Роберт Оппенгеймер и атомная бомба
Шрифт:
Политическая зрелость советского читателя позволит ему правильно оценить изложенные в книге М. Рузе взгляды Р. Оппенгеймера.
Член-корреспондент АН СССР профессор В.С. Емельянов
I. Ранние годы
История Юлиуса Роберта Оппенгеймера – это не только история судьбы простого человека или ученого, это ярчайшее свидетельство драмы нашего времени, которое возложило новую ответственность на человека науки, вступающего во взаимоотношения с государством в условиях, когда развитие познания не только приносит с собой более совершенные средства вооружения, как это бывало и раньше, но ставит человечество перед опасностью массового уничтожения и длительного исчезновения всей цивилизации. Интерес, который привлекает к себе жизнь Оппенгеймера, несравненно выше простого
Юлиус Роберт Оппенгеймер родился 22 апреля 1904 года в Нью-Йорке. Его отец четырнадцатилетним мальчиком приехал из Германии; впоследствии он разбогател на импорте тканей. Он скупал картины и собрал превосходную коллекцию, в которой были даже три полотна Ван Гога. Роберт Оппенгеймер и его брат Франк, который был моложе его на несколько лет, росли в еврейской семье, в которой интерес к интеллектуальным и художественным ценностям постоянно сочетался с деловой активностью. Впоследствии оба брата стали учеными. Их мать, Элла Фридман, уроженка Балтиморы, была хрупкой женщиной с тонким артистическим вкусом. Она не просто интересовалась искусством. Она сама была художницей и преподавала живопись. Ранняя кончина матери (Роберту тогда было всего девять лет) опустошила внутренний мир ребенка, и, может быть, огромный интерес Оппенгеймера к искусству и некоторая утонченность его восприятия были вызваны стремлением сохранить образ матери.
В пять лет Роберт собирал образцы минералов. Его дед прислал ему из Германии много интересных камней. Ценность и объем коллекции увеличивались так стремительно, что, когда мальчику было не больше одиннадцати лет, его приняли в члены Нью-Йоркского минералогического клуба. Это было первое научное общество в жизни молодого Оппенгеймера, членом которого он стал.
После окончания школы Роберт Оппенгеймер поступил в Гарвардский университет. Он собирался заниматься химией, хотя сначала мечтал стать поэтом, потом – архитектором. Фактически Оппенгеймер продолжал всесторонние занятия, охватывающие гуманитарные и точные науки: он изучал греческий и латынь, физику и химию, а также печатал время от времени свои стихи. В Америке, где школьное и университетское образование уже тогда приобрело сильную тенденцию к специализации, разъединяющей людей и ограничивающей круг их знаний только собственной профессией, уже само стремление Оппенгеймера к универсальному познанию свидетельствует о его богатой и одаренной натуре. При этом увлечениям Оппенгеймера был чужд тот дилетантизм, который оставляет обычно лишь поверхностную показную культуру. Нет, здесь позволительно говорить об истинном и глубоком стремлении к познанию, не лишенном того трепета перед неизведанным, которым были проникнуты искания XVIII века, когда человек мог питать надежду проникнуть в тайну законов, управляющих Вселенной, пользуясь только силой своего интеллекта, и сохранял веру в то, что эти законы помогут создать счастливый мир для всего человечества.
Оппенгеймер изумлял окружающих своей трудоспособностью и интеллектуальной восприимчивостью. В воспоминаниях об успехах Оппенгеймера упоминается, в частности, о том, как он во время .поездки из Сан-Франциско в Нью-Йорк прочитал огромную монографию английского историка Гиббона «Распад и гибель Римской империи». Однако наследие западной культуры не могло утолить его жажду познания. Он углубился в буддизм и индийскую философию, а также изучал санскрит. Ему казалось тогда, что из восточной философии он сможет извлечь те идеи, которые помогут ответить на неотвязно преследовавшие его вопросы о взаимосвязи между наукой и смыслом человеческой жизни. Впоследствии в своих публичных лекциях и статьях Оппенгеймер иногда ссылался на мистические выводы древних мыслителей Азии, но при этом обычно не раскрывал до конца сущность мысли, как бы утаивая некоторую сокровенную часть своего внутреннего мира.
В 1925 году Оппенгеймер окончил Гарвардский университет (за три года вместо четырех) и получил диплом с высшей оценкой. После этого он отправился продолжать образование в Европу, слава университетов которой в то время еще не померкла перед преимуществами богатых лабораторий Нового света и где у его семьи еще сохранились значительные связи. Многие американские студенты стремились тогда в европейские университеты, чтобы усовершенствовать свои познания в физике под руководством ученых, развивавших представления о структуре материи по совершенно новым путям. Эти молодые люди сочетали свою энергию с теми преимуществами, которые им предоставляли родительские доллары или стипендии, обеспечивающие значительно более высокий жизненный уровень, чем тот, на который могли претендовать их европейские товарищи.
Роберт Оппенгеймер был принят в Кембриджский университет. Там он начал работать в лаборатории Кавендиша под руководством великого английского ученого Резерфорда, которого ученики между собой в шутку называли «Крокодил». Резерфорд
носил в жилетном кармане огромные часы, тиканье которых уже издали предупреждало о его приближении. Все это напоминало известную сказку о крокодиле, проглотившем часы. После смерти лорда Резерфорда в 1937 году в британских лабораториях стали употреблять новую единицу измерения разности потенциалов (не включенную пока в Международные таблицы единиц измерений) – «крокодил», равный одному миллиону вольт.Прозвище Резерфорда оправдывалось еще и тем, что оно превосходно выражало крайнюю неуравновешенность характера ученого, разражавшегося иногда страшными вспышками гнева. Однако это не мешало ему проявлять нежную заботу о своих «мальчиках». Один из них, русский ученый Петр Капица, в 1933 году украсил фасад построенной для него в Кембридже лаборатории фигурой крокодила, вырезанной из камня английским скульптуром Эриком Гиллом. В день торжественного открытия, когда Капицу спросили, что должно означать это животное, столь редко встречающееся в британских озерах, он дал следующий остроумный ответ: «Крокодил подобен научному прогрессу: он также перемалывает своими стальными челюстями все встречающееся ему на пути и никогда не оборачивается назад».
Роберт Оппенгеймер быстро выделился среди «мальчиков» своей способностью проводить экспериментальные и теоретические исследования.
Лаборатория Резерфорда занимала тогда одну из командных высот в молодой атомной науке. Это там в 1903 году английский физик разработал теорию последовательного распада радиоактивных веществ, свойства которых были открыты Беккерелем и супругами Кюри. Резерфорд построил полную генеалогическую ветвь урана-238, последовательное расщепление которого дает (кроме прочих продуктов распада) торий, радий, радон (или эманацию радия) и завершается устойчивым свинцом, не обладающим радиоактивностью. В процессе этих самопроизвольных превращений вещество испускает три совершенно различных вида излучения, которые были обозначены , и . Резерфорд и его сотрудники открыли истинную природу альфа-лучей, состоящих из ядер с двумя положительными зарядами, иными словами, из ядер гелия, выбрасываемых с энергией порядка нескольких миллионов электрон-вольт.
Именно у Резерфорда возникла идея использовать эти положительно заряженные снаряды, которыми являются альфа-частицы, испускаемые радиоактивными веществами, для исследований электрических свойств атома. Таким образом, предмет открытия – альфа-частица стала сама ценнейшим средством для новых научных открытий. Наблюдая отклонения альфа-лучей мишенями из различных веществ, Резерфорд пришел к выводу, что атом содержит очень плотное ядро, которое отталкивает излучение, и что ядро представляет собой носитель положительных зарядов, число которых является характеристическим для каждого элемента: единица – для водорода, два – для гелия, восемь – для кислорода, девяносто два – для урана. В электрически нейтральном атоме число положительных зарядов, содержащихся в ядре равно числу отрицательных зарядов, носителями которых являются электроны. Такое представление об атоме, дополненное несколько позднее Бором, было значительно усложнено в результате последующих исследований, однако оно остается классической моделью атома и всегда может служить для объяснения многих свойств вещества. Это представление дало естественное освещение периодической системе элементов, эмпирически открытой в 1869 году русским ученым Менделеевым по их физико-химическим свойствам. Номер, соответствующий каждому элементу в таблице Менделеева, обозначает не что иное, как число положительных зарядов в его ядре, а стало быть, и число электронов, определяющих химические свойства элементов.
Резерфорд пошел еще дальше. В 1919 году он впервые осуществил мечту алхимиков об искусственном превращении элементов. В азоте, подвергнутом бомбардировке альфа-частицами, были обнаружены следы водорода и кислорода. Что же произошло? Некоторые альфа-частицы (два положительных заряда) проникли в ядра азота (семь положительных зарядов), выбили из них один заряд (ядро водорода), после чего в ядре осталось восемь зарядов (ядро кислорода). Человек оказался у источника неизвестной ранее громадной энергии, которую заключают в себе силы сцепления атомного ядра. При этом остается историческим курьезом то, что алхимик нашего времени – Резерфорд – до конца своих дней относился скептически к возможности использовать в широких масштабах ядерную энергию, пионером которой он являлся. А через восемь лет после того, как «Крокодила» не стало, его ученик Оппенгеймер должен был взорвать первую атомную бомбу…
В лаборатории Кавендиша молодой американский физик оказался очевидцем той ожесточенной борьбы, которую вели британские ученые, как и большинство их коллег в других странах, для того чтобы добиться от правительства или меценатов все более дорогих и более сложных приборов, необходимых для дальнейших исследований.
Журналист Роберт Юнг в своей книге «Ярче тысячи солнц» пишет, что приборы, которыми пользовались ученые-атомники Кембриджа, были очень примитивными, что большинство исследователей мастерило их своими руками, пользуясь воском, проволокой и самодельными колбами. Когда английский физик Г.Д. Эллис в 1919 году увидел установку, с помощью которой Резерфорд осуществил первые превращения атомов, то он был даже «шокирован тем, что аппаратура не производила более внушительного впечатления». Весь комплект измерительной аппаратуры помещался в небольшой картонной коробке.