10. ВОЙНА И БОМБА
Оставим Эйнштейна в Принстоне и вернемся назад, чтобы рассказать — хотя в очень общих чертах — о выдающихся успехах, достигнутых в это время в атомной теории.
Как мы знаем, еще работая в Бюро патентов, Эйнштейн применил революционную идею Планка о квантах к теории света и к теории теплового движения молекул в твердых телах. На Сольвеевском конгрессе 1911 г. стало ясно — в основном благодаря работе Эйнштейна о теплоте, — что к квантам следует отнестись со всей серьезностью. Вполне очевидным стало и другое: отныне в физике мало что останется ясным. Идея квантов явно противоречила и теории Ньютона, и теории Максвелла; и не видно было никакого способа примирить новое со старым. Наука оказалась в глубоком кризисе — более глубоком, чем представлялось тогда.
Среди немногих избранных, принимавших участие в Сольвеевском конгрессе 1911 г. в Брюсселе, был уроженец Новой Зеландии Эрнест Резерфорд, признанный во всем мире ведущим специалистом по атомной физике. В то время он был уже лауреатом Нобелевской премии, которую получил за проведенные в Канаде исследования природы радиоактивности. Теперь он работал в Англии, где собрал вокруг себя в Манчестерском университете плеяду выдающихся исследователей. Будучи сам первооткрывателем в науке, Резерфорд получил истинное удовольствие от дискуссий о квантах, которые буквально раздирали участников конгресса, и по возвращении в Манчестер в таких ярких красках передал содержание этих споров молодому датскому физику Нильсу Бору, что этот рассказ запомнился Бору до конца его дней.
Несколько раньше, в том же 1911 г., Резерфорд представил на обсуждение физиков идею о том, что атом, наподобие миниатюрной солнечной системы, которую, однако, скрепляют электрические, а не гравитационные силы, состоит из крохотного ядра, имеющего относительно большую массу, и окружающих его планетарных электронов. Ставшее роковым открытие атомного ядра было блестящим образом обосновано экспериментально. Но предложенная Резерфордом модель атома имела существенный недостаток: в соответствии с теорией Максвелла она неизбежно распалась бы, ибо электроны не смогли бы оставаться на постоянных орбитах. Они должны были бы излучать энергию в виде электромагнитных волн и по спирали врезаться в ядро. Никак нельзя было рассчитывать на то, что они останутся устойчивыми и дадут четкие спектральные линии, видимые в спектроскоп.
Положение спас вернувшийся в 1913 г. в Данию Нильс Бор. Эйнштейн к тому времени уже бросил Максвеллу вызов. Бор решил продолжить это сражение тем же оружием — квантами и дерзостью научной мысли. Главной задачей Бора было теоретически доказать, что атом Резерфорда не распадется. Представьте себе жалюзи. Если опустить их до определенной высоты, жалюзи останутся растянутыми. Особенность их устройства — прерывистость — мешает им снова свернуться в плотный рулон. В 1900 г. Планк ввел понятие квантовой прерывистости для определенных видов колебаний, представив допустимые количества энергии наподобие последовательности ступеней, а не гладкого скользкого склона. Эйнштейн быстро осознал перспективность и универсальное значение дискретности квантового излучения и, разработав теорию тепловых колебаний атомов в твердом теле, распространил эту идею в 1906 г. на другие виды колебаний. И наконец, в начале 1913 г. Бор перенес эту дискретность на атом Резерфорда, чтобы спасти его от разрушения.
Наперекор максвелловским правилам Бор решительно заявил, что электроны не только должны оставаться на постоянных орбитах, но и не будут при этом испускать излучение. Следуя далее своим еретическим путем, он допустил, что могут существовать не какие угодно орбиты, а только специальные. В результате этих властных эдиктов получился атом Резерфорда, но уже обладающий некоторой дискретностью. Пожалуй, даже предостаточной, ибо возникал вопрос: каким же образом атом все-таки излучает радиацию? Бор знал ответ на этот вопрос. Он заявил, что свет испускается или поглощается не тогда, когда электрон находится на орбите, а когда он совершает квантовый скачок с одной разрешенной орбиты на другую. Кроме того, он утверждал, что квантовое правило Планка связывает частоту света с изменением энергии электрона, причем соотношение изменение энергии/частота равно постоянной Планка h. Бор показал также, каким образом из введенных им положений, имевших более конкретную математическую форму, вытекают результаты, дающие весьма удовлетворительное сочетание с экспериментальными данными. И самое главное — хотя это могло быть осознано далеко не сразу: отказавшись от описания того, что происходит при квантовом переходе электрона, он проявил безошибочную интуицию.
Разработанная Бором теория атома Резерфорда стала одним из поворотных пунктов в физике. Она быстро принесла Бору известность среди ученых. И все же было в этой теории слабое место: в ней переплелись и классические, и квантовые представления. Сам автор прекрасно это осознавал. Многим физикам, даже достаточно авторитетным, все это показалось поначалу полнейшей бессмыслицей. В 1958 г. Бор, вспоминая это время, выразился весьма мягко: «3а пределами манчестерской группы [мои идеи] были восприняты с большим скептицизмом». Теория Бора и в самом деле вполне может быть преподнесена как явный вздор. Вдохновенный вздор. Чудо интуиции. Но пусть об этом скажет сам Эйнштейн. Осенью 1913 г. он назвал работу Бора «одним из величайших открытий» и с особым восхищением подчеркнул «грандиозное достижение» датского ученого, связавшего световое излучение с квантовыми переходами электронов, а не с их колебаниями, как это было принято считать с позиций максвелловской и даже квантовой теорий. В «Автобиографических набросках», написанных спустя тридцать лет, когда теория Бора уже давно уступила место новым идеям, Эйнштейн вспоминал об этих годах, предшествовавших первой мировой войне: «Все мои попытки… полностью провалились. Это было так, точно из- под ног ушла земля, и нигде не было видно твердой почвы, на которой можно было бы строить. Мне всегда казалось чудом, что этой колеблющейся и полной противоречий основы оказалось достаточно, чтобы позволить Бору — человеку с гениальной интуицией и тонким чутьем — найти основные законы спектральных линий и электронных оболочек атомов, объясняя их значение для химии. Это кажется мне чудом и теперь. Это — наивысшая музыкальность в области мысли».
В 1900 г. при выводе своей формулы излучения абсолютно черного тела Планку не удалось избежать смешения квантовых и максвелловских идей, несмотря на существовавшие между ними противоречия. В 1916 г. Эйнштейн нашел новый способ (основанный на квантовых представлениях) обходиться, по существу, без понятий, определенных в максвелловской теории электромагнетизма. Успех теории Бора продемонстрировал, что по крайней мере в том, что касается внутренней энергии, атом можно сравнить с лестницей, т. е. с рядом ступеней или уровней. Существование этих энергетических уровней в атоме было фактически подтверждено прямым экспериментом, и Эйнштейну стало ясно, что в любом случае, какая бы судьба ни постигла теорию Бора со всей — увы — присущей ей мешаниной противоречивых представлений, идея о наличии энергетических уровней, безусловно, сохранит свое значение. Исходя из этого, он избрал эту идею в качестве прочного фундамента для своей дальнейшей работы. Использовав вероятностные соображения и далее обойдясь без предположения о существовании фотонов, он обнаружил, по его собственному выражению, «поразительно простой» вывод формулы Планка для излучения абсолютно черного тела. Ему удалось даже больше: вскрылась, например, прямая связь с основной формулой теории Бора. Эйнштейн с трудом скрывал восторг, увидев, как хорошо все подходит одно к другому. Отдавая свою работу для публикации, он написал: «Она прельщает своей простотой и универсальностью». Здесь не было преувеличения. Это было вполне в духе Эйнштейна. Он справедливо относил это исследование к своим лучшим работам. Оно оказало огромное влияние на Бора, а тем самым и на весь ход развития квантовой физики.
Основная идея несложна. Эйнштейн рассматривал газ, состоящий из одинаковых атомов. Для простоты представим себе, что эти атомы обладают всего двумя энергетическими уровнями, и будем с самого начала говорить о частицах света — фотонах, — хотя у Эйнштейна не было в этом нужды. Представим себе далее, что все фотоны обладают энергией, величина которой в точности соответствует разности этих уровней. Назовем атом, находящийся на нижнем уровне, «пустым», а атом на верхнем уровне — «заполненным». Таким образом, когда пустой атом поглощает фотон, он становится заполненным, а когда заполненный атом испускает фотон, он становится пустым.
А теперь вместе с Эйнштейном сформулируем три простых правила, вернее, сначала два, а через некоторое время третье. Все три правила представляют собой квантовые аналоги соответствующих процессов, описанных Максвеллом. Пустой атом останется пустым до тех пор, пока на его пути не встретится фотон. Заполненный атом рано или поздно самопроизвольно, без какого-либо возбуждения извне испустит фотон. Не имея адекватных данных о внутренних процессах в заполненном атоме, мы не можем прогнозировать, когда именно он испустит фотон. А потому мы допускаем, что при большом числе атомов и фотонов эмиссия квантов света происходит в случайные моменты, так что можно описать эту случайность вероятностной формулой. Статистическими формулами такого рода пользовались Резерфорд и другие ученые при исследовании радиоактивного распада атомных ядер.
Итак, пока что мы имеем два процесса. Во-первых, пустые атомы поглощают оказавшиеся в непосредственной близости фотоны. А, во-вторых, заполненные атомы самопроизвольно испускают в непредсказуемые моменты времени фотоны. (Этот процесс известен под названием спонтанная эмиссия.) Мы хотим, чтобы поглощение и эмиссия фотонов находились в равновесии. Но с помощью лишь двух вышеизложенных правил мы не придем к формуле Планка для излучения абсолютно черного тела. Эйнштейн понял, что для получения этой формулы нужен некий третий процесс. Представим себе, что заполненный атом сталкивается с фотоном. Он уже заполнен и не может поглотить еще один фотон. Тут мы, вероятно, сделали бы вполне закономерный вывод, что в этом случае ничего не произойдет. Однако Эйнштейн предположил, что заполненный атом попытается, так сказать, поглотить дополнительный фотон, а в результате ему не только не удастся это, но он еще и потеряет собственный фотон и превратится, таким образом, в пустой атом. Все это напоминает басню Эзопа с неизбежной моралью в конце, и тем не менее третий процесс имеет первостепенное научное значение. Он получил название индуцированной, или вынужденной, эмиссии. Здесь уместно отметить, что через три с половиной десятилетия индуцированная эмиссия стала находить практическое применение. Именно она лежит в основе действия лазера, который уже на сегодняшний день достаточно широко применяется в медицине и промышленности. Индуцированная эмиссия делает возможным и изобретение в военных целях смертоносного луча, способного уничтожить все, на что он будет направлен: людей, танки, самолеты и даже атомную бомбу. Нечто в этом роде вполне может стать оружием третьей мировой войны, если она разразится, и будет в таком случае создано на основе исследований в области квантов, проводя которые (в Берлине в годы первой мировой войны) Эйнштейн преследовал лишь чисто научные, эстетические цели.
Эта необычная история имеет еще много других скрытых сторон. Об одной из них нам хотелось бы коротко сказать. Вскоре была опубликована еще одна статья, в которой Эйнштейн продолжил исследования квантовых процессов в более широком масштабе. Он выдвинул неопровержимые доводы в пользу того, что кванты света следует рассматривать как частицы, обладающие энергией и импульсом, — что-то наподобие пуль. Доводы эти действительно были столь неотразимы, что он смело заявил в своей статье: «…излучения в форме… волн не существует». В самом деле, схожесть поведения квантов света с пулями была в 1923 г. эффектно подтверждена экспериментально. Но и свидетельства в пользу световых волн оставались убедительными, так что в 1922 г. и Бор (как раз в том году он получил Нобелевскую премию), и другие ученые все еще с большим недоверием относились к эйнштейновской идее о частицах света. В каком-то смысле Бор так никогда и не принял ее.
Первая встреча Эйнштейна с Бором произошла в 1920 г., когда Бор был приглашен в Берлин с лекциями о своей теории строения атома. Сразу же по приезде между ним и Эйнштейном завязалась оживленная дискуссия, доставившая обоим немало удовольствия и заполнившая каждую их свободную минуту от первого до последнего дня пребывания Бора в Берлине. Такой, собственно, и должна была быть эта первая встреча двух великих людей: оба относились друг к другу с величайшим уважением, оба были поглощены разрешением сложнейших, запутанных проблем, стоявших перед теоретической физикой. После отъезда Бора из Берлина Эйнштейн писал ему 2 мая 1920 г.: «Редко случалось мне в жизни встречать человека, одно присутствие которого приносило бы такую радость, какой была радость общения с Вами. Теперь я понимаю, отчего Вас так любит Эренфест». Бор отвечал: «Для меня встреча и беседы с Вами были одним из самых знаменательных событий в моей жизни. Вы не можете представить себе, каким великим стимулом было для меня знакомство с Вашей точкой зрения… Я никогда не забуду наши споры по дороге из Далема к Вашему дому…»
В 1922 г. Бор уже стал гордостью Дании, директором Института теоретической физики, который был учрежден в Копенгагене специально для него. Этот Институт стал всемирно признанным центром по развитию атомной теории. Из многих стран стекались в Копенгаген молодые и полные энтузиазма теоретики. Когда впоследствии многие из них в шутку говорили, что официальным языком в Институте был ломаный английский, то в этом, вероятно, была большая доля правды.
Что же касается Резерфорда, то он, как в свое время Максвелл, стал директором знаменитой Кавендишской лаборатории в Кембриджском университете. Теоретик Бор и экспериментатор Резерфорд поддерживали тесную связь, и под их вдохновенным руководством атомная физика шла вперед семимильными шагами.
Тем не менее не далее как в 1922 г. теория Бора столкнулась с серьезными трудностями. Все — и в первую очередь сам Бор — понимали, что эта теория была лишь продуктом переходного периода в развитии физики. Бор проявил большую изобретательность и расширил ее рамки, введя «принцип соответствия» (запомним этот термин). Это придало ей новую поддержку со стороны неквантовой, классической физики. Однако принцип соответствия имел все признаки временной меры. Становилось ясно, что теория Бора почти исчерпала свои ресурсы, и, поскольку не было, казалось, даже намека на другую теорию, способную занять ее место, теоретики атомной физики пребывали в состоянии глубокой безысходности.
Но вскоре словно внезапный взрыв смел все препятствия к дальнейшему прогрессу. Как выяснилось, необходимые намеки имелись-таки в достаточном количестве, и всего за несколько лет напряженных и беспорядочных поисков вся картина преобразилась. Не пытайтесь во что бы то ни стало разобраться в том, что последовало далее. В общих чертах это рассказ о нагромождении событий и самых невероятных интерпретаций, которые способны были поставить в тупик даже величайшие умы. И если это и впрямь покажется лишенным всякой упорядоченности, то по крайней мере поможет создать какое-то впечатление о тех судорожных усилиях, которые предпринимали ученые, пытаясь найти выход из создавшегося положения.
Когда французский физик Морис де Бройль вернулся со знаменитого Сольвеевского конгресса 1911 г., его рассказы о возникших на этом конгрессе дискуссиях взволновали его младшего брата, Луи де Бройля, пожалуй, еще сильнее, чем рассказ Резерфорда об этом конгрессе — молодого Бора. И загадка квантов, и противоречивые факты, подтверждающие, с одной стороны, корпускулярное, а с другой — волновое строение света, не давали покоя Луи де Бройлю, и он между 1922 и 1924 гг. разработал фантастическую на первый взгляд теорию. Свет, считал де Бройль, состоит из частиц, сопровождаемых и направляемых волнами. И — что еще важнее, — по его мысли, точно так же сопровождаются волнами электроны, причем эти волны распространяются со скоростью, превышающей скорость света. Это вполне может показаться неправдоподобным. Да и в самом деле, предложенная де Бройлем интерпретация разработанного им математического аппарата не выдержала проверки, зато ему удалось наглядно объяснить с помощью волн разрешенные электронные орбиты Бора.
Редкостной проницательностью обладал человек, который принял идеи де Бройля всерьез. Это был Поль Ланжевен. Он и сообщил о работе де Бройля Эйнштейну.
Случилось так, что незадолго до этого Эйнштейн и сам имел прекрасный случай проявить свою несравненную физическую интуицию. Не известный ему до тех пор индийский физик Ш. Н. Бозе прислал ему свою рукопись. Однако, прежде чем мы о ней расскажем, попробуем ответить на простой вопрос: если подбросить десятицентовую и двадцатипятицентовую монетки, каковы шансы на то, что выпадут два «орла»? Эта элементарная задачка без труда решается в теории вероятностей. Существуют четыре возможности, и все они в равной степени вероятны. Лишь в одном из этих четырех вариантов выпадают два «орла». Поэтому можно ожидать, что при достаточно долгом подбрасывании монет пара «орлов» будет выпадать в среднем в четверти случаев. Итак, шансы один к четырем, и вероятность составляет 1/4.
Представим теперь, что мы подбрасываем два новеньких десятицентовика. Очевидно, шансы на выпадение двух «орлов» должны остаться теми же, т. е. один к четырем. Вообще сохраняются в точности те же четыре возможности, однако две из них теперь одинаковы, а именно: когда одна монета упадет «орлом», другая «решкой». Это наводит нас на мысль, что имеются всего три различающихся между собой случая: два «орла», «орел» и «решка», и две «решки». В результате мы можем прийти к ошибочному выводу о том, что шансы на выпадение двух «орлов» составляют не один к четырем, а один к трем. Допустить подобную ошибку действительно нетрудно, но позорна она только для специалистов.
Когда теория вероятностей делала лишь первые шаги, в такого рода ловушку попадали даже именитые математики. Чтобы этого избежать, нужно представить, что монетки помечены, и их можно отличить друг от друга.
А теперь вернемся к рукописи Бозе. Он отошел от представления о квантах света с точки зрения электромагнитной теории, рассматривая их просто как частицы. К этим частицам он применил статистические методы, используемые в газодинамике. Кванты света, обладающие равной энергией, так же неразличимы, как новенькие десятицентовики. Что, если их невозможно отличить один от другого? Что, если на них невозможно поставить метки? Что, если намеренно допустить ошибку в счете, против которой нас предостерегали? Что произойдет в этом случае? В этом случае, показал Бозе, знаменитую формулу Планка для излучения абсолютно черного тела можно вывести новым способом.
Если же не допускать ошибку, формулу Планка получить нельзя. Эйнштейн сразу почувствовал важность идеи Бозе. Он сам перевел рукопись Бозе на немецкий язык и приложил усилия, чтобы напечатать ее в одном из немецких научных журналов. Но это еще не все. С поистине пророческой интуицией (не зря ведь эта концепция стала известна под названием статистики Бозе — Эйнштейна) Эйнштейн развил идею Бозе и перенес его метод подсчета вероятностей на случай газа, состоящего из неразличимых между собой частиц вещества. Вот почему, когда Эйнштейну стало известно, что и де Бройль единообразно рассматривает свет и материю, это сразу же привлекло его внимание. Хотя идеи де Бройля казались «безумными» (как вскоре после этого сам Эйнштейн заметил Борну), Эйнштейн сумел оценить все их значение. Вследствие этого во второй статье, посвященной развитию идей Бозе и относящейся к 1925 г., Эйнштейн не только применил идею де Бройля, но и привлек к его работе внимание физиков[35].
Эйнштейн знал, что его слово пользовалось колоссальным влиянием среди ученых, и все-таки даже он едва ли мог предполагать, сколь быстрый, впечатляющий отклик получит его рекомендация идеи де Бройля. Результаты не замедлили сказаться. В начале 1926 г. австрийский физик Эрвин Шредингер, работавший в Цюрихском университете, приступил к публикации разработанной им атомной теории, на долю которой выпал величайший успех. Его теория была тесно привязана к уравнениям Ньютона, но тем не менее материя рассматривалась в ней не как частицы (пусть даже сопровождаемые волнами), а исключительно как волны — идеально гладкие волны, причем не в обычном пространстве, а в абстрактных математических Пространствах, способных иметь множество измерений.
Тем временем в июне 1925 г. двадцатитрехлетний немецкий физик Вернер Гейзенберг уже приступил к созданию не менее успешной атомной теории, избрав совершенно иной Путь. Он не признал представления об электронных орбитах, потому что они ненаблюдаемы, и вообще отказался от изображения внутриатомных процессов с таких позиций. Он взял на вооружение чисто абстрактный подход и в ходе анализа давно известных фактов об атомном спектре обнаружил основания для далеко не тривиального вывода: математический аппарат атомной теории может быть достаточно близок к уравнениям Ньютона, однако при этом X, помноженное на Y, не то же самое, что Y, помноженное на X.
К счастью, Гейзенберг был ассистентом Борна в Геттингенском университете, а Борн был достаточно проницательным физиком, чтобы отнестись к его идеям серьезно. Борн вместе со своим сотрудником Паскуалем Иорданом с большой энергией взялись за развитие концепции Гейзенберга, и уже к ноябрю им втроем удалось придать теории законченный вид. Независимо от них к тому же результату — но только избрав удобный путь — пришел английский физик Поль Дирак из Кембриджского университета. Как и Гейзенбергу, ему в ту пору было двадцать три года.
В июне 1926 г. Борн осуществил тот решительный шаг в развитии физики, за который по прошествии долгого времени ему была присуждена Нобелевская премия. Он предложил новую интерпретацию теории Шредингера — к немалому, следует заметить, огорчению и досаде последнего. Отталкиваясь от давней попытки Эйнштейна привести в соответствие волновые и корпускулярные свойства света, Борн предположил, что волны Шредингера не были волнами материи, как представлялось Шредингеру, а, скорее, волнами вероятности[36], связанными с материальными частицами.
Давайте прервем на время наше чрезвычайно запутанное повествование, чтобы задать вопрос: что же послужило для де Бройля и Гейзенберга источником, из которого они почерпнули вдохновение для своих оригинальных идей и мужество для того, чтобы взяться за их математическую разработку? С психологической точки зрения роль первопроходца играть нелегко. Для этого необходимо обладать огромной верой в свою правоту и незаурядной силой духа. Почти закончив основные вычисления, Гейзенберг, например, самым серьезным образом колебался, не лучше ли будет попросту бросить их в огонь. Надо признать, что для спасения атомной теории действительно нужны были героические усилия. Однако отчаяние лишь подстегивало ученых к новым поискам. Само же по себе оно было плохим руководителем.
Идеи де Бройля брали свое начало непосредственно из эйнштейновской идеи световых квантов, а еще точнее — из его специальной теории относительности. Эта теория имела важное значение и для Гейзенберга. Смелость, с которой Эйнштейн отверг существование абсолютной одновременности, придала Гейзенбергу решимость заявить об отрицании ненаблюдаемых орбит. Более того, одной из путеводных нитей для него послужила проведенная Эйнштейном в 1916 г. работа — та самая, которая в конечном счете привела к созданию лазера. Однако влияние Бора сыграло первостепенную роль: год, проведенный Гейзенбергом в Копенгагенском институте, немало вдохновил его на смелые исследования. Идея Гейзенберга явилась непосредственным результатом принципа соответствия, с помощью которого Бору удалось расширить рамки своей теряющей силу теории. В предсмертных муках эта теория дала жизнь теории Гейзенберга, что можно отнести к величайшей из многих ее заслуг.
Идеи де Бройля и Гейзенберга отличались необычайной оригинальностью. Тем не менее исследование де Бройля настолько органично вытекало из теории относительности и концепции квантов света, что можно, пожалуй, только удивляться тому, что Эйнштейн не сделал сам этого решительного шага. И точно так же выводы Гейзенберга столь очевидным образом вытекали из принципа соответствия Бора, что не менее удивительно, почему Бор тоже не сделал этого решительного шага сам. Однако пусть наше запоздалое удивление не приведет к преуменьшению в наших глазах грандиозности этих поразительных достижений. Де Бройль и Гейзенберг, так же как и Шредингер, заслуженно получили Нобелевскую премию.
Исходя именно из этого, можно взглянуть на все и с другой стороны. Ведь концепции де Бройля — Шредингера — это дань интуиции Эйнштейна; точно так же теория Гейзенберга — дань интуиции Бора. Так оно и должно было быть, ведь Бору и Эйнштейну — этим двум столпам физики — суждено было вступить в длительную борьбу, в ходе которой каждый из них отстаивал свою интерпретацию новой теории.
Мы умышленно употребляем слово «теория» в единственном числе. Дело в том, что Шредингер — да и не только он — обнаружил математическую связь между двумя теориями и показал, что они, в сущности, эквивалентны. С точки же зрения вероятностной интерпретации Дирак и независимо от него Иордан вскоре определили, что они представляют собой лишь разные аспекты одной и той же более общей теории, известной под названием квантовой механики. Эта теория остается и в наши дни подлинно современной.
Волны вероятности в многомерных пространствах? X, помноженное на Y, не то-же самое, что Y, помноженное на X? И, как выяснилось, эти две идеи связаны между собой? К чему же идет мир — квантовый мир? Физики того бурного времени поистине едва успевали перевести дух. Они попали в самый разгар научной революции, которая назревала с самого начала нового столетия. И если мы хотим хоть в какой-то мере испытать то, что испытывали они под ударами ошеломляющих событий, в изобилии обрушившихся на их головы, нам следует прервать досужие рассуждения и решительно двинуться вперед. Как и им, нам предстоит принять на себя новые удары. В 1927 г. по-прежнему воодушевленный смелостью замысла, отличающего эйнштейновскую специальную теорию относительности, Гейзенберг сформулировал далеко идущий принцип, который придал яркую наглядность нетривиальным математическим следствиям квантовой механики.
Чтобы мы могли в темноте увидеть черную кошку, на нее должен упасть луч света. Иными словами, мы должны «бомбардировать» ее квантами света. Значит, фотоны будут, сталкиваясь с кошкой, наносить ей удары. Если рассматривать тела привычных нам по повседневной жизни размеров, то этими ударами, вообще говоря, можно вполне пренебречь. Однако в микроскопическом царстве атома все обстоит далеко не так. Возьмем, к примеру, электрон. Увидеть его невозможно, настолько ничтожно мала его величина. Проведем, однако, мысленный опыт: чтобы осуществить четкое наблюдение электрона, нужен свет, и поток фотонов обрушится на электрон, образно говоря, как град пуль, обильно поражающих наш объект наблюдения. Гейзенберг пришел к выводу, что из-за обусловленных наблюдениями столкновений на квантовом уровне мы не можем в одно и то же время точно знать, где находится частица и как она движется. Чем точнее мы будем измерять ее координаты, тем менее точно сможем измерить ее импульс, и наоборот. Таков — в весьма общих чертах — принцип неопределенности Гейзенберга. Возможно, он не кажется таким уж радикальным. Однако не будем торопиться и посмотрим, что из него следует.
Если в определенный момент времени мы не можем с точностью знать и координаты, и импульс частицы, то мы лишены информации, необходимой для предсказания местоположения этой частицы через какое-то время. Таким образом, будущее перестает быть детерминированным: причинность на квантовом уровне становится случайностью.
Этот вывод нанес классической физике удар куда более сокрушительный, чем отрицание Эйнштейном абсолютной одновременности. Он гораздо сильнее подрубает дерево ее традиций. В самом деле, если будущее не детерминировано, мы с полным правом можем недоумевать, каким же образом способна существовать такая вещь, как традиционная наука? Но не все обратилось в хаос. От детерминированности все-таки кое-что осталось; правда, это «кое-что» достаточно трудно уловить, испытав при этом радость понимания. Попытаемся изложить суть этого «кое-что» следующим образом: между наблюдениями волны вероятности распространяются детерминированно. Благодаря этому становится возможным прогнозирование вероятностей; в случае же обычных тел — планет, снарядов и т. п. — эти вероятности фактически превращаются в определенности, так что неопределенность их движения становится незаметной для нас.
Все эти идеи вызывали у ученых чувство растерянности. Многие испытывали благоговейный трепет перед столь быстро и успешно развивающейся квантовой механикой, которую со всеми ее прекрасными математическими построениями, казалось бы, раздирали физические противоречия. Как же отнестись ко всему этому? И какой смысл — если все это не бессмыслица — можно из этого извлечь? В 1927 г. Бору удалось предложить ответ на эти вопросы, и вместе с идеями Борна и Гейзенберга его ответ лег в основу той интерпретации, которая получила известность как «копенгагенская интерпретация». Бор призвал на помощь концепцию, которой дал название дополнительности. Предлагаемое нами изложение этой концепции, по поводу некоторых деталей которой ученые, видимо, так и не пришли к общему мнению, можно рассматривать лишь как попытку сделать весьма грубый набросок с картины, написанной с подлинно тонким мастерством. Отметим прежде всего — теперь уже нет нужды делать на этом особое ударение, — что квантовый мир атома трудно представить наглядно с помощью обычных терминов. Бор выдвинул смелое предположение, что такого простого и привычного способа представления этого мира не существует вовсе. При проведении квантового эксперимента мы начинаем с установки приборов, которые, как правило, настраиваются поворотом ручки и считыванием показаний стрелок. Завершается эксперимент столь же привычной регистрацией показаний приборов. Таковы наши начальные и конечные действия в обычном, будничном, неквантовом мире. Мы вынуждены совершать эти действия при экспериментировании и не можем их избежать. Тем не менее на основе таких вот экспериментов, будучи привязаны двойным узлом к привычному и хорошо известному, мы пытаемся представить себе неведомый квантовый мир атома. Этот мир, утверждал Бор, столь далек от нашего нормального опыта, что для наглядного его представления было бы совершенно недостаточно нарисовать одну общепонятную картину. Мы вынуждены прибегнуть к двум противоречивым и в то же время дополняющим друг друга изображениям. Пусть вас не смущает противоречивость волновой и корпускулярной картин. Обе они необходимы. Они просто друг друга дополняют и на самом деле не содержат противоречия с точки зрения физики. Подобно тому как нет никакого противоречия в столь разнящихся между собой картинах дневного и ночного неба, так нет никакого противоречия и в том, что в одних экспериментах проявляется волновое поведение электронов, а в других — их корпускулярные свойства. Этот конфликт существует лишь в нашем воображении, поскольку мы стремимся получить одну-единственную простую и привычную картину внутриатомного мира, а ее на самом деле не существует. Для наших изображений необходимы не только волны, не только частицы, но и такие детали, как координаты и импульсы электронов, несмотря на вскрытую Гейзенбергом кажущуюся их противоречивость. И снова, чтобы получить точное изображение в пространстве и во времени, мы вынуждены отказаться от строго детерминистского подхода. И наоборот: мы должны, говорил Бор, смириться с этой всепроникающей дополнительностью; избежать ее мы не можем — в принятии этой неизбежности содержится спасительный выход.
Какова же была позиция Эйнштейна? Все это ему не нравилось, поскольку шло вразрез с тем, что подсказывал ему научный инстинкт. С тех самых пор, когда еще молодым человеком он расширил рамки появившейся в 1900 г. новаторской работы Планка, он усиленно пытался извлечь физический смысл из понятия квантов света, которое сам же и ввел. Можно только строить догадки о том, какое бесчисленное множество подобных попыток довелось ему за свою жизнь предпринять и отвергнуть. Эта проблема постоянно занимала его, не давая покоя. Каким образом могут отдельные фотоны вести себя как частицы при столкновении с атомами и в то же время проявлять в своем движении волновые свойства, словно каждый из них способен находиться в нескольких местах сразу? Де Бройль сделал эту загадку волн-частиц еще более запутанной и сложной, распространив ее не только на свет, но и на материю, и в результате она пронизала всю физику. Как раз с этим Эйнштейн был согласен: подобное проникновение одного принципа во многие разделы науки свидетельствовало о его фундаментальности. Бор пришел к заключению, что мы должны свыкнуться с существованием двух дополняющих друг друга образов — волны и частицы. Вот против этого и восставал присущий Эйнштейну инстинкт. 12 декабря 1951 г., уже на склоне лет, Эйнштейн написал своему старинному другу М. Бессо (с которым он когда-то, еще работая в Бюро патентов, обсуждал возникающие у него идеи) следующие слова: «Все эти пятьдесят лет бесконечных размышлений ни на йоту не приблизили меня к ответу на вопрос: что же такое кванты света? В наши дни любой мальчишка воображает, что ему это известно. Но он глубоко ошибается».
Эйнштейн был в самой гуще борьбы за правильную интерпретацию новорожденной квантовой механики. Он незамедлительно вступил в спор с Борном по поводу вероятностной интерпретации теории Шредингера. Однако главным его научным противником был Бор.
В конце 1927 г. на пятом Сольвеевском конгрессе эта борьба велась уже в открытую. Борн и Гейзенберг утверждали, что неопределенность неизбежна и что ввиду отсутствия строгой причинности вероятности выражают все, что может быть в таком случае выражено. Бор был с этим согласен. Эйнштейн протестовал. Он не желал принимать то, что отвергала его интуиция. Он чувствовал, что этой теории недоставало завершенности. Тогда он выдвинул целый ряд остроумнейших доводов в пользу своей точки зрения. Никогда еще квантовая механика не подвергалась столь массированной атаке. Однако, хотя Бор и его союзники оказались в весьма затруднительном положении, позиций они не сдали. Оттачивая и совершенствуя свои концепции в ходе сражения, они одно за другим смели все возражения Эйнштейна, и тот при всей своей изобретательности вынужден был отступить. Непостижимое столкновение (электрона и фотона) при наблюдении было неизбежно. Любая предложенная Эйнштейном схема измерения этого столкновения требовала нового наблюдения, которому соответствовало его собственное столкновение, а для того, чтобы измерить последнее, необходимо было еще одно наблюдение (со столкновением) — и так далее. Вся последовательность не оставляла никакой видимой надежды на победу. Копенгагенская интерпретация выдержала атаку Эйнштейна. Сразу после конгресса Бор и Эйнштейн продолжили сражение — теперь уже в доме Эренфестов, и хозяин, боготворивший и того и другого, был немало потрясен тем, что один из его героев не желает соглашаться с развиваемой в Копенгагене интерпретацией. Через несколько месяцев — в мае 1928 г. — Эйнштейн написал Шредингеру: «Утешительная философия — или религия — Гейзенберга — Бора столь искусно придумана, что до поры до времени она подкладывает мягкую подушку под голову истинно верующего, с которой его не так-то легко согнать».
В 1930 г., на шестом Сольвеевском конгрессе — последнем, на котором довелось присутствовать Эйнштейну, — он вновь предложил обойти гейзенберговский принцип неопределенности. На сей раз Бор был ошеломлен. Аргументы Эйнштейна казались неуязвимыми, и Бор не сумел отыскать в них ни одного слабого места. А ведь если бы его действительно не было, то вся квантовая теория, которая в то время процветала как никогда ранее, оказалась бы глубоко несовершенной. Вот этого Бор никак не мог допустить. Но доводы Эйнштейна упрямо и неумолимо стояли перед ним, требуя капитуляции. Бор пытался и гак, и этак разрушить их, но они выдерживали любой его штурм. Бор в полном смысле слова лишился сна, ведь на карту было поставлено слишком многое. Почти всю ночь он провел в раздумьях над этой проблемой, и к утру решение было найдено: аргументы Эйнштейна оказались несостоятельными из-за им же самим введенного в физику принципа эквивалентности и, следовательно, из-за его же обшей теории относительности. Бор одержал чрезвычайно важную победу. Эйнштейн был вынужден признать, что эта партия им проиграна, а значит, признать справедливость принципа неопределенности Гейзенберга. Но он все еще не отказался от борьбы.
В 1933 г. в Бельгии незадолго до того, как навсегда покинуть Европу, Эйнштейн упомянул об одной своей новой идее. Через два года вместе со своими сотрудниками по Институту высших исследований Борисом Подольским и Натаном Розеном он изложил ее в статье, суть которой мы попытаемся передать, оставив в стороне математику. Рассуждение отличается обманчивой простотой. Вообразим, что два электрона А и В отскакивают друг от друга на расстояние, достаточное, чтобы ни один из них не мог оказать существенное воздействие на другой. В этом есть определенная хитрость, ведь если провести наблюдение за А, можно строить выводы относительно В, и никто не сумеет доказать, что при наблюдении А столкновение затронуло В или что вообще каким бы то ни было образом было осуществлено воздействие на В. Сама квантовая теория говорит, что, если измерять координаты А, можно сразу же вывести точные координаты В, а если вместо этого проводить наблюдение точного импульса А, можно тут же вывести точный импульс В. Итак, стратегия ясна: мы будем проводить наблюдение за А, но говорить при этом о В, ведь на В наше наблюдение никоим образом не влияет. Предположим для наглядности, что наши электроны отскакивают друг от друга в воскресенье, а расстояния таковы, что мы можем ждать целую неделю, прежде чем проведем наблюдение за А. Согласно Гейзенбергу, нельзя с точностью определить одновременно и координаты, и импульс электрона. Однако мы можем сделать выбор и измерять что-то одно. Так что в понедельник мы решаем, что будем измерять точные координаты А. Во вторник мы передумываем и договариваемся, что вместо этого лучше измерить точный импульс А. В среду нам кажется, что в конце концов следует измерить координаты А. В четверг мы снова предпочитаем импульс А. В пятницу — координаты А. В субботу — импульс А. И в воскресенье, не в силах сделать окончательный выбор, подбрасываем монетку и, поставив на «орла» или «решку», выполняем то измерение, которое нам выпадает.
Предположим, что нам выпало измерить координаты электрона А. В таком случае, проведя наблюдения, мы тут же узнаем и координаты второго электрона В, не оказывая на него никакого воздействия. Это гарантирует нам сама квантовая теория. Представим теперь, что монетка упала так, что мы должны провести измерения не координат, а импульса А. Тогда, проведя наблюдение, мы тут же получим и импульс В, опять- таки не оказывая на В никакого воздействия.
Конечно, нельзя всерьез представить дело так, что электрон В будет, подобно хамелеону, подстраиваться под наше настроение и то будет иметь точные координаты, но не иметь импульса — как, скажем, в понедельник, — то уже во вторник получит импульс, но лишится координат; затем в среду он их снова приобретет, но потеряет импульс, чтобы в четверг снова получить его и потерять координаты, — и так далее до самого последнего момента, пока наконец подброшенная монетка не разрешит все сомнения и колебания и не подскажет выбор. И все это время В будет существовать изолированно в физическом смысле от А, от нас и от нашей монетки. Безусловно, доказывали Эйнштейн и его коллеги, как точные координаты, так и точный импульс В должны обладать физической реальностью одновременно. Однако Гейзенберг показал, что квантовая теория запрещает нам знать сразу и то и другое. Следовательно, квантовая теория не дает законченного описания физической реальности. Это неполная теория.
Как ответили бы вы на подобное рассуждение? Сдались бы или продолжили борьбу? Бор предпочел второе. Скоро вы узнаете, как он встретил этот новый выпад Эйнштейна. Однако небольшая передышка была бы сейчас очень кстати, так что мы воспользуемся ею, чтобы затронуть кое-какие другие вопросы. Наверное, после некоторых наших замечаний по поводу теории Максвелла у вас сложилось впечатление, что она давным- давно устарела. Но в 1927 г. Дирак нашел способ омолодить ее. Он сделал теории Максвелла что-то вроде переливания крови, только роль донорской крови сыграли кванты. Используя статистику Бозе — Эйнштейна, он вывел из испытывающей вторую молодость максвелловской теории не только формулу Планка для излучения абсолютно черного тела, но и все результаты, полученные Эйнштейном совершенно иным путем в «лазерной» работе 1916 г. В итоге, несмотря на внутренние проблемы, возвращенная к жизни теория Максвелла развивается и до сих пор остается наиболее точной и проверенной физической теорией из всех известных на сегодняшний день.
Восстановив, таким образом, справедливость по отношению к Максвеллу, не забудем и о Ньютоне. Бор, Гейзенберг и Шредингер строили свои теории на фундаменте, заложенном Ньютоном, а Дирак на редкость удачно показал, что новая квантовая механика — это, по сути, механика Ньютона после «переливания квантов». Теперь, когда мы, кажется, отдали должное всем, вспомним и Эйнштейна.
В 1928 г. Дирак с блеском применил специальную теорию относительности к квантовой теории электрона. В этом замечательном достижении равно поражает и совершенное владение математикой, и тот огромный успех, который выпал на его долю. Не удивительно, Что это исследование Дирака наряду с другими было отмечено Нобелевской премией.
В длительной борьбе, которая велась Эйнштейном по поводу интерпретации квантовой механики, вновь и вновь повторялась одна тема: его инстинктивное недоверие к идее вероятностной вселенной, в которой поведение отдельных атомов зависит от случайности. По своему обычаю, рассматривая глубочайшие научные проблемы, Эйнштейн старался взглянуть на вещи с точки зрения бога. Стал бы бог создавать вероятностную вселенную? Эйнштейн интуитивно чувствовал, что ответ на этот вопрос должен быть отрицательным. Ведь если бог способен был создать вселенную, в которой ученые могли обнаружить научные законы, то в таком случае он же мог сотворить и такую вселенную, которая полностью подчинялась бы этим законам. Он не стал бы создавать вселенную, в которой ему пришлось бы случайным образом принимать каждый момент решения по поводу поведения каждой отдельной частицы. Эйнштейн не мог доказать это: убеждение его основывалось на интуиции, питалось чувством и укреплялось внутренней верой в свою правоту. Хотя подобный подход Эйнштейна и кажется наивным, он имеет глубокие корни. Пусть его интуиция и не была непогрешимой, она сослужила Эйнштейну хорошую службу. Наука вся держится на вере. Множество странных ее перипетий, о которых мы узнали, и среди них даже та теория, которую первоначально разработал Бор, должны были уже убедить нас в том, что большая наука не делается средствами одной лишь холодной логики.
Эйнштейн резюмировал это свое интуитивное недоверие к квантовой теории в чрезвычайно образной фразе: «Gott würfelt nicht»! К ней — в той или иной форме — он прибегал по самым разным поводам. Это переводится примерно так: «Бог не играет в кости». Хотелось бы привести здесь перевод этого эйнштейновского высказывания на английский язык, сделанный поэтом Жаном Унтермайером; его отмечают волшебство и величие, которые открываются нам в шедеврах и науки и искусства: «God casts the die, not the dice»[37].
Бор тоже предложил свой перевод этого высказывания. Он усомнился в том, что в любом языке одни и те же свойства приписываются обязательно богу. В результате он перевел слово «Gott» не как «бог», а как «силы провидения». Это, возможно, проливает свет на различие научных мировоззрений Бора и Эйнштейна. Тем не менее, отвечая в письме в 1945 г. на заданный ему вопрос о религиозных убеждениях, Эйнштейн писал:
«Использование антропоморфических понятий по отношению к вещам, которые лежат вне сферы человеческих представлений, всегда вводит в заблуждение. Это детские аналогии».
Это должно было бы совпадать с точкой зрения Бора, с недоверием относившегося к рассуждениям о «боге, который не играет в кости». Однако в 1953 г. Эйнштейн объяснял в другом письме одному атеисту, что, говоря о боге, не играющем в кости, он имел в виду не «Иегову или Юпитера, а имманентного бога Спинозы». А в приводившемся уже письме 1945 г. далее звучат слова, которые Эйнштейн неоднократно повторял: «Религиозность ученого состоит в восторженном преклонении перед гармонией законов природы, насколько эти законы доступны для нашего разума. В этом все». Отсюда можно было бы сделать вывод, что для Эйнштейна гармония вселенной была бы нарушена, если бы «бог играл в кости». Каждое утверждение физика такого масштаба, как Эйнштейн, звучит необыкновенно весомо, даже если оно выражено в метафорической форме. Многочисленные высказывания Эйнштейна все-таки не проливают свет на то, что же он в целом подразумевал под словом «бог». В его научной работе бог был руководящим понятием, но понятием, не имеющим четкого определения — ибо кто может четко определить, что такое бог? Тем не менее бог символизировал не только страстное стремление Эйнштейна к чуду и красоте, но и то интуитивное ощущение единства со вселенной, которое было отличительным признаком его гениальности. Однако «гениальность» так же мало поддается четкому определению, как и «бог».
Каков же был ответ Бора на утверждение Эйнштейна, Подольского и Розена, согласно которому наблюдение за электроном А делает теоретически возможным получение информации об электроне В без оказания какого-либо воздействия на В? Вспомним, как мы в течение недели не могли решить, измерять ли нам координаты или же импульс электрона А, а также вывод о том, что и точные координаты, и точный импульс электрона В обладают физической реальностью одновременно, из чего следовало, что квантовая теория не полна. Эти рассуждения заставили Бора глубоко задуматься. Они оказались куда более тонкими, чем ему показалось сначала, и только после тщательного анализа ему удалось найти нужный ответ. Бору пришлось немного отступить и отказаться от рассмотрения столкновения, происходящего при наблюдении электрона. Он поставил условие о необходимости рассматривать эксперимент как единое целое и потом назвал его «единичным явлением», которое непременно и начинается и заканчивается в реальном мире. Но не будем вникать в детали сейчас — нам предстоит еще остановиться на этом более подробно. Сейчас же изложим суть ответа, который Бор предложил Эйнштейну. Предположим, что, прежде чем приступить к эксперименту, мы подписали соглашение, обязуясь измерить, скажем, координаты. И если не изменять условия этого соглашения, то никаких новых проблем не возникает. Теперь с самого начала целью эксперимента будет измерение координат, а не импульса. Если же мы обязались бы в нашем соглашении измерять, наоборот, импульс, нам пришлось бы проводить совершенно другой эксперимент, и в таком случае координаты в нем вообще бы не фигурировали. Таким образом, в дискуссии возникают два различных «физических явления» в том смысле, который определил Бор. Итак, рассуждал Бор, по отношению к фактическому физическому явлению или же к завершенному эксперименту совершенно безразлично, подписали ли мы соглашение, заранее определив, таким образом, свой выбор, или же наше решение будет меняться изо дня в день, пока мы в конце концов не положимся на волю случая и не подбросим монетку. Значение имеет лишь конкретный завершенный эксперимент, тот эксперимент, который так и не был проведен, и ни в коей мере не выяснение того, когда и каким образом было принято решение, какой именно эксперимент проводить. Два эксперимента — взаимоисключающие физические явления. Проводя один из них, мы не можем одновременно осуществлять другой. Таким образом, продолжал Бор, мы не можем противопоставлять фактически осуществленный эксперимент — каким бы он ни был — эксперименту, который не был проведен. Следовательно, отпадает вопрос о конкретном конфликте, а значит, нет веских оснований для вывода о неполноте квантовой механики.
Эйнштейн должен был признать, что рассуждения Бора логически неуязвимы. Однако это было результатом отступления Бора на неприступную оборонительную позицию. Он просто отнял у Эйнштейна право продолжать и дальше сталкивать концепции, так что Эйнштейн сравнил отношение Бора к проблеме в целом с солипсизмом[38]. Солипсизм нельзя опровергнуть с помощью логики. Тем не менее его отрицают. Во многом сходно с этим отрицание Эйнштейном копенгагенской интерпретации квантовой механики, ибо оно тоже основывалось не на логике, а на инстинктивном неприятии этой точки зрения и вере в собственную правоту.
Но другие ученые — за весьма незначительным исключением — не поддерживали Эйнштейна. Убедившись в том, что теория Бора основательна и выдерживает самую придирчивую критику, они проявили готовность принять ее. С упоением погрузившись в исследования, сулившие самые невероятные возможности приложения новой теории, они с недовольством воспринимали новые попытки подвергнуть сомнению ее устои. Статья Эйнштейна, Подольского и Розена вызвала у них на какое-то время растерянность, и, когда последовал ответ Бора, они вздохнули с облегчением. Не один Бор отвечал Эйнштейну и его коллегам. Ученые меньшего ранга тоже писали о несостоятельности критики квантовой механики, но, как с горькой иронией заметил Эйнштейн, подобных опровержений было много, причем одно противоречило другому.
Еще до этого копенгагенская интерпретация фактически обрела силу догмы. Любая попытка поставить под вопрос ее правомерность могла стоить репутации и сделать усомнившихся предметом насмешек. Мало кто из физиков способен был противостоять такому давлению. Планк не одобрял копенгагенскую позицию. Де Бройль, хотя и перешел поначалу в стан ее сторонников, в дальнейшем переменил свое мнение и пытался освободиться от влияния этой концепции. Шредингер после краткого, но мучительного периода растерянности выступал со всей силой и откровенностью против Копенгагенской школы. Эйнштейна, как мы уже знаем, ничто не могло склонить к принятию этой теории. Но все-таки возражали очень немногие. Подавляющее большинство физиков приняло сторону Копенгагенской школы и без долгих церемоний окрестило всех несогласных «твердолобыми консерваторами». Такое положение сохранялось в течение почти двадцати лет, и лишь потом вновь стали высказываться сомнения в непогрешимости теории Бора. И, несмотря на то, что и сегодня большинство специалистов по квантовой механике по-прежнему так или иначе придерживаются копенгагенской интерпретации, она уже не встречает такой безоговорочной преданности, которая сопутствовала ей в пору расцвета. Не то чтобы признание получила какая-то иная интерпретация. Как выяснилось, при значительном отступлении от строго ортодоксального подхода выявляется нечто более существенное, чем преходящий дискомфорт.
Проблематичность создавшегося положения чаще всего отрицается. Тем не менее Дирак, например, судя по тому, что он писал в 1963 г., осознавал эту проблематичность. Он не мог предугадать возврата к классическому детерминизму, но в предвидении пока еще неведомых перемен говорил: «Вероятно, получить удовлетворительную картину [теперешнего переходного] этапа невозможно». Из квантовой механики нашего времени в ее копенгагенской интерпретации вытекают следствия, которые грешат против здравого смысла. В этом она сближается с теорией относительности. Подвести итог сказанному поможет яркий пример, приведенный Шредингером в 1935 г. В качестве предисловия заметим, что, согласно копенгагенской интерпретации, предсказать момент радиоактивного распада атомного ядра невозможно. Это звучит знакомо. Разве не было подобной идеи у самого Эйнштейна в «поразительно простом» выводе формулы Планка в 1916 г.? Разве у Эйнштейна атомы не испускали фотоны спонтанно, в непредсказуемые моменты? В самом деле, Бор находился под большим влиянием этой работы Эйнштейна и именно в ней нашел подтверждение мысли о спонтанности, беспричинности и непредсказуемости квантовых процессов. Не будут ли тогда радиоактивный распад и другие виды спонтанного излучения как раз теми примерами, когда, используя образное выражение Эйнштейна, бог все-таки «играет в кости»? Ответ Копенгагенской школы был бы утвердительным. Ответ Эйнштейна — отрицательным. Ибо Эйнштейн рассматривал теоретическую непредсказуемость как результат неполноты теории, которую он считал переходной: причина в нас самих, а не в атомах. Сторонники же Копенгагенской школы настаивали, что квантовые уравнения позволяют получить полную физическую картину, в принципе отрицая возможность предсказания точных моментов, в которые будут иметь место подобные спонтанные процессы: заранее могут быть известны лишь вероятности.
Учитывая все это, рассмотрим пример Шредингера. Запрем кошку в комнате, где находится ампула с цианидом. Затем поместим в детектор и потенциально радиоактивный атом таким образом, чтобы в случае радиоактивного распада — если он произойдет — детектор привел в действие механизм, который разобьет ампулу, после чего кошка погибнет. Предположим, что мы выбрали такой атом, для которого шансы на то, что в течение часа произойдет радиоактивный распад, составляют 50 %. Будет ли кошка жива по прошествии часа?
Либо да, либо нет — примерно так подумали бы мы. Но в соответствии со стандартной копенгагенской интерпретацией квантовой механики в конце этого часа кошка будет пребывать в неизвестном состоянии, и шансы на то, что она жива, как и на то, что она мертва, будут равны. Конечно, мы могли бы просто заглянуть в комнату по истечении часа и удостовериться, жива кошка или же нет. Это действие само по себе едва ли могло бы убить кошку, если она оказалась бы жива, и, уж конечно, не воскресило бы ее, если бы она была мертва. Здравый смысл подсказывает нам, что в данном случае наше подглядывание не имело бы никаких последствий: кошка либо вполне очевидно жива, либо не менее очевидно мертва, независимо от того, заглянем мы в комнату или нет. А вот в копенгагенской интерпретации наше подглядывание вносит коренное изменение в математическое описание ситуации: неопределенность относительно кошки сменяется либо состоянием, когда она определенно жива, либо состоянием, когда она определенно мертва, причем и то, и другое возможно.
Допустим, мы признаем, что все значимые аспекты физической ситуации полностью описываются языком математики. В таком случае не так-то легко согласиться с тем фактом, что простое заглядывание в комнату с кошкой может послужить причиной столь серьезного изменения математического описания, а следовательно, и физической ситуации. Бор обошел неудобства, настаивая на необходимости рассматривать физическое явление целиком как нечто единое, имеющее и начало, и конец в неквантовом, повседневном мире, в котором наблюдение в конце покажет, что кошка либо определенно жива, либо определенно мертва. В царстве, где правят кванты, нельзя внезапно остановиться в надежде извлечь какой-либо повседневный смысл из незавершенного физического явления.
Эта хитроумная теория неуязвима при условиях, ею же оговоренных. Она отрицает право строить привычные изображения для промежуточных квантовых этапов, лежащих между неквантовым началом и неквантовым завершением цельного физического явления. Если же мы станем протестовать и вместе с Эйнштейном упрекнем квантовую механику в том, что она дает неполное описание физической реальности, то к подобному неудобству можно отнестись как к временному явлению, даже если мы не можем предложить какую-либо более состоятельную теорию. Эйнштейн охотно признавал замечательные достоинства квантовой механики. В «Автобиографических набросках» он, тщательно подбирая слова, назвал ее «физической теорией, которая из всех физических теорий нашего времени достигла наибольших успехов». Эйнштейн не отождествлял успех квантовой механики с ее приемлемостью. По-прежнему вероятностный характер этой теории вызывал у него недоверие. Неотъемлемо присущий ей индетерминизм все так же был ему не по душе. Отвечая своим критикам в той же самой книге, куда входили «Автобиографические наброски», Эйнштейн подытожил свою точку зрения по этому вопросу. И тот итог, к которому он пришел, будет казаться убедительным или не очень в зависимости от сложившихся у каждого предпочтений.
Рано еще строить догадки об исходе сражения между Бором и Эйнштейном. Не дано нам пока знать, окажутся ли в конце концов инстинктивные предчувствия Эйнштейна достаточно хорошо обоснованными, пусть даже самым неожиданным образом, или нет. Решающее слово принадлежит непредсказуемому будущему.
А вот то мнение, которое складывалось во времена Эйнштейна, было явно против него. Да, именно он расширил введенное Планком понятие кванта, на что не решился никто, включая и самого Планка; да, это его новаторские идеи о квантах с самого начала были решающим фактором, обусловившим признание этого понятия; да, не кто иной, как он, приветствовал революционные представления де Бройля, вдохновившие Шредингера; безусловно, он был на переднем фронте всех новых научных веяний; это он был тем самым дальновидным творцом новых тенденций в этих веяниях, когда будущее казалось всем погруженным во мрак; и вот теперь адепты квантовой механики считают его старомодным консерватором — чем-то вроде гения в отставке, который ведет тщетную борьбу против неизбежной революции, затрагивающей самые основы науки.
Подобное отношение со стороны физиков легко объяснимо. Смелые нововведения Эйнштейна в области квантов были поглощены новой квантовой механикой, и с появлением этой теории роль Эйнштейна во всем, что касалось квантов, свелась единственно к роли критика. Восторженным поклонникам новой теории легко было обращать критику Эйнштейна против него самого, забывая при этом, какое важное значение она имела для совершенствования копенгагенской интерпретации. Созданная Эйнштейном общая теория относительности возвысила его до уровня Ньютона. Однако в отличие от специальной общая теория относительности была ни к чему специалистам по атомной физике. Ее немногочисленные приложения относились скорее к Вселенной в целом, нежели к области лабораторного экспериментирования; и чем больше углублялся Эйнштейн в эту теорию с целью дальнейшего ее обобщения, тем дальше она уводила его от непосредственных задач, стоявших тогда перед атомной физикой. Его отъезд из Европы в 1933 г. и переход в Институт высших исследований, а также относительная изоляция, к которой он намеренно стремился, поселившись в Принстоне, еще больше усилили его оторванность от актуальных проблем физики. И все же, несмотря на то, что его влияние среди физиков становилось все меньшим, для широкой публики он по-прежнему оставался верховным оракулом и символом науки.
Тем временем в Европе близились к развязке важные события как научного, так и политического характера. В 1919 г., еще будучи в Манчестере, Резерфорд обнаружил, что при сильном столкновении ядер гелия и азота они могут превратиться в ядра водорода и кислорода; таким образом, произошло превращение хорошо известных нерадиоактивных и до того считавшихся неизменными ядер. Совершенно очевидно, что это открытие имело большое значение. В то же время оно казалось достаточно безобидным. Из-за микроскопических масштабов рассматривавшихся Резерфордом явлений — как- никак эксперименты проводились с отдельными атомами — оно пользовалось куда меньшим вниманием публики, чем другое — главное — научное событие 1919 г., а именно подтверждение Эддингтоном общей теории относительности Эйнштейна в результате наблюдения солнечного затмения.
Однако с течением времени открытие Резерфорда приобретало все больший вес. Была открыта способность к превращениям и у ядер других атомов, считавшихся ранее устойчивыми. В 1932 г. в Кавендишской лаборатории в Кембридже, директором которой был Резерфорд, результаты отдельных ядерных трансмутаций впервые четко подтвердили правильность эйнштейновской формулы Е = тс2. Это произошло спустя четверть века после того, как Эйнштейн вывел свою формулу в 1907 г. В следующем, 1933 г. было получено еще более четкое ее подтверждение — на этот раз масса уже не частично, а полностью преобразовывалась в энергию[39].
Итак, не оставалось более сомнений в том, что интуиция не подвела Эйнштейна и что масса представляет собой огромный резервуар энергии. Не так много энергии выделяется при сжигании унции угля. Унцию же песка мы даже не в силах сжечь. И тем не менее в одной-единственной унции угля, или песка, да и вообще чего угодно скрыто такое количество энергии, которое эквивалентно энергии, получаемой при сжигании буквально тонн угля. Нескольких тонн. Фактически сотен тысяч тонн или около того. Можно ли раскупорить этот резервуар, чтобы использовать заключенную в нем энергию для практических целей? Интересно, что и Резерфорд, и Эйнштейн такую возможность отрицали. Извлечение энергии из массы, заключенной в атомных ядрах, было, с их точки зрения, в высшей степени пустой затеей: на это пришлось бы затратить энергии куда больше, чем ее было бы получено.
Как бы то ни было, в том же 1932 г., принесшем первое очевидное подтверждение формулы Е = тс2, исследования ядерных трансмутаций, проводившиеся в Германии и Франции, привели Джеймса Чедвика, работавшего в Кавендишской лаборатории, к открытию нейтрона — электрически нейтральной частицы, имеющей массу, близкую к массе ядра водорода. С открытием нейтрона положение радикально изменилось, хотя в то время никто — за единственным исключением — этого еще не осознавал. Этим исключением был бывший студент Эйнштейна, Силард, эмигрировавший в Англию. Он с поразительной ясностью предвидел последствия открытия нейтрона. Описанные нами события 1932 и 1933 гг. происходили на фоне прихода Гитлера к власти и последовавшего за этим бегства ученых из Германии. Например, Шредингер оставил свое профессорское место в Берлине и переселился в Дублин. Борн покинул Геттинген и в конце концов стал профессором в Эдинбурге. Германия теряла свои лучшие умы.
В 1934 г. важная работа была проведена в Италии, находившейся под властью фашистского режима. Энрико Ферми вместе с группой единомышленников проводил в Римском университете эксперименты по бомбардировке атомных ядер нейтронами. Не имея заряда, нейтроны могли приблизиться к ядрам, не испытывая воздействия сил электрического отталкивания. Нас в данном случае не интересуют полученные им результаты, которые в дальнейшем принесли Ферми Нобелевскую премию. Особое значение для нашего рассказа имеет осуществленная Ферми слабая бомбардировка ядра урана — самого тяжелого и обладающего наибольшим зарядом из всех известных тогда науке ядер. Ферми предполагал, что при этом мог бы быть создан доселе неизвестный элемент — теперь он называется нептуний, — но уверенности в этом у него не было.
Ферми не знал, что ему удалось осуществить нечто гораздо более ценное: в его эксперименте произошло расщепление ядер урана. Об этом факте никто в ту пору не подозревал, и смертоносная бомба пока еще ждала своего часа, в то время как политическая обстановка все более накалялась. Нацистская Германия перевооружалась. В марте 1936 г. нацисты, еще не подготовившись как следует к войне, в результате невиданного блефа вновь оккупировали Рейнскую область, не встретив никакого сопротивления. В том же году Бор выдвинул теорию атомного ядра, в которой показал, что атомным ядрам присущи многие характеристики капель жидкости. В то же время в Берлинском институте кайзера Вильгельма, том самом, с которым некогда сотрудничал Эйнштейн, немецкие химики Отто Ган и Фриц Штрасман вместе с австрийским физиком Лизе Майтнер, идя по стопам Ферми, занялись бомбардировкой ядер урана нейтронами и применили все имеющиеся химические средства в попытке установить — образовался при этом новый элемент или же нет.
В марте 1938 г. содрогавшаяся от ужаса Европа стала свидетельницей того, как нацистская Германия захватила Австрию посредством одной лишь военной угрозы, не произведя ни единого выстрела. Лизе Майтнер, как еврейка, оказалась в опасности. До тех пор иностранное подданство служило ей защитой от жестоких антисемитских законов, установленных нацистами в Германии. Теперь же, когда Австрия — ее родина — стала частью Германии, она уже не считалась иностранкой, а в качестве гражданки Германии могла чувствовать себя в безопасности лишь за пределами этой страны. С помощью Бора ей удалось найти прибежище в Институте Нобеля в Швеции, где она снова обрела и статус иностранки, и безопасность.
В сентябре 1938 г. было подписано Мюнхенское соглашение — тщетная попытка умиротворения Гитлера. Стремясь любой ценой отсрочить войну с Германией, а возможно, и натравить ее на Россию, деморализованные демократические государства предали свою союзницу Чехословакию и практически оставили ее на произвол диктаторского режима Гитлера. В Англии голос протеста поднял Черчилль, находившийся не у власти.
Тогда же, в сентябре, Муссолини в тупом подражании Гитлеру ввел антисемитские законы в Италии, где до того времени антисемитизма как такового не существовало. И вот Ферми, которому уже успели надоесть тоталитарные порядки, стал готовиться к отъезду.
В ноябре 1938 г. в течение недели организованного насилия и террора нацисты вели войну против евреев в Германии. В декабре Ферми с семьей отправился в Швецию, чтобы получить там Нобелевскую премию, и оттуда навсегда переехал в Америку, где его ожидало место профессора Колумбийского университета в Нью-Йорке. Менее чем за год до начала второй мировой войны урановая бомба Ферми начала потихоньку открывать свою тайну. Перед самым рождеством 1938 г. Ган и Штрасман завершили работу над специальной статьей и показали, что при бомбардировке ядер урана относительно медленными нейтронами можно получить ядра бария, масса которых составляет всего лишь около половины массы ядер урана. Таким образом, было похоже, что ядра урана расщеплялись. Все, что было известно физикам, говорило против этого.
Пораженный сделанным открытием, Ган отправил подробное сообщение Лизе Майтнер, и она обсудила эту проблему со своим племянником Отто Фришем, который также бежал от нацистов. Используя мысль Бора о том, что поведение ядер сходно с поведением капель жидкости, Майтнер и Фриш в течение нескольких дней пришли к решению. В результате действия в ядре урана мощных сил электростатического отталкивания оно могло, подобно капле, находиться в состоянии, столь близком к нестабильности, что проникновение в ядро одного- единственного нейтрона вполне способно было послужить причиной его расщепления на две капельки меньшего размера — или же два меньших ядра. Однако постойте. Ведь в силу взаимного электростатического отталкивания эти ядра должны были бы энергично разлетаться в разные стороны. Откуда же могло взяться такое большое количество энергии? Ответом на этот вопрос послужила формула Эйнштейна Е=тс2. Без массы, связанной с энергией разлетающихся осколков, объединенная масса двух меньших ядер была бы значительно меньше массы исходного ядра урана и нейтрона. Если же недостающая масса вновь появляется в виде энергии движения, все становится на свои места. Ядра урана действительно были расщеплены на две почти равные половинки. Этому процессу Майтнер и Фриш дали название деления. Еще более эффектным было предсказание, что деление должно сопровождаться высвобождением колоссального по атомным масштабам количества энергии.
Далее события стали развиваться быстро. В Копенгагене Фриш провел решающий эксперимент, подтвердивший существование предсказанных взрывов энергии. Но еще до этого эксперимента он поспешил изложить теорию деления атомного ядра Бору, который должен был вот-вот уехать в Принстон, где собирался в течение некоторого времени поработать в Институте высших исследований. Бор привез эти сенсационные известия американским физикам в январе 1939 г., и деление ядра урана было многократно подтверждено в Америке еще до того, как Фриш опубликовал результаты своего эксперимента. Ферми одним из первых предположил, что среди осколков расщепленного ядра урана могут оказаться новые нейтроны. Если все так, как предсказал Силард шестью годами раньше, эти нейтроны способны вызвать дальнейшее деление ядер урана, а потому возникает некоторая вероятность того, что этот процесс будет распространяться как цепная реакция и высвобождать катастрофически огромные количества энергии.
В конце марта 1939 г., когда Чехословакия была оккупирована, а Польша находилась под угрозой, англичане и французы решили проявить твердость и заявили, что в случае нападения Германии на Польшу они встанут на ее защиту. Однако эта твердость слишком запоздала и не смогла остановить безудержно мчавшийся к трагедии мир. В это же время Ферми, Силард и другие ученые Колумбийского университета сделали следующие шаги к созданию атомной бомбы, доказав экспериментально, что в процессе деления ядер урана действительно образуются нейтроны.
Все же еще никто не мог сказать, возможно ли создание атомной бомбы. Все шансы, казалось, были против. Однако среди оказавшихся в США физиков-иностранцев, многие из которых эмигрировали, спасаясь от тоталитарного режима Гитлера, росла тревога. Им не надо было напрягать воображение, чтобы представить себе судьбу цивилизации в случае, если гонку за создание атомной бомбы выиграют фашистские диктатуры. Если их опередят демократические государства, тогда тоже, конечно, ничего хорошего ожидать не приходится, но это было бы куда меньшим злом, и следовало приложить все усилия, чтобы не случилось худшее. В апреле Ферми попытался предупредить об опасности командование военно-морских сил США, однако ответом ему было лишь проявление вежливого интереса.
Со все усиливающимся предчувствием надвигавшейся трагедии Силард заручился поддержкой своего друга, тоже уроженца Венгрии, Юджина Вигнера, профессора теоретической физики Принстонского университета. В середине июля они отправились навестить Эйнштейна. Он отдыхал в это время на Лонг-Айленде в отдаленном Нассау-Пойнт близ поселка Пеконик. Эйнштейн наслаждался там плаванием на яхте и ничего не ведал о возможности цепной ядерной реакции. Если мы прервем в столь драматический момент наше повествование, чтобы уже в который раз повторить, что Эйнштейн получал необыкновенное удовольствие от игры на скрипке, то это покажется по крайней мере странным и неуместным. Тем не менее любовь Эйнштейна к музыке была одним из звеньев цепной реакции, участником которой стал он сам, ибо именно на почве музыки окрепла его дружба с королевой Елизаветой Бельгийской, в то время уже королевой-матерью. Кто мог бы предвидеть все те невероятные события, которые повлекло за собой музицирование в стенах королевского дворца? Кому могла бы в то время померещиться какая бы то ни было связь между струнными квартетами и тем обстоятельством, что главные мировые запасы урановой руды были сосредоточены в Конго? Когда Силард и Вигнер приехали к Эйнштейну, чтобы рассказать ему об опасности, которую влечет за собой возможность цепной ядерной реакции, их первоначальным намерением было просить его воспользоваться своим влиянием на королеву- мать и добиться гарантий, что урановая руда Бельгийского Конго не попадет в руки нацистов. Однако вскоре события приняли иной оборот, отчасти по той причине, что неутомимый Силард был знаком с влиятельным финансистом Александром Саксом и тот предложил гораздо более сложный ход, а именно обратиться непосредственно к президенту Рузвельту. Силард снова отправился в Нассау-Пойнт, и на этот раз его сопровождал физик Эдвард Теллер (тоже уроженец Венгрии). Эйнштейн помогал составлять проект письма к Рузвельту, под которым впоследствии поставил свою подпись. Это письмо, которому суждено было приобрести такую известность, датировано вторым августа 1939 г. и отправлено из безмятежного Нассау-Пойнт. Вот что, в частности, в нем говорилось:
«Некоторые недавние работы Ферми и Силарда, которые были сообщены мне в рукописи, заставляют меня ожидать, что элемент уран может быть в ближайшем будущем превращен в новый и важный источник энергии. Некоторые аспекты возникшей ситуации, по-видимому, требуют бдительности и в случае нужды быстрых действий со стороны правительства. Я считаю своим долгом обратить Ваше внимание на следующее… стала вероятной возможность… создания исключительно мощных бомб нового типа. Одна бомба этого типа, доставленная на корабле и взорванная в порту, полностью разрушит весь порт с прилегающей территорией. Такие бомбы могут оказаться слишком тяжелыми для воздушной перевозки… Мне известно, что Германия в настоящее время прекратила продажу урана из захваченных чехословацких рудников. Такие преждевременные меры, может быть, станут понятными, если учесть, что сын заместителя германского министра иностранных дел фон Вейцзекер прикомандирован к Институту кайзера Вильгельма в Берлине, где в настоящее время повторяются работы по урану американских специалистов».
Сомнительно, чтобы Эйнштейн подписал это письмо, если бы его пацифизм не был уже смягчен столкновением с таким злом, которое он считал даже худшим, чем война. Естественно было бы предполагать, что письмо, подписанное не кем иным, как Эйнштейном, возымеет невероятный эффект. Однако этот эффект был странным образом ослаблен.
1 сентября Германия напала на Польшу, и вторая мировая война, угроза которой так долго витала над миром, официально началась.
Письмо Эйнштейна от 2 августа, однако, все еще не дошло до Рузвельта. Сакс вручил его Рузвельту лишь 11 октября
г., через три недели после поражения Польши. Правда, президент незамедлительно сформировал Консультативный комитет по урановым разработкам, первые шаги которого, казалось, были многообещающими. Тем не менее к началу марта г. этот комитет столь мало преуспел в выполнении стоявших перед ним задач, что Силард и Сакс обратились к Эйнштейну с просьбой написать еще одно письмо и адресовать его на этот раз Саксу, с тем чтобы тот мог ознакомить с ним Рузвельта. Так что 7 марта с помощью Сакса было написано второе письмо, не менее настойчивое, чем первое. На этот раз оно попало к Рузвельту достаточно быстро, и в апреле Эйнштейн был приглашен на расширенное заседание комитета. 25 апреля 1940 г. Эйнштейн в обращении к Председателю Консультативного комитета отклонил это приглашение, подчеркнув в то же время острую необходимость в принятии срочных мер.
В мае 1940 г. фашистские армии заняли Голландию и Бельгию, а к 22 июня была захвачена Франция. За этим последовала воздушная битва за Англию и англичане имели в ней перевес, хотя и крайне незначительный. Тем не менее им удалось сохранить перевес, и победное шествие немецких войск было приостановлено. Взгляды Германии обратились после этого на Восток, и 22 июня 1941 г., несмотря на заключенный в августе 1939 г. договор о ненападении, началась война с Россией. А работа над урановым проектом все никак не набирала обороты.
Еще в феврале 1939 г., работая в Принстоне с американским физиком Джоном Уилером, Бор предсказал на основании своей теории, в которой он проводит параллель между каплей жидкости и атомным ядром, что не всякая, а лишь весьма редкая разновидность урана позволяет осуществить расщепление ядра с помощью нейтронов. Это предсказание поначалу было встречено скептически, но потом подтвердилось. Из него вытекали два вывода: во-первых, изготовленная из этого редкого урана бомба почти наверняка будет взрываться, а во-вторых, ввиду трудностей, связанных с извлечением такого урана, для создания бомбы потребуется промышленный комплекс весьма внушительных размеров.
В начале 1940 г. в Англии племянник Лизе Майтнер Фриш, с которым мы уже знакомы, а также Рудольф Пайерлс, тоже бежавший из нацистской Германии, уже поставили англичан в известность о возможности создания атомной бомбы. Опираясь на работу Бора и Уилера, они выполнили конкретные вычисления и узнали, какое примерно количество редкого урана потребуется для взрыва. Это количество неожиданно оказалось весьма малым. Исследование Фриша и Пайерлса изменило первоначальное скептическое отношение англичан к вопросу о создании бомбы и послужило толчком к осуществленным в Англии важным разработкам, которые оказали влияние на принятие решения официальной Америкой. Таким образом, учитывая медлительность, с которой развертывались в США исследовательские работы, вполне возможно, что бомба все равно была бы сделана там не раньше и не позже того срока, когда это фактически произошло, даже если бы Эйнштейн и не писал своих писем в 1939 г. и в начале 1940 г. Ведь окончательное решение о производстве атомной бомбы официально было принято лишь 6 декабря 1941 г.
Рано утром следующего дня японцы совершили неожиданное нападение на Пирл-Харбор.
Продолжение и финал этой истории о войне и о бомбе слишком хорошо известны, и нет необходимости еще раз их здесь повторять. Пока армии сражались на поле битвы, а миллионы беззащитных людей — мужчин, женщин и детей — подвергались пыткам и истреблению в концентрационных лагерях, английские и американские ученые вместе с учеными- эмигрантами, опасаясь возможной монополизации ядерного оружия со стороны нацистского режима, объединили в Соединенных Штатах свои усилия по созданию атомной бомбы. 2 декабря 1942 г. в Чикаго Ферми вместе с группой руководимых им ученых впервые вызвал самоподдерживающуюся цепную ядерную реакцию. Это был первый сделанный человеком ядерный выстрел. В 1943 г. Бор вынужден был бежать из Дании от нацистов, которые намеревались его арестовать и депортировать в Германию. Это наводит на страшную мысль о том, какой могла бы оказаться судьба Эйнштейна, если бы он попал в руки фашистов. После многочисленных приключений Бор добрался до Англии и отправился оттуда в Америку. Там он работал в основном в Лос-Аламосе, где перед группой ученых, возглавляемой Робертом Оппенгеймером, была поставлена сложнейшая задача создания атомной бомбы.
Бор одним их первых сумел заглянуть в будущее и предугадать ужасающие последствия успеха этих разработок. В 1944 г. он имел беседы с Рузвельтом и Черчиллем, в которых они обсудили потенциальные политические проблемы создания атомной бомбы, однако результаты этих бесед были весьма плачевными. В самом деле, Черчилль, ошибочно считая, что Бор имеет какие-то дела с русскими, вполне серьезно говорил о необходимости его ареста. Силард тоже принадлежал к тем, кто раньше других сумел предвидеть опасность, которую несла человечеству атомная бомба. Не обладая столь большим влиянием, которое имел Бор, Силард проявил предусмотрительность и поговорил с Эйнштейном, который 25 марта 1945 г. дал ему рекомендательное письмо к Рузвельту. Вооружившись этой рекомендацией, Силард мог теперь представить президенту подробный меморандум.
Он исполнил свое намерение. Но меморандум попал не к Рузвельту, ибо президент скончался 12 апреля, не дожив всего нескольких недель до самоубийства Гитлера, чьи мечты о покорении мира обратились в прах вместе с ним самим.
Гитлеровская Германия доживала последние дни. Стало известно, что нацистам так и не удалось добиться сколько- нибудь значительных успехов в создании ядерного оружия. В Америке же вынашивались слишком обширные планы, чтобы такое сообщение оказало какое-либо влияние на ход событий. 16 июля 1945 г. в пустынной части штата Нью-Мексико было осуществлено первое испытание атомной бомбы. Так возникло первое из грибовидных облаков, за плотной завесой которых скрыто от человечества его будущее.
Мы уже знакомы с письмами Эйнштейна о возможности появления атомной бомбы. Во время второй мировой войны ему иногда приходилось выступать в роли консультанта военно-морских сил США. Более того, в ноябре 1943 г., когда к Эйнштейну обратились с просьбой поддержать некое антивоенное начинание, тот с готовностью согласился подарить рукописи двух своих статей. Одной из них была рукопись его знаменитой статьи по теории относительности, написанная в 1905 г. в Берне. Однако в те годы Эйнштейн не имел обыкновения хранить рукописи после выхода статей из печати. Тогда он предложил единственно возможный выход: просто переписал статью от начала до конца под диктовку своего секретаря, читавшей напечатанный текст. Картина, конечно, весьма необычна: Эйнштейн пишет под диктовку секретаря! В одном месте Эйнштейн с удивлением воскликнул: «Неужели я это сказал?» Когда его заверили, что так и было сказано, он добавил: «Я мог бы выразить это гораздо проще». К сожалению, не известно, о какой именно части статьи шла речь. 3 февраля 1944 г. переписанный им от руки экземпляр знаменитой статьи был представлен на аукционе в Канзас-Сити и продан почти за шесть миллионов долларов. Другая рукопись статьи, которая вскоре должна была выйти из печати, принесла пять с половиной миллионов долларов. Обе эти рукописи хранятся теперь в библиотеке конгресса Соединенных Штатов Америки.
Однако нельзя избежать неизбежного: 6 августа 1945 г. атомная бомба была сброшена на Хиросиму.
Секретарь Эйнштейна услышала об этом по радио и, когда Эйнштейн спустился к чаю, рассказала ему страшную новость. Его восклицание «Oh weh» было криком отчаяния, глубину которого не в состоянии выразить никакой перевод.
ТЕЛЕГРАМКанал с обзорами, анонсами новинок и книжными подборками
Книжный Вестник
Бот для удобного поиска книг (если не нашлось на сайте)
Поиск книг
Свежие любовные романы в удобных форматах
Любовные романы
О психологии, саморазвитии и личностном росте
Саморазвитие
Детективы и триллеры, все новинки
Детективы
Фантастика и фэнтези, все новинки
Фантастика
Отборные классические книги
Классика
ВКОНТАКТЕБиблиотека с любовными романами, которая наверняка придётся по вкусу женской части аудитории
Любовные романы
Библиотека с фантастикой и фэнтези, а также смежных жанров
Фантастика
Самые популярные книги в формате фб2
Топ фб2
книги