Когда Джеймс Чедвик в январе 1932 года читает статью французов, он предугадывает решение этой загадки. Гамма-лучи, правда, могут выбивать из орбит легкие электроны, но протоны оказывают гораздо большее сопротивление, поскольку они почти в 2000 раз тяжелее. Если наблюдение Жолио верно, то картина похожа на то, как если бы метнуть бильярдный шар в гранитный валун и ждать, что валун отлетит по воздуху на двадцать метров. Чедвик знает: лишь одна частица, по массе близкая протону, в состоянии выбить из парафина протон и отбросить его. Тут действительно могла вступить в игру электрически нейтральная частица, которую Эрнест Резерфорд предсказал почти двенадцать лет назад и масса которой сопоставима с массой протона. Супругам Жолио, как видно, неизвестно, что теза Резерфорда как влитая могла бы встать в пробел интерпретации. И вот Чедвик врывается - с журналом Comptes Rendus в руке - в кабинет Резерфорда и сообщает ему новость из Парижа. По свидетельству Чедвика, он впервые за двадцать лет видел своего ментора действительно потерявшим на мгновение дар речи.
Итак, обстоятельства складываются в пользу того, чтобы наконец доказать существование нейтральной частицы. В Кавендишскую лабораторию как раз поступила большая партия использованных радоновых ампул из американского университета Джона Хопкинса. И после того как Чедвику удалось не вполне безопасное выделение полония, он может сам исследовать это пресловутое "излучение бериллия", уже имея в голове убедительную гипотезу, припасенную до поры до времени. Альфа-частицы из его полониевого источника вызывают в бериллии, как и ожидалось, сильное излучение. Чедвик тестирует, однако, не только их действие на парафин, но выставляет позади препарата бериллия еще добрую дюжину других элементов - таких, как углерод, азот и кислород. Даже свинцовый слой толщиной в два сантиметра не представляет собой препятствия для лучей. Выясняется, что независимо от структуры материала из элемента выбивается одно и то же число протонов. Эти столкновения настолько энергичны, что гамма-лучи никак не могут рассматриваться в качестве их причины. Чедвик убежден: то, что коллеги трактовали как таинственное излучение бериллия, на самом деле является потоком частиц. Эти выбитые из бериллия частицы сталкиваются с протонами стоящих позади него мишеней. Из измеренных характеристик этих столкновений Чедвик вычисляет массу неизвестной частицы. Она почти идентична массе протона.
Чедвик может подтвердить и второе предсказание Резерфорда. Новооткрытые частицы без труда проникают сквозь различные материалы. Они не отклоняются электрическими зарядами атомного ядра и электронов. А это означает: они, должно быть, электрически нейтральны. Так Джеймс Чедвик в феврале 1932 года, после десяти лет тщетных поисков, осуществил стремительный финишный рывок и открыл мифическую нейтральную частицу. Он называет ее "нейтрон". В полном изнеможении и уже слегка подвыпивший, он оповещает взволнованно сбежавшихся сотрудников Кавендишской лаборатории о своем значительном открытии. Английский физик и писатель Ч. П. Сноу был свидетелем этой речи. В конце Чедвик якобы сказал: "А сейчас бы мне уснуть под хлороформом и недели две не просыпаться". Однако желание отдохнуть так и осталось несбыточным, поскольку открытие Чедвика - сенсация, великий прорыв, который бурно обсуждается по всему миру. Физики-экспериментаторы надеются, что этот новый проницающий материю снаряд поможет им глубже проникнуть в ядро, поскольку электрические барьеры в атоме бессильны перед ним и не могут его остановить. Как знать, что там еще скрывается в ядре.
На Пасху 1932 года в копенгагенском институте Нильса Бора собирается на весеннюю конференцию избранное общество. Немецкие гости находятся под впечатлением столетия со дня смерти Гёте. По этому поводу пара расшалившихся любителей сцены разыгрывает в качестве пародии несколько пассажей из "Фауста". Вряд ли еще какая профессиональная группа лучше физиков-атомщиков подошла бы для интерпретации девиза Фауста: "Узнать бы мне, что скрепляет мир изнутри" . Физики Макс Дельбрюк и Феликс Блох переиначивают классический текст. Среди участников также венгр Эдвард Теллер, который в 1930 году защищался у Гейзенберга, и девятнадцатилетний Карл Фридрих фон Вайцзеккер, который еще юным "астрономиком" наловчился вгонять слова в рифму.
Конферансье объявляет "квантово-теоретическую Вальпургиеву ночь", для которой первым делом необходимо ввести новый временной параметр, чтобы отграничить ее от классической Вальпургиевой ночи. Но тогда Фаусту приходит в голову, что одно лишь наблюдающее вмешательство публики элегантно устранит классическую версию шабаша ведьм, так что можно сразу начинать с квантово-теоретического варианта. Обыгрываются в пьесе и персональные разногласия, и выдохшиеся гипотезы. Так, новая теория поля Эйнштейна в качестве блохи третьего поколения вливается посредством какао в ухо великого ученого. Добродушно вышучиваются слабости характера коллег и эксцентричные формы поведения, к действующим лицам кокетливо подкрадывается "противоположный знак", и гетевские "Четыре Серых Бабы" из пятого акта зовутся в Копенгагене так: "Эталонный вариант", "Константа тонкой структуры", "Негативная энергия" и "Единичный случай". Такой спрессованной вещественной женственности физики страшатся больше всего. И под занавес "мистический хор" славит Джеймса Чедвика и его нейтрон:
Все, что заряжено,
Это не вопрос!
Всюду срывалось,
А здесь - удалось
Феноменальное,
Сделано сейчас!
Вечно-нейтральное
Притягивает нас!
Глава 5. Трансурановые элементы
Калифорнийский университет в Беркли на придирчивый взгляд Роберта Оппенгеймера "научная пустыня" - в противоположность зеленой университетской территории, живописно разбросанной среди холмов напротив бухты Сан-Франциско. Услышав слова "квантовая механика", там лишь плечами пожимают. Предыдущий год Оппенгеймер провел у Вольфганга Паули в Цюрихе и теперь здесь, на тихоокеанском побережье, хочет основать американскую школу квантовой механики, которая со временем сможет потягаться с Гёттингеном, Берлином, Кембриджем и Копенгагеном. Убийственный сарказм Паули и его иногда дьявольская критика по отношению к коллегам явно задели какую-то струну в Оппенгеймере. Как будто давно искали и в Швейцарии нашли друг друга два несравненных насмешника и глумителя. Паули такой теоретик, славит Оппенгеймер своего ментора, что как только он входит в лабораторию, аппаратура выходит из строя и все эксперименты срываются. Но и ту оценку, которую Паули дает своему бывшему докторанту, тоже следует считать похвалой: идеи американца всегда были оригинальны; только ему не хватало терпения и основательности, чтобы их развить. Кроме того, мол, складывалось впечатление, что физика для Оппенгеймера - побочное занятие, а вот психоанализ, напротив, есть его истинное призвание. Из того, что Дж. Дж. Томсон, Макс Борн и Вольфанг Паули всегда порицали в методе работы Оппенгеймера, в калифорнийском Беркли он вырабатывает свой господствующий стиль. Поначалу студенты не поспевают за скоростью мышления Оппенгеймера, но уже скоро спешат вместе с ним от одной идеи к другой, которые всегда находятся на острие европейской науки. Оппенгеймер не стремится блистать стилистически и писать статьи, проработанные до мельчайших математических деталей. Для него важнее внушить студентам волнующее чувство, что они пребывают в самом пекле дебатов по квантовой теории, заглядывая, так сказать, через плечо прямо в записные книжки авангарда физиков и добиваясь признания дерзкими умными комментариями.
В своем старом "крайслере" Оппенгеймер пускается наперегонки с поездами Тихоокеанской прибрежной железной дороги, пока однажды неподалеку от Лос-Анджелеса не теряет управление машиной и не попадает в аварию, в которой его спутница теряет сознание. Когда слухи об этом доходят до старшего Оппенгеймера, он дарит молодой даме подлинный рисунок Поля Сезанна, а своему сыну - новый автомобиль, который тот называет именем знаменитого еврейского патриарха Гамалиила. Первое ироническое признание своих еврейских корней? Свои многосторонние литературные и философские интересы он подсвечивает еще одним лучом, всерьез беря уроки санскрита у одного профессора в Беркли, чтобы читать в оригинале Бхагават-гиту, священную книгу индусов. Это уже восьмой язык, который он изучает.
Следующий "крайслер", которым отец одаривает его три года спустя, он называет Гаруда. Это индуистский птицебог, который несет по воздуху хранителя вселенского порядка Вишну. Ровно пятьсот восемьдесят километров по прямой линии отделяют Беркли от Пасадены в Южной Калифорнии. Весь зимний семестр Оппенгеймер преподает в Беркли, а каждой весной "Гаруда" везет его в Пасадену, поскольку он преподает и в тамошнем Калифорнийском технологическом институте. Его самые одаренные студенты следуют за ним повсюду, "словно хвост кометы". Он берет их с собой в гоночные поездки и щедро водит по дорогим ресторанам. Они подражают его манере речи, имитируют его жесты, меняют марку своих сигарет и курят только "Честерфилд" - как мастер. Но не каждому дается фокус Оппенгеймера - кончиком мизинца смахнуть пепел прямо с тлеющего кончика. Молодые люди не признают музыку Чайковского, потому что Оппенгеймеру она не по вкусу.
По прибытии в Беркли в конце лета 1929 года Оппенгеймер поселяется в комнате при факультетском клубе и сводит там дружеское знакомство с физиком-экспериментатором, который живет в том же холле, в комнате напротив. Эрнест Орландо Лоуренс на три года старше Оппенгеймера, родом он из Норвегии и уже сделал себе имя как технарь Божьей милостью. Он думает над машиной, которая могла бы заменить резерфордовский сложный метод бомбардировки атомных ядер. Хотя Ганс Гейгер своим усовершенствованным электрическим счетчиком облегчил физикам утомительный подсчет сцинтилляций, предел эффективности его метода давно достигнут. Ибо чем тяжелее элементы, тем больше электрически заряженных протонов теснится в ядре. А с увеличением заряда резерфордовским альфа-частицам из источников радия и полония уже не удается прорвать электрические барьеры атомного ядра. Альфа-частицы просто отскакивают от него.
Теперь Лоуренс задумал нечто совершенно новое. Он бьется над способом ускорять легкие атомные ядра в сильном электромагнитном поле. Теоретически ядерные частицы должны при этом достигать энергий в миллион электрон-вольт. Таким высокоэнергетичным лучом из частиц, размышляет Лоуренс, можно было бы вообще-то раздробить и ядра тяжелых элементов, которые Резерфорд со своей аппаратурой до сих пор не пробил. Роберт Оппенгеймер становится свидетелем, как его сосед по жилищу и друг Эрнест в конце концов выпускает протоны в вакуумную камеру, многократно переделанную и усовершенствованную, и при помощи электромагнита весом в две тонны разгоняет их по спиралевидной траектории, на которой они должны сделать сто оборотов. При этом с каждым новым кругом они ускоряются до все более высокой скорости, причем и энергия их нарастает. Затем они сжимаются в сфокусированный пучок и направляются на мишень. Эрнест Лоуренс открыл принцип циклотрона.
Лоуренс подсчитал, что интенсивность пучка, полученного в его ускорительной машине, соответствует источнику излучения ровно в пять килограммов радия - такого количества никогда не добыть из всех урановых запасов нашей планеты. А вдруг его ускоритель и впрямь позволит разбомбить любое атомное ядро и тем самым открыть доступ к потенциально неистощимому источнику энергии. И он срочно ищет спонсора, который профинансировал бы электромагнит весом в восемь тонн.
Вот уже и в дебатах по бюджету в рейхстаге в феврале 1931 года всплывает тема атомной энергий. В протокольных записях речь идет об одной заявке на финансирование. Ученые Общества кайзера Вильгельма планировали опыты, как значится в протоколе, "которые затрагивают важнейшую проблему расщепления атома. В будущем, когда иссякнут наши залежи угля, этот вопрос приобретет огромное значение, ибо в атомах таятся могучие энергии". Заявитель и ходатай - не кто иной, как сам президент исследовательского института Макс Планк.
По достоверным сведениям, первым заявку на патент для ускорителя частиц подал в 1928 году в Берлине Лео Силард. Правда, он так и не приложил усилий, чтобы построить машину. И принцип циклотрона он запатентовал в 1929 году, за год до первых набросков Лоуренса. Но пока страстный мыслитель Лео Силард предается своей привычке каждый день с 9 до 12 часов мокнуть в ванне, чтобы в полном расслаблении еще раз обдумать свои вчерашние физические придумки и прислушаться к новым озарениям, трудяга Эрнест Лоуренс копошится в кутерьме опытов и ошибок и действительно строит машину.
Отто Мандль, венский друг Лео Силарда, советует ему почитать роман Г. Дж. Уэллса "Освобожденный мир". Уэллс написал эту картину разрушенного атомными бомбами мира еще в 1914 году и посвятил его химику Фредерику Содди, открывшему как полезный, так и разрушительный потенциал распада урана. Он снабжал Уэллса научными обоснованиями для романа о будущем, в котором тот расписывал последствия, связанные с промышленным доступом к атомной энергии. Англия, Франция и США, объединившись, ведут атомную войну против Германии. Атомные бомбы превращают в руины крупнейшие города мира.
Тридцать первого июля 1932 года Национал-социалистическая немецкая рабочая партия становится сильнейшей партией в рейхстаге. В конце октября венгерский еврей и гражданин Германии Лео Силард собирает пожитки, освобождает свою квартиру в Вильмерсдорфе и переселяется в Далем, в гостевую комнату Харнак-хауза, принадлежащего Обществу кайзера Вильгельма. Силард готовится к тому, что ему придется покидать Германию в любой момент. "У меня там стояли в буквальном смысле только два собранных чемодана. Ключ торчал в замочной скважине, и мне оставалось только повернуть его, чтобы исчезнуть, как только станет совсем худо", - пишет Силард.
В первые дни декабря того же года Эльза и Альберт Эйнштейн тоже сидят на шести собранных чемоданах невдалеке от Харнак-хауза. Они ждут въездной визы в США. На территории элитного Принстонского университета вблизи Нью-Йорка основан Institute for Advanced Study, частно финансируемая фабрика мысли, в которой лучшие ученые мира смогут заниматься своими исследованиями, освобожденные от преподавательской нагрузки. И для начала учредители приглашают туда Альберта Эйнштейна, чтобы таким образом поднять планку как можно выше. За годы в Берлине Эйнштейн поневоле обрел свою еврейскую идентичность. Когда в начале 1920-х слава Эйнштейна стала распространяться и за пределы физических семинаров, антисемитские группы принялись устраивать на его лекциях выпады против него. И не только хулиганствующие студенты, но и высокопоставленные коллеги начали заметно осложнять жизнь Эйнштейна. Нобелевский лауреат по физике Филипп Ленард повел себя как его злейший личный враг. Он даже учреждает "Рабочую группу немецких естествоиспытателей для поддержания чистоты в науке". Причем чистота для членов группы равнозначна понятию "быть немцем по крови". Они отвергают теорию относительности Эйнштейна как "еврейскую физику... недоказанные гипотезы... и логически несостоятельный вымысел". Были и откровенные угрозы жизни, поэтому летом 1922 года, когда убили Вальтера Ратенау, немецкого министра иностранных дел с еврейскими корнями, Эйнштейн месяцами не показывался на людях.
Теперь, в конце 1932 года, когда супруги Эйнштейн запрашивают в американском консульстве визу, дело доходит до скандала. Служащий консульства задает неизбежный вопрос о его симпатиях к коммунистам и анархистам. Эйнштейн с негодованием отказывается отвечать на такие вопросы, назвав их "инквизиторскими", протестует против объявления его "подозрительным", предпочитая при таких унизительных условиях лучше отказаться от въезда в США, и в гневе покидает консульство. На следующий день визы предоставлены супругам без всяких оговорок. Десятого декабря 1932 года Эльза и Альберт Эйнштейн садятся на Лертском вокзале в поезд до Антверпена, а там пересаживаются на пароход до Нью-Йорка. Они еще не догадываются, что больше никогда не увидят Берлин и Германию.
Уже через месяц после перехода власти к национал-социалистам в Берлине двадцать седьмого февраля 1933 года горит рейхстаг, что дает новой власти желанный повод для ускоренного принятия чрезвычайного декрета "О защите народа и государства". Под этим названием цинично ставились вне закона основные права, а граждане подвергались государственному произволу. Критиков режима теперь можно арестовывать без предъявления обвинения - подготовительный шаг к принятому через три недели закону о полномочиях, который окончательно превращает правовое государство Веймарской республики в диктатуру. Во время ночных полицейских облав коммунистов и прочих неугодных именем народа утаскивают в тюрьмы и пыточные подвалы, подвергают там издевательствам, а иногда и забивают до смерти. И без того немногочисленные либеральные газеты подвергаются цензуре и вскоре после этого приобщаются к господствующей идеологии. "Арийский параграф", безобидно звучащий как "Закон о восстановлении профессиональных служащих" от седьмого апреля 1933 года, дает новой власти возможность увольнять с государственной службы всех евреев.
Из своей принстонской "башни из слоновой кости" Альберт Эйнштейн публично протестует против удушения политической свободы, против преследования инакомыслящих и возврата Германии в "варварство". При таких обстоятельствах, заявляет он, в Германию он больше не вернется. Верноподданные господа из Прусской академии наук в Берлине воспринимают критику Эйнштейна как предательство. Его слова явно задевают их национальную гордость. Макс Планк дает знать своему другу и партнеру по домашнему музицированию, что после этого заявления, облетевшего весь мир, больше не хочет иметь с ним ничего общего. За неделю до принятия "Арийского параграфа" Эйнштейн, предвосхищая официальное исключение из академии, объявляет о прекращении в ней своего членства - после почти двадцати лет. Несколько дней спустя он пишет заявление - уже второй раз в своей жизни - об отказе от немецкого гражданства.
В конце марта 1933 года Лео Силард подхватывает оба свои чемодана, поворачивает ключ в двери, покидает Харнак-хаус и садится в пустой поезд до Вены. На следующий день, рассказывает он впоследствии, тот же самый поезд был уже переполнен и задержан полицией на австрийской границе. Пассажирам пришлось выйти и подвергнуться допросу. "Я упоминаю об этом лишь для того, чтобы было понятно: совсем необязательно быть умнее других людей, чтобы утвердиться в этом мире. Достаточно быть всего лишь на день быстрее остальных". Вскоре Силард повернется спиной и к Вене, обосновавшись в Лондоне. Служа в организации взаимопомощи ученых, он помогает первым уволенным в Германии еврейским научным работникам устроиться в университетах Англии.