Текст книги "Эпоха и личность. Физики. Очерки и воспоминания"

Автор книги: Евгений Фейнберг

сообщить о нарушении

Текущая страница: 29 (всего у книги 34 страниц)

Но вот три (или даже четыре) факта. Перед ними, как я полагаю, отступают все бесконечные споры о том, чтó и как сказал тот или иной физик, историк или журналист, как понял или не понял Гейзенберга Бор. Все это слова, слова, слова, а мы поговорим о делах. Первый из этих фактов таков (придется несколько повториться).

Неудача в значительной мере, если не целиком, связана с упоминавшейся уже роковой ошибкой Боте. Замечательный экспериментатор, нобелевский лауреат, в январе 1941 г. он измерял, казалось, тщательно важнейшую физическую характеристику ядер углерода – длину диффузии тепловых нейтронов в графите. За полгода до этого эксперимент того же Боте дал для нее значение 61 см. Ожидалось, что в специально очищенном графите получится, по крайней мере, 70 см, но Боте получил значение лишь 35 см.

Из этого следовало, что паразитное поглощение нейтронов графитом недопустимо велико и его нельзя использовать в реакторе в качестве замедлителя нейтронов. Пришлось ориентироваться на тяжелую воду, добывать которую гораздо труднее. Вырабатывали ее только на специальном заводе в Норвегии с огромной затратой электроэнергии. Норвежские патриоты сумели разрушить завод и уничтожить запасы, а затем и транспорт с ранее изготовленной водой (многие из них при этом погибли), и это тяжело сказалось на немецком урановом проекте.

Однако Боте грубо ошибся. Что-то (возможно, заражение азотом из воздуха) не было учтено. В США и в СССР в реакторах использовали прежде всего именно графит, а не тяжелую воду. Не ошибись Боте, великолепная немецкая химическая промышленность с легкостью выполнила бы заказ на производство сверхчистого графита. Но непостижимым образом и сам Боте, и все другие не усомнились в правильности его измерений. Ни он, ни кто-либо другой в Германии не повторил их. Ганс Бете пишет по этому поводу: в Германии очень сильно доверие к авторитетам. Боте был признанный авторитет и ему безоговорочно верили.

Между тем ясно, как действовал бы глубоко озабоченный проблемой ученый. Он снова и снова очищал бы графит, менял постановку опыта, вгрызался в проблему. Здесь же и Боте, и все другие физики с поразительным легкомыслием поверили его нелепому результату: пробег нейтронов в тщательно очищенном графите (35 см) меньше, чем в плохо очищенном (61 см), т. е. паразитное поглощение нейтронов в более грязном графите меньше, чем в лучше очищенном.

Ошибка Боте, точнее его поведение по отношению к своему результату измерений, были бы непростительны даже для начинающего экспериментатора. Если бы не особые обстоятельства, связь со всей проблемой бомбы, бомбы для Гитлера, если бы ошибка была, например, совершена в мирных условиях аспирантом, выполняющим задание Боте, то можно не сомневаться – тот же Боте высмеял бы его и заставил выяснить причину нелепого сочетания последнего и предыдущего измерений.

Мой покойный друг, прекрасный физик Габриэль Семенович Горелик почти полвека назад говорил мне: «Что такое настоящий экспериментатор? Он приходит утром в лабораторию, садится за приборы, включает их и вдруг замечает: зайчик зеркального гальванометра (тогда – один из основных приборов. – Е. Ф.) отклоняется на два сантиметра меньше, чем две недели назад, казалось бы при тех же условиях. Почему? Он не успокоится, пока не выяснит почему». Боте же успокоился сразу.

Более того, в 1944 г. эта работа была полностью опубликована как выполненная в 1941 г. Боте и Йенсеном [17]. Здесь видна тщательность работы и приводится та же ошибочная цифра для поперечного сечения поглощения нейтрона ядром углерода – 6,4 ± 1 миллибарн. Истинная цифра, известная всем, кто работал в этой области, – 3,5 миллибарна. Первая цифра делает невозможным использование углерода, вторая же вполне подходит, и углерод был использован как в США, так и в СССР.[120]120
  Правда, с ошибкой Боте была связана одна загадка. Ее заметили и у нас. В 1942 г. в немецком журнале Дибнер (руководитель группы, конкурировавшей с гейзенберговской) с сотрудниками опубликовали большую сводку измеренных разными авторами сечений взаимодействия нейтронов с ядрами чуть ли не всех элементов периодической системы Менделеева. Для углерода приведена цифра, близкая к правильной, с указанием в скобках: «частное сообщение В. Боте» (см.: Physikalische Zeitschrift. 1942. В. 43 (№ 21). S. 440-465). Что это значит? Взял ли Дибнер одну из ранних цифр Боте, полученных до последнего ошибочного эксперимента 1941 г., опровергавшего предыдущие (ведь в их статье в сноске на с. 440 авторы говорят, что они использовали лишь данные по всем экспериментам, опубликованные до 1940 г.); но данные Боте они взяли из «частного сообщения» (они, видимо, считались секретными и не были опубликованы). Но почему-то эта цифра, реабилитирующая углерод, не была использована в последующих попытках немецких атомников. Это видно хотя бы из описанного неожиданного подозрения Вирца, возникшего в апреле 1945 г. Но достаточно было внимательнее вчитаться в одну скромную фразу статьи 1944 г. [18], чтобы все стало на место: в сноске (2) на с. 754 там сказано: «Как сообщил господин К. Дибнер, искаженное цитирование нашего результата в Phys. Zs. 43, 440, 1942 возникло, вероятно, в результате опечатки». Смешной случай. А ведь расхождение этих цифр в публикации статьи 1944 г. серьезно смущало многих физиков.


[Закрыть]

Интересно, что Ферми тоже сначала считал углерод непригодным, но работавший с ним замечательный физик Лео Сциллард по первоначальному образованию был химиком-технологом. Он знал о возможностях загрязнения углерода, например, бором, и проделал огромную работу, побуждая промышленные фирмы лучше очищать графит. И все стало на место. У немцев же не было Сцилларда.

Да и все другие хороши. Сразу поверили Боте в таком сверхважном вопросе и исходили из этого нелепого результата во всех работах по урановому проекту. Позор для физиков. Счастье для человечества.

А может быть дело с Боте объясняется проще? В известной фундаментальной книге Richard Ross, «The Making of the Atomic Bomb» на с. 345 говорится: «Ничто в сохранившихся документах не указывает, что ошибка была преднамеренной. Но стоит все же заметить, что Вальтер Боте (нобелевский лауреат! – Е. Ф.), протеже Макса Лауэ, был изгнан с поста директора физического института Гейдельбергского университета в 1933 г. (т. е. в первый же год прихода нацистов к власти. – Е. Ф.), потому что он был антинацистом». Это на него так подействовало, что он надолго заболел и лечился в санатории. Когда он наконец поправился, Планк назначил его в физический институт Общества Кайзера Вильгельма тоже в Гейдельберге. Но нацисты продолжали преследовать его и даже обвиняли в мошенничестве и обмане.

Только в апреле 1945 г., за несколько недель до капитуляции Германии, когда из-за недостатка тяжелой воды установка была окружена «рубашкой» из графита и размножение нейтронов вопреки всем ожиданиям оказалось более значительным, чем рассчитывали, К. Вирц заподозрил, что Боте ошибся. Но было уже поздно. В самом деле, если бы в январе 1941 г. Боте не ошибся, то критический опыт удалось бы осуществить, по крайней мере, за полтора года до Ферми. Кто знает, не решилось бы в этом случае нацистское руководство отрядить необходимые 120 тыс. рабочих для создания мощных реакторов и затем плутониевой бомбы (конечно, это им должны были бы подсказать физики)? Ведь в то время в руках Гитлера была почти вся Европа, и Германия обладала огромной экономической мощью.

В США, как уже говорилось, бомба была создана через два с половиной года после опыта Ферми (правда, строительство реактора началось несколько раньше). Это значит, что в принципе немцы могли бы создать бомбу, скажем, к началу 1944 г. Конечно, относительная малочисленность научных кадров (по сравнению с США) затруднила бы работу. И, быть может, – это самое главное – не было бы того бешеного напора, который проявили специалисты в Америке (да и у нас).

А теперь факт второй. По множеству опубликованных в печати воспоминаний участников «Манхэттенского проекта» мы знаем, как работали ученые и инженеры в США, панически опасаясь, что немцы (науку и технику которых они всегда по старой традиции считали самыми сильными в мире) могут их опередить в создании бомбы. Все эти люди полностью отдали себя атомной проблеме. Их в то время не мучил моральный аспект – речь шла о спасении человечества от гитлеровского порабощения. Они не могли и думать о том, чтобы заняться чем-либо другим, кроме создания бомбы.

Напомним: советский физик-ядерщик Г. Н. Флеров потому и заподозрил в конце 1941 г., что в США идут секретные работы по урановой проблеме, что из американской научной периодики полностью исчезли публикации всех (или почти всех) специалистов по физике атомного ядра. Флеров немедленно обратился с этим своим выводом к Сталину, и его вмешательство сыграло значительную роль в возобновлении наших исследований по ядру в самый тяжелый для страны период войны.

А что же делали ведущие участники уранового проекта в Германии?

В июне 1943 г. Гейзенберг в качестве редактора подписал предисловие к вышедшему через несколько месяцев сборнику научных статей «Космические лучи». Составленный в честь 75-летия Зоммерфельда, сборник этот был посвящен вопросам, не имеющим никакого отношения к урановой проблеме, хотя и весьма ценным в чисто научном отношении. Из пятнадцати статей в нем двенадцать (!) написаны ведущими участниками уранового проекта: пять (!) самим Гейзенбергом, две Вейцзеккером, две С. Флюгге, по одной – К. Вирцем, Е. Багге и Ф. Боппом. Но еще более замечательно, что все статьи написаны на основе докладов их авторов, сделанных на серии семинаров в Центральном Физическом Институте Кайзера Вильгельма в летний семестр 1941 г. (!) и зимой 1941–1942 гг., где Гейзенберг возглавлял по распоряжению военного ведомства основную группу уранового проекта.

В том же 1943 г. Гейзенберг публикует две статьи, положившие начало целому направлению в фундаментальной квантовой теории полей и частиц (по теории S-матрицы). Никакого отношения к практике, а тем более к реакторам или бомбе, они не имели. А в самый острый период, с конца 1941 г. по конец 1942 г. он пишет философскую книгу «Порядок и действительность» объемом в 300 страниц. Вейцзеккер добавил к этому в разговоре со мной в 1991 г., что летом 1941 г. (!), да и впоследствии они регулярно собирались на семинар по биофизике, он сам занимался космологией и астрофизикой. Летом того же 1941 г. в том же институте собирался коллоквиум по физике и химии белка (среди докладчиков были Вейцзеккер и Гейзенберг). 5 мая 1941 г. Гейзенберг выезжал в Будапешт в докладом о «Теории цветов Гете и Ньютона в свете современной физики» и т. д.

Ничего подобного не могло быть в США, где ученые работали над бомбой безотрывно и лихорадочно.

Советские ученые были поглощены той же задачей. Во время войны они тоже опасались, что немцы могут опередить, а потом – в период «холодной войны» – считали жизненно необходимым обеспечить равновесие сил ради сохранения мира. Работа и здесь шла без отклонений на какую-либо другую тематику и с безумным целеустремлением сил. В то время в научном коллективе, возглавлявшемся И. В. Курчатовым, не отвлекались даже на защиту диссертаций. Когда была успешно испытана первая водородная бомба в 1953 г., Сахарова избрали в Академию наук (как и некоторых других ведущих участников создания бомбы, не имевших почетного звания академика). Но при этом оказалось, что он все еще только кандидат наук – было не до ученых степеней, думали о жизненно важном деле. Пришлось спешно, для приличия присудить ему докторскую степень. Интересно, удастся ли кому-нибудь обнаружить хоть одну опубликованную научную статью Курчатова, Харитона и их сотрудников того периода?

И, наконец, третий факт.

Как уже говорилось, в августе 1945 г. ведущие физики атомщики были интернированы в поместье Фарм-Холл, напичканном потайными микрофонами, под английской военной охраной; все их разговоры записывались и в 1993 г. было опубликовано их обработанное издание [19]. Но в издании [19] содержатся отнюдь не только прямые записи. Большая часть анализировалась специальной командой и составленный так конспект примерно каждые 1-2 недели направлялся начальству. Чтение этого издания исключительно интересно. Генерал Гровс, административный руководитель всех американских работ по атомной бомбе, в своей книге «Теперь об этом можно рассказать» [3] еще раньше цитировал извлечения из этих записей (теперь-то мы знаем из [19] гораздо больше).

Первая же запись содержала вопрос Дибнера: «Как вы думаете, они установили тут микрофоны?» – и самоуверенный ответ Гейзенберга: «Микрофоны? (Смеется). Ну нет. Не такие уж они дотошные. Я уверен, что они не имеют представления о настоящих гестаповских методах». Так, что на пленке записаны высказывания, которые, они были уверены, никто не услышит.

Когда немецкие физики узнали о сброшенной на Японию первой бомбе, начались бурные споры, взаимные обвинения. Страсти разгорелись. И тут прозвучал голос Вейцзеккера: «Я думаю, основная причина наших неудач в том, что большая часть физиков из принципиальных соображений не хотела этого. Если бы мы все желали победы Германии, мы наверняка добились бы успеха» (курсив мой. – Е. Ф.). Багге понял эти слова прямолинейно и ответил: «Мне кажется, заявление Вейцзеккера – абсурд. Конечно, не исключено, что с ним так было, но о всех этого сказать нельзя».

Однако Вейцзеккер говорил, конечно, не о сознательном нежелании, а подчеркивал внутренний, подсознательный протест. Ган ответил ему: «Я в это не верю, но я все равно рад, что нам это не удалось». А Вирц сказал, имея в виду бомбу: «Я рад, что у нас ее не оказалось» [19]. Перефразируя приведенные выше (в сноске на с. 19) слова Фазиля Искандера о мальчике Чике («он знал это, но не знал, что знает»), мы скажем, что «немецкие физики не хотели создавать бомбу, но не знали (по крайней мере, почти все), что они не хотят этого». Именно это сказал Вейцзеккер.

С такими настроениями грандиозную проблему создания атомного оружия решить было невозможно.

Итак, все приводит нас к выводу, что патриотические немецкие ученые, в большинстве своем настроенные антинацистски или во всяком случае не пронацистски, вели работы по урановому проекту формально добросовестно. Но при этом крупнейшие ученые допускали непостижимые просчеты, просто ошибки, ошибочные оценки всей ситуации и выбора направления своих усилий, и что особенно важно – поразительную пассивность. Работали «спустя рукава». В этом убеждает множество приведенных выше примеров из того, что они делали, и еще больше, быть может, чего не делали, обладая высочайшей научной квалификацией. Подытожим, несколько повторяясь.

Первая кардинальная ошибка – неверное измерение в январе 1941 г. паразитного поглощения углерода, графита, совершенная Боте. Ошибочный результат он отстаивал даже в 1944 г., опубликовав ранее засекреченную статью. Об этом мы говорили много. Из-за этой ошибки отпал один из двух главных способов создания атомного оружия – накопление плутония в уран-графитовом реакторе и создание плутониевых бомб. Она в принципе могла быть скомпенсирована производством тяжелой воды, но это не удалось совершить из-за действий норвежских партизан и английских летчиков. А ведь до идеи плутония Вейцзеккер дошел очень рано, да и Хоутерманс сам понял и разработал ее основательно. То, с какой легкостью и абсолютным доверием приняли ошибочный результат сам Боте и остальные атомщики, трудно понять (вслед за Бете [13]) как национальную привычку верить авторитетам. Здесь ближе подходит грубое русское выражение «наплевательское отношение». Заметим, кстати, что Боте был в очень хороших отношениях с видным деятелем французского сопротивления Ф. Жолио-Кюри.

Второе поразительное явление – полный отказ Гейзенберга от занятий проблемой самой бомбы. Бете убедительно доказывает: раз даже в 1945 г., узнав о Хиросиме, он сначала совершенно неверно сделал расчет бомбы и только через несколько дней сделал другой, правильный расчет, значит он никогда бомбой не занимался [13, 19]. Придя, вместе со своими сотрудниками, в октябре 1941 г. к выводу о невозможности создания бомбы до конца войны, он не только ограничился попыткой осуществления самоподдерживающейся цепной реакции (а от нее до бомбы даже при гигантских усилиях ведет многолетний невероятно трудоемкий путь), но и, как и его многие сотрудники, занялся различными серьезными научными проблемами, не имеющими никакого отношения к урановой проблеме (см. выше с. 352-353). Где была его гениальная интуиция? Бете удивляется тому, что хотя бы из интеллектуального любопытства он не занялся изучением действия быстрых нейтронов на уран-235 (так именно работает урановая бомба). Ферми, например, в оправдание занятий ураном говорил ведь: «прежде всего это хорошая физика». Для Гейзенберга это, видимо, была «неинтересная» физика. Как это могло быть? Для него, патриота? Халатность? Нет, видимо, не хотелось ею заниматься. Что-то внутри него мешало. Отвращал моральный аспект (вспомните его замечательную фразу из книги «Порядок и действительность», с. 311). А официальные доклады об урановой проблеме в правительственных учреждениях он делал, и формально совершенно честно.

А еще один важнейший факт (четвертый или пятый?), вскрывшийся неожиданно в самое последнее время, о котором написано выше. Оказывается, приехав осенью 1941 г. в Копенгаген к Бору, Гейзенберг во второй части беседы тайно, на листке бумаги нарисовал ему схему установки, на которой сосредоточила свою работу вся его группа. Бор из-за технической неподготовленности ничего не понял. Будучи уверен в шпионской цели приезда Гейзенберга, не рассказал никому об этой, второй части разговора (впрочем, как говорилось выше, этого и нельзя было делать, чтобы не раскрывать государственное преступление Гейзенберга, не поставить его под удар нацистов). Но когда Бор прибыл в Америку в 1943 г. и нарисовал по памяти эту схему Теллеру и Бете, эти величайшие специалисты сразу узнали схему реактора, а не бомбы. Гейзенберг хотел, чтобы в США знали, что он не работает над бомбой! А это что, – халатность? Увы, это скорее выдача военного секрета вражеской стране, государственная измена. Теллер возмущается: почему Бор об этой части разговора не рассказывал? И делает вывод: после испуга от первого слова Гейзенберга о бомбе Бор «отключился». Вряд ли. Если б отключился, то забыл бы, а он не забыл и за два года.

И, наконец, факт, о котором написано на с. 353. Когда в Фарм-Холле узнали об американской атомной бомбардировке, лишь немногие из физиков испытали стыд за то, что не они создали бомбу. Мы приводили решающую фразу Вейцзеккера: «Если бы мы все желали победы Германии, мы наверняка добились бы успеха».

Подытоживая, мы приходим к выводу, что уже приведенные четыре факта, как и многие другие (это факты, а не слова; как уже упоминалось в одном случае, «вещественные доказательства», если пользоваться судейской терминологией), объясняют провал немецкого уранового проекта: будучи немецкими патриотами, но с порога отвергая нацизм, физики, прежде всего Гейзенберг и его друзья, в своем большинстве внутренне, подсознательно (а некоторые, как Хоутерманс и в значительной мере Гейзенберг, и сознательно) не хотели создания бомбы.

Эта точка зрения находит понимание и у некоторых других авторов. Так, в 1988 г., когда я рассказал Вайскопфу об изложенном здесь моем понимании вопроса, он в ответ показал мне написанное им предисловие к воспоминаниям вдовы Гейзенберга. В нем Вайскопф обращает внимание на слова Гейзенберга (процитированные мною выше) о том, что участники немецкого уранового проекта переоценивали возникшие трудности. Между тем, как справедливо пишет Вайскопф, если исследователь действительно страстно хочет достичь какого-либо результата, он всегда недооценивает трудности. Следовательно, они (скорее всего, только подсознательно) не очень были заинтересованы в успехе.

Еще более определенно высказался Теллер, как упоминалось, близко знавший Гейзенберга и оценивавший его личные нравственные качества очень высоко. По мнению Теллера, как только Гейзенберг осознал, что атомная бомба в принципе может быть создана, он создал «ментальный барьер», который полностью отключил его от практических мыслей об этом страшном оружии. Эта точка зрения Теллера очень близка к изложенной в этом очерке.

Теллер подчеркивает, как помнит читатель, что вся собранная им информация свидетельствует, что Гейзенберга беспокоили моральные проблемы использования страшного оружия. В Копенгаген он ездил, чтобы узнать мнение высшего для него авторитета, но съездил впустую. Его беспокоило, видимо, не то, что, создавая бомбу, он делает ее для Гитлера. Его ужасала перспектива атомной войны вообще.

ЛИТЕРАТУРА

1. Юнг Р. Ярче тысячи солнц. – М.: Госатомиздат, 1960. 280 с.

2. Ирвинг Д. Вирусный флигель. – М.: Атомиздат, 1969. 352 с.

3. Гровс Л. Теперь об этом можно рассказать. – М.: Атомиздат, 1969. 302 с.

4. Снегов С. Прометей раскованный. – М.: Дет. Лит., 1972. 240 с.

5. Heisenberg W. Der Ganze und der Teil (нем. изд-е): Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое. – М.: Наука, 1989. 340 с.

6. Bohr Aage, частное сообщение.

7. Frayn M. Copenhagen. Methuen, London (1998).

8. Beyerchen A. D. Scientists under Hitler. New Haven. – L.: Yale Univ. Press, 1977.

9. Mott N. E., Peierls R. E. Werner Heisenberg / Biographical memoirs of fellows of Royal Society. —L., 1977. Vol. 23. P. 213-251.

10. Casimir K. B. Haphazard reality. —N.Y.: Harper and Row, 1983. И. Френкель В. Я. Профессор Фридрих Хоутерманс: работы, жизнь, судьба. – СПб.: ПИЯФ РАН, 1977.

12. Gora Е. К. One Heisenberg save // Sci. News Lett. 1985. March 20.

13. Bethe H. A. The Germanium Uranium Project// Physics Today. July, 2000.

14. Powers T. Heisenberg's War. The Secret History of the Germanium Atomic Bomb. – N.Y.: Knopf, 1993.

15. Сноу Ч. П. Две культуры. – М.: Прогресс, 1973.

16. Дирак Л. А. Обращающий оператор в квантовой механике // Изв. АН СССР. Отд. физ.-мат. наук. 1937. № 4/5.

17. Bote W., Jensen H. Zs. Phys. 122 749-755 (1944).

18. Operation Epsilon: the Farm Hall transcripts / Introduction by Sir Charles Frank. – OBE, FRS University of California press, 1993.

19. Хриплович Я. Б. Тернии и звезды Фрица Хоутерманса // Сибирский физический журнал. 1993. № 1. В несколько другой редакции см. Physics Today.