Люди и атомы - Уильям Лоуренс

—На это может потребоваться много лет. А мы должны еще найти доказательство тому, что цепная реакция действительно будет иметь место.

—Как можно экспериментально доказать, протекает или нет цепная реакция в уране, если невозможно отделить уран-235 в количествах, необходимых для осуществления такой реакции?

Ферми немного подумал и улыбнулся своей характерной улыбкой,

—Может быть, мы сделаем это довольно просто, вообще не отделяя уран-235. Прежде всего возьмем большой кусок природного урана, содержащего 0,7% урана-235. Затем пробуравим в куске большую дыру и заполним ее радием и бериллием. Это обеспечит нас нейтронами, необходимыми для начала процесса. Потом положим этот кусок в открытой местности, далеко от населенных пунктов, допустим где-нибудь в Канзасе, и подождем, когда пойдет дождь. (Вода замедляет нейтроны, уменьшая их энергию настолько, что они могут расщепить лишь атомы урана-235.)

То, что описывал Ферми, как теперь известно, являлось грубым прототипом ядерного реактора, или атомного котла — силовой установки атомного века.

—Работать такой атомный котел будет следующим образом. «Пули» (ядра атомов гелия), которые вылетят из радия в результате его естественного распада, вышибут нейтроны из ядер атомов бериллия. Дождевая вода замедлит нейтроны до необходимой скорости, при которой их сможет притянуть лишь уран-235, так же, как железные опилки, разбросанные в куче песка, притягиваются к мощному магниту.

Медленные нейтроны расщепят атомы с выделением нейтронов; те в свою очередь также замедлятся падающими каплями дождя, расщепят новое количество атомов урана-235 и, следовательно, освободят новую порцию нейтронов, т. е. начнется самопроизвольная цепная реакция, которая превратится в гигантский атомный пожар.

Мы все рассмеялись. Но после этого вечера жизнь для всех нас перестала идти по-прежнему.

ГЛАВА 2. Чудо, которое спасло мир

Есть такая древняя сказка о трех принцах Серендипа. Путешествуя по свету, они случайно или благодаря своему уму находили то, что даже не искали. Ссылаясь на эту сказку, Гораций Волполь создал слово «серендипность» (serendipity), что означает «дар находить ценные или приятные вещи, которые не ищешь».

Истории науки известны яркие примеры серендипности; многие из величайших открытий были сделаны волей случая. Подъем воды в ванне дал Архимеду ключ к открытию закона плавающих тел, на принципе которого основана конструкция всех кораблей. Падающее яблоко привело Исаака Ньютона к установлению закона всеобщего тяготения — одного из величайших открытий всех времен, которое позволило ему сформулировать законы движения, управляющие вращением планет и всех небесных тел в мировом пространстве. Когда Майкл Фарадей заметил, что электрический ток индуцируется в проводе, перемещаемом поперек силовых линий магнитного поля, он пришел к чудесному выводу о возможности превращения механической энергии непосредственно в электрическую — фундаментальное открытие, которое в современный век сделало возможным получение дешевой электроэнергии.

Хотя пути, которые привели к этим и многим другим открытиям, были найдены случайно, потребовалось вдохновение гения, чтобы эти случайные находки превратить в великие открытия. Как заявил великий Пастер, «случай помогает подготовленному уму». Многие важные открытия не были сделаны потому, что ум наблюдателя не был подготовлен к восприятию виденного.

И почти во всех таких случаях плохая подготовка умов к восприятию нового — в некоторых случаях даже умов гениальных — была прямым результатом предвзятых представлений.

Самым знаменитым примером серендипности является, безусловно, пример Колумба. Наметив прямой путь в Индию и заранее решив, что этот путь приведет его именно туда, Колумб никак не мог заставить себя признать факт открытия им нового континента.

Открытие ядерного распада — это самый яркий пример выдающегося, возможно, величайшего в истории человечества современного открытия, осуществленного серендипно. Так же, как это было с Колумбом, умы первооткрывателей и их последователей были совершенно не подготовлены к восприятию нового. Предвзятые представления мешали признанию новых фактов.

Однако в данном случае неподготовленность многих самых блестящих умов мира оказалась благом для человечества. Мир все еще не представляет — и об этом здесь говорится впервые — ту жизненно важную роль, которую это беспрецедентное проявление коллективной интеллектуальной слепоты сыграло в сохранении всех заветных ценностей цивилизации Запада.

Если бы не эта слепота, Гитлер имел бы атомную бомбу в начале второй мировой войны, и нет сомнений в том, что он остался бы ее единственным обладателем.

Дело в том, что расщепление атома урана, сделавшее возможным создание атомной бомбы, впервые было осуществлено весной 1934 г., почти за пять лет до начала второй мировой войны. Это произошло в Римском университете, а руководителем группы, которая произвела расщепление атома урана, был не кто иной, как Энрико Ферми.

Но, согласно всем признанным в то время законам физики, на Земле не было силы, которая могла бы расщепить атом. Никто из самых выдающихся физиков мира, включая Эйнштейна, Планка, Резерфорда и Бора, не верил, что вообще возможно это сделать. Поэтому Ферми и его талантливые сотрудники, наблюдая расщепление атомов, не смогли тогда понять происходящего.

В течение почти пяти лет выдающиеся специалисты по ядерной физике и радиохимии многих стран, включая Ирен Жолио-Кюри — лауреата Нобелевской премии, дочь известных Марии и Пьера Кюри, открывателей радия и полония, тысячи раз повторяли эксперименты Ферми с ураном. Они наблюдали аналогичное явление, которое, если бы их умы были свободны от предвзятых представлений, не смогли бы истолковать иначе, как результат расщепления атомов урана на два более легких элемента, сопровождающееся выделением большого количества ядерной энергии. Но так велика была сила предвзятых представлений, даже когда они были ошибочными, что ученые не смогли прийти к единственно логичному выводу, который мог бы объяснить происходящее перед их глазами.

С содроганием думаешь о том, что мир находился буквально на пороге катастрофы, когда молодой Ферми и его небольшая группа из четырех человек — Эдуардо Амальди, Оскар Д’Агостино, Франко Разетти и Эмилио Сегрё — стояли в изумлении, созерцая странные продукты, образовавшиеся в результате бомбардировки незначительного количества урана при помощи нейтронной пушки. Ею служила стеклянная трубка длиной 12,5 сантиметров, из которой вылетал поток нейтронов, выбиваемых из атомов бериллия мощными ядерными «пулями» радия. Если бы они поняли, что происходит в их довольно простой экспериментальной камере, секрет как атомной, так и водородной бомбы был бы открыт еще в мае 1934 г., а это могло дать Гитлеру уже тогда такое грозное оружие.

Тот факт, что Ферми и многие другие выдающиеся умы в области ядерной физики и химии не смогли понять природу и значение потрясающего явления, которое они наблюдали, должно войти в историю как великое пятилетнее чудо.

Это было великим чудом, которое спасло мир.

В 1925 г. Ида Ноддак работала вместе с мужем над открытием элемента рения. В публикации 1934 г. она допускала возможность, что Ферми действительно расщепил атом урана.

«Можно также с равным основанием считать,— рассуждала она,— что в этом новом типе ядерного распада, осуществленного с помощью нейтронов, имеют место важные ядерные реакции, отличающиеся от реакций, наблюдавшихся до сих пор... Можно допустить, что при бомбардировке нейтронами тяжелых ядер (таких, как уран) они раскалываются на несколько крупных осколков, которые на деле являются изотопами (двойниками) известных элементов, а не соседями подвергнутых облучению элементов».

Как стало известно после пяти лет неудачных исканий, она была, безусловно, права. Но в то время никто даже не счел нужным обратить внимание на ее слова.

Здесь мы сталкиваемся с одним из величайших парадоксов истории. Весь человеческий прогресс — это результат исканий прогрессивного «открытого» разума в неизвестном. Однако в данном случае мы имеем ярчайшую иллюстрацию того, как ум «закрытый», полный предрассудков, спасает цивилизацию. Не означает ли это, что такой ум иногда желателен, чтобы служить тормозом для слишком быстрого прогресса? Не надо ли нам умышленно несколько замедлить скорость нашего познания природы, чтобы предотвратить злоупотребление этими знаниями со стороны звероподобных и сумасшедших людей, находящихся у власти? Не надо ли нам обуздать творческий ум?

Конечно нет. События 1934 г. показывают как раз противоположное. Вместо замедления работы творческого ума руководители цивилизованных наций должны понять необходимость двигаться быстрее, чтобы догнать захватывающее дух движение науки.