Нам должно быть интересно узнать, как появление такого множества объектов – сотен электростанций, тысяч бомб, государственных учреждений, собравших десятки тысяч человек, – связано лишь с несколькими людьми, которые сидели за лабораторными столами и обсуждали необычное поведение атомов одного типа.
10Нейтроны
В конце января 1939 года, все еще не оправившись от простуды, которая продержала его в постели более недели, но полный решимости предотвратить попадание информации о возможности цепной реакции к физикам нацистской Германии, Лео Сцилард поднялся со своей кровати в гостинице «Кингз Краун» на Западной 116-й улице Манхэттена и отправился в зимний Нью-Йорк, чтобы посоветоваться со своим другом Исидором Айзеком Раби[1246]. Раби, который в 1944-м станет лауреатом Нобелевской премии по физике, был ростом не выше Сциларда, но всегда более подтянутым и спокойным. Он родился в 1898 году в Галиции и эмигрировал со своей семьей в Соединенные Штаты еще в раннем детстве. Его родным языком был идиш; он вырос в нью-йоркском Нижнем Ист-Сайде, где его отец работал в каторжных условиях в швейной мастерской, шившей дамские блузки, пока не накопил достаточно денег, чтобы открыть собственную бакалейную лавку. Поскольку семья Раби исповедовала ортодоксальный, фундаменталистский иудаизм, он не знал, что Земля вращается вокруг Солнца, пока не прочитал об этом в библиотечной книге. Пугающее зрелище огромного желтого лика восходящей Луны, которое он видел ребенком на нью-йоркской улице, вместе с прочитанными в детстве космологическими начальными стихами Книги Бытия вызвало в нем интерес к науке. Он отличался прямой и резкой искренностью и не терпел глупости. Несомненно, одной из причин его нетерпеливости было то, что она защищала его глубоко эмоциональную приверженность науке: как он сказал своему биографу уже в немолодом возрасте, он считал науку «бесконечной»[1247] и был недоволен тем, что молодые физики этого, более позднего, времени, увлекаясь техникой, по-видимому, не обращали внимания на то, что находил в науке он сам, «ее тайну: насколько она отличается от того, что мы видим, и насколько глубока природа»[1248].
Сцилард узнал от Раби[1249], что в своем выступлении на пятой Вашингтонской конференции по теоретической физике, проходившей за неделю до того, Энрико Ферми говорил о возможности цепной реакции. Сцилард зашел в кабинет Ферми, но не застал его. Он вернулся к Раби и попросил его поговорить с Ферми «и сказать ему, что эти вещи следует держать в тайне». Раби согласился, и Сцилард, все еще больной, вернулся в постель.
Дело шло на поправку; пару дней спустя он снова разыскал Раби:
Я спросил его: «Вы поговорили с Ферми?» Раби сказал: «Да, поговорил». Я спросил: «И что сказал Ферми?» Раби сказал: «Ферми сказал “Чушь!”» Тогда я спросил: «Почему Ферми сказал “Чушь!”?» и Раби сказал: «Ну, не знаю, но он сейчас тут, и мы можем спросить у него самого». Тогда мы пошли в кабинет Ферми, и Раби сказал Ферми: «Слушайте, Ферми, я рассказал вам, что думает Сцилард, и вы сказали “Чушь!”. Так вот, Сцилард хочет знать, почему вы сказали “Чушь!”». И Ферми сказал: «Ну… существует отдаленная возможность испускания нейтронов при делении урана, и тогда, конечно, может быть, может возникнуть цепная реакция». Раби сказал: «Что вы называете “отдаленной возможностью”?» и Ферми сказал: «Ну, десять процентов». Раби сказал: «Десять процентов – это не отдаленная возможность, если эта возможность может нас убить. Если я заболею пневмонией и доктор скажет мне, что существует отдаленная возможность, что я умру, и она равна десяти процентам, меня это очень встревожит»[1250].
Однако, несмотря на мастерство Ферми по части американского сленга, а Раби – по части вероятностей, Ферми и Сцилард не смогли прийти к общему мнению. Пока что их спор на этом и прекратился.
Ферми не пытался ввести Сциларда в заблуждение. Оценить взрывчатую силу определенного количества урана, как это сделал Ферми, стоя у окна своего кабинета перед панорамой Манхэттена, было легко, если бы деление начиналось автоматически при накоплении этого вещества; такой простой расчет был по силам даже журналистам. Но с ураном в его естественном виде этого, очевидно, не происходило – иначе это вещество давно исчезло бы с лица земли. Хотя реакция представляла огромный интерес с энергетической точки зрения, сам процесс деления оставался всего лишь лабораторной диковинкой. Он мог бы стать полезным, только если бы в нем выделялись вторичные нейтроны, причем в количестве, достаточном для запуска и поддержания цепной реакции. «Ничто из известного на тот момент, – пишет Герберт Андерсон, младший сотрудник Ферми, выполнявший эти эксперименты, – не гарантировало испускания нейтронов. Испускание нейтронов должно было быть подтверждено на опыте и численно измерено»[1251]. К тому времени такие работы еще не были выполнены. Собственно говоря, именно такую новую работу Ферми предложил провести Андерсону сразу по возвращении из Вашингтона. Таким образом, с точки зрения Ферми любые разговоры о создании военного оружия на основе деления ядер были преждевременными до бессмысленности.
Много лет спустя Сцилард нашел лаконичную формулировку различий, существовавших между его точкой зрения и позицией Ферми. «С самого начала возник четкий раздел, – сказал он. – <…> Ферми считал, что осторожная оценка ситуации должна допускать лишь малую вероятность возникновения цепной реакции, а я считал, что с осторожной точки зрения следует предполагать, что цепная реакция возникнет, и принять все необходимые меры предосторожности»[1252].
После выздоровления у Сциларда оказалось много несделанных дел. Он отправил в Оксфорд телеграмму с просьбой прислать ему цилиндр бериллия, который он оставил в Кларендонской лаборатории, когда уезжал в Соединенные Штаты: он был ему необходим для проведения своего собственного эксперимента по испусканию нейтронов. По просьбе Льюиса Штрауса[1253] он провел с финансистом целый день за обсуждением возможных последствий открытия деления, в число которых, как отмечает с печалью Штраус в своих воспоминаниях, входило и то, что «работа нашего импульсного генератора в Пасадине потеряла смысл. Строительство этой установки было завершено непосредственно перед этим»[1254]. Импульсный генератор, в который Штраус вложил десятки тысяч долларов, грубо поставили на место. Тем же вечером Штраусы должны были уехать ночным поездом отдыхать в Палм-Бич; Сцилард поехал с ними до Вашингтона, чтобы продолжить разговор по дороге. Он старательно обхаживал своего покровителя: помимо бериллия для создания источника нейтронов ему нужно было взять напрокат радий, и он надеялся уговорить Штрауса взять на себя соответствующие расходы.
Приехав поздним вечером на вашингтонский вокзал Юнион-Стейшн, Сцилард позвонил Эдварду Теллеру. Его семейство все еще приходило в себя после хлопот по организации Вашингтонской конференции. Как вспоминает Теллер, его жена Мици не хотела принимать нежданного гостя: «Нет! Мы оба слишком устали. Пусть едет в гостиницу». Тем не менее они встретились со Сцилардом, и Мици, к удивлению Теллера, пригласила земляка пожить у них:
Мы поехали домой, и я провел Сциларда в его комнату. Он недоверчиво пощупал кровать, а затем внезапно повернулся ко мне и спросил: «Нет ли тут поблизости гостиницы?» Гостиница поблизости была, и он продолжал: «Отлично! Я только что вспомнил, что уже спал на этой кровати. Она слишком жесткая».
Однако прежде, чем уйти, он сел на край жесткой кровати и возбужденно спросил: «Вы слушали доклад Бора о делении?»
«Да», – ответил я.
Сцилард продолжал: «Вы понимаете, что́ это значит!»
Как вспоминает Теллер, по мнению Сциларда, это означало, что «от этого может зависеть успех Гитлера»[1255].
На следующий день Сцилард обсудил с Теллером свой план добровольной секретности, а затем отправился в Принстон, чтобы поговорить на ту же тему с Юджином Вигнером, который все еще оставался в лазарете со своей желтухой. Таким образом, Сцилард был в Принстоне, когда Нильса Бора посетило еще одно важнейшее озарение.
Бор и Леон Розенфельд жили в «Нассау-Клабе», клубе преподавателей Принстона. В воскресенье 5 января к ним присоединился за завтраком в столовой клуба Георг Плачек. Чешский теоретик, бежавший, как и многие другие, от преследований нацистов, приехал в Принстон из Копенгагена накануне вечером. Разговор зашел о делении. Как вспоминает Розенфельд, Бор сказал: «Хорошо, что мы наконец избавились от всех этих трансуранов», имея в виду те загадочные радиоактивные элементы, которые Ган, Мейтнер и Штрассман нашли в конце 1930-х годов и которые, по мнению Бора, теперь можно было идентифицировать с уже существующими легкими элементами – барием, лантаном и многими другими продуктами деления, которые начинали распознавать исследователи.
Плачек был настроен скептически. «Ситуация стала еще более непонятной, чем когда-либо раньше»[1256], – сказал он Бору. После этого он начал описывать конкретные причины такой неясности. Он прямо ставил под сомнение применимость модели ядра как жидкой капли, которую использовал Бор. Датский лауреат внимательно слушал.
Физики используют для описания вероятности возникновения ядерных реакций условную величину, которую они называют «сечением». Физик-теоретик Рудольф Пайерлс однажды объяснил суть этой величины, используя следующую аналогию: