Биография атома

1905 год. 30 сентября

«Всю свою жизнь он работал неутомимо в интересах приложения науки к мирным целям. Он был деятелем науки во имя мира».

ЧЖОУ ЭНЬ-ЛАЙ

«... Величайший ученый нашей эпохи, искавший истину и не знавший компромиссов с неправдой и злом».

ДЖАВАХАРЛАЛ НЕРУ

Референт патентного бюро

Многим жителям швейцарского города Берна весной 1902 г. неоднократно попадалось на глаза небольшое объявление, написанное на клочке бумаги и расклеенное на заборах: «Альберт Эйнштейн, окончивший политехникум, дает уроки физики всем желающим по три франка за час».

Такое объявление мог дать только очень нуждающийся человек. Три франка за час — это совсем немного. Но, даже несмотря на эту небольшую плату, никто не приходил. Правда, когда тебе 23 года и ты здоров и полон энергии, еще не очень утомительно вновь и вновь ходить по узким улицам столицы Швейцарии в поисках работы. Альберт стучался в двери многих контор, школ, учреждений. Все было напрасно — учитель физики никому не требовался. Но все-таки нужно же на что-то жить! Родители его, жившие в Италии, уже не могли присылать ему денег. Дела отца сильно пошатнулись, родители сами бедствовали. Да и гордость не позволяла просить у их помощи. Как-никак он уже взрослый человек; в его кармане диплом об окончании политехникума.

Наконец счастье улыбнулось. В учреждении под вывеской «Бернское патентное бюро» Альберту предложили работу. Нужен был референт или официально «эксперт третьего класса». Оклад 120 франков в месяц. В обязанность

Референт патентного бюро в Берне А. Эйнштейн.

эксперта входило рассмотрение заявок на изобретения, рассылка сделанных по ним заключений. Пожалуй, это даже интересно. Да и нет другого выбора. Итак, решено. Референт так референт.

Сидя за конторкой патентного бюро, почти механически записывая краткие заключения на многочисленные проекты о создании «перпетуум мобиле» — вечного двигателя,—молодой Эйнштейн по-прежнему напряженно размышлял о проблемах физики.

Обладая выдающимися математическими способностями, проявившимися у него еще в школьные годы, Эйнштейн приучил себя к напряженному мышлению. И та, во многом механическая, работа, которую он выполнял в патентном бюро, почти не мешала его размышлениям.

А поразмыслить было над чем. Не проходило года, чтобы не было сделано нового открытия в физике. Давно уже прошло то время, когда представления ученых о строении мира носили только характер предположений или догадок. Теперь мысли ученых облекались в форму строгих математических доказательств и тончайших физических экспериментов.

Крупнейшие открытия, связанные с явлением радиоактивности, дали толчок к развитию физической теории строения вещества.

Об этом и думал Эйнштейн, сидя за конторкой патентного бюро. Формула за формулой ложилась на листки бумаги после того, как у него в голове складывалась какая- либо законченная, сформировавшаяся мысль.

Несколько своих небольших работ он послал в научный журнал «Анналы физики». Их опубликовали. 30 сентября 1905 г. вышел очередной номер берлинского журнала «Анналы физики». В заголовке одной из статей стояло: «К электродинамике движущихся тел». Под статьей была подпись — Альберт Эйнштейн. Эта дата стала днем рождения знаменитой теории относительности, совершившей величайший переворот в представлении человека о природе вещей.

Новая теория заставила ученых по-иному взглянуть на проблемы, которые казались давным-давно решенными.

Так повседневные наблюдения сделали для нас несомненным закон сложения скоростей. В чем он заключается?

Предположим, вы едете в поезде. Если вы пройдете по вагону в направлении движения поезда, то ваша скорость движения относительно вагона сложится со скоростью вагона относительно Земли. Если же пойдете вдоль вагона в противоположном направлении, то вычтется. Это очевидно каждому. Однако не следует забывать, что мы имеем дело с очень небольшими скоростями. Ведь даже самые быстрые ракеты пролетают всего лишь несколько километров в секунду, в то время как скорость заряженных частиц, испускаемых радиоактивными веществами, измеряется тысячами километров в секунду. А скорость света равна 300 тысячам километров в секунду. Возникает, естественно, вопрос: будет ли закон сложения скоростей справедлив при скоростях, близких к скорости света? Ответ на него и содержится в ставшей знаменитой статье Альберта Эйнштейна, оказалось, что при таких больших скоростях законы считавшейся незыблемой механики, в том числе и закон сложения скоростей, перестают быть верными. Величайшая заслуга Эйнштейна состояла в том, что он открыл законы, которыми объясняются процессы, происходящие при любых скоростях. Естественно, закон сложения скоростей в механике Эйнштейна стал значительно более сложным, чем в классической механике. Как и следовало ожидать, оказалось, что в случае малых скоростей новая механика Эйнштейна совпадает с классической.

Трудно переоценить значение этой работы Эйнштейна. Дальнейшее развитие атомной физики тесно связано с изучением взаимодействия вещества с частицами, обладающими громадными скоростями. Ученые получили возможность не только правильно описывать такого рода взаимодействия, но и рассчитывать гигантские установки для получения высокоскоростных частиц. Такие установки, называемые ускорителями, используются для бомбардировки атомов, и расчет этих установок связан в первую очередь с теорией относительности Эйнштейна.

Основная формула атомного века

В том же 1905 г. Эйнштейн опубликовал в журнале «Анналы физики» еще одну статью. Она называлась «Зависит ли инертность тела от содержания в нем энергии?» Всего три страницы журнального текста занимала статья, но она стоила многих томов этого старого физического журнала.

Статья явилась продолжением работы Эйнштейна над теорией относительности и содержала очень важный для биографии атома вывод из этой теории. Он касался взаимосвязи между массой любого тела и содержащейся в нем полной энергией.

Эйнштейн писал тогда: «...Я пришел к выводу, что масса является мерилом всей содержащейся в телах энергии. Заметным образом убыль массы в связи с выделением энергии должна наблюдаться у радия...»

До Эйнштейна физики рассматривали вещество и энергию отдельно друг от друга. Веществом считали все существующие в природе тела, а энергией — все то, что может сообщать телу способность совершить какую-то работу (свет, тепло и т. п.).

Великий русский ученый Ломоносов открыл закон, что вещество не может исчезать или возникать вновь. Это был закон сохранения вещества. Значительно позднее, а именно в 40-х годах XIX в., было установлено, что существует закон сохранения энергии. Энергия не может исчезать или возникать из ничего. Она только переходит из одной формы в другую.

Эйнштейн связал воедино два понятия — вещество и энергию. Каждому количеству вещества соответствует определенное количество энергии Е. Между ними существует зависимость, определяемая формулой

Е = mс².

Это и есть основная формула атомного века. За пять лет до создания теории Эйнштейна, в 1900 г., замечательный русский физик Николай Петрович Лебедев опытным путем пришел к выводу о взаимосвязи между энергией света и его массой.

Но Лебедев рассматривал только частный случай, а Эйнштейн получил универсальную зависимость. Энергия Е, содержащаяся в теле, пропорциональна его массе т. И множителем пропорциональности является скорость света, взятая в квадрате.

Мы знаем, как велика скорость света —300 тысяч километров в секунду. Как же велика должна быть энергия, заключенная даже в маленьком кусочке вещества? Расчет показывает, что в одном грамме вещества содержится энергия, равная примерно двадцати триллионам калорий. Насколько велика эта величина, вы можете судить из следующего. Электроэнергия, вырабатываемая в настоящее время в год всеми электростанциями во всех странах мира, эквивалентна энергии, содержащейся всего в нескольких десятках килограммов вещества. Другими словами, если бы можно было выделить и целиком использовать энергию, скрытую в веществе, то для удовлетворения потребностей человечества в энергии потребовалось бы всего несколько десятков килограммов вещества.

Научиться использовать эту колоссальную внутриатомную энергию — такова была дальнейшая задача науки после Эйнштейна. Как ученые начали решать эту задачу, мы расскажем дальше. Но только оговоримся сразу. Наука пока не в силах до конца использовать энергию, содержащуюся в веществе. Даже использование атомной энергии в наше время — это в сущности использование только очень небольшой, почти ничтожной части этой энергии. А как использовать ее полностью — пока неясно.

Жизнь, достойная подражания

Долгую и трудную жизнь прожил Альберт Эйнштейн. Его жизнь служит примером не только беззаветного служения науке, но и примером борьбы ученого-материалиста за использование достижений науки только для блага человечества.

После публикации первых статей молодого и никому неизвестного ученого-самоучку сразу заметили видные ученые. Особое внимание на него обратил немецкий ученый Макс Планк. Познакомившись с работами Эйнштейна, Планк назвал Эйнштейна «величайшим физиком нашего времени».

Но признание и широкая известность к Эйнштейну пришли не сразу. Только через три года Эйнштейн получил возможность читать необязательный курс лекций по теории излучения в Бернском университете. Необязательный курс лекций не оплачивался. И Эйнштейн был вынужден продолжать службу в патентном бюро. Через год он был приглашен в Цюрихский университет, где читал лекции о роли атомной теории в новейшей физике. Затем последовало приглашение занять кафедру в Пражском университете, потом опять Цюрих и, наконец, уже надолго, Берлин.

Уступив уговорам Планка, Эйнштейн принял приглашение возглавить физический институт в Берлине. Это было перед самым началом первой мировой войны. Так Эйнштейн попал в кайзеровскую Германию, страну военных казарм, страну, развязавшую первую мировую бойню, страну, где в головы простых людей усиленно вдалбливалась идея об исключительной роли и превосходстве немецкого народа над другими народами.

Еще находясь в Праге, где в то время хозяйничали немецкие чиновники и немецкая военщина, Эйнштейн не раз убеждался, что означает проведение в жизнь идеи о превосходстве одной нации над другой. Еврейские погромы, издевательство над национальными чувствами чешского народа, чешский мальчик, избиваемый немецким офицером только за то, что он ответил офицеру по-чешски, а не по-немецки,— все эти факты глубоко врезались в сознание Эйнштейна.

И единственное, что привело его в кайзеровскую Германию,— это страстное желание продолжить свою работу над важнейшими проблемами физики. Прусской академии наук, возглавляемой Планком, «Обществу кайзера Вильгельма» было лестно иметь в списке своих членов гениального ученого. Эйнштейну предлагали возглавить научное руководство Берлинским институтом физики.

Начало первой мировой войны вызвало разброд среди немецких ученых. Подавляющее большинство их, включая Планка, известного ученого Оствальда, стало говорить «о долге», «фатерланде», «патриотизме» и т. д. Эйнштейн решительно осудил их поведение и не примкнул к этой группе ученых. Он отказался подписать в сентябре 1914 г. воззвание представителей двадцати немецких университетов к «цивилизованным народам». В этом воззвании провозглашалось «величие Германии» и ученые призывались к принятию «истинно германского духа». Но он с готовностью подписал другое воззвание, составленное очень немногочисленной группой немецких ученых. Эти ученые осуждали войну, они провозглашали, что Германия Шиллера и Гете не имеет ничего общего с кайзеровской Германией.

Поэтому неудивительно, что такой страстный противник войны, как Эйнштейн, приветствовал Великую Октябрьскую социалистическую революцию. Ведь первым декретом советской власти был декрет о мире. До и после революции Эйнштейн был другом русских и советских ученых. Он внимательно следил за их успехами и не раз восхищался их работами и открытиями. В 1922 г. Эйнштейн был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР. Получив об этом извещение, Эйнштейн тут же собственноручно отпечатал на машинке ответ, в котором были такие слова: «С радостью и благодарностью я принимаю избрание меня членом-корреспондентом Вашей знаменитой корпорации. С чувством восхищения слежу я за тем, как успешно и любовно поддерживается научный труд в Вашей, перенесшей столь тяжелые испытания стране...». В 1926 г. Эйнштейн был избран почетным академиком Академии наук СССР.

В январе 1933 г. в Германии установилась фашистская власть. Стало невозможно работать. Эйнштейну угрожали расправой, и он эмигрировал в Америку. Поселившись в Принстоне, он прожил там до конца своих дней. Продолжая напряженную научную работу, Эйнштейн не мог оставаться в стороне от происходящих политических событий.

Эмиграция А. Эйнштейна в США. Встреча в нью-йоркском порту.

Он знал, что такое фашизм, что такое немецкая военщина. И поэтому, правда после долгих раздумий, в конце 1939 г. Эйнштейн согласился подписать письмо президенту Рузвельту с просьбой о поддержке работ по созданию атомной бомбы для борьбы с гитлеровской Германией. Ведь он хорошо понимал, какое это страшное оружие. И опасался, что оно попадет в руки людей, которые пожелают использовать это оружие для уничтожения многих тысяч ни в чем неповинных людей, для устрашения народов, для завоевания мирового господства.

Единственное, что заставило Эйнштейна подписать письмо, это глубокое убеждение его друзей, что бомба будет использована только против фашизма. Кроме того, было известно, что Германия тоже работает над созданием атомной бомбы.

Но случилось то, чего и опасался Эйнштейн. Атомная бомба попала в руки бесчеловечных политиканов. Как это случилось, мы расскажем после. «Если бы я знал наверняка тогда, в тридцать девятом, что немцам не удастся изготовить бомбу, я воздержался бы от совета Рузвельту»,— сказал потом Эйнштейн.

В послевоенные годы Эйнштейн стал страстным противником атомного шантажа народов, раздуваемого американскими империалистами. Он не мог молчать, видя как великое открытие науки — атомная энергия — используется для черных дел. И ученый боролся за мир всеми доступными ему средствами. Смерть Эйнштейна в 1955 г. была большой потерей для науки, для движения сторонников мира.

Вся жизнь Эйнштейна — пример, достойный подражания. Ученый, изменивший представление людей о природе, и стойкий борец за мир навсегда вошел в биографию атома.

Как-то раз...

...Корреспондент одной из американских газет попросил Эйнштейна высказать свое мнение по поводу нашумевшего испытания американской водородной бомбы в Бикини. Дело в том, что в результате этих испытаний в марте 1954 г. пострадали жители Маршалловых островов, в которые входит остров Бикини. Это происшествие вызвало возмущение всей мировой общественности. Председатель Комиссии по атомной энергии США Страусс был вынужден вылететь на место происшествия якобы для «расследования». После возвращения, игнорируя известные факты преступления американской военщины против туземных жителей, Страусс бессовестно заявил, что жители Маршалловых островов чувствуют себя неплохо. У них счастливый и довольный вид... Так как они не нуждались в деньгах, я подарил им десять свиней!»

На просьбу корреспондента, возмущенный высказыванием Страусса, Эйнштейн ответил:

— Спросите об этом одиннадцатую свиныо.

* * *

...Во время поездки из Германии в США Эйнштейн, уступив просьбе Чарли Чаплина, с трудом согласился присутствовать на банкете, устроенном в его честь. Не в силах более выслушивать все высокопарные и льстивые речи, Эйнштейн решил прервать этот поток красноречия и пустых фраз. Он встал и сказал: «Благодарю вас за все те вещи, которые вы обо мне сказали. Если бы я поверил в их правильность, я был бы сумасшедшим, но поскольку я точно знаю, что я не сумасшедший, я в них не верю».

Воцарилось гробовое молчание.

...Во время войны испанских республиканцев против фашистов Франко в 1938 г. к Эйнштейну обратились с просьбой отдать оригинал рукописи теории относительности, написанной им около 34 лет назад. Члены Американского комитета друзей испанской свободы предполагали за эту рукопись выручить деньги, которые были необходимы для снаряжения батальона добровольцев «Авраам Линкольн». Эйнштейн, услышав эту просьбу, очень расстроился, так как у него не было этой рукописи. Она осталась в редакции журнала «Анналы физики» и, по-видимому, затерялась. Однако, желая помочь испанским республиканцам, он по памяти записал текст статьи, опубликованной более 30 лет назад, и отдал ее. Рукопись была продана коллекционерам за немалую сумму. Позднее библиотека конгресса США приобрела эту рукопись за шесть миллионов долларов.