Рассматривая атомный век в его движении, исследуя его природу, я не буду распространяться о физических открытиях и их технических и военных приложениях, а лучше попытаюсь проследить исторические корни этих открытий и воздействие последних на судьбу человека. Но учёный такого склада, как я, имеет слишком мало времени для исторических исследований. Восполняя это, я могу опереться на факты своей долгой жизни; на её протяжении я был свидетелем целого отрезка новейшей истории и много размышлял об этом. Я прочёл или по крайней мере просмотрел несколько книг, которые в данном случае могут пригодиться. Со студенческих лет запомнился мне «Закат Европы» Шпенглера. Мне довелось также познакомиться с внушительным трудом Арнолда Тойнби и слушать его лекции памяти Джиффорда в Эдинбурге. Я упоминаю этих двух авторов, поскольку оба они разделяют мнение, что в человеческой истории есть регулярность или даже законы, которые могут быть вскрыты при сравнительном изучении различных стран и цивилизаций. Большая часть того, что я знаю о европейской истории, берет, однако, своё начало из книги, широко используемой в английских школах и элементарных университетских курсах благодаря её великолепному стилю и ясности — это «История Европы» Е. А. Фишера. Его точку зрения можно уяснить из нескольких строк предисловия: «Люди мудрее и учёнее меня заметили в истории какой-то замысел, ритм, какие-то предопределённые черты.
Эта гармония для меня остаётся скрытой. Я могу различить лишь одно чрезвычайное событие, следующее за другим, как волна бежит за волной, только один огромный факт, из которого, поскольку он уникален, нельзя вывести никакого обобщения, но лишь одно надёжное правило для историка: в эволюции человеческих судеб усматривается игра случайного и непредвиденного. Это не доктрина цинизма и отчаяния. На скрижалях истории факт прогресса запечатлён чётко и внушительно, но прогресс не является законом природы. Знания, приобретённые одним поколением, могут быть потеряны следующим. Мышление людей может пойти по таким каналам, которые ведут к катастрофе и варварству».
Таким образом, по-видимому, имеются две исторические школы: одна считает, что история подчиняется законам и имеет смысл, другая это отрицает.
Как учёный, я привык искать в явлениях природы регулярность и закономерность. Я прошу читателя терпимо отнестись к тому, что данную проблему я рассматриваю с этой точки зрения, однако способом, совершенно отличным от того, которым пользовались Шпенглер и Тойнби.
Заря новой исторической эпохи, например переход от античности к средневековью, по-видимому, была не замечена теми, кто жил в то время. Всё шло без скачков, жизнь сына ненамного отличалась от жизни отца. Это историки разделили прошлое на периоды и эпохи, чтобы как-то проложить себе путь в хаосе событий. Даже начало научно-технического периода, в котором мы живём теперь, было медленным процессом, растянувшимся более чем на сто лет и едва ли замеченным современниками.
Но сегодня вещи, по-видимому, меняются быстрее. За каких-то несколько лет было открыто нечто новое, что преобразует нашу жизнь. Это новое содержит в себе одновременно и страшную угрозу и ослепительную надежду: угрозу самоуничтожения человеческого рода и надежду на земной рай. И это не откровения религиозных пророков или мудрецов-философов, отнюдь нет, эти две возможности даны человечеству наукой, представляющей результат наиболее трезвой деятельности разума. Угроза уничтожения, в частности, была продемонстрирована на примерах Хиросимы и Нагасаки, хотя атомные бомбы, сброшенные на эти города, были детскими игрушками по сравнению с термоядерным оружием, разработанным с тех пор.
Я не принимал никакого участия в разработке ядерной физики, но знаю о ней достаточно, чтобы уяснить, что она означает не многократное увеличение разрушительной мощи, а радикальное и стремительное изменение ситуации. Запас атомных и водородных бомб в США и России, вероятно, достаточен, чтобы стереть с лица земли все крупные города в обеих странах и, кроме того, наверное, все остальные центры цивилизации. Но готовятся или, должно быть, уже готовы к применению гораздо худшие сюрпризы: кобальтовая бомба, например, которая порождает радиоактивную пыль, способную распространиться на большие районы и убить в окрестности всё живое. Особенно зловещи последствия облучения на неродившиеся поколения: возможно возникновение мутаций, которые могут привести человеческий род к вырождению. Последние применения ядерной физики — производство энергии, получение изотопов для медицины и техники — могут действительно стать благодеянием в будущем, но только если оно есть, это будущее. Мы находимся на распутье, в такой ситуации, с которой человечество ещё не сталкивалось.
Эта ситуация — «быть или не быть» — представляется, однако, симптомом состояния нашего умственного развития. Мы должны вникнуть в более глубокие причины дилеммы, перед которой оказался человек.
Главная причина проистекает из открытия того факта, что материя, из которой состоим мы и все вещи вокруг нас, не есть что-то твёрдое и неразрушимое, напротив, она неустойчива и взрывоопасна. Мы буквально сидим на пороховой бочке. Конечно, эта бочка имеет довольно крепкие стенки, и нам потребовалось несколько тысяч лет для того, чтобы просверлить в ней отверстие. Но сегодня мы это сделали и в любой момент по собственной воле можем взлететь в небеса. Эта опасная ситуация отражает фактическое положение дел. Ниже я вернусь к научной стороне проблемы и опишу её в строгих терминах. Но сейчас я хочу обсудить, можно ли было оставить бочку в покое и мирно сидеть на ней, не заботясь о её содержимом. Или — если не пользоваться этой метафорой — не могло бы человечество жить и процветать, не исследуя строения материи и избежав таким образом опасности самоуничтожения?
Ответ на этот вопрос предполагает определённую философию истории. Поскольку я едва ли могу претендовать на глубокие познания в этой области, я попытаюсь подойти к искомому ответу, пользуясь методами, свойственными учёному-естественнику.
С этой точки зрения положение представляется следующим: человека часто определяют как «думающее животное», развитие его зависит от его способности накапливать опыт и действовать в соответствии с ним. Отдельные индивиды или группы прокладывают путь, остальные следуют за ними и учатся. В течение столетий этот процесс был безымянным: мы ничего не знаем о людях, которые изобрели первые орудия труда и оружие, научились скотоводству и земледелию, разработали языки и искусство письма. Но можно быть уверенным, что даже тогда имела место вечная борьба между меньшинством новаторов и консервативной массой, борьба, которую мы наблюдаем по письменным документам всех более поздних периодов. Общая численность людей увеличивается с каждым улучшением условий жизни. Если процент одарённых остаётся, грубо говоря, постоянным, то их абсолютное число растёт в том же темпе, что и общая численность населения. И с каждым техническим изобретением возможность новых комбинаций возрастает. Следовательно, положение сходно с ситуацией, имеющей место в исчислении сложных процентов, — мы имеем дело с тем, что математики называют экспоненциальным ростом.
Конечно, это верно лишь в очень широком смысле — это статистический закон. Но я убеждён, что законы статистики имеют силу в истории точно так же, как в игре в рулетку или в атомной физике, звёздной астрономии, генетике и т. п., короче — во всех случаях, когда приходится иметь дело с большими числами. Сегодня мы знаем, что большинство законов природы имеет статистическую природу и допускает отклонения; мы, физики, называем их флуктуациями.
Поскольку эта идея знакома каждому, позвольте мне проиллюстрировать её простым примером. Воздух, которым мы дышим, кажется нам веществом тонким, непрерывным, с равномерно распределенной плотностью. Но исследования при помощи чувствительных приборов показали, что на самом деле воздух состоит из бесчисленного количества молекул (в основном двух видов: азота и кислорода), которые летят в разных направлениях и сталкиваются друг с другом. Впечатление непрерывности есть следствие грубости наших ощущений, которые регистрируют только осреднённое поведение большого числа молекул. Но тут возникает вопрос: почему в своём хаотическом танце молекулы распределяются в среднем равномерно? Или, иными словами, почему в двух равных объёемах пространства содержится одинаковое число молекул? Ответ заключается в том, что в равных объёмах никогда не содержится точно одинаковое число молекул, а только приблизительно одинаковое число их, и это следствие простого статистического результата, согласно которому это приблизительно равномерное распределение по сравнению с каким-либо иным распределением имеет наибольшую вероятность. Но имеются отклонения от этого, которые можно наблюдать, если сравниваемые объёмы достаточно малы. Частицы, взвешенные в воздухе, например пыльца растений или дым сигареты, совершают небольшие нерегулярные зигзагообразные движения, которые могут быть видны в микроскоп. Объяснение, которое Эйнштейн дал этому явлению, называемому броуновским движением, состоит просто в том, что число молекул воздуха, которые соударяются в противоположных направлениях с крошечными, но видимыми в микроскоп частицами, в любой краткий промежуток времени не точно равны друг другу; следовательно, частица получает толчки в разных направлениях вследствие флуктуации среднего числа испытываемых актов отдачи.
В принципе величина флуктуации ничем не ограничена, но статистические законы делают чрезвычайно маловероятным возникновение очень больших отклонений. В противном случае могло бы случиться, что в течение нескольких минут плотность воздуха возле моего рта стала бы столь малой, что я бы задохнулся. Я этого не боюсь, потому что вероятность этого события бесконечно мала.
Даже степень неопределённости следует определённым статистическим законам. Я думаю, что история в космическом смысле подчиняется таким же статистическим законам. Но обычная история имеет дело, в общем, с малыми группами людей и относительно малыми, короткими периодами времени; в этих обстоятельствах не статистическая равномерность, а именно флуктуации бросаются в глаза и кажутся хаотическими и бессмысленными. Наблюдая за развитием страны или группы людей в течение, скажем, нескольких сотен лет, никакого «статистического развития» можно и не заметить и могут быть обнаружены даже признаки попятного движения. Но раньше или позже мощь человеческого духа проявит себя в другой части света или в другое время. По этой причине представляется неизбежным одно заключение: процесс накопления и приложения знаний как результат деятельности всего человеческого рода в течение длительных периодов времени должен следовать статистическому закону экспоненциального роста и не может быть приостановлен.
Проиллюстрируем это положение несколькими историческими примерами. Решительный шаг на пути к атомной физике был сделан около двадцати пяти столетий назад греческой школой натурфилософии — Фалесом, Анаксимандром, Анаксименом и особенно атомистами Левкиппом и Демокритом. Они были первыми, кто, размышляя о природе, стремился к чистому знанию, не ища в нём немедленной материальной выгоды. Они постулировали существование законов природы и пытались свести разнообразные виды материи к конфигурациям и движению невидимых неизменных одинаковых частиц. Нелегко оценить огромное превосходство этой идеи над всеми концепциями того времени, существовавшими в остальном мире. В сочетании с выдающимися достижениями греческих математиков эта идея могла бы привести к коренным изменениям в научно-техническом развитии, если бы социальные условия той эпохи были более благоприятны. Но греческие аристократы жили в мире, идеалом которого была гармония и красота тела и разума, они презирали ручной труд как удел рабов и пренебрегали экспериментом, поскольку его нельзя выполнить, не замарав рук. По этой причине не было ни попыток проверить эти идеи опытом, ни попыток их технического приложения, хотя, если бы это случилось, античный мир, возможно, выстоял бы под ударами варварства.
После периода больших миграций христианская церковь воздвигла систему, резко осуждающую новшества. Но зажжённый греками огонёк тлел под пеплом. Он теплился в книгах, которые хранились и переписывались во многих монастырях или лежали в библиотеках Византии, и вспыхнул ярким огнём в умах арабских учёных, хранивших до поры греческие традиции и сделавших существенно новые открытия в математике и астрономии. Византийцы, бежавшие от турок в Италию, вывезли свои книги и, что более важно, не только знание классической античности, но также идею научного исследования. Так пришло время открытий и изобретений, которое на несколько столетий обеспечило Европе ведущее положение.
Из этого можно сделать два вывода. Во-первых, было бы совершенно абсурдно полагать, что кризиса рода человеческого, который возник на заре атомного века, можно было избежать или запретить дальнейшее развитие опасных знаний. В наше время известны периоды, когда развитие науки тормозилось, например при Гитлере, под лозунгом борьбы с «еврейской физикой», но успеха это не имело. Во-вторых, кажущаяся внезапность возникновения критической ситуации вызвана в основном иллюзией перспективы. Познание природы и могущество, им порождаемое, неуклонно росли — правда, с флуктуациями и попятными движениями — с возрастающим ускорением, характерным для самоподдерживающегося экспоненциального процесса. Таким образом, неизбежно должен был наступить день, когда изменения условий жизни, вызванные этим процессом, станут на протяжении жизни одного поколения столь значительными, что покажутся катастрофой. Впечатление катастрофы усиливается ещё и потому, что некоторые страны не принимали участия в этом техническом развитии и должны были приспособиться к нему без подготовки.
Наше поколение собирает урожай, посеянный греческими атомистами. Конечным результатом физических исследований явилось подтверждение их фундаментальной идеи о том, что материальный мир, по существу, построен из одинаковых элементарных частиц, взаимодействия которых и порождают разнообразие явлений. Эти элементарные частицы называются нуклонами, потому что если собрать их вместе в тесной упаковке, то они образуют атомное ядро. Химические атомы вопреки названию делимы и неидентичны для одного и того же элемента. Это следствие того факта, что нуклон может быть либо электрически нейтральным — в этом случае он называется нейтроном, — либо он может нести положительный элементарный заряд — в этом случае он называется протоном. Химический атом состоит из ядра, которое представляет собой чрезвычайно плотный агломерат нейтронов и протонов (следовательно, ядро заряжено положительно), и занимающего относительно большой объём облака отрицательно заряженных электрических частиц (называемых электронами), окружающих ядро. Атомы, имеющие одинаковое число протонов и поэтому то же число электронов в облаке, химически и во многих отношениях физически неразличимы, даже если количество нейтронов в ядре различно. Такие почти идентичные атомы, различающиеся только числом нейтронов, то есть по массе (весу), называются изотопами.
Легчайший элемент, водород, состоит главным образом из единственного изотопа — одного протона. Следующий более тяжёлый элемент, гелий, состоит главным образом из изотопа, имеющего два протона и два нейтрона. При слиянии ядер этих элементов высвобождается энергия — огромное количество её. Процесс не происходит спонтанно, так как, для того чтобы свести четыре частицы вместе, требуется затратить определённое количество энергии. Положение напоминает ситуацию в плотине, ворота которой должны быть подняты до того, как вода начнёт вытекать из резервуара. То же самое относится к последующим элементам таблицы Менделеева — они потенциально неустойчивы и соединились бы, если бы не было барьеров, к счастью очень крепких, чтобы не допустить этого. Так обстоит дело для всех элементов вплоть до середины системы Менделеева; начиная отсюда, положение меняется на обратное — каждое ядро имеет тенденцию к расщеплению, что предотвращается только благодаря наличию потенциального барьера. У самого тяжёлого элемента, найденного в природе, урана, самый слабый барьер, и именно он был впервые искусственно сломан в экспериментах Гана и его сотрудника Штрассмана в 1938 году.
Путь от этих тонких лабораторных экспериментов к первому урановому реактору («котлу»), который был построен Энрико Ферми в 1942 году, был долгим и потребовал колоссальной изобретательности, смелости, мастерства, организационных усилий и денег. Решающим событием было открытие того факта, что деление урановых ядер, вызванный столкновением с нейтронами, сопровождается эмиссией нескольких нейтронов и что этот процесс можно направить так, чтобы возникла лавина новых делений, короче — чтобы реакция была самоподдерживающейся. Обратный процесс, слияние лёгких ядер в более тяжёлые (например, превращение водорода в гелий), является источником энергии Солнца и всех звёзд. В их центральных частях температура и давление столь велики, что соединение четырёх нуклонов становится возможным благодаря ступенчатой реакции. Тот же самый процесс слияния ядер осуществлён в земных условиях путём применения урановой бомбы в качестве детонатора. Именно поэтому мы располагаем водородной бомбой.
Сомнений больше нет: вся материя нестабильна. Если бы это было не так, звезды бы не светили, мы не получали бы тепла и света от Солнца, не было бы жизни на Земле. Стабильность и жизнь несовместимы. Таким образом, жизнь по необходимости есть опасное предприятие, могущее иметь счастливый или плохой конец. Сегодня проблема заключается в том, как величайшее предприятие человечества направить к счастливому концу.
Уместно будет по этой причине сказать несколько слов о благах, которые могут получить люди, если они будут вести себя разумно. Прежде всего существует проблема энергии. Когда я был молод, полвека назад, было подсчитано, что запасов угля хватит на несколько сот лет; нефть тогда ещё не использовалась в больших масштабах. С того времени было сожжено огромное количество угля, были открыты новые запасы нефти, которая использовалась во всевозрастающей степени. Тем не менее запасов топлива, по нынешним оценкам, должно хватить ещё на многие сотни лет. Поэтому поиски новых источников энергии могут показаться проблемой не первоочередной важности. Но такое заключение было бы ошибочно.
Уголь и нефть не только источники энергии, но и чрезвычайно важная часть сырья для получения великого множества химических продуктов. Вспомните о пластмассах и их бесчисленных применениях. Наступит время, когда сельскохозяйственной продукции будет недостаточно для питания всевозрастающего количества людей. Тогда обратятся к химии, она должна будет создать искусственные заменители, для которых подходящим сырьём является только уголь. Поэтому представляется опасным и разорительным использовать уголь и нефть только для сжигания. Более того, не следует забывать и социальный аспект проблемы. Не далёк, кажется, тот день, когда в цивилизованных странах ни один рабочий не захочет заниматься мрачным и опасным трудом шахтёра, даже при сносной заработной плате. Англия, по-видимому, уже приближается к такому состоянию. Далее, существует много стран, которые не имеют ни угля, ни нефти; для них легко транспортируемое ядерное горючее было бы благодеянием.
Другой способ мирного применения ядерной физики заключается в использовании радиоактивных побочных продуктов работы атомных реакторов. При этом получаются неустойчивые, то есть радиоактивные изотопы некоторых элементов, пригодные для многих целей: они могут служить источниками излучения вместо дорогого радия в медицине, технике, сельском хозяйстве, для лечения рака, испытаний материалов, выращивания новых видов растений посредством мутаций и, что, вероятно, ещё важнее, в качестве «меченых атомов». При добавлении небольшого количества радиоактивного изотопа к данному элементу становится возможным проследить «судьбу» этого элемента в химических реакциях, даже в живых организмах, путём наблюдения за характером излучения. Во всё растущем количестве экспериментов в биохимии этот метод уже применяется, и он знаменует собой новую эпоху в нашем познании жизненных процессов.
Всё это открывает в будущем огромные перспективы. Международная конференция в Женеве обсудила практические возможности сотрудничества всех стран в этой области. Я не занимаюсь непосредственно ядерной физикой и поэтому не участвовал в конференции. Но я надеюсь, что труды этой конференции дадут большой урожай. Однако я всё ещё спрашиваю себя, может ли даже технический рай уравновесить зло, порождённое атомной бомбой? Потому что, когда я вначале использовал выражение «на земле», я имел в виду не технический прогресс, а реализацию вечного стремления человека к «миру на земле».
Что касается этих мнений, то я хотел бы подчеркнуть, что я не могу здесь основываться ни на моих знаниях физики, ни на моих спорадических занятиях историей; эти мнения мне кажутся выражением здравого смысла, и они разделяются моими многочисленными друзьями, ведущими учёными во многих странах. Мы уверены, что большая война между великими державами стала невозможной или по крайней мере станет невозможной в ближайшем будущем. Она привела бы, вероятнее всего, к всеобщему уничтожению не только воюющих, но и нейтральных стран. Известное положение Клаузевица о том, что «война есть продолжение политики другими средствами», теперь больше несправедливо, так как война стала безумием, и если род человеческий не способен отказаться от войны, то его зоологическое название должно образовываться не от sapientia (мудрость), а от dementia (безумие).
Ведущие государственные деятели, кажется, хорошо понимают ситуацию. Уменьшение напряжённости, которое мы сейчас наблюдаем, показывает, что это так. Страх перед чудовищными масштабами катастрофы, которая может стать результатом вооружённого конфликта, повсюду привёл к переговорам. Но страх — плохая основа для примирения и разрешения конфликтов. Можно ли верить в то, что мир, основанный на страхе, может быть заменён чем-либо лучшим и более надёжным?
Я рискую прослыть в ваших глазах несколько чудаковатым человеком, который отказывается признать всю тяжесть ситуации подобно смешному философу Пальмштрёму в «Песнях с виселицы» немецкого поэта Моргенштерна:
И потому, что он упорно спорит,
чего быть не должно — не будет.
Но я не одинок в своей надежде на длительный мир. Эйнштейн разделял эту надежду и перед смертью ясно это выразил в совместном заявлении, с Бертраном Расселом и другими. Восемнадцать лауреатов Нобелевской премии, химики и физики, собравшиеся для научной дискуссии в Линдау, единодушно приняли аналогичную декларацию (Майнауская декларация). И много других людей и групп опубликовали подобные декларации. Но немного времени есть у нас для того, чтобы эти слова возымели своё действие. Всё зависит от способности нынешнего поколения перестроить своё мышление в соответствии с новыми фактами. Если оно окажется неспособным на это, то дни цивилизации сочтены.
И если даже всё пойдёт хорошо, путь к миру будет проходить по самому краю пропасти.
И всё это оттого, что мир полон неразрешённых противоречий: границы стран изменены, их население перемещено, существуют конфликты между расами, языками, национальными традициями, религиями; колониальная система обанкротилась, и, наконец, существуют противоборствующие идеологии капитализма и коммунизма. Можем ли мы действительно надеяться, что все эти ужасные противоречия могут быть разрешены без применения силы? Не было бы предпочтительней вместо поисков радикальных предложений о запрещении войны попытаться запретить международным соглашением новое оружие массового уничтожения? Мои друзья и я считаем эту идею практически нереальной по следующим причинам.
Производство энергии на основе использования ядерных реакций уже планируется повсюду и всё более совершенствуется. Система надзора, созданная для воспрепятствования производству оружия уничтожения, может функционировать лишь в мирное время. Если между великими державами разразится война, даже если она вначале будет вестись обычным оружием, такой надзор прекратится. Разумно ли предполагать, что страна, будучи в отчаянном положении, но надеясь спастись с помощью атомной бомбы, захочет отказаться от этого последнего средства?
Что касается «обычного оружия», то я должен признаться, что не способен понять, почему оно не может стать источником таких же ужасов, которые обычно относят к атомному оружию. Оно перестало быть честным оружием, применявшимся солдатами против солдат, став средством неограниченного разрушения. Оно направлено не только против военных объектов, но также против организационной структуры и производственных мощностей страны-противника, оно — обычное оружие — убивает беспомощных и старых, оно уничтожает наиболее благородные и незаменимые достижения цивилизации. С моральной точки зрения решительным шагом к современному варварству стала концепция тотальной войны. Даже без атомного оружия перспектива использования обычных бомб в сочетании с химическими и бактериологическими ядами достаточно ужасна.
Запрещение лишь одного атомного оружия не оправдано ни с моральной, ни с гражданской точек зрения. Человечество может быть спасено лишь в том случае, если оно раз и навсегда откажется от применения силы. Сегодня мир зиждется на страхе, но эта основа непрочная. Следующей задачей должна стать стабилизация мира путём укрепления морально-этических принципов, которые лишь одни могут обеспечить мирное сосуществование людей. Христос учил, как человек должен относиться к человеку.
До сего времени страны поступали так, будто заповеди эти действовали только на их территории, но не в сфере их отношений между собой. В этом корень зла. Мы можем выжить, если только в международной сфере недоверие сменится взаимопониманием, подозрительность — желанием помочь, ненависть — любовью. В наше время доктрина отказа от применения силы стала на наших глазах победным оружием в руках нехристианина Мохандаса Ганди, освободившего свою страну без войны (не думаю, что он действовал бы иначе, если бы его противниками были не благонамеренные англичане, а любая другая нация). Почему бы не последовать его примеру?
Мы часто слышим слова осуждения в адрес физиков-атомников: вся неустроенность мира является-де плодом ошибок этих «атлетов разума», причём не только атомная бомба, но и плохая погода.
Я пытался показать, что эволюция человеческого разума должна была однажды привести к освобождению и использованию энергии, хранящейся в атомном ядре. Быстрота, с которой это произошло, привела к возникновению критической обстановки, явившейся следствием трагической случайности исторического значения: деление урана было открыто как раз в то время, когда Гитлер захватил власть, и именно в той самой стране, где он захватил власть. Вынужденный, как и многие другие в то время, покинуть Германию, я видел панику, охватившую мир, когда первые успехи Гитлера сделали вероятной возможность покорения им всех стран мира.
Физики, эмигрировавшие из Центральной Европы, знали, что спасения не было, если бы немцы первые создали атомную бомбу. Даже Эйнштейн, который всю жизнь был пацифистом, разделял эти опасения, и его убедили предупредить об этом Рузвельта.
Учёные, эмигрировавшие из Европы, внесли большой вклад в урановый проект; наиболее выдающимся среди них был Энрико Ферми, один из величайших физиков вашего времени. Нельзя обвинять людей, принимавших участие в создании бомбы, если только не стоять на позициях крайнего пацифизма, воспрещающего применение силы даже перед лицом величайшей беды. Но применение атомных бомб против Японии на последнем этапе войны было совсем другим делом. Ответственность за это несут не только политики и военные, но и группа учёных — советников комитета, назначенного президентом Трумэном для решения данного вопроса. Эти учёные были поглощены своими проблемами, и они торжествовали, когда решение было найдено, но их мало беспокоили последствия. А если их что-то и беспокоило, то это чувство заглушалось сознанием того, что это лежит вне сферы их влияния.
Мысль о запрещении исследований из-за того, что их результаты могли оказаться опасными, представлялась им абсурдной, так же как и их преемникам, ибо, если бы они отказались от исследований, нашлось бы множество других, согласных на это, и если бы американцы не были впереди, то впереди оказались бы русские. Почти все вернулись потом к мирным занятиям, к исследованиям и преподаванию; ничего более они не желали. Они образовали общество для обсуждения и изучения социальной ответственности учёных и борьбы с неправильным использованием открытий.
Конечно, среди физиков есть и такие, которые почувствовали вкус власти, и она им понравилась, — это честолюбцы, пожелавшие сохранить своё влиятельное положение, приобретённое ими во время войны. Но я думаю, что, в общем, идеал политики без применения силы встретит меньше сопротивления со стороны учёных, чем со стороны других общественных групп. Даже честолюбивые учёные с мировым именем были бы удовлетворены ролью руководителей больших проектов — разработок прикладного характера. Рассмотрение последствий появления такого типа людей для развития самой науки выходит за рамки моей темы. Я хотел лишь выразить моё личное мнение, которое заключается в том, что с позиций фундаментальных исследований появление подобных учёных было бы плачевным и даже гибельным.
В такой обстановке едва ли можно ожидать нового Эйнштейна. С другой стороны, вмешательство учёных в политику и вопросы управления представляется мне преимуществом, потому что учёные менее догматичны и более склонны обсуждать спорные вопросы, чем люди, искушённые в праве или классических языках и литературе.
Позвольте мне привести здесь один пример из личного опыта.
В июле 1955 года в Линдау (Боденское озеро) проходил ежегодный съезд лауреатов Нобелевской премии — химиков и некоторых физиков, на котором обсуждались научные проблемы. Отто Ган, Вернер Гейзенберг и я представили съезду декларацию (Майнауская декларация), составленную нами в сотрудничестве с некоторыми учёными разных стран. Этот документ отмечал опасности нынешней ситуации и требовал запрещения войны. Большинство участников сразу согласились с ним, но некоторые сомневались. Однако в конце концов и они также согласились с нашими доводами и подписали декларацию вместе с остальными.
Точно такие же возражения делаются всюду, где война оставила тяжёлые раны, где границы передвинуты, а часть населения принуждена покинуть свой край, как, например, в Юго-Восточной Азии, Корее, Германии. Я испытал на себе, что значит быть жертвой политического преследования. Мне разрешили вернуться на родину, в ФРГ, но моя подлинная родина, Силезия, теперь часть Польши. Это мучительная потеря, но таково было веление судьбы. Пытаться силой изменить положение невозможно, так как это может привести к ещё худшим последствиям и, весьма возможно, к всеобщему уничтожению. Нам необходимо научиться ограничивать себя, нам следует ввести в обиход взаимопонимание, терпимость и желание прийти на помощь, мы должны отказаться от угроз и применения силы. Если этого не произойдёт — конец цивилизованного человека не за горами.
Думаю, что Бертран Рассел был прав: у нас есть выбор только между сосуществованием и несуществованием. Позвольте мне в заключение привести следующие его слова: «В течение бесчисленных веков Солнце вставало и садилось, Луна прибывала и убывала, звезды светили в ночи, но только с появлением Человека эти явления были поняты. В огромном мире астрономии и в малом мире атома Человек раскрыл секреты, которые считались непостижимыми. В искусстве, литературе и религии некоторые люди показали такие возможности сублимации чувств, которые делают всех людей достойными сохранения их биологического вида. Неужели всему этому должен прийти страшный банальный конец потому, что думать о Человеке, а не об интересах той или иной группы людей способны лишь немногие? Неужели род человеческий настолько беден мудростью, так не способен к бескорыстной любви, так глух даже к простейшему зову самосохранения, что последним доказательством его глупости должно стать уничтожение всякой жизни на нашей планете? И — оттого, что исчезнут не только люди, но и звери, и растения, которых никто не может обвинить в коммунизме или антикоммунизме, — я не могу поверить, что такой конец неизбежен».
Если мы все откажемся верить в это и будем действовать, такого конца не будет.
Прежде чем перейти к сути этой темы, позвольте сказать несколько слов о себе и об атоме. Мы — атом и я — были дружны до самого последнего времени. Я видел в нём ключ к глубочайшим тайникам природы, и он открыл мне величие творения и Творца. Он дал мне возможность заниматься интересными исследованиями и преподаванием и обеспечил средствами к жизни. Но теперь он стал источником глубокой печали н опасений как для меня самого, так и для каждого человека.
Со времени уничтожения Хиросимы и Нагасаки атом стал чудовищем, угрожающим уничтожить и нас. Мы сами вызвали духа, который какой-то миг нам верно служил, но теперь вышел из повиновения. Как это случилось? Разве нельзя было предвидеть, что созданное нами существо когда-нибудь перерастёт нас и станет опасным? Не лучше ли было не иметь с ним никакого дела? Или ещё в нашей власти приручить его и использовать в качестве слуги?
Вот те вопросы, которые я хотел бы обсудить. Это фундаментальные вопросы для рода человеческого. Я не могу на них ответить, но могу высказать некоторые положения, к которым подвёл нас сам атом, и если мы хотим его одолеть, то положения эти не должны быть забыты. Слово «атом» употребляется здесь не в смысле крохотной частицы, которая при сосредоточении в больших количествах порождает удивительные силы, а как синоним науки, которая открыла эту частицу и её кумулятивную энергию. Слово «человек» здесь означает не только разумное существо, создавшее науку об атоме и овладевшее атомной энергией, но и человека с улицы, который, ничего этого не зная, читает в своих газетах об угрозах, не понимая их сути.
Правда, это только так говорят, что атом-де стал опасен или что физики-атомники эту опасность сделали реальной. На самом же деле источник опасности — в каждом из нас, так как источник этот — слабости и пристрастия обыкновенных людей.
По этим причинам физические и технические аспекты в моём анализе будут занимать лишь небольшое место. Я буду касаться человеческих проблем как в историческом, так и в политическом планах. Однако я физик, и, размышляя об истории или политике, я не могу не воспользоваться методами, которым научила меня моя наука. Истинная наука философична; физика, в частности, не только первый шаг к технике, но и путь к глубочайшим пластам человеческой мысли. Подобно тому как триста лет назад физические и астрономические открытия развенчали средневековую схоластику и открыли путь к новой философии, сегодня мы являемся свидетелями процесса, который, начавшись, казалось бы, с незначительных физических явлений, ведёт к новой эре в философии. Это именно тот метод мышления, уходящий корнями в атомную физику, который может способствовать лучшему пониманию угроз атомного века и тем самым — их предотвращению.
Угрозы эти действительно смертельны. Сегодня род людской располагает средствами самоуничтожения: оно может произойти либо в припадке полного умопомрачения — одним внезапным ударом в глобальной схватке, или же в результате медленного отравления организма и нарушения его генетической структуры из-за небрежного обращения с атомной техникой.
Был ли такой ход развития неизбежным? Разве люди не могли бы жить достаточно хорошо и без проникновения в тайны строения вещества, что и привело к опасности самоуничтожения? Или — в более широком смысле — является ли технический прогресс, опирающийся на познание законов природы, неизбежной необходимостью, подобно закону природы?
Если это так, то какой смысл в наших усилиях направлять технический прогресс и ставить ему разумные цели? Не лучше ли смотреть на всё глазами фаталиста и жить беззаботно одним днём?
Мы должны, таким образом, рассмотреть две проблемы: во-первых, вопрос о существовании закономерностей или законов истории, поскольку научные исследования и техника суть явления исторические; во-вторых, это древняя проблема соотношения необходимости и свободы.
Прежде чем обсуждать нынешнюю ситуацию и перспективы на будущее, я предлагаю рассмотреть эти две общие проблемы с точки зрения философски мыслящего физика.
Среди историков лишь очень немногие склонны признавать, что события, описываемые в книгах по истории, обнаруживают закономерности такого рода, которые могут быть выражены в форме законов природы. Существуют хорошо известные теории Шпенглера и Тойнби, претендующие на открытие периодичности в жизни людей, народов и цивилизаций — периодичности процессов роста, созревания и увядания, подобных тем, что наблюдаются у растений и животных. Я не могу судить, верно ли это, и здесь это не имеет значения, так как я имею в виду закономерности совсем иного типа, где мы имеем дело с большим количеством объектов, а именно статистические, или, точнее, стохастические законы. (Термин «стохастический» употребляется в настоящее время, когда система, состоящая из множества частиц, изменяет своё состояние в результате случайных воздействий и взаимодействий.)
Чтобы правильно объяснить эти закономерности, следует применить теорию вероятностей, разработанную Паскалем для лучшего понимания игр, в которых главную роль играет случай. Начав с описания азартных игр, эта математическая дисциплина по-новому осветила многие другие виды человеческой деятельности. В настоящее время она используется в страховом деле, для исследования производственных процессов, при распределении и регулировании транспортных потоков и во многих других областях. Она применяется также во многих отраслях знания, например в звёздной астрономии, генетике, эпидемиологии, учении о распределении видов растений и животных и т. д.
В физике статистические методы тесно связаны с атомистической концепцией, которая впервые возникла в химии в качестве полезной гипотезы задолго до каких-либо доказательств реального существования атомов; методы эти были впоследствии применены для объяснения свойств газов. Движение одиночного атома в газе слишком сложно, чтобы его можно было проследить в деталях; более того, оно не представляет интереса. Существует необходимость объяснить соотношения между такими наблюдаемыми величинами, как плотность, давление, температура, которые являются усреднёнными. Поэтому кинетическая теория газов была разработана с помощью статистических методов, а из этой теории выросла более общая теория статистической механики, приложимая также и к другим состояниям материи. Но теория эта отличается от всех иных приложений статистики к явлениям природы в одном существенном пункте, соответствующем слову «механика». Законы механики в той форме, в которой они были открыты Галилеем и Ньютоном, исходят из строгой причинности и детерминированности явлений. Движения атомов подчинены этим законам. Следовательно, движение атома в газе есть процесс, в котором сочетается закономерность и случайность. Физика успешно использовала сочетание этих двух особенностей при постройке замечательного здания, называемого статистической теорией теплоты.
Вернёмся теперь к исторической проблеме развития науки и техники. Здесь в некотором смысле мы имеем дело со сходной ситуацией. Рассмотрим замкнутую ассоциацию людей того типа, который существовал в течение длительных исторических периодов: общину, государство или группу наций. Действия индивида в таком обществе подчинены его волевым импульсам и в то же время подвержены влиянию среды и других индивидов. Рассматривая поведение большого количества индивидов в обществе, мы обнаружим смесь психологических и статистических закономерностей, аналогичных тем, что присущи статистической термодинамике.
Рассуждая подобным образом, мы получим следующую картину. Прогресс данной цивилизации осуществляется меньшинством человеческого коллектива, а именно теми, кто более одарён, любознателен, смел и кого не удовлетворяет существующее положение вещей. Они прокладывают путь, по которому следуют массы. Разумно предположить, что процент одарённых людей при изменениях численности населения во времени, грубо говоря, остаётся постоянным. Каждое улучшение условий жизни сопровождается ростом населения и в то же время возрастанием технических возможностей. Следовательно, в среднем темп прогресса должен быть пропорционален уровню цивилизации, существующему в данное время. Это означает, что средний рост уровня цивилизации должен следовать экспоненциальному закону. Это простой стохастический закон, которому должно подчиняться развитие любого развивающегося замкнутого общества.
Против этих рассуждений можно выдвинуть тот довод, что понятие «уровень цивилизации» слишком расплывчато, чтобы на его основе можно было высказать столь определённое утверждение. Верно, что для древних периодов истории, по-видимому, нет возможности проверить этот постулированный закон. Но на современном этапе, представляющем особый интерес, были проведены исследования, которые полностью подтверждают указанный экспоненциальный закон. Я упомяну только те из них, которые случайно стали мне известны благодаря Дереку Дж. де Солла Прайсу, профессору истории науки Йельского университета. Он нашёл методы, позволяющие оценивать уровень развития науки и техники, например, путём подсчёта числа научных публикаций в год, или числа лиц данной профессии, или числа занятых в торговле, в промышленности и т. п. Он обнаружил экспоненциальный закон, которому указанные величины следуют с удивительной точностью (до 1%) и с тем же удивительным темпом, соответствующим удвоению этих величин за каждые 10—15 лет. Первые факты, на которых основываются эти результаты, датируются приблизительно 1700 годом, который является началом современной научной эпохи. В то же время наблюдения демонстрируют также пределы справедливости экспоненциального закона: он нарушается такими возмущениями внешнего характера, как войны 1914—1918 годов и 1939—1945 годов, которые вызвали отчётливое отклонение от экспоненциальной зависимости, представленной, например, числом публикаций по физике (взятым по журналу «Physical Abstracts»). Но более важными, чем эти очевидные возмущения, являются отклонения другого рода. Если рассматриваемые объекты относятся к большому, но конечному классу, например классу школьных учителей в данном обществе, то экспоненциальный рост может иметь место лишь постольку, поскольку число этих объектов является довольно небольшой долей всего класса. Если эта доля становится слишком большой, то экспоненциальная группа превращается в менее быстро растущую группу (например, по линейному закону) либо рост её вовсе прекращается. Возникают затем контрреакции, среди которых, конечно, не последнюю роль играет воля человека, направляемая здравым смыслом (например, условие, согласно которому не всем гражданам разрешается стать учителями).
Я склонен думать, что эти специальные исследования, хотя и ограниченные в объёме, дают представление о развитии цивилизации в целом. Однако, делая такое обобщение, следует принять во внимание тот факт, что человечество состоит из многочисленных групп некогда полностью независимых стран, которые всё ещё ведут себя так, будто они независимы, но которые ссорились, воевали и уничтожали друг друга. Эти процессы, которые, с моей нынешней точки зрения (макроисторической), проявляются как возмущения, подлежат изучению методами обычной истории (микроистории). Процессы эти замедляли научный и технический прогресс, и часто на длительные периоды, но им не удалось остановить его. Нет сомнения, что это утверждение справедливо для того длительного, чрезвычайно длительного периода, известного под именем «предысторического», в течение которого полуживотное, обезьяноподобное существо развилось в цивилизованного человека, с его языком, письменностью, земледелием, скотоводством, инструментами, оружием, домами, деревнями, городами и т. п. Когда мы обращаемся к периоду, охватываемому письменной историей, мы слышим больше о войнах, разрушениях и катастрофах, потому что эти явления поражают и возбуждают нас больше, чем нормальное развитие. Но рост уровня цивилизации, усреднённый по всем странам мира, отрицать невозможно. Начиная с 1700 года он становится чрезвычайно быстрым процессом. Наконец, он привёл к открытию атомных сил и ядерной энергии и, таким образом, к современному кризису в жизни человечества.
Я полагаю поэтому, что на вопрос, можно ли было избежать этого кризиса, следует ответить определённым «нет». Краткий обзор истории науки об атоме подтверждает это заключение.
Начало науки об атоме было положено около 600 лет до н. э. греческими философами Фалесом, Анаксимандром и Анаксименом, которые впервые стали размышлять о природе, движимые живым любопытством и стремлением к чистому знанию, без непосредственной практической цели. Атомисты Левкипп и Демокрит постулировали существование законов природы и стремились свести разнообразие различных субстанций к конфигурации и движению невидимых, неизменяемых, неделимых частиц, называемых атомами.
Эта захватывающе прекрасная и вдохновляющая идея о коренных свойствах вещества в течение длительного времени была предана забвению, так как не было никаких средств для её доказательств. Ещё даже не родилась и не созрела идея о том, что теоретические построения могут быть подтверждены системой опытов.
В это направление мысли большой вклад внесли сами греки. И мы обязаны им не только тем, что они заложили основы абстрактной математики, но и её первым применением к описанию природы в форме статики твёрдых тел и жидкостей и птолемеевой системы небесных тел.
Греческая цивилизация была уничтожена вторжением извне. Но научные традиции греков восприняли и сохранили арабы. Они передали их народам Европы, которые с XVI века стали лидерами в науке. Не следует забывать, однако, что периоды расцвета науки были также в Китае и Индии.
Тем не менее попытки удушить знание делались весьма часто. Римская католическая церковь сожгла Джордано Бруно и осудила Галилео Галилея. В наше время при Гитлере мы слышали призывы об искоренении «еврейской физики», которые привели к высылке многих из Германии и последовавшему резкому снижению уровня германской физики. В некоторых странах пытались отрицать законы современной генетики и преследовать их сторонников, но в конце концов истина была восстановлена.
Вернёмся теперь к идее об атомной структуре вещества — она снова появилась в химии (помимо некоторых примитивных попыток, сделанных в кинетической теории газов) в начале XIX века благодаря трудам Джона Дальтона.
Несколько позднее эта идея перешла в физику — вначале в форме определённых формулировок кинетической теории газов. С этих пор мы можем проследить прямой путь её развития вплоть до ядерной физики сегодняшнего дня. Наиболее важным пунктом, достигнутым на этом пути, было открытие того факта, что атом не имеет права на своё название, означающее «неделимый», так как он состоит из более мелких элементарных частиц. Я могу лишь очень кратко коснуться того, как это случилось. Путь к этому проложили открытие X-лучей Рентгеном и открытие радиоактивности Беккерелем. Почти в то же самое время, в середине 90-х годов прошлого века, Дж. Дж. Томсон открывает электрон, а примерно пятнадцать лет спустя Резерфорд доказывает существование атомного ядра. Последующий период был посвящён главным образом исследованию расположения и движения электронов, окружающих ядро, подобно отрицательно заряженному облаку. Выяснилось, что классическая механика не способна объяснить такие структуры. Её должна была сменить квантовая механика, о которой я ещё скажу ниже несколько слов. Наконец, было предпринято исследование самого атомного ядра. В результате подтвердился взгляд древних греков о существовании «первоначальных» частиц. Сегодня мы называем их нуклонами и различаем два вида их — протоны и нейтроны — в соответствии с тем, заряжены они или нет. Ядро атома состоит из нуклонов, число положительно заряженных протонов определяет заряд ядра и тем самым число отрицательных электронов во внешнем облаке, необходимых для того, чтобы атом был электрически нейтрален; химическая природа атома зависит только от числа электронов. Но ядро с данным числом протонов может также содержать различное число нейтронов, следовательно, существуют атомы, которые химически идентичны, но обладают разными массами, — они называются изотопами.
В 1938 году Ган и Штрассман обнаружили, что когда изотоп урана поглощает нейтрон, он становится неустойчивым и расщепляется на две части почти одинаковых размеров. Более детальное исследование этого процесса «деления» вскрыло, что одновременно испускаются несколько нейтронов, и, если они сталкиваются с другим ядром урана, возникает цепная реакция, которая освобождает огромное количество энергии.
В 1942 году группе физиков в Чикаго под руководством Энрико Ферми удалось построить реактор, в котором этот процесс стал управляемым.
Здесь я позволю себе немного дать волю воображению и спросить вас: «Каков был бы дальнейший ход событии, если бы в то время не было войны?» Я склонен думать, что всё происходило бы в общих чертах так же, хотя и несколько более медленно. Первый реактор мог быть построен где-нибудь в цивилизованном мире пятью или десятью годами позже. Политические и военные руководители, конечно, были бы потрясены. Но трудности и расходы, связанные с созданием атомной бомбы, столь грандиозны, что едва ли удалось бы достичь чего-нибудь без непосредственного воздействия войны. Западные парламентарии колебались бы, следует ли выделять колоссальные суммы на проекты, реальность которых могла быть доказана лишь на бумаге. Возможно, нашлось бы время рассмотреть последствия всего этого и предпринять попытки к заключению международного соглашения с целью предотвратить угрозу атомной войны.
Но ничего подобного не случилось. Процесс был ускорен благодаря исторической случайности, подобно химической реакции в присутствии катализатора. Случайность эта заключалась в том, что открытие деления ядра было сделано в Германии в начальный период нацистского режима.
Вынужденный покинуть Германию подобно многим другим, я был свидетелем ужаса, который охватил остальной мир, когда первые успехи Гитлера сделали вероятным допущение, что он может подчинить себе все народы мира. Если бы Германия оказалась способной построить атомную бомбу раньше других стран, спасения бы не было. Даже Эйнштейн, бывший всегда пацифистом, по настоянию своих коллег предупредил об опасности президента Рузвельта. Это послужило началом потрясающих событий. Были мобилизованы колоссальные средства, была создана гигантская организация, и лучшие умы научного и технического мира приступили к работе. Плодом её был первый взрыв атомной бомбы на испытательном полигоне в Аламогордо в Соединённых Штатах (июль 1945 г.).
До этого момента в политическом плане всё шло вполне «нормально»: политики и солдаты выполняли свой долг; физики, химики и инженеры несли свою патриотическую службу там, где они были более всего полезны; для исследований новой захватывающей области науки им были предоставлены неограниченные средства, а по общественной лестнице они были возведены в ранг лиц особой важности — VIP[20].
Трагическим поворотом событий было решение применить новое оружие, сбросив две бомбы на густонаселённые города Японии. На ком лежит ответственность за это решение? Президент Трумэн отдал приказ, выслушав предварительно множество советников. Среди них были не только политические и военные деятели, но и выдающиеся учёные. Действительно, группа учёных-атомников в своём докладе предупредила министра обороны и правильно предсказала последствия этого шага; доклад подписал председатель комитета Джеймс Франк, мой старый друг и коллега по Гёттингену далёкого мирного времени[21]. Но другая группа выдающихся физиков одобрила сбрасывание атомных бомб.
Я употребил слово «ответственность», а не «вина». Ибо кто может осмелиться судить людей, которые, неся бремя войны, честно отдавали все свои силы и знания? В качестве оправдания этого решения обычно выдвигается тот довод, что оно ускорило окончание войны и спасло жизнь сотням тысяч солдат, не только американских, но и японских. Мы избегаем упоминать сотни тысяч японских мирных граждан — мужчин, женщин и детей, которые были принесены в жертву. Или если о них упоминают, то говорят, что их уничтожение существенно не отличалось от того, что происходило при обычных воздушных нападениях. И действительно, этого нельзя отрицать. Но можно ли оправдывать большое преступление утверждением, что мы привыкли совершать множество мелких преступлений?
Я не побоюсь применить слово «преступление», но преступником не назову ни одного человека. Здесь мы имеем дело с коллективной виной, с падением нашего нравственного сознания, за что всех нас можно обвинить, включая и меня, хотя я и не имел отношения к разработкам в области ядерной физики. Некоторые из моих коллег в различных странах согласятся со мной, но ещё большее число будут мне резко возражать и скажут: «Это сентиментальная чушь!» Или: «Вы должны служить своей стране, а не задавать вопросы». Или: «Вы сами убедились, что всё это было результатом необходимого развития, поэтому избавьте нас от вашего негодования».
Последнее возражение серьёзно: можно ли говорить о вине и коллективном преступлении, если вы признали неизбежность процесса превращения дикаря с его луком и стрелой в лётчика, вооружённого атомной бомбой?
Было бы безнадёжно обращаться к учёному, находящемуся в плену вульгарно-материалистических представлений, с доводами этического или теологического характера. Но есть метод рассуждений, принципиально основанный на явлениях, связанных с самим атомом. Я уже говорил, что атомная физика учит нас не только тайнам материального мира, но и новому методу мышления. Она преподала нам урок эпистемологии, который при правильном толковании становится философией, доктриной жизни. Я хочу здесь кратко очертить то, что я под этим подразумеваю.
Вернёмся теперь от мировой арены к исследованиям, проводимым в лаборатории учёного. Я уже говорил о том, как классическая физика была преобразована под воздействием атомистики. Чтобы правильно объяснить поведение газов и других систем, состоящих из множества атомов, . первоначальные жёсткие каузальные законы механики Ньютона надлежало дополнить вероятностным подходом. С этой целью была разработана статистическая механика и кинетическая теория теплоты. Однако все ещё думали, что частицы, если бы только их движение можно было наблюдать в деталях, должны подчиняться тем же законам механики, что и планеты, положение которых может быть предсказано на тысячи лет вперёд. Но по мере того как продвигались исследования строения одиночного атома, становилось ясным, что электроны «в облаке», окружающем ядро, не подчиняются классическим законам механики. Первый намёк на то, что мы натолкнулись на нечто совершенно новое, был дан квантовой гипотезой Планка в 1900 году. В последовавшие двадцать пять лет была создана современная квантовая механика, которая внесла в хаос атомных явлений порядок и смысл. Я не могу входить здесь в подробности этой теории, но хотел бы подчеркнуть только один момент: суждения в новой механике носят в принципе только вероятностный характер. Новая механика не даёт ответа на вопрос: «Где находится частица в данный момент времени?», но отвечает лишь на вопрос: «Какова вероятность того, что частица в данный момент находится в определённом месте?» Новая теория, таким образом, менее категорична в своих предсказаниях и в некотором смысле более скромна, чем старая теория. Это изменение в подходе было обусловлено признанием того, что каждое наблюдение сопровождается вмешательством и приводит к возмущению состояния наблюдаемого объекта. Поэтому получение данных, которые в классической механике используются для предсказания траектории движения, здесь задача принципиально недостижимая: сами законы природы запрещают это. В этом ограничении измеряемости физических величин — суть хорошо известного соотношения неопределённостей Гейзенберга. Более того, мы научились описывать один и тот же процесс с помощью совершенно различных образов или понятий, не впадая при этом в противоречия.
Излучение — например, луч света или электронный луч в катодно-лучевой трубке — может быть описано либо в волновой, либо в корпускулярной трактовке как последовательность волн или как поток корпускул соответственно. Совместимость этих, казалось бы, противоречивых описаний обеспечивается тем фактом, что каждое из них покоится на одной строго корректной математической теории. Для объяснения этой ситуации великий датский физик Нильс Бор ввёл понятие «дополнительность». Оно применимо к двум различным аспектам одной и той же физической ситуации, из которых каждый полезен для её интуитивного понимания. Однако во всем своём многообразии процесс может быть понят только с помощью математической теории.
Бор обобщил этот эпистемологический урок природы в принципе дополнительности. Существует много областей человеческой мысли, где один и тот же факт можно рассматривать в различных, но взаимно дополняющих аспектах. Например, в биологии физико-химические методы применяются для исследования живых организмов, но ни один биолог не откажется от описания процессов жизни на совсем ином языке, который оперирует такими понятиями, как цель, порядок, эволюция.
Обе формы описания могут быть использованы одновременно, если учитывать границы их применимости: чем глубже ведётся физико-химический анализ биологического процесса, тем больше возмущений вносится в этот процесс, а это означает, что механизм жизни не может быть полностью воссоздан, так как процесс исследования уничтожил бы саму жизнь.
Наиболее смелым приложением идеи дополнительности является решение Бором древней проблемы необходимости и свободы. Мы верим в законы природы и надеемся, что они действительны в повседневной жизни. Но мы, люди, являемся частью природы и подчинены её законам. Поэтому наши действия должны быть предопределены в той же мере, как и любой естественный процесс. Однако мы считаем себя существами, способными формировать мнения и действовать на основе свободных решений, поэтому мы судим о человеческих действиях, называя их хорошими или плохими, справедливыми или несправедливыми. Как же мы можем так поступать, если каждое человеческое действие есть ни что иное, как часть предопределённого автоматического процесса? Противоречие представляется неразрешимым. Казалось бы, существуют только две возможности: либо надлежит верить в детерминированность и считать свободную волю субъективной иллюзией, либо стать мистиком и считать открытие законов природы бессмысленной интеллектуальной игрой. Метафизики старых школ прокламировали ту или иную доктрину, но обыкновенные люди всегда принимали двойственную природу мира. Боровская идея дополнительности есть оправдание поведения обыкновенного человека, поскольку она сосредоточивает внимание на том факте, что даже такая точная наука, как физика, была вынуждена использовать взаимно дополняющие (комплементарные) описания, которые дают верный образ мира только в том случае, если они сочетаются.
Я убеждён, что Бор прав, и поэтому не боюсь признать, что некоторые стороны человеческой истории управляются законами, и в то же время говорю об ответственности и вине.
С этим физико-философским отступлением я возвращусь теперь к тем современным событиям, которые произошли в результате столкновения атомной науки и политики.
В годы, последовавшие за первым атомным взрывом, союз, направленный против Гитлера, распался и между двумя группами стран, обычно называемыми Востоком и Западом, началась холодная война.
Насколько мало суть научного знания проникла в сознание людей, показал период, последовавший сразу после конца войны. Многие американские политические деятели верили, что техническое преимущество Запада может быть сохранено в условиях секретности. В результате этого в странах Запада стали чиниться препятствия развитию собственных исследований, а начавшаяся «охота на ведьм» поставила под угрозу гражданские свободы, завоёванные народами этих стран. Ничто не могло помешать Советскому Союзу воссоздать уже известное явление природы и использовать его технически. Взрыв первой советской урановой бомбы в 1949 году положил конец американской монополии, а когда началась разработка водородной бомбы, русские поравнялись с Западом.
Водородная бомба основана на совсем ином ядерном процессе по сравнению с тем, который используется в урановой бомбе, так как вместо деления тяжёлого ядра здесь используется слияние лёгких ядер: ядро гелия образуется из двух протонов и двух нейтронов. Хорошо известно, что эта реакция служит источником энергии звёзд, которую они излучают в пространство. Именно этот процесс заставляет Солнце светить и таким образом делает возможной жизнь на Земле. В центральных областях звёзд температура и давление так велики, что процесс слияния ядер протекает в виде цепочки промежуточных реакций. Подобные температуры и давления могут быть теперь созданы на Земле путём использования для «поджига» урановой бомбы, — в результате появилось так называемое термоядерное взрывное устройство. Энергия, высвобождаемая при таком взрыве, может быть в тысячу раз больше, нежели в случае урановой бомбы, и при этом открывается возможность изготовлять бомбы любых размеров и сравнительно дёшево. Водородная бомба — это совершенно дьявольское изобретение, и её производству в Соединённых Штатах вначале оказывалось сопротивление. Человек, руководивший созданием урановой бомбы, Роберт Оппенгеймер, пытался не допустить изготовления водородной бомбы, но безуспешно. Он был исключён из Комиссии по атомной энергии правительства США. Главным инициатором создания водородной бомбы был Эдвард Теллер, который не только разработал её теорию, но и ратовал за её производство. Как он вписал своё имя в книгу мировой истории — к позору своему или чести, — покажет будущее. Аргументация Теллера, конечно, такова: если мы не сделаем эту бомбу, её сделают русские. Действительно, в Советском Союзе спустя некоторое время была взорвана первая водородная бомба. Оба они, Оппенгеймер и Теллер, а также Ферми и другие участники этой работы, включая нескольких русских физиков, были когда-то моими сотрудниками по Гёттингену задолго до этих событий, ещё в те времена, когда существовала чистая наука. Приятно сознавать, что у тебя были такие одарённые и деятельные ученики, но мне бы хотелось, чтобы они проявили меньше одарённости и больше мудрости. Я чувствую, что заслуживаю порицания, если всё, чему они у меня научились, — это лишь методы исследования, и ничего больше. Теперь их одарённость повергла мир в отчаянное положение.
Оба лагеря, Восток и Запад, имеют достаточно бомб, чтобы при помощи самолётов и ракет уничтожить все большие города и промышленные центры противника. Я не стану соревноваться с литераторами и журналистами в описании ужасов атомной войны. Но необходимо напомнить, что неограниченное применение атомного оружия привело бы не только к уничтожению намеченных целей, но и к радиоактивному отравлению атмосферы, которое распространится по всей планете. Даже немногие экспериментальные бомбы, которые были взорваны для «исследовательских» целей в отдалённых уголках земного шара, значительно повысили уровень радиоактивности атмосферы. И если атомная война разразится, то мало что останется от нашей цивилизации. Всё, что уцелеет под бомбами, погибнет мучительной смертью от лучевой болезни: друзья и враги, воюющие и нейтралы, животный и растительный мир.
Ведущие государственные деятели мощных атомных держав имеют обыкновение заявлять, что мировая война стала невозможной. Но ни их собственные министерства иностранных дел, ни правительства меньших государств не слишком обращают внимание па эти декларации. Старая дипломатическая игра — торг и споры из-за больших преимуществ — продолжается, как будто бы ничего не случилось. Нежелание великих держав быть вовлечёнными в серьёзный конфликт используется малыми странами для шантажа. Восток и Запад вооружаются атомным оружием, так как не доверяют друг другу и находятся под влиянием иллюзии, что они могут повысить свою безопасность путём запугивания. Слова «война» избегают, но военные действия ведутся, законы международного права нарушаются, под разными предлогами применяется грубая сила.
Непрерывно ведутся чудовищно дорогие приготовления к войне, не допустимые ни при каких обстоятельствах. Такова безумная ситуация, в которой мы пребываем. Кажется, будто цивилизация осуждена на уничтожение по причинам, скрытым в её собственной структуре. Литература и философия нашего времени отражают эту ситуацию: я имею в виду романы Олдоса Хаксли и Джорджа Оруэлла, а также труды философов-экзистенциалистов.
Несомненно, что человечество находится в состоянии глубокого кризиса. В настоящее время только один страх вынуждает людей сохранять мир. Однако такое положение неустойчиво и должно быть заменено чем-либо лучшим.
Нет необходимости искать где-то далеко принцип, который мог бы стать более прочной основой для устройства наших дел. С этим общим для всех великих религий принципом согласны все философы-моралисты; в нашей части мира этот принцип содержится в христианской доктрине, Мохандасу Ганди удалось воплотить его в жизнь.
Пятьдесят лет назад, когда я был молод, нижеследующее утверждение считалось бы утопическим или глупым. Сегодня я могу его высказать, не вызывая сомнения, в здравом ли я уме. Весьма вероятно, что завтра не пацифисты, а те, кто призывает к войне, будут считаться идиотами, так как опыт последних пятидесяти лет оказал на людские умы необратимое действие. Но я чувствую, что мне не под силу проанализировать и обсудить эту огромную проблему во всех её аспектах. Что мог бы я добавить к словам великих поэтов и пророков нашего времени? Я имею в виду обращение Альберта Швейцера при получении им Нобелевской премии мира; декларацию, опубликованную незадолго до смерти Альбертом Эйнштейном совместно с Бертраном Расселом и другими учёными многих стран; обращение, подписанное пятьюдесятью другими лауреатами Нобелевской премии в Майнау, и много других аналогичных документов. Сегодня эти голоса больше не остаются неуслышанными, так как человек с улицы и, возможно, некоторые люди, обладающие властью в нашем мире, к ним прислушиваются.
Я не закрываю глаза на трудности современной политики: конфликты интересов и столкновения идеологий, рас и религий. Но когда в человеческой истории такие проблемы были решены путём войны? Обычно одна война влекла за собой следующую. Существует ли какая-либо политическая цель, которая оправдывала бы риск атомной войны? Есть множество политических деятелей и журналистов, которые на предупреждения экспертов отвечают ходовыми словечками вроде «атомная истерия» или «бомбовый пессимизм». Такие политики и журналисты либо близоруки, либо являются фанатиками и по этой причине носителями зла, либо они представляют одну из многочисленных групп людей, которой выгодно (или кажется выгодным) планировать или даже вести войны. Это промышленники, которые наживаются на производстве оружия; солдаты, которым по душе военная жизнь с её романтикой и которые предпочитают слепое подчинение личной ответственности; офицеры, генералы, адмиралы, маршалы авиация, чьей профессией является подготовка и ведение войны, и, наконец, физики, химики и инженеры, создавшие новые виды оружия. Стабилизировать современное состояние неустойчивого мира, основанного на страхе, невозможно, если не дать этим людям иных целей в жизни.
Общего рецепта для этого не существует. Однако я могу сказать несколько слов о физиках, чей духовный мир мне знаком. Не думаю, чтобы среди них нашёлся хотя бы один, которого можно было сравнить с Геростратом, поджёгшим храм Дианы, чтобы таким способом приобрести бессмертную славу. Среди некоторых физиков, создававших новое оружие, честолюбие определённо было одним из мотивов их действий. Никто из них, конечно, не стремился к разрушению ради славы, но они хотели внести свой вклад в защиту своей страны и её идеологии. Физики не таинственные злодеи, как их порой изображают и популярной литературе, а обыкновенные люди, одарённые особым талантом. Их этика ни в коей мере не зависит от их науки. Они считают добром то, что полезно их стране, так же как и все другие граждане. Но в то же время они глубоко сознают значение своей особой миссии, и это приводит меня к вопросу высшей важности, которого я до сих пор не касался.
Открытие ядерной энергии — это не только опасность и угроза существованию человечества, но также и орудие глубокого проникновения в тайны природы и тем самым орудие технического прогресса. В этом открытии поистине, без преувеличений, спасение человеческой цивилизации от другой страшной опасности, а именно от истощения запасов топлива — угля и нефти.
Атомные реакторы производят не только взрывчатые вещества, но и два других предмета величайшего значения: радиоактивные изотопы и энергию.
Рассмотрение радиоактивных изотопов выходит за пределы данного очерка, поэтому я скажу о них лишь несколько слов. Насколько я знаю, существуют четыре важные области применения радиоактивных изотопов: а) в качестве естественных часов в геологической, космологической и археологической хронологии; б) в качестве весьма чувствительных индикаторов или «трассировщиков», показывающих присутствие или движение различных веществ в физических, химических, металлургических и физиологических процессах; в) как средство ускорения мутаций и тем самым создания новых видов организмов для теоретических исследований в генетике и практического применения в сельском хозяйстве; г) как мощное средство в медицинской диагностике и терапии, и в частности при лечении рака.
Каждая из этих областей была революционизирована благодаря применению изотопных методов; здесь уже многое достигнуто, но можно ожидать гораздо большего. Впрочем, всё это имеет лишь косвенное отношение к моей теме. Проблема же производства энергии имеет к ней прямое отношение. Наша цивилизация целиком зиждется на эксплуатации ископаемого топлива — угля и нефти — и в небольшой степени водной энергии. Эти виды топлива всё ещё производятся или, точнее, добываются в достаточных количествах из имеющихся ограниченных запасов. Но приближается день, когда, как я показал выше, их добыча не будет удовлетворять наши потребности.
Потребности в энергии, так же как и в продовольствии, должны были бы расти по меньшей мере в темпе роста населения, на самом же деле они растут гораздо быстрее, так как по уровню жизни народы, проживающие на обширных территориях, в основном в Азии и Африке, далеко отстали от более развитых стран, но стремятся их догнать.
Поскольку суммарные запасы топлива ограниченны, не надо быть большим пророком, чтобы предсказать приближение топливного кризиса, с которым столкнётся цивилизованный человек.
Как должна быть решена проблема снабжения продовольствием, вероятно, не известно даже экспертам в области питания, но что касается проблемы снабжения энергией, то открытие методов освобождения ядерной энергии явилось как раз вовремя, чтобы предотвратить катастрофу. Запасов урана и тория хватит на много поколений, даже если потребность в энергии в развивающихся странах возрастёт до уровня потребностей европейцев, американцев и австралийцев. Громадные усилия направлены также на решение проблемы получения управляемой реакции слияния атомов водорода; сырье для такого процесса имеется в неограниченных количествах. Возникающие при этом технические трудности, такие, например, как удаление побочных радиоактивных продуктов, велики, но, по-видимому, преодолимы.
Физики-атомники осознают, что ответственность за это открытие возложена на них, что без него наша цивилизация зачахла бы от нехватки энергии; и они самозабвенно работают, чтобы решить научные, технические, экономические и социальные проблемы, связанные с открытием нового источника энергии. Но эти специальные проблемы выходят за рамки моей темы, посвящённой тому, как человечество в целом реагирует на сложившуюся ситуацию.
Ситуация эта такова, словно судьба подвергает людей испытанию, говоря им: вы хотите жить, размножаться и улучшать условия жизни вашей — я даю вам ключ к будущему, но при одном условии: вы должны отказаться от ссор, подозрений и грубой силы. Если вы этого условия не примете, проклятие падёт на вас,
Внемлют ли люди этому предупреждению? Есть признаки, что внемлют. Начать с того, что среди людей моей профессии растёт чувство социальной ответственности. В США и Великобритании образовались общества, которые выступают против использования науки в военных целях. Ведутся работы в области мирного применения ядерной физики на основании международного сотрудничества. В 1955 году в Женеве была проведена представительная конференция, посвящённая этим целям, а в 1956 году официальные представители многих стран собрались в Нью-Йорке для того, чтобы заложить основы международной организации. Я хотел бы привести несколько слов из прекрасного обращения Нильса Бора к этой конференции: «Вся трудность в оценке традиций других стран на основе традиции своей собственной страны состоит в том, что для этого необходимо рассматривать взаимоотношения между культурами в значительной мере как взаимодополнительные». Свободное признание различий и замена враждебности между народами чувством, позволяющим осознать, что они дополняют друг друга, — вот путь примирения между странами, который великий мыслитель поставил на обсуждение перед форумом учёных, собравшихся со всех частей земного шара.
Люди, исповедующие христианство, не нуждаются в таких абстрактных формулировках. Для этого было бы достаточно со всей серьёзностью отнестись к учению Христа и измерять добро и зло не национальной, а общечеловеческой мерой. Никогда в истории это требование не было столь настоятельным, никогда кара за отказ выполнять его не была так очевидна.
Эти соображения, естественно, привели к мощному движению за запрещение ядерного оружия на основе международного соглашения. Откровенно говоря, от него я многого не жду. Ибо если война между большими державами разразится и вначале будет вестись обычным оружием с нарастающим напряжением, нельзя гарантировать, что ни одна страна не прибегнет к применению любого оружия, которое она сочтёт нужным использовать для своего спасения. И в действительности военные лидеры в Соединённых Штатах заявили, что они не стали бы ждать чрезвычайных обстоятельств и в случае нападения нанесли бы по потенциальному противнику ядерный удар. Я убеждён, что единственный путь избежать всеобщего уничтожения заключается во взаимном отказе от применения силы в политических конфликтах в сочетании с нарастающим разоружением. Вместо пропаганды за запрещение атомного оружия я рекомендовал бы развернуть мощную кампанию, призванную разъяснить людям суть тотальной войны.
Идеализированное представление о герое, который сражается и умирает за Родину, жену и своего ребёнка, устарело. Весьма вероятно, что его жена и ребёнок станут жертвой атомной бомбы гораздо раньше солдата, лучше защищённого в окопе или танке, а его Родина, спасённая от захвата, станет похожей на лунный ландшафт.
Каким же был бы мир, если допустить, что великие державы сумеют избежать войны — вначале из страха, а затем по более достойным мотивам, если допустить, что они запретят или по крайней мере ограничат вооружённые конфликты между меньшими странами?
Едва ли этот мир будет уютным земным раем, о котором я, подобно многим другим, часто мечтал. Если бы даже организованное и индустриализированное массовое убийство людей было прекращено, конфликты не прекращались бы в силу железных законов природы, которым подчинены все живые существа. Наука и техника будут быстро и беспрепятственно развиваться по экспоненциальному закону до тех пор, пока не наступит насыщение. Но это отнюдь не означает увеличения богатства и в ещё меньшей мере суммы счастья, поскольку количество людей растёт в том же темпе, а вместе с этим и их потребности в пище и энергии. Здесь технические проблемы атомной энергии приходят в соприкосновение с социальными проблемами такого рода, как регулирование рождаемости и справедливое распределение благ. Решение этих проблем будет происходить в жестокой борьбе если не с помощью смертоносного оружия, то с помощью цивилизованного оружия разума. Если даже призрак атомной бомбы будет успешно изгнан, призрак экспоненциального роста не позволит нам достичь полной беззаботной и мирной жизни. И где-то на заднем плане — в качестве возможного наказания за рецидивы политического варварства — всегда будет таиться опасность самоуничтожения при помощи внезапно спущенной с цепи ядерной энергии.
Мы с ужасом уже наблюдали такого рода рецидивы. Однажды мы были спасены благодаря воздействию мирового общественного мнения: общественное мнение — это мы с вами. И чтобы оно стало ещё более могучим, каждый из нас ежедневно должен вносить в него свой личный вклад.
Оценить с позиций учёного роль Европы в развития науки — нелёгкая задача, так как наука по своей природе интернациональна. Единственный путь, который мне кажется здесь приемлемым, состоит в том, чтобы очертить не столько физику или историю физики (которые в основном связаны с Европой), а всемирную историю (и место, которое занимает в ней Европа) в том виде, как она представляется физику. Я воспользуюсь методом, принёсшим нам, физикам, дурную славу, однако позволившим, вне всякого сомнения, добиться исключительных успехов в науке. Метод этот — мысленное упрощение, при котором рассматривается какая-нибудь одна из сторон исследуемого процесса. На многокрасочную картину истории я взгляну через цветные стекла, что даст мне возможность увидеть исторический процесс лишь в одном, однако фундаментально важном аспекте. При таком подходе наблюдаемая картина теряет в богатстве оттенков, но зато выигрывает в ясности.
Взглянем на Европу с точки зрения технической эволюции. Мне кажется вполне законным считать, что одним из решающих факторов истории является тот вид энергии, которым человечество располагает в данный момент. В этом свете вся история человечества распадается на два — и только два — великих периода: первый — от Адама до наших дней, и второй — отныне и на все будущие времена. Переход от первого периода ко второму знаменуется окончанием потребления солнечной энергии и началом использования чисто земных источников энергии.
Я считаю этот переход — он происходит сегодня на наших глазах — событием огромной важности, которое не идёт ни в какое сравнение с любым предшествующим событием.
Вся энергия на Земле в конечном счёте является производной энергии, выделяемой во время процессов, происходящих в атомных ядрах. Вся жизнь на Земле поддерживается излучением, поступающим с поверхности Солнца, а это излучение в свою очередь вызывается энергией, освобождаемой в результате ядерных процессов, происходящих внутри Солнца.
До недавних пор человек не располагал никакой иной энергией, кроме той, что поступает от Солнца в виде солнечного излучения и накапливается либо в атмосфере, либо в растениях. Таким был первый период истории, если на неё смотреть глазами энергетика. Этот период в свою очередь подразделяется на три чётко ограниченные эпохи: 1) от начала истории человечества до изобретения огнестрельного оружия; 2) от появления огнестрельного оружия до изобретения паровой машины и 3) от изобретения паровой машины до сооружения первого ядерного реактора в роковом 1942 году.
Мне хотелось бы очень кратко охарактеризовать физическую сторону вопроса. Все знают, что материя состоит из атомов. Диаметр атома составляет одну десятимиллионную часть миллиметра. По-гречески «атом» означает «неделимый», однако реальные атомы носят это название незаслуженно, поскольку их нельзя считать неделимыми. Атом состоит из чрезвычайно малого положительно заряженного ядра, окружённого облаком отрицательно заряженных электронов. Число этих электронов таково, что атом в целом оказывается электрически нейтральным. Масса электрона в 1800 раз меньше массы самого лёгкого ядра — ядра атома водорода. Это ядро называют протоном, и его заряд отличается от заряда электрона только знаком. Ядра других атомов состоят из плотно упакованных протонов и нейтронов; последние представляют собой незаряженные частицы, масса которых почти не отличается от массы протона. Протоны и нейтроны в совокупности теперь принято называть нуклонами. Ядра, содержащие определённое число протонов, должны быть окружены таким же числом электронов независимо от количества находящихся в них нейтронов. Такие атомы, хотя они и отличаются по массе, в химическом отношении идентичны. Все атомы с одинаковым числом протонов в ядре называются изотопами. Химический элемент, как правило, представляет собой смесь из нескольких изотопов.
Все физические и химические свойства материи определяются процессами, происходящими в электронных оболочках атомов; в то же время радиоактивные процессы — как естественные, так и искусственные — протекают в ядрах. Ядро защищено от внешней среды электронной оболочкой; лишь недавно физикам впервые удалось проникнуть внутрь атомного ядра. Линейные размеры электронных оболочек примерно в 104 раз больше линейных размеров ядер. Энергия, накапливаемая при образовании атома из электронов и ядер, напротив, значительно меньше (в сотни тысяч или даже в миллион раз), чем энергия, накапливаемая при образовании ядер из нуклонов.
Меня часто спрашивают: «Почему мельчайшие частицы обладают наибольшей энергией?» Подробный анализ этой зависимости завёл бы нас слишком далеко. Здесь, вероятно, уместно сослаться на хорошо известный закон тяготения Ньютона, который гласит, что две массы (например, Солнце и планета) притягивают друг друга с силой, величина которой обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Работа, требующаяся для того, чтобы развести два взаимно притягивающихся тела на такое расстояние; при котором сила притяжения между ними будет пренебрежимо мала, называется «энергией связи» этих тел. Следствием закона Ньютона является то, что энергия связи двух массивных тел обратно пропорциональна расстоянию между ними. Если бы Землю удалось переместить на орбиту, диаметр которой был бы вдвое меньше нынешнего, то энергия связи Земли с Солнцем была бы вдвое больше теперешней.
Закон Кулона говорит то же самое по поводу электрических сил, которые действуют между заряженными частицами независимо от того, являются ли они силами притяжения или отталкивания. Поскольку и протоны и электроны являются заряженными частицами, сразу же становится ясно, что вклад электрических сил в общую энергию протонов, тесно упакованных в ядре атома, должен быть во много раз больше энергии связи электронов, которые удалены друг от друга и от ядра на значительно большее расстояние.
Это, однако, ещё не всё. Поскольку все протоны заряжены положительно, они взаимно отталкиваются. Поэтому, для того чтобы структура, подобная ядру, вообще могла существовать, должны действовать и силы иного рода, вызывающие взаимное притяжение всех нуклонов. Радиус действия этих сил должен быть очень невелик.
Одна из сторон в открытии этих сил имеет касательство к Европе. Эксперимент, позволивший раскрыть структуру атома, является заслугой Европы и Америки. Теоретическое истолкование этой структуры (сведение данных эксперимента к простейшим фундаментальным законам) можно почти целиком считать европейским достижением. Совершенно невозможно перечислить имена тех, кто внёс вклад в это дело, не обращаясь к истории современной физики. Я упомяну здесь всего два имени: Эрнеста Резерфорда, чьи эксперименты впервые обнажили структуру атома, показав существование ядра и электронной оболочки, и Нильса Бора, который создал теорию, описывающую структуру электронной оболочки атомов, и получил упоминавшийся выше показатель 104 из уже известных физических постоянных. При построении на основе общих принципов Бора количественной теории атомной структуры ключевую роль играли две главные теории современной физики: теория относительности Эйнштейна и квантовая теория Планка. Их влияние выходит далеко за пределы естественных наук, оказывая воздействие и на философию.
Весьма характерно для нашего времени, что истолкование ядерных сил ближнего действия было дано в работе неевропейца — японского физика Юкавы (1935 г.), который опирался на две упомянутые выше фундаментальные теории. Теория Юкавы открыла перед физиками совершенно новые, широкие перспективы, введя недолговечные элементарные частицы, массы которых занимают промежуточное положение между массами электрона и протона (их называют мезонами). С той поры было открыто несколько таких частиц. Изучение этих частиц, которое, возможно, позволит узнать, из каких основных компонент состоит материя, вероятно, станет центральной задачей физических исследований на следующем этапе развития науки.
Не будет преувеличением сказать, что среди всех творений человеческого ума теоретическая физика (наряду с полифонической музыкой) является в наибольшей степени продуктом европейским, не имеющим каких-либо аналогов у других цивилизаций. Эта монополия была нарушена Юкавой. Закончим на этом наш экскурс в область физики и вернёмся к анализу истории с позиций энергетики.
Когда я изучал физику и астрономию шестьдесят пять лет назад, источник колоссальной энергии, которую звезды непрерывно излучают в пространство, оставался величайшей загадкой. Все известные в то время физические процессы, например превращение в тепло гравитационной энергии в результате сжатия тела (объяснение, предложенное Гельмгольцем), выделяют слишком мало энергии, чтобы объяснить излучаемые количества её. Радиоактивность тогда была только открыта, и физики начали подозревать, что выделяемая звёздами энергия возникает в результате радиоактивных процессов — ядерных превращений, происходящих внутри звёзд. Однако лишь в 1938 году Бёте и Вейцзеккер независимо друг от друга дали правильное описание этих процессов.
Маленькие ядра нестабильны по той причине, что они имеют тенденцию срастаться в большие ядра, причём этот процесс сопровождается высвобождением энергии. Так, например, следующее за водородом по весу ядро принадлежит гелию и состоит из двух протонов и двух нейтронов. Однако маловероятно, что эти четыре мельчайшие частицы когда-либо могут встретиться, поскольку даже в условиях исключительно высокой плотности материи внутри звёзд такие события практически не наблюдаются. Эти четыре частицы могут, однако, сойтись весьма окольным путём с помощью некоторого тяжёлого ядра, действующего подобно химическому катализатору. Бете и Вейцзеккер в первую очередь нашли именно эту последовательность реакций.
Как и во всех звёздах, энергия, излучаемая в пространство нашим Солнцем, выделяется в процессе синтеза водородных ядер. Крохотная часть солнечного излучений падает на Землю, снабжая её энергией, которая вызывает все погодные явления и делает возможным существование жизни на нашей планете.
Тепловая энергия солнечного излучения удерживает воду океанов в жидком состоянии (за исключением полярных областей) и вызывает круговорот воды в природе: из морей в облака, из облаков дождём на землю, оттуда в реки и обратно в моря и океаны.
Видимая часть солнечного спектра, представляющая собой излучение более коротковолновое, чем тепловое (которое в основном и определяет процесс испарения воды из океанов), поглощается растениями и используется для образования органического вещества путём фотосинтеза. Это сложный фотохимический процесс — перестройка электронных оболочек определённых атомов и атомных групп под действием света. Количество энергии, связанное с такими преобразованиями атомов или атомных групп, несоизмеримо меньше энергии, освобождаемой в результате единичного акта ядерного синтеза, происходящего внутри Солнца. Проходя через Солнце и рассеиваясь в пространстве, эта энергия «обесценивается». Но именно эта обесцененная химическая энергия, накопленная растениями, поддерживает всю жизнь на Земле.
В первый период истории, который можно назвать естественным состоянием, энергетические ресурсы человека ограничивались его собственными мускулами и мускулами приручённых животных. Небольшой дополнительный вклад вносила стихия: работали водяные и ветряные мельницы, а парусные корабли транспортировали людей и грузы. С научной точки зрения механизм отдачи естественной энергии человека, вырабатываемой его мускулами, изучен хуже всех прочих источников энергии. Он основан на преобразовании химической энергии (освобождаемой в результате перестройки электронных оболочек в некоторых атомных группах) в макромеханическую энергию, выделение которой сопровождается заметным повышением температуры. В лаборатории мы знакомы с подобным процессом только по его протеканию в столь примитивных приборах, как, например, электрические батареи. То, что происходит в живых организмах, значительно сложнее и тоньше.
В естественном состоянии человек использует поступающую, а не ранее накопленную, энергию. Эта поступающая энергия в виде солнечного излучения имеется повсюду, хотя она и распределена не совсем равномерно по различным климатическим зонам.
Ввиду универсального характера всех энергетических ресурсов в естественном состоянии специфика местных условий на Земле относительно мало влияла на ход истории. Ключевую роль здесь играли другие факторы — географические особенности, национальный характер и отдельные личности. Это объясняет, почему при обычном изложении истории энергетические ресурсы выпадали из поля зрения, а в центре оказывались совершенно иные факторы. Это было оправдано до тех пор, пока человечество находилось в естественном состоянии, однако неправильно и опасно продолжать пользоваться этим методом и в наше время. Произошли колоссальные изменения, и их важность нельзя учесть должным образом, если описывать их лишь в дополнении к главе, посвящённой экономическому и культурному развитию.
В этот первый, естественный, период истории Европа не играла какой-то особой роли, которая позволяла бы отличить её от других континентов: у неё были свои войны и мирные договоры, свои короли и герои, свои конституции и революции, философии, религии, искусства и науки, а также всё, что обычно им сопутствует. Лишь один феномен возвысил в то время Европу над хаотическим потоком событий всемирной истории — появление греков. Это они породили свободное независимое мышление, стремящееся к изучению природы, мира вне всякой связи с непосредственными практическими потребностями. Именно это привело к новым, глубоким открытиям в математике и естественных науках. Сделанные тогда открытия были погребены в последующие века, но они были снова обнаружены тысячу лет спустя, когда в Европе начался подлинный расцвет.
Затем наступил второй период химической эры. Как полагают, чёрный порох был изобретён в Китае, но там он в основном использовался для весёлых фейерверков. Когда в XII или XIII веке порох появился в Европе, он сразу же превратился в оружие.
Я считаю это событие началом второй фазы химической эры, поскольку с ним связано первое в истории использование химической энергии, накопленной вне мускулов живого организма. Для меня оно также символизирует европейский дух, который начал раскрываться с этого момента, демонстрируя такие свои характерные качества, как изобретательность ума, склонность к выдумке, тяга к приключениям и стремление к экспансии, которая не останавливалась ни перед чем и часто прикрывалась именем Христа.
Это переходная эпоха, эпоха стремительного развития. И её духовные аспекты нельзя отделять от материальных, поскольку без преодоления религиозных и философских традиций был бы невозможен тот изумительный расцвет исследований в области естественных наук, который наблюдался в те века; и наоборот, успех научных исследований в значительной степени способствовал разрыву с традиционными догмами.
Благодаря великим морским путешествиям, совершённым в те времена, представление о сферической Земле стало реальностью: европейцы со своими пушками стали хозяевами значительной части земного шара. Тогда они считали себя и хозяевами Вселенной, поскольку верили, что Земля находится в её центре. Столь надменные представления были разрушены Коперником, который низвёл Землю до одной из многих планет. Это, однако, не сильно умалило гордость европейца. Расставшись со своим доминирующим положением во Вселенной, он нашёл утешение в том, что обладает наукой, которая раскрыла тайны небес и была на пороге раскрытия земной природы. Из исследований движения планет выросла такая научная дисциплина, как механика. Последняя в свою очередь дала мощный толчок развитию физики. Из средневекового мистицизма алхимии выросла такая точная наука, как химия. В конце XVIII века переход был завершён и появилась паровая машина.
Паровая машина с момента своего рождения была связана с углём — топливом, которое начали использовать в Англии после того, как в ней были истреблены все старые леса. Первые паровые машины применялись для откачки воды из угольных шахт. Эти машины потребляли уголь, и только уголь. Другими словами, они расходовали капитал в виде энергии, которую Солнце накопило на Земле за сотни миллионов лет, способствуя росту лесов, погружавшихся затем в почву, где происходила углефикация стволов. Производство механической энергии стало быстро расти, и это изменило всю жизнь западноевропейца. Социологи говорят о промышленной революции, но этот термин упускает главное: это была энергетическая революция, всё остальное — её естественное следствие. Рабочий, не имевший до этого в своём распоряжении ничего, кроме силы своих рук, оснащается теперь непрерывно растущим количеством «лошадиных сил». Их величина меняется год от году и различна для разных стран. Наибольшего значения этот показатель достиг в Соединённых Штатах, где сегодня в распоряжении среднего рабочего находится до 40 лошадиных сил. За этим ростом мощности, доступной каждому человеку, последовал рост производства и повышение жизненного уровня.
Правда, вначале новое богатство текло главным образом в карманы кучки предпринимателей, в то время как положение масс стало ещё хуже. Потребовалось много лет и целый ряд политических революций, прежде чем начало расти всеобщее благосостояние. Не моя задача дать обзор этих социальных преобразований, однако я хочу обратить внимание на некоторые особенности рассматриваемого периода.
Первая связана с взаимодействием техники и науки. Паровая машина была изобретена ещё до того, как стала известна теория процесса, на основе которого она работает. Даже само понятие энергии, которое в настоящее время имеет решающее значение для понимания механизма работы паровой машины (понятие, на базе которого я пытаюсь здесь схематично изложить всемирную историю), возникло пятьдесят лет спустя, когда была развита так называемая механическая теория теплоты. Однако с того момента использование понятия энергии (вместе с более сложным понятием энтропии) позволило внести значительный вклад в усовершенствование паровой машины. Подобное взаимодействие между техникой и наукой затем постепенно распространилось на все другие отрасли исследований и промышленности.
Во-вторых, я хотел бы здесь упомянуть в качестве двух наиболее известных примеров взаимодействия науки и техники электричество и химию. Благодаря электротехнике энергию стало легко транспортировать, и она превратилась в коммерческий продукт. Химия разорвала зависимость человека от естественных материалов. Просто невозможно перечислить здесь всё остальное, что появилось в тот же период. Когда я был молод, даже велосипеды не получили ещё широкого распространения. Сегодня же мы располагаем самолётами со сверхзвуковой скоростью. И что удивляет меня более всего, так это то, что весь век техники едва ли вдвое старше меня самого и большинство изумительных чудес этого века приходится на вторую его половину, так что они появились у меня на глазах. Возможно, наиболее удивительны триумфы медицины, например её успех, выразившийся в удвоении средней ожидаемой продолжительности жизни человека.
Третья особенность, по моему мнению, связана с применением жидкого топлива — нефти. Из недр земли извлекаются огромные количества её, и она стала важным фактором в экономической и политической борьбе. Однако если бы даже этих природных ресурсов не было, число самолётов и автомашин достигло бы современной цифры, так как ещё несколько десятков лет назад человек научился получать жидкое топливо из каменного угля.
Да, поистине фантастическое время эти последние сто пятьдесят лет! Но если ресурсы наши ограничены, то разве не очевидно, что при непрерывном использовании им придёт конец, причём тем скорее, чем интенсивнее потребление? Европейцы — в том числе русские и потомки европейцев, живущие в Америке, — жили именно так, день за днём, не задумываясь о более далёких временах. Они упрочили и расширили свою власть над другими народами, захваченную ранее при помощи пушек. После наполеоновских войн они на некоторое время так глубоко увязли в своей экспансии, что в течение определённого периода сохраняли мир между собой. На середину XIX века приходится один из наиболее продолжительных периодов мира в Европе. Позже, однако, европейские народы начали воевать между собой отчасти с целью расширения колониальных владений, а отчасти из-за старых неразрешённых междержавных конфликтов и взаимных территориальных притязаний в самой Европе. Между тем армия стала постепенно механизироваться и индустриализироваться, не отставая в этом отношении от всех прочих сфер общества. Росли соответственно и ужасы войны, так что был неизбежен тот результат, который мы все наблюдали: две мировые войны, опустошившие Европу...
Для меня фундаментальной особенностью века, в конце которого мы живём, является беззаботность, с которой человек расходует то, что служило основным источником его силы и могущества, а именно ископаемое топливо в виде угля и нефти. Колоссальное улучшение жизненных условий, последовавшее за утилизацией этих источников энергии, породило оптимизм, твёрдую уверенность в безграничном прогрессе. Этой убеждённости в результате двух мировых войн был нанесён тяжёлый удар в Европе, однако она устояла и в Америке и в России. И тем не менее такая уверенность в будущем до последнего времени была совсем необоснованна. Запасы угля и нефти должны иссякнуть раньше или позже, причём тем скорее, чем больше людей станет жить на Земле. Успехи медицины и гигиены обеспечили рост численности населения в Европе, Америке и Австралии. Всё большее и большее число людей с других континентов, и прежде всего огромные людские массы Китая и Индии, стали стремиться к более высокому жизненному уровню и приступили к индустриализации. Непрерывно открываются всё новые и новые месторождения угля и нефти; можно считать, что этих запасов хватит на ближайшие несколько десятилетий, а возможно, и столетий.
Для учёного, однако, современная цивилизация представляется лишь как крохотный период в длинной истории человеческого рода, насчитывающей в общей сложности полмиллиона лет; а сама эта история лишь мгновение в бесконечной эволюции жизни на Земле. Он имеет право пользоваться более крупным масштабом времени и прийти к заключению, что до недавних пор надежда человечества сохранить своё доминирующее положение на земном шаре покоилась на весьма шатком основании.
Чтобы подкрепить этот взгляд, стоит лишь вспомнить слова великого физика Резерфорда, отца современной ядерной физики: незадолго до своей смерти в 1937 году он говорил, что никогда не удастся использовать для практических целей огромные запасы энергии, хранящиеся в атомном ядре. Он ошибался. Всего через два года после смерти Резерфорда один из его учеников (который подобно своему учителю посвятил свою жизнь занятиям чистой наукой в том смысле, как её понимали греки), немецкий химик Отто Ган, осуществил вместе со своим коллегой Штрассманом решающий эксперимент, даже не подозревая о его последствиях. Возможно, прошло бы много лет, прежде чем открытие Гана созрело для технических приложений, если бы не вторая мировая война, которая ускорила процесс исследований, точно так же как катализатор ускоряет химическую реакцию.
Здесь мы имеем дело не с синтезом лёгких ядер, который поддерживает работу солнца, а с распадом («делением») тяжёлых ядер. В принципе в этом процессе легко разобраться. Я говорил выше, что синтез нуклонов в ядра нельзя объяснить действием электрических сил: во-первых, все протоны имеют положительный заряд и отталкивают друг друга, и, во-вторых, электрические силы не оказывают воздействия на нейтроны. Я напомнил, как, исходя из фундаментальных принципов современной физики, Юкава пришёл к заключению, что между нуклонами должны действовать силы совершенно иного рода, и как он связал эти силы с существованием элементарной частицы нового типа — мезона. Силы Юкавы действуют лишь между ближайшими соседями, в то время как силы электрического отталкивания проявляются на больших расстояниях. Вполне понятно, что, по мере того как ядро растёт, электрическое отталкивание в конце концов (несмотря на свою относительную слабость) должно превысить притяжение, являющееся силой ближнего действия. Следовательно, ядра, размер которых превышает некоторый предел, должны быть неустойчивы. Эта неустойчивость была впервые обнаружена у атома урана, ядро которого содержит 92 протона. Было обнаружено, что один из изотопов этого элемента — не наиболее распространённый, ядро которого содержит 146 нейтронов, а значительно более редкий, со 143 нейтронами в ядре — становится неустойчивым, поглотив извне ещё один нейтрон; при этом он распадается на две примерно равные части с выделением огромного количества энергии. В этом процессе испускаются нескоько свободных нейтронов, а они в свою очередь могут быть поглощены ядрами неустойчивого изотопа урана и вызвать деление нескольких ядер. В результате возникает цепная реакция, напоминающая лавину. Именно этот процесс используется для освобождения энергии в урановом реакторе; на его основе была создана первая атомная бомба.
Фундаментальные шаги в этом направлении — открытие явления ядерного деления, его теоретическое истолкование и получение доказательств возможности цепной реакции — были сделаны в Европе или европейскими учёными, переехавшими в Америку. В то же время техническое приложение результатов этих исследований является заслугой Америки, которая добилась огромного успеха в этом направлении благодаря колоссальным усилиям и высокой организации. Вся трагедия указанного развития событий заключается в том, что первое использование новых сил произошло в военной области и созданное на их основе оружие обладало колоссальной разрушительной силой.
Производство энергии, источником которой служило ядерное деление, началось вскоре после окончания войны; сегодня урановые реакторы действуют в ряде стран, а многие другие страны сооружают их.
Подобно углю и нефти, земные запасы сырья, из которого получают эту энергию — урана и тория, — весьма ограничены, однако они вполне достаточны, чтобы отсрочить наступление энергетического голода на века. Среди промышленных держав Англия, страна, где была изобретена паровая машина, ближе других стоит к полному истощению своих запасов угля. Сегодня она занимает ведущее положение в разработке урановых реакторов и связывает с ними надежды на сохранение своих экономических позиций в мире. Многие страны, не имея ни угля, ни нефти и вследствие этого практически никакой промышленности, полагают, что они смогут построить свою индустрию на базе атомных электростанций. И уже вырисовывается следующий шаг в развитии ядерной энергетики, который обещает человечеству неистощимые запасы ядерного горючего.
Теперь оказалось возможным воссоздать на Земле процесс, протекающий в звёздных недрах, то есть синтез ядер гелия из четырёх нуклонов. Для его начала необходимо использовать атомную бомбу, действующую на принципе деления ядер урана. Огромные температура и давление, создаваемые взрывом при делении ядер урана, возбуждают синтез гелия. Как и в случае чёрного пороха и урановой бомбы, здесь быстрым успехам в достижении результата содействовала война или по крайней мере подготовка к войне. История создания водородной бомбы хорошо известна, и нет необходимости её пересказывать. В настоящее время эта бомба служит чрезвычайно важным фактором в противоборстве между Соединёнными Штатами и Советским Союзом. Европа не принимала в этом участия до тех пор, пока Великобритания не стала производить свои водородные бомбы. Поначалу это изобретение представлялось чисто дьявольским, поскольку не видно было никаких путей для замедления процесса синтеза. Чтобы использовать его в качестве промышленного источника энергии, в очень короткий срок были найдены методы, которые позволяют надеяться, что в ближайшем будущем удастся управлять и так называемыми термоядерными процессами. Когда эта цель будет достигнута, человечество избавится от всех забот об источниках энергии на время, которое будет исчисляться не веками, а геологическими эпохами. Дело в том, что сырьём для ядерного синтеза служит водород, который можно черпать из океанов, а океаны никуда не денутся по крайней мере до тех пор, пока на Земле будет жить человек. Таким образом, это похоже на возвращение дел человеческих к нормальному положению. Человек сможет пользоваться запасами космической энергии, практически столь же неисчерпаемыми, как и солнечная энергия.
Этот новый период истории человечества отличается от первого, естественного, периода тремя основными особенностями. Во-первых, это будет искусственное состояние, которое можно сохранить лишь в результате постоянного использования исключительно тонких технических методов и лишь на основе международного сотрудничества.
Во-вторых, если имеющиеся средства будут применяться должным образом, то это состояние будет отличаться огромным материальным богатством. Энергия, которая станет доступна рабочему, не будет идти ни в какое сравнение с тем, что его мускулы способны извлечь из пищи. Это будет безбрежное море, покорённое разумом человека посредством исследований, технических средств и организации.
И наконец, это будет весьма неустойчивое состояние, чреватое опасностями совершенно иного масштаба, чем те, с которыми человечество сталкивалось в дотехническую эпоху. Политические перевороты, войны и революции прежних времён наносили ущерб (или опустошение) ограниченным районам. Политическая катастрофа в новую эру означает самоуничтожение цивилизации, возможно даже всего человечества, если не всей жизни на Земле.
Подведём итог. Благодаря специфическому духу и труду Европы человечество не зависит больше от скудного пайка солнечной энергии, выделенного ему природой. Европеец сначала открыл склады солнечной энергии, накопленные в прошлые геологические эпохи в виде запасов ископаемого горючего; соблазнённый перспективами завладеть новыми богатствами, он бездумно расточал их, строя новое индустриальное общество, которое постепенно охватило весь земной шар. Однако им не был совсем утрачен и дух греческой цивилизации, которая дала первый толчок развитию европейской цивилизации; в своей погоне за материальным богатством он продолжал развивать и науку ради науки. Эти чистые исследования принесли человеку избавление от конечной гибели в результате истощения ископаемого горючего; в распоряжении человека оказалась ядерная энергия, запасённая на самой Земле.
Однако, подобно Прометею, понёсшему кару за то, что он похитил огонь у богов и принёс его человеку, современный человек, возжёгший на Земле космический огонь, также отягощён от проклятием. Он начал атомный век ужасающими разрушениями и массовым убийством, и отброшенная на радость и надежду жизни тень слов «атомная бомба» останется видна навсегда.
По милости учёных человечество оказалось на распутье. Теперь задача всех без исключения людей, а не только политических лидеров состоит в том, чтобы избежать пути, ведущего к катастрофе. Мы, физики, должны без устали объяснять и предупреждать; мы должны стремиться влиять на решения, принимаемые государственными деятелями. Именно это послужило причиной, заставившей меня попытаться изложить всемирную историю и роль в ней Европы в том виде, как это видится физику. Огромную опасность для будущего представляют те, кто отказывается признать, что новый век, на пороге которого мы стоим, в корне отличается от всех прошедших эпох. Я уже говорил о трёх его особенностях. Первая — технические усилия, которые необходимы, чтобы сохранить достигнутое положение, — является бременем. Третья — наличие атомной бомбы — представляет собой огромную опасность.
Возникает вопрос: не существует ли пути достичь процветания, не взвалив на себя это бремя и избежав атомной опасности или, если это бремя неизбежно, то по крайней мере уклониться от опасности? Один из трагических аспектов современного положения заключается в том, что при несколько иной последовательности исторических событий это, вероятно, оказалось бы возможным. Благодаря успехам физики и техники человечество могло бы безбедно жить, используя солнечную энергию, не обращаясь к ядерной. Правда, энергии падающей воды, которая в связи с этим первой приходит на ум, было бы недостаточно. Даже полное использование земных гидроресурсов покрыло бы лишь небольшой процент энергетических потребностей человека. Ветры слишком ненадёжны. Возможность утилизации энергии приливов исследуется в настоящее время, что обещает дать немалый вклад в общий энергобаланс. Серьёзного внимания заслуживает прямое преобразование солнечной энергии в электрическую с помощью термоэлементов. Я могу привести здесь цифры, взятые из статьи русского физика Иоффе[22]. Солнечная энергия, получаемая Землёй в течение суток, равна по величине всем запасам энергии, накопленным на Землю с момента её образования в форме угля, нефти или воды. Это указывает на то, что недостаток энергии, которым характеризовалась эпоха, названная мною «естественным периодом» истории, проистекал не из-за скудности поступавшей солнечной энергии, а был связан с низкой эффективностью использования этой энергии в метеорологическом цикле и растениями. Сегодня к.п.д. усовершенствованных термоэлементов достигает 8%, что сравнимо с к.п.д. паровой машины. Естественно, для покрытия мировой потребности в энергии с помощью таких приборов нужно будет покрыть термоэлементами большую площадь пустыни — что-нибудь порядка 50 x 50 км, которая круглый год открыта солнечным лучам.
Даже если в будущем и можно будет реализовать подобные проекты, это никак не изменит тех трагических обстоятельств, которые сложились после атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки. Война и насилие стояли у колыбели новой эры. Мы использовали дар нашей прозорливости для убийства и разрушения. Проклятие содеянного навсегда пало на нас.
Этот кризис не может быть разрешён традиционными политическими средствами. Часто приходится слышать: «Когда изобрели большой лук и чёрный порох, находились пророки, предсказывавшие конец мира, однако человечество пережило это и многие другие вещи — динамит, авиабомбу, напалм. Подобным же образом человечество, или по крайней мере часть его, устоит и перед атомной и водородной бомбами, если будут приняты необходимые меры защиты, например если будут созданы подземные города-убежища или предприняты другие меры».
Мне кажется, что люди, высказывающие подобные взгляды, просто глупы. Мы не кроты. Мы радуемся солнцу, озаряющему вокруг нас прекрасный ландшафт. Не изменив радикальным образом нашего мышления, мы не сможем найти выхода из нынешнего опасного положения. Трудности кажутся непреодолимыми, поскольку редко в мире происходили такие потрясения, которые мы наблюдаем сегодня. Народы Азии и Африки стремятся сбросить с себя колониальное ярмо и избавиться от европейского влияния. Конфликты националистического толка, религиозный антагонизм, напряжённость на расовой почве, схватка конкурирующих идеологий коммунизма и капитализма — всё это сейчас обострилось как никогда, и тем не менее нельзя разрешить эти противоречия старыми насильственными методами. Новая мировая война станет концом для всех нас.
В Европе всё началось с открытий и изобретений. Это были творения ума, способствовавшие материальному прогрессу. Я верю, что когда-нибудь Европа снова станет лидером, но на этот раз добиваясь прогресса в области политики и этики. Первым шагом в этом направлении будет объединение самой Европы.
Будучи физиком, я особенно заинтересован в тех европейских организациях, которые непосредственно связаны с атомными исследованиями; к ним, как известно, относятся Евратом и ЦЕРН. Лаборатории последней расположены под Женевой. Размеры установленных там машин убедительно демонстрируют, что мельчайшие частицы Вселенной обладают огромной энергией и для их исследования требуются неимоверные усилия экспериментаторов и колоссальные затраты средств. Солидарность западноевропейских стран, выразившуюся в этом общем предприятии, которое по своим масштабам превосходит возможности каждого из участников, можно считать обнадёживающим признаком.
Физика служит не только источником материального прогресса, она позволяет связать в единую цепь отдельные звенья духовного развития человека. В конечном счёте конфликт между Востоком и Западом, который в настоящее время будоражит весь мир, обусловлен различными философскими концепциями и различным истолкованием смысла жизни, на что, безусловно, повлияли естественные науки...
Я убеждён, например, в высокой степени истинности законов ядерной физики; однако обернётся ли в конечном счёте открытие этих законов благом для человечества или принесёт ему смерть и разрушение, покажет будущее.
Мы верим, что существует разумный путь, что чистое безумие — ставить на карту существование цивилизованного человечества ради победы философской доктрины или экономической системы. Я, например, убеждён, что массовые убийства и войны являются злом при всех обстоятельствах и что в будущей политике им нет места. Однако для меня было бы слишком самонадеянным рассматривать исторические проблемы глазами физика. И если бы я захотел сейчас остановиться на философских аспектах морали или поговорить о теологии, то тем самым мне бы пришлось отойти от области, где я компетентен, ещё дальше. Позвольте в заключение сказать, что этические проблемы, возникшие в связи с громадным ростом могущества, доступного человеку, пожалуй, ближе моему сердцу, чем научные и политические проблемы; и я надеюсь, что на эту тему выскажутся люди, более компетентные в этих вопросах, чем я.
Прочтя название этой главы, энтузиаст космических исследований, возможно, воскликнет: «Смотрите! Этот неумолимый противник космических путешествий начал потихоньку сдавать свои позиции. Хотя по-прежнему он распространяется об опасностях космических полётов, он уже рассматривает и то благо, которое они с собой несут». Радость такого энтузиаста преждевременна. Я, конечно, не утаю ничего из того, что можно сказать в пользу космических приключений, однако подвергну всё это критической оценке и изложу свои выводы.
Если вы хотите судить о ценности космических полётов, то должны прежде всего задать вопрос: для кого они ценны? С космическими исследованиями связаны многие отрасли науки: и астрономия, и физика, и геофизика, и метеорология, и космология, и эволюционная биология и ряд других наук. Учёные, работающие в этих областях, жаждут получить новые сведения о космическом пространстве и телах, движущихся в нём, причём не только данные о Луне, планетах и неподвижных звёздах, но и о бесчисленных атомных частицах всех сортов. В изучении космоса, помимо учёных, заинтересованы инженеры различных специальностей: исследователи-материаловеды и создатели ракетных двигателей, конструкторы космических летательных аппаратов, специалисты по электронике и т. д., однако их личные интересы и интересы соответствующих отраслей промышленности в меньшей степени концентрируются на приобретении знаний, чем на прикладных вопросах и, естественно, окрашены стремлением заработать деньги. Сюда следует добавить изобретателей средств связи и эксплуатационников, которые с помощью искусственных спутников перекрывают океаны и передают телевизионные программы с одного континента на другой. И наконец, имеются ещё военные, которые рассматривают космические зонды как экспериментальные модели носителей для своих ядерных бомб и надеются вскоре включить космос в свои стратегические планы.
Разве этого не достаточно? Я не говорю здесь о многих других важных вещах — ведь я не специалист по космосу! Разве успехи в изучении космоса не наполняют наши сердца счастьем и гордостью? Конечно, эти чувства испытывают все специалисты и заинтересованные группы. Но каковы наши собственные чувства, мои и ваши? Разрешите мне нарушить установленные правила этикета и начать с себя. Я — физик и заинтересован в тех результатах космических исследований, которые вносят вклад в физику атмосферы, в изучение радиационных поясов вокруг Земли, космических лучей и метеоров. Прежде справедливость законов движения планет, открытых Ньютоном почти 300 лет назад, можно было проверить путём наблюдений орбит естественных небесных тел. Теперь законы Ньютона подтверждены путём прямых экспериментов с телами, созданными человеком, и это принесло мне интеллектуальное удовлетворение. Можно ожидать, что в недалёком будущем экспериментальной проверке подвергнется и релятивистская механика Эйнштейна, которая сегодня вытеснила классическую механику Ньютона, причём для этой цели также будут использованы искусственные спутники. Это вызовет у меня ещё большее восхищение.
Однако сколько ещё людей разделяет со мной это удовольствие? Может ли это оправдать наши усилия в области космоса? Так может думать только тот, кто полностью замкнулся в своей узкой специальности и поглощён своими профессиональными интересами, забывая о том, что могут быть и иные точки зрения. На эксперименты требуются деньги, и чем дальше продвигаются исследования, тем больше затраты. Однако расходы должны находиться в приемлемом соотношении с результатами, как раз здесь-то и неблагополучно с космическими исследованиями. Получаемые результаты представляют значительный интерес для специалистов, но оставляют безучастным рядового гражданина.
Многие ли из вас разделят со мной удовольствие, испытываемое от экспериментальных доказательств справедливости классической и релятивистской механик? На многих ли произвело впечатление открытие радиационного пояса вокруг Земли? Подсчёт числа метеоров? Измерения интенсивности радиации за пределами атмосферы? У кого хотя бы имеются ясные представления о размерах Вселенной? Каждый знает, что астрономы измеряют эти расстояния световыми годами (неудачно выбранный термин, поскольку он обозначает не время, а расстояние; это расстояние, проходимое светом за год). Скорость света 300000 километров в секунду. Ближайшая к нам звезда удалена от нас на расстояние в четыре световых года; наиболее удалённые видимые объекты — на много миллиардов световых лет. В то же время расстояние от Земли до Луны составляет около одной световой секунды — менее чем одну тридцатимиллионную часть светового года. Следовательно, если человеку удастся высадиться на Луне, то это будет означать, что он смог преодолеть лишь ничтожную часть расстояния до ближайшей от нас звезды.
Высадка на Луну явится свидетельством поистине дерзкого и блестящего достижения как технического, так и организационного порядка. Но можно ли действительно считать её космическим путешествием? Скорее это будет проникновение в планетную систему. Достойная ли это цель? Мы знаем, что ни одна из остальных планет не обладает столь разительным сходством с Землёй, чтобы жизнь на ней могла показаться привлекательной человеку. Либо на них царит ледяной холод, либо они неимоверно раскалены; на них нет ни воды, ни воздуха, и они абсолютно не подходят для обитания человека. Путешествие к звёздам (у некоторых из них, возможно, также есть обитаемые планеты) в настоящее время представляется чистой фантазией. Имеются, конечно, специалисты по космическим летательным аппаратам, которые изучают технические стороны подобного проекта — например, тяговые двигатели, использующие радиационное давление, — или размышляют над проблемой, связанной с чрезвычайно большой длительностью путешествия. В последнем случае на помощь приходят результаты, являющиеся следствием теории относительности Эйнштейна. Согласно этой теории, путешественник, который движется со скоростью, близкой к скорости света, стареет медленнее своего близнеца, остающегося дома. Подобные взгляды, получающие поддержку и со стороны теории и со стороны эксперимента, придают научную окраску рассуждениям по поводу космических путешествий. Однако они ни в какой степени не возвращают нас к рациональному подходу.
В феврале 1958 года я говорил (на диспуте в Евангелической академии в Клостер Локкум), что космические путешествия представляют собой триумф интеллекта, но одновременно и трагическую ошибку здравого смысла, и эти мои слова часто цитируют. В апрельском номере журнала «Христианин и мир» за 1960 год эти слова были вновь процитированы с таким добавлением: «Я сознаю, что мои высказывания не остановят этого развития, да его вообще нельзя остановить». В действительности я не говорил «да его вообще нельзя остановить». Если бы я это сказал, то тем самым я отказался бы от чувства ответственности, которое не даёт мне увлечься техническими чудесами до такой степени, чтобы они заслонили для меня перспективу развития науки в рамках общечеловеческой культуры.
В телевизионной программе «Путешествие во мрак», передававшейся в июне 1961 года, я дополнил эти соображения следующими словами: «Интеллект отличает возможное от невозможного; здравый смысл отличает целесообразное от бессмысленного. Даже возможное может быть бессмысленным». Это было истолковано так, будто я считаю бессмысленным само существование человеческого рода. Я не отношусь к числу таких пессимистов. Я верю, что, осознав грозящую опасность, человечество стряхнёт с себя власть техники, перестанет хвастаться своим всемогуществом и вернётся к действительным ценностям, которые поистине разумны и необходимы: к миру, любви, скромности, уважению, удовлетворённости, высокому искусству и истинной науке. Современные так называемые космические исследования не имеют ничего общего с необъятными просторами Вселенной. Это всего только надатмосферное кружение вокруг Земли и вылазки к Луне и ближайшим планетам; короче говоря — это исследование окрестностей Земли.
Ряд ведущих астрономов и физиков в наши дни не выказывают большого энтузиазма к астронавтике. В английском сатирическом журнале «Панч» не так давно появилась статья, в которой были приведены высказывания астрономов по поводу космических путешествий, сделанные ими с момента запуска первого спутника и до наших дней. Они свидетельствуют об эволюции взглядов на научную ценность космических исследований: единая положительная оценка вначале сменилась резким отрицанием. Известный кембриджский астроном Фред Хойл сказал: «Советско-американское космическое соревнование почти не представляет никакой ценности для науки. Что в результате было достигнуто, не стоит и тысячной доли затрат». Английский физик и лауреат Нобелевской премии сэр Джон Кокрофт заявил: «Мы улыбаемся, наблюдая за вашими космическими полётами по телевидению. Все ваши усилия свидетельствуют об искажении целей науки во имя соревнования с Советским Союзом».
То, что заставляет рядового гражданина жертвовать на космос заметную долю взимаемых с него налогов, никак нельзя назвать научным интересом. Но тогда что же это? Быть может, возможность практического использования результатов этих исследований, например улучшение прогнозов погоды или увеличение дальности передач телевизионных программ посредством искусственных спутников? Я не думаю, чтобы поведение рядовых граждан определялось подобными мотивами. Кто интересуется тем, как метеорологи приходят к своим выводам? Кто горит желанием увидеть «живым» на своём экране одного из глав государства Азии или Африки, вместо того чтобы увидеть его несколько дней спустя в хроникальном репортаже? Но у отдельных граждан очень малый выбор.
Существуют, однако, крупные общественные секторы, которые ожидают прибылей от развития исследований планет и космоса. Давайте же посмотрим, какие блага скрываются за всем этим. Один из таких секторов — промышленность. Сооружение ракетных двигателей и космических летательных аппаратов предъявляет чрезвычайно высокие требования к материалам и точности изготовления отдельных узлов конструкции. Эти требования, следовательно, способствуют прогрессу техники и технологии. В первую очередь это касается таких областей техники, как электронная автоматика, химия горючих и взрывчатых веществ, а также металлургия. Высказывается мнение, что страна, не принимающая участия в космических исследованиях, будет отставать во всех этих областях и не сможет успешно конкурировать в других. Это утверждение опровергается тем, что космические исследования поглощают значительный процент научно-технических работников, отвлекая их от других целей. Сомнительно, чтобы ущерб, наносимый таким путём экономике в целом, компенсировался какими-либо выгодами от форсированных космических исследований. Здесь, по-видимому, мы не обнаружим явного выигрыша.
Есть ещё одна прослойка в обществе, представители которой получают определённые выгоды от космических исследований. Я имею в виду военных. Они постоянно требуют более совершенных ракет для доставки атомных бомб. Вполне очевидно, что космические исследования являются превосходным научным камуфляжем для достижения этой цели. Только такая маскировка делает возможными чудовищные расходы на космос. После того как были созданы межконтинентальные баллистические ракеты, военные стали изучать возможность использования искусственных спутников Земли для разведки и доставки бомб, и средства на космос продолжали притекать. Сегодня целесообразность применения такого оружия вызывает сомнения, поскольку стационарные спутники, вращающиеся вокруг Земли, куда более уязвимы, чем управляемые снаряды. Так ли это или не так, однако никто, кроме военных специалистов и политиков, не склонен рассматривать эти приложения космических исследований как благо для человечества. Разум всегда восставал против войны, а сегодня война стала чистым безумием.
Так мы приходим к заключению, что научными доводами и практическими соображениями можно без труда объяснить тот интерес, который проявляют к космическим исследованиям определённые группы специалистов. Однако как объяснить интерес к ним всего человечества? А такой интерес, несомненно, существует. Где его корни? Человечество заворожено величием всего этого предприятия, его огромной стоимостью, трудностями, сложностью и размерами аппаратов, количеством людей, машин и материалов, связанных с космическими проектами. И это ещё не всё, захватывает романтика проникновения в неведомое. Кроме того, всегда живо извечное стремление человека освободиться от оков матери-Земли и вознестись к звёздам. Добавьте сюда восхищение перед изобретательным и упорным инженером, который сумел всё это придумать и воплотить в металл, и перед героями спектакля — космонавтами. Даже те, кто знает, что эти люди совсем не Ахиллесы и не Зигфриды, а лишь хорошо подогнанные детали аппаратов, задуманных и управляемых другими, не могут не восхищаться их мужеством. Ведь всё это созвучно нашим высочайшим идеалам. И такие настроения ловко используют преследующие свои особые интересы учёные, инженеры, политики и военные, чтобы популяризировать собственные планы и выжать больше денег из налогоплательщиков.
Таким образом, я не вижу ничего положительного в той форме космических исследований, в которой они ведутся в Соединённых Штатах, Советском Союзе и других странах. Дело приняло бы другой оборот, если бы оно превратилось в совместное предприятие всех народов, содействуя тем самым примирению противоречий и поддержанию всеобщего мира. Но именно этого и не происходит. Космос стал символом соперничества между великими державами, оружием в холодной войне, эмблемой национального тщеславия, демонстрацией силы. Кроме того, я не могу согласиться с часто повторяемым утверждением, что космические путешествия станут громоотводом для нашей прирождённой агрессивности и склонности к насилию, которая в противном случае находит выход в войнах. Ведь космические исследования используются непосредственно в целях подготовки к войне и являются опасной игрой. Нет никакой гарантии, например, в том, что в соревновании достичь Луны соперники будут придерживаться тех правил честной игры, которые приняты в спорте. Кто может нас уверить, что сторону, выигравшую это состязание, не охватит безумие и она не возомнит, что обладает абсолютным превосходством, которым стоит воспользоваться для овладения всем миром? Пока космические проекты являются синонимом национального величия и силы и пока подавляющая часть общества находится в заблуждении относительно научной ценности и практических возможностей космических исследований, до тех пор я не смогу найти им никаких оправданий, несмотря на всё моё восхищение достигнутыми здесь успехами.
Любая книга по физике, химии, астрономии потрясает неспециалиста обилием математических и иных символов, и вместе с тем — скупостью описания явлений природы. Даже приборы для наблюдений обозначены на схемах символами. И всё же эти книги претендуют на научное описание природы. Но разве в этом обилии формул найдёшь живую природу? Неужели эти физические и химические символы связаны с испытанной на опыте реальностью чувственных восприятий?
Впрочем, иногда даже и сами учёные задумываются, почему им приходится рассматривать природу столь абстрактно и формально — при помощи символов. Нередко высказывается мнение, что символы — это просто вопрос удобства, нечто вроде сокращённой записи, необходимой, когда имеешь дело с обилием материала, требующего переработки и усвоения.
Я счёл эту проблему не столь простой, рассмотрел её детально и убедился, что символы составляют существенную часть методов постижения физической реальности «по ту сторону явлений». Эту мысль я попытаюсь объяснить следующим образом.
Для простого, не искушённого в теориях человека реальность — это то, что он чувствует и ощущает. Реальное существование окружающих вещей кажется ему столь же несомненным, как несомненно для него чувство страдания, удовольствия или надежды. Возможно, он наблюдал оптические иллюзии и это открыло ему глаза на то, что ощущения могут приводить к сомнительным или даже крайне ошибочным суждениям о действительных фактах. Но эта информация зачастую остаётся на поверхности сознания как всего лишь забавное исключение, любопытный курьёз.
Такую позицию в философии называют наивным реализмом. Подавляющее большинство людей всю свою жизнь относятся к реальности именно так, если даже им довелось научиться отличать субъективные переживания (вроде удовольствия, страдания, ожидания, разочарования) от результатов контактирования с предметами внешнего мира.
Но существуют люди, с которыми случается нечто такое, что глубоко волнует их, и они становятся убеждёнными скептиками. Именно так случилось и со мной.
У меня был кузен, старше меня, который учился в университете, когда я был ещё школьником. Специализируясь по химии, он также изучал курс философии, которая сильно увлекла его. И вот однажды он вдруг задаёт мне вопрос: «Что на самом деле ты имеешь в виду, когда говоришь, что эта листва зелёная, а это небо голубое?» Мне такой вопрос показался довольно надуманным, и я ответил: «Я просто имею в виду зелёное и голубое, ибо вижу эти цвета такими, какими ты сам их видишь». Однако он не был удовлетворён моим ответом и возразил: «Откуда ты знаешь, что мой зелёный в точности такой же, как и твой зелёный?» Мой ответ: «Потому что все люди видят этот цвет одинаково, разумеется», — опять не удовлетворил его. «Существуют ведь, — сказал он, — дальтоники, они по-иному видят цвета. Некоторые, например, не могут отличить красный от зелёного». Я понял, что он загнал меня в угол, заставил увидеть, что нет никакого способа удостовериться в том, что именно ощущает другой и что даже само утверждение «он ощущает то же самое, что и я» лишено ясного смысла.
Так осенило меня сознание того, что, в сущности, всё на свете субъективно — всё без исключения. Каким это было ударом!
Однако проблема не в том, как разделять субъективное и объективное, а в понимании того, как освободиться от субъективного и уметь формулировать объективные утверждения. Скажу сразу, что ни в одном философском трактате я не нашёл решения этой проблемы. Только моим собственным исследованиям по физике и смежным наукам обязан я тем, что пришёл на склоне лет к решению, которое представляется мне до некоторой степени приемлемым.
В те далёкие времена, ещё совсем юным студентом, я последовал совету моего кузена и наставника читать Канта. Много позднее я узнал, что эта проблема — как объективное знание возникает из чувственных ощущений индивида и что это знание означает — гораздо старше идей Канта. Эту проблему, например, формулировал ещё Платон в своём учении об идеях. Эта же проблема ставилась также в виде разнообразных спекулятивных рассуждений последующих философов античности и средневековья вплоть до непосредственных предшественников Канта — британских эмпириков Локка, Беркли и Юма. Впрочем, я не имею намерений углубляться в историю философии. Хочу лишь сказать несколько слов о Канте, поскольку его влияние на умы не прекращается и в наше время, а также потому, что я намерен пользоваться отчасти его терминологией.
Процитирую отрывок из кантовской «Критики чистого разума» (Трансцендентальная эстетика): «... Посредством чувственности предметы нам даются, и только она доставляет нам созерцания; мыслятся же предметы рассудком, и из рассудка возникают понятия». Таким образом, по Канту, представления об объектах преобразуются рассудком в общие понятия. Он полагает самоочевидным, что объекты восприятия одинаковы для всех индивидов и что рассудок каждого индивида по-одинаковому формирует общие понятия. Согласно Канту, всё знание относится к явлениям, но не определяется всецело опытом (апостериорное знание), ибо зависит также от структуры нашего сознания (априорное знание). Априорными формами наших представлений являются пространство и время. Априорные формы сознания называются категориями. Кант оставил нам систему категорий, которая содержит, например, такую категорию, как причинность.
Вопрос о том, нет ли «по ту сторону» мира явлений другого мира настоящих объектов, оставлен Кантом без ответа, насколько я понял его. Он говорит о «вещах в себе», однако провозглашает их непознаваемыми. Процитирую по этому поводу книгу «Западная мудрость» Бертрана Рассела, где он пишет: «Согласно кантианской теории, невозможно опытное знание о «вещи в себе», поскольку весь опыт неразрывно связан с пространством, временем и категориями. В лучшем случае мы можем сделать вывод, что такие вещи существуют, постулируя внешний источник впечатлений. Строго говоря, даже и это непозволительно, поскольку мы не располагаем никаким независимым способом убеждаться в существовании таких источников впечатлений, а если бы даже такой способ был, всё-таки мы не смогли бы сказать, что именно эти вещи в себе вызывают наши чувственные впечатления. Ибо если мы говорим о причинности, то уже тем самым мы оказываемся в системе априорных идей, регулирующих само понимание»[23].
Не совсем ясную концепцию «вещи в себе» принято считать слабым пунктом учения Канта. Тем не менее что-то подобное нельзя не предполагать для понимания того, каким образом чувственные восприятия и те модификации, в которые эти восприятия превращаются, могут приводить отдельных индивидов к объективным утверждениям, имеющим силу для всех индивидов. Однако эта предпосылка всего объективного знания провозглашается Кантом как нечто само по себе непознаваемое.
Я постараюсь показать, как можно избавиться от этой дилеммы, используя научные методы рассуждения.
Но сначала я хотел бы вкратце остановиться на отношении к этой проблеме представителей некоторых философских школ после Канта.
Не имея возможности подробно изложить предысторию проблемы трансформации субъективных переживаний в объективное знание, ограничусь замечанием, что проблема эта затрагивалась ещё Платоном в его знаменитом образе пещеры. Та же идея была основательно рассмотрена после Платона различными философами, среди которых следует указать мыслителя-скептика Юма. После Канта возникли самые различные толкования этой проблемы.
В некоторых философских системах реальным признаётся только мир одинокого индивида, «собственного Я». В годы моей юности широкое хождение имела книга Макса Штирнера «Единственный и его достояние». Уже по заглавию очевидна «солипсистская» позиция автора, а сам факт, что я всё ещё помню это заглавие, говорит о том, какое впечатление она произвела на меня.
Гораздо более общепринято мнение, которое разделял сам Кант: и без доказательства самоочевидно, что чувственные восприятия различных индивидов идентичны и вопрос только в том, чтобы исследовать этот общий мир явлений. Таких воззрений придерживаются представители так называемых идеалистических систем, развитие которых достигло кульминации в работах Гегеля и некоторых других мыслителей, в том числе в «феноменологии» Эдмунда Гуссерля, лекции которого я посещал в Гёттингене шестьдесят лет назад. Он учил, что знание можно приобрести в мыслительном процессе, называемом «созерцанием сущности» (Wesenschau). Но учение это меня не удовлетворило.
Упомяну также о школе логического позитивизма, корни которого следует искать в работах физика и философа Эрнста Маха. Доктрина этого широко распространённого ныне учения менее туманна, чем доктрина идеализма, но ещё более радикальна: реальны только непосредственные чувственные восприятия; всё иное, весь мир понятий повседневной жизни и науки нужен только для установления логических связей между чувственными восприятиями. Американский философ Генри Маргенау предложил термин «конструкты» для обозначения этих связей[24]. В наиболее радикальной интерпретации это учение означает отрицание самого существования внешнего мира либо по меньшей мере отказ от его познаваемости. В практической жизни последователи этой доктрины едва ли ведут себя так, как если бы никакого внешнего мира не было.
Все эти учения покоятся на одном и том же предположении, что мир чувственного восприятия «один и тот же» для всех индивидов. Вопрос о том, что именно это означает, остаётся открытым.
Современные «материалисты» объявили все эти учения «идеалистическими» и чуждыми. Они утверждают просто как аксиому, разумеется, что существует реальность, не зависящая от субъекта. В XIX веке их ведущие представители рассматривали эту проблему, по-видимому, подобно наивным реалистам: материя первична, сознание есть одно из её проявлений. Однако такой «механический материализм» нелегко было примирить с результатами быстро прогрессирующей физики. Ибо наука эта ликвидировала примитивные представления о материи, заменив «материю-вещество» на «поле», а в итоге — на ещё более абстрактные идеи. Откликом на этот прогресс явился «диалектический материализм», в котором сохранился старый термин «материя», понимаемый теперь столь широко, что от его первичного смысла ничего не осталось, как это случилось и с использованием некоторых других слов (не только в естественных науках). Фундаментальной аксиомой материализма служит теперь утверждение о «существовании реального, объективного, познаваемого внешнего мира», так что проблема, увлёкшая и терзавшая умы стольких мыслителей, становится строго соблюдаемым верованием.
Каково же мнение физиков или вообще учёных о проблеме реальности?
Я склонен думать, что большинство из них наивные реалисты, которые не станут ломать голову над философскими тонкостями. Они довольствуются наблюдением явления, измерением и описанием его на характерном языке научных идиом. Поскольку им приходится иметь дело с измерительными инструментами и установками, они пользуются обычным языком, расцвеченным специфическими терминами, как водится в любом ремесле.
Однако стоит им начать теоретизировать, то есть интерпретировать свои наблюдения, как они используют другие средства коммуникации. Уже в ньютонианской механике — первой физической теории в современном понимании — появляются понятия вроде силы, массы, энергии, которые не соответствуют обычным вещам. С развитием исследований такая тенденция становится всё более отчётливой. В максвелловской теории электромагнетизма была развита концепция поля, совершенно чуждая миру непосредственно ощущаемых вещей. В науке становятся всё более превалирующими количественные законы в виде математических формул типа уравнений Максвелла. Именно так случилось в теории относительности, в атомной физике, в новейшей химии. В конце концов в квантовой механике математический формализм получил довольно полное и успешное развитие ещё до того, как была найдена какая-то словесная интерпретация этой теории на обычном языке, причём и поныне идут нескончаемые споры о такой интерпретации.
Куда же идёт наука? Математические формулировки не являются самоцелью в физике в отличие от чистой математики. Однако формулы в физике — это символы некоторого рода реальности «по ту сторону повседневного опыта». По-моему, факт этот тесно связан с таким вопросом: как объяснить возможность получения объективного знания из субъективного опыта?
К решению упомянутой проблемы я намереваюсь приступить с помощью рассуждений, используемых физиками. Философские системы являются источником незначительно малой части физических методов. Физические методы именно потому и были развиты, что традиционное мышление философов оказалось непригодным. Сила физических методов познания видна уже из того факта, что они оказались успешными. Я имею в виду не только их вклад в понимание явлений природы, но и то, что они привели к открытию новых, нередко совершенно неожиданных явлений, к усилению власти человека над природой.
Тем не менее предлагаемые мною соображения не подпадают под рубрику «эмпиризм», на который с таким презрением смотрят метафизики. Принципы рассуждений физиков не выведены непосредственно из опыта, а являются чистыми идеями, результатами творчества великих мыслителей. Однако принципы эти испытаны в чрезвычайно обширной экспериментальной области. Легко видеть, что у меня нет намерения заниматься философией науки, но философию я собираюсь рассмотреть с научной точки зрения. Не сомневаюсь, что метафизикам это не понравится, но не знаю, чем можно им помочь.
Для начала перечислю некоторые из физических методов рассуждений, укажу их происхождение и достоинства.
Фундаментальный принцип научного мышления состоит в следующем: некоторое понятие используется лишь в том случае, если можно решить, доказать, применимо ли оно в том или ином конкретном случае, есть ли прецедент такой применимости. Для этого принципа я предлагаю термин «разрешимость» («decidability»).
Когда в электродинамике и оптике движущихся сред физики встретились с очевидно непреодолимыми трудностями, Эйнштейн обнаружил, что эти трудности могут быть сведены к предположению, что понятие одновременности событий в различных системах отсчёта имеет абсолютный смысл. Он показал, что это предположение не соблюдается в силу того факта, что скорость света, используемого для обмена сигналами (между различными системами), конечна; с помощью физических средств можно установить лишь относительную одновременность для вполне определённых (инерциальных) систем отсчёта. Эта идея приводит к специальной теории относительности и к новой доктрине пространства-времени. Кантовские же идеи о пространстве и времени как об априорных формах интуиции тем самым окончательно опровергаются.
На самом же деле сомнения в идеях Канта возникли много раньше. Вскоре после смерти Канта была открыта — Гауссом, Лобачевским, Больяи — возможность построения неевклидовой геометрии.
Гаусс предпринял попытку экспериментально решить вопрос о корректности евклидовой геометрии, измеряя углы треугольника, образованного тремя вершинами холмов Брокен, Инзельсберг, Хохе Хаген (в окрестностях Гёттингена). Но он не обнаружил отклонения суммы углов от евклидовского значения 180°. Его последователь Риман был одержим идеей, что геометрия является частью эмпирической реальности. Риман достиг важнейшего обобщения, математически разработав идею об искривлённом пространстве.
В эйнштейновской теории гравитации, обычно называемой общей теорией относительности, опять был использован принцип разрешимости. Эйнштейн начал с того установленного факта, что в гравитационном поле ускорение всех тел одинаково, не зависит от массы тел. Наблюдатель в замкнутом ящике не может, таким образом, распознать, чему именно обязано ускорение некоторого тела относительно ящика: гравитационному полю или ускоренному движению ящика в противоположном направлении. Из такого простого соображения и была развита грандиозная структура общей теории относительности, основным математическим аппаратом которой оказалась упомянутая выше риманова геометрия, применённая в данном случае к четырёхмерному пространству — комбинации обычного пространства и времени.
Все эти сведения я привожу для того, чтобы проиллюстрировать всю мощь и богатство принципа разрешимости. Ещё одним успехом этого принципа является квантовая механика. Вспомним, в каких трудностях погрязла боровская теория орбитального движения электронов в атоме после потрясающего успеха на первых порах. И вот Гейзенберг обратил внимание на то, что теория Бора работала с величинами, которые оказались принципиально ненаблюдаемыми (с такими, как электронные орбиты определённых размеров и периодов), Гейзенберг наметил новую теорию, в которой были использованы только те понятия, действительность которых эмпирически разрешима. Эта новая механика, в разработке основ которой участвовал и я сам, ликвидировала ещё одну априорную категорию Канта — причинность. Причинность классической физики всегда интерпретировалась (в том числе, несомненно, и самим Кантом) как детерминизм. Новая квантовая механика оказалась не детерминистической, а статистической (к этому я ещё вернусь). Её успех во всех отраслях физики неоспорим.
Я считаю вполне разумным применение «принципа разрешимости» и к философской проблеме возникновения объективной картины мира.
Напомним, что начали мы со скептического вопроса: неужели можно из субъективного мира чувственного опыта вывести существование объективного внешнего мира?
В самом деле, «механизм» такого вывода является врождённым и настолько естественным, что сомнения в его возможности выглядят довольно странными. Однако сомнения эти существуют, и все попытки найти решение данной проблемы — и в духе кантовской «вещи в себе», и в виде «теории отражения» — я считаю неудовлетворительными, поскольку решения эти нарушают принцип разрешимости.
Кстати, невозможность доказать то, что я вижу такой же зелёный цвет, что и вы, обусловлена попыткой достичь соглашение об одиночном чувственном впечатлении. Нет никаких сомнений, что это невозможно.
Однако для двух впечатлений, исходящих от одного в того же органа чувств, например впечатлений о двух цветах, коммуникабельные, доступные объективной проверке утверждения уже возможны. Эти утверждения относятся к сопоставлению двух впечатлений, в частности к отношению равенства или неравенства. (Вместо того чтобы говорить здесь о равенстве или неравенстве, было бы лучше говорить о нераспознаваемости или распознаваемости, однако такие психологические тонкости несущественны для логики наших рассуждений.) В том, что два индивида могут прийти к согласию насчёт таких сравнений, сомневаться не приходится. И хотя я никому не могу описать другому человеку, что ощущаю, если я называю предмет зелёным, но мы сможем вместе разобраться и прийти к согласию насчёт того, что два листика, которые, по-моему, одного и того же оттенка, ему тоже кажутся одинакового оттенка. Кроме «равенства», существуют и другие парные отношения, также коммуникабельные и объективные, чаще всего по типу «больше — меньше», к ним принадлежат отношения «ярче — темнее», «сильнее — слабее», «горячее — холоднее», «твёрже — мягче» и т. д. Но нет нужды обсуждать эти варианты. Достаточно упомянуть о существовании коммуникабельных свойств для пар (впечатлений).
В физике этот принцип объективизации хорошо известен и систематически применяется. Цвета, звуки, даже формы рассматриваются не поодиночке, а парами. Каждый начинающий физик изучает методику так называемого нулевого отсчёта, например в оптике, где настройка измерительного прибора ведётся до тех пор, пока не исчезнет воспринимаемая разница (по яркости, оттенку, насыщенности) между двумя полями зрения. Показание шкалы прибора при этом означает наблюдение геометрического «равенства» — совпадения стрелки с делением шкалы. Главная часть экспериментальной физики состоит в такого рода регистрациях показаний на шкалах приборов.
Тот факт, что коммуникабельные объективные утверждения становятся возможными путём сравнения, имеет огромную важность, поскольку в этом сравнении — истоки устной и письменной информации, а также наиболее мощного интеллектуального инструмента — математики. Я предлагаю использовать термин «символы» для всех этих средств общения между индивидами.
Символы (в данном контексте) — это легко воспроизводимые визуальные или звуковые сигналы, точная форма которых не столь важна: достаточно хотя бы грубого воспроизведения. Если я пишу (или произношу) A и ещё кто-нибудь также пишет (или произносит) A, то каждый из нас воспринимает своё собственное A и другое A как одинаковые, как одно и то же A, либо оптическое, либо акустическое. При этом важно соблюдение хотя бы грубого равенства или некоторого подобия (математик здесь указал бы на топологическое сходство) без соблюдения одинаковости в таких частностях, как высота голоса, размашистость почерка, типографский шрифт.
Символы являются носителями информации при сообщении между индивидами и тем самым имеют решающее значение для возможности объективного знания.
Гёте в своих «Максимах и рефлексиях» писал: «Существует некая неизвестная регулярность в объекте, которая соответствует неизвестной регулярности в субъекте».
Я привожу эту цитату не только в связи с обсуждением субъективности, но и из-за слова «соответствует». Гёте с его даром предвидения использует концепцию, которую можно назвать первичной (Urbegriff) для любого обучения, познания, понимания. Я говорю «первичной», переводя соответствующим образом приставку Ur, которую сам Гёте использует во многих подобных случаях: «первичное растение» (Urpflanze) в его доктрине о метаморфозах, «первичный феномен» (Urphanoinen) в его теории цветов. Вместо слова «соответствовать» теперь часто пользуются словом «соотносить».
Выражение «ребёнок учится говорить» означает, что он учится соотносить слова и предложения с вещами, личностями, действиями, восприятиями. Письмо есть соотнесение видимых символов с такими явлениями или соответствующими словами. Счёт есть соотнесение выученных наизусть чисел 1, 2, 3 ... с последовательностью в чём-то сходных вещей. В современной математике этот принцип распространён на бесконечное множество объектов в так называемой теории множеств, начало которой положил Георг Кантор. Он показал, например, что невозможно установить такое же взаимно одно-однозначное соответствие между точками на линии (отрезке) и множеством всех целых чисел (1, 2, ... до бесконечности). Открытие Кантора означает, что существуют различные бесконечные множества.
В геометрии точки пространства связаны с группами чисел, называемых координатами. Тем самым каждому геометрическому факту соответствует аналитическая формула, теорема. Существенная особенность математики заключена не в числах, а именно в идее координации, согласованности[25]. В математике есть весьма обобщённые и фундаментальные доктрины вроде теории групп, где числа играют лишь незначительную роль. В физике первым собственно физическим (не чисто механическим) открытием явилось то, что можно назвать идеальным примером соотнесения. Это было открытие Пифагором числовых отношений, характерных для музыкальных интервалов; октава, квинта, кварта и т. д. соответствуют отношениям длин звучащей струны 2:1, 3:2, 4:3 и т. д. Имеется в действительности парное соответствие между слуховым, зрительным или мускульным восприятием (музыкальные интервалы, длина струны) и числами.
Измерение интенсивности нагрева (температуры) термометром является процессом соотнесения ощущения тепла с геометрической величиной (длиной столбика ртути, положением стрелки гальванометра), а тем самым — опять с числом (значением на шкале).
Химия соотносит вещества с комбинациями символов, представляющих собой сокращённые обозначения названий элементарных субстанций (атомов). Историческим корнем этой процедуры служит тот факт, что соотнося атомные веса с символами элементов, можно узнать молекулярные веса — по комбинациям атомных символов для данной молекулы, а соотнесение валентности с символами атомов даёт возможность предсказывать химические реакции. Позднее этот элементарный метод описания химической связи сделался составной частью общей атомной теории.
Указанное нами соответствие чувственных восприятий и символов устанавливается в любой области опыта.
Для нужд обыденной жизни этого достаточно: слова и выражения языка, высказанные или написанные, соответствующие ощущениям, эмоциям и т. п., заучиваются и используются без дальнейшего углублённого анализа (наивный реализм). Именно таким образом отображение мира формируется в сознании обычного человека, а художественная литература подаёт всё это в изящной форме.
Наука совершает следующий шаг. Не знаю, имеет ли силу то, что я собираюсь сказать, для всех точных и гуманитарных наук. Я имел намерение высказаться лишь о тех точных науках, с которыми знаком, в которых используются математические символы, причём символы эти играют специфичную роль: они раскрывают структуры.
Математика как раз и представляет собой обнаружение и исследование структур мышления. Эти структуры зашифрованы в виде математических символов. Простейшим математическим объектом является ряд целых чисел 1, 2, 3 ..., состоящий из символов, которые можно комбинировать по определённым правилам — арифметическим аксиомам. Наиболее важным является правило внутреннего соотнесения: для каждого целого числа существует такое, которое за ним следует[26]. Правилами этими определяется огромное число структур, например простые числа с их замечательными свойствами и сложным распределением, теорема взаимности квадратичных вычетов и т. д. Геометрия должна оперировать с пространственными структурами, которые аналитически выступают в виде инвариантов преобразований. В теории групп дело имеют со структурами, которые возникают при повторении определённых наборов операций, таких, как перестановки (букв и др.) или операции симметрии наподобие вращений, зеркальных отражений и др.
Перечисленные структуры являются структурами чистого мышления. Переход к реальности совершается теоретической физикой, которая коррелирует символы с наблюдаемыми явлениями. Там, где это может быть сделано, зашифрованная структура соотносится с явлением; эти же самые структуры рассматриваются физиками как объективная реальность «по ту сторону субъективных явлений».
Описать всю эту процедуру с её бесконечным многообразием невозможно. Остаётся подчеркнуть один исторический момент: со времён Ньютона упомянутые структуры представляют в виде дифференциальных уравнений, ими пользуются, к ним привыкли. Дело в том, что структуры эти позволяют осуществлять непосредственную связь с результатами экспериментирования на обычных объектах повседневной жизни. Механика Галилея начиналась именно с таких экспериментов. Затем Ньютон обобщил понятия механики таким образом, что они стали применимы к небесным телам. В первых оптических теориях использовались механические модели. Пространство предполагалось заполненным некоторой субстанцией, называемой эфиром — носителем колебаний, в соответствии с законами механики. Даже Максвелл открывал и популяризировал свои уравнения поля вначале именно при помощи образа скрытых механизмов. Механические модели использовались и в ранний период создания атомной теории, как и в кинетической теории газов, где атомы считались маленькими упругими шариками, которые отталкиваются друг от друга и от стенок контейнера.
Весьма медленно и вопреки сильной оппозиции распространялось убеждение, что модели не только не необходимы, но даже мешают прогрессу.
Первым выдающимся примером явилась трактовка Генрихом Герцем максвелловской теории электромагнитного поля. Герца нельзя назвать чистым теоретиком, ибо именно ему мы обязаны экспериментальным подтверждением теории поля — открытием существования электромагнитных волн, причём он считал поле самостоятельной сущностью, описывать которую следует без механических моделей.
С тех пор развитие физики неодолимо идёт в этом направлении. Явления природы нет необходимости сводить к моделям, доступным нашему воображению и объяснимым на языке механики. Явления имеют свою собственную математическую структуру, непосредственно выводимую из опыта.
Такое изменение воззрений вступило в решающую стадию в 1900 году, когда Планк, исследуя тепловое излучение, открыл новую мировую константу — квант действия. Открытие это не укладывалось ни в систему ньютонианской механики, ни в рамки физических теорий, построенных по образцу этой механики. Правда, модель движения электронов в атоме, предложенная Нильсом Бором, была микромоделью движения планет. Однако «допустимыми» были не все орбиты электронов, а только орбиты определённых «стационарных» состояний, характеризующихся неклассическими, «квантовыми» условиями. Переходы между этими состояниями — «квантовые скачки» — подчиняются правилам, подобных которым не было в механике. И когда это развитие физики увенчалось установлением законов квантовой механики, наступил конец эпохе механических моделей, а вместе с тем — конец причинному описанию в духе классической физики.
Таким образом, физика обрела свободу, необходимую для усвоения всевозрастающего количества наблюдений и измерений. Теперь физики пытаются найти математическое описание, подходящее к некоторой области экспериментирования, исследовать структуру этого описания, считая её представляющей физическую реальность, причём не важно, сообразуется ли эта структура с привычными вещами. В качестве примеров упомяну искривлённое пространство макромира в космологии, а также атомы, ядра и элементарные частицы в микромире; эти примеры имеют мало общего с нашим привычным окружением.
И всё же предстоит добиться ещё большей свободы, прежде чем физика сможет претендовать на право называть свои структуры изображениями реальности, скрытой «по ту сторону» явлений.
Философия всегда склонна даже в наши времена к окончательным, категорическим суждениям. И тенденция эта существенно влияет на науку. Первые физики, например, считали детерминизм ньютонианской механики особым достоинством этой теории.
Но уже в XVIII столетии в физике появляется понятие вероятности, когда попытки разработать молекулярную теорию газов привели к истолкованию наблюдаемых величин (вроде давления) как средних по молекулярным столкновениям. В XIX столетии кинетика газов стала вполне развитой теорией, вслед за которой получила развитие статистическая механика, применимая ко всем субстанциям: газообразным, жидким, твёрдым. Понятие вероятности после систематического применения стало неотъемлемой частью физики.
Применение вероятностных концепций обычно оправдывалось человеческой неспособностью строго и точно решать задачи с огромным числом частиц, в то время как элементарные процессы, например атомные столкновения, предполагались подчиняющимися законам классической детерминистической физики[27].
После открытия квантовой механики такое предположение устарело. Элементарные процессы оказались подчинёнными не детерминистическим, а статистическим законам — в соответствии со статистической интерпретацией квантовой механики.
Я убеждён, что такие идеи, как абсолютная определённость, абсолютная точность, конечная и неизменная истина и т. п., являются призраками, которые должны быть изгнаны из науки.
Из ограниченного знания нынешнего состояния системы можно теоретически вывести прогнозы ожидания для будущей ситуации, выраженные на вероятностном языке. Любое утверждение о вероятности с точки зрения используемой теории либо истинно, либо ложно[28].
Это смягчение правил мышления представляется мне величайшим благодеянием, которым одарила нас новейшая физика, новейшая наука. Ибо вера в то, что существует только одна истина и что кто-то обладает ею, представляется мне корнем всех бедствий человечества.
Прежде чем решиться на последний шаг в этих рассуждениях, я хотел бы напомнить их отправной пункт: речь шла о шоке, который испытывает каждый мыслящий человек, когда вдруг понимает, что индивидуальное чувственное впечатление некоммуникабельно, а следовательно, чисто субъективно. Любой, кто не испытал этого на себе, наверняка будет считать всю эту дискуссию софистикой. В некотором смысле это справедливо. Ибо наивный реализм является естественной позицией, вполне соответствующей тому месту в природе, которое принадлежит человеческой расе да и всему миру животных с биологической точки зрения. Пчела распознает цветы по их окраске или аромату. Философия ей ни к чему. И если ограничиваться обыденными вещами повседневной жизни, то проблема объективности выглядит как надуманные философские измышления.
Не так, однако, обстоит дело в науке, где зачастую приходится иметь дело с явлениями, выходящими за рамки обыденного повседневного опыта. То, что вы видите в сильный микроскоп, созерцаете через телескоп, спектроскоп или воспринимаете посредством того или иного электронного усилительного устройства, — всё это требует интерпретации. В мельчайших системах, как и в самых больших, в атомах, как и в звёздах, мы встречаем явления, которые ничем не напоминают привычные повседневные явления и которые могут быть описаны только с помощью абстрактных концепций. Здесь никакими хитростями не удастся избежать вопроса о существовании объективного, не зависящего от наблюдателя мира, мира «по ту сторону» явлений.
Я не верю, что путём логических рассуждений можно найти категорический ответ на этот вопрос. Тем не менее ответ может быть получен, если позволить себе считать ложным любое крайне невероятное утверждение.
Предположение о случайности совпадения структур, распознаваемых при помощи различных органов чувств и могущих быть переданными от одного индивида к другому, как раз и представляет собой в высочайшей степени невероятное утверждение.
Именно таков нормальный ход научных рассуждений и любых исследований даже вне области естественных наук. К примеру, археолог, который обнаружил при раскопках в двух разных странах обломки керамики сходного фасона, сделает заключение, что этот факт не случаен, а говорит об общности происхождения найденных экземпляров керамики.
Я осмелюсь отождествить такие вполне определённые структуры с кантовской «вещью в себе». Возражения, процитированные выше в формулировке Бертрана Рассела, с нашей точки зрения, не имеют силы. Эти возражения сводятся к следующему: существование «вещи в себе» постулируется, поскольку необходима внешняя причина, без которой нельзя понять, почему различные индивиды познают на опыте «одни и те же» явления; но категория причинности имеет какой-то смысл только в пределах области явлений. Однако такое понятие причинности досталось нам в наследство от традиционного образа мышления, и этот пережиток ныне заменяется процессом установления согласованности, описанным выше.
Эта процедура приводит к структурам, которые являются коммуникабельными и контролируемыми, а следовательно, объективными. Поэтому мы считаем вполне законным называть эти структуры старым термином «вещь в себе». Они являются чистой формой, лишённой всех чувственных качеств, а это всё, что мы можем желать и ожидать.
Такой результат наших рассуждений противоречит, разумеется, традиционному пониманию кантовской «вещи в себе». Гегель, например, так писал в «Энциклопедии философских наук» (раздел 44): «Вещь в себе означает сам объект постольку, поскольку из него исключено всё относящееся к сознанию, чувствам, эмоциям, так же как и ко всем понятиям. Легко видеть, что остаётся совершеннейшая абстракция, идеальная пустота, будто что-то из „потустороннего мира”».
Если объекты новейшей физики, и в частности атомной физики, отождествить с кантовской «вещью в себе», то можно согласиться с Гегелем, что они являются «идеальными абстракциями». Однако утверждение, что эти объекты совершенно пусты или являются чем-то из «потустороннего мира», не ухватывает сути дела. Напомним, каково практическое использование объектов новейшей физики в производстве предметов вроде двигателей, самолётов, ядерных реакторов, пластмасс, электронных вычислительных систем и т. д. Не исключена возможность того, что при помощи результатов ядерных исследований мы будем отправлены в «потусторонний мир». Всё же замечу, что Гегель не это имел в виду. Этого он предвидеть не мог.
Системы уравнений, формулы физики не обязательно символизируют то, что можно наглядно себе представить, что знакомо по опыту. И всё же формулы эти выведены из опыта при помощи абстракции и непрерывного процесса экспериментальной проверки и отбора гипотез. С другой стороны, исследовательские инструменты физиков изготовлены из материалов, которые могут быть известны из повседневной жизни и которые можно описать на обычном языке. Результаты, получаемые с помощью этих инструментов, такие, как экспонированные фотопластинки, цифровые таблицы или графики, имеют аналогичный характер. Треками капелек в камере Вильсона регистрируется пролёт частиц, а периодическое распределение потемнении на фотопластинке говорит об интерференции волн. Отказ от такой интерпретации парализовал бы интуицию — источник творчества исследователя, затруднил бы научные контакты учёных.
Таким образом, физики должны стремиться описывать суть своих абстрактных формул, насколько это возможно, на обычном языке, интуитивными понятиями. При этом встречаются специфические трудности, изученные копенгагенской школой Нильса Бора. Он показал, что атомные процессы можно описывать на языке «классических» понятий, если только при этом воздерживаться от одновременного описания всех свойств физической системы. Для исследования всех возможных свойств физической системы необходимы различные, взаимно исключающие, но «дополнительные» экспериментальные установки. Экспериментаторы свободны выбирать, какие именно установки следует подключать к опыту. Тем самым в физику проникает неустранимая примесь субъективности. Объективность отчасти утрачивается также благодаря тому, что предсказания физической теории всегда вероятностны: разные предсказания вызывают различную степень ожидания.
Принцип дополнительности представляет собой совершенно новый метод мышления. Открытый Бором, он применим не только в физике. Метод этот приводит к дальнейшему освобождению от традиционных методологических ограничений мышления, обещая важные результаты. Однако рассмотрение этого принципа увело бы нас слишком далеко.
Хочу заметить, что новейшая отрасль физических исследований — теория элементарных частиц — всё ещё пребывает, по-видимому, в области абстракции. Хотя теория элементарных частиц даёт определённые наблюдаемые предсказания, сами элементарные процессы едва ли могут быть интуитивно поняты. Известная формула Гейзенберга — «волновое уравнение для всей мировой материи» — представляет собой, по-моему, утверждение об абстрактной «вещи в себе» без непосредственной корреляции с чувственными впечатлениями.
Здесь можно заметить, что поворот к абстрактному является очевидной тенденцией нашего времени. Обращение к абстракции можно наблюдать и в искусстве, в абстрактных картинах и скульптурах в частности. Однако параллелизм этот всего лишь кажущийся. Ибо представляется мне, что художники модерна избегают ассоциаций и интеллектуальных интерпретаций, сосредоточиваясь на эффектах зрительного восприятия.
Физик, с другой стороны, использует чувственные восприятия в качестве материала для конструирования интеллектуального мира. Слово «абстракция» в двух упомянутых случаях употребляется с противоположными значениями.
Всё же мы, учёные, должны всегда помнить, что весь опыт базируется на чувствах. Теоретик, погрязший в своих формулах, забывший о явлениях, которые он собирался объяснять, — это уже не настоящий учёный — физик или химик; а если своими книгами он загораживается от красоты и разнообразия природы, то для меня он жалкий глупец. Ныне мы достигли разумного равновесия между экспериментом и теорией, между чувственной и интеллектуальной реальностью. И мы должны следить за тем, чтобы такое равновесие сохранилось.
Мы должны также заботиться о том, чтобы научное абстрактное мышление не распространялось на другие области, в которых оно неприложимо. Человеческие и этические ценности не могут целиком основываться на научном мышлении. Правда, Кант пытался построить этическую систему в соответствии с моделью категорий при помощи своего знаменитого «категорического императива». Однако действительность его предписаний недоказуема в принятом нами смысле этого слова. Рецепты Канта предназначены для того, чтобы их просто принять к исполнению, поверить в них. Сколь ни привлекательно для учёного было бы абстрактное мышление, какое бы оно ему ни приносило удовлетворение, какие бы ценные результаты оно ни давало для материальных аспектов нашей цивилизации, чрезвычайно опасно применять эти методы там, где они теряют силу, — в религии, этике, искусстве, литературе и других гуманитарных сферах человеческой деятельности.
Таким образом, совершая экскурс в философию, я намеревался не только осветить основы науки, но и выступить с предостережением о разумном ограничении применения научных методов.
Слово «надежда» вы едва ли встретите в физической литературе. Научная статья начинается обычно с описания плана эксперимента или с теории, основанной на предположениях. Но в ней вряд ли найдётся какое-либо упоминание о надежде.
И всё же, когда я перебираю в памяти пережитое за свою долгую жизнь в науке, меня не покидает одно чувство — то разочарование, которое я испытывал, когда результат отличался от ожидаемого. Но разочарование возникает, если была надежда.
Нет науки, которая полностью была бы отделена от жизни. Даже самому бесстрастному учёному не чуждо человеческое: он хочет быть правым, желает убедиться, что интуиция не обманывает его, надеется добиться известности и успеха. Эти надежды стимулируют его труд, так же как и жажда знания.
Сегодня вера в возможность чёткого отделения объективного знания от процесса его поисков разрушена самой наукой. В реальной науке и её этике произошли изменения, которые делают невозможным сохранение старого идеала служения знанию ради него самого, идеала, в который верило моё поколение. Мы были убеждены, что это никогда не сможет обернуться злом, поскольку поиск истины есть добро само по себе. Это был прекрасный сон, от которого нас пробудили мировые события. Даже тот, кто погрузился в эту спячку глубже, чем другие, очнулся в августе 1945 года от взрывов первых атомных бомб, сброшенных на японские города. С тех пор мы поняли, что результаты нашей работы полностью связывают нас с жизнью людей, с экономикой и политикой, с борьбой за господство между государствами и что поэтому на нас лежит огромная ответственность.
Атомная бомба, на мой взгляд, была лишь последним звеном в эволюции, которая, уходя в далёкое прошлое, ведёт теперь к кризису, возможно, к последней опустошительной катастрофе. Любая надежда предотвратить её может быть основана лишь на понимании хода развития, который привёл нас к нынешней ситуации.
Мне не дано, да и не моё это дело рассуждать о надежде в абстрактно-философском плане. Я могу только рассказать о моём собственном опыте и об основанных на нём ожиданиях. Я хотел бы на некоторых примерах показать, как достижения науки и техники, использованные для войны, постепенно разрушали этические нормы и привели к нынешнему положению, при котором не осталось никаких ограничений. Из этого состояния нельзя выйти, двигаясь в том же направлении. Можно только остановиться и, быть может, повернуть обратно. Вот на что ещё можно надеяться.
Мои первые сведения о роли современной техники в войне я почерпнул из школьных уроков истории: например, как игольчатое ружьё помогло прусской армии выиграть войну с Австрией в 1866 году и как, однако, французы проиграли войну 1870—1871 годов, несмотря на то что их армия была вооружена винтовкой со скользящим затвором. Это показывает, что в ту пору техническое превосходство, по-видимому, было очень важным, но не решающим моментом. Однако угроза нравственным принципам была замечена, и ей была противопоставлена идея гуманизации войны, нашедшая своё выражение в организации Красного Креста и в Женевских соглашениях, касающихся запрещения определённых видов оружия, защиты гражданского населения и т. п.
В первой мировой войне события развивались иначе. Война началась по-старому маршевыми движениями войск и сражениями. Но вскоре характер войны изменился в корне. Районы боевых действий установились, началась окопная война, сочетавшаяся с попытками прорыва позиций при помощи сосредоточенного артиллерийского огня. Солдат всё более становился лишь мишенью, объектом, предназначенным для уничтожения сверхчеловеческими силами, порождёнными наукой и техникой. Решающим фактором стала индустриальная мощь страны и техническая эффективность её тыла.
Я играл в этом механизме скромную роль сотрудника некоего военного управления, расположенного в Берлине, где вместе с другими физиками разрабатывал методы так называемой звуковой локации. Этот метод позволяет определять местоположение орудия противника путём измерений моментов прихода звука выстрела к различным наблюдательным пунктам. Даже в этой небольшой и не очень важной области было очевидно, что всё зависит от возможностей промышленности в целом. В приборах для точного измерения времени, которых мы с целью повышения эффективности метода требовали от властей, нам было отказано, потому что для таких пустяков промышленность не могла выделить время, рабочую силу и материалы. Однако когда всё это потребовалось англичанам, они не стали экономить.
Перед наблюдателем, не сбитым с толку патриотической пропагандой, открывалась следующая картина войны: мужская часть молодёжи приносилась в жертву в битве, исход которой на деле предрешался состоянием промышленности в тылу и её снабжением сырьём. Даже тогда всё это казалось мне в высшей степени аморальным и бесчеловечным, и я начинал понимать, что в войне не героизм, а техника становится решающей силой и что под её влиянием война отживает свой век.
Позвольте напомнить два эпизода из времён второй мировой войны, чтобы проиллюстрировать эту мысль; оба они связаны с именем выдающегося химика Фрица Габера. Незадолго до окончания войны он открыл способ получения азота из атмосферного воздуха (как азотной кислоты), создав таким образом первое искусственное удобрение — селитру. Как хорошо известно, она является составной частью ружейного пороха. Германский генеральный штаб, казалось, предусмотрел всё, но не учёл того, что селитра импортировалась из Чили, и теперь ввоз её был прекращён из-за блокады. Без изобретения Габера Германия, возможно, проиграла бы войну через шесть месяцев из-за нехватки ружейного пороха. Таким образом, научная идея и технические возможности её использования в данном случае были решающим фактором мировой истории.
В другой раз Габер вмешался с целью достичь перелома в позиционной войне и добиться подвижности фронта: он изобрёл химическое оружие — отравляющий газ (сначала хлор, а затем значительно более опасные газы), с тем чтобы выкурить противника из окопов. Вначале применение газа было успешным. Но зависимость от ветра и других условий погоды и изобретение противогазов ограничили эффективность применения отравляющих веществ; кроме того, противник вскоре освоил их боевое применение в тех же или ещё больших масштабах.
В этой работе принимало участие много моих коллег, и среди них даже люди, придерживавшиеся строгих моральных принципов. Что касается Габера, то для него защита фатерланда была высшим долгом. Я же переживал душевный разлад. Дело не в том, что газовые гранаты были более бесчеловечным оружием, чем тяжёлые снаряды, а в том, можно ли было признать в качестве оружия отравляющее вещество, то есть яд, с незапамятных времён считавшийся орудием подлого убийства, поскольку без установления границ дозволенного скоро дозволенном могло стать всё. Но лишь много лет спустя, а точнее, после Хиросимы, у меня стали формироваться на этот счёт чёткие убеждения. Если бы это случилось раньше, осознание социальной ответственности учёного определённо нашло бы своё выражение в ранний период моей преподавательской деятельности и, возможно, не так много моих учеников изъявило бы готовность сотрудничать в создании атомной бомбы.
Что в сомнениях своих я не был одинок даже в пору первой мировой войны, стало ясно из одного случая, который произошёл в 1933 году в Кембридже, в Англии, куда я прибыл в качестве эмигранта. Меня приняли очень радушно, между тем Габер, вынужденный эмигрировать, несмотря на свои заслуги перед Германией в первой мировой войне, был встречен холодно. Лорд Резерфорд, основоположник ядерной физики и один из крупнейших физиков нашего времени, отклонил моё приглашение навестить меня, так как в моём доме должен был присутствовать и Габер. Резерфорд не хотел обмениваться рукопожатием с изобретателем химического оружия. Резерфорд играл большую роль в разработке технических средств обороны для своей страны и ни в коей мере не был пацифистом. Но он проводил для себя черту, за которой орудия уничтожения не должны признаваться оружием. Думаю, он объяснил бы это тем, что без установления моральной демаркационной линии в вопросах применения оружия опустошению не было бы предела, а это могло бы стать началом конца цивилизации.
Эта точка зрения подтвердилась. Химическая война нанесла человечеству решительное моральное поражение. Хотя во второй мировой войне отравляющие газы не применялись и Женевские соглашения запрещали их, всеми воюющими державами были созданы организации для исследования и разработки химического оружия. Едва ли какое-либо государство отказалось бы от его применения, окажись оно выгодным в военном отношении.
После того как моральные ограничения, касающиеся химического оружия, были выброшены за борт, испустил дух принцип, принятый в XIX столетии, — принцип, согласно которому государства могли вести военные действия только против вооружённых сил противника, но не против гражданского населения.
Я не специалист по международному праву и мало читал Гроция и его последователей. Поэтому, не вдаваясь в историю этого принципа, я расскажу лишь о своих впечатлениях по поводу событий, свидетелем которых я был. Ясно, что гражданское население, живущее в зоне военных действий, всегда тяжко страдало. Голодная смерть жителей побеждённых городов и всей страны (даже после прекращения военных действий, как это было после первой мировой войны), по-видимому, также считалась «дозволенной».
Барьер, в какой-то мере ограждавший гражданское население от военных действий, был сломан в результате развития военной авиации во время второй мировой войны. Германия первая начала воздушные налёты на открытые города — Варшаву и другие польские города; затем последовали Роттердам, Осло, Ковентри и после Дюнкерка систематические бомбардировки Лондона. В то время я был в Эдинбурге и часто слышал оскорбительные замечания своих коллег и друзей об этом аморальном способе военных действий, которым Англия никогда-де не последует. Но сей прогноз оказался ошибочным.
Как это случилось? Ведущими авторитетами в вопросах применения бомбардировочной авиации были два английских учёных — Тизард и Линдеман. Начало их карьеры было схожим: после блестящего дебюта на исследовательском поприще у них обоих, по-видимому, возникли сомнения, сумеют ли они стать выдающимися учёными. Поэтому они обратились к административной деятельности и политике.
Тизард, став председателем комитета по противовоздушной обороне, сыграл значительную роль в весьма своевременном создании радиолокационных методов, позволивших небольшим британским ВВС выиграть знаменитую «битву за Англию» и тем самым разрушить планы германского вторжения. Это снискало ему широкое признание.
Влияние Линдемана объяснялось также его работами в области военной техники, но ещё больше — дружбой с Уинстоном Черчиллем. Она началась ещё во время первой мировой войны, после одного случая, в котором Линдеман доказал точность своих расчётов по стабилизации самолётов: лично пилотируя один из таких самолётов, он вывел его из штопора. После этой демонстрации искусства и отваги Черчилль проникся к Линдеману полным доверием, сделал своим первым советником, пожаловал титул пэра и присвоил имя лорда Червелла.
В 1942 году Линдеман-Червелл предложил разрушить рабочие районы больших немецких городов, бросив на них эскадрильи британских бомбардировщиков. Тизард, однако, считал, что воздушные нападения на военные объекты были бы гораздо эффективнее, — не знаю, повлияла ли на него бесчеловечность плана Линдемана. Черчилль поддержал своего друга Червелла. Позже стало очевидно, что оценка ожидаемого ущерба, который причинила бы тысяча воздушных налётов, была завышена Червеллом примерно в шесть раз, что эти воздушные налёты не могли решить исход войны и что Тизард был прав.
Вот так и случилось, что немецкие города рушились, погребая под своими руинами сотни тысяч мирных жителей. Но с ними рушились и нравственные барьеры, ограждавшие нас от варварства. Злу было противопоставлено большее зло, а последнему ещё большее: я имею в виду так называемое сверхоружие, которое позже было применено немцами.
Это были первые примеры бесчеловечного убийства людей посредством устройств дистанционного управления — без личного риска и, следовательно, без личной ответственности, иными словами, это были боевые действия чисто технического плана — «кнопочная война».
Специалист по международному праву мог бы иллюстрировать эту трагическую историю морального падения гораздо большим количеством примеров: например, случаями из войны на море с той поры, как стали применяться подводные лодки, вспомните потопление «Лузитании» в первую мировую войну.
Технические возможности воюющих сторон завели их так далеко, что они перешли к неограниченному уничтожению гражданского населения, подыскивая этому законные оправдания.
Посмотрим теперь, каковы соотношения численности гражданского населения и солдат, убитых в трёх последних войнах, которые велись без атомного оружия.
В первой мировой войне было убито приблизительно около десяти миллионов человек, из которых 95% составляли солдаты и 5% — мирные жители. Во второй мировой войне было убито 50 миллионов — примерно поровну солдат и гражданского населения (52% к 48%). Во время войны в Корее из девяти миллионов убитых 84% составили мирные жители и только 16% — солдаты. Тем, кто ещё верит в войну как в законный инструмент политики и придерживается традиционных представлений о герое, умирающем ради жены, ребёнка и фатерланда, следовало бы понять теперь, что это мифы, и притом утерявшие свою былую привлекательность.
Ядерное оружие, как известно каждому, ускорило эти тенденции до крайних пределов. Нельзя обвинять людей, которые в то время (1939—1945 гг.) работали над проблемой деления ядра, потому что открытие деления ядра урана было сделано в гитлеровской Германии, и можно было предполагать, что нацисты сделают всё, чтобы на его основе разработать оружие, против которого не было бы защиты. Этого нельзя было допустить.
Но когда в Соединённых Штатах первая бомба была готова к боевому применению, гитлеровская Германия уже капитулировала, а Япония была при последнем издыхании и даже просила через дипломатические каналы о мире.
Затем всё пошло, как в споре Червелла с Тизардом. Военные руководители, в особенности генерал Гроувз, возглавивший проект, имевший целью получение ядерной энергии, думал только о непосредственных военных преимуществах этого предприятия и подсчитывал, сколько человеческих жизней можно было бы спасти, если бы Японию удалось принудить сдаться без вторжения. Жизни японцев, конечно, в расчёт не принимались. Более того, Гроувз не хотел пожертвовать удовольствием продемонстрировать миру «свои» достижения в создании нового чудовищного оружия. Он даже не допускал, чтобы учёные, которые действительно добились выдающихся результатов, могли высказать своё мнение по этому вопросу. Среди них была группа трезво мыслящих людей, которые точно предсказали долговременные тяжкие последствия атомной бомбардировки японских городов и в так называемом докладе Франка предостерегли об этом правительство.
Однако назначенный президентом Трумэном комитет, имевший в своём составе нескольких выдающихся физиков, одобрил атомную бомбардировку. Члены комитета последовали примеру Червелла и перешли, таким образом, границу, которая отделяет нас от опасного спуска, ведущего человечество к возможному самоуничтожению.
Мне следует теперь лишь кратко напомнить, что попытки установить международный контроль в области атомной технологии успеха не имели. Советский Союз догнал Америку несколько быстрее, чем ожидали. За изобретением водородной бомбы в Америке очень скоро последовало изобретение водородной бомбы в Советском Союзе. Затем в ходе соревнования между великими державами последовала разработка межконтинентальных баллистических ракет. Каждая из великих держав имеет теперь во много раз больше ядерного оружия, чем требуется для уничтожения всего человечества.
Политики знают, что поставлено на карту, и они маневрируют, с тем чтобы поддерживать равновесие страха. Но это неустойчивое равновесие. Люди становятся безразличными к опасности из-за распространения морального паралича; лидеры снова и снова предпринимают попытки прощупать устойчивость этого равновесия, как это было, например, в период кубинского кризиса. На что же остаётся надеяться? Можно ли надеяться, что осознание человечеством сути атомной угрозы принесёт спасение?
Единственное, что может спасти нас, — это старая мечта человечества: всеобщий мир и всемирная организация. Это считалось недостижимым, утопическим. Считалось, что природа человеческая неизменна и поэтому войны всегда были и всегда будут.
Сегодня это больше неприемлемо. Всеобщий мир в мире, который стал меньше, больше не утопия, а необходимость, условие выживания человеческого рода. Мнение, что это так, распространяется всё шире и шире. Немедленный результат этого — паралич старой политики, вызванный тем, что ещё не найдены действенные методы достижения политических целей путём убеждения, без угроз прибегнуть к силе и в конечном счёте к войне.
Много мудрых людей думают над этой проблемой, и я убеждён, что решение может быть найдено, если бы в нашем распоряжении было очень много времени. Эта надежда основывается на опыте моей долгой жизни. Теперь существует бесчисленное множество вещей, которые в пору моей молодости относились к области фантастики. Моя область науки, атомистика и радиоэлектроника, которые привели к глубокому пониманию строения материи, только начинали своё шествие. Любой человек, который описал бы технические приложения этих знаний в том виде, в каком мы их видим сегодня, был бы осмеян. Не было автомобилей и самолётов, не было радиосвязи и радиоприёмников, не было кино и телевидения, не было конвейеров, массового производства и тому подобного. Всё это стало реальностью на моих глазах и привело к экономическим и социальным переменам в жизни людей, более глубоким и фундаментальным, чем что-либо в течение десяти веков минувшей истории: полуфеодальные империи стали социалистическими республиками, разрозненные племена превратились в организованные государства с современными конституциями, начались исследования космического пространства, и никого уже не удивляют самые дерзкие, дорогостоящие планы астронавтики.
Но при всём этом возникает один вопрос, кстати говоря наиболее важный: должны ли политические, экономические, идеологические споры решаться только при помощи силы или войны? Должен ли постулат о неизменности человеческой природы оставаться неоспоримым, поскольку-де она, человеческая природа, всегда была такой и такой пребудет.
Мне это кажется абсурдным, даже если такое проповедуют видные политики и философы. До тех пор пока эта аксиома не будет отброшена, человечество осуждено на уничтожение. Наша надежда зиждется на союзе двух духовных сил: это нравственное сознание неприемлемости войны, выродившейся в массовое убийство беззащитных, и рациональное знание несовместимости ведения войны с помощью современных технических средств уничтожения с возможностью выживания человеческого рода.
Вопрос только в том, имеем ли мы достаточно времени для того, чтобы эти истины возымели своё действие. Ибо современное положение чрезвычайно неустойчиво и благодаря своему внутреннему механизму становится день ото дня всё более опасным. Ошибка человека или аппарата, слепое пристрастие политического лидера или приступ массового националистического психоза могут в любой момент привести к катастрофе. Мы не можем быть гарантированы от ужасающих событий до тех пор, пока не произойдут изменения в образе мысли и действий людей.
Но мы должны надеяться! Когда надеются на хорошую погоду или на выигрыш в лотерее, то такая надежда не влияет на исход событий: если пойдёт дождь или же мы ничего не выиграем, то с действительностью надо примириться. Но в условиях сосуществования людей и в особенности в политике надежда становится движущей силой. Только если у нас есть надежда, мы действуем так, чтобы приблизить её исполнение. Мы не должны знать усталости в борьбе с аморальностью и безрассудством, которые сегодня всё ещё правят миром!
Здесь я хотел бы привести слова великого человека, не политического деятеля или философа, а человека практического, здравого смысла, врача и лауреата Нобелевской премии Герхарда Домагка, чьи открытия в области химиотерапии сохранили здоровье и жизнь бесчисленному множеству людей. Это, как он говорит, «и признание и мольба, которые в то же время являются предупреждением, полным надежды».
Вот как это выражено: «Что в конечном счёте важно в этом мире? Чтобы мы, отдельные индивиды, вступали в контакты друг с другом, стараясь понять и помочь друг другу всем, чем мы располагаем. Для нас, врачей, это естественно. Почему же это невозможно для всех остальных людей? Не говорите мне, что это утопия! Каждое открытие в своё время считалось утопией. Почему мы снова должны ждать следующей пробы сил великих держав — мы ведь достаточно настрадались, чтобы стать мудрыми. Но удобней придерживаться старых обычаев, удобней следовать за сильными лидерами — холериками, параноиками и другими психически ненормальными личностями, — чем думать самим и искать новые пути примирения, вместо того чтобы уничтожать друг друга».
Это простые слова. Они принадлежат человеку, который борется за жизнь, — человеку, который не только надеется спасти людей от болезней, но отдаёт все свои знания и способности этому делу.
От нас зависит, от каждого отдельного гражданина в любой стране мира, чтобы существующей нелепости был положен конец. Сегодня нам угрожают не холера и не бацилла, а традиционно циничный образ мышления политиканов, равнодушие масс и потеря чувства ответственности физиками и другими учёными. То, что они совершили, как я пытался объяснить, не может быть переделано: знания нельзя уничтожить, а техника имеет свои законы развития. Но учёные могут и должны использовать тот авторитет, который они завоевали своими знаниями и способностями, чтобы указать политическим деятелям дорогу к благоразумию и гуманности в духе Гёттингенского форума учёных.
Каждый из нас должен бороться против официальной лжи и покушений на права людей, против утверждений, что от ядерного оружия можно укрыться в убежищах или спастись при помощи чрезвычайных мер, против подавления мнения тех, кто пытается разъяснить общественности суть дела, против узколобого национализма, жажды господства над всем и вся и в особенности против тех теорий, которые провозглашают непогрешимость своих доктрин и таким образом расчленяют мир на непримиримые лагери.
Надежда ещё есть, но она исполнится, только если мы ничего не пожалеем для борьбы против недугов нашего времени.