между христианством и иудаизмом шла борьба – вполне по Дарвину – за одну и ту же Святую землю и одни и те же священные книги. Систематическое преследование привело к тому, что в Иудее остались лишь немногочисленные евреи. Фантастическая концепция еврейства как братства зла была изобретена именно в эту эпоху, когда миссионерское христианство боролось за духовное господство[772].

В смуте Средних веков евреи утратили даже последние остатки римского гражданства. Те из них, кто искал защиты, находил ее у правителей, подобных Людовику Благочестивому, сыну Карла Великого, который знал цену их коммерческим и ремесленным талантам, но получавшие покровительство властителей сами становились их собственностью. Поэтому их права уже не принадлежали им по рождению, а жаловались свыше. В таком опасном, ненадежном положении евреям удалось, однако, получить юридическую автономию: в пределах своих сообществ им было позволено применять свои собственные законы. В некоторых частях Испании они даже имели право распоряжаться жизнью и смертью.

Средневековая церковь, пытаясь укрепить свою оборону от ереси в условиях распространения знаний и натиска ислама, пользовалась своей возрастающей властью над евреями самым безжалостным образом. Латеранские соборы 1179 и 1215 годов закрепили эту жестокую борьбу в явном виде: их постановления лишали евреев власти над христианами, запрещали им иметь христианских слуг, передавали ростовщичество евреям, запрещая заниматься им христианам, запрещали христианам жить в еврейских кварталах – тем самым официально создавая гетто, и, что было тягостнее всего, обязывали всех евреев носить отличительные знаки – в качестве которых местные власти часто использовали ту самую желтую шестиконечную звезду, «звезду Давида», которую впоследствии вернули в употребление нацисты. Любой еврей, выходящий за пределы гетто, был заметен, как птица с ярким оперением, и становился легкой мишенью для нападения.

В Средние века фантастические истории о зловещем еврейском братстве[773] разрослись до масштабов полноценной мифологии. Еврейский мессия превратился в Антихриста. Евреи стали сатанинскими колдунами, которые отравляли колодцы, оскверняли Святое причастие и убивали христианских младенцев, чтобы использовать их кровь в своих дьявольских ритуалах. Когда в XIV веке в Европу пришла «черная смерть», виновников эпидемии логично было увидеть в этом дьявольском народе, якобы отравлявшем колодцы: им достаточно было всего лишь добавить в источники воды какого-нибудь более сильного яда. Чума уничтожила четверть населения Европы, и в отместку в течение этого ужасного периода были сожжены, утоплены, повешены или похоронены заживо десятки тысяч евреев. Их избиение стало повсеместным; в одних только германских землях было опустошено 350 еврейских поселений.

Первой страной, изгнавшей всех евреев, была Англия. Английские евреи принадлежали короне, которая систематически присваивала их богатства, для чего было даже учреждено специальное еврейское казначейство. К 1290 году евреи были выжаты досуха. Тогда Эдуард I конфисковал то немногое, что у них еще оставалось, и изгнал их из страны. Они перебрались во Францию, но в 1392 году были изгнаны и оттуда, в 1492-м, по требованию инквизиции, – из Испании, в 1497-м – из Португалии. Поскольку Германия состояла из множества отдельных государств, изгнать всех германских евреев сразу было нельзя. Тем не менее начиная с XII века и они постепенно бежали на восток, спасаясь от жестоких преследований в Германии.

Евреи, изгнанные из Европы, бежали в Речь Посполитую, обширное и малонаселенное королевство, избранные (а не наследные) монархи которого предоставляли им обширные права. Средневековый немецкий язык этих беженцев-ашкеназов постепенно превратился в идиш; они создавали свои деревни и города; они расселялись вдоль всей длинной восточной границы Польши и жили там в течение двух сотен лет в относительном спокойствии.

В конце XV века их численность составляла около двадцати пяти тысяч; к середине XVII она увеличилась по меньшей мере в десять раз. Затем Польша начала гибнуть в жестоких войнах с Россией и Швецией. Казаки и союзные им крестьяне убивали множество евреев и разграбляли сотни еврейских поселений. Украина раскололась на две части; северная часть Польши отошла к России. Войны и беспорядки продолжались и в XVIII веке, причем в них время от времени участвовали Пруссия, Австрия и Турция. В 1768 году, когда Россия вторглась в Польшу, Пруссия, пытаясь предотвратить ее полный захват, предложила разделить ее на три части – с участием Австрии. Это привело к частичному разделу Польши в 1772 году. В 1795-м, после очередного русского вторжения, Польша была разделена уже полностью и прекратила свое существование. В сильно урезанном виде она была возрождена потом Венским конгрессом 1814 года под названием царства Польского, которое вошло в состав России, причем русский царь становился и королем Польши. Ее еврейское население насчитывало к тому времени более миллиона человек. Около 150 000 из них оказались в Пруссии, которая, однако, быстро изгнала их на восток. Еще около 250 000 достались Австрии. Россия, вскоре завладевшая более чем тремя четвертями бывшей Речи Посполитой, распоряжалась также и судьбами большинства восточноевропейских евреев. Но если Польша в свое время приветствовала их прибытие, то Россия их презирала. Российская экономика была слишком примитивной, чтобы использовать их коммерческие таланты, а их религия вызывала отвращение. С точки зрения Екатерины Великой, миллион ее новых подданных был в первую очередь миллионом «имени Христа Спасителя ненавистников»[774][775].

Эти «ненавистники имени Христа» стали «еврейским вопросом» России. Россия со свойственной ей нетерпимостью нашла на него два лишь ответа: ассимиляцию (путем обращения в христианство) или изгнание. В качестве промежуточной меры она прибегла к изоляции. Указом 1791 года проживание евреев было разрешено лишь на бывших польских территориях и в ненаселенных степях к северу от Черного моря. Эта область площадью около 750 000 квадратных километров, проходящая через Центральную Европу до Балтийского моря, была названа чертой оседлости[776]. Ашкеназы составляли одну девятую населения черты оседлости и могли бы процветать в ней, но на них были наложены и другие ограничения. Они облагались тяжелыми налогами, не имели права жить в селах и деревнях, как на протяжении многих поколений жили их предки, не могли содержать сельских кабаков или продавать крестьянам спиртное. Их традиционные органы местного управления, кагалы, лишились юридической власти, но были обязаны собирать еврейские подати. Хуже того, в правление Николая I, после 1825 года, на кагалы возложили обязанность[777] отправлять двенадцатилетних еврейских мальчиков на практически пожизненную подневольную службу в русской армии – шесть лет жестокого «учения» и двадцать пять лет собственно военной службы. До 1856 года, в котором это требование было смягчено, такая участь постигла от сорока до пятидесяти тысяч сыновей еврейских семей. Эти притеснения не забылись: как рассказывал одному своему другу Эдвард Теллер, в детстве, когда он шалил, бабушка грозила ему, что, если он не будет хорошим мальчиком, его заберут русские[778].

Пока восточные евреи пытались выжить под властью матушки-России, на Западе шла эмансипация. Постепенно восстанавливались мелкие еврейские сообщества, состоявшие отчасти из выкрестов, бежавших из Испании и Португалии в Голландию, Англию и Америку, а отчасти из евреев, вернувшихся с Востока. В 1782 году австрийский император Иосиф II издал эдикт о веротерпимости.

Императорские эдикты имели меньшее значение для политического будущего еврейского народа, чем дух Просвещения с его религиозным скептицизмом и верой в самоочевидные права человека. Эволюция европейских форм правления дошла до этапа, на котором никакая группа, никакой класс уже не могли безраздельно господствовать над всеми остальными, как господствовала до этого аристократия. Появление национальных государств, в которых власть получило само государство, отчасти было вызвано необходимостью выхода из этого тупика. Эта система не делала различия между евреями и христианами. После американской революции и принятия Билля о правах американские евреи автоматически стали американскими гражданами.

Во Франции, помнящей гетто и изгнание евреев, их эмансипация была делом более трудным. «Евреям следует отказать в каких бы то ни было правах нации, – заявил в Национальном собрании Франции граф Клермон-Тоннер, – но предоставить им все права индивидуумов… Нельзя допустить, чтобы [они] стали в нашей стране отдельным политическим образованием или классом. Каждый из них по отдельности должен стать гражданином»[779][780]. Когда еврейское сообщество присягало на верность монарху в обмен на его защиту, оно делало лишь то же самое, что делали все остальные средневековые классы и сословия. Но национальное государство было государством светским, и оно рассматривало автономные иудаистские автократии, существующие в его границах, в терминах светских. В светских же терминах любая отдельная политическая общность, будь она религиозной или иной, верность которой граждане ставят на первое место, является потенциальным соперником государства и может угрожать его существованию. Впоследствии этот практический вывод стал причиной многих зверств. Пока же Свобода, Равенство и Братство одержали верх, и в один сентябрьский вторник 1791 года евреи Франции стали citoyens – гражданами.

Эмансипация происходила и в менее революционных государствах: в 1795 году – в Голландии и Бельгии, в 1848-м – в Швеции, в 1849-м – в Дании и Греции, в 1866-м – в Англии, в которой этот процесс был долгим и запутанным, в 1867-м – в Австрии, в 1868-м – в Испании, отменившей изданный в 1492 году указ об изгнании евреев, в 1871-м – в Германской империи. Хотя влияние эмансипированных евреев Западной Европы было совершенно несоразмерным их численности, они составляли лишь малую часть всей диаспоры. Подавляющее большинство евреев, численность которых возросла к 1850 году до двух с половиной миллионов человек[781], а к 1900 году – до пяти миллионов, страдало во все более ужасных условиях черты оседлости.

В 1856 году состоялась коронация Александра II, по поводу которой он объявил, среди прочих льгот и амнистий, об отмене особого порядка призыва евреев на военную службу. За этим последовали и другие послабления, и все они были направлены на эмансипацию евреев. «Полезные» евреи – состоятельные купцы, выпускники университетов, ремесленники и фельдшеры – получили право селиться внутри России, за пределами черты оседлости. Университеты вновь обрели автономию, и евреям разрешили учиться в них. Евреи, живущие в черте оседлости, получили ограниченные гражданские права и смогли избираться в местные органы. Однако царь, освободивший от крепостного рабства 30 миллионов крестьян, обнаружил, к своему разочарованию, что реформы, проведенные наконец после многих веков угнетения, могут вызывать не выражения благодарности, а революционную агитацию и бунты – как это случилось в 1863 году в царстве Польском, – и либерализация русской жизни снова застопорилась.

12 марта 1881 года революционеры – члены мелкой фракции, называвшейся «Народной волей», – убили Александра, забросав его открытый экипаж маленькими бомбами среди бела дня на одной из главных улиц Санкт-Петербурга, когда он возвращался со смотра императорской гвардии. Одна из участниц «Народной воли» – сама бомб не бросавшая, – была еврейкой[782]; в неразберихе, наступившей после цареубийства, даже такого повода оказалось достаточно, чтобы обвинить в этом злодеянии евреев. Началась волна погромов – это удивительное русское слово обозначает сопровождающееся насилием восстание одной группы населения против другой, – которые продолжались до 1884 года. Новый царь, склонный к догматизму Александр III, назвал эти кровавые нападения пьяных толп на еврейские кварталы, проходившие по всей черте оседлости, «еврейскими беспорядками»[783]. Погромы возникали при активной поддержке или молчаливом одобрении властей. Нападению подверглось более двухсот еврейских поселений. В результате этой первой волны погромов – в следующие десятилетия были и другие – 20 000 евреев остались без крова и 100 000 без средств к существованию. Погромщики насиловали женщин, убивали целые семьи. Правительство возложило вину за насилие на «анархистов» и решило вернуть даже «полезных» евреев в гетто черты оседлости.

Вместе с погромами явились майские законы 1882 года, которые изменяли или отменяли предыдущие реформы и налагали новые, убийственно жесткие ограничения. Между 1881 и 1900 годами из России и Центральной Европы эмигрировало в Соединенные Штаты более миллиона евреев; еще 1,5 миллиона уехали между 1900 и 1920 годами[784]. Значительно меньшее число эмигрантов подобно Хаиму Вейцману выбрало континентальную Западную Европу или Англию. Большинство из них нашло там меньше возможностей и более злобный антисемитизм, чем уехавшие в Америку.

Вскоре после Первой мировой войны одним из важных источников германского антисемитизма стала странная фальшивка, известная под названием «Протоколы сионских мудрецов». Адольф Гитлер видел в «Протоколах» программное руководство – насколько у национал-социализма вообще было программное руководство – по достижению мирового господства. «Я прочитал “Протоколы сионских мудрецов” – и ужаснулся! Эта вкрадчивость вездесущего врага! Я сразу понял, что мы должны последовать их примеру, но, конечно, по-своему… Поистине, это решающая битва за судьбу мира»[785][786]. Генрих Гиммлер подтверждал эту связь: «Искусством управления мы обязаны евреям». Он имел в виду «Протоколы», которые «фюрер выучил наизусть»[787].

«Протоколы» были сфабрикованы в России. Они позволили увязать еврейство России с еврейством Германии, в которой жило так мало евреев – в 1933 году их было всего лишь около 500 000, менее 1 % населения Германии. Если российская враждебность к евреям отчасти проистекала из религиозных противоречий, германский антисемитизм, напротив, нуждался в светской мифологии. Полуграмотному еретику-самоучке вроде Гитлера в особенности требовалась некая основа, которой можно было бы укрепить его патологический антисемитизм. У германского антисемитизма и раньше было достаточно приверженцев – Гитлер особенно ценил бешеную ярость Рихарда Вагнера, – но «Протоколы» удачно явились именно в нужное время и в нужном месте, чтобы занять выдающееся положение в этой идеологии. В 1920–1930-х годах по всему миру были проданы миллионы экземпляров разных их переводов.

Эта книга написана в форме лекций и начинается с обрывка фразы, без какого-либо введения, как будто бы ее вырвали из рук зловещих преступников. Чтобы дополнить недостающий контекст, издатели обычно подверстывали к ее тексту пояснительные материалы. В качестве вступления часто использовалась глава из романа «Биарриц», написанного мелким чиновником германского почтового ведомства[788]; глава эта называлась «На еврейском кладбище в Праге». Издатели выдавали эту мрачную фантазию – как и фантастическое содержание самих «Протоколов» – за реальные факты. Историк Норман Кон дает краткий пересказ происходящего в ней[789].

После чего следуют сами «Протоколы». Всего их двадцать четыре – около восьмидесяти книжных страниц. Многое в описываемой системе бессвязно, но «Протоколы» развивают три основные темы: яростные нападки на либерализм, политические методы всемирного еврейского заговора и очертания мирового правительства, которое мудрецы вскоре надеются установить.

Нападки на либерализм были бы смешны, если бы «Протоколам» не нашлось столь ужасающего практического применения. Время от времени в тексте проступает трогательная верность российскому «старому режиму», наверное озадачивавшая европейского читателя.

Короче говоря, мудрецы срежиссировали изобретение и распространение современных идей – современного мира. Все, что появилось после общественной системы Российской империи с царем, дворянством и крепостными, – плоть от плоти их дьявольской деятельности. Что помогает понять, как столь малопонятная дисциплина, как физика, могла оказаться в Германии 1920-х годов частью всемирного еврейского заговора.

Мудрецы работают над созданием всемирной автократии под управлением вождя, обеспечивающего «патриархальную, отеческую опеку». Либерализм будет искоренен, массы отвлечены от политики, цензура будет строгой, свобода печати отменена. Треть населения будет привлечена к слежке на добровольных началах, а огромная тайная полиция будет поддерживать порядок. Все эти методы использовали и нацисты; заимствования из «Протоколов» ясно видны у Гитлера в «Майн кампф» и прямо им признаются.

Документ, внесший вклад в германский антисемитизм, был плагиатом[790] политического памфлета «Разговоры Макиавелли и Монтескье в аду» (Dialogue aux enfers entre Machiavel et Montesquieu), написанного французским юристом Морисом Жоли и впервые опубликованного в Брюсселе в 1864 году. Монтескье выступает там от имени либерализма, Макиавелли – от имени деспотизма. Вероятно, «Протоколы» состряпал глава заграничной агентуры царской тайной полиции, живший в Париже Петр Иванович Рачковский. Заимствуя и перефразируя речи Макиавелли, даже без изменения их порядка, и приписывая их тайному совету евреев, Рачковский пытался дискредитировать русское либеральное движение, представив его еврейским заговором. В 1903 году самая ранняя редакция «Протоколов» была напечатана в нескольких выпусках одной санкт-петербургской газеты[791]. Они были одной из трех книг – двумя другими были Библия и «Война и мир», – найденных в вещах императрицы Александры Федоровны в Екатеринбурге после убийства императорской семьи коммунистами-революционерами 17 июля 1918 года.

Это совпадение привело к возвращению «Протоколов» на Запад. Федор Винберг, организовавший их перевод на немецкий и берлинскую публикацию 1920 года, был полковником лейб-гвардейского полка. Императрица была шефом его полка, и Винберг боготворил ее. В конце Первой мировой войны он бежал в Германию, убежденный, что убийцами императрицы были евреи. С этого момента навязчивое стремление отомстить евреям стало главной страстью его жизни. Он дружил с советниками Гитлера, в особенности с «философом» нацистской партии, Альфредом Розенбергом, который опубликовал в 1923 году исследование «Протоколов».

Выдумка о мировом еврейском заговоре имела для нацистской партии практическую ценность. Как и в случае предыдущих антисемитских партий, пишет Ханна Арендт, присутствовавшая при событиях 1920-х годов берлинской студенткой, она «обладала тем преимуществом, что могла восприниматься как внутриполитическая программа, а условия были таковы, что необходимо было выступить на арене социальной борьбы для того, чтобы добиться политической власти. Они могли выдвигать утверждение, что борются против евреев точно так же, как рабочие борются против буржуазии. Их преимущество заключалось в том, что, атакуя евреев, которых считали тайной силой за спиной правительств, они могли открыто атаковать само государство»[792][793].

Эта выдумка служила и пропагандистским целям, поскольку позволяла приободрить немецкий народ: если евреям удалось добиться господства над миром, то же смогут сделать и арийцы. Арендт продолжает: «Так, “Протоколы” представляли завоевание мира как вещь вполне реальную, и все дело заключалось только в наличии стимула и в искусном воплощении. Из “Протоколов” ясно также, что на пути германской победы над всем остальным миром нет никого, кроме евреев, заведомо малого народа, который правит этим миром, не обладая инструментами насилия, и, следовательно, противника несерьезного, чей секрет уже однажды был раскрыт и чей метод по большому счету был превзойден»[794].

Однако сквернословие «Майн кампф», бессвязность которого говорит о том, что оно было плодом сильнейших эмоциональных вспышек, а не расчетливой манипуляцией, показывает, что Гитлер патологически боялся и ненавидел евреев. Его мрачная мания величия присваивала умному и предприимчивому народу, преследуемому в течение долгого времени, искаженные черты его собственного страха. И это обстоятельство оказалось чрезвычайно существенным.

В 1931 году один немецкий журналист набрался храбрости спросить Адольфа Гитлера, откуда тот возьмет умы, которые смогут управлять страной, если он придет в ней к власти. Сперва Гитлер рявкнул, что он сам будет таким умом, но потом высокомерно заявил, что ему поможет тот самый класс немецкого общества, который до сих пор отказывался голосовать за приход к власти нацистов:

Вы, видимо, считаете, что в случае успешной революции в соответствии с программой моей партии мы не унаследуем целую кучу умов? Вы полагаете, что немецкий средний класс, цвет немецкой интеллигенции откажется служить нам и не предоставит в наше распоряжение своих умов? Немецкий средний класс славен тем, что всегда соглашается со свершившимся фактом; мы сделаем с этим средним классом все, что захотим[795][796].

Но как же евреи? – настаивал журналист. – Как насчет этих одаренных людей, среди которых есть герои войны, есть Эйнштейн? «Все, что они создали, украдено у нас, – обрушился на него Гитлер. – Все, что они знают, они используют против нас. Пускай уходят и сеют раздор среди других народов. Нам они не нужны».

В полдень 30 января 1933 года сорокатрехлетний Адольф Гитлер торжествующе принял должность канцлера Германии. Поджог Рейхстага и последовавшая за ним приостановка конституционных свобод, а также закон о чрезвычайных полномочиях от 23 марта, которым рейхстаг добровольно передал свою власть правительству Гитлера, стали первыми мерами по укреплению владычества нацистов. Они немедленно стали работать над легализацией антисемитизма и лишением германских евреев гражданских прав. На проходившей в его загородной резиденции в Берхтесгадене встрече с Йозефом Геббельсом, ставшим теперь министром пропаганды, Гитлер решил провести в качестве первого залпа этой битвы бойкот еврейской торговли[797]. Общенациональный бойкот начался в субботу 1 апреля. Еще на предыдущей неделе судьям и юристам еврейского происхождения было запрещено практиковать в Пруссии и Баварии. Теперь же газеты предупредительно печатали адреса магазинов, и отряды нацистских штурмовиков располагались перед ними, чтобы руководить действиями толпы. Евреев, пойманных на улицах, избивали на глазах у полиции. Бойкот превратился в общегерманский погром; насилие продолжалось в течение всех выходных.

За месяц до этого, вечером того дня, когда сгорел Рейхстаг, Вольфганг Паули разговаривал с группой гёттингенских ученых, среди которых был и Эдвард Теллер. Разговор шел о политической ситуации в Германии, и Паули энергично называл саму мысль о германской диктатуре своим любимым словом Quatsch – вздором, чушью, бессмыслицей. «Я видел диктатуру в России, – сказал он. – В Германии такого просто не может быть»[798]. В Гамбурге такого же рода оптимизма придерживался Отто Фриш, так же думали и многие другие немцы. «Сначала я не принимал Гитлера всерьез, – впоследствии говорил Фриш в одном из интервью. – Я думал: “Ну что же, канцлеры приходят и уходят, и этот будет не хуже других”. А потом положение стало меняться»[799]. 7 апреля вступило в силу первое антисемитское постановление Третьего рейха. Закон о восстановлении профессионального чиновничества, первая ласточка из числа приблизительно четырех сотен антисемитских законов и декретов, введенных нацистами, решительно и бесповоротно изменил жизнь Теллера, Паули, Фриша и их коллег. В законе прямо говорилось, что «чиновники неарийского происхождения должны выйти в отставку»[800]. 11 апреля появился и декрет, определяющий, что́ значит «неарийское происхождение»: в эту категорию попадал всякий, «происходящий от неарийских, особенно еврейских, предков в первом или втором поколении»[801]. Университеты были государственными учреждениями. Следовательно, их преподаватели были чиновниками. Новый закон одним махом лишил должности и заработка четверть физиков Германии[802], в том числе одиннадцать действительных или будущих лауреатов Нобелевской премии. В общей сложности он непосредственно затронул около 1600 ученых[803]. На получение другой работы у ученых, уволенных рейхом, тоже было мало шансов. Чтобы выжить, они должны были эмигрировать.

Некоторые – в том числе Эйнштейн и венгры старшего поколения – уехали заранее. Эйнштейн правильно понял, к чему идет дело, – и потому, что он был Эйнштейном, и потому, что самые резкие нападки еще с начала послевоенного периода приходились именно на его долю. Венгры же к этому времени уже стали тонкими знатоками признаков надвигающегося фашизма.

Первым уехал из Ахена Теодор фон Карман. Он был основоположником физики воздухоплавания; Калифорнийский технологический институт, в то время энергично создававший свою будущую славу, хотел включить эту дисциплину в свою программу. Спонсора авиации Дэниэла Гуггенхайма убедили внести вклад в это дело. В 1930 году под руководством фон Кармана начала работу Лаборатория аэронавтики имени Гуггенхайма с трехметровой аэродинамической трубой.

Калтех приглашал и Эйнштейна. Его также звали в Оксфорд и в Колумбийский университет, но его привлекала работа по космологии, которую вел директор аспирантуры Калтеха, физик Ричард Чейз Толмен, происходивший из квакеров штата Массачусетс. Наблюдения, которые велись в обсерватории Маунт-Вилсон над Пасадиной, могли подтвердить последнее из трех оригинальных предсказаний общей теории относительности – гравитационное красное смещение света, идущего от звезд высокой плотности. Толмен отправил делегацию в Берлин; Эйнштейн согласился приехать в Пасадину в 1931 году в качестве научного сотрудника.

Он действительно приезжал туда, даже дважды, возвращаясь между этими поездками в Берлин, ужинал в Южной Калифорнии с Чарли Чаплином, смотрел незаконченную монтажную версию полного одержимости смертью фильма «Да здравствует Мексика!» Сергея Эйзенштейна вместе с организовавшим его съемки Эптоном Синклером. Ближе ко второй поездке, в декабре, Эйнштейн уже был готов пересмотреть свое будущее. «Сегодня я решил, – писал он в дневнике, – что я, по сути дела, откажусь от своей работы в Берлине и стану на всю оставшуюся жизнь перелетной птицей»[804].

Свить гнездо в Пасадине перелетной птице было не суждено. В Калтехе Эйнштейна нашел американский педагог Абрахам Флекснер. В это время Флекснер создавал новый институт, у которого пока не было ни места, ни даже названия, но был утвержденный в 1930 году устав и фонды на сумму 5 миллионов долларов. Почти час они беседовали, расхаживая по помещениям клуба, в котором жил Эйнштейн. Затем встретились в Оксфорде, а потом, в июне – на даче Эйнштейна в Капуте под Берлином. «Весь вечер мы сидели на веранде и разговаривали, – вспоминал Флекснер, – а потом Эйнштейн предложил мне остаться на ужин. После ужина мы проговорили почти до одиннадцати. К этому времени было совершенно ясно, что Эйнштейн с женой готовы переехать в Америку»[805]. Они дошли вместе до автобусной остановки. «Ich bin Feuer und Flamme dafür» – «Я весь горю-пылаю от нетерпения»[806], – сказал Эйнштейн своему гостю, сажая его на автобус. Институт перспективных исследований был создан в Принстоне, штат Нью-Джерси. Эйнштейн стал его первым крупным приобретением. Он запросил жалованье 3000 долларов в год. Его жена договорилась с Флекснером о более внушительной сумме – 15 000 долларов[807]. Столько же готовы были платить ему и в Калтехе. Но в Калтехе – как раньше в Цюрихе – Эйнштейн должен был бы преподавать. В Институте перспективных исследований единственной его обязанностью было думать.

Эйнштейны уехали из Капута в декабре 1932 года, причем было запланировано, что часть наступающего года они проведут в Принстоне, а часть – в Берлине. Но Эйнштейн был прозорливее. «Оглянись, – сказал он жене, когда они спустились с крыльца своего дома. – Ты видишь все это в последний раз»[808][809]. Ей его пессимизм показался глупым.

В середине марта нацистские штурмовики из СА обыскали пустой дом, пытаясь найти в нем спрятанное оружие. К тому времени Эйнштейн, уже открыто выступавший против Гитлера, готовил свой переезд. Он временно обосновался в курортном городке Лё-Кок-сюр-Мер на бельгийском побережье; с ним были жена, секретарь, ассистент и два охранника-бельгийца: опять существовала опасность покушения. В Берлине его зять упаковал мебель. Французы любезно перевезли его личные бумаги в Париж дипломатической вализой. В конце марта 1933 года самый самобытный физик XX века снова отказался от германского гражданства.

Джона фон Неймана и Юджина Вигнера Принстонский университет приобрел в 1930 году, по саркастическому выражению Вигнера, по оптовой цене. Университет хотел усилить свои естественно-научные факультеты и обратился за советом к Паулю Эренфесту, который «рекомендовал им пригласить не одного человека, а по меньшей мере двоих… которые знали бы друг друга и не ощущали бы себя внезапно оказавшимися на острове, на котором у них ни с кем нет близких связей. К тому времени имя Джонни было, конечно, хорошо известно во всем мире, так что они решили позвать Джонни фон Неймана. Тогда они посмотрели: кто бывает соавтором в статьях Джона фон Неймана? И нашли: некий мистер Вигнер. Поэтому они и мне тоже отправили телеграмму»[810]. На самом деле Вигнер уже приобрел отличную репутацию в темной для непосвященных области физики, которая называется теорией групп;[811] в 1931 году он опубликовал книгу по этой теме. Он согласился приехать в Принстон, чтобы посмотреть на университет и, может быть, заодно посмотреть на Америку. «Никто не сомневался, что дни иностранцев, особенно еврейского происхождения, [в Германии] сочтены… Это было так очевидно, что не нужно было обладать особой прозорливостью… Это было что-то вроде “в декабре будет холодно”. Ну да, будет. Все мы это знаем»[812].

Лео Сцилард размышлял о своем будущем в задумчивом письме к Юджину Вигнеру, написанном из Берлина 8 октября 1932 года[813]. Он, по-видимому, все еще пытался организовать свой «Бунд»: у него в крови растворено сознание того, что сейчас ему нужно совершить труд более благородный, чем наука, писал он, что ж поделаешь, теперь это знание оттуда не удалить. Он понимает, что ему не пристало жаловаться, что такая работа не подойдет ни для какой организации в мире. Он обдумывал, не стать ли профессором экспериментальной физики в Индии, так как там ему придется заниматься, по сути дела, только преподаванием, и поэтому свою творческую энергию он сможет направить на другие вещи. Одни боги знают, что́ можно найти в Европе или на американском побережье между Вашингтоном и Бостоном, куда он предпочел бы попасть, так что, возможно, придется ехать в Индию. Во всяком случае, до тех пор, пока он не найдет себе места, у него, по крайней мере, будет оставаться возможность заниматься наукой, не чувствуя вины.

Сцилард обещал снова написать Вигнеру, когда у него будет «конкретная программа». Он еще не знал, что его конкретная программа будет программой организации отчаянного спасения. Он собрал чемоданы в Гарнак-хаусе и встретился с Лизой Мейтнер побеседовать о возможностях работы в области ядерной физики в Институте кайзера Вильгельма. У нее был Ган, и Ган был великолепен, но он был химиком. Ей мог бы пригодиться мастер на все руки вроде Сциларда. Но этому сотрудничеству не суждено было состояться. События развивались слишком быстро. Сцилард сел на поезд, уходящий из Берлина, чем доказал, что был если не умнее, то по меньшей мере на сутки быстрее большинства. Дело было «примерно первого апреля 1933 года»[814].

Если раньше Паули, находившийся в безопасности в далеком Цюрихе, истолковывал события неверно, то после объявления новых законов он обрел полную ясность. Вальтер Эльзассер, уехавший одним из первых, выбрал нейтральную Швейцарию, добрался на поезде до Цюриха и направился там прямо в физический корпус Политехнического института. «Сразу за главным входом в это здание оказываешься перед широкой и прямой лестницей, ведущей прямо на второй этаж. Прежде чем я успел шагнуть на нее, на верхней площадке появилось лунообразное лицо Вольфганга Паули. Он крикнул мне: “Эльзассер, вы поднимаетесь по этой лестнице первым; я предвижу, что в ближайшие месяцы по ней взойдут еще многие!”»[815] Идея германской диктатуры больше не относилась к разряду Quatsch.

Давняя традиция антисемитской дискриминации в распределении академических должностей перекосила распределение увольнений по закону о чиновничестве в сторону естественных наук. Эта область исследований возникла позже, чем более старые гуманитарные дисциплины, германские ученые мужи презирали ее за «чрезмерный материализм», и потому она была более доступной для евреев. В медицине число увольнений достигло 423, в физике – 106, в математике – 60, а всего в области физических и биологических наук, не считая медицины, было уволено 406 человек. Берлинский и Франкфуртский университеты потеряли по трети своего состава каждый[816].

Многообещающий молодой физик-теоретик Ханс Бете, работавший тогда в Тюбингене, узнал о своем увольнении от одного из студентов, который написал ему, что прочитал об этом в газетах, и интересовался, что ему теперь делать[817]. Бете посчитал такой вопрос бестактным – уволили-то его, а не студента, – и попросил достать ему газетную заметку. Ханс Гейгер был в это время профессором экспериментальной физики в Тюбингене, куда он переехал из Берлина. Когда Бете, теоретик, поступил на работу в университет в ноябре 1932 года, «Гейгер объяснял мне свои эксперименты и много помогал в других вопросах, так что казалось, что между нами сложились хорошие личные отношения»[818]. Поэтому Бете вполне разумно написал уехавшему в отпуск Гейгеру, спрашивая его совета. «Он прислал в ответ совершенно холодное письмо, в котором говорилось, что в изменившейся ситуации от моих дальнейших услуг придется отказаться – точка. Там не было ни добрых слов, ни сожалений – ничего»[819]. Через несколько дней пришло и официальное извещение об увольнении.

В двадцать семь лет Бете был крепким и неутомимым лыжником и альпинистом и отличался необычайной уверенностью в своих силах в физике, хотя и не без застенчивости в обществе. У него были голубые глаза и германские черты; коротко остриженные густые темно-коричневые волосы стояли у него на голове как щетка. Его обыкновение преодолевать трудности напролом в конце концов принесло Бете прозвище Броненосец, хотя это, исключительно уравновешенное, судно обычно грохотало только хохотом[820]. К тому времени он уже опубликовал несколько важных работ.

Бете родился 2 июля 1906 года в Страсбурге, еще в детстве переехал в Киль, а затем во Франкфурт, по мере развития успешной научной карьеры его отца, физиолога-исследователя. Он не считал себя евреем: «Я не был евреем. Моя мать была еврейкой, и до появления Гитлера это не имело никакого значения»[821]. Отец его происходил из прусских протестантов; мать была дочерью страсбургского профессора медицины. Среди его дедов и бабок было двое евреев – и этого оказалось более чем достаточно, чтобы уволить его из Тюбингена.

В 1924 году Бете поступил во Франкфуртский университет. Два года спустя, оценив его талант к теоретической работе, его научный руководитель отправил его в Мюнхен к Арнольду Зоммерфельду. Зоммерфельд обучил почти треть профессоров теоретической физики немецкоговорящего мира; в число его воспитанников входили Макс фон Лауэ, Вольфганг Паули и Вернер Гейзенберг. Пока Бете был у Зоммерфельда, к тому приехал американский химик Лайнус Полинг, а также немец Рудольф Пайерлс и американцы Эдвард Кондон и И. А. Раби. В 1928 году из Карлсруэ приехал Эдвард Теллер, но отношения между двумя молодыми людьми еще не успели перерасти в дружбу, когда Теллер попал под трамвай, и его правую ступню отняли чуть выше щиколотки. К тому времени, как Теллер оправился после ампутации, Зоммерфельд уехал в кругосветное путешествие, организованное по случаю его шестидесятилетия, предоставив Бете, только что защитившему диссертацию, искать работу самостоятельно. В отсутствие Зоммерфельда Теллер предпочел перебраться в Лейпциг и учиться у Гейзенберга. Бете получил стипендию Фонда Рокфеллера и уехал в Кавендишскую лабораторию, затем в Рим и, наконец, получил должность в Тюбингене.

Поскольку Гейгер отказался оспаривать его увольнение из Тюбингенского университета, Бете обратился за помощью в Мюнхен. «Зоммерфельд немедленно ответил: “Вам здесь будут рады. Я снова устрою вам стипендию. Возвращайтесь”»[822]. Проведя некоторое время в Мюнхене, Бете получил приглашение в Манчестер, а затем в Копенгаген, работать с Бором. Летом 1934 года Корнеллский университет предложил ему место доцента. На эту должность его рекомендовал один из его бывших студентов, работавший теперь в Итаке на физическом факультете. Бете согласился и отправился в Америку, куда и прибыл в начале февраля 1935 года.

В 1930 году Теллер защитился в Лейпциге под руководством Гейзенберга, проработал там еще год научным сотрудником, а затем переехал в Гёттинген на работу в Институте физической химии. «Его ранние статьи, – пишет Юджин Вигнер, – были совершенно в духе того времени: они расширяли мир приложений квантовой механики»[823]. Теллер энергично и самобытно исследовал наиболее разработанные области физики – химическую и молекулярную физику, – опубликовав между 1930 и 1936 годами около тридцати статей. По большей части они были написаны в соавторстве, потому что сам он был неаккуратен в вычислениях и слишком нетерпелив, чтобы отшлифовывать до совершенства все мелочи.

«Было заранее предрешено, что мне придется уехать, – вспоминает Теллер. – В конце концов, я не только был евреем, но даже не был гражданином Германии. Я хотел быть ученым. Возможность быть ученым в Германии, имея хоть какие-нибудь шансы на продолжение работы, исчезла с приходом Гитлера. Мне нужно было уезжать, как уехали многие другие, и как можно скорее»[824]. Директор его института Арнольд Эйкен, «старый немецкий националист»[825], подтвердил выводы Теллера в марте 1933-го, когда они ехали на юг на одном и том же поезде, направляясь на весенние каникулы. «Я очень хотел бы, чтобы вы были здесь, – вспоминает Теллер уклончивые речи Эйкера, – но в нынешней ситуации вам нет смысла оставаться. Я бы был рад вам помочь, но в Германии у вас нет будущего»[826]. Непонятно было, куда ехать. Вернувшись в Гёттинген после тяжелого спора с родителями в Будапеште – они хотели, чтобы он остался в Венгрии, – Теллер написал заявку на стипендию Фонда Рокфеллера, которая позволила бы ему работать с Бором в Копенгагене.

В Гамбурге Отто Фриш решил, что Гитлера все же следует принимать всерьез. Фриш, привлекательный молодой человек, экспериментатор с талантом к хитроумным изобретениям, работал на Отто Штерна, который за четыре года до этого наорал на Эрнеста Лоуренса, чтобы тот не отвлекался от работы над своим циклотроном. Штерн был «совершенно поражен, – пишет Фриш, – узнав о моем еврейском происхождении, таком же как у него и еще двух из четырех его сотрудников. Он хотел уехать, и чтобы мы втроем уехали тоже, [хотя] Гамбургский университет – в традициях вольного ганзейского города – очень неохотно проводил в жизнь расовые законы, и меня уволили только через несколько месяцев после того, как подчинились все остальные университеты»[827].

Еще до того, как нацисты ввели закон о чиновничестве, Фриш запросил и получил стипендию Фонда Рокфеллера на работу в Риме у Энрико Ферми. Эта программа была разработана для того, чтобы помочь многообещающим молодым физикам освободиться от повседневных обязанностей и посвятить год исследовательской работе за границей, после чего они должны были снова вернуться к своей обычной работе. К сожалению, в самый критический момент фонд решил строго следовать букве своих правил. Фриш вскоре «ощутил сильное разочарование и, в первый момент, немалое омерзение, когда [фонд] сообщил мне, что, поскольку ситуация изменилась в связи с законами Гитлера, они вынуждены отозвать [свою] стипендию, так как у меня больше нет работы, на которую я мог бы вернуться потом»[828].

Тем временем в Гамбурге появился Бор. Он ездил по всей Германии, чтобы выяснить, кому нужна помощь. «На меня произвела огромное впечатление, – пишет Фриш, – внезапная встреча с Нильсом Бором, имя которого было для меня почти легендарным, и его добрая отеческая улыбка; он взял меня за жилетную пуговицу и сказал: “Я надеюсь, вы как-нибудь приедете поработать с нами; мы любим людей, которые умеют ставить мысленные эксперименты!”» (Незадолго до этого Фриш подтвердил предсказание квантовой теории о том, что при испускании фотона атом должен смещаться в противоположную сторону; до него считалось, что это смещение слишком мало, чтобы его можно было измерить.)«Тем же вечером я написал матери… и попросил ее не беспокоиться: сам Господь Бог взял меня за жилетную пуговицу и улыбнулся мне. Именно так мне и казалось»[829].

Штерн, положение которого было надежным благодаря собственным средствам и международной известности, отправился искать места для своих сотрудников. «Штерн сказал, что поедет, – продолжает Фриш, – и попытается продать своих сотрудников-евреев – я имею в виду, найти им работу. И сказал, что меня он попробует продать мадам Кюри. Я ответил: “Ну, сделайте, что сможете. Буду очень благодарен за любую помощь. Просто продайте меня любому, кто согласится меня взять”. И когда он вернулся [из поездки по зарубежным лабораториям], то сказал, что мадам Кюри меня не купила, зато купил Блэкетт»[830]. Патрик Мейнард Стюарт Блэкетт, уроженец Лондона, высокий моряк с худым, решительным лицом, был одним из учеников Резерфорда и будущим нобелевским лауреатом. Он только что ушел из Кавендишской лаборатории в лондонский пролетарский колледж Биркбек после яростного спора относительно размеров преподавательской нагрузки в Кавендише. «Если уж в физических лабораториях должна царить диктатура, – воскликнул Блэкетт, выходя с побелевшим лицом из кабинета Резерфорда, – то я предпочитаю быть своим собственным диктатором»[831]. Биркбек был вечерним университетом, так что днем экспериментаторы могли работать спокойно, за исключением тех моментов, когда посреди лаборатории срабатывала с пушечным грохотом принадлежавшая Блэкетту камера Вильсона, в которую попадал случайный луч космического излучения. Это была временная работа, и Фриш на нее согласился. На следующий год, когда срок его контракта истек, он отправился через Северное море в Копенгаген, работать с «Господом Богом».

Его утешала уверенность в том, что на ближайшее будущее его тетка оставалась в безопасности. Начиная со следующего сентября Лизе Мейтнер было запрещено читать лекции в Берлинском университете, но, поскольку она была гражданкой Австрии, а не Германии, ей позволили продолжать работу в Институтах кайзера Вильгельма. Однако ей еще предстояло признаться в своей уловке. Когда Ган, читавший той весной лекции по радиохимии в Корнелле, поспешно вернулся спасать, что еще можно было спасти из остатков коллектива институтов, Мейтнер разыскала его. Как объясняет ее племянник:

Лиза Мейтнер никогда не афишировала своих еврейских корней. Ей никогда не казалось, что она как-либо связана с еврейскими традициями. Хотя с этнической точки зрения она была чистокровной еврейкой, она была крещена в младенчестве и всегда считала себя исключительно протестанткой, предки которой по случаю были евреями. И когда начались все эти [антисемитские] тревоги, ей казалось, что об этом лучше помалкивать – отчасти, наверное, чтобы не нарываться на неприятности, а отчасти – чтобы не ставить в неудобное положение друзей. Когда Гитлер вытащил все это, так сказать, на свет божий, это было довольно унизительно, и ей пришлось пойти к Гану и сказать ему: «Вы знаете, я на самом-то деле еврейка, так что у вас из-за меня, наверное, могут быть неприятности»[832].

Нобелевский лауреат Джеймс Франк, занимавшийся физической химией, поговорил в Гёттингене с Нильсом Бором. Хотя Франк был евреем, закон о чиновничестве его не коснулся, потому что во время Первой мировой войны он был на фронте. Тем не менее он был вне себя от возмущения. Нужно было решить, что делать. Он выслушал мнение многих, но, как он сказал одному другу много лет спустя, убедил его именно Бор[833]: Бор настаивал, что каждый человек несет ответственность за политические действия своего общества. В Гёттингене Франк был директором Второго физического института. 17 апреля он подал в отставку в знак протеста и не преминул сообщить об этом в газеты.

Макс Борн разделял убеждения Франка и восхищался его смелостью, но не любил публичных скандалов. С 25 апреля его отправили в бессрочный «отпуск», но, когда один из попечителей университета сказал ему, что, возможно, в конце концов удастся устроить так, чтобы он вернулся к работе[834], Борн резко ответил, что не хочет никаких личных поблажек. «После моего “отпуска” мы решили тут же покинуть Германию», – пишет он. Борны уже сняли на лето квартиру в альпийской долине; теперь они перенесли дату вселения и уехали раньше, чем собирались. «Так что в начале мая 1933 г. мы выехали в Южный Тироль, взяв с собой двенадцатилетнего сына Густава; более взрослых дочерей мы оставили в их немецких школах»[835][836]. Через Лейден он сообщил об этом Эйнштейну. «Эренфест переслал мне твое письмо, – ответил Эйнштейн 30 мая из Оксфорда, в который его приглашали на работу. – Я рад, что вы (ты и Франк) оставили свои посты. Это для обоих, слава Богу, не связано с риском. Но сердце мое обливается кровью, когда я думаю о молодых [ученых]»[837].

Молодежи – ученым, только начинавшим создавать себе имя, еще не публиковавшимся, не достигшим мировой славы, – нужно было нечто большее, чем неофициальные договоренности. Им нужна была организованная поддержка.

Лео Сцилард доехал на раннем поезде до Вены и поселился в отеле «Регина». Именно там – вероятно, в холле гостиницы – он узнал о Законе о восстановлении профессионального чиновничества и прочитал первый список уволенных. Вне себя от возмущения, он выбежал на улицу. Гуляя по городу, он встретил старого берлинского друга, специалиста по эконометрике Якоба Маршака. Сцилард настаивал, что они должны чем-то помочь пострадавшим. Вместе они отправились к Готфриду Кунвальду – «старому горбатому еврею, бывшему советником Христианско-социальной партии, – объясняет один из поклонников Сциларда. – Кунвальд был человек загадочный и хитроумный, типичный австриец с бакенбардами а-ля Франц-Иосиф. Он сразу согласился, что следует ожидать массового изгнания. Он сказал, что, когда это случится, французы будут молиться за жертв притеснений, британцы – организовывать их спасение, а американцы – за него платить»[838].

Кунвальд отправил заговорщиков к одному немецкому экономисту, бывшему тогда в Вене. Тот, в свою очередь, сказал им, что в Вене в это же время находился директор Лондонской школы экономики сэр Уильям Беверидж, работавший там над историей цен, и что он тоже остановился в «Регине». Сцилард подстерег англичанина в его номере и выяснил, что тот до сих пор думал только об очень скромных благотворительных мерах – он собирался взять в свой институт одного уволенного экономиста. По мнению Сциларда, такие действия были по меньшей мере порядка на три слабее, чем требовалось, и он собрался обрушить на сэра Уильяма информацию об истинном положении вещей.

Кунвальд, Беверидж и Сцилард встретились за чаем, и Сцилард зачитал список уволенных ученых. Тогда Беверидж согласился, пишет поклонник Сциларда, «немедленно по возвращении в Англию, разобравшись с самыми важными из дел, которые у него были запланированы, попытаться организовать комитет по трудоустройству ученых – жертв нацизма; он также предложил Сциларду приехать в Лондон и время от времени понукать его. Если его понукать достаточно долго и достаточно часто, он, вероятно, сможет чего-нибудь добиться»[839].

Несмотря на всю занятость экономиста, понукать его пришлось очень мало. Сцилард последовал за ним в Лондон, и, проведя выходные в Кембридже, Беверидж уговорил Резерфорда возглавить Совет помощи ученым (Academic Assistance Council). 22 мая было объявлено о создании этого совета, задачами которого были «обеспечение координационного и информационного центра» и «сбор средств». В числе выдающихся ученых, подписавших декларацию о создании совета, помимо Бевериджа и Резерфорда были Дж. С. Холдейн, Гилберт Мюррей, А. Э. Хаусман, Дж. Дж. Томсон, Дж. М. Тревельян и Джон Мейнард Кейнс.

Приблизительно в то же время аналогичные меры принимались и в Соединенных Штатах. Джон Дьюи принял участие в создании в Колумбийском университете Фонда стипендий для сотрудников. Тут же проявились и другие частные инициативы – например предоставление Хансу Бете работы в Корнелле. Крупнейшая из американских организация такого рода[840], Чрезвычайный комитет по помощи перемещенным германским ученым, была создана под эгидой Института международного образования.

Сцилард находился тем летом в активном поиске. Поскольку ему казалось, что он не может по праву выступать от имени Совета помощи ученым (хотя в течение всего августа он управлял работой его офиса на добровольных началах, не получая за это никакого вознаграждения), он много ездил и занимался координацией существующих программ и организацией новых. В начале мая он имел «долгую и успешную беседу»[841] с Хаимом Вейцманом, обеспечившую поддержку английского еврейства. Эйнштейн думал о создании «университета для изгнанников»[842]; Сцилард при посредничестве Леона Розенфельда убедил, что вместо этого ему лучше будет помочь своим престижем общему делу. В Швейцарии он агитировал Международную студенческую службу и Международный комитет по интеллектуальному сотрудничеству Лиги Наций[843]; в Голландии понукал нервного и неорганизованного Эренфеста, в распоряжении которого был небольшой фонд для поддержки приезжих физиков-теоретиков. Ректоры бельгийских университетов «занимают сочувственную позицию, – сообщал Сцилард Бевериджу, – но воспоминания о войне затрудняют создание в Бельгии какой бы то ни было организации для помощи германским ученым»[844].

Боры координировали со Сцилардом собственную изнурительную работу. Как обычно, Бор созвал летнюю копенгагенскую конференцию, но на этот раз, как пишет Отто Фриш, «предложил превратить [ее] в биржу труда». По мнению Фриша, мероприятие получилось «хаотичным, так как людей было слишком много, а времени, чтобы с ними разобраться, слишком мало»[845].

Когда Эдвард Теллер подавал в Гёттингене заявку на стипендию Фонда Рокфеллера, он надеялся поработать именно с Бором. Фонд отказал ему на тех же основаниях, что и Отто Фришу: у него не было места работы, на которое он мог бы вернуться по окончании срока действия стипендии. Джеймс Франк и Макс Борн порекомендовали Теллера англичанам, и вскоре он получил не одно, а сразу два предложения о временном трудоустройстве. Теллер согласился поступить на должность физика-ассистента в лондонский Университетский колледж. Там он получил поддержку Фонда Рокфеллера и в начале 1934 года перебрался в Копенгаген.

Сциларду помогал один американец из Колумбийского университета, физик Бенджамин Либовиц, который изобрел в свое время новый вид рубашечных воротничков и занялся производством рубашек[846]. Либовицу было сорок два года, на семь лет больше, чем Сциларду. Они познакомились во время краткой поездки Сциларда в Соединенные Штаты в 1932 году и впоследствии возобновили знакомство в Берлине. Как и Сцилард, Либовиц брал на себя бесплатную добровольную работу по помощи беженцам. Они стали работать вместе, причем ньюйоркец помог Сциларду завязать в Америке полезные связи. В письме, которое Либовиц отослал из Берлина в Нью-Йорк в начале мая, дается яркое описание положения дел в Германии:

Абсолютное отчаяние немецких евреев всех классов не поддается описанию. Ужасает тщательность, с которой их выискивают, чтобы положить конец их карьерам. Без помощи извне у тысяч – возможно, десятков тысяч – из них не остается никакого выхода, кроме голода или [самоубийства]. Тут идет гигантский «холодный погром», и он затрагивает не только евреев. В него, разумеется, попадают коммунисты, но их не различают по расовому признаку; социал-демократы и либералы по большей части уже подпали или вот-вот подпадут под действие запретов, особенно если они выражают хоть малейший протест против нацистского движения…

Доктор Лео Сцилард… оказался самым прозорливым из предсказателей – он смог предвидеть развитие событий точнее, чем кто бы то ни было. Еще за несколько недель до того, как разразилась эта буря, он начал формулировать планы по обеспечению некоторых мер помощи ученым Германии[847].

Сциларда начинало беспокоить отсутствие места у него самого. Как он писал в августе другому другу, он все еще не «отказался от идеи поехать в Индию, хотя это намерение и не усилилось»[848]. Он ничего не имел против Америки, но предпочел бы жить в Англии. Хотя он ощущал «довольно сильную усталость», он был «очень счастлив в Англии». Но как только он заглядывал в будущее, его счастье сменялось унынием: «Вполне вероятно, что Германия будет перевооружаться, и мне не кажется, что в ближайшие годы это перевооружение будет прекращено вмешательством других держав. Поэтому через несколько лет в Европе могут появиться две тяжеловооруженные группы враждебных друг другу стран, и это приведет к тому, что война начнется сама по себе, вероятно, против желания обеих сторон»[849].

Все это подготовило его к тому прохладному, мокрому, серому сентябрьскому дню, в который он шагнул с тротуара на Саутгемптон-роу и начал создавать облик грядущего.

9 сентября Эйнштейн в последний раз пересек Ла-Манш в направлении Англии и поступил там под энергичную защиту командующего флотской авиацией, адвоката и члена парламента Оливера Стиллингфлита Локера-Лэмпсона[850], которому в свое время, когда он служил в России под командованием великого князя Николая, выпала сомнительная честь быть приглашенным участвовать в убийстве Распутина; с нехарактерной для него рассудительностью он отказался от этого предложения. На следующее утро Локер-Лэмпсон отправил великого физика в изолированный загородный дом, стоявший посреди вересковых пустошей на восточном побережье Англии. Эйнштейн уехал из Бельгии по настоянию жены: она опасалась за его жизнь. Пока она организовывала их эмиграцию, он оставался в Рофтон-Хит, где, по его словам, гулял по пустошам, «разговаривая с козами»[851]. Там он узнал, что 25 сентября покончил с собой Пауль Эренфест, бывший одним из самых старых и самых близких его друзей. Эренфест пытался убить своего младшего сына – в результате чего тот потерял зрение, – а потом застрелился сам.

Самым крупным публичным мероприятием кампании помощи было массовое собрание в Альберт-холле, огромном круглом зале у южного края лондонского парка Кенсингтон-гарденс. Основным докладчиком был Эйнштейн, поэтому все десять тысяч мест в зале были заняты; проходы тоже были битком набиты. Председательствовал Эрнест Резерфорд, специально приехавший из Кембриджа. После этого Эйнштейн собрал чемоданы и уехал в Америку, присоединившись к жене на борту парохода «Вестерленд», который зашел 7 октября в Саутгемптон по пути из Антверпена в Нью-Йорк.

Предполагалось, что это мероприятие поможет собрать пожертвования. Сбор оказался очень небольшим. Кембриджский физик Ф. Б. Мун вспоминает отчаяние Резерфорда:

Он сделал очень много для беженцев из гитлеровской Германии; он устроил некоторых из них в своей лаборатории и по мере сил находил деньги, чтобы помочь им и их семьям, пока они не найдут надежной работы. Он рассказал мне, что один из них пришел к нему и сказал, что он что-то такое открыл. «Я перебил его и сказал: “Это уже многим известно”, но вы знаете, Мун, эти люди выживают чудом. Им просто необходимо двигаться вперед»[852].

Если не считать французских молитв – про них нам ничего не известно, – в течение первых двух лет спасательная деятельность точно соответствовала прозорливому предсказанию Готфрида Кунвальда: в Британии беженцам было предоставлено почти столько же временных рабочих мест[853], сколько во всем остальном мире, вместе взятом, а сумма американских пожертвований, в основном от фондов, подобных Фонду Рокфеллера, точно соответствовала объему средств, полученных из других стран[854]. Затем, по мере ослабления Великой депрессии и ужесточения английской академической системы, усилилась эмиграция в Соединенные Штаты. По официальным каналам Чрезвычайного комитета в 1933 году в США приехали тридцать ученых, в 1934-м – тридцать два, в 1935-м – всего пятнадцать, зато в 1938-м – сорок три, в 1939-м – девяносто семь, в 1940-м – сорок девять, а в 1941 году – пятьдесят[855]. Физиками были лишь немногие из них: международная сеть дружеских отношений и знакомств давала физикам лучшие, чем большинству других ученых, возможности помогать друг другу. Между 1933 и 1941 годами в Соединенные Штаты эмигрировало около сотни физиков-беженцев[856].

Принстон, как писал Эйнштейн королеве Бельгии Елизавете, с которой он был в дружбе, оказался «очаровательным местечком, старомодной и церемонной деревенькой, населенной маленькими полубогами на ходулях. Однако, пренебрегая некоторыми из светских условностей, я смог создать вокруг себя атмосферу, благоприятную для исследований и свободную от отвлекающих факторов»[857]. Вигнер отмечал, что фон Нейман «влюбился в Америку с первого же дня. Он подумал: вот здравомыслящие люди, которые не ведут всех этих бессмысленных традиционных разговоров. Его в некоторой степени привлекал больший, чем в Европе, материализм Соединенных Штатов[858]». Когда в 1935 году в Принстон приехал Станислав Улам, он нашел семейство фон Нейман уютно устроившимся в большом и внушительном доме; дверь ему открыла чернокожая служанка. Два или три раза в неделю фон Нейманы давали вечеринки. «Но вечера эти отнюдь не были совершенно беззаботными; тень приближающихся событий вторгалась и в обыкновенную атмосферу»[859][860], – отмечает Улам. Любовь к Америке самого Улама, оформившаяся несколько лет спустя, когда он был младшим научным сотрудником в Гарварде, умерялась лишь его недовольством погодными катаклизмами: «Я часто говаривал своим товарищам, что Соединенные Штаты – это словно дитя из сказки, к которому, когда тот появился на свет, пришли с подарками все добрые феи, и только одна фея не смогла прийти – фея, приносящая погоду»[861][862].

Леопольд Инфельд, проезжавший на поезде через Нью-Джерси по пути из Нью-Йорка в Принстон, «был поражен зрелищем такого количества деревянных домов; в Европе на них смотрят с презрением, как на дешевую, недолговечную замену домам кирпичным». В этой же поездке ему неизбежно встретились и «выброшенные старые автомобили, груды металлолома». Принстонский кампус был пустынен. Он нашел гостиницу и спросил, куда делись все студенты. «Наверное, пошли смотреть Нотр-Дам», – сказал портье. «Я что, сошел с ума? – спросил себя Инфельд. – Нотр-Дам в Париже. Здесь Принстон, причем совершенно пустой. Что все это значит?» Вскоре он получил ответ на свой вопрос. «Внезапно все резко изменилось. Это произошло скачкообразно, за долю секунды. Поехали автомобили, на улицах появились толпы народу, шумные студенты кричали и пели»[863]. Инфельд приехал в Принстон в субботу; по субботам футбольная команда Принстона играла с командой Университета Нотр-Дам.

В свою первую ночь в Новом Свете Ханс Бете обошел пешком весь Нью-Йорк[864].

Химик Курт Мендельсон живо помнил первое утро после своего побега из Германии: «Когда я проснулся, мне в лицо светило солнце. Я спал крепко, спокойно и долго – впервые за много недель. [Предыдущим вечером] я добрался до Лондона и лег спать, не опасаясь, что в три часа утра за мной приедет машина с парой штурмовиков из СА»[865].

Свобода начинается не с науки и карьеры, не с хлеба насущного и даже не с семьи или любви; она начинается со здорового сна и возможности любоваться игрой утреннего света, ничего не опасаясь.

8

«Вскапывать и перемешивать»[866]

Седьмой Сольвеевский конгресс, проходивший в Брюсселе в конце 1933 года, стал для Джорджа Гамова билетом, позволившим ему убежать из Советского Союза, который быстро становился все более неуютным местом для физиков-теоретиков, упорствовавших в приверженности современным представлениям[867]. Предыдущим летом этот высокий, светловолосый, атлетически сложенный одессит уже предпринял одну попытку побега вместе со своей женой Ро[868]: они собирались переплыть на резиновой байдарке через Черное море, пройдя около 280 километров на юг, от Крыма до Турции, причем метеорологического прогноза у них не было. Они взяли с собой карманный компас, сваренные вкрутую яйца, тщательно запасенные заранее, кулинарный шоколад, две бутылки коньяка и пакет свежей клубники. Они отплыли с утра, сделав вид, что отправляются на увеселительную прогулку, и энергично гребли весь день и часть ночи. Из документов у них были с собой только датские права на управление мотоциклом, оставшиеся у Гамова на память о зиме 1930 года, которую он провел в Копенгагене после работы с Резерфордом в Кавендишской лаборатории. Гамов собирался показать этот документ туркам, сказать им по-датски, что он датчанин, добраться до ближайшего датского консульства и позвонить оттуда Бору, который, несомненно, все устроил бы. Но Черное море назвали так из-за частых штормов. Побегу Гамовых помешал сильный ветер: он поднял захлестывавшие их волны, обессилил их за долгую, холодную ночь и в конце концов отнес их обратно к берегу.

Гамов вернулся в Ленинград, а на следующий год получил из правительства извещение о том, что его официально делегируют на Сольвеевский конгресс. «Я не мог поверить своим глазам»[869][870], – пишет он в автобиографии. Перед ним открывалась легкая возможность уехать за границу – если не считать того, что на Ро она не распространялась. Гамов твердо решил либо получить второй паспорт, либо никуда не ехать в нарушение распоряжения властей. Через экономиста-большевика Николая Бухарина, с которым он был знаком, ему удалось добиться встречи в Кремле с председателем Совнаркома Вячеславом Молотовым. Молотова удивило, что теоретик не может пару недель обойтись без жены. Гамов решил притвориться своим парнем:

– Видите ли, – сказал я, – чтобы сделать мою просьбу убедительной, я должен сказать вам, что моя жена, будучи физиком, помогает мне в качестве научного секретаря, хранит статьи, заметки и т. п. Так что я не могу присутствовать на таком большом конгрессе без ее помощи. Но это не все. Все дело в том, что она никогда не была за границей, и после Брюсселя я хочу взять ее в Париж, чтобы показать Лувр, Фоли-Бержер и так далее и сделать кое-какие покупки.

Это Молотов понял. «Думаю, что это будет нетрудно устроить»[871], – сказал он Гамову.

Но, когда пришло время получать паспорта, Гамов обнаружил, что Молотов передумал и решил не создавать неудобного прецедента. Гамов уперся и отказался идти на попятную. Ему трижды звонили из паспортного отдела, предлагая забрать свой паспорт, и все три раза он отвечал, что подождет, пока не будут сделаны оба паспорта. «Наконец, на четвертый день мне сообщили по телефону, что оба паспорта готовы. И конечно, они были готовы!»[872] После Сольвеевского конгресса молодые перебежчики уплыли в Америку. Гамов преподавал в летней школе Мичиганского университета в живописном Анн-Арборе, а потом принял профессорскую кафедру в вашингтонском Университете Джорджа Вашингтона.

На Сольвеевский конгресс, впервые посвященный ядерной физике, собрались лучшие умы двух поколений: в числе старших физиков там были Мария Кюри, Резерфорд, Бор и Лиза Мейтнер, в числе более молодых – Гейзенберг, Паули, Энрико Ферми, Чедвик (из Кембриджа приехали в общей сложности восемь человек, из разоренного Гёттингена – ни одного), Гамов, Ирен и Фредерик Жолио-Кюри, Патрик Блэкетт и Рудольф Пайерлс. Эрнест Лоуренс, чей циклотрон уже вовсю работал, в одиночку представлял на конгрессе этого года Америку.

Они спорили о строении протона. Другие темы, которые они обсуждали, в то время могли показаться слишком отвлеченными. Как оказалось впоследствии, ни одна из них таковой не была. 2 августа 1932 года, работая с тщательно подготовленной камерой Вильсона, американский экспериментатор из Калтеха Карл Андерсон открыл в потоке космических лучей новую частицу. Этой частицей был электрон с положительным, а не отрицательным зарядом, «позитрон», ставший первым свидетельством того, что Вселенная состоит не только из материи, но и из антиматерии. Это открытие принесло Андерсону Нобелевскую премию за 1936 год. Физики всего мира немедленно проверили сохраненные у них фотографии событий в камерах Вильсона и обнаружили следы позитронов, которые они неправильно идентифицировали до этого (супруги Жолио-Кюри, проглядевшие в свое время нейтрон, увидели, что и позитрон они тоже проглядели). Существование этой новой частицы позволяло предположить, что протон может на самом деле быть составным – не неделимой частицей, а комбинацией нейтрона с позитроном. Это было не так; в конце концов выяснилось, что в ядре нет места никаким электронам, ни положительным, ни отрицательным.

Идентифицировав позитроны, которые они до этого пропустили, Жолио-Кюри снова включили свою камеру Вильсона и стали искать новую частицу в других экспериментальных условиях. Они выяснили, что при бомбардировке элементов среднего веса альфа-частицами, вылетающими из полония, мишень испускает протоны. Потом они заметили, что более легкие элементы, в частности алюминий и бор, иногда испускают не протон, а нейтрон, а затем – позитрон. Казалось бы, это свидетельствовало о составной природе протона. Они с энтузиазмом представили эти данные в своем докладе на Сольвеевском конгрессе.

Лиза Мейтнер раскритиковала доклад Жолио-Кюри. Она уже проводила подобные эксперименты в Институтах кайзера Вильгельма, причем пользовалась большим уважением за аккуратность и точность своих работ. В этих экспериментах, подчеркнула она, ей «не удалось обнаружить ни одного нейтрона»[873]. Присутствующие склонялись на сторону Мейтнер. «В конце концов подавляющее большинство собравшихся физиков усомнилось в точности наших экспериментов, – говорит Жолио. – После этого заседания мы были в довольно подавленном настроении». По счастью, в дело вмешались теоретики. «Но в этот момент профессор Бор отвел нас в сторонку… и сказал, что считает наши результаты очень важными. Немного погодя подобным же образом нас подбодрил и Паули»[874]. Супруги Жолио-Кюри вернулись в Париж с твердым намерением разрешить этот вопрос раз и навсегда.

Фредерику Жолио было тридцать три года, его жене – тридцать шесть; дома их ждали маленькие дети[875]. Летом они вместе ходили под парусом и плавали, зимой катались на лыжах и продуктивно работали вместе в своей лаборатории на улице Пьера Кюри в Латинском квартале. В 1932 году Ирен сменила мать на посту директора Радиевого института: у давно овдовевшей исследовательницы был неизлечимый рак крови, вызванный многолетним воздействием радиации.

Казалось вероятным, что появление нейтронов и позитронов, а не протонов может зависеть от энергии альфа-частиц, попадающих в мишень. Жолио-Кюри могли проверить эту возможность, отодвигая полониевый источник от мишени, в результате чего альфа-частицы, вынужденные пролетать большее расстояние в воздухе, замедлялись. Жолио взялся за работу. Вне всякого сомнения, он видел нейтроны. Когда же он отодвинул полоний от мишени, сделанной из алюминиевой фольги, «испускание нейтронов совершенно [прекратилось] после достижения некоторой минимальной скорости». Но при этом произошло и нечто другое, удивившее его. После прекращения испускания нейтронов испускание позитронов продолжалось: оно не прекратилось резко, а постепенно спадало «в течение некоторого времени, подобно излучению… природного радиоактивного элемента»[876]. Что это было? Сначала Жолио наблюдал частицы в камере Вильсона, в которой их траектории были видны в перенасыщенном тумане. Затем он перешел на использование счетчика Гейгера и позвал Ирен. Как он объяснял на следующий день одному из своих коллег, «я облучаю мишень альфа-частицами из источника: счетчик Гейгера начинает трещать. Я убираю источник: треск должен прекратиться, но на самом деле он продолжается»[877]. Интенсивность этой странной радиоактивности уменьшалась в два раза приблизительно за три минуты. Они еще не решались считать это время временем полураспада. Пока что они только отметили странное поведение счетчика Гейгера.

В том году в институте работал молодой немецкий физик Вольфганг Гентнер, специалист по счетчикам Гейгера. Жолио попросил его проверить приборы, которые он использовал в своей лаборатории. Супруги отправились на светский вечер, на который они не могли не пойти. «На следующее утро, – пишет коллега, с которым Жолио разговаривал в тот день, – супруги Жолио нашли у себя на столе маленькую записку от Гентнера, утверждавшего, что счетчики Гейгера в полном порядке»[878].

Они были почти уверены, что открыли способ превращения материи в радиоактивную искусственными средствами.

Они рассчитали вероятную реакцию. Ядро алюминия, в котором есть 13 протонов и 14 нейтронов, захватывающее альфа-частицу – 2 протона и 2 нейтрона – и сразу же испускающее 1 нейтрон, должно превращаться в неустойчивый изотоп фосфора с 15 протонами и 15 нейтронами (13 + 2 = 15 протонов; 14 + 2–1 = 15 нейтронов). Затем фосфор, вероятно, распадается до кремния (14 протонов, 16 нейтронов). Трехминутный период – это период полураспада для этого процесса.

Они не смогли обнаружить накопление предельно малых количеств кремния химическими методами. В 1935 году, когда супруги получали Нобелевскую премию по химии, присужденную им за это открытие, Жолио объяснил причину этого: «Выход таких преобразований очень мал, и вес образующихся элементов… не превышает 10^–15 [грамма], что соответствует в лучшем случае нескольким миллионам атомов»[879]. Такое малое количество трудно было найти при помощи одной только химической реакции. Однако они могли зарегистрировать радиоактивность фосфора счетчиком Гейгера. Если бы счетчик действительно показал наличие искусственного преобразования части алюминия в фосфор, то они смогли бы разделить эти элементы химическими методами. Вся радиоактивность осталась бы во вновь образованном фосфоре, очищенном от не прошедшего преобразование алюминия. Но для этого им нужен был надежный процесс сепарации, занимающий меньше трех минут, – чтобы его можно было завершить до того момента, когда слабая наведенная радиоактивность упадет ниже порога чувствительности счетчика Гейгера.

Хотя их просьба озадачила химика из соседней лаборатории, «который никогда не рассматривал химию с этой точки зрения»[880], – говорит Жолио, он все же разработал необходимую процедуру. Жолио-Кюри облучили кусок алюминиевой фольги, опустили его в контейнер с соляной кислотой и закрыли контейнер крышкой. Кислота растворила фольгу, и в этой реакции выделился газообразный водород, который должен был унести фосфор из раствора. Газ собрали в перевернутую пробирку. Растворенный алюминий «затих», а газ вызвал треск счетчика Гейгера: все радиоактивные вещества перешли в него. Другой химический тест доказал, что радиоактивное вещество действительно было фосфором. Жолио прыгал от радости, как мальчишка.

Это открытие могло стать достойным приношением болеющей матери Ирен, которая подготовила к научной работе свою дочь и поддерживала зятя:

Мария Кюри видела нашу работу, и я никогда не забуду того выражения сильнейшей радости, которое появилось на ее лице, когда мы с Ирен показали ей маленькую стеклянную пробирку с первым искусственным радиоактивным элементом. Я до сих пор вижу, как она берет в руки (уже сожженные радием) эту маленькую пробирку с радиоактивным соединением – пока что очень слабоактивным. Чтобы проверить наши слова, она поднесла ее к счетчику Гейгера – Мюллера и услышала многочисленные «щелчки», которые стали раздаваться из счетчика. Наверное, это было последней великой радостью ее жизни. Через несколько месяцев Мария Кюри скончалась от лейкемии[881].

Жолио-Кюри сообщили о своей работе – «одном из важнейших открытий этого века»[882], как говорит Эмилио Сегре в своей истории современной физики, – 15 января 1934 года в Comptes Rendus, а четыре дня спустя – и в письме в Nature. «Эти эксперименты дают первое химическое доказательство искусственного превращения»[883], – гордо написали они в заключение. Резерфорд написал им в течение двух недель: «Я поздравляю вас обоих с проделанной работой, которая, как я уверен, в конечном счете будет иметь огромное значение». По его словам, он и сам несколько раз пытался ставить подобные эксперименты, «но безуспешно»[884] – такая похвала признанного мастера эксперимента дорогого стоила.

Они показали, что можно не только отрывать от ядра фрагменты, как это делал Резерфорд, но и вызывать искусственными методами высвобождение части его энергии в процессе радиоактивного распада. В своей части нобелевской речи Жолио предсказал потенциальные следствия такой возможности. Учитывая прогресс науки, сказал он, «мы можем предположить, что ученые, научившись произвольно строить или разрушать элементы, смогут вызывать превращения взрывного типа… Если действительно удастся добиться распространения таких превращений в материи, можно представить себе высвобождение огромного количества полезной энергии». Но предвидел он и возможность катаклизма «в случае распространения заражения на все элементы нашей планеты»:

Астрономы иногда наблюдают, как звезда средней величины внезапно увеличивается в размерах; звезда, не видимая невооруженным глазом, может стать чрезвычайно яркой и заметной безо всякого телескопа – так появляются новые звезды. Возможно, внезапные вспышки звезд вызываются превращениями взрывного характера, подобными тем, которые представляются теперь нашему воображению, – и исследователи, несомненно, попытаются осуществить такой процесс, принимая, хочется надеяться, все необходимые меры предосторожности[885].

Лео Сцилард не получил приглашения на Сольвеевский конгресс. К октябрю 1933 года на его счету не было никаких заметных свершений в области ядерной физики, если не считать свершений, которых он добился в прекрасно оборудованной лаборатории собственного мозга. В августе он писал другу, что «тратит сейчас деньги на поездки и, конечно, ничего не зарабатывает, и такое положение не может продолжаться долго»[886]. Идея цепной ядерной реакции стала для него «в некотором роде навязчивой». В январе, когда он услышал об открытии Жолио-Кюри, его одержимость расцвела буйным цветом: «Я внезапно увидел, что существуют доступные средства, позволяющие исследовать возможность такой цепной реакции»[887].

Он переехал в менее дорогую гостиницу, «Стренд-Палас» около Трафальгарской площади, и принялся размышлять. В конце концов, у него было «отложено немного денег», которых «вероятно, хватило бы на год такой жизни, к которой я привык, и поэтому я не слишком спешил найти работу»[888] – то есть возбуждение, которое принесли новые идеи, несколько смягчило ту тревогу, которую он ощущал в августе. Ванная была в коридоре. «Я помню, как залезал в ванну… около девяти утра. В ванне лучше всего думается. Я просто лежал в воде и думал, и около полудня горничная стучала в дверь и спрашивала, все ли у меня в порядке. Тогда я обычно вылезал и делал несколько заметок, диктовал несколько памятных записок»[889].

Одна из таких «памятных записок» превратилась в патентную заявку[890], поданную 12 марта 1934 года[891] и касавшуюся атомной энергии. Это была первая из нескольких таких заявок, поданных в этом и в следующем году, и все они были в итоге объединены в одно полное описание под названием «Усовершенствования в области преобразования химических элементов или родственных областях» (Improvements in or Relating to the Transmutation of Chemical Elements). В тот же день Сцилард подал заявку на патент – который так никогда и не был выдан – на методику хранения книг на микрофильмах[892]. Сцилард уже понял – еще в сентябре, в контексте возбуждения цепной реакции, – что для бомбардировки ядер выгоднее использовать не альфа-частицы, а нейтроны. Теперь он применил эту идею в методе создания искусственной радиоактивности, который он предлагал:

В соответствии с настоящим изобретением радиоактивные объекты получают путем бомбардировки соответствующих элементов нейтронами… Такие незаряженные частицы проникают даже в вещества, содержащие более тяжелые элементы, без потерь на ионизацию и вызывают образование радиоактивных веществ[893].

Это был первый шаг. Он был при этом шагом довольно-таки нахальным. У Сциларда были только теоретические основания полагать, что нейтроны могут вызывать искусственную радиоактивность. Он не проводил необходимых экспериментов. До сих пор такие эксперименты проводили только супруги Жолио-Кюри, а они использовали альфа-частицы. Но Сцилард имел в виду нечто большее, чем просто искусственная радиоактивность. Он имел в виду цепные реакции, производство энергии, атомные бомбы. Он еще не придумал методов достижения всего этого, которые можно было бы запатентовать. Он размышлял о том, какой или какие элементы могут испускать по два нейтрона на каждый захваченный нейтрон. В какой-то момент он решил, как он говорил впоследствии, «что было бы разумно систематически исследовать все элементы. Элементов было девяносто два. Но это, разумеется, потребовало бы долгой и скучной работы, так что я подумал, что сначала накоплю денег, закажу кое-какую аппаратуру, а потом найму кого-нибудь, кто будет просто сидеть и перебирать элементы один за другим»[894].

Такая задача вряд ли оказалась бы скучной. На самом деле у Сциларда просто не было возможностей для такой работы – ни лаборатории, которую он мог бы использовать, ни сотрудников, ни достаточной финансовой поддержки. «Эта идея цепной реакции не вдохновляла никого из физиков», – вспоминал он. Резерфорд его выгнал. Блэкетт сказал ему: «Слушайте, в Англии у вас с такими фантастическими идеями ничего не выйдет. В России могло бы. Если бы русский физик пришел в правительство и [сказал]: “Нам нужно получить цепную реакцию”, ему бы дали любые деньги и возможности, какие ему понадобились бы. Но в Англии вы этого не получите»[895]. Возможность систематического поиска неожиданностей при бомбардировке всех элементов подряд нейтронами Сциларду так и не представилась.

Зато она представилась Энрико Ферми и его группе молодых физиков, работавших в Риме. Ферми был к этому готов[896]. В его распоряжении было все, чего не было у Сциларда. Он так же быстро, как Сцилард, понял, что бомбардировка ядер нейтронами должна быть более эффективной, чем бомбардировка альфа-частицами. Это положение не было очевидным. Альфа-частицы использовались для производства нейтронов (этот же метод использовали Жолио-Кюри, когда пытались получить позитроны). В ядра попадали не все альфа-частицы, что соответствующим образом уменьшало количество получающихся нейтральных частиц. Как писал Отто Фриш, «как я помню, мне – как, вероятно, и многим другим, – эксперимент Ферми показался вначале довольно бессмысленным, потому что нейтронов было гораздо меньше, чем альфа-частиц. Разумеется, мы не учитывали того простого обстоятельства, что нейтроны действовали намного, намного эффективнее»[897].

Ферми был готов, потому что он к тому времени потратил более четырех лет на организацию лаборатории, специально предназначенной для крупного исследования в области ядерной физики. Если бы Италия была крупным центром физических исследований, он мог бы быть слишком занят, чтобы так тщательно распланировать будущую работу. Но, когда он пришел в итальянскую физику, она представляла собой безжизненные руины не хуже Помпей. У него не было выбора: ему нужно было расчистить обломки и начать все с начала.

Оба биографа Ферми[898] – его жена Лаура и его ученик Эмилио Сегре, ставший, как и он, лауреатом Нобелевской премии, – относят начало его приверженности физике к периоду психологической травмы, последовавшей за смертью его старшего брата Джулио зимой 1915 года, когда Ферми было четырнадцать лет. Между ними был всего год разницы в возрасте, и мальчики были неразлучны. Джулио умер во время несложной операции по удалению нарыва в горле, и Энрико внезапно осиротел.

Той же зимой юный Энрико бродил среди рыночных прилавков на римской площади Кампо-деи-Фьори, на которой стоит памятник Джордано Бруно, стороннику Коперника, сожженному там в 1600 году на костре по приговору инквизиции. Ферми нашел там подержанный двухтомник на латыни под названием Elementorum physicae mathematicae, «Элементы математической физики», сочинение физика-иезуита, изданное в 1840 году. Горюющий мальчик купил на свои карманные деньги книги по физике и принес их домой. Они настолько увлекли его, что он прочитал их залпом. Дойдя до конца, он сказал своей старшей сестре Марии, что даже не заметил, что книги были на латыни. «По-видимому, Ферми изучил этот трактат очень тщательно, – решил Сегре, просмотрев эти старинные тома много лет спустя, – потому что в нем были заметки на полях, исправленные ошибки и несколько обрывков бумаги с примечаниями, написанными почерком Ферми»[899].

Начиная с этого момента развитие Ферми-физика шло, за одним-единственным исключением, быстро и гладко. Между 1914 и 1917 годами его подростковыми математическими и физическими занятиями руководил друг его отца, инженер Адольфо Амидеи, дававший ему тексты по алгебре, тригонометрии, аналитической геометрии, математическому анализу и теоретической механике. Когда Энрико досрочно закончил лицей (он пропустил третий класс, сразу перейдя из второго в четвертый), Амидеи спросил его, чем он предпочел бы заниматься профессионально, математикой или физикой. Амидеи старательно и дословно записал ответ юноши на этот вопрос: «Я изучал математику с таким рвением потому, что считал это необходимой подготовкой для изучения физики, которой я намерен посвятить себя целиком и полностью… Я прочел все наиболее известные книги по физике»[900][901].

Тогда Амидеи посоветовал Ферми поступать не в Римский университет, а в Пизанский, потому что в Пизе он мог одновременно быть принят во всемирно известную Высшую нормальную школу, которая к тому же обеспечивала своих студентов пансионом. Одной из причин, по которым он дал такой совет, сказал Амидеи Сегре, было его желание дать Ферми возможность уехать из родительского дома, в котором «после смерти Джулио… царила чрезвычайно гнетущая атмосфера»[902].

Когда экзаменатор Нормальной школы увидел конкурсную работу Ферми на заданную тему – «Характеристики звука», – он был поражен. В ней, сообщает Сегре, Ферми «записывает дифференциальные уравнения в частных производных для колеблющегося стержня, решает их с помощью разложения Фурье и находит собственные функции и собственные значения… что оказало бы честь и кандидатскому экзамену»[903]. Вызвав семнадцатилетнего выпускника лицея, экзаменатор сказал ему, что считает его выдающимся человеком, которому суждено стать крупным ученым. К 1920 году Ферми уже мог написать другу, что достиг уровня, на котором он сам учит своих пизанских преподавателей: «На физическом факультете я постепенно становлюсь самым большим авторитетом. Так, на днях я прочитаю (в присутствии ряда корифеев) лекцию по квантовой теории, которую я всегда с энтузиазмом пропагандирую»[904]. Свою первую теорию, имевшую непреходящее значение для физики, предсказательный вывод из общей теории относительности, он разработал, еще будучи студентом в Пизе.

Нетипичный сбой произошел в этом быстром развитии зимой 1923 года, когда Ферми, уже получившему ученую степень, предоставили стипендию для поездки в Гёттинген и учебы у работавшего там Макса Борна. Там же были тогда Вольфганг Паули и Вернер Гейзенберг, а также блестящий молодой теоретик Паскуаль Йордан. Однако необычайные способности Ферми почему-то остались незамеченными, и на него никто не обращал внимания. Поскольку Ферми был, как говорит Сегре, «застенчив, горд и привычен к одиночеству»[905], возможно, он сам и был виноват в такой изоляции. Возможно, немцы были предубеждены против него из-за невысокой репутации итальянской физики. Или же, если взять более интересную версию, Ферми мог держать язык за зубами из-за своей безотчетной неприязни к философии: он «не мог разобраться в ранних работах Гейзенберга по квантовой механике, но не из-за каких-либо математических сложностей, а потому, что их физические концепции были ему чужды и представлялись довольно туманными»[906], так что в Гёттингене он написал статьи, которые «вполне мог бы написать и в Риме»[907]. Сегре заключает, что «Ферми вспоминал Гёттинген как своего рода неудачу. Он пробыл там несколько месяцев. Он сидел в сторонке за своим столом и занимался своей работой. Он не получил от этого никакой пользы. Прочие его не замечали»[908]. На следующий год Пауль Эренфест прислал ему через бывшего ученика, разыскавшего Ферми в Риме, выражение своего восхищения. Затем молодой итальянец получил трехмесячную стипендию для поездки в Лейден на традиционную стажировку у Эренфеста. После этого он мог быть уверен в своих силах.

Он всегда чурался философской физики; его фирменным стилем стали строгая простота и упорное стремление к конкретности. Сегре считал, что он склонен «к конкретным задачам, которые можно непосредственно проверить на опыте»[909]. Вигнер отмечал, что Ферми «не любил сложных теорий и по возможности избегал их»[910]. Бете отмечал «вдохновляющую простоту»[911] Ферми. Острый на язык Паули был не столь деликатен: он называл Ферми «квантовым инженером»[912]; Виктор Вайскопф, хотя и был поклонником Ферми, признавал, что злословие Паули было небезосновательным, и стиль Ферми отличался от более философски настроенных ученых наподобие Бора. «Не философ, – как-то набросал его портрет Роберт Оппенгеймер. – Страсть к ясности. Он был попросту не способен смириться с туманностью вещей. Поскольку вещи всегда туманны, это доставляло ему много хлопот»[913]. Один американский физик, работавший с Ферми средних лет, находил его «холодным и ясным… Возможно, в том, как при решении любого вопроса он сразу обращался к фактам, не замечая или не считая важными нечеткие законы человеческой природы, была некоторая безжалостность»[914].

Страсть Ферми к ясности выражалась также в его страсти к числам. По-видимому, он пытался исчислить все, что ему попадалось, как если бы он чувствовал себя в своей тарелке только с теми явлениями и отношениями, которые можно было классифицировать или пересчитать. «Большой палец всегда служил ему масштабом, – пишет Лаура Ферми. – Поднимая его к левому глазу и зажмуривая правый, он измерял длину горной цепи, высоту дерева и даже скорость полета птицы»[915]. Его любовь к классификации «была врожденной, – заключает Лаура Ферми, – и я слышала, как он “классифицировал людей” по росту, по внешности, по состоянию и даже по сексуальной привлекательности»[916].

Ферми родился в Риме 29 сентября 1901 года. В течение XIX века члены его семьи быстро прошли путь от крестьянского труда в долине По до государственной чиновной службы на итальянских железных дорогах. Его отец был capo divisione в управлении железных дорог – то есть чиновником, ранг которого соответствовал армейскому званию бригадного генерала. Как было принято в Италии того времени, младенцем Энрико отослали с кормилицей в деревню. Так же было и с его братом Джулио, но, поскольку Энрико отличался слабым здоровьем, он вернулся к родителям только в возрасте двух с половиной лет. Встретившись с ними в комнате, полной незнакомцев, которые, по-видимому, были его семьей, и, как пишет Лаура Ферми, «быть может почувствовав, что ему недостает грубоватой нежности кормилицы»[917], он заплакал:

Мать стала строго выговаривать ему и велела сейчас же замолчать: в этом доме не терпели капризных мальчиков. Ребенок сразу послушался, перестал плакать и больше уже не капризничал. И тогда, и позднее в детстве он придерживался того принципа, что сопротивляться старшим бесполезно. Если им угодно, чтобы он вел себя именно так, – что же, прекрасно! Он так и будет делать; проще ладить с ними, чем идти против них[918].

В 1926 году, когда Ферми было двадцать пять лет, он победил в проводившемся по итальянской системе concorso общенациональном конкурсе на соискание должности профессора теоретической физики Римского университета. Эта новая кафедра была создана усилиями влиятельного покровителя Ферми, сицилийца Орсо Марио Корбино. Это был невысокий, смуглый, живой человек; в 1921 году[919], когда Ферми познакомился с ним, ему было сорок шесть лет и он был директором университетского Физического института, выдающимся физиком и сенатором Итальянского королевства. Поскольку итальянским физикам старой школы быстрое возвышение Ферми не нравилось, покровительство Корбино пришлось ему особенно кстати. Усилия Корбино по развитию итальянской физики получили поддержку фашистского правительства, которое возглавлял бывший журналист, круглоголовый Бенито Муссолини, хотя сам сенатор в его партии и не состоял.

В конце 1920-х годов Корбино и его молодой профессор решили, что маленькой группе, которую они собирали в Риме, пора заняться освоением новых территорий на переднем крае физики[920]. В качестве такой территории они выбрали атомное ядро, которое тогда уже получало квантово-механическое описание, но еще не было разделено в экспериментальных условиях. В начале 1927 года первым ассистентом Корбино стал Франко Разетти, эрудированный однокашник Ферми по Пизе. Вместе Ферми с Разетти завербовали Сегре, который учился на инженера: они взяли его с собой на конференцию в Комо и рассказывали ему о достижениях собравшихся там светил. К тому времени, как увидел Сегре, Паули и Гейзенберг уже признали таланты Ферми и считали его своим другом. Сегре, сын процветающего владельца бумажной фабрики, не только привнес в их группу свой интеллект, но и добавил ей лоску.

Корбино, совершив откровенно грабительский налет на инженерное училище, добавил к их числу Эдоардо Амальди, сына профессора математики Университета Падуи. Ферми быстро прозвали в группе «Папой» за непогрешимость в вопросах квантовой механики; подобно Резерфорду в Кавендишской лаборатории, Корбино называл своих питомцев «мальчиками». Чтобы набраться опыта, Разетти поехал в Калтех, а Сегре – в Амстердам. В начале 1930-х, после того как было принято решение заниматься ядерной физикой, Ферми снова отправил их за границу: Сегре поехал в Гамбург работать с Отто Штерном, Амальди – в Лейпциг, в лабораторию физикохимика Петера Дебая, а Разетти – в Институт кайзера Вильгельма к Лизе Мейтнер. К 1933 году у отдела был годовой бюджет порядка 2000 долларов, что было в десять раз больше бюджета большинства физических факультетов Италии, качественная камера Вильсона, возможность использовать радиевый источник и знание тонкостей работы со счетчиками Гейгера, полученное в Институтах кайзера Вильгельма: группа была готова приступить к делу.

Тем временем, через два месяца после Сольвеевского конгресса, Ферми завершил крупнейшую в своей жизни теоретическую работу, основополагающую статью по бета-распаду. Бета-распад, возникновение и испускание из ядра высокоэнергетических электронов в процессе радиоактивных преобразований, нуждался в подробном, численном теоретическом описании, и такое описание полностью разработал Ферми. Он предложил концепцию нового типа сил, «слабого взаимодействия», чем завершил формирование четверки основных сил, существующих в природе, в которую входят гравитация и электромагнитное взаимодействие, действующие на больших расстояниях, и действующие в масштабах ядра сильное и введенное Ферми слабое взаимодействия. Он ввел новую фундаментальную постоянную, которую называют теперь постоянной Ферми, определив ее значение по уже имевшимся экспериментальным данным. «Фантастическая статья, – восхищался ею впоследствии Виктор Вайскопф, – настоящий памятник интуиции Ферми»[921]. Редакция лондонского журнала Nature отвергла эту статью, посчитав ее слишком далекой от физической реальности[922]; Ферми нашел этот отказ досадным, но забавным[923]. Он напечатал ее в малоизвестном журнале Ricerca Scientifica, еженедельнике итальянского Совета по научным исследованиям, в котором работала жена Амальди Джинестра, а затем – в Zeitschrift für Physik. Теория бета-распада Ферми, лишь с небольшими поправками, до сих пор остается исчерпывающим изложением этой темы.

Журнал Comptes Rendus с отчетом Жолио-Кюри об открытии искусственной радиоактивности пришел в Рим в январе 1934 года, вскоре после возвращения Ферми из Альп, где он катался на лыжах[924]. «Тогда мы еще не нашли для своей работы задач [в области ядерной физики], – вспоминает Амальди. – …И тут появилась статья Жолио, и Ферми немедленно начал искать радиоактивность»[925]. Как и Сцилард, Ферми понимал преимущества использования нейтронов. И. А. Раби перечислил эти преимущества в одной из своих лекций:

Поскольку нейтрон не имеет заряда, он не испытывает сильного электрического отталкивания, препятствующего его проникновению внутрь ядра. Более того, силы притяжения, обеспечивающие целостность ядра, могут затягивать нейтрон в ядро. Попадание нейтрона в ядро вызывает приблизительно такие же катастрофические последствия, какие вызвало бы столкновение Луны с Землей. Соударение резко сотрясает ядро, особенно если оно приводит к захвату нейтрона. Происходит скачкообразное увеличение энергии, и избыточная энергия должна быть рассеяна, что может происходить несколькими разными способами, все из которых представляют интерес[926].

Когда Ферми начал свои эксперименты с бомбардировкой ядер нейтронами, ему было тридцать три года. Он был невысок, мускулист, смугл, с густыми черными волосами, тонким носом и неожиданно серо-голубыми глазами. Он говорил низким голосом и часто улыбался. Женившись на миниатюрной красавице Лауре Капон, дочери офицера итальянского военно-морского флота еврейского происхождения, он обзавелся регулярными привычками: с утра он работал дома в течение нескольких часов, к девяти приходил в Физический институт, работал там до половины первого, обедал дома, возвращался в институт к четырем и продолжал работать до восьми вечера, после чего шел домой ужинать. Кроме того, после женитьбы он прибавил в весе.

Вместе с группой молодых коллег они занимали южное крыло второго этажа института; там же работали Корбино и главный физик римского департамента здравоохранения – Sanita Pubblica – великодушный Дж. Ч. Трабакки, который одалживал мальчикам Корбино некоторые из своих приборов и доставал материалы, необходимые им для экспериментов (чем заслужил их любовь и прозвище «Божественное Провидение»). Антонио Ло Сурдо, вечно недовольный физик старой школы, не допускал эту орду захватчиков в свой кабинет, расположенный в северном крыле того же этажа. Корбино жил со своей семьей на верхнем этаже; его квартира выходила на внутренний дворик с садом, в центре которого был пруд с золотыми рыбками. На первом этаже были студенты; в подвале стояли электрогенераторы и обитый свинцом сейф, в котором хранился принадлежащий Sanita грамм радия, стоивший 670 000 лир – около 34 000 долларов. Именно в этом году ему суждено было войти в историю. Сквозь стенки сейфа были проведены стеклянные трубки, по которым радон, образующийся при распаде радия, выходил из сейфа в компактную экстрационную установку, скромное сооружение из вертикальных стеклянных труб для очистки и сушки радиоактивного газа. Верхний, жилой этаж института был короче нижних, так как в одном его конце была небольшая ротонда с черепичным куполом. «Здание было расположено удобно и в то же время красиво – на холме в небольшом парке, недалеко от центра Рима, – вспоминает Сегре. – В живописно спланированном парке с его пальмами и бамбуковыми рощами почти всегда стояла тишина, и только в сумерках ее нарушали воробьи, облеплявшие деревья. Институт был очень тихим и приятным местом работы»[927][928]. Дорожка, засыпанная гравием, ярко белевшим под золотым римским солнцем, выводила на виа Панисперна.

Как обычно, Ферми собственноручно проводил эксперименты с нейтронами. В феврале и начале марта он лично собирал примитивные счетчики Гейгера из алюминиевых трубок, которые изготавливали, отрезая дно от баночек с таблетками. На них устанавливали проводку, наполняли их газом, запаивали с концов и подключали к аппаратуре. Эти счетчики были размером чуть меньше пачки мятных леденцов и в сто раз менее эффективными, чем нынешние модели промышленного изготовления, но, когда ими управлял Ферми, они работали[929]. Во время изготовления счетчиков Гейгера он попросил Разетти подготовить источник нейтронов, который сделали из полония, нанесенного методом испарения на бериллий. Поскольку полоний испускает сравнительно низкоэнергетические альфа-частицы, получившийся источник выдавал сравнительно небольшое число нейтронов в секунду, и Ферми с Разетти безуспешно пытались облучить им несколько образцов.

В этот момент Разетти, проявив удивительное отсутствие заинтересованности в этом историческом эксперименте, уехал на пасхальные каникулы в Марокко. Ферми пытался найти более мощный источник нейтронов. Основная причина, по которой полоний вообще стали использовать, – не только в Риме, но и в Париже, Кембридже и Берлине, – заключалась в том, что более сильные источники альфа-частиц, например радон, испускают также большое количество бета- и гамма-излучения, что мешает работе приборов и затрудняет измерения. Ферми внезапно понял, что, поскольку он пытается наблюдать запаздывающий эффект, все его измерения все равно будут проводиться уже после удаления источника нейтронов: поэтому бета- и гамма-излучение ему никак не помешает и, следовательно, он может использовать радон. Радона было сколько угодно у Трабакки, и он охотно им делился; поскольку время полураспада этого элемента составляет 3,82 суток, он в любом случае не подлежал длительному хранению, а грамм радия, хранившийся у Трабакки, непрерывно производил все новые и новые порции этого газа.

Итак, в середине марта Ферми, одетый в серый лабораторный халат, принес в подвал Физического института на виа Панисперна маленький обрезок стеклянной трубки длиной не более первой фаланги мизинца. Трубка была запаяна с одного конца и частично наполнена порошком бериллия. Он установил запаянный конец этой капсулы в резервуар со сжиженным воздухом. При температуре –200 °C радон, направляемый из выходного патрубка очистной установки в капсулу, конденсировался на ее стенках. Затем Ферми нужно было постараться как можно быстрее нагреть открытый конец трубки и запечатать его, не повредив стекла, чтобы радон не успел испариться и улетучиться. Когда ему это удалось, он завершил изготовление нейтронного источника, вставив капсулу в полуметровую стеклянную трубку большего диаметра и зафиксировав ее в дальнем конце этой трубки, чтобы источник можно было держать, оставаясь на безопасном расстоянии от испускаемого им гамма-излучения. Несмотря на столь долгую и трудоемкую подготовку, срок службы такого источника был невелик.

Вначале Ферми работал в одиночку. Он планировал облучить в общей сложности большинство элементов периодической системы и методически начал с самых легких. По его расчетам, источник вырабатывал более 100 000 нейтронов в секунду[930]. «Небольшие цилиндрические контейнеры с исследуемыми веществами, – объяснял он в своем первом отчете, – подвергались воздействию радиации в течение периодов длительностью от нескольких минут до нескольких часов». Первым делом Ферми облучил воду – это позволяло проверить сразу водород и кислород, – затем литий, бериллий, бор и углерод; ни в одном из этих веществ радиоактивности не возникло. Лаура Ферми говорит, что такое отсутствие результатов вызвало у него некоторые колебания, но Ферми редко рассказывал дома о своей работе, и кажется маловероятным, чтобы у него появились серьезные сомнения. Из работы Жолио-Кюри он знал, что алюминий, расположенный в периодической системе лишь немногим дальше, реагирует на облучение альфа-частицами, а нейтроны должны были оказаться еще более действенными.

Как бы то ни было, следующая попытка, с фтором, была успешной: «Фтористый кальций, облучавшийся в течение нескольких минут и быстро приближенный к счетчику, вызывает в первые секунды рост числа импульсов; этот эффект быстро спадает, достигая половинного уровня приблизительно за 10 секунд»[931].

Вскоре он обнаружил в алюминии радиоактивность с периодом полураспада в двенадцать минут, что не совпадало с открытием супругов Жолио-Кюри. Чтобы подчеркнуть связь своей работы с их исследованиями, Ферми начал описание своих результатов в письме в Ricerca Scientifica от 25 марта 1934 года именно с алюминия.

Этот первый отчет о «радиоактивности, наведенной нейтронами» был помечен римской цифрой I. Поиски продолжались. Ферми привлек к дальнейшей работе Амальди и Сегре и послал Разетти в Марокко телеграмму, призывавшую его срочно вернуться домой. Сегре пишет:

Мы организовали свою деятельность следующим образом: Ферми производил большую часть экспериментов и вычислений. Амальди занимался тем, что мы назвали бы сейчас электроникой, а я отвечал за облучаемые вещества, источники и так далее. Разумеется, это разделение обязанностей вовсе не было жестким, и все мы участвовали во всех этапах работы, но области нашей ответственности были распределены приблизительно таким образом, и работа шла очень быстро. Мы нуждались в любой доступной помощи, так что даже приставили к делу младшего брата одного из студентов (лет, наверное, двенадцати), убедив его, что ему поручают очень интересное и важное дело – подготовку аккуратных бумажных трубок, в которых мы могли бы облучать свои материалы[932].

В следующем письме[933], отправленном в Ricerca Scientifica (и, в сокращенном виде, в Nature), сообщалось об искусственно наведенной радиоактивности в железе, кремнии, фосфоре, хлоре, ванадии, меди, мышьяке, серебре, теллуре, йоде, хроме, барии, натрии, магнии, титане, цинке, селене, сурьме, броме и лантане. К тому времени они разработали стандартную процедуру: вещества облучали в одном конце второго этажа, а измерения радиоактивности счетчиками Гейгера проводили в другом его конце, к которому вел длинный коридор. В такой конфигурации счетчики не подвергались воздействию фонового излучения источника нейтронов. Но это также означало, что, когда период полураспада радиоактивности был коротким, кому-то нужно было бежать по коридору. «Амальди и Ферми гордились тем, что они бегают быстрее всех, – отмечает Лаура Ферми, – и поэтому в их обязанности входило доставлять облученные вещества с коротким периодом полураспада из одного конца коридора в другой. Они всегда бежали наперегонки, и Энрико утверждал, что он обычно обгонял Эдоардо. Но Энрико вообще не любил проигрывать»[934]. Однажды в институт явился некий респектабельный испанец, хотевший поговорить с «его превосходительством сеньором Ферми». Молодой римский профессор теоретической физики, несшийся по коридору в развевающемся грязном лабораторном халате, чуть не сбил его с ног.

В конце концов они добрались до урана и составили приблизительную классификацию наблюдавшихся эффектов. Легкие элементы, как правило, превращались в элементы еще более легкие, испуская протон или альфа-частицу. Однако существующий вокруг ядра электрический барьер препятствует не только входу, но и выходу[935], причем прочность этого барьера возрастает с увеличением атомного номера. Поэтому тяжелые элементы становились не легче, а тяжелее: они захватывали налетающий нейтрон, испускали его энергию связи в виде гамма-излучения и, поскольку их масса увеличивалась на массу нейтрона, а заряд не увеличивался и не уменьшался, превращались в более тяжелый изотоп того же элемента. Затем этот изотоп распадался через запаздывающее испускание отрицательно заряженных бета-лучей до элемента с бо́льшим на единицу атомным номером. То же самое происходило и с ураном: по прошествии некоторой задержки он испускал бета-излучение, то есть электрон. Это означало, понял Ферми, что при бомбардировке урана нейтронами сначала получается более тяжелый изотоп, уран-239, а затем новый, рукотворный трансурановый элемент с атомным номером 93, которого никогда раньше не существовало на свете.

Образец урана (раствор нитрата урана, светло-желтую жидкость) нужно было очистить от фоновой бета-активности, которую создают продукты естественного распада урана (в природе уран распадается по цепочке из четырнадцати сложных этапов, перемещаясь все ниже по периодической системе – сначала до тория, затем до протактиния, радия, радона, полония, висмута и свинца). Трабакки щедро одолжил группе молодого химика Оскара Д’Агостино, недавно окончившего курс радиохимии на улице Пьера Кюри; в начале мая Д’Агостино завершил трудоемкий процесс очистки. В это время они уже использовали более мощные источники, до 800 милликюри[936] радона, что давало около миллиона нейтронов в секунду. Облучение нитрата урана дало «очень сильный эффект с несколькими разными периодами [полураспада]: один период, составляющий около 1 минуты, другой – 13 минут, а также другие, более долгие периоды, еще точно не определенные»[937], – говорилось в их отчете от 10 мая.

Во всех этих случаях наведенная радиоактивность была бета-излучением. Атом, испускающий бета-частицу, увеличивает свой атомный номер на единицу. Таким образом, следовало предположить, что эти превращения ведут в неисследованную область периодической системы, область искусственных элементов. Чтобы доказать справедливость этого поразительного предположения, Ферми нужно было продемонстрировать методами химической сепарации, что бомбардировка нейтронами не приводит к непредвиденному образованию элементов более легких, чем уран. Поскольку период полураспада длительностью в одну минуту был слишком коротким для исследования, Ферми сосредоточился на тринадцатиминутном распаде. Д’Агостино разбавил облученный нитрат урана 50-процентной азотной кислотой, растворил в кислоте небольшое количество соли марганца и довел раствор до кипения. Добавление в кипящий раствор хлората натрия вызвало осаждение кристаллов двуокиси марганца. Когда же он очистил эти кристаллы от раствора фильтрованием, вся радиоактивность осталась в марганце – так же, как радиоактивность, которую Жолио-Кюри создали в алюминии, оставалась в газообразном водороде. Раз радиоактивное вещество можно было осадить из уранового раствора на марганцевый носитель, это вещество никак не могло быть ураном.

Добавляя другие носители и осаждая другие соединения, Д’Агостино доказал, что вещество с тринадцатиминутным периодом полураспада не могло быть ни протактинием (91), ни торием (90), ни актинием (89), ни радием (88), ни висмутом (83), ни свинцом (82). Его поведение не позволяло считать его ни 87-м элементом (который называли тогда экацезием[938]), ни радоном (86). Элемент 85 еще не был известен[939]. Ферми не пытался проверить полоний (84), возможно из-за явного различия периодов полураспада. Однако ему казалось, что его исследование было достаточно тщательным. «Такая невозможность приписать 13-минутную активность ни одному из большого числа самых тяжелых элементов, – осторожно писал он в июне в журнале Nature, – позволяет предположить, что атомный номер этого элемента может превышать 92»[940].

Корбино имел неосторожность объявить о «новом элементе» на ежегодном собрании по поводу окончания учебного года[941], причем в присутствии самого короля Италии; в прессе поднялась шумиха, доставившая Ферми несколько бессонных ночей. После столь блестящего завершения работы, которую Сцилард называл «долгой и скучной», утомленный физик был рад уехать вместе с женой и маленькой дочерью Неллой в летний лекционный тур по Аргентине, Уругваю и Бразилии, организованный на средства итальянского правительства.

Весной 1934 года, вылезши из ванны, Лео Сцилард по-прежнему пытался – все еще в одиночку – добиться достижения двух своих главных целей, высвобождения энергии ядра и спасения мира. В написанном в конце апреля меморандуме, осуждающем японскую оккупацию Маньчжурии, он, как кажется, заглядывает в далекое будущее: «Открытия ученых, – пишет он, – дали человечеству оружие, способное уничтожить нашу нынешнюю цивилизацию, если только нам не удастся предотвратить будущие войны»[942]. Вероятно, он имел в виду изобретение военной авиации; в середине того десятилетия много говорили об ужасах стратегических бомбардировок и даже о возможностях сдерживания путем создания равных угроз для всех сторон. Но в то же время он, почти несомненно, думал и об атомных бомбах.

Спустя несколько недель, пытаясь найти покровителей, он отправил сэру Хьюго Херсту, основателю британской General Electric Company, первую главу «Освобожденного мира». «Разумеется, – писал он сэру Хьюго с некоторой горечью, все еще не забыв предсказания Резерфорда, – все это лишь лунные миражи, но у меня есть основания полагать, что в том, что касается промышленного применения нынешних открытий в физике, прогноз писателей может оказаться более точным, чем прогноз ученых. У физиков есть убедительные доказательства того, что создать новые источники энергии для промышленных целей в настоящее время невозможно; я не вполне уверен, что они хорошо понимают, о чем идет речь»[943].

То, что Сцилард рассматривал не только «энергию для промышленных целей», но и возможность появления оружия, ясно видно из следующих поправок к его патентным заявкам, внесенных 28 июня и 4 июля 1934 года. Раньше он описывал «преобразование химических элементов»; теперь же он добавил «высвобождение ядерной энергии для производства электроэнергии и других целей путем ядерных преобразований». Он впервые предложил «цепную реакцию, звенья цепи которой образуют частицы, не несущие положительного заряда и имеющие массу, приблизительно равную массе протона или кратную ей, [т. е. нейтроны]»[944]. Он описал основные характеристики того, что впоследствии стали называть «критической массой», – объема вещества, в котором происходит цепная реакция, необходимого для того, чтобы цепная реакция стала самоподдерживающейся[945]. Он понимал, что критическую массу можно уменьшить, окружив сферу вещества, в котором происходит цепная реакция, «неким дешевым тяжелым материалом, например свинцом», который отражал бы вылетающие нейтроны обратно в эту сферу: отражатель нейтронов, основанный на этой базовой концепции, впоследствии стал известен под названием tamper, то есть «трамбовка», по аналогии с процессом утрамбовки земли в буровые скважины при использовании обычной взрывчатки. А кроме того, он понимал, что произойдет в случае накопления критической массы, и ясно изложил это понимание на четвертой странице своей заявки:

При толщине, превышающей критическое значение… я могу произвести взрыв[946].

Как будто бы чтобы отметить в неком далеком от человечества календаре конец одной эпохи и начало следующей, в тот же день, когда Сцилард подал свою заявку, 4 июля 1934 года, в Савойе умерла Мария Склодовская-Кюри, родившаяся в Варшаве 7 ноября 1867 года. Лучшей эпитафией ей стали слова Эйнштейна. «Мария Кюри, – сказал он, – была единственной из всех прославленных людей, чья слава осталась незапятнанной»[947].

Нет никаких документальных свидетельств того, что в то время Сцилард уже думал об уране. Его июньская поправка описывает возможную цепную реакцию с использованием легкого серебристого бериллия, элемента номер 4 периодической системы.

Для изучения этого металла Сциларду нужны были лаборатория и радиоактивный источник. Ядро бериллия связано настолько непрочно, что он предполагал, что сможет выбивать из него нейтроны не только альфа-частицами или нейтронами, но даже гамма-лучами или высокоэнергетическим рентгеновским излучением. Гамма-лучи испускал радий, а радий можно было найти в ближайшей крупной больнице. Поэтому Сцилард, бывший на редкость практичным мечтателем, пришел к директору физического отделения медицинского колледжа при больнице Св. Варфоломея. Нельзя ли ему использовать для экспериментов имеющийся в больнице радий, «который летом все равно почти никто не использует»? Эти эксперименты могут принести пользу медицине. Директор полагал, что это возможно, если он будет работать вместе с кем-нибудь из сотрудников больницы. «На это согласился один очень любезный англичанин, мистер [Т. А.] Чалмерс, и в течение следующих двух месяцев мы с ним проводили эксперименты»[948].

В их первом эксперименте был продемонстрирован восхитительно простой метод выделения изотопов йода путем бомбардировки соединений йода нейтронами. Затем они использовали этот эффект Сциларда – Чалмерса (как его стали называть впоследствии), обладавший высокой чувствительностью, для измерения производства нейтронов во втором эксперименте: выбивание нейтронов из бериллия при помощи гамма-излучения радия. «Эти эксперименты, – саркастично вспоминает Сцилард, – создали мне репутацию ядерного физика, если не в Кембридже, то в Оксфорде. [На самом деле той же весной Сцилард пытался поступить на работу в Кавендишскую лабораторию к Резерфорду, но тот ему отказал[949]. Я никогда раньше не работал в ядерной физике, но в Оксфорде меня считали специалистом… В Кембридже… такой ошибки не допустили бы. Там меня считали выскочкой, который, возможно, производит всякие наблюдения, но такие наблюдения нельзя считать открытиями, пока их не повторят и не подтвердят в Кембридже»[950].

Хотя летняя работа помогла Сциларду заработать репутацию в Оксфорде, лично для него она закончилась разочарованием: бериллий оказался неподходящим кандидатом на цепную реакцию. Проблема, которую разрешили только в 1935 году, была связана с общепринятым значением массы гелия[951]. Единственный стабильный изотоп бериллия состоит из двух ядер гелия, непрочно связанных вместе нейтроном[952]. Масса этого изотопа, вычисленная на основе измеренной Фрэнсисом Астоном массы гелия, казалась большой, что, по-видимому, говорило о его неустойчивости. Однако масс-спектрограф был прибором своенравным, даже в руках своего собственного создателя, и, как вскоре показали Бете, Резерфорд и другие, измерения Астона были неточны: он получил слишком большое значение массы гелия. Одной из жертв этой ошибки стали перспективы использования бериллия для получения цепной реакции, производства атомной энергии и атомных бомб.

В начале июля Эмилио Сегре и Эдоардо Амальди совершили паломничество в Кембридж[953]. Они плохо знали английский язык, но привезли с собой всеобъемлющий отчет о римских исследованиях с использованием бомбардировки нейтронами. Они встретились с Чедвиком, Капицей и другими завсегдатаями Кавендишской лаборатории, видели на прогулке уже ушедшего в отставку Дж. Дж. Томсона, заметили, что Астон, как невинно говорит Амальди, «продолжал работать над повышением точности измерений атомных масс», и имели запоминающуюся беседу с Резерфордом, «сильная личность которого царила над всей лабораторией»[954].

Два молодых физика приехали, чтобы сравнить свои эксперименты с работой двух «мальчиков» Резерфорда. В нейтронной работе оставался один еще не решенный вопрос, который ставил под сомнение существующую ядерную теорию[955]. В статье в Nature, которую они привезли с собой, это затруднение было честно описано. Речь шла о так называемом «радиационном захвате», типичной реакции тяжелых элементов на бомбардировку нейтронами: ядро захватывает нейтрон, испускает фотон гамма-излучения, чтобы вернуться к энергетическому равновесию, и становится в результате изотопом с массой, увеличенной на одну единицу.

Теория того времени рассматривала ядро как единую большую частицу. У этой частицы есть определенный диаметр, причем такой небольшой, что высокоскоростной нейтрон может войти в ядро с одной стороны и выйти с другой приблизительно за 10^–21, то есть одну миллиардную одной триллионной доли, секунды. Любые процессы захвата должны произойти в течение этого короткого времени. В противном случае нейтрон улетает. Захват нейтрона означает его остановку внутри ядра. Для этого ядро должно поглотить энергию движения нейтрона. В свою очередь, ядро должно избавиться от излишка энергии. Что оно и делает: испуская фотон гамма-излучения.

Однако время испускания гамма-излучения, измеренное группой Ферми, отличалось от предсказанного теорией. У ядер, которые исследовала римская группа, испускание гамма-лучей занимало по меньшей мере 10^–16 секунды – в сто тысяч раз больше, чем ожидалось. И причина этого была неясна.

Неоспоримое доказательство существования радиационного захвата позволило бы более точно сформулировать проблемы теории. Для его получения нужно было доказать так, чтобы в этом не оставалось никаких сомнений, что при захвате нейтрона тяжелым ядром действительно образуется более тяжелый изотоп. Кавендишские исследователи, к которым летом 1934 года приехали Сегре и Амальди, получили первую часть такого доказательства в эксперименте на натрии, проведенном в присутствии итальянцев. Затем те вернулись в Рим и, заручившись помощью Д’Агостино, стали работать над подтверждающим химическим процессом. Жарким римским августом их поиски других несомненных примеров радиационного захвата принесли им двойную победу. «Мы также нашли второй случай “доказанного” радиационного захвата, – пишет Амальди, – основанный на открытии нового радиоизотопа [алюминия], период существования которого составляет почти 3 минуты»[956].

На обратном пути из Южной Америки Ферми собирался заехать в Лондон на международную конференцию по физике. Его молодые коллеги написали ему о своем открытии, касающемся алюминия. Он сделал на конференции доклад о работе с нейтронами. Сцилард также был на этой конференции, с удовольствием выслушивая похвалы своим летним экспериментам и успешно работая над получением оплачиваемого места в Оксфорде. Ферми сказал, что его группа пока что исследовала шестьдесят элементов и возбудила радиоактивность в сорока из них. Говоря о проблеме радиационного захвата[957], он упомянул результаты Кавендишской лаборатории «и результаты, полученные Амальди и Сегре на алюминии», подчеркнув, что и те и другие «следует считать чрезвычайно важными»[958]. Сегре описал последовавшее за этим бурное развитие событий:

Вскоре после этого я простудился и несколько дней не мог ходить в лабораторию. Амальди попытался повторить наши опыты и обнаружил для облученного алюминия другой период [полураспада], а это означало, что наша так называемая реакция (n, γ) [т. е. с нейтроном на входе и фотоном гамма-излучения на выходе] не происходит. Об этом спешно сообщили Ферми, который был разозлен и смущен тем, что сообщил о результате, который казался теперь ошибочным. Он резко разбранил нас, даже не пытаясь скрыть свое неудовольствие. Вся эта история беспокоила нас все больше и больше, потому что мы никак не могли найти никаких ошибок в экспериментах, давших противоречивые результаты[959].

Провинившимся молодым членам группы предстояла большая работа. Пока они трудились над уточнением первых приблизительных результатов, к ним присоединился еще один новобранец, Бруно Понтекорво, высокий, широкоплечий, привлекательный чемпион по теннису из Пизы. Бомбардировка нейтронами вызывала в одних элементах более сильную радиоактивность, чем в других. До этого они использовали лишь самую общую классификацию этой активности, подразделяя ее на сильную, среднюю и слабую. Теперь же было предложено разработать численную шкалу активности. Для этого нужно было выбрать некую стандартную интенсивность, с которой можно было бы сравнивать интенсивность радиоактивного излучения всех остальных элементов. В качестве такой точки отсчета выбрали активность, наводимую нейтронной бомбардировкой в серебре, с удобным периодом полураспада в 2,3 минуты.

Эта задача была поручена Амальди и Понтекорво. К своему удивлению, они обнаружили, что в разных точках лаборатории в их серебряных цилиндрах возбуждается разная активность. «В частности, – пишет Амальди, – рядом со спектроскопом в темной комнате были деревянные столы, обладавшие волшебными свойствами, так как серебро, облученное на этих столах, приобретало значительно бо́льшую активность, чем при облучении на мраморном столе, стоявшем в том же помещении»[960].

С этой загадкой стоило разобраться. 18 октября они начали систематическое исследование, серию измерений, которые проводились внутри и вне свинцового кожуха. К 22 октября они были готовы измерить, что происходит, когда источник нейтронов отделен от мишени только свинцовым клином. Однако этим утром экспериментаторы должны были принимать экзамен у студентов, и Ферми решил продолжить работу самостоятельно. Вот как он описывал впоследствии этот исторический момент для коллеги, интересовавшегося процессом открытия в физике:

Расскажу вам, как я пришел к открытию, которое, пожалуй, важнее всего, что я сделал. Мы очень много работали, изучая радиоактивность, наводимую нейтронами, но получали бессмысленные результаты. Однажды, когда я пришел в лабораторию, мне пришло в голову, что надо бы посмотреть, что произойдет, если на пути нейтронов поставить свинец. И, изменив своему обыкновению, я приложил все усилия к тому, чтобы этот кусок свинца был очень хорошо обработан. Мне явно что-то не давало покоя: я под любым предлогом старался оттянуть момент установки свинца на предназначенное ему место. Когда же, наконец, я с некоторой неохотой собрался поставить его, то сказал себе: «Нет! Не хочу я ставить этот свинец, мне нужен кусок парафина». Это было именно так – никаких предчувствий, никаких сознательных предварительных рассуждений. Я сразу же взял кусок парафина, случайно подвернувшийся мне под руку, и поставил его на то место, где должен был стоять свинец[961][962].

Поразительным результатом замены тяжелого элемента – свинца – парафином было резкое увеличение интенсивности активности. «Около полудня, – вспоминает Сегре, – все были созваны в комнату, чтобы засвидетельствовать чудодейственное влияние парафинового фильтра. Сначала я подумал, что испортился счетчик – таких огромных активностей мы никогда раньше не получали, но было немедленно показано, что это возрастание вызвано именно фильтрацией излучения, вызывающего радиоактивность, парафином»[963][964]. По словам Лауры Ферми, «весь физический корпус загремел возгласами: “Фантастика! Невероятно! Черная магия!”»[965]

Даже самое важное открытие не могло помешать Ферми пойти домой обедать. Обедал он в одиночку: жена и дочь должны были вернуться из загородной поездки только на следующее утро. Размышляя в одиночестве, он, возможно, обдумывал разницу между деревянными и мраморными столами, а также между парафином и свинцом. Вернувшись на работу после обеда, он предложил разгадку: нейтроны сталкиваются с атомами водорода, содержащимися в парафине и древесине. Это их замедляет. До сих пор все предполагали, что быстрые нейтроны обеспечивают более высокую эффективность бомбардировки, потому что именно так всегда обстояло дело с протонами и альфа-частицами. Но эта аналогия не учитывала главного отличия нейтрона от этих частиц – его нейтральности. Заряженной частице требуется энергия для преодоления электрического барьера ядра. Нейтрону ее не требуется. Замедление нейтрона позволяет ему оставаться вблизи ядра в течение более долгого времени, а это увеличивает период, в течение которого он может быть захвачен.

Теорию Ферми было легко проверить на каких-нибудь материалах, отличных от парафина, но тоже содержащих водород (другие легкие ядра также замедляют нейтроны, но водород делает это лучше всех остальных: его ядро представляет собой протон, имеющий приблизительно те же размеры и массу, что и нейтрон, что обеспечивает наиболее жесткие столкновения с поглощением наибольшего количества энергии). Взяв свой серебряный цилиндр и нейтронный источник в длинной стеклянной трубке, они спустились на первый этаж и вышли через заднюю дверь к пруду в саду Корбино, в котором Разетти пытался разводить саламандр и все они запускали однажды летом вошедшие в Риме в моду игрушечные кораблики, приводимые в движение горящей свечкой. В пруду, в тени темных, искривленных листьев и серых кожистых плодов миндального дерева, резвились золотые рыбки.

Водород, содержащийся в воде (и в рыбках), работал не хуже парафина[966]. Вернувшись в лабораторию, они быстро попробовали облучать все, что попадалось им под руку, – кремний, цинк, фосфор, на которые медленные нейтроны, по-видимому, не действовали; медь, йод, алюминий, в которых радиоактивность возникала. Чтобы убедиться в том, что парафин воздействует на нейтроны, но не на гамма-лучи, они проверили облучение радоном без бериллия. Заменив парафин кислородсодержащим соединением, они обнаружили значительно меньшее увеличение наведенной радиоактивности.

Все разошлись на ужин, но потом собрались в доме Амальди, у жены которого была пишущая машинка, чтобы составить первый отчет. «Я писал под диктовку Ферми, стоявшего рядом со мной, – вспоминает Сегре, – Разетти, Амальди и Понтекорво возбужденно ходили по комнате и говорили все сразу»[967][968]. Вот как воссоздает эту сцену Лаура Ферми: «Все они так громко выкрикивали свои предложения, так ожесточенно спорили о том, что сказать и как сказать, с таким шумом носились взад и вперед по комнате и оставили дом Амальди в таком состоянии, что служанка Амальди робко спросила, не перепились ли все гости»[969].

На следующее утро Джинестра Амальди отнесла перепечатанную статью под названием «Влияние водородсодержащих веществ на радиоактивность, наведенную нейтронами. I»[970] директору журнала Ricerca Scientifica. Среди ее исторических абзацев было и сдержанное разъяснение путаницы вокруг алюминия: «Заслуживает упоминания опыт с алюминием. В воде он приобретает активность (с периодом немного менее трех минут)… При нормальных условиях эта активность столь слаба, что почти незаметна по сравнению с другими активностями, возникающими в этом же элементе»[971][972].

Амальди и Сегре не ошибались насчет алюминия. Они просто облучали разные образцы этого элемента на разных столах. Водород, содержащийся в деревянном столе, замедлял некоторые из нейтронов и усиливал активность с периодом около трех минут. Как остроумно отметил однажды Ханс Бете, эффективность медленных нейтронов «возможно, так и не была бы открыта, если бы Италия не была столь богата мрамором… На мраморном столе получались не такие результаты, как на деревянном. Если бы дело происходило [в Америке], все столы были бы деревянными, и этого открытия так и не случилось бы»[973].

Открытие радиоактивности, наведенной медленными нейтронами, означало, что группе Ферми теперь нужно было снова исследовать все элементы по очереди в поисках новых, более точно определенных периодов полураспада – то есть разных изотопов и продуктов распада.

Пока шла эта работа, в Physical Review появилась статья[974] с критикой проведенного ранее группой исследования урана. Основным автором этой статьи был Аристид фон Гроссе, бывший до этого одним из ассистентов Отто Гана в Институтах кайзера Вильгельма: он первым очистил существенное количество протактиния, элемента, который Ган и Мейтнер открыли в 1917 году. Фон Гроссе утверждал, что, когда Ферми облучал уран, он получал протактиний с атомным номером 91, а не новый трансурановый элемент. Римская группа увидела в этой статье призыв к дальнейшим экспериментам. В то же самое время Ган и Мейтнер, чувствуя, что их касается все, что может быть связано с протактинием, решили повторить работу Ферми. «Это решение было логичным, – объясняет Ган в научной автобиографии, – потому что мы, первооткрыватели протактиния, хорошо знали его химические характеристики»[975]. Все возрастающее число разных величин периода полураспада, которое находили исследователи в Берлине и Париже, озадачивало; Ган справедливо считал, что он лучше, чем кто бы то ни было во всем мире, подходит для завершения тонкой радиохимической работы, необходимой для разрешения этой путаницы.

В январе и феврале 1935 года Амальди, занимавшийся в это время и другой работой, взялся за поиски в уране реакций с испусканием альфа-частиц в дополнение к реакциям с бета-излучением, которые их группа нашла изначально. Если бы уран при захвате нейтронов испускал альфа-частицы, то он мог бы перемещаться вниз, а не вверх по периодической системе, и это действительно могло бы привести к образованию протактиния. Амальди решил использовать для обнаружения и измерения этого излучения ионизационную камеру, соединенную с линейным усилителем. «Я начал облучать образцы урановой фольги, – пишет он, – и помещать их сразу после облучения перед ионизационной камерой с тонким окошком»[976]. Ничего не происходило. Можно было предположить, что период полураспада слишком короток по сравнению со временем забега по коридору от места облучения до ионизационной камеры. Амальди решил попробовать облучать образцы прямо перед камерой. Для этого нужно было закрыть камеру от постороннего излучения. Он обеспечил защиту от гамма-лучей, поступающих от нейтронного источника, которые вносили бы возмущения в работу ионизационной камеры, поместив между источником и камерой кусок свинца: свинец не мог задержать нужные ему нейтроны.

Кроме того, он хотел отфильтровать естественный фон альфа-излучения урана. Для этого он воспользовался тем основополагающим свойством радиоактивности, что короткие периоды полураспада соответствуют более высокой энергии излучения. Период полураспада природного урана равен 4,5 миллиарда лет; соответственно, вылетающие из него альфа-частицы обладают настолько низкой энергией, что их может остановить лист алюминиевой фольги. С другой стороны, если бы в этом эксперименте действительно возникала активность с таким коротким периодом полураспада, что зарегистрировать ее можно было, только если производить облучение прямо перед ионизационной камерой, то альфа-частицы такого излучения должны были обладать достаточной энергией, чтобы пройти сквозь алюминий и окошко камеры и попасть внутрь камеры, которая их и зарегистрировала бы. Поэтому Амальди обернул образцы урана алюминиевой фольгой. Ему не пришло в голову, что такая защита может остановить другие продукты реакции. В 1935 году никакие другие продукты реакции, кроме альфа-, бета- и гамма-излучения, еще не были известны. «Эксперименты, – заключает Амальди, – дали отрицательные результаты»[977]. Он не обнаружил в уране искусственно наведенной альфа-активности.

Тогда итальянцы сочли вероятность того, что при облучении урана создаются новые, искусственные элементы, еще большей. Ган и Мейтнер сообщили, что думают так же. Группа Ферми подвела итоги своей работы в статье, отправленной в Proceedings of the Royal Society, которую Резерфорд одобрил к печати в этом журнале 15 февраля:

Эти эксперименты, по-видимому, дают дополнительное подтверждение нашей гипотезе, что 13-минутная и 100-минутная наведенные активности связаны с трансурановыми элементами. Простейшая интерпретация результатов, согласующаяся с известными фактами, состоит в предположении о том, что источники 15-секундной, 13-минутной и 100-минутной активностей суть цепные продукты [т. е. элементы, последовательно распадающиеся друг в друга], вероятно имеющие атомные номера соответственно 92, 93 и 94 и атомный вес 239[978].

Но на самом деле уран оставался загадкой, в которой пока что никто ничего не понимал.

«Что кроме бериллия?» – спрашивал себя в Лондоне Лео Сцилард. Бериллий выглядел подозрительно. Какие еще элементы могут давать цепную реакцию? Он ответил на этот вопрос в дополненной патентной заявке от 9 апреля 1935 года: «Другие примеры элементов, из которых нейтроны могут высвобождать множественные нейтроны, дают уран и бром»[979]. Он строил догадки и, не имея средств на исследования, не видел, как провести необходимые эксперименты. Физики, с которыми он говорил, по-прежнему относились к его идеям глубоко скептически. «Тогда я подумал, что, в конце концов, в химии тоже есть “цепные реакции”. Химическая цепная реакция не похожа на ядерную, но это все-таки цепная реакция. Поэтому я решил поговорить с химиком»[980]. Химиком, с которым он решил поговорить, был человек, еще более искусный по части сбора средств, чем сам Лео Сцилард, – это был Хаим Вейцман, который теперь жил и работал в Лондоне. Вейцман принял Сциларда и «понял, о чем я говорил». Он спросил Сциларда, сколько денег тому нужно. Сцилард сказал, что потребуется 2000 фунтов – приблизительно 10 000 долларов. Хотя Вейцман и сам, несомненно, нуждался в финансировании, он обещал посмотреть, чем он может помочь. Как вспоминает Сцилард:

Я ничего не слышал от него в течение нескольких недель, а потом случайно встретил Майкла Полани, который приехал к тому времени в Манчестер и возглавил там химический факультет. Полани рассказал, что Вейцман приходил к нему советоваться насчет моих идей о возможности цепной реакции и спрашивал, следует ли, по мнению Полани, доставать для меня деньги. Полани считал, что такой эксперимент нужно поставить[981].

В следующий раз Сцилард с Вейцманом встретились лишь десятилетие спустя, и это десятилетие вместило в себя важнейшие исторические события. В конце 1945 года Вейцман, извиняясь, объяснял, что не пренебрег просьбой Сциларда: он попросту не смог найти для него финансирования.

С самого начала своей благотворительной деятельности в Англии Сцилард время от времени имел дело с Фредериком Александром Линдеманом[982], физиком, который был профессором экспериментальной философии и директором Кларендонской лаборатории в Оксфорде. Именно Линдеман, у которого были и деньги, и хорошие связи, предложил Сциларду работу в рамках своей непрерывной кампании по вооружению захудалой оксфордской естественно-научной лаборатории против ее блистательного кембриджского конкурента. Изгнание еврейских ученых из нацистской Германии оказалось Линдеману очень на руку, но его действия приносили не меньше пользы и самим ученым: как только он услышал о введении закона о чиновничестве, он убедил директоров компании Imperial Chemical Industries (ICI) учредить программу грантов, утверждая, что вложения в такую программу следует считать не благотворительным пожертвованием, а выгодной инвестицией. 1 мая 1933 года, когда Сцилард с Бевериджем только планировали свою деятельность, ICI уже начала выплачивать первую стипендию. В следующем августе Сцилард не сумел получить стипендию ICI, возможно, потому что тогда он еще не завершил свои блестящие эксперименты в больнице Св. Варфоломея, но теперь Линдеман обратил на него внимание.

Этот высокий, красивый англичанин, которому в 1935 году было сорок девять лет, родился в немецком Баден-Бадене, поскольку его мать не считала, что поздняя стадия беременности может помешать ей поехать на модный курорт. Стремясь дать сыну превосходное образование, родители, англичане, отправили его в гимназию в Дармштадт. Перед Первой мировой войной он был студентом в дармштадтской Высшей технической школе, где учился у физикохимика Вальтера Нернста (нобелевского лауреата 1920 года), причем семейные связи позволяли ему время от времени играть в теннис с кайзером или русским царем. Война, разумеется, выставила такую счастливую юность в подозрительном свете. В 1915 году, к огорчению и гневу Линдемана, выяснилось, что британская армия не желает видеть в числе своих офицеров человека с германским свидетельством о рождении и фамилией, похожей на немецкую.

Отказ в приеме на военную службу глубоко его ранил и, возможно, изменил всю его жизнь. В 1911 году он был одним из секретарей Сольвеевского конгресса и гордо красовался там рядом с Нернстом, Резерфордом, Планком, Эйнштейном и Марией Кюри; однако еще до этого юношеского апофеоза Нернст предсказал, что его карьера будет трудной. «Если бы ваш отец не был так богат, – сказал прямолинейный немец, – вы могли бы стать великим физиком»[983]. Когда армия усомнилась в патриотизме Линдемана, пишет один из его коллег-беженцев, «он замкнулся в себе, чтобы защититься от пренебрежения и оскорблений. Скрытность в личной жизни приобрела у него маниакальные масштабы; он отвергал любое сближение с другими людьми с отстраненностью, которую легко было принять за высокомерие»[984]. Линдеман отошел от своей прежней работы и стал способным администратором, «Профессором», «несгибаемым викторианским джентльменом»[985], неизменно безупречно одетым, в котелке, в сером костюме летом и темном – зимой, в длинном темном пальто и с туго свернутым зонтиком. Раз ему нельзя было надеть обычную форму, он создал собственную.

Во время войны он трудился на благо своей страны на Королевском авиационном заводе в Фарнборо, разрабатывая то, что сейчас называется бортовым оборудованием, и занимаясь исследованиями в области воздухоплавания. К 1916 году уход в штопор стал стандартным маневром воздушного боя, позволявшим уйти от атаки. Линдеман первым провел систематическое исследование этого маневра. Для этого он научился водить самолет – причем он переодевался из гражданской одежды в летную форму только на рулежной дорожке, у самого самолета – и стал снова и снова хладнокровно посылать свой самолет в штопор, запоминая показания приборов во время снижения и записывая их после выхода в горизонтальный полет.

После войны Линдеман принял должность в Оксфорде, в котором к точным наукам все еще относились с традиционным высокомерным презрением. Сам он избежал этого пренебрежения, говорит один из его коллег, благодаря «элегантному образу жизни», проводя выходные в кругу аристократии, в который редко попадали не столь высокородные оксфордские преподаватели. К этому времени к другим элементам его облика добавился неизменный «роллс-ройс». В июне 1921 года, поехав на выходные в загородное имение герцога и герцогини Вестминстерских, Линдеман познакомился там с Уинстоном Черчиллем, старше его на двенадцать лет. «Несмотря на столь большую разницу в происхождении и характере эти двое сразу понравились друг другу, и их знакомство вскоре переросло в тесную дружбу»[986]. Черчилль вспоминал, что в течение 1930-х годов «часто виделся с Фредериком Линдеманом». «Линдеман уже был моим старым другом… Начиная с 1932 года мы еще более сблизились, и он часто приезжал на машине из Оксфорда ко мне в Чартуэлл. Мы с ним много раз засиживались до самого утра, разговаривая об опасностях, которые, как нам казалось, сгущались вокруг нас. Линдеман… стал моим основным советником по конкретным аспектам современного военного дела»[987].

К этому-то прославленному человеку, вегетарианцу, который ежедневно потреблял огромные количества оливкового масла и сыра пор-салю, Сцилард обратился летом 1935 года, чтобы обсудить «вопрос о том, может ли высвобождение ядерной энергии… быть достигнуто в ближайшем будущем». Если бы можно было получить «двойные нейтроны», писал Сцилард Линдеману 3 июня, «то ожидание такого достижения в ближайшем будущем, несомненно, было бы более реалистичным, нежели отрицание его возможности». Это означало, по мнению Сциларда, что, если Германия первой получит цепную реакцию, это приведет к большим неприятностям, в связи с чем он призывал «попытаться контролировать развитие этой области в течение как можно более долгого времени… какими бы малыми ни были шансы на успех такой попытки»[988]. Для такого контроля требовалась секретность: следовало, во-первых, убедить занимающихся этой работой ученых отказаться от общедоступной публикации ее результатов, а во-вторых, получать патенты.

В конце 1934 года Майкл Полани предостерегал Сциларда: «Тот факт, что вы получаете патенты, вызывает негативную реакцию»[989]. Отрицательное отношение британской научной традиции к патентам исходило из предположения, что патенты получают, преследуя корыстные цели. Сцилард, оправдываясь перед Линдеманом, объяснял свою патентную деятельность следующим образом:

В начале марта казалось разумным учитывать возможность того, что… высвобождение большого количества энергии… может быть достигнуто в самом ближайшем будущем. Понимая, насколько важным для этого является вопрос «двойного нейтрона», я подал заявку на соответствующий патент… Разумеется, было бы неверно считать патенты в этой области частной собственностью и использовать их для коммерческой эксплуатации в личных целях. В подходящий момент потребуется создание соответствующего органа, который будет обеспечивать правильное использование таких патентов[990].

Тем временем Сцилард изъявил готовность работать в Оксфорде над поисками своих «двойных нейтронов», возможно с привлечением из сторонних «частных источников» 1000 фунтов, которые позволили бы ему нанять одного или двух ассистентов. Пытаясь использовать честолюбивые устремления Линдемана в отношении Кларендонской лаборатории, он утверждал в заключение, что «работа такого типа может значительно ускорить развитие ядерной физики в Оксфорде»[991]. Если бы такая работа состоялась, это вполне могло бы оказаться правдой.

Узнав – возможно, также от Линдемана, – что засекретить патенты можно, только если официально передать их каким-либо соответствующим органам правительства Великобритании, Сцилард вначале предложил их Военному министерству. 8 октября директор департамента артиллерии Дж. Кумбс отказал ему, отметив, что «Военное министерство не видит причин хранить это описание в секрете»[992]. Если Линдеман слышал об этом отказе, он, наверное, вспомнил о том, как в 1915 году его самого отказались взять в армию. В феврале 1936 года он рекомендовал Сциларда Адмиралтейству, бывшей епархии Черчилля, написав главе Департамента научных исследований и разработок осторожную сопроводительную записку:

Вы, наверное, помните мой звонок относительно работающего здесь молодого человека, имеющего патент, который, по его мнению, следует засекретить. В соответствии с Вашим предложением я прилагаю к сему его письмо на эту тему. Я, естественно, испытываю несколько меньший оптимизм в отношении перспектив этого дела, чем сам изобретатель, но считаю его очень хорошим физиком и полагаю, что даже если бы шансы на успех составляли всего лишь сто к одному, эту информацию имело бы смысл сохранить в тайне, тем более, что это не потребует от правительства никаких затрат[993].

Патент, объяснял Сцилард в письме, приложенном Линдеманом, «содержит информацию, которая могла бы быть использована для создания взрывчатых объектов… мощность которых превышает мощность обычных бомб во многие тысячи раз». Его беспокоили «те несчастья, которые могло бы причинить их использование некоторыми державами, способными напасть на эту страну»[994]. Адмиралтейство приняло мудрое – и к тому же не требующее больших расходов – решение и взяло патент Сциларда на хранение.

Восьмимесячное пребывание Эдварда Теллера в Копенгагене было успешным. Он встретился с Джорджем Гамовым в его последний приезд туда, после Сольвеевского конгресса, проходившего предыдущей осенью; во время пасхальных каникул они вдвоем проехали по всей Дании на мотоцикле Гамова, обсуждая одну из задач квантовой механики. Фонд Рокфеллера не одобрял вступления в брак в период действия стипендии, но за Теллера вступился Джеймс Франк, и 26 февраля Теллер женился в Будапеште на Мици Харканьи, в которую был влюблен с детства. Кроме того, он написал важную статью. Летом 1934 года, уже более известным ученым, он вернулся в Лондон вместе с Мици и снова стал читать лекции в Университетском колледже. Предполагая остаться в Англии, перед самым Рождеством Теллеры подписали договор об аренде уютной трехкомнатной квартиры на девятилетний срок.

В январе Теллер получил два предложения работы, одно из которых заставило его изменить свои планы. Первое было из Принстона – должность лектора. Второе пришло от Гамова: профессорская кафедра в Университете Джорджа Вашингтона. Университет хотел усилить свой физический факультет; Гамову не хватало общения, а живость Теллера ему нравилась.

Теллеру было двадцать шесть лет; он только что женился. Он совершенно не был уверен, что хочет жить в Соединенных Штатах, но отказываться от профессорской должности было бы неразумно. Его жена нашла, кому пересдать квартиру. Государственный департамент США отказал им во внеочередной визе, так как преподавательский стаж Теллера составлял всего один год – время, проведенное в Копенгагене, не считалось, так как он получал стипендию, – а требовалось два. Однако Теллер не попытался получить визу по квоте, выделенной для эмиграции из Венгрии, так как предполагал, что эта квота уже выбрана. На самом деле в ней еще оставались свободные места. В августе 1935 года Теллеры пересекли Атлантику вслед за Гамовыми.

7 октября Нильс Бор отмечал свое пятидесятилетие. «В те дни казалось, что Бор находится в полном расцвете сил, как физических, так и умственных, – отмечает Отто Фриш. – Когда он взлетал по крутой лестнице [института], перепрыгивая через ступеньки, лишь немногим из нас, молодежи, удавалось не отставать от него. Покой библиотеки часто нарушался энергичными партиями в пинг-понг, и, насколько я помню, я ни разу не смог выиграть у Бора»[995]. Дьёрдь де Хевеши организовал кампанию по сбору средств в честь юбилея ведущего физика Дании; датчане собрали 100 000 крон, чтобы купить Бору в подарок 0,6 грамма радия. Де Хевеши разделил жидкий раствор радия на шесть равных частей, смешал каждую из них с порошком бериллия и высушил, получив таким образом шесть мощных источников нейтронов. Он прикрепил их к концам длинных стержней и спрятал в сухой колодец в подвале института, выкопанный когда-то в качестве защищенного от вибрации места установки спектрографа.

Как вспоминает Стефан Розенталь, институтская ежегодная рождественская вечеринка по-прежнему проводилась в зале с колодцем: «Крышка колодца служила столом, в середине стояла рождественская елка, и все сотрудники, от директора до самого младшего ученика из мастерских, собирались вокруг и получали скромное угощение, пиво с сосисками. Во время праздника Нильс Бор обычно произносил речь, в которой он давал что-то вроде обзора прошедшего года»[996]. Надежно спрятанные под сосисками, упакованные в четырехлитровую флягу сероуглерода, нейтронные источники беззвучно превращали серу в радиоактивный фосфор для биологических исследований де Хевеши с использованием радиоизотопов.

К этому времени Бор стал благодаря своей работе национальным героем и заслужил непреходящую благодарность беженцев своей помощью; но, кроме того, его постигло личное несчастье. В 1932 году Датская академия предоставила ему в пожизненное бесплатное пользование датский «Дом почета», дворец в помпейском стиле, исходно построенный для основателя пивоварен Карлсберга и ставший потом местом жительства самых выдающихся граждан Дании (до Бора в нем жил полярный исследователь Кнуд Расмуссен). В институте к тому времени уже был построен скромный директорский дом, но Боры жили в нем вместе с пятью прекрасными сыновьями. Они переехали в дом при пивоварне, самое престижное жилище в Дании после королевского дворца.

Два года спустя трагически погиб старший сын Боров, девятнадцатилетний Кристиан. Когда отец, сын и два их друга ходили под парусом в Эресунне, морском проливе между Данией и Швецией, внезапно налетел шквал. Кристиан «утонул, упав за борт яхты в очень бурном море, – сообщает Роберт Оппенгеймер, – и Бор продолжал искать его до самой темноты»[997]. Но Эресунн – холодный пролив. На некоторое время Бор замкнулся в своем горе. Хаос, наступивший с появлением беженцев, и связанная с ним изнурительная работа помогли ему выйти из этого состояния.

Все сотрудники института увлеченно следили за нейтронными экспериментами Ферми. Фриш, единственный из присутствовавших физиков знакомый с итальянцем, переводил вслух каждую из его статей, как только приходил очередной номер Ricerca Scientifica. Копенгагенская группа не могла понять, почему медленные нейтроны воздействуют на одни элементы сильнее, чем на другие; в соответствии с одночастичной моделью ядра даже медленный нейтрон должен был почти всегда пролетать сквозь ядро насквозь, без какого-либо захвата.

Ханс Бете написал в Корнелле статью с расчетами вероятности захвата нейтронов. Его результаты резко противоречили наблюдениям. Фриш вспоминает проходивший в 1935 году в Копенгагене коллоквиум, на котором кто-то делал доклад по статье Бете:

На этот раз Бор все время перебивал докладчика, и я начал удивляться, с некоторым даже раздражением, почему он не дает тому закончить доклад. Затем Бор внезапно остановился на полуслове и сел с совершенно помертвевшим лицом. Мы смотрели на него в течение нескольких секунд, постепенно начиная волноваться. Не заболел ли он? Но потом он внезапно встал и сказал с извиняющейся улыбкой: «Теперь я все понял»[998].

Что именно Бор понял относительно устройства ядра, стало ясно из его эпохальной лекции, прочитанной в Датской академии 27 января 1936 года и опубликованной впоследствии в Nature. В работе «Захват нейтрона и строение ядра»[999] явление захвата нейтронов послужило основой для новой модели ядра; как и в случае с планетарной моделью атома Резерфорда, Бор предлагал радикальные изменения теории, опираясь на надежные экспериментальные данные.

Он представил себе ядро не в виде единой частицы, а составленным из плотно упакованных протонов и нейтронов (для частиц, составляющих ядро, используют еще общее название «нуклоны»). Нейтрон, попадающий в такое заполненное частицами ядро, не может пролететь его насквозь; он сталкивается с ближайшим нуклоном, теряет свою кинетическую энергию (как разбивающий бильярдный шар в начале партии) и оказывается захвачен сильным взаимодействием, которое удерживает ядро от распада. Энергия, поступившая от нейтрона, приводит в движение близлежащие нуклоны; они, в свою очередь, сталкиваются с нуклонами, расположенными дальше; в результате получается более возбужденное, «более горячее» ядро, ни один из индивидуальных компонентов которого не может, однако, быстро получить достаточной энергии для преодоления электрического барьера и выхода из ядра. Если ядро избавляется затем от избыточной энергии, испуская фотон гамма-излучения, то есть «остывает», то ни один из его нуклонов не может накопить достаточной энергии для вылета. В итоге, как уже доказали эксперименты Ферми, образуется более тяжелый изотоп того элемента, который был подвергнут бомбардировке.

При более сильном обстреле ядра[1000], полагал Бор, энергия по-прежнему будет распределяться по всему составному ядру, образованному в результате захвата. Последующая повторная концентрация энергии может позволить ядру испустить несколько заряженных или незаряженных частиц. Бору казалось, что его модель составного ядра не сулит ничего хорошего с точки зрения обуздания ядерной энергии:

В случае еще более сильных соударений с частицами, обладающими энергией порядка тысячи миллионов вольт, следует даже ожидать, что столкновение может вызвать взрыв всего ядра. Однако следует учитывать не только то обстоятельство, что такие энергии, разумеется, остаются пока далеко за гранью экспериментальных возможностей, но и тот очевидный факт, что подобные эффекты вряд ли приблизят нас к решению интенсивно обсуждаемой задачи высвобождения ядерной энергии в практических целях. Более того, чем больше мы узнаем о ядерных реакциях, тем более отдаленным кажется достижение этой цели[1001].

Таким образом, к середине 1930-х годов три самых самобытных из живших в это время физиков высказали свое мнение по вопросу использования ядерной энергии. Резерфорд назвал его миражом; Эйнштейн сравнил его со стрельбой по редким птицам в темноте; Бор считал, что его решение отдаляется прямо пропорционально объему наших знаний. Хотя их скепсис кажется менее проницательным, чем энтузиазм Сциларда, они имели более четкое представление об имевшихся шансах. Самые важные черты будущего всегда остаются непредвиденными. Эти люди были достаточно опытны, чтобы не предаваться мечтаниям.

Хотя в своей лекции Бор предпочел ограничиться общими принципами, у него уже была наготове математическая модель, позволявшая проследить «следствия из изложенных здесь общих рассуждений»[1002]. В следующем году, 1937-м, он опубликовал описание этой модели. Опираясь еще на свою диссертационную работу по поверхностному натяжению текучих сред, он демонстрировал преимущества рассмотрения атомного ядра в виде капли жидкости[1003].

Стремление молекул к слипанию создает в жидкости «оболочку» поверхностного натяжения. Поэтому падающая дождевая капля округляется до миниатюрного правильного шара. Но воздействие на каплю жидкости любой силы деформирует этот шар (представьте себе колебания подброшенного в воздух и пойманного воздушного шарика, наполненного водой). Поверхностное натяжение и деформирующие силы вступают в сложное противодействие друг другу; молекулы жидкости сталкиваются и разлетаются; капля колеблется и меняет форму. В конце концов добавленная энергия рассеивается в форме тепла, и капля снова стабилизируется.

Ядро, утверждал Бор, ведет себя подобным же образом. Сила, удерживающая нуклоны вместе, – это сильное ядерное взаимодействие. Этой силе противодействует обычное электрическое отталкивание положительно заряженных ядерных протонов. Хрупкое равновесие между этими двумя основными силами делает ядро подобным жидкости. Энергия, поступающая извне с налетающими частицами, деформирует ядро; оно колеблется как капля жидкости, испытывая сложные периодические деформации – так же, как колебались волнообразные струи воды, которые Бор изучал при подготовке своей диссертации. Это означает, что для понимания сложных энергетических уровней ядра и переходов между ними, обнаруженных в работах Ферми, можно использовать классические формулы Рэлея для поверхностного натяжения в жидкостях. «В этой статье 1937 года многие вопросы еще оставались неясными»[1004], – пишет американский физик-теоретик Джон Арчибальд Уилер, впоследствии помогший Бору прояснить некоторые из них. Однако капельная модель оказалась полезной, и ее взяли на вооружение в числе прочих Фриш в Копенгагене и Лиза Мейтнер в Берлине.

В один погожий четверг октября 1937 года шестидесятишестилетний, но полный сил Эрнест Резерфорд вышел в сад у своего дома в зеленом районе на задворках Кембриджского университета, чтобы подрезать дерево[1005]. Он упал и сильно ушибся. По словам Мэри Резерфорд, ближе к вечеру он почувствовал себя «неважно»[1006] – у него началась тошнота и несварение желудка, – и она вызвала массажиста. Ночью Резерфорда рвало. Наутро он вызвал семейного врача. У него была небольшая пупковая грыжа, из-за которой он носил бандаж; врач предположил ущемление, посоветовался со специалистом и отправил Резерфордов в санаторий «Эвелин» (Evelyn Nursing Home) на срочную операцию. По пути в больницу Резерфорд сказал жене, что все его дела и финансы приведены в порядок. Она отвечала, что он болен неопасно, и беспокоиться не о чем.

Проведенная вечером операция подтвердила частичное ущемление грыжи; хирурги высвободили пережатый участок тонкой кишки и восстановили в нем кровообращение. В субботу казалось, что Резерфорд идет на поправку; однако в воскресенье у него снова началась рвота и появились признаки инфекции, которая в те времена, до появления антибиотиков, была смертельно опасной. В понедельник ему стало хуже; врачи посоветовались с хирургом, происходившим из Мельбурна, и тот, принимая во внимание возраст и симптомы пациента, не рекомендовал проводить вторую операцию. Чтобы облегчить состояние Резерфорда, ему стали вводить внутривенно физиологический раствор – ко вторнику его ввели три литра – и установили желудочный дренаж. К утру вторника 19 октября наступило небольшое улучшение, но, хотя жена считала его «чудесным пациентом, [который] великолепно выносит все неудобства» и, как ей казалось, увидела «проблеск надежды»[1007], после обеда того же дня он начал слабеть. То поручение, которое он высказал в конце дня, показывает, что, вспоминая свою жизнь в эти последние часы, он нашел в ней поводы для благодарности. «Я хочу оставить сто фунтов колледжу Нельсона, – сказал он Мэри Резерфорд. – Можешь этим заняться». Чуть позже он повторил во всеуслышание: «Не забудь, сотню колледжу Нельсона»[1008]. Вечером того же дня он умер. «Сердцебиение и кровообращение прекратились» из-за обширной инфекции, записал врач, «и смерть наступила мирно».

На той же неделе в Болонье проходил международный съезд физиков, посвященный двухсотлетней годовщине рождения Луиджи Гальвани; телеграмма с известием о смерти Резерфорда пришла из Кембриджа утром 20 октября. Бор был на этой конференции и взял сообщение этой печальной новости на себя. «Когда собрались участники назначенного на это утро заседания, – пишет Марк Олифант, – Бор вышел вперед и запинающимся голосом сообщил собранию о случившемся; в глазах его были слезы». Все были потрясены неожиданностью этой потери. За несколько недель до того Бор был у Резерфорда в Кембридже; те, кто работал в Кавендишской лаборатории, видели своего шефа в прекрасном настроении всего несколько дней назад.

Бор «говорил от всего сердца, – говорит Олифант, – о том, чем обязана наука великому человеку, которого ему посчастливилось называть своим учителем и другом». Для самого Олифанта этот день стал «одним из самых сильных переживаний всей жизни»[1009]. Вспоминая Резерфорда в письме к Оппенгеймеру от 20 декабря, Бор пытался уравновесить горечь потери надеждой: «Без него жизнь стала беднее; и тем не менее каждая мысль о нем будет источником непреходящего вдохновения»[1010]. А в 1958 году Бор просто сказал в мемориальной лекции: «Для меня он был почти что вторым отцом»[1011].

Помощник декана Вестминстерского аббатства немедленно согласился на захоронение праха Резерфорда в нефе аббатства, чуть к западу от могилы Ньютона и в одном ряду с могилой Кельвина. В январе следующего года Джеймс Джинс определил место Резерфорда в истории науки в посвященной его памяти речи на конференции в Калькутте:

Вольтер как-то сказал, что Ньютону повезло больше, чем может повезти какому-либо другому ученому, потому что честь открытия законов, которые управляют Вселенной, может выпасть на долю лишь одному человеку. Если бы он жил в более позднюю эпоху, он, возможно, сказал бы что-нибудь подобное и о Резерфорде и царстве бесконечно малого, ибо Резерфорд был Ньютоном атомной физики[1012].

Сам того не зная, Эрнест Резерфорд сам оставил по себе лучше всего характеризующую его эпитафию в письме к А. С. Иву, написанном в его загородном доме в первый день того же октября, последнего в его жизни. Он пишет о своем саде, в котором он работал так же, как в физике, энергично и не жалея сил: «Я еще более расчистил грядку с ежевикой, и результат выглядит весьма привлекательно»[1013].

В сентябре 1934 года, по следам опубликованной в июньском выпуске Nature статьи Ферми «Возможное образование элементов с атомным номером выше 92», в редко читаемом физиками «Журнале прикладной химии» (Zeitschrift für Angewandte Chemie) появилась одна любопытная статья. Ее автором была уважаемая немецкая исследовательница Ида Ноддак, химик, открывшая в 1925 году в сотрудничестве со своим мужем твердый, белый как платина металлический элемент рений с атомным номером 75. Ее статья, озаглавленная просто «Об элементе 93»[1014], резко критиковала работу Ферми. Его «метод доказательства», прямо писала Ноддак, «неверен». Он показал, что его «новый источник бета-излучения» не является протактинием, а затем нашел его отличия от нескольких других элементов, расположенных ниже по периодической системе, но «остается неясным, почему он решил остановиться на свинце». Старая точка зрения, согласно которой радиоактивные элементы образуют непрерывную последовательность, начинающуюся с урана и заканчивающуюся на свинце, писала Ноддак, как раз и была опровергнута открытием искусственной радиоактивности, которое сделали супруги Жолио-Кюри. «Следовательно, Ферми следовало бы сравнить свой новый радиоактивный элемент со всеми известными элементами».

На самом деле, продолжала Ноддак, осадить из нитрата урана при помощи марганца можно сколько угодно разных элементов. Вместо того чтобы предполагать возникновение нового трансуранового элемента, «с тем же успехом можно было бы предположить, что при использовании нейтронов для разрушения ядер могут происходить какие-либо качественно новые ядерные реакции, ранее не наблюдавшиеся». В прошлом элементы преобразовывались только в элементы, непосредственно соседствующие с ними. Но «при бомбардировке тяжелых ядер нейтронами можно предположить, что ядро может разделяться на несколько крупных фрагментов, которые будут, разумеется, изотопами известных элементов, но не будут соседями». В таком случае получились бы гораздо более легкие элементы, находящиеся в периодической системе значительно ниже свинца.

Сегре вспоминает[1015], что читал статью Ноддак. Он знает, что ее читали также Ган в Берлине и Жолио в Париже, потому что он попросил их ее прочесть. Всем им она показалась довольно бессмысленной. «Я думаю, что прочитавшие ее химики, – вспоминает Фриш, – вероятно, нашли в ней лишь бесцельные критические придирки; у физиков, если они вообще ее читали, тем более должно было создаться такое же впечатление, потому что они сказали бы: “Какой смысл критиковать, если не приводить никаких причин, по которым эта критика была бы обоснованной?” Никто никогда не видел ядерного распада с образованием далеко отстоящих элементов»[1016]. Ноддак скрупулезно рассматривала это положение, но оно явно стало причиной того, что на ее статью почти никто не обратил внимания. В сводном отчете в Nature, который Амальди и Сегре привезли Резерфорду летом 1934 года, это предположение было сформулировано в явном виде: «Разумно предположить, что атомный номер активного элемента должен быть близок к атомному номеру… элемента, подвергаемого бомбардировке»[1017].

Но Ферми редко оставлял предположения, какими бы разумными они ни были, без проверки. И уж конечно, он не оставил бы непроверенным этот вопрос, ставший для него чрезвычайно острым из-за несвоевременного выступления Корбино (Ноддак еще посыпала солью эту рану, упомянув в своей статье «сообщения, появившиеся в газетах»). Он уселся за необходимые расчеты. Впоследствии он рассказывал об этом по меньшей мере Теллеру, Сегре и своей американской ученице Леоне Вудс[1018]. Теллер уверен, что знает, о каких именно расчетах шла речь:

Ферми отказался верить [Ноддак]… Он знал, как получить численную оценку возможности распада ядра урана на две части… Он произвел те вычисления, которые предлагала г-жа Ноддак, и выяснил, что вероятность такого события чрезвычайно мала. Он заключил, что предположение г-жи Ноддак никак не может быть справедливым. Поэтому он выбросил его из головы. Его теория была верна… но… она была основана на… ошибочных экспериментальных данных.

Здесь Теллер имеет в виду проведенные Астоном измерения массы гелия (те же, которые ошибочно навели Сциларда на бериллий), которые «внесли в расчеты массы и энергии ядер систематическую ошибку»[1019].

Сегре находит предложенную Теллером интерпретацию этой истории возможной, но неубедительной. Проблема численного значения массы гелия не исключала возможности деления ядра урана. «Знаете, иногда, когда Ферми что-то говорил и его спрашивали: “Почему это? Покажите”, он отвечал “Ну, я об этом знаю c.i.f.”. Он говорил по-итальянски. Сокращение c.i.f. означало con intuito formidabile – “из потрясающей интуиции”. Так что я не знаю, как он это сделал. С другой стороны, Ферми делал множество вычислений, которые он никому не показывал»[1020].

Версия Леоны Вудс проливает свет на версию Теллера:

Почему на предположение д-ра Ноддак не обратили внимания? Дело в том, что она опередила свое время. Капельная модель ядра Бора еще не была сформулирована, и ни у кого не было общепризнанных методов вычислений, которые показали бы, допустим ли распад ядра на несколько крупных фрагментов с энергетической точки зрения[1021].

Если даже физика Ноддак и опережала свое время, ее химия была безошибочной. Хотя к 1938 году ее статья пылилась на задних полках, Бор провозгласил капельную теорию ядра, а Лизу Мейтнер и Отто Гана все более занимали загадки химии урана.

9

Крупномасштабный разрыв

«Я полагаю, все молодые люди думают о том, какую жизнь им хотелось бы прожить, – оглядываясь назад, писала в старости Лиза Мейтнер. – Когда я думала об этом, я всегда приходила к выводу, что жизнь может не быть легкой, лишь бы она не была пустой. И это мое желание исполнилось»[1022]. К 1938 году шестидесятилетняя австрийская ученая заслужила всеобщее уважение, доставшееся ей ценой тяжелого и кропотливого труда. Когда Вольфганг Паули захотел предложить концепцию трудноуловимой, почти не имеющей массы нейтральной частицы, которая объясняла бы кажущееся исчезновение энергии в бета-распаде, – впоследствии ее назвали нейтрино, – он высказал свое предположение в письме к Лизе Мейтнер и Хансу Гейгеру. Джеймс Чедвик был «вполне убежден, что она открыла бы нейтрон, если бы задалась такой целью, если бы ей посчастливилось, скажем, жить в течение нескольких лет в Кавендише, как посчастливилось мне»[1023]. Несмотря на свою «физическую хрупкость и природную застенчивость»[1024], которые описывает ее племянник Отто Фриш, она была внушительной личностью.

Во время Первой мировой войны она пошла добровольцем в австрийскую армию и работала там рентгенотехником. «Там, – говорит Фриш, – ей приходилось справляться с потоками раненых польских солдат, языка которых она не понимала, и с собственным медицинским начальством, которое ничего не понимало в рентгеноскопии»[1025]. Она старалась, чтобы ее отпуска совпадали с отпусками Отто Гана, и спешила в Далем, в Химический институт кайзера Вильгельма, чтобы поработать с ним вместе; именно тогда они открыли элемент, непосредственно предшествующий в периодической системе урану, который они назвали протактинием. После войны она самостоятельно занималась физикой до 1934 года, когда, увидев в работах Ферми новые задачи, «убедила Отто Гана снова вернуться к непосредственному сотрудничеству»[1026] и исследовать последствия бомбардировки ядер нейтронами. К тому времени Мейтнер возглавляла физическое отделение института, а Ган стал его директором. К среднему возрасту, как отмечает с симпатией Ган, она обрела «не только звание германского профессора, но и одно из его вошедших в пословицу качеств – рассеянность». На одном из научных собраний «с нею поздоровался один коллега, сказавший: “Мы с вами уже встречались”. Поскольку она не помнила их предыдущей встречи, она вполне серьезно ответила: “Вы, вероятно, спутали меня с профессором Ганом”»[1027]. Ган предполагает, что она имела в виду многочисленные работы, которые они опубликовали в соавторстве.

Хотя она скрывала свою застенчивость за неприступной замкнутостью, в кругу друзей, говорит Фриш, «она бывала жизнерадостной и веселой, превосходной рассказчицей»[1028]. Ее племянник считал, что она была «абсолютно лишена тщеславия»[1029]. Свои густые темные волосы, теперь уже начинавшие седеть, она зачесывала назад и завязывала в пучок; от ее девичьей красоты остались яркие, хоть и обведенные темными кругами глаза, тонкие губы и крупный нос. Она мало ела, но пила много крепкого кофе. Ее трогала музыка; она следила за нею, как другие следят за тенденциями в моде или изобразительном искусстве (музыкальность была семейной чертой: ее сестра, мать Фриша, была концертирующей пианисткой). Когда ее навещал также любивший музыку племянник, они играли фортепианные дуэты, «хотя почти никто больше не знал, что она умеет играть»[1030]. Она жила в служебной квартире в Институте кайзера Вильгельма и, когда у нее бывало свободное время, подолгу гуляла, километров по пятнадцать и более в день: «Это позволяет мне сохранить молодость и бодрость»[1031]. Как считал Фриш, самым высоким ее идеалом, «которого она никогда не упускала из виду» и который наполнял всю ее жизнь, было представление о «физике как сражении за окончательную истину»[1032].

Истина, за которую она сражалась в конце 1930-х годов, была скрыта где-то в загадках урана. Они с Ганом и присоединившимся к ним в 1935 году молодым немецким химиком Фрицем Штрассманом пытались выделить все вещества, в которые преобразуется самый тяжелый из природных элементов при бомбардировке нейтронами. К началу 1938 года они выявили не менее десяти активных продуктов с разными периодами полураспада, то есть гораздо больше, чем нашел в своем первопроходческом исследовании Ферми. Они предполагали, что эти вещества должны быть либо изотопами урана, либо трансурановыми элементами. «Ган, – говорит Фриш, – как будто вернулся в старые времена, когда новые химические элементы сыпались как спелые яблоки, стоило лишь потрясти дерево; [но] для Лизы Мейтнер [энергетические реакции, необходимые для производства этих новых элементов] были неожиданными и все более труднообъяснимыми»[1033].

Тем временем Ирен Кюри тоже начала изучать уран вместе с приезжим югославским ученым Павле Савичем. Они описали продукт с периодом полураспада в 3,5 часа, о котором немцы не сообщали, и предположили, что он может быть торием, элементом номер 90, с которым Кюри работали на протяжении многих лет. Если гипотеза Кюри – Савича была верна, это означало, что медленный нейтрон каким-то образом набирает энергию, достаточную для выбивания из ядра урана высокоэнергетической альфа-частицы. Трое из Института кайзера Вильгельма усмехнулись, поискали 3,5-часовой распад, ничего не нашли и отправили в Радиевый институт требование публичного опровержения. Французская группа снова обнаружила тот же активный продукт и сумела отделить его от урана химическим путем с использованием несущей среды на основе лантана (редкоземельного элемента с номером 57). Поэтому они предположили, что это либо актиний – элемент 89, химически подобный лантану, но еще хуже, чем торий, поддающийся объяснению, – либо новый, неизвестный элемент.

В любом случае их данные ставили под сомнение работу Института кайзера Вильгельма. В мае Ган встретился с Жолио на химической конференции в Риме и доброжелательно, но откровенно сказал французу, что сомневается в открытии Кюри и собирается повторить ее эксперимент и продемонстрировать ошибочность ее выводов[1034]. К тому времени, как, несомненно, было известно Жолио, его жена уже сделала следующий шаг: она попыталась отделить «актиний» от лантанового носителя и обнаружила, что разделить их невозможно. Никто не предполагал, что это вещество может и впрямь оказаться лантаном: как медленный нейтрон мог превратить уран в гораздо более легкий редкоземельный элемент, расположенный в периодической системе на целых тридцать четыре места раньше? «По-видимому, – сообщали Кюри и Савич в майском выпуске Comptes Rendus, – это вещество не может быть ничем, кроме трансуранового элемента, свойства которого совершенно отличны от свойств других известных трансуранов, но интерпретация этой гипотезы представляется весьма затруднительной»[1035].

Пока шли эти необычные дебаты, статус Мейтнер изменился. В середине февраля Адольф Гитлер вынудил молодого канцлера Австрии встретиться с ним в альпийской резиденции германского диктатора, баварском Берхтесгадене. «Как знать, – угрожающе говорил Гитлер, – быть может, в одно прекрасное утро я неожиданно появлюсь в Вене, подобно весенней грозе»[1036]. 14 марта он действительно там появился – во главе триумфального парада; за день до этого свежеиспеченный германский вермахт оккупировал столицу Австрии, объявившей себя провинцией Третьего рейха, и самый одиозный из ее уроженцев плакал от счастья. Аншлюс – аннексия Австрии – превратил Мейтнер в гражданку Германии, и к ней были теперь применимы все те уродливые антисемитские законы, которые нацистское государство начало накапливать еще в 1933 году. «Годы гитлеровского режима… были, естественно, очень гнетущими, – писала она ближе к концу своей жизни. – Но работа была мне верным другом, и я часто восхищалась, про себя и вслух, тем, как надолго работа позволяет забыть о тягостной политической ситуации»[1037]. После весенней грозы аншлюса финансирование ее работы внезапно прекратилось.

Тогда ее разыскал Макс фон Лауэ. Он слышал, что Генрих Гиммлер, руководитель СС и глава германской полиции, издал приказ, запрещающий дальнейшую эмиграцию ученых. Мейтнер боялась, что ее могут уволить из Институтов кайзера Вильгельма, и она останется без работы и без защиты[1038]. Она связалась с голландскими коллегами, в том числе с Дирком Костером, физиком, который в 1922 году, работая в Копенгагене, вместе с Дьёрдем де Хевеши открыл гафний. Голландцы убедили свое правительство разрешить Мейтнер въехать в Голландию без визы, по паспорту, который стал теперь всего лишь печальным сувениром.

К вечеру пятницы 16 июля Костер приехал в Берлин и сразу отправился в Далем, в Институт кайзера Вильгельма. Туда же явился их старый друг, издатель журнала Naturwissenschaften Пауль Розбауд, и они вместе с Ганом всю ночь помогали Мейтнер собирать вещи. «Я отдал ей прекрасное кольцо с бриллиантом, – вспоминает Ган, – оставшееся мне от матери, которое я сам никогда не носил, но бережно хранил всю жизнь; я хотел, чтобы у нее были какие-нибудь средства на случай непредвиденных затруднений»[1039].

В субботу утром Мейтнер и Костер уехали на поезде. Девять лет спустя она вспоминала это невеселое путешествие так, как будто она ехала одна:

Я села на поезд, идущий в Голландию, под предлогом недельного отпуска. На голландской границе я до смерти перепугалась, когда нацистский военный патруль из пяти человек, проходивший по вагонам, забрал мой австрийский паспорт, давно уже недействительный. Мне было так страшно, что у меня почти остановилось сердце. Я знала, что нацисты только что объявили охоту на евреев, что эта охота уже шла. Я сидела и ждала в течение десяти минут, которые показались мне десятью часами. Наконец один из нацистских чиновников вернулся и, не говоря ни слова, протянул мне мой паспорт. Две минуты спустя я была на территории Голландии, где меня встретили голландские коллеги[1040].

Там она была в безопасности. Затем она поехала в Копенгаген и остановилась там у Боров в Доме почета Карлсберга для отдыха и восстановления душевных сил. Бор устроил ее в Физический институт[1041] Академии наук Швеции, находившийся на окраине Стокгольма, в процветающую лабораторию, которой руководил Карл Манне Георг Сигбан, получивший в 1924 году Нобелевскую премию по физике за работы в области рентгеновской спектроскопии. Финансирование обеспечил Нобелевский фонд. Она отправилась в эту далекую северную ссылку, в страну, языка которой она не знала и в которой у нее почти не было друзей, как в тюрьму.

Лео Сцилард искал себе покровителя. В начале 1935 года Фредерик Линдеман обеспечил финансирование его работы в Оксфорде за счет компании ICI, и Сцилард работал там в течение некоторого времени, но его все больше беспокоила возможность войны в Европе. В конце марта 1936 года он писал в Вену Гертруде Вайс, что ей следует подумать об эмиграции в Америку; кажется, в своих рассуждениях он также имел в виду и свой собственный случай. Сцилард познакомился с Вайс в годы жизни в Берлине и в дальнейшем опекал ее и исподволь ухаживал за нею. Теперь она закончила медицинское училище. По его приглашению она приехала к нему в Оксфорд. Они гуляли по окрестностям, и она сфотографировала его[1042] на обочине дороги, на фоне изъеденного непогодой деревянного шлагбаума и тонких как кружево распускающихся побегов молодого деревца; на этой фотографии ему тридцать восемь, он уже начал полнеть, но еще не вполне округлился. «Он сказал мне, что удивился бы, если бы через два года в Вене все еще можно было работать. Он сказал, что там будет Гитлер. И так оно и вышло, – случился аншлюс, – почти точно в предсказанный им день»[1043].

Сцилард писал в своем письме, что Англия – «очень симпатичная страна, но, наверное, Вам было бы гораздо разумнее уехать в Америку… В Америке Вы были бы свободным человеком и очень скоро даже перестали бы быть “чужой”»[1044]. Вайс поехала туда, осталась там и стала авторитетным специалистом в области общественного здравоохранения, а в более поздние годы их кочевой жизни – и женой Сциларда. В это же время Сцилард писал Майклу Полани, что «будет жить в Англии, пока до начала войны не останется один год, а тогда переселится в Нью-Йорк». Это письмо, как с удовольствием вспоминал Сцилард, вызвало пересуды; оно казалось «очень забавным, потому что как можно было сказать, что́ человек будет делать за год до начала войны?»[1045]. Как выяснилось впоследствии, он ошибся в своем прогнозе всего на четыре месяца: он прибыл в Соединенные Штаты 2 января 1938 года[1046].

Еще до этого Сцилард нашел там потенциального покровителя, еврея-финансиста из Виргинии Льюиса Лихтенштейна Штрауса[1047]. Первые два его имени были даны в честь деда по материнской линии, жившего в Восточной Пруссии, а фамилия в произношении южных штатов смягчалась до «Строс». В 1938 году сорокадвухлетний Льюис Штраус был полноправным партнером нью-йоркского инвестиционного банка Kuhn, Loeb & Co., обладал миллионным состоянием, которое он создал своими руками, и был человеком гибким и умным, но в то же время уязвимым и напыщенным.

В детстве Штраус мечтал стать физиком. Рецессия 1913–1914 годов подкосила предприятие его семьи в городе Ричмонде – оптовую торговлю обувью, – и отец поручил ему поиск заказов на территории четырех штатов. В этом деле он преуспел; к 1917 году он скопил двадцать тысяч долларов и снова собирался было заняться физикой. На этот раз помешала Первая мировая война[1048]. В детстве со Штраусом произошел несчастный случай, в результате которого он почти ослеп на один глаз. Мать не чаяла в нем души. Она разрешила пойти добровольцем на военную службу его младшему брату, но старалась подыскать для своего любимчика какое-нибудь менее опасное занятие. Такая возможность представилась, когда президент Вудро Вильсон поручил знаменитому горному инженеру и главе Комиссии по помощи Бельгии Герберту Гуверу возглавить на время войны Продовольственное управление, занимавшееся администрированием продуктовых запасов США. Гувер, будучи человеком состоятельным, не получал в Вашингтоне никакого жалованья и собирал команду из молодых благополучных сотрудников, предпочтительно удостоившихся стипендии Родса. Роза Лихтенштейн Штраус предложила ему своего сына.

Ему был двадцать один год; он умел втираться в доверие, но также умел и работать. Несмотря на, казалось бы, неблагоприятные шансы в соревновании с целой группой стипендиатов Родса, не прошло и месяца, как Гувер назначил никогда не учившегося в университете оптового торговца обувью своим личным секретарем. После заключения перемирия юный Штраус перебрался вместе с Гувером в Париж, срочно выучил французский (он брал частные уроки во время обеденных перерывов) и принял участие в распределении 27 миллионов тонн продовольствия и других материалов по двадцати трем странам. Параллельно с этим он помогал работе Еврейского объединенного распределительного комитета («Джойнта») по облегчению страданий сотен тысяч еврейских беженцев, потоки которых хлынули сразу после войны из стран Восточной Европы.

Штраус верил, что его жизнь распланировал сам Бог, что очень помогало ему сохранять уверенность в собственных силах. В 1919 году, в возрасте двадцати трех лет, Бог позволил ему получить работу в Kuhn, Loeb & Co., респектабельном учреждении, среди клиентов которого было несколько крупных железных дорог. Четыре года спустя он женился на Алисе Ганауэр, дочери одного из партнеров этой фирмы. В 1926 году его зарплата и доля в компании достигли 75 000 долларов в год; на следующий год эта сумма выросла до 120 000 долларов. В 1929-м он и сам стал партнером фирмы и прочно утвердился в среде преуспевающей элиты.

1930-е стали для него годами горя и скорби. Вернувшись в Соединенные Штаты после еврейской конференции, проходившей в Лондоне в 1933 году, на которой Хаиму Вейцману не удалось обратить его в сионистскую «веру» – «Мой мальчик, с вами нелегко иметь дело, – сказал ему Вейцман, – вас придется брать измором»[1049], – он узнал, что его мать больна неизлечимой формой рака. Она умерла в начале 1935 года; жарким летом 1937-го та же болезнь унесла и его отца. Штраус задумался о достойном увековечении их памяти. «Я узнал, – пишет он в своих мемуарах, – о нехватке радия для лечения рака в американских больницах»[1050]. Он создал Мемориальный фонд Льюиса и Розы Штраус и разыскал молодого физика Арно Браша, бежавшего из Берлина. Браш изобрел приводимую в действие конденсаторами разрядную трубку для производства импульсов высокоэнергетического рентгеновского излучения, так называемый «импульсный генератор». Летом 1934 года, когда Лео Сцилард работал вместе с Чалмерсом в больнице Св. Варфоломея, он договорился с Брашем и его берлинскими коллегами, что они проведут эксперимент по расщеплению бериллия жестким рентгеновским излучением. Им это удалось, и Браш вместе с четырьмя другими участниками этой работы вошел в число соавторов статьи, которую Сцилард и Чалмерс отправили в Nature[1051]. Но если рентгеновское излучение способно расщеплять бериллий, это означало, что оно по меньшей мере может порождать радиоактивность и в других элементах. «Полученный таким образом изотоп кобальта, – пишет Штраус, – был радиоактивным и мог испускать гамма-лучи, сходные с излучением, которое испускает радий… Радиоактивный кобальт мог быть произведен… по цене нескольких долларов за грамм. Стоимость радия составляла в это время около пятидесяти тысяч долларов за грамм… Я предвидел возможность массового производства такого изотопа и его передачи в больницы в память моих родителей»[1052].

В игру вступает Лео Сцилард, все еще находящийся в Англии:

30 августа 1937 г.

Дорогой мистер Штраус,

насколько мне известно, Вы заинтересованы в создании импульсного генератора, предназначенного для производства искусственных радиоактивных элементов…

В настоящее время я не имею возможности [предоставить кому-либо права на производство в рамках этого патента]. Однако возможно, что впоследствии… я получу полную свободу действий в отношении этого патента. Если это произойдет, я предоставлю вам неисключительную лицензию, не требующую авторских отчислений, но предусматривающую только производство радиоактивных элементов при помощи высокого напряжения, создаваемого импульсным генератором.

Искренне Ваш,Лео Сцилард[1053]

Патент, о котором идет речь, находился в совместной собственности Браша и Сциларда[1054]. В своем письме Сцилард предлагает бесплатно, но неисключительно отдать Штраусу свою долю прав на это изобретение, в качестве дипломатического жеста в отношениях с богатым человеком. Однако питаться святым духом не мог даже Сцилард, и, как становится ясно из мемуаров Штрауса, в конце концов два молодых физика «попросили меня профинансировать создание “импульсного генератора”»[1055]. И в то же время кажется, что Сцилард, как обычно, не стремился извлечь из этого проекта личной финансовой выгоды, если не считать необходимых средств к существованию. То время, которое оставалось у него от наблюдений за приближающейся европейской катастрофой, он, по-видимому, тратил, пытаясь добиться создания оборудования, которое позволило бы ему продолжать исследования возможности получения цепной реакции.

В конце сентября он отправился через Атлантику на разведку. Один из его друзей вспоминает, как обсуждал со Сцилардом в это время осуществимость создания атомной бомбы. «В той же беседе он говорил о своих идеях относительно такого консервирования персиков в жестяных банках, которое сохраняло бы текстуру и вкус свежих плодов»[1056]. Когда переговоры об импульсном генераторе завязли в спорах юристов[1057], находчивый Сцилард отвлек Штрауса идеей применения радиации для сохранения и защиты сельскохозяйственной продукции. Например, таким образом можно уничтожить табачного бражника[1058]. Но не повредит ли облучение самому табаку? Среди сохранившихся бумаг Сциларда есть выцветшее письмо от доктора М. Ленца из Больницы хронических заболеваний имени Монтефиоре, дающее отчет о решающем опыте:

14 апреля 1938 г. в 14:30 Ваши шесть сигар были облучены источником на 100 кВ с фокусным расстоянием фильтра 20 см, по десять минут с переднего и десять минут с заднего конца каждой сигары. Это соответствует дозе в 1000 р. на переднем и 1500 р. на заднем конце каждой сигары.

Надеюсь, Ваш друг убедится в том, что их вкус остался неизменным[1059].

Кроме того, Сцилард купил на мясном рынке на Амстердам-авеню свинины, сохранил чек и договорился о ее облучении, чтобы выяснить, могут ли рентгеновские лучи убить паразитических червей, вызывающих трихинеллез. Он даже отправил своего брата Белу в Чикаго, чтобы обсудить этот вопрос с фирмой Swift & Company, которая сообщила, что уже проводила подобные эксперименты.

Проект импульсного генератора продолжал развиваться в течение всего года и, кстати, дал Штраусу возможность познакомиться с Эрнестом Лоуренсом, который пытался рекламировать ему идею нового полутораметрового циклотрона, который он строил в это время. Полюса циклотрона действительно имели полтора метра в поперечнике, но магнит должен был весить почти двести тонн. Лоуренсу и его брату Джону, который был врачом, удалось остановить у своей матери развитие рака при помощи полученного в ускорителе излучения, и они собирались использовать большой циклотрон для дальнейшего развития исследований в этой области. Штраус остался верен импульсному генератору.

Тем же летом венгерского волшебника Штрауса встретил в Нью-Йорке Эмилио Сегре. Элегантный итальянец был к тому времени профессором физики в Палермо и женат на немке, бежавшей от нацистов из Бреслау; у них был маленький сын.

Я уехал из Палермо с обратным билетом в кармане и прибыл в Нью-Йорк. Там я встретил Сциларда. «О, а что вы тут делаете?» Мы с ним были очень дружны. Я хорошо его знал. «Что вы тут делаете? Что происходит?»

Я сказал: «Я еду в Беркли посмотреть на короткоживущий изотоп элемента 43, – таковы были мои планы. – Я поработаю там этим летом, а потом вернусь в Палермо».

Он ответил: «Вы не вернетесь в Палермо. Бог знает что случится к этой осени! Вы не можете туда вернуться».

Я возразил: «Ну, у меня есть обратный билет. Будем надеяться на лучшее».

Однако еще до отъезда я оформил жене и сыну паспорт, потому что я чувствовал, что положение становится опасным. И вот я сел на поезд в Нью-Йорке, на вокзале Гранд-Сентрал, а в Чикаго купил газету. Я до сих пор это помню. Я не забуду этого никогда в жизни. Я раскрыл газету и узнал, что Муссолини начал антисемитскую кампанию и всех уволил. Вот и все. У меня был билет, я поехал в Беркли. Там я начал работу над своими короткоживущими изотопами технеция, но одновременно с этим я стал искать работу. А потом я перевез туда жену[1060].

Над Италией опустилась завеса расизма.

Физики из института на виа Панисперна ощущали, что будущее Италии становится все более мрачным, по меньшей мере с середины 1930-х годов. Как вспоминает Сегре, весной 1935 года он спросил Ферми, почему настроение в группе кажется не таким оптимистичным, как раньше. Ферми посоветовал ему поискать ответ на большом столе, стоявшем в центре читального зала института. Сегре так и сделал и нашел на этом столе атлас мира. Он взял его в руки; атлас сам собой раскрылся на карте Эфиопии, в которую Италия собиралась вторгнуться, чтобы продемонстрировать миру энергию и решимость фашистского государства[1061]. К моменту начала этого вторжения все кроме Амальди уже обдумывали возможность �