Квантовый возраст

Глава 11. Выбор

В январе 1933 г. президент фон Гинденбург назначил рейхсканцлером Германии Адольфа Гитлера. В марте был составлен циркуляр, подписанный новым министром просвещения Рустом, ставленником Гитлера, по которому все еврейские ученые должны быть изгнаны из всех учебных заведений и исследовательских институтов Германии. В апреле список неугодных новому режиму людей появился в газетах. Эйнштейн, находящийся в то время в Бельгии, объявил о своем выходе из состава Берлинской академии. Геббельс в своих речах по радио сделал профессуру и ученых ответственными за поведение Эйнштейна. А циркуляром Руста за «бестактное поведение Эйнштейна, который был обласкан Германией, а теперь за границей ей вредит» [37, с. 258], имя Эйнштейна было объявлено запретным. Угрозы в адрес Эйнштейна доходили до открытого призыва физической расправы над ним и ему подобными. Германские университеты словно выкосило. В Геттингене старый Гильберт оказался почти в полном одиночестве. Он умер в 1944 г., и за гробом его шло не более десяти человек.

Покинули Германию Курант, Эдмунд Ландау, Эмми Нетер, Макс Борн, Джеймс Франк, десятки и сотни людей. Уезжали гонимые, уезжали в знак протеста против политики нового режима и те, кого не гнали.

1931 год считается годом рождения американской физики. В этом году был основан Американский институт физики (AIP), объединивший исследования маленьких разрозненных групп и получивший крупную финансовую поддержку. Целью института было также налаживание связи и объединение усилий в исследованиях с крупными индустриальными фирмами. В 1981 г. отмечался юбилей «50 лет американской физики». Так прямо и назывался ноябрьский номер журнала «Physics Today» с обложкой, содержащей фотографии лауреатов Нобелевской премии, американцев, за период с 1931 по 1981 г. Сорок фотографий — внушительный успех. И во многом этот успех, как отмечает журнал, обязан тому «массовому потоку умственного капитала, который пересек Атлантику из Европы» [38]. В 1931 г. в связи с созданием AIP Милликен (Нобелевская премия за 1924 г.) высказал предположение, что теперь, по-видимому, «именно Соединенные Штаты и Германия будут мировыми лидерами в науке» [38]. Но он ошибся. Не прошло и двух лет, как большинство немецких ученых «прибыло к берегам Америки», и Германия выбыла из игры.

Конечно, в Германии остались ученые. В Берлине остались Макс Планк и Макс фон Лауэ. Макс Планк бесстрашно выступал в защиту изгнанников, открыто боролся с новыми порядками, ходил к Гитлеру, разговор с которым кончался истерикой последнего. Друзья не без основания опасались за жизнь Планка.

В Германии остались Отто Ган и Лизе Майтнер, Иордан и Вайцзекер. В Германии остался Гейзенберг, с именем которого связаны самые противоречивые факты на протяжении двух десятков лет. С его же именем связан один из ярких примеров падения научного потенциала Германии — попытка создания атомной бомбы в нацистской Германии. Если разложить в ряд фотографии Гейзенберга разных лет, можно увидеть разительную перемену в выражении лица, во взгляде и в осанке этого человека, прожившего сложную жизнь. От семнадцатилетнего штурмовика в шортах цвета хаки, добровольца отрядов, сражавшихся против рабоче-солдатской революции 1919 г., до создателя квантовой механики его гордая осанка, веселый и прямой взгляд почти не изменились. Не менялись они и в последующие десять лет. На фотографиях послевоенного времени Гейзенберг, неожиданно постаревший и ссутулившийся, уже совсем другой человек, прошедший через нелегкие душевные испытания. Фотографии военных лет, когда Гейзенберг руководил работами над атомной бомбой, отсутствуют.

Судя по воспоминаниям Гейзенберга, он колебался, остаться в Германии или покинуть ее. Эти колебания и решение остаться описаны им в книге «Часть и целое». Эта книга Гейзенберга, по существу его творческая автобиография, является летописью становления современной физики. Построена она главным образом на воображаемых диалогах с Нильсом Бором, Паули, Планком и другими в зависимости от обсуждаемой научной проблемы. В качестве эпиграфа к этой книге Гейзенберг выбрал слова древнегреческого историка Фукидида: «Что касается разговоров, которые тогда велись, то мне, как их непосредственному участнику, оказалось невозможным сохранить в памяти точное значение всего сказанного. Поэтому я заставил отдельных людей говорить так, как, по моему разумению, они могли бы говорить при соответствующих условиях. При этом я, насколько это было возможно, старался точно следовать ходу мысли говорящих» [39, с. 9].

В книге есть глава «Революция и университет, 1933» [Там же, с. 187]. Уже одно название этой главы, где Гейзенберг называет революцией нацистский переворот, настораживает. Первая и большая часть главы — воображаемая беседа Гейзенберга со студентом-нацистом, вторая — беседа с Планком.

С вопроса студента: «Почему вы с нами не хотите иметь ничего общего?» — начинается диалог Гейзенберга с молодым человеком. В этом затянувшемся диалоге студент пытается убедить Гейзенберга в правильности своей идеологии, в том, что путь, который они выбрали, единственно возможный. Гейзенберг ему возражает. Но все его возражения разбиваются о железную логику студента. Иногда даже трудно возразить ему. «То, что много старых и слабых людей лишились своего последнего достояния и должны были голодать, это никого не заботило. У правительства было денег достаточно, и богатые становились богаче, бедные беднее… Заботилось ли государство о бедных людях? — говорил студент. — Вы должны признать, что мы в действительности делаем лучшее. Мы заседаем вместе с рабочими, мы упражняемся с ними в одних и тех же штурмовых отрядах. Мы собираем продукты и шерстяные вещи для бедных и маршируем совместно с рабочими в демонстрациях, и мы чувствуем, что они счастливы, что мы принимаем участие в их жизни. Это действительно улучшение…»

Реакция Гейзенберга простая: «И вы верите, что ваш фюрер Адольф Гитлер честный человек?» — «Я могу себе представить, что Гитлер вам не симпатичен, что он является слишком примитивным» — и дальше твердые убеждения в том, что, несмотря ни на что, именно Гитлер будет иметь больше признательности, в том числе и среди противников Германии, чем все его предшественники. «Мы плохо понимаем в этом друг друга», — пытался успокоить его Гейзенберг. Он говорил о том, что все должны стремиться к мирной и созидательной жизни, что политическое движение нельзя оправдывать и оценивать целью, которую оно преследует, а лишь средствами, которые применяются, а средства плохи, и принесут они лишь несчастье.

— Но вы должны все же признать, что с хорошими средствами ничего нельзя достигнуть… Вы критикуете нас за то, что мы следуем за человеком… средства которого вы не одобряете. Я тоже воспринимаю его антисемитизм как нерадостную сторону нашего движения, и я надеюсь, что он вскоре отживет. Но какой-нибудь представитель из прежнего мира, какой-нибудь из старых профессоров, которые теперь жалуются на революцию, разве попытался показать нам, молодым, дорогу, которая была бы лучше и которая вела бы к цели лучшими средствами…

— Мы, старшее поколение, никакого совета не можем дать просто на том основании, что никакого совета и не знаем, кроме банального, что нужно добросовестно и порядочно выполнять свою работу и при этом надеяться, что хороший пример в конце концов подействует в хорошую сторону.

— Вы все хотите только старого, прошедшего, вчерашнего. Каждая попытка его изменить, по вашему воззрению, является плохой… И с каким правом вы выступаете в вашей науке за революционные идеи? В теории относительности и квантовой теории был радикальный разрыв со всем прежним.

Гейзенберг объясняет студенту сущность научной революции, многолетнюю борьбу Планка с самим собой, его попытки заполнить брешь, которую он пробил в самой физике. Научную и социальную революции сравнить трудно, и главная мысль Гейзенберга сводится к тому, что успешной может быть революция, только если она ограничивается решением каких-то конкретных вопросов, если изменения по возможности малые:

— Вы вспомните большую революцию, которую произвел 2000 лет назад ее провозвестник Христос, который сказал: «Я пришел не для того, чтобы отменить закон, а чтобы его исполнить».

Огонек беседы тлел и уже готов был угаснуть.

«Мой посетитель намерился уже уходить, и я спросил его, не хочет ли он, чтобы я сыграл ему последнюю часть шумановского концерта, насколько это возможно без оркестра. Этим он был доволен, и при прощании у меня создалось впечатление, что он дружески ко мне настроен.

За неделю, последовавшую за этим разговором, усилились нападки на университет, и они делались все более устрашающими… Мы рассматривали вопрос о том, чтобы выйти в отставку с наших постов в университете и побудить к тому же шагу по возможности больше наших коллег. Но сначала, однако, я бы хотел поговорить об этом шаге с более старыми и пользующимися нашим полным доверием коллегами. Я попросил о встрече и разговоре Макса Планка… Со времени нашей последней встречи Планк показался мне постаревшим на много лет. Его тонкое лицо пересекали глубокие морщины. Его улыбка приветствия была вымученной, и он выглядел, конечно, уставшим.

— Вы пришли, чтобы получить у меня совет по политическим вопросам? — начал он разговор. — Но я боюсь, что я более не смогу вам дать никакого совета. У меня больше не осталось надежды, что катастрофу для Германии и для немецких университетов можно приостановить. Прежде чем вы расскажете мне о разгроме в Лейпциге, который был наверняка не меньше, чем у нас здесь, в Берлине, я хочу вам сообщить о разговоре, который несколько дней тому назад я имел с Гитлером. Я надеялся пояснить ему, какой огромный ущерб для немецких университетов, и особенно для физических наук, в нашей стране оказывает то, что истребляют еврейских коллег, как бессмыслен и аморален подобный образ действий… Но я не нашел у Гитлера никакого понимания. Хуже того, попросту нет языка, на котором можно разговаривать с этим человеком. Как мне показалось, Гитлер потерял всякий контакт с внешним миром. Он воспринимает то, что говорят другие, в лучшем случае как тягостную помеху, которую он сейчас же заглушает тем, что снова и снова декламирует фразы о распаде умственной жизни за последние 14 лет, о необходимости задержать этот распад хотя бы в последнюю минуту и т. д. При этом получалось фатальное впечатление, что он сам верит в эту бессмыслицу… И, так как он одержим своими так называемыми идеями, никаким разумным возражениям он недоступен, и я убежден, что он приведет Германию к ужасной катастрофе».

Гейзенберг сообщил о событиях в Лейпцигском университете и о плане нескольких членов факультета демонстративно отказаться от профессуры.

— Я рад, — сказал Планк, — что вы оптимистически настроены и верите, что подобными шагами можно остановить несчастье. Но, к сожалению, вы слишком переоцениваете влияние университетов и умственно образованных людей. Общественность практически ничего не узнает о вашем шаге. Газеты либо вообще ничего не сообщат, либо будут говорить в столь злобном тоне о вашей отставке, что никому не придет в голову мысль сделать из нее серьезные выводы. Видите ли, нельзя остановить лавину, которая пришла уже в движение… Если вы выйдете в отставку, то в лучшем случае вам останется искать место лишь за границей. Что может случиться в неблагоприятном случае, я не буду лучше упоминать. За границей вы присоединитесь к большому числу тех, которые эмигрируют и должны искать себе место. И, возможно, вы отнимете косвенным образом работу у другого, который находится в большей нужде, чем вы… И после конца катастрофы вы сможете, если пожелаете, вернуться в Германию, при этом с чистой совестью, что не заключали компромиссов с разрушителями Германии…

Если же вы не выйдете в отставку и останетесь здесь, то перед вами встанут задачи совсем другого рода; вы не сможете задержать катастрофу, и вам придется, чтобы выжить, постоянно заключать компромиссы… И компромиссы, на которые придется пойти, после по праву будут осуждены, а возможно, также наказаны… Но в том ужасном положении, в котором мы теперь находимся в Германии, уже невозможно поступить правильно. Какое бы решение вы ни приняли, так или иначе вы будете участвовать в несправедливости…

Однако, принимая решение, думайте о том времени, которое наступит после.

Так в сжатом виде выглядел ответ Планка, если принять во внимание, что здесь приведены короткие отрывки этого ответа, а ответ писал Гейзенберг, следуя той правде, которую имел в виду Фукидид.

Возвращаясь к себе в Лейпциг, Гейзенберг обдумывал в поезде свою беседу с Планком.

«Я мучился над вопросом, эмигрировать мне или остаться. Я почти завидовал тем друзьям, у которых возможность жить в Германии была отнята силой… По крайней мере, перед ними не стоял выбор… Что же является правильным? Покинуть дом и не подвергаться больше инфекции или остаться и заботиться о больном доме, даже если не остается никакой надежды? Можно было думать о времени после катастрофы. Это сказал Планк, и это меня убедило. Таким образом, образовывать островки стойкости, собирать молодых людей и по возможности провести их живыми через катастрофу и затем, по ее окончании, снова все восстанавливать. Это была задача, о которой говорил Планк. С этим неизбежно нужно было заключать компромиссы и позже за это по праву быть наказанным, а может быть еще и худшее. Но это была, по крайней мере, ясно поставленная задача… При возвращении в Лейпциг мое решение было принято, по крайней мере, в ближайшее время остаться в Германии и посмотреть, куда меня заведет этот путь» [Там же].

Так, сделав выбор лишь для себя — остаться в Германии и посмотреть, куда его приведет «этот путь», Гейзенберг предопределил, по существу, то положение вещей, которое, по выражению Макса Борна, привело «к теперешнему ужасающе странному положению, при котором человечество… имеет только выбор между миром и самоуничтожением». «Этот путь» приведет Гейзенберга к руководству урановым проектом в гитлеровской Германии. Чем могла обернуться атомная бомба в руках Гитлера, вряд ли нужно обсуждать. Отметим лишь, что именно это толкнуло физиков, выдворенных из Германии и хорошо представляющих себе реальность создания атомной бомбы, да еще во главе с Гейзенбергом, на лихорадочные действия по созданию атомной бомбы в Америке. Советский Союз в этой области исследований тогда никто не принимал всерьез.

В самом конце 1938 г. Ган и Штрассман открыли эффект, названный Лизе Майтнер делением урана. Статья Гана и Штрассмана с описанием этого эффекта появилась 6 января 1939 г. в «Naturwissenschaft». Значение ее физики всего мира поняли мгновенно: если ядро урана делится на два легких ядра и этот процесс можно поддержать, то согласно теории Эйнштейна в этом процессе будет выделяться колоссальная внутриядерная энергия.

В 1942 г. на Берлинской конференции, посвященной задачам Имперского исследовательского совета, где среди участников были и руководители немецкого уранового проекта, Геринг в свойственном ему исступлении кричал, упрекая физиков: «А чего стоят нетерпение и поспешность, с которой тот или иной ученый трубит всему миру о своем открытии! Они не в силах удержаться и так боятся упустить каждый миг, как человек с переполненным мочевым пузырем. Как прекрасно! Как замечательно! Все слышат об этом!» [40, с. 153].

Но к этому времени было уже слишком поздно. В том же 1942 г. заработал первый в мире реактор под трибунами стадиона Чикагского университета. Да к тому же Ган и Штрассман, публикуя с «такой поспешностью» свою работу, не думали о политике, более того, они даже не могли предположить, чем обернется человечеству их открытие. Конечно, что в принципе таит в себе это открытие, Ган понимал прекрасно, но что от сложного лабораторного эксперимента, от тонкого доказательства лишь факта существования физического эффекта до Хиросимы пройдет всего шесть лет, ни Отто Ган, ни кто другой предположить не мог.

Итак, 6 января 1939 г. журнал со статьей Гана и Штрассмана вышел в свет. После рождественских каникул Нильс Бор готовился к поездке в Соединенные Штаты. 26 января он уже докладывал на Пятой Вашингтонской конференции по теоретической физике о результатах опыта Гана. Доклад Бора произвел настолько сильное впечатление, что несколько физиков сразу же после доклада, в вечерних костюмах, бросились в свои лаборатории проверить утверждение Бора. А через сутки американские газеты уже сообщали об этих опытах. За день до выступления Бора все с той же поспешностью Ган и Штрассман направили в «Naturwissenschaft» новую статью: «Доказательство образования активных изотопов бария под воздействием нейтронной бомбардировки урана и тория» с подзаголовком: «Дополнительные активные осколки деления урана».

Именно этот подзаголовок и отражал главное содержание статьи, заключающееся в том, что при расщеплении ядра урана на две почти равные части, кроме огромной энергии, освобождаются еще и нейтроны. Вывод напрашивался сам собой: эти освобожденные нейтроны могут сами участвовать в процессе деления и вызвать деление соседних ядер урана, а если число освобожденных нейтронов окажется больше одного, то возможность лавинного процесса, т. е. цепной реакции, казалась очевидной. В апреле Бор и Уиллер и независимо от них Яков Ильич Френкель разработали теорию деления ядер медленными нейтронами и предсказали спонтанное (самопроизвольное) деление ядер. Вскоре строго была обоснована возможность протекания цепной ядерной реакции (Сциллард и Ферми в Америке, Жолио-Кюри во Франции, Зельдович, Харитон, Лейпунский в Советском Союзе и др.). Был измерен энергетический спектр нейтронов деления, были экспериментально открыты запаздывающие нейтроны.

Оказалось, что при делении ядра урана продукты деления избавляются от избыточных нейтронов различными способами. Большая часть нейтронов испускается одновременно с актом деления, это так называемые «мгновенные» нейтроны, но есть еще нейтроны, которые испускаются спустя некоторое время, — это «запаздывающие» нейтроны. Так вот, если бы испускались только мгновенные нейтроны, то управлять цепной реакцией оказалось бы невозможно, а если были бы только запаздывающие нейтроны, то невозможно было бы создать атомную бомбу, зато управлять цепной реакцией можно было бы гораздо проще. Нужно было теперь точно рассчитать долю тех и других нейтронов и в зависимости от результата и цели изыскать возможность либо управления цепной реакцией, либо осуществления взрыва небывалой силы. Упомянутая уже элементарная теория деления ядра, не лишенная недостатков, довольно грубая, хорошо описывала основные принципы и свойства реакции деления и, что очень важно, предсказывала различный характер течения реакции для двух различных изотопов урана — урана-238 и урана-235. Первый изотоп самый распространенный. В природном уране его 99,3 %, тогда как уран-235 составляет всего 0,7 % природного урана. Именно в различном характере деления ядер этих двух изотопов лежит и трудность, и ключ решения проблемы управляемой цепной реакции, равно как и проблемы взрыва.

Дело в том, что ядра урана-238 делятся на два осколка только под действием нейтронов, обладающих энергией больше некоторой пороговой величины. Нейтроны меньших энергий охотно поглощаются этими ядрами, в результате чего ядра урана превращаются в ядра трансурановых элементов.

Что же касается урана-235, то здесь теория предсказывала, что ядра урана-235 делятся под действием нейтронов любых энергий. Более того, оказалось, что вероятность поглощения медленных нейтронов ядром урана-235 в 250 раз больше вероятности их захвата ядром урана-238. Словом, для получения самоподдерживающейся цепной реакции оказалось необходимым, во-первых, замедлить нейтроны распада и, во-вторых, увеличить содержание урана-235.

Вторая задача, получение урана-235, оказалась чрезвычайно трудной. Нелегко было выбрать и замедлитель, нелегко было решить вопрос, как смешать замедлитель с ураном. Сейчас, когда работают атомные электростанции и научно-исследовательские реакторы самых различных видов и калибров и имеется не только атомная бомба, все кажется простым и объяснись принцип их работы легко. Но для практического осуществления первой цепной реакции и изготовления первой атомной бомбы потребовался весь арсенал знаний, накопленных к тому времени, потребовалась мобилизация огромных сил, научных, технических, финансовых. И это удалось.

Первая управляемая цепная реакция была осуществлена 2 декабря 1942 г. под руководством Энрико Ферми на уран-графитовом котле. Котел имел форму эллипсоида вращения с полярным радиусом 309 см и экваториальным радиусом 388 см. «При обсуждении вопроса о выборе замедлителя в нашей группе, — писал Энрико Ферми, — мы пришли к выводу, что наиболее перспективен графит, главным образом потому, что его можно было легко получить». Вот так, казалось бы, просто. Мы увидим дальше, что выбор замедлителя станет одной из непреодолимых преград на пути немецкого уранового проекта. И дальше: «Возведение котла заняло несколько более месяца… Значительно раньше того, как сооружение достигло первоначально намеченных размеров, измерения плотности нейтронов показали, что вскоре будут достигнуты критические размеры». Приближение к критическим условиям практически означало укладку слой за слоем урана и графита. В эту систему вставлялись дощечки с прибитыми к ним кадмиевыми полосками. Кадмий является сильным поглотителем нейтронов. В процессе сооружения котла эти кадмиевые полоски запирались на висячие замки и отпирались, чтобы удалить кадмий при очередном испытании.

2 декабря 1942 г. реакция была осуществлена. «Чтобы довести эту новую технику до индустриального уровня, — писал Энрико Ферми, — потребовалось еще очень много научных и технических разработок… Примерно через два года после опытного запуска первого котла в Хенфорде заработали первые котлы-заводы». Эти котлы-заводы заработали тогда с единственной целью: получить ядерное горючее для бомбы — плутоний. С этой же единственной целью работало несколько мощных заводов по трем различным методам разделения изотопов урана. Урана-235, который наработали заводы к середине 1945 г., поглощая миллионы долларов, хватило лишь на одну бомбу, на ту, которая решила судьбу Хиросимы. Две другие бомбы были плутониевые.

В 1940 г., бомбардируя уран нейтронами, Мак-Миллан и Абельсон в Беркли синтезировали первый трансурановый элемент нептуний-239. Период полураспада нептуния оказался всего 2,33 дня. В 1941 г. Мак-Миллан и Сиборг синтезировали второй трансурановый элемент — плутоний-239 — фермиевский экаосмий. Эти трансурановые элементы, следующие непосредственно за ураном в таблице Менделеева, были названы именами планет Нептуна и Плутона по аналогии с Солнечной системой. Мак-Миллан и Сиборг с сотрудниками доказали также, что ядро плутония-239 делится медленными нейтронами так же, как уран-235, и так же подвержено спонтанному делению. И если бы период полураспада плутония оказался достаточно большим, чтобы можно было его накопить в том небольшом количестве, которое составляет «критическую массу», то вместо редкого изотопа урана для бомбы можно было бы использовать плутоний. Период полураспада плутония оказался больше 24 400 лет. Более того, в реакторе при длительной его работе накапливался именно плутоний. Так что, если отвлечься от сложной технологии, схема уран-графитовый реактор — получающийся здесь плутоний — плутониевая бомба настолько проста, что она была очевидна для всех ученых, занимающихся ядерной физикой.

25 декабря 1946 г. была осуществлена цепная ядерная реакция в лаборатории Курчатова, 29 августа 1949 г. была испытана советская атомная бомба; реактор уран-графитовый, бомба плутониевая. Напомним, что в 1939 г. одновременно с Бором и Уиллером Френкель разработал теорию деления ядер урана, в том же году Зельдович и Харитон создали теорию цепной ядерной реакции. В 1940 г. Флеров и Петржак открыли явление спонтанного деления ядер урана-235. В начале 1943 г. Курчатов представил доклад на тему «Проблема урана», содержащий основные результаты исследований, начиная со строения атомов и первых опытов по искусственному превращению элементов до цепной ядерной реакции. Последние разделы доклада состояли из следующих пунктов: деление нейтронами ядер урана-235, деление нейтронами ядер урана-238, поглощение нейтронов ядрами урана-238 — образование экарения и экаосмия (!!)^[11], конкретные схемы использования цепного распада урана. В этом же докладе перечислены теоретические расчеты советских физиков до 1941 (!) г.: цепная реакция в обычном металлическом уране, цепная реакция в металлическом уране-235, цепная реакция в смеси из обычного урана и тяжелой воды, цепная реакция из обычного урана и углерода (!!).

Перечисленные факты хорошо известны. Они приведены здесь только для напоминания о том, что никакого секрета атомной бомбы для профессионалов не было. Сложность, фантастическая сложность была. Она заключалась в техническом исполнении. И эта сложность была преодолена главным образом под действием, казалось, абсолютно очевидного факта: немецкие ученые в гитлеровской Германии в этих исследованиях ушли далеко вперед, и нужно было торопиться. В Германии оставались Отто Ган и Вернер Гейзенберг. Уверенность в превосходстве немецкой науки была еще непоколебимой. Немецкая техника была на очень высоком уровне, химическая промышленность — самой мощной в мире, а у власти стоял фанатик.

В 1947 г. Гаудсмит писал: «После окончания войны прошло более двух лет, но даже и сегодня не только далекие от науки люди, но и многие наши ученые и военные специалисты думают, что мы, включившись в отчаянную гонку с немцами за овладение секретом атомной бомбы, только благодаря чуду, вися буквально на волоске, оказались первыми» [41, с. 7]. На деле же никакого чуда не было. То, что немцы начали эти исследования первыми; то, что они первыми (апрель 1939 г.!) известили свое правительство о «блестящих перспективах» невиданного оружия, которого «вполне достаточно, чтобы превратить в развалины и взмести в атмосферу даже гигантский город»; то, что еще перед войной только в Германии было военное учреждение, целиком занятое «урановым проектом»; то, что «Предварительная рабочая программа начальных экспериментов по использованию ядерного расщепления» датирована 20 сентября 1939 г., — абсолютная правда. Но, к счастью для всего человечества, с того самого апреля 1939 г. и до самого конца войны в Германии шла лихорадочная игра в чехарду, полная интриг и вражды: каждый (а желающих оказалось много) хотел быть главным, а если не главным, то хотя бы обладателем куска «атомного пирога», и побольше.

Как здесь не вспомнить старинную притчу о царе, вошедшую в хрестоматии, как старый царь к смертному своему ложу подозвал сыновей и дал каждому из них (в грузинском варианте) упругую ветку лозы, «Сломайте ее», — велел царь. Сыновья сломали. «А теперь сломайте это», — сказал царь и протянул пучок лоз. Счастье, что рьяные участники немецкого уранового проекта так до конца войны и не объединились. А ведь каждый старался изо всех сил, и Гейзенберг тоже. Но самым впечатляющим было то, что даже во главе с Гейзенбергом немецкие ученые не дошли до графита как замедлителя нейтронов, забраковав его в самом начале, — это была их первая роковая ошибка. Вторая — это то, что они не дошли до концепции плутония (все было в действительности гораздо сложнее, и мы к этому вернемся), все время пытаясь получить для бомбы уран-235, да и сама бомба им представлялась в виде компактного реактора, который надо будет поднять в воздух.

Не надо думать, конечно, что в качестве замедлителя в реакторе можно использовать только графит, а в качестве горючего для бомбы только плутоний. В качестве замедлителя, безусловно, очень хорошим агентом является тяжелая вода и в современных реакторах используется именно дейтерий. Но по тем временам, в страшной спешке, получение дейтерия в больших количествах было задачей, гораздо более сложной, чем получение даже очень чистого графита, вернее, более дорогостоящей. Что же касается изотопа урана-235, то его выделение из природного урана было задачей просто фантастической сложности. Дело в том, что не существует никаких химических способов разделения изотопов одного и того же элемента, нужно было изыскать способы разделения изотопов, основанные на физических эффектах. Это была настоящая головоломка. В результате огромных усилий были изобретены различные способы разделения изотопов, но все они оказались чрезвычайно неэффективны и содержали огромные технические трудности. И если в Америке были построены заводы огромной мощности, работающие с единственной целью и для единственной лаборатории, то в Германии шла чехарда.

Началось с того, что в 1939 г. почти одновременно два министерства, военное и министерство просвещения, решили осуществить каждое свою собственную программу исследований по урану. Главным действующим лицом по линии министерства просвещения был Абрахам Эзау, с большим трудом убедивший министра в необходимости урановых исследований. Но Эзау прекрасно понимал, что поддержки министерства просвещения мало, и обратился в военное министерство. К этому времени военное министерство уже получило знаменитое письмо гамбургских физиков Хартека и Грота о возможности изготовления взрывчатого вещества небывалой силы. Письмо кончалось простым заключением: «Та страна, которая первой сумеет практически овладеть достижениями ядерной физики, приобретает абсолютное превосходство над другими» [40, с. 44]. Ответ из министерства пришел не сразу, письмо гуляло из рук в руки. Сначала оно было передано начальнику департамента армейского вооружения генералу Бекеру, от него письмо перешло начальнику исследовательского отдела профессору Шуману (он же был военным советником при Кейтеле) и в конце концов к армейскому эксперту по взрывчатым веществам Курту Дибнеру.

Дибнер мгновенно оценил важность письма, но, несмотря на настойчивые требования и красноречие, никакого отклика у начальства не нашел. И только когда на арене армейского департамента появился Эзау, пытавшийся организовать урановые исследования, сидя сразу на двух стульях, Дибнеру создали исследовательское бюро и сделали его начальником. Эзау было отказано. Вскоре военное министерство взяло под контроль Институт кайзера Вильгельма и сделало его центром урановых исследований во главе с Дибнером.

Гейзенберг, усиленно занимавшийся теоретическими расчетами цепной ядерной реакции и одновременно принципами соответствующей экспериментальной установки у себя в Лейпциге, стал научным консультантом Дибнера. Но до самого конца, до весны 1945 г., между людьми Дибнера и группой академических ученых Гейзенберга вражда и конкуренция не прекращались. Не раз высокому начальству будут направлены письма с жалобами и протестами в связи с бесконечными затруднениями, возникающими из-за распределения материалов, и, конечно, с непременным «хайль Гитлер».

Интриги были кругом. Эзау, самым грубым образом отвергнутый военным министерством, не сдавался. Масштабы, которых он достиг, его никак не устраивали, и к концу 1942 г., заручившись поддержкой Геринга, он занял пост главы немецкого уранового проекта. Правда, к началу 1944 г. при поддержке министра вооружения Шпеера (поддержка была тайной) от Эзау избавились. Его место занял Вальтер Герлах.

Пока в верхах шла эта мышиная возня, раскачиваемая группами Дибнера, Эзау и Гейзенберга, при соответствующей поддержке Шпеера, Геринга и Гиммлера, в «общее» дело вошел еще один участник, еще один претендент на решение урановой проблемы — блестящий немецкий инженер барон фон Арденне. В поисках необходимых субсидий — в ведомствах, подчиненных Герингу, ему было отказано: министр просвещения Руст и слышать об «урановом проекте» больше ничего не хотел — он вышел на крупный исследовательский департамент при министерстве почт. Арденне добился встречи с министром почт Онезорге и рассказал ему о важности ядерных исследований, добавив при этом о далеко идущих возможностях использования «урановых реакторов в качестве источников энергии на кораблях». Министр почт был потрясен. Он немедленно добился аудиенции у Гитлера и изложил ему суть дела. Шел 40-й год. Большая часть Европы была оккупирована, план блицкрига полностью разработан. Это время для Гитлера было триумфальным. Гитлер высмеял Онезорге при всех, сказав, что пока все его министры и генералы «тщетно ломали головы над тем, как выиграть войну, министр почт принес готовое решение» [41, с. 130].

Покинув Гитлера, обозленный Онезорге незамедлительно включил в план исследовательских работ министерства почт проект барона фон Арденне. Образование новой группы было встречено в штыки уже созданными двумя. Осенью 1940 г. в лаборатории Арденне появился Вайцзекер и настойчиво убеждал барона бросить исследования, ибо, по мнению Гейзенберга, создание атомной бомбы невозможно. Единственное, что объединяло все группы и враждующие группировки внутри этих групп, был непререкаемый авторитет Гейзенберга.

Что касается группы фон Арденне, то пренебрежение Гейзенберга ко всему, что здесь делалось, окажется фатальным для всего немецкого уранового проекта. Именно в группе фон Арденне возникла идея о том, что бомбу можно сделать не только на уране-235. В начале 1941 г. в лаборатории Арденне появился Фриц Хоутерманс. Через восемь месяцев работы Хоутерманс представил доклад, где в необычайно ясной и строгой форме дал исчерпывающий ответ на самые важные вопросы «атомной проблемы». Им были до конца проведены расчеты цепной реакции на быстрых нейтронах, была вычислена критическая масса урана-235, а самое главное, он рассматривал реактор как «машину для преобразования элементов» и особенно подчеркивал то, что при работе реактора получается новое делящееся вещество, аналогичное по своим свойствам урану-235 и также пригодное для бомбы. Так Хоутерманс, не подозревая, что это новое вещество уже открыто за океаном и названо плутонием, подошел вплотную к самому оптимальному по тем временам решению проблемы.

Наряду с этой работой Хоутерманс исследовал различные способы разделения изотопов и провел их экономический анализ, который показал, что получение урана-235 почти безнадежная задача, тогда как новая альтернатива — получение нового делящегося вещества, с одной стороны, решает проблему, а с другой стороны, избавляет от необходимости разделения изотопов.

Трудно представить себе натуру более противоречивую, чем Хоутерманс. Противник нацизма, пройдя через разные тюрьмы, он сбежал из Германии сначала в Англию, а оттуда в Советский Союз. Попав в Харьков, с головой ушел в работу. Причина, по которой его выслали из нашей страны, неизвестна, но это произошло. В Германии он был вне закона. Находящийся под непрерывной слежкой гестапо, он был лишен права работать в государственных учреждениях. Барон фон Арденне, рискуя головой, взял его к себе на работу (лаборатория Арденне считалась частной), и, как мы видели, результаты не заставили себя ждать.

Хоутерманс и не думал делать секрета из своих результатов, прекрасно понимая, чем это может грозить человечеству. Напротив, он сообщил о своих результатах Гейзенбергу и Дибнеру. Это с Дибнером и Шуманом он появится в Харькове в форме эсэсовского офицера и будет уговаривать своих харьковских коллег сотрудничать с немцами. Более того, Хоутерманс дважды (!) публиковал свой доклад в секретных отчетах, т. е. всеми силами пытался претворить его в жизнь. Но это еще не все. В 1943 г., будучи с визитом в Швейцарии, он умудрился послать телеграмму в Чикаго, и она дошла. Телеграмма содержала всего несколько слов: «Торопитесь, мы на верном пути» [42, с. 317]. Показательно, что эта телеграмма напугала американских ученых не столько своим содержанием (они и так были уверены, что немцы далеко впереди и, конечно, на верном пути), сколько тем, что немцам известно о «секретных исследованиях» в Чикаго. Так или иначе, именно в том, что немцы «на верном пути», Хоутерманс жестоко ошибался. Ни Гейзенберг, ни кто другой не принял результатов Хоутерманса во внимание. Все силы, разрозненные силы ученых, физиков и химиков, промышленности и лабораторий, были брошены на разделение изотопов и добычу тяжелой воды.

С того самого 1939 г. научные исследования, направленные на получение цепной реакции, шли полным ходом. В Лейпциге (затем в Берлине) работал Гейзенберг, в Гейдельберге работала группа Боте, в Гамбурге — группа Хартека. Не будем перечислять все группы — работа шла полным ходом. В 1940 г. немцы захватили в Норвегии единственный в мире завод по производству тяжелой воды. После оккупации Франции блестящая лаборатория Жолио-Кюри с новеньким американским циклотроном и несколькими тысячами тонн урана оказалась в руках у немцев. В оккупированной Чехословакии немецкая фирма «Ауэр гезельшафт» немедленно приступила к эксплуатации урановых рудников. К концу 1940 г. производство чистого урана было поставлено на промышленные рельсы с выходом одной тонны урана в месяц. Из Бельгии немцы вывезли две тонны ураната натрия. В декабре 1940 г. в самом Берлине Гейзенберг, Вайцзекер и Виртц начали собирать первый атомный котел. На завод «Дегусса» во Франкфурте поступил от Гейзенберга заказ на изготовление урановых пластин толщиной в один сантиметр. Гейзенберг остановился на послойной конструкции урана и замедлителя в виде тяжелого льда. Туда же поступил заказ от Дибнера на изготовление урановых кубиков. Одним из щелчков, который получил Гейзенберг, был положительный результат Дибнера: в своем реакторе Дибнер к концу 1942 г. получил коэффициент размножения нейтронов, самый высокий из достигнутых к тому времени в Германии. В отчете о полученных результатах Дибнер писал: «Увеличение реактора неизбежно поведет к возникновению в нем критических условий. Остается лишь выяснить, каково необходимое для этого количество урана и тяжелой воды» [40]. Вот это необходимое количество урана и тяжелой воды каждая группа пыталась получить для себя.

В начале марта 1943 г. в Лондоне была получена шифрованная радиограмма: «Установка высокой концентрации в Веморке полностью разрушена в ночь с 27 на 28 февраля, „Ганнерсайд“» [40, с. 199]. Операция «Ганнерсайд» по взрыву единственного завода тяжелой воды была подготовлена в Англии и осуществлена четырьмя норвежскими патриотами. Эта операция в истории разведки считается одной из скромных. Возможно, так оно и есть. Напомним лишь, что эта операция по счету была второй. Первая операция, тоже подготовленная в Англии, кончилась трагически. Она унесла более тридцати жизней и вызвала у немцев естественную реакцию — усилить охрану завода. А немцы это умели. Было использовано все, от зениток до минного поля. И все-таки завод был взорван. Насколько серьезно относилось немецкое командование к урановому проекту, можно судить хотя бы по тому, что завод в Веморке был восстановлен и заработал через два месяца против ожидаемых двух лет. Осенью 1943 г. английские бомбардировщики «Летающая крепость» сбросили на Веморк более 700 бомб. Но дымовые генераторы, поставленные немцами вокруг завода, сработали, и плотная бомбардировка не принесла желаемого успеха: наиболее важные объекты остались почти не поврежденными, а сам завод тяжелой воды уцелел полностью.

Основным результатом этой акции было разрушение электростанции, так что завод был все равно парализован. Немцы решили демонтировать завод и переправить его в Германию. Решили переправить и остатки уже готовой тяжелой воды. Последнее требовало особой предосторожности. Гиммлер лично приказал специальной воздушной эскадрилье охранять Веморк. Кроме того, операция была тщательно замаскирована, но и она была сорвана норвежскими патриотами.

Немецкие атомщики остро чувствовали недостаток тяжелой воды и делали все возможное для возмещения этого ущерба, пытаясь изменить конструкцию котла, увеличить процентное содержание урана-235, наладить производство тяжелой воды у себя. К концу 1944 г. группа Виртца в Берлин-Далеме впервые применила графит, но лишь в качестве отражателя нейтронов.

К этому времени только эта группа и оставалась в Берлине. Летом 1944 г. американская авиация бомбила Мюнхен и Дрезден, королевская авиация совершала постоянные налеты на Берлин. Наступление Красной Армии предвещало скорое падение Берлина.

Этим летом группа Дибнера эвакуировалась в деревню Штадтильм. Другая часть института в Берлин-Далеме была эвакуирована в деревню Хайгерлох близ Хейсингена. Гейзенберг с Виртцем пока оставались в Берлине, где они кончали сборку самого большого реактора. 29 января 1945 г. все было готово к решающему эксперименту. Но о пуске реактора не могло быть и речи. 30 января Герлах отдал приказ демонтировать реактор. Над всей Германией стоял грохот бомбардировщиков. Почти по всей германской территории шли пехотные бои, а в маленькой деревне Хайгерлох в эти дни образовался новый центр атомных исследований. Здесь в последний день февраля 1945 г. под руководством Гейзенберга и Виртца был пущен реактор. Показания приборов были настолько обнадеживающими, что, не в силах скрыть волнение, Гейзенберг сам по ходу испытания строил график возрастания числа нейтронов, по которому можно было определить точку, когда условия в котле станут критическими, т. е. когда в реакторе пойдет самоподдерживающаяся реакция без внешнего источника нейтронов. Волнение было настолько сильным, что никто не позаботился о мерах безопасности, никто даже не задумался, спасет ли их кусок кадмия, если критические условия наступят. Но критические условия так и не наступили. Количество урана и тяжелой воды оказалось недостаточным. По расчетам Гейзенберга, им не хватило 750 кг дейтерия и примерно столько же урана. А в двухстах километрах, в Штадтильме у Дибнера, имелось урана и тяжелой воды много больше, чем не хватило Гейзенбергу. И Гейзенберг в эти самые последние дни войны всеми силами пытался получить дибнеровский уран. Но было уже слишком поздно. Все, что успели сделать немецкие ученые во время этой агонии, так это перепрятать уран и тяжелую воду, да и то напрасно.

Почти все ведущие немецкие атомщики были интернированы. Их разместили в роскошном имении недалеко от Лондона. В их распоряжении были теннисные корты, газеты и радио. Они были спокойными и надменными. Они были переполнены чувством гордости за то, что им одним ведома тайна урана, что они одни могут сделать то, к чему никто в мире и близко подойти не мог. Шестого августа они услышат по радио о Хиросиме. Первой их реакцией было недоумение, потом они решили, что это пропаганда, что это просто новая бомба, ничего общего не имеющая с ураном. А когда вечером того же дня были переданы подробности и они поняли, что речь действительно идет об атомной бомбе, началась истерика. Они стали упрекать друг друга в недостаточном старании, в плохой организации. Сокрушались над тем, «как им дальше жить после такого удара по германскому научному престижу» [41, с. 111]. Это потом, через сутки, появится новый мотив. Через сутки Гейзенберг понял все и объяснил своим коллегам. И появился новый мотив: они все знали и понимали, но не могли допустить, чтобы страшное оружие попало Гитлеру в руки, а реактор строили в мирных целях, хотели получить электроэнергию. Но только правда может быть правдой. И она известна.