Эпоха и личность. Физики. Очерки и воспоминания

Но вот три (или даже четыре) факта. Перед ними, как я полагаю, отступают все бесконечные споры о том, чтó и как сказал тот или иной физик, историк или журналист, как понял или не понял Гейзенберга Бор. Все это слова, слова, слова, а мы поговорим о делах. Первый из этих фактов таков (придется несколько повториться).

Неудача в значительной мере, если не целиком, связана с упоминавшейся уже роковой ошибкой Боте. Замечательный экспериментатор, нобелевский лауреат, в январе 1941 г. он измерял, казалось, тщательно важнейшую физическую характеристику ядер углерода — длину диффузии тепловых нейтронов в графите. За полгода до этого эксперимент того же Боте дал для нее значение 61 см. Ожидалось, что в специально очищенном графите получится, по крайней мере, 70 см, но Боте получил значение лишь 35 см.

Из этого следовало, что паразитное поглощение нейтронов графитом недопустимо велико и его нельзя использовать в реакторе в качестве замедлителя нейтронов. Пришлось ориентироваться на тяжелую воду, добывать которую гораздо труднее. Вырабатывали ее только на специальном заводе в Норвегии с огромной затратой электроэнергии. Норвежские патриоты сумели разрушить завод и уничтожить запасы, а затем и транспорт с ранее изготовленной водой (многие из них при этом погибли), и это тяжело сказалось на немецком урановом проекте.

Однако Боте грубо ошибся. Что-то (возможно, заражение азотом из воздуха) не было учтено. В США и в СССР в реакторах использовали прежде всего именно графит, а не тяжелую воду. Не ошибись Боте, великолепная немецкая химическая промышленность с легкостью выполнила бы заказ на производство сверхчистого графита. Но непостижимым образом и сам Боте, и все другие не усомнились в правильности его измерений. Ни он, ни кто-либо другой в Германии не повторил их. Ганс Бете пишет по этому поводу: в Германии очень сильно доверие к авторитетам. Боте был признанный авторитет и ему безоговорочно верили.

Между тем ясно, как действовал бы глубоко озабоченный проблемой ученый. Он снова и снова очищал бы графит, менял постановку опыта, вгрызался в проблему. Здесь же и Боте, и все другие физики с поразительным легкомыслием поверили его нелепому результату: пробег нейтронов в тщательно очищенном графите (35 см) меньше, чем в плохо очищенном (61 см), т. е. паразитное поглощение нейтронов в более грязном графите меньше, чем в лучше очищенном.

Ошибка Боте, точнее его поведение по отношению к своему результату измерений, были бы непростительны даже для начинающего экспериментатора. Если бы не особые обстоятельства, связь со всей проблемой бомбы, бомбы для Гитлера, если бы ошибка была, например, совершена в мирных условиях аспирантом, выполняющим задание Боте, то можно не сомневаться — тот же Боте высмеял бы его и заставил выяснить причину нелепого сочетания последнего и предыдущего измерений.

Мой покойный друг, прекрасный физик Габриэль Семенович Горелик почти полвека назад говорил мне: «Что такое настоящий экспериментатор? Он приходит утром в лабораторию, садится за приборы, включает их и вдруг замечает: зайчик зеркального гальванометра (тогда — один из основных приборов. — Е. Ф.) отклоняется на два сантиметра меньше, чем две недели назад, казалось бы при тех же условиях. Почему? Он не успокоится, пока не выяснит почему». Боте же успокоился сразу.

Более того, в 1944 г. эта работа была полностью опубликована как выполненная в 1941 г. Боте и Йенсеном [17]. Здесь видна тщательность работы и приводится та же ошибочная цифра для поперечного сечения поглощения нейтрона ядром углерода — 6,4 ± 1 миллибарн. Истинная цифра, известная всем, кто работал в этой области, — 3,5 миллибарна. Первая цифра делает невозможным использование углерода, вторая же вполне подходит, и углерод был использован как в США, так и в СССР. [120]

Интересно, что Ферми тоже сначала считал углерод непригодным, но работавший с ним замечательный физик Лео Сциллард по первоначальному образованию был химиком-технологом. Он знал о возможностях загрязнения углерода, например, бором, и проделал огромную работу, побуждая промышленные фирмы лучше очищать графит. И все стало на место. У немцев же не было Сцилларда.

Да и все другие хороши. Сразу поверили Боте в таком сверхважном вопросе и исходили из этого нелепого результата во всех работах по урановому проекту. Позор для физиков. Счастье для человечества.

А может быть дело с Боте объясняется проще? В известной фундаментальной книге Richard Ross, «The Making of the Atomic Bomb» на с. 345 говорится: «Ничто в сохранившихся документах не указывает, что ошибка была преднамеренной. Но стоит все же заметить, что Вальтер Боте (нобелевский лауреат! — Е. Ф.), протеже Макса Лауэ, был изгнан с поста директора физического института Гейдельбергского университета в 1933 г. (т. е. в первый же год прихода нацистов к власти. — Е. Ф.), потому что он был антинацистом». Это на него так подействовало, что он надолго заболел и лечился в санатории. Когда он наконец поправился, Планк назначил его в физический институт Общества Кайзера Вильгельма тоже в Гейдельберге. Но нацисты продолжали преследовать его и даже обвиняли в мошенничестве и обмане.

Только в апреле 1945 г., за несколько недель до капитуляции Германии, когда из-за недостатка тяжелой воды установка была окружена «рубашкой» из графита и размножение нейтронов вопреки всем ожиданиям оказалось более значительным, чем рассчитывали, К. Вирц заподозрил, что Боте ошибся. Но было уже поздно. В самом деле, если бы в январе 1941 г. Боте не ошибся, то критический опыт удалось бы осуществить, по крайней мере, за полтора года до Ферми. Кто знает, не решилось бы в этом случае нацистское руководство отрядить необходимые 120 тыс. рабочих для создания мощных реакторов и затем плутониевой бомбы (конечно, это им должны были бы подсказать физики)? Ведь в то время в руках Гитлера была почти вся Европа, и Германия обладала огромной экономической мощью.

В США, как уже говорилось, бомба была создана через два с половиной года после опыта Ферми (правда, строительство реактора началось несколько раньше). Это значит, что в принципе немцы могли бы создать бомбу, скажем, к началу 1944 г. Конечно, относительная малочисленность научных кадров (по сравнению с США) затруднила бы работу. И, быть может, — это самое главное — не было бы того бешеного напора, который проявили специалисты в Америке (да и у нас).

А теперь факт второй. По множеству опубликованных в печати воспоминаний участников «Манхэттенского проекта» мы знаем, как работали ученые и инженеры в США, панически опасаясь, что немцы (науку и технику которых они всегда по старой традиции считали самыми сильными в мире) могут их опередить в создании бомбы. Все эти люди полностью отдали себя атомной проблеме. Их в то время не мучил моральный аспект — речь шла о спасении человечества от гитлеровского порабощения. Они не могли и думать о том, чтобы заняться чем-либо другим, кроме создания бомбы.

Напомним: советский физик-ядерщик Г. Н. Флеров потому и заподозрил в конце 1941 г., что в США идут секретные работы по урановой проблеме, что из американской научной периодики полностью исчезли публикации всех (или почти всех) специалистов по физике атомного ядра. Флеров немедленно обратился с этим своим выводом к Сталину, и его вмешательство сыграло значительную роль в возобновлении наших исследований по ядру в самый тяжелый для страны период войны.

А что же делали ведущие участники уранового проекта в Германии?

В июне 1943 г. Гейзенберг в качестве редактора подписал предисловие к вышедшему через несколько месяцев сборнику научных статей «Космические лучи». Составленный в честь 75-летия Зоммерфельда, сборник этот был посвящен вопросам, не имеющим никакого отношения к урановой проблеме, хотя и весьма ценным в чисто научном отношении. Из пятнадцати статей в нем двенадцать (!) написаны ведущими участниками уранового проекта: пять (!) самим Гейзенбергом, две Вейцзеккером, две С. Флюгге, по одной — К. Вирцем, Е. Багге и Ф. Боппом. Но еще более замечательно, что все статьи написаны на основе докладов их авторов, сделанных на серии семинаров в Центральном Физическом Институте Кайзера Вильгельма в летний семестр 1941 г. (!) и зимой 1941–1942 гг., где Гейзенберг возглавлял по распоряжению военного ведомства основную группу уранового проекта.