О МОРАЛЬНОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ УЧЕНЫХ И ПОЛИТИКОВ В ЯДЕРНУЮ ЭПОХУ
(продолжение. Начало в № 8/2021 и сл.)
1. Комитет Франка
В июне 1945 года правительством Соединенных Штатов был отвергнут доклад группы ученых, представленный военному министру и вошедший в историю как «доклад Франка». В этом докладе ученые, участвующие в проекте Манхэттен, пытаются убедить американское правительство в том, что только всеобъемлющее международное соглашение по полному предотвращению ядерной войны может избавить народы, в том числе и население США, от разрушительного воздействия ядерной энергии. В этом же докладе было впервые изложено, каким образом может быть достигнут эффективный международный контроль ядерных вооружений. «Это — трудная проблема, но мы думаем, что она разрешима» — писали авторы доклада.
Комитет под председательством Джеймса Франка был создан в Металлургической лаборатории в Чикаго. Эта лаборатория была составной частью Манхэттенского проекта. Доклад Франка свидетельствовал о понимании его составителями научно-политической ответственности ученого. Члены Комитета активно возражали против военного использования атомной бомбы, подчеркивая, что в силу большого радиуса действия и огромной разрушительной силы бомбы, неизбежны потери среди гражданского населения. К сожалению, это предостережение, которое послужило образцом для всех последующих выступлений ученых против злоупотребления достижениями атомной физики, так же не достигло задуманной цели, как и памятная записка, которую Нильс Бор за год до этого передал президенту США. Политиков не интересовали тревоги ученых-гуманистов.
Под текстом доклада подписалось семь ученых: Дж. Франк, Д. Хагнес, Л. Сцилард, Т. Хогнесс, Е. Рабинович, Г. Сиборг и С.Дж. Никсон. По моему мнению, все они могли бы быть награждены Нобелевской премией мира.
a) Джеймс Франк
Каждый студент, изучающий в наше время физику в высшем учебном заведении, повторяет в физическом практикуме знаменитый эксперимент Франка-Герца. Эксперименты Франка и Герца, выполненные ими в 1914 году, не только продемонстрировали существование квантов энергии более убедительно, чем любая предшествующая работа, но и позволили улучшить измерения постоянной Планка. Более того, их результаты послужили экспериментальным подтверждением модели атома, которую построил Нильс Бор. В 1926 г. Шведская королевская академия наук наградила Нобелевской премией по физике за 1925 г. Франка и Герца «за открытие законов соударений электронов с атомами».
Прежде чем продолжить рассказ о Франке, несколько слов о судьбе Густава Герца, племянника великого Генриха Герца, открывшего электромагнитные волны. Герц участвовал в первой мировой войне, получил тяжелое ранение весной 1917 года. С 1928 года он преподавал в течение семи лет в Высшей технической школе в Берлине. В 1935 году он, как еврей, был вынужден оставить кафедру, и перешел на работу на одно из крупных промышленных предприятий Берлина. После 1945 года Густав Герц вместе с другими известными немецкими учеными и изобретателями, Петером Адольфом Тиссеном, Максом Штейнбеком и Манфредом фон Арденне, работал в течение 10 лет в Советском Союзе в рамках советского атомного проекта. За свои научные достижения он получил в 1951 году Государственную премию СССР. После возвращения в Германскую Демократическую Республику Густав Герц руководил в Лейпциге Физическим институтом при Университете им. Карла Маркса.
Теперь вернемся к биографии Джеймса Франка. Франк родился в Гамбурге, в семье Якоба Франка, банкира, и Ребекки Франк из известной семьи раввинов. Учился Франк в Берлинском университете, тогдашнем центре физической науки и образования в Германии. А затем там же и работал. С 1920 по 1933 год он работал профессором физики в Университете Геттингена. Геттинген был в эти годы центром становления квантовой механики. Вскоре после того, как Адольф Гитлер стал рейхсканцлером, германское правительство стало удалять евреев с академических постов. Заслуги в период первой мировой войны (он был награжден железным крестом) вначале ограждали его от смещения с поста. Тем не менее он сам подал в отставку, поскольку не хотел выполнять указание об увольнении сотрудников и студентов еврейской национальности. Франк заявил о своем несогласии публично, что было актом личного мужества. Перед тем как покинуть Германию, он, несмотря на экономическую депрессию, сумел найти работу за границей для каждого члена своей лаборатории. Проработав год в Исследовательском институте Бора в Копенгагене, Франк в 1935 г. переезжает в Соединенные Штаты. В 1938 г. он становится профессором физической химии и директором новой лаборатории фотосинтеза Чикагского университета. После вступления США во Вторую мировую войну Франк руководит химическим отделом металлургической лаборатории Чикагского университета, являвшейся составной частью Манхэттенского проекта. Хотя перспектива создания ядерного оружия была ему ненавистна, он опасается, что Германия идет к той же цели. После поражения Германии Франк возглавляет комитет, деятельность которого принесла всемирную славу его председателю. Франк умер в 1964 году во время пребывания у своих друзей в Геттингене, почетным гражданином которого он стал в 1953 году. Там, в Геттингене двадцатых годов, душа Франка воспламенилась идеями Нильса Бора и Макса Борна.
b) Лео Сцилард
Теперь пришла очередь более подробно представить читателю ученого, получившего патент на цепную ядерную реакцию, инициировавшего начало работ по атомной бомбе, подписавшего доклад Франка, участника первой Пагуошской конференции — Лео Сциларда. Сцилард родился в 1898 году в Будапеште в еврейской ассимилированной семье. Отец его, Луис Шпиц, был преуспевающим инженером. Он проектировал и строил мосты и железные дороги. В семье со стороны матери были известные в Венгрии врачи и архитекторы. Через два года после рождения Лео, отец под давлением правительственной кампании по изменению фамилий, звучащих не по-венгерски, поменял фамилию на Сцилард.
В детстве и юности Лео Сцилард жил на большой и красивой вилле, которую старший брат его матери, профессиональный архитектор, построил для семей детей деда по материнской линии — уважаемого в Будапеште врача-офтальмолога. Лео проводил время в веселой компании своего брата Белы, который был на год моложе его, младшей сестры Розы и двоюродных сестер. По-видимому, в детстве и юности Лео не сталкивался вплотную с антисемитскими выходками, его мир был ограничен кругом близких друзей и родных. Лицом к лицу с антисемитизмом Лео столкнулся после поражения венгерской революции. Лео и его брат Бела были студентами Технического университета, когда к власти в Венгрии пришли коммунисты во главе с Бела Куном. Сцилард сочувствовал вначале идеям социалистической революции. Братья Сциларды даже провозгласили создание «Ассоциации венгерских студентов-социалистов», однако эта ассоциация оказалась мертворожденным детищем. Принадлежащий по рождению и воспитанию к интеллектуальной элите, Сцилард рассматривал социализм как панацею для решения социальных и экономических проблем, возникших в результате участия Венгрии в Первой мировой войне. Однако вскоре понял, что политические и экономические реформы, проводимые коммунистическим режимом Бела Куна, слишком одиозны и прямолинейны и не приведут к положительным социальным и экономическим сдвигам. Сцилард убедился в том, большевистские методы утверждения нового порядка полностью противоречат его представлениям о гуманистических преобразованиях. Летом 1919 года Сцилард решает продолжить свое инженерное образование в Германии. Он пытается через своих знакомых получить визу и иностранный паспорт. Но прежде чем оставить Венгрию, он предполагает сдать ряд экзаменов в Техническом университете, необходимых для получения степени. Но жизнь распорядилась иначе: 4 августа в Будапешт вошли румынские войска. Венгерская Советская Республика, просуществовавшая 133 дня, пала. Поскольку сам Бела Кун и его ближайшие сподвижники были евреями, в стране начался разгул антисемитизма. В сентябре 1919 года Лео и Белла Сциларды были остановлены около входа в Будапештский Технический университет группой студентов. Студенты заявили Лео и Беле, что они не могут учиться в университете, потому что они — евреи. Лео попытался протестовать и предъявил студенческому пикету бумаги, удостоверяющие, что братья перешли из иудаизма в кальвинизм, но таким образом он только привел в ярость пикетчиков. Они пинками спустили братьев с мраморной лестницы, ведущей в университет.
В начале января 1920 года Лео Сцилард приезжает в Берлин, чтобы продолжить учебу, начатую в Техническом университете в Будапеште. Вначале Сцилард решил продолжить свое инженерное образование в Техническом институте. Но вскоре он обнаружил, что потерял интерес к инженерной деятельности. Его тяготило рутинное применение известных законов и правил. Его все больше стала привлекать физика — наука, которая в двадцатых годах была на пороге фундаментальных открытий в области строения вещества. В октябре 1920 года он поступает на физический факультет Берлинского университета.
Берлин в то время был центром сосредоточения физиков и физико-химиков, прославившихся своими пионерскими работами. Там работали и преподавали Макс Планк, Макс фон Лауэ, Вальтер Нерст, Фриц Хабер, Джеймс Франк и Альберт Эйнштейн. В 1920 году Эйнштейн, автор теории относительности и идеи световых квантов, — уже самый знаменитый физик в мире. Тем не менее Сцилард набирается смелости и обращается к Эйнштейну с просьбой в течение семестра вести для него и его друзей семинар по статистической физике. Эйнштейн соглашается, и Сцилард привлекает к участию в семинаре трех своих венгерских друзей: Юджина Вигнера, будущего блестящего физика-теоретика — нобелевского лауреата по физике, Джона фон Неймана, которому еще предстоит создать теорию игр и заложить основы компьютерной науки, и Денниса Габора, будущего изобретателя голографии. Руководителем докторской диссертации Сциларда был Фон Лауэ. Он предложил Сциларду тему, связанную с теорией относительности. Однако Сциларда больше привлекала статистическая механика, и ему удалось получить интересные, на его взгляд, результаты в этой области. Однако Сцилард не решается представить эти результаты в качестве докторских тезисов, так как они не имеют отношения к предложенной ему теме. Он показывает свои результаты Эйнштейну и Эйнштейн восклицает: «Не может быть, чтобы вы это сделали?» «Да, но я это сделал», — отвечает Сцилард. Ободренный высокой оценкой метра, Сцилард, наконец, представляет свою работу Лауэ и на следующий день профессор сообщает Сциларду, что работа принята в качестве тезисов докторской диссертации. Через три года работа появляется в печати и становится классической, оказавшей существенное влияние на дальнейшее развитие статистической термодинамики.
Живя в Берлине в 20-х годах, Сцилард не замыкался на физике, он каждый день читал берлинские газеты, обсуждал с Вигнером, с которым подружился во время посещения семинара Эйнштейна, политические и экономические новости. А обсуждать было что. Либеральную Веймарскую республику, образованную после войны, сотрясали экономические трудности, угрозы голода, выступления вооруженных отрядов «Фрайкорпс» — «добровольческого корпуса», предшественника гитлеровских штурмовиков. Старшему другу и наставнику венгерских физиков, великому Эйнштейну после убийства боевиками-антисемитами министра иностранных дел Вальтера Ратенау приходилось постоянно быть начеку. Полиция сообщила Эйнштейну, что он фигурирует в списке на уничтожение, который составила группа террористов, планирующая покушения на влиятельных евреев. Может быть, в это время у Сциларда зародилась утопическая идея создания некого общеземного сообщества широко образованных людей, объединенных гуманистическими идеалами, которое взяло бы на себя функции межнационального правительства.
В области физики идеи и увлечения Сциларда были более реальными, но столь же грандиозными. С 1929 по 1933 он подал в патентное бюро около 30 заявок на изобретение. Он прославился как «генератор идей». Его идеи были реальными, но величественными. Вместе с Эйнштейном он запатентовал идею электромагнитного насоса, которая была через тридцать использована как основа для охлаждения ядерных реакторов-размножителей. В истории физики принято считать, что циклотронный ускоритель изобрел Эрнест Лоуренс, он в 1939 году получил нобелевскую премию за создание первого циклотрона. Однако, концепция циклотрона была запатентована Сцилардом на несколько месяцев раньше первого публичного заявления Лоуренса об его изобретении. Плодотворной работе Сциларда в Германии в начале 33-го года приходит конец.
В мае 1933 года Сцилард перебирается в Англию и на деньги, которые он получил за продажу лицензий за свои патенты, помогает еврейским ученым иммигрировать и найти работу в Англии, США, Индии, Палестине.
В 1932 Сцилард прочел роман Уэллса «The World Set Free»[1]. Этот роман был написан в 1914 году. Много лет спустя Сцилард так определил квинтэссенцию романа:
«…освобождение атомной энергии в промышленных масштабах, производство атомных бомб, война Англии, Франции и, возможно, Америки против Германии и Австрии. Действие романа происходит в 1956 году, и в результате войны большинство городов мира полностью разрушается в результате атомных бомбардировок».
А тогда, в начале тридцатых годов, он снова и снова возвращается к вопросу: реально ли освободить энергию атома или это только фантазия Уэллса? Положительно заряженные альфа-частицы действительно не могут расщепить атом, так как они отталкиваются положительно заряженным ядром атома. А если облучать вещество нейтронами — нейтральными частицами, только что открытыми Джеймсом Чедвиком? Нейтрон не взаимодействует электрически с ядром и, следовательно, он не остановится до тех пор, пока не ударит в ядро. Что произойдет при этом с ядром? Освободится ли энергия бо́льшая, чем была у нейтрона? Если бы удалось найти такое вещество, в котором, при попадании в его ядро одного нейтрона, в результате атомного превращения образовывалось бы два нейтрона, можно было бы осуществить цепную ядерную реакцию. Образовавшиеся два нейтрона выбьют еще по два нейтрона, будет уже четыре нейтрона и так далее — число нейтронов будет возрастать в геометрической прогрессии… В марте 1934 года Сцилард патентует концепцию ядерной цепной реакции. Только через пять лет, 11 февраля 1939 года, Лиза Мейтнер и Отто Фриш опубликуют статью, посвященную делению атомов урана. Первый атомный реактор, созданный командой ученых под руководством Ферми, в которую входил Сцилард, заработал в Металлургической лаборатории в Чикаго в 1942 году. Позднее Ферми и Сцилард получат патент на конструкцию этого реактора.
Так получилось, что ученый, которому принадлежит исключительная роль в инициировании работ по созданию атомной бомбы, первым же стал задумываться над последствиями ее появления. В начале 1944 года, когда в Лос-Аламосе полным ходом шли работы по созданию бомбы, Сцилард обращается к руководителям атомного проекта с предложениями об установлении международного контроля над атомной энергией для послевоенного мира. Тогда же он высказывает утопическую идею о создании мирового правительства, поскольку только такое правительство, по его мнению, может осуществить контроль над нераспространением атомного оружия. Удивительно, насколько практично защищал патентами Сцилард свои научные открытия и насколько он был идеалистом в сфере политики и общественных отношений. В 45-ом году Сцилард отважно бросается на борьбу с ветряными мельницами. Он составляет меморандум президенту Рузвельту, в котором предупреждает его о том, что русские могут уже через шесть лет иметь атомные бомбы небольших размеров (кстати, наиболее реалистический прогноз из всех, сделанных западными экспертами), что превентивный удар может привести к трагическим последствиям для Соединенных Штатов. Единственный путь предотвратить грозящую опасность состоит, как считает Сцилард, в создании системы коллективной безопасности, в которую входили бы и Великобритания, и Советский Союз. В противном случае неизбежно начнется опасная и бесконтрольная гонка атомных вооружений. Сцилард не надеется, что Рузвельт обратит внимание на его меморандум, поэтому он снова обращается за поддержкой к Эйнштейну. Он подготавливает сопроводительное письмо от имени Эйнштейна, и 25 мая 1945 года Эйнштейн подписывает письмо. Однако оно не успевает дойти до Рузвельта, 12 апреля Рузвельт умирает. Сцилард пытается встретиться с новым президентом — Гарри Трумэном, но безуспешно. Создание атомной бомбы к этому времени было уже практически завершено, и Трумэн должен был решить вопрос о ее применении. Сциларду принадлежала наиболее активная роль в подготовке доклада Франка. В сентябре, уже после атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, в Чикагском университете по инициативе Сциларда проходит конференция ученых по контролю над атомной энергией. Сцилард выступает на конференции в качестве основного докладчика. Он заявляет, что у русских атомная бомба может появиться уже через два с половиной года, и призывает к установлению международного контроля над производством атомного оружия. Он призывает также к диалогу с Россией, считая, что мир без атомного оружия будет и в интересах России. На конференции он снова поднимает вопрос о создании мирового правительства. Мир, по его мнению, может быть сохранен только таким путем. Андрей Дмитриевич Сахаров в своих воспоминаниях отмечает, что идеи открытого общества, конвергенции и мирового правительства, которые высказывали Эйнштейн, Бор, Рассел, Сцилард, оказали на него глубокое влияние. Интересно сравнить отношение к проблеме атомного оружия идеалиста в области общественных отношений, ученого Лео Сциларда с позицией прагматика-политика и государственного деятеля Уинстона Черчилля. Черчилль в знаменитой «Фултонской речи», произнесенной 5 марта 1946 года в Фултоне (США), изложил свой взгляд на проблемы войны и мира. Предотвращение новой войны, по мнению Черчилля, возможно только в результате братского союза англоязычных стран и объединения усилий этих стран в области развития военных технологий. Черчилль также выражает уверенность в том, что США, Англия и Канада, владеющие в то время секретом атомной бомбы, сумеют надолго сохранить преимущество в военной области, которое дает им владение атомным оружием. Он предполагает, что это преимущество «предотвратит опасность применения кем бы то ни было и когда бы то ни было этого смертоносного оружия». Сцилард в отличие от Черчилля, следуя логике развития исследований в области атомной физики и представляя себе уровень советских ученых, уверен в том, что Америке не удастся сохранить монополию на владение атомной бомбой. В конце 1945 года он неоднократно публично заявляет о необходимости заключения международного соглашения о запрещении атомных бомб. Тогда же Сцилард предпринимает первую попытку созвать совещание американских и советских ученых по разработке методов контроля над атомными вооружениями. Сцилард свято верит в то, что международное сотрудничество ученых может способствовать прекращению испытаний и даже запрещению атомного оружия. Он принимает участие в подготовке и проведении первой Пагуошской конференции в 1957 году, на которой американские и советские ученые обсуждали проблему безъядерного мира. Сцилард наивно полагает, что мнение советских ученых имеет какую-то ценность для советского правительства. В 1960 году Сциларду предоставляется возможность встретиться с руководителем СССР Никитой Хрущевым и изложить перед ним свое видение международного контроля над атомным оружием. Хрущев приехал в Нью-Йорк на XV сессию Генеральной Ассамблеи ООН в воинственном настроении — после того, как над территорией СССР был сбит американский самолет-разведчик. Во время заседания он стучал башмаком по столу, выражая свой протест против политики США. По-видимому, и Хрущев, и американские лидеры были согласны с необходимостью установления контроля над ядерными вооружениями, но, не доверяя друг другу, не могли прийти к какому-либо соглашению. В Советском Союзе Сцилард был известен по его участию в Пагуошском движении, поэтому, когда Хрущеву на одном из приемов в его честь представили Сциларда, он согласился встретиться с ним и обсудить проблемы международного контроля. Встреча межу ними состоялась 5 октября 1960 года и продолжалась два часа вместо запланированных пятнадцати минут. Сцилард высказал Хрущеву идею о создании международной контрольной комиссии, которой бы граждане США и СССР могли сообщать о тайных нарушениях договора по атомным вооружениям, происходящих на их территории. Кроме того, Сцилард поднял вопрос об установлении, во избежание роковых случайностей, прямой телефонной связи между руководителями двух стран. Сцилард с удивлением вспоминал потом, что Хрущев согласился со многими его предложениями. А через год разразился Караибский кризис, который чуть было не привел к ядерной войне. Кто знает, может быть под влиянием разговора со Сцилардом, который старался популярно объяснить Хрущеву, что в атомной войне невозможно победить, что такая война приведет к гибели человечества, Хрущев согласился убрать с Кубы ракеты. Прямая телефонная связь между руководителями обеих стран была установлена в 1963 году.
Научные интересы Сциларда после завершения Манхэттенского проекта передвинулись в сторону биологии. Его волнуют процессы регуляции клеточного метаболизма, образования антител. Вообще все, что связано с биологической жизнью человека, в центре его внимания — как работает память, как действует механизм старения, роль центральной нервной системы в этом механизме; все это анализируется с точки зрения новейших достижений молекулярной биологии, химии и не чуждой ему физики. В феврале 1964 года Сцилард окончательно перебирается из Нью-Йорка в Ла-Джоллу (La Jolla) в Калифорнии для работы в Институте биологических исследований Солка. В том самом институте, который по настоянию и с помощью Сциларда организовал в 1957 году Джонас Солк, знаменитый создатель поливакцины. Однако судьба распорядилась так, что через несколько месяцев Сциларда не стало. Он умер 30 мая 1964 года смертью праведника, во сне, от второго инфаркта. После его смерти Американское физическое общество учредило премию имени Лео Сциларда. В речи по поводу присуждения ему в 1983 этой премии Андрей Дмитриевич Сахаров сказал:
«Я испытываю благодарность и гордость, принимая премию имени замечательного человека и ученого Лео Сциларда. Я знаю о выдающихся научных заслугах Сциларда и о его общественной активности, проистекавшей из свойственного ему обостренного чувства личной ответственности за судьбу людей на нашей планете, за возможные последствия великих побед науки».
c) Глен Сиборг
Американский химик и физик Глен Теодор Сиборг зарегистрирован в Книге Мировых Рекордов Гиннесса по поводу самого длинного представления в справочнике «Кто есть кто в Америке». Ученый и политик, член всевозможных академий и обществ, ректор Калифорнийского университета в Беркли (1958-1961 гг.), глава Комиссии по атомной энергии США (1961-1971 гг.), президент Американского химического общества, консультант Рональда Рейгана и Джорджа Буша старшего — далеко не полный послужной список Сиборга. Одну из своих многочисленных книг Сиборг назвал «На государственной службе с десятью президентами Соединенных Штатов». По его слову начинались или сворачивались много миллиардные военные программы. Сиборг находился в кругу тех, кто определяет магистральные направления научных исследований в США.
Глен Сиборг родился в маленьком шахтерском городке Ишпеминг в Мичигане в 1912 году. Его родители были выходцами из Швеции, и с детства Сиборг хорошо знал родной язык своих родителей. В университете его увлекла ядерная физика и он, официально занимаясь химией, все свободное время уделял ядерной физике. Впоследствии именно эта наука стала его основным призванием. В 1937 году Сиборг закончил аспирантуру в Беркли. Учеба в Беркли походила на паломничество в научную Мекку, где в то время работали многие замечательные химики и физики. Там он подружился с будущим Нобелевским лауреатом Эрнестом Лоренсом, который изобрел циклотрон, и Робертом Оппенгеймером. После нескольких лет преподавания в Беркли Сиборг был привлечен к работе над Манхэттенским проектом и провел несколько военных лет в Металлургической лаборатории Чикагского университета.
Через 50 лет после бомбардировки Хиросимы Сиборг напишет:
«Много лет спустя мои кузены выразили мне благодарность за то, что я спас их жизни. Они были размещены в бассейне Тихого океана, где проходили подготовку для вторжения в Японию. У них были сильные сомнения, удастся ли им выжить во время вторжения. В то время я присоединился к комитету ученых, которые защищали использование атомной бомбы в целях демонстрации. Мы надеялись, что враг будет видеть разрушительную силу этого оружия и немедленно сдастся. В июне 1945, мы попытались представить наш план, «Доклад Франка», президенту Трумэну. Я не знаю, видел ли он когда-либо нашу работу. Если и видел, наши рекомендации были проигнорированы».
Кеннеди привлек Сиборга к работе в качестве главы Комиссии по ядерной энергии США.
«В течение Манхэттенского Проекта я помог создавать самую разрушительную искусственную силу, когда-либо известную. Но я был убежден, что атом имел еще больший потенциал для использования в мирных целях. Кеннеди предложил мне мощный форум, где можно было продвинуть эти выгоды и осуществить планы по контролю над вооружениями» — пишет Сиборг в автобиографии.
Много усилий приложил Сиборг для того, чтобы обезопасить мир от ядерного противостояния. Он способствовал запрещению ядерных испытаний в атмосфере.
В 1940-1941 гг. вместе с Макмилланом Сиборг открыл плутоний, а позднее, в составе группы американских исследователей, работавших в Беркли, стал соавтором открытия еще девяти трансуранов. В 1997 году Международная ассоциация фундаментальной и прикладной химии (ИЮПАК) пошла на беспрецедентный шаг: присвоила химическому элементу с порядковым номером 106 название «сиборгий» — по имени Гленна Сиборга, открывшего этот элемент. Ранее химическим элементам не присваивались имена здравствующих ученых. Гленн Сиборг известен и как творец так называемой актинидной гипотезы, теперь общепризнанной, определяющей положение трансуранов в Периодической системе. Уникальность исследований Сиборга состоит в том, что они вызвали к жизни новые возможности медицины — в частности, радиоизотопную диагностику и лечение радиоизотопами. Методы радиоактивной диагностики и исцеление радиоактивными веществами теперь применяются практически в любой стране мира.
«Однажды коллега пожаловался, что его исследования метаболизма щитовидной железы были ограничены 25-минутным временем полураспада радиоактивного элемента, который он использовал. Когда я спросил, в какой продолжительности полураспада он нуждается, он ответил — «приблизительно неделя.» Вскоре после того мой партнер и я синтезировали йод-131 с периодом полураспада восемь дней. Йод-131 все еще широко используется для диагноза и лечения болезней — и продлил жизнь моей собственной матери на многие годы… Большая часть моей научной работы — фундаментальные исследования. Не было никакой непосредственной пользы от моих открытий. Но сегодня радиоизотопы — рабочие лошади ядерной медицины. Изотоп плутония — главный источник энергии в космонавтике, а америций — элемент датчика дыма в каждом доме в стране» (Из автобиографии Сиборга).
Академии наук восьми зарубежных стран выбрали Сиборга почетным членом. Нобелевскую премию Сиборг получил в 39 лет и был одним из самых молодых обладателей этой премии. Он отвечал на тост короля на банкете, посвященном вручению премий, на отличном шведском — на диалекте местности, откуда родом была его мать. Американец Гленн Сиборг стал народным героем Швеции. Гордиться таким ученым могут не только шведы, но и все человечество. Гленн Сиборг умер в 1999 году в возрасте 87 лет.
2. Ученый совет Временного комитета
Технология засасывает человека, она очень сильна. Мне казалось, что энтузиазм в создании атомной бомбы происходил от ненависти к фашизму, но когда пришла победа, никто не замедлил темпов, никто не сказал: «Бомба уже не нужна». Все работали дальше не потому, что стремились победить Японию, а потому, что мы стали винтиками огромного механизма.
Роберт Вильсон — выдающийся физик, участник проекта «Манхэттен»
Весна и лето 1945 года. В апреле бои в Германии переходят в завершающую стадию. На Тихом океане американцы овладевают островом Окинавой, самым большим в архипелаге Рюкю. Несмотря на то, что к этому времени в войне на Тихом океане произошел перелом в пользу США и их союзников, и стало ясно, что Япония проигрывает в этой войне, тем не менее японцы продолжают ожесточенно сражаться. Так, в сражении за Окинаву потери американцев составили 49 тысяч человек. 12 апреля умирает президент Рузвельт. Президентом Соединенных штатов стал Гарри С. Трумэн. Он понятия не имел об атомной физике и ни ничего не знал об атомной бомбе, пока не стал президентом. Одним из первых его распоряжений стало создание так называемого Временного комитета под председательством министра обороны Генри Стимсона. Этот комитет должен был выработать рекомендации по применению атомной бомбы против Японии.
Временный комитет заседал с 8 мая по 19 июля 1945 г. восемь раз. Председателем комитета был военный министр Г. Стимсон, представителем президента в этом комитете — Дж. Бирнс, директор управления военной мобилизации. Членами комитета являлись заместитель морского министра США Ральф А. Бард, помощник государственного секретаря Уильям Л. Клайтон и ученые, занимавшиеся созданием атомной бомбы — В. Буш, К. Комптон и Дж. Конант. Кроме того, Стимсон создал совет научных советников, в который вошли Артур Комптон, Энрико Ферми, Эрнест О. Лоуренс и, наконец, Ю. Роберт Оппенгеймер.
«Господа, на нас возлагается ответственная задача. В наших руках будет оружие беспрецедентной разрушительной силы. Мы должны рассмотреть проблемы атомной энергии не только в военном аспекте, но и в аспекте нового отношения человека к Вселенной», — этими словами Стимсон открыл заседание Временного комитета. Он особо подчеркнул первостепенное значение вопроса: как в дальнейшем расценят тот факт, что это производящее коренной переворот оружие будет применено Америкой? Обсуждавшиеся вопросы, в основном, относились к проблеме будущего атомной энергии и контроля над ней в послевоенные годы: когда и как следует информировать общественность о новой науке; на какой точно стадии находится создание бомбы; следует ли поставить в известность русских о недавних открытиях в области ядерного деления?
Ученые информировали комитет о ходе работ по Манхэттенскому проекту и рассказали о свойствах атомного оружия. Оппенгеймер обрисовал картину разрушительной силы бомбы и сообщил о форме и масштабе опустошений, к которым ее взрыв может привести. Если бомба будет взорвана над землей, пояснил он, она окажется роковой как для живой силы, так и для военной техники. Он предсказал, что атомная бомба может уничтожить около 20 тыс. человек — с учетом убежищ, в которых во время объявления тревоги население могло бы укрыться.
16 июня Научный совет Временного комитета, в который входили Оппенгеймер, Ферми, Лоуренс и А.Г. Комптон собрался для обсуждения предложения, содержащегося в докладе комитета Франка о демонстрации атомной бомбы перед представителями ООН.
«Демонстрацию нового оружия лучше всего провести перед глазами представителей всей Организации Объединенных Наций в пустыне или на бесплодном острове. Возможно, лучшая атмосфера для достижения международного соглашения может быть достигнута, если Америка будет в состоянии сказать миру: «Вы видите, какое оружие мы имели, но не использовали. Мы готовы отказаться от его использования в будущем, если другие нации присоединятся к такому отказу и согласятся на учреждение эффективного контроля».
После такой демонстрации оружие могло бы быть использовано против Японии, если бы была получена санкция Организации Объединенных Наций (и собственного общественного мнения), возможно после предварительного ультиматума Японии сдаться или, по крайней мере, эвакуировать определенную область как альтернативу полному разрушению этой цели», — писали составители доклада.
Как известно Оппенгеймер и его коллеги отклонили предложение комитета Франка.
«Мы не можем предложить никакой технической демонстрации, которая положила бы конец войне, — заявили они, — мы не видим приемлемой альтернативы прямому военному применению».
Это заявление принадлежит не политику, ничего не смыслящему в том, что представляет собой ядерная энергия. Слова эти принадлежат руководителям проекта Манхэттен, трое из которых к этому времени были лауреатами Нобелевской премии по физике. Скорее всего, они были так увлечены своей работой и озабочены порученной им миссией, что не могли остановиться, не доведя своего дела до логического конца.
«Великим решением» любят называть сейчас в США рекомендацию Временного комитета о применении атомного оружия против Японии. Об этом упоминают всякий раз, когда хотят подчеркнуть, как «объективно» и «осторожно» подходило правительство США к вопросу об атомной бомбардировке.
Вопрос, применять или не применять атомную бомбу, вообще не поднимался членами комитета. Еще до того, как комитет начал работать, было известно, что бомба будет сброшена. Членам комитета фактически предлагалось присоединиться к уже принятому в высших сферах решению.
1 июня Бирнс доложил рекомендации Временного комитета президенту. Так как Трумэн уже решил применить атомное оружие, он лишь поинтересовался, обеспечивают ли рекомендации комитета наибольший эффект при применении бомбы, и утвердил их, сказав: «Как ни печально, единственно разумный вывод — сбросить бомбу». Стимсону президент заявил, что бомба «должна быть сброшена по возможности ближе к какому-нибудь центру военного производства».
Ради справедливости следует упомянуть, что Комптон пытался вынести на обсуждение Временного комитета идею о демонстрации атомной бомбы, но каждый раз эта идея отвергалась как рискованная и не обеспечивающая полную уверенность в немедленной капитуляции Японии. Как бы то ни было, ни Оппенгеймер, ни три нобелевских лауреата — двое коренных американцев, Комптон и Лоуренс, и эмигрант из Италии, Ферми — не воспротивились активно бомбардировке японских городов.
d) Роберт Оппенгеймер
«Фауст продал душу за знание и власть. Это в какой-то момент совершил Оппенгеймер. Он заключил союз с армией США в лице генерала Гровса, который дал ему ресурсы, о которых он и не мечтал, огромные кадры ученых, неограниченные средства на исследования в области физики и создание чудо-оружия. Это было прямо по Фаусту. С тех пор мы с эти живем. У продавшего душу дьяволу нет пути назад.»
Фримен Дайсон — знаменитый физик
«Трагедия этого человека, который в своей работе, по-видимому, руководствовался идейными, высокими мотивами, глубоко волнует меня (конечно еще больше волнует вся трагическая история Хиросимы и Нагасаки, отразившаяся в его душе). Я не могу не сочувствовать, не сопереживать Оппенгеймеру, его личной трагедии, которая стала трагедией общечеловеческой.»
Андрей Дмитриевич Сахаров
Научного руководителя проекта «Манхэттен» Роберта Оппенгеймера называют «отцом атомной бомбы.» Осенью 1942 года генерал Гровс, начальник Манхэттенского проекта, предложил профессору Калифорнийского университета Роберту Оппенгеймеру возглавить работы по созданию атомной бомбы. Так Оппенгеймер стал руководителем знаменитой Лос-Аламосской лаборатории. Профессору было тогда 38 лет, он был одним из крупнейших теоретиков в области новейшей физики, великолепным преподавателем, воспитавшим к этому времени уже целую плеяду молодых американских физиков. Об его красноречии и умении убеждать собеседника ходили анекдоты. Выпускник Гарварда, поэт и философ, мечтающий познать связь между наукой и смыслом человеческой жизни, взвалил на свои хрупкие плечи тяжелую ношу — ответственность за судьбу всего человечества, ответственность перед правительством, ассигновавшим огромные суммы на реализацию проекта, наконец, ответственность перед огромным коллективом, поверившим в его способность довести до конца этот беспрецедентный эксперимент
Элегантно одетый интеллигент с синими выразительными глазами, украшающими чуть продолговатое бледное лицо, он представлял полную противоположность генералу Гровсу, мощному представительному военному. Но как ни странно, они нашли общий язык, Гровс поверил в то, что Оппенгеймер именно тот человек, который необходим ему для успешной реализации проекта. И генерал не ошибся. Ясное понимание физических основ процессов деления радиоактивных веществ, безграничная вера в торжество квантовой физики, коммуникабельность — все это позволило Оппенгеймеру стать признанным лидером большой группы выдающихся ученых, в которую входило около дюжины нобелевских лауреатов (среди них Бор и Ферми). Мнение некоторых комментаторов, что Оппенгеймер — не большой ученый, но большой организатор науки, — явно ошибочно. Оппенгеймер был крупнейший физик. Андрей Дмитриевич Сахаров высоко оценивал его вклад в квантовую механику, в частности, открытие им подбарьерного перехода. Он характеризует этот переход как один из самых важных качественных эффектов в квантовой физике, который лежит в основе альфа-распада, многих явлений физики твердого тела, спонтанного деления ядер урана и т.д. Из других наиболее значительных работ необходимо отметить работу 1930 года, в которой Оппенгеймер, используя уравнение Дирака (знаменитого английского физика, с которым во время пребывания в колыбели квантовой физики — Геттингенском университете — он жил на одной вилле), показал, что должна существовать неизвестная еще науке частица с массой, равной массе электрона, но, в отличие от электрона, с положительным зарядом. Классическими стали его знаменитые статьи по астрофизике, в которых впервые было дано четкое определение черной дыры.
На долю Оппенгеймера выпало выпустить атомного джина, освободить атомную энергию — фантастически громадную энергию, доселе неизвестную людям. Когда он увидел громадное облако над местом взрыва, ему пришли в голову слова божественного Кришны: Now I am became Death, the destroyer of worlds (я становлюсь смертью, сокрушающей миры). Кеннет Бейнбридж, ответственный за испытания, вернул Оппенгеймера к реальности, он повернулся к нему и сказал: «Теперь все мы — сукины дети». Много позже Оппенгеймер скажет крылатую фразу: «Физики познали грех, этого знания не избыть».
Оппенгеймер согласился с целесообразностью бомбардировки двух японских городов. После бомбардировки он был грустен и не разделял радости своих молодых коллег по поводу успешной демонстрации атомного монстра. Некоторые его биографы пишут, что он плакал на приеме у Трумэна.
Можно проследить некоторую непоследовательность в поведении Оппенгеймера — соглашение на бомбардировку Японии и отказ от участия в создании водородной бомбы. Оппенгеймер занял сдержанную и даже враждебную позицию по отношению к работе над новой, в тысячу раз более мощной водородной бомбой. Политики и военные требовали продолжения гонки ядерных вооружений.
Позиция, занятая Оппенгеймером, и послужила с одной стороны, причиной обрушившихся на него гонений, а с другой стороны, сделала его героем в глазах широкой научной общественности.
«Советским Оппенгеймером» часто называют главного конструктора советского атомного проекта Юлия Борисовича Харитона. Вот что пишет сам Юлий Борисович в статье, посвященной памяти Оппенгеймера:
«К сожалению, мне известно не очень многое о личности Роберта Оппенгеймера, но то, что известно, заставляет меня относится к нему с глубоким уважением. Читая о его жизни, я обратил внимание на несколько забавных совпадений в наших биографиях. Юлиус Роберт Оппенгеймер (его первое имя совпадает с моим первым) родился в том же 1904 году, что и я. Его мать, как и моя, имела отношение к искусству и, по-видимому, привила ему интерес к музыке, живописи и поэзии. В 1926 году Оппенгеймер ненадолго оказался в Кембридже в лаборатории Резерфорда, где я работал с 1926 по 1928 год».
Юлий Борисович не упомянул еще одно совпадение в биографиях творцов ядерного оружия — оба родились в ассимилированных еврейских семьях. Обласканный властями Харитон особенно остро почувствовал двусмысленность своего статуса, русского ученого патриота, в 1953 году, когда стало известно о готовящейся замене руководства советского атомного проекта. По-видимому, Сталин в дополнение к делу врачей-убийц задумал еще и дело физиков-вредителей. Оппенгеймер не очень тяготился своим происхождением, однако события 36-го года в Германии заставили и его вспомнить, в какой семье он родился. Он взял на себя ответственность за судьбу своих оставшихся в Германии родственников и принял активное участие в их вызволении из фашистского ада.
Роберт Оппенгеймер не проявил полной лояльности к своему правительству, не проявил энтузиазма по поводу новых средств массового вооружения, требуемых американским военным ведомством, и был за это подвергнут остракизму. 3 декабря 1953 года президент Эйзенхауэр отдал распоряжение, лишающее Оппенгеймера доступа к государственным секретам. 12 апреля 1954 года Специальный комитет начал административное разбирательство по обвинению Оппенгеймера в неблагонадежности. Разбирательство продолжалось три недели. В результате было принято решение, согласно которому он не мог в дальнейшем занимать должности, связанные с доступом к военным секретам. Его контракт советника Комиссии по атомной энергии должен был расторгнут.
Эдвард Теллер, один из главных создателей водородной бомбы, выступил свидетелем по делу Оппенгеймера. Теллер, в противоположность Оппенгеймеру, считал, что необходимо форсировать работу по разработке новых видов термоядерного оружия. Большая часть американской научной общественности в этом споре поддержала Оппенгеймера. Для большинства ученых его имя стало символом ученого, отстаивающего свои моральные принципы в борьбе с власть предержащими. Американский физик-теоретик Сидней Дрелл в сборнике воспоминаний о Сахарове на вопрос о том, что ждет ученого, который покидает лабораторию, где занимался вечными и рациональными законами природы, и попадает в противоречивый и изменчивый мир, отвечает: «Роберта Оппенгеймера в Соединенных Штатах это привело к личной трагедии, Андрея Сахарова в Советском Союзе — к потери политических иллюзий». Несомненно, что Андрей Дмитриевич Сахаров в отстаивании нравственной позиции ученого продвинулся значительно дальше, чем Оппенгеймер, бросив открытый вызов устоям общественного строя, который в то время существовал в Советском Союзе. Если Оппенгеймер все-таки остается в людской памяти, в основном, как создатель атомной бомбы, то о Сахарове (по определению Сиднея Дрелла) можно сказать те же слова, что произнес Анатоль Франс на похоронах Эмиля Золя: «Он был воплощенной совестью человечества».
Интересно, что во время ссылки Сахарова в Горьком в международном масштабе проводилась кампания, имевшая цель сделать научную деятельность Сахарова в тот период достоянием широкой общественности. Главным действующим лицом в ней был израильский физик Гарри Липкин из Института Вайцмана. Одним из мероприятий этой кампании была научная конференция с девизом: «Сегодня мир помнит имена Галилео Галилея и Роберта Оппенгеймера, в то время как имена их преследователей забыты». В докладах конференции должна была прозвучать мысль о том, что научные достижения Сахарова вполне достаточны, чтобы остаться в истории, а имена Брежнева и Андропова будут забыты.
Не исключено, что Оппенгеймер войдет в историю не только как создатель атомной бомбы, но, как Сахаров и Галилей, он станет символом ученого, боровшегося за свои убеждения, пострадавшего за них, но морально не сломленного властями.
e) Энрико Ферми
Итальянец Энрико Ферми попал в американский атомный проект, во-первых, потому что был великим физиком, лауреатом Нобелевской премии (за открытие искусственной радиоактивности и создание теории замедления нейтронов) и, во-вторых, потому что был женат на еврейской красавице Лауре. План побега из фашистской Италии созрел у супругов Ферми в конце 1938 года, когда стало известно о присуждении Ферми Нобелевской премии. Всей семьей вместе с детьми они поехали в Стокгольм на церемонию вручения премии и из Стокгольма направились прямо в Нью-Йорк, куда и прибыли 2 января 1939 года. А 24 февраля того же года на собрании Американского физического общества Бор и Ферми впервые поведали физическому миру о сенсационном открытии деления ядер урана при бомбардировке их медленными нейтронами.
В тот год, когда я поступил на Физтех и начал познавать основы физики (в частности, такие понятия как: «распределение Ферми», «энергия Ферми», «фермион»), в Москве была издана книга Лауры Ферми «Атомы у нас дома» (английский заголовок книги: «Atoms in the family» и подзаголовок: «My life with Enrico Fermi»). Эта книга — лучшее, что написано об Энрико Ферми и, по-видимому, одна из первых книг, опубликованных в СССР, на тему создания атомной бомбы. В предисловии к мемуарам Лауры Ферми замечательный журналист и популяризатор науки Олег Писаржевский отмечает, что Лаура пытается затушевать тот факт, что Ферми не подписал протест против бомбардировки японских городов. Конечно, Лаура оказалась в этом вопросе в несколько неудобном положении. При том, что она пишет: «Все ученые Лос-Аламоса испытали чувство вины, одни сильнее, другие слабее, но это чувство было у всех», ей приходится объяснять позицию мужа, не пожелавшего вступить в «Общество ученых Лос-Аламоса». Программа этого общества предусматривала создание органа международного надзора над атомными исследованиями и атомной промышленностью. Ферми считал, что эффективная работа такого органа невозможна без создания единого мирового правительства. «Энрико не считал, что в 1945 году человечество уже стало достаточно зрелым для того, чтобы создать единое мировое государство», — констатирует Лаура. Гениальный ученый был реалистом и не очень верил в способность людей разных верований и разного уровня развития договариваться между собой.
После войны он отошел от работ, связанных с атомной энергией. В 1949 Ферми разработал теорию происхождения космических лучей, вместе с Чженьнин Янгом предложил составную модель элементарных частиц, в которой в качестве фундаментальных частиц фигурировали нуклоны и антинуклоны (модель Ферми – Янга).
В 1954 Ферми умер от рака. Ему было всего 53 года.
В честь Ферми назван 100-й элемент в таблице Менделеева — фермий. В США учреждена премия его имени, имя Ферми присвоено Чикагскому институту ядерных исследований.
f) Артур Комтон
Артур Холли Комптон родился в 1892 году в Вустере (штат Огайо). Его родителями были Элиас Комптон, пресвитерианский священник, профессор философии и декан Вустерского колледжа, и Отелия Кэтрин (Огспургер) Комптон. Закончив Вустерский колледж в 1913 г. со степенью бакалавра, он стал аспирантом Принстонского университета и получил степень магистра в 1914 г. Два года спустя он стал доктором, написав диссертацию о взаимодействии рентгеновских лучей с веществом.
В 1919 г. Комптон провел год в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета, где стал свидетелем первых экспериментов Эрнеста Резерфорда по расщеплению атома. В Кавендишской лаборатории Комптон изучал рассеяние и поглощение гамма-лучей, которые представляют собой высокоэнергетическое рентгеновское излучение, испускаемое радиоактивными ядрами. Он заметил, что рассеянное излучение легче поглощается веществом, чем первичное излучение, но ни он, ни его коллеги по Кембриджу не могли объяснить это явление с помощью законов классической физики. Комптон предложил рассматривать рентгеновские лучи как частицы со значениями энергии и импульса, предсказанными квантовой теорией. Предположение о том, что свет обладает свойствами не только волны, но и частицы, было выдвинуто Эйнштейном еще в 1905 г. для объяснения фотоэлектрического эффекта. Рентгеновские лучи, как и свет, могут обладать свойствами как электромагнитных волн, так и частиц, обладающих определенным импульсом. В 1923 г. Комптон опубликовал свои результаты и в том же году стал профессором Чикагского университета. В 1927, в возрасте 35 лет, получил Нобелевскую премию за открытие эффекта, который вошел в историю науки под его именем и изучается и поныне во всех курсах общей физики. Самое удивительное и поразительное в объяснении этого эффекта состоит в том, что существенный результат можно получить в предположении одиночного упругого столкновения двух бильярдных шаров, один из которых моделирует электрон, а другой — электромагнитную частицу, фотон. В начале 30-х гг. Комптон заинтересовался космическими лучами, поскольку взаимодействие гамма-лучей и электронов в космических лучах дает важный пример эффекта Комптона. Между 1931 и 1933 гг. он возглавлял экспедиции во многие части света, чтобы получить данные, касающиеся космических лучей. На основании этой информации он подтвердил полученные еще в 20-х гг. выводы об изменении интенсивности космических лучей в зависимости от географической широты. Комптон правильно объяснил такое изменение, показав, что вопреки преобладающему мнению космические лучи испытывают влияние магнитного поля Земли и состоят, по крайней мере, частично, из заряженных частиц.
В 1941 г. Комптон возглавил физический факультет и стал деканом отделения физических наук Чикагского университета. В этом же году он возглавил комитет Национальной академии наук, созданный с целью изучения возможного использования атомной энергии в военных целях. Благоприятный отзыв этой группы привел к утверждению Манхэттенского проекта. С 1942 по 1945 г. Комптон был директором одного из подразделений этого проекта, известного как металлургическая лаборатория Чикагского университета, где под руководством Энрико Ферми был построен первый ядерный реактор. Позднее Комптон руководил строительством Ок-Риджской национальной лаборатории в штате Теннесси, которая должна была заниматься отделением урана-235 от более распространенного урана-238.
Человек религиозный, он участвовал в работе протестантских просветительных движений, был сопредседателем Национальной конференции христиан и иудеев, читал лекции в еврейском теологическом университете, где получил диплом почетного доктора литературоведения (Litt.D.). Как христианин он должен был решать для себя тяжелую нравственную проблему в связи его участием в работе Временного комитета. Раймонд Сигер в статье «Комптон — христианский гуманист» пишет, что когда в Японии Комптона попросили прокомментировать решение США по поводу атомной бомбардировки, он заметил: «Я не мог бы сказать, что я сожалел (I could not say I was sorry)». На первом месте, по-видимому, для него была защита национальных интересов.
Артур Комптон умер от кровоизлияния в мозг 15 марта 1962 г. в Беркли (Калифорния).
g) Эрнест Лоуренс
«В третьем томике Вознесенского
что за зверь такой Циклотрон?»
Андрей Вознесенский, «Оза»
С именем американского физика Эрнеста Лоуренса, родившегося в 1901 году в семье эмигрантов из Норвегии, связан самый драматический и существенный этап развития ядерной физики. К началу 30-х годов ядерная физика испытывала острую нужду в обильном источнике контролируемых частиц высокой энергии. Используемые ранее линейные ускорители, в которых частицы ускорялись по прямой линии, обладали рядом недостатков. Лоуренс понял, что прямолинейный путь можно изогнуть в окружность. Проделав необходимые расчеты, он вместе с несколькими сотрудниками приступил к проектированию и постройке первого циклотрона. Именно с его созданием обычно связывают имя Лоуренса. После первого, довольно несовершенного циклотрона, построенного в 1930 г., Лоуренс и его коллеги из Калифорнийского университета в Беркли, где Лоуренс был с 1928 года адъюнкт-профессором, быстро создали одну за другой более крупные модели. Используя 80-тонный магнит, Лоуренс ускорял частицы до рекордных энергий в миллионы электрон-вольт. Циклотроны оказались идеальными экспериментальными приборами. В отличие от частиц, испускаемых ядрами при радиоактивном распаде, пучок частиц, выводимых из циклотрона, был однонаправленным, их энергию можно было регулировать, а интенсивность потока была несравненно выше, чем от любого радиоактивного источника.
Высокие энергии, достигнутые Лоуренсом и его сотрудниками, открыли перед физиками обширное новое поле для исследований. Бомбардировка атомов многих элементов позволила расщепить их ядра на фрагменты, которые оказались изотопами, часто радиоактивными. Иногда ускоренные частицы вызывали ядерные реакции, среди продуктов которых встречались новые элементы, не существующие на Земле в естественных условиях. Циклотрон использовался и для измерения энергий связи многих ядер, и для проверки соотношения Альберта Эйнштейна между массой и энергией.
Лоуренс был удостоен Нобелевской премии по физике 1939 г. «за изобретение и создание циклотрона, за достигнутые с его помощью результаты, особенно получение искусственных радиоактивных элементов». В истории ядерной физики циклотрон занимает исключительное место.
В Беркли Лоуренс занялся превращением 37-дюймового циклотрона в масс-спектрометр для разделения расщепляющегося урана-235 и обычного урана-238. В масс-спектрометре, как и в циклотроне, используется комбинация электрического и магнитного полей, но не для ускорения частиц, а для пространственного разделения их — направления по различным траекториям в зависимости от масс и электрических зарядов. Так как массы изотопов несколько отличаются, изотопы движутся по близким, хотя и несовпадающим траекториям, поэтому могут быть разделены, хотя способ их разделения не слишком эффективен.
Успех, достигнутый Лоуренсом, оказался достаточно внушительным для того, чтобы вся работа по разделению изотопов была поручена его лаборатории. В Окридже (штат Теннесси) в рамках Манхэттенского проекта были построены сотни масс-спектрометров по образу и подобию циклотрона в Беркли с 184-дюймовым магнитом. Почти весь уран в бомбе, сброшенной в августе 1945 г. на Хиросиму, был получен Лоуренсом и его сотрудниками в Беркли. Впоследствии окриджский завод по разделению изотопов с помощью масс-спектрометров был закрыт, так как газодиффузионный метод оказался более эффективным.
Во время Женевской конференции в 1958 г. Лоуренс был приглашен президентом Дуайтом Эйзенхауэром как консультант правительства по вопросу возможности определения нарушения соглашения о запрещении испытаний ядерного оружия. По возвращении домой Лоуренс был оперирован по поводу обострения язвы и умер в больнице Пало-Альто (штат Калифорния) 27 августа 1958 г.
АВТОРСКОЕ ОТСТУПЛЕНИЕ
Со словом «циклотрон» у автора связаны некоторые личные воспоминания и ассоциации. Дело в том, что в начале моей «научной карьеры» мне пришлось несколько лет работать в большой круглой комнате, которую сотрудники называли циклотронным залом. Позднее я выяснил, откуда пошло это название
В 1937 году в Радиевом институте в Ленинграде коллектив ученых под руководством Курчатова получил пучок на первом советском циклотроне. А в 1943 году, когда в Москве в Покровском-Стрешнево был создан атомный институт, было решено построить там новый циклотрон с использованием частично оборудования ленинградского циклотрона, которое было перевезено в Москву из осажденного Ленинграда. В 1944 году циклотрон был запущен и на нем был получен новый радиоактивный элемент — плутоний, испускающий при распаде альфа-частицы. Оказалось, что ядра плутония делятся под действием нейтронов любых энергий так же, как и ядра урана-235.
Для циклотрона был построен круглый зал с несколькими помещениями для сотрудников, примыкающими к залу. Через какое-то время в институте, в другом помещении, построили новый более мощный циклотрон. В начале шестидесятых годов в бывшем циклотронном зале располагалась лаборатория профессора Франк-Каменецкого. Давид Альбертович заведовал кафедрой плазмы в Московском физико-техническом институте. Я учился на третьем курсе этого института и был направлен на преддипломную практику в Курчатовский институт в лабораторию Франк-Каменецкого. Признанный специалист в области теории плазмы профессор увлекся тогда твердым телом и биологией. По периметру круга у стены стояли столы с измерительными приборами и студенты и аспиранты с их помощью проводили исследования в соответствии с заданной Давидом Альбертовичем темой. Моей первой экспериментальной задачей было создание прибора для определения количества воды в засушенных биологических объектах, для чего я должен был собрать примитивный спектрометр ядерного магнитного резонанса. В этой работе мне помогал опытный инженер и прекрасный человек Борис Иванович Патрушев. Под его руководством я осваивал азы экспериментального искусства. По соседству на соседних установках работали будущие профессора, тогдашние аспиранты: Женя Мейлихов, Саша Замятнин, Эдик Трухан. Женя изучал плазменные процессы в полупроводниках, а Эдик и Саша экспериментировали в области биофизики, исследовали биологические объекты физическими методами. С Женей Мейлиховым мы вместе долго работали потом в отделе Исаака Константиновича Кикоина. Эдуард Михайлович Трухан — ныне заведующий кафедрой Биофизики и экологии Московского физико-технического института, выпускник Физтеха 1959 года. Недавно я нашел в интернете стихотворение Эуарда Трухана «Физтеху 50», в котором он воспевает прежнее величие Физтеха:
«Да, было время золотое!
То был Физтеха звездный час!
Науки солнце молодое
Манило каждого из нас».
Далее Эдуард Михайлович уповает на то, что дух Физтеха возродится, хотя перемен Физтеху, видимо, не избежать. Мне посчастливилось учиться в те «золотые времена» и для меня это было не легким испытанием. Конечно, мне очень повезло, что моим первым научным руководителем был Давид Альбертович. Он привлекал студентов к участию в научном семинаре, был очень благожелателен: помню, сколько времени он потратил, помогая подготовить мне доклад по свойствам ферми-поверхности металлов. Чтобы продемонстрировать отношение Давида Альбертовича к ученикам, приведу отрывок из воспоминаний главного научного сотрудника Лаборатории ферментных систем Института биохимии им. А.Н. Баха Александра Александровича Замятнина:
«А может ли кто-нибудь припомнить из своей или из иной жизни факт, подобный такому? Примерно за неделю до защиты дипломной работы Давид Альбертович пригласил меня к себе в кабинет и сказал следующее: «Ну что же, работу вы благополучно заканчиваете. Защита назначена на 27 декабря, и я уверен, что вы успеете доделать все для нее необходимое, и все будет в порядке. Не откажите мне, пожалуйста, в любезности сходить со мной в Большой зал консерватории на концерт, который состоится вечером 26 декабря. Билеты у меня уже есть». Шеф знал о неравнодушии к музыке своего ученика, он также понимал, какое напряжение и волнение испытывает дипломник перед защитой и сделал точный и деликатный шаг для того, чтобы ослабить стресс своего подопечного».
Много позже, уже проработав в Институте много лет, я узнал, что Давид Альбертович был одним из тех ученых, кто активно работал над созданием атомного оружия. Об истинном уникальном и очень заметном вкладе Франк-Каменецкого в разработку атомного и водородного оружия можно судить по появившейся в декабре 2002 года статье его коллеги и ученика В.Н. Родигина, с которым они работали во Всероссийском научно-исследовательском институте экспериментальной физики, г. Саров. Как пишет Родигин, во время коллективной авральной работы теоретиков над проектом конструкции водородной бомбы Давид Альбертович заболел. После болезни он повесил над своим столом записку «MEMENTO MORI» (помни о смерти) и стал заниматься астрофизикой. Умер Давид Альбертович от сердечного приступа 2 июня 1970 года, не дожив до шестидесятилетия двух месяцев.
(окончание следует)
Примечание
[1] «The World Set Free» — «Освобождённый мир» в русском переводе (прим. ред.).
Оригинал: https://7i.7iskusstv.com/y2021/nomer10/vshapiro/
