Пока Хлопин сосредоточил свое внимание на поставках урана, Харитон и Зельдович продолжали изучать условия возникновения цепной ядерной реакции. В ходе исследований они поставили тот же вопрос, который был поднят годом ранее Фришем и Пайерлсом: если предположить, что имеется чистый уран-235, то какова его критическая масса? Так же как Фриш и Пайерлс, они пришли к заключению, основываясь на теории Бора — Уилера, что в уране-235 почти каждое столкновение нейтрона с ядром урана приводит к делению[77]. Вместе с сотрудником Радиевого института Исаем Гуревичем они подсчитали величину критической массы для цепной реакции на быстрых нейтронах в куске чистого урана-235, окруженного отражателем нейтронов{304}.[78] В статье, представленной в 1941 г. в журнал «Успехи физических наук», они бегло сослались на эти расчеты: «для осуществления цепного деления урана с выделением огромных количеств энергии достаточно десятка килограммов чистого изотопа урана-235»{305}. (Война началась до того, как их статья могла быть опубликована, и она увидела свет только сорока годами позже[79].) Полученная ими оценка (10 килограммов) была на порядок выше сделанной Фришем и Пайерлсом (один килограмм), но разница была невелика в сравнении с более ранними оценками, по которым нужны были тонны урана-235.[80] Как и Фриш с Пайерлсом, Харитон и Зельдович высказали несколько соображений, касающихся инициирования взрывной цепной реакции, и подсчитали, что если блок урана-235 будет сжат с помощью обычной взрывчатки, может начаться цепная реакция[81]. Разница между работами Фриша и Пайерлса, с одной стороны, и Харитона и Зельдовича — с другой, состояла в том, что первые предложили метод разделения изотопов, а вторые этого не сделали. В 1937 г. Харитон опубликовал работу о разделении изотопов с помощью метода центрифуги, в которой он доказывал, что этот метод будет рациональным только в случае их малых количеств. В 1940 г. он и Зельдович не предложили какого-либо определенного метода разделения{306}.[82]
Параллель с меморандумом Фриша — Пайерлса поразительна. Меморандум английских физиков, конечно, не был опубликован, и нет ни оснований, ни свидетельств в пользу того, что Зельдович и Харитон знали о нем из данных разведки. Расчеты величины критической массы, выполненные Харитоном и Зельдовичем, были логическим продолжением их ранних исследований. Семенов как директор института, в котором они работали, естественно, знал об их работе и понимал, что она открывает возможность создания атомной бомбы. Он обратился в научно-техническое управление народного комиссариата нефтяной промышленности, которому в то время подчинялся Институт химической физики, с сообщение о том, что теперь появилась возможность создания бомбы, обладающей несравненно большей разрушительной силой, чем у любого существующего взрывчатого вещества, и настаивал на расширении исследовательских работ. Он просил, чтобы его письмо было передано наркому{307}.[83] Поскольку копия этого письма не была найдена, невозможно точно утверждать, каково было его содержание, а также и когда оно было написано. Это письмо могло быть написано во второй половине 1940 г. или в первые месяцы 1941 г. Но оно могло быть написано и до того, как Харитон и Зельдович провели свои расчеты критической массы урана-235. Во всяком случае, оно не вызвало никакой реакции. Здесь параллель с меморандумом Фриша — Пайерлса прерывается, потому что работа, выполненная Харитоном и Зельдовичем, не привела к созданию чего-либо подобного Комитету Мод, который был исключительно важной структурой. Семенову следовало бы, наверное, написать кому-нибудь, кто занимал в правительстве более высокое положение[84].
Во второй половине 1940 г. советские ученые все больше осознавали стратегическую значимость открытия деления ядер. Ситуация в Европе ухудшилась. Германия стала основной силой на континенте, после того как в июне нанесла оглушительное поражение Франции. Красная армия неудачно воевала с Финляндией. В Советском Союзе заметно росло чувство тревоги, и это способствовало тому, чтобы обратить внимание на использование атомной энергии в военных целях. Более того, в конце лета 1940 г. для советских ученых стало очевидным влияние, оказываемое войной на ядерные исследования. Они начали замечать, что публикации о делении ядер в зарубежных журналах стали появляться все реже. Вернадский осознал это в августе 1940 г., и тогда эта тема обсуждалась ленинградскими физиками{308}. Иоффе в своем письме к Нильсу Бору от 5 декабря 1940 г., написанном сразу по окончании Московской конференции по ядерной физике, намекнул на это. «К несчастью, — писал он, — мы почти не имеем новостей о научных результатах за рубежами нашей страны». Бор вскоре ответил ему из Копенгагена, который был в это время уже оккупирован нацистской Германией, но лишь очень немного сообщил о последних исследованиях{309}.
V
Урановая комиссия продолжала свою работу, а исследования проводились широким фронтом, но без особой интенсивности. В марте 1941 г. Хлопин сказал: «Мы, конечно, еще очень далеки от решения этой задачи [использование атомной энергии], однако некоторая надежда на ее положительное решение имеется, и работа в этом направлении идет»{310}. Циклотрон Радиевого института начал действовать в конце 1940 г. Курчатов стал уделять внимание постройке циклотрона в институте Иоффе. Он и Алиханов взяли на себя ответственность за эту работу, причем Курчатов занимался расчетами и конструированием, а Алиханов обеспечивал получение необходимых фондов и материалов. К лету 1941 г. строительство циклотрона было почти закончено, и запуск его планировался на 1 января 1942 г.{311},[85] Поскольку было понято, что именно уран-235 является делящимся изотопом, интерес к методам разделения начал возрастать. У советских физиков наибольшей популярностью пользовались два метода: термодиффузия и центрифуга. Радиевый институт, биогеохимическая лаборатория и Днепропетровский физико-технический институт — все эти учреждения работали над методом термодиффузии{312}. Многие физики, однако, полагали, что эти методы не очень перспективны для осуществления разделения в промышленных масштабах, потому что процесс разделения потребовал бы затрат такого же количества энергии, которое могло бы быть получено за счет деления урана-235.{313} В.С. Шпинель из УФТИ считал, что использование диффузионных методов для разделения изотопов тяжелых элементов очень непроизводительно и что для этих целей подошла бы центрифуга, которую изучал в УФТИ Фриц Ланге. Ее использование представлялась более перспективным подходом к решению проблемы разделения{314}. Исследовались и другие методы. Курчатов поручил Арцимовичу начать в институте Иоффе эксперименты с электромагнитным методом разделения изотопов, а в Радиевом институте изучали возможность разделения с помощью линейного ускорителя{315}. В январе 1941 г. в биогеохимической лаборатории для целей разделения была предпринята попытка приготовить гексафторид урана (соединение в газовой форме, содержащее уран), и Вернадский начал искать подходящее помещение для этой работы.
Размах советских ядерных исследований может быть оценен, если ознакомиться со списком проблем, обсуждавшихся на заседании Урановой комиссии 17 мая 1941 г.: расчет цепной реакции, методы разделения изотопов, использование флюоресцентных методов для обнаружения урана и работы, проводимые в Ленинградском и Харьковском физико-технических институтах{316}. Однако работа Комиссии была затруднена двумя обстоятельствами. О первом Вернадский записал в своем дневнике так: «рутина и невежество советских бюрократов». Весной 1941 г. правительство предложило приостановить разведку урановых месторождений в Табашаре, хотя до сих пор не было определено, что это за месторождение и как глубоко залегает в нем руда. Лишь протест со стороны Хлопина, Вернадского и Ферсмана убедил правительство в необходимости отмены этого решения{317}.
Второе препятствие заключалось в напряженности отношений, сложившихся между группой Вернадского и физиками. Отчасти их неприязнь коренилась в давнем соперничестве, но она отражала также разногласия, связанные с тем, чему отдавать приоритет: теории ядра или разведке урана. 16 мая 1941 г. Вернадский записал содержание разговора, который состоялся у него с одним из вице-президентов Академии: «Между прочим я ему указал, что сейчас обструкция в физиках (Иоффе, Вавилов — я не называл лиц). Они направляют усилия на изучение атомного ядра и его теории, и здесь (например, Капица, Ландау) делается много важного, но жизнь требует направления рудно-химического»{318}. Двумя неделями позже он писал: «…Физик направляет внимание на теорию ядра, а не на ту прямую задачу, которая стоит перед физико-химиком и геохимиком, — выделения изотопа 235 из урана»{319}.[86]
Хотя соперничество между группой Вернадского и физиками и существовало, в нем не было идеологической и политической подоплеки. Противоречия были острыми, но ни одна из сторон не обращалась к сталинскому методу аргументации. Не было и обвинений в саботаже или антимарксизме. Эти люди были слишком преданы науке, преданы физике, чтобы прибегать к таким методам. Они не переступали границы той области, где использовался опасный язык сталинской политики.
Плохие отношения между Хлопиным и Иоффе видны из переписки между ними, относящейся к декабрю 1940 г. 2 декабря Иоффе вышел из состава Урановой комиссии. Он писал, что проблема урана претерпевает быстрые изменения и «совершенно необходимо, чтобы принимаемые комиссией решения учитывали все возможные факты. Между тем физики (Курчатов и др.) не участвуют в самых ответственных заседаниях, а остальные члены комиссии», и в том числе Хлопин, «недостаточно полно осведомлены о вновь возникающих возможностях и об устранении других, ставших малонадежными»{320}. Непосредственным поводом для этого письма было приглашение Иоффе на заседание Урановой комиссии 30 ноября, которое пришло с опозданием на три дня. Хлопин ответил, что физики присутствовали на всех «ответственных заседаниях»: «…Вы сами, ак. С.И. Вавилов, ак. П.П. Лазарев, ак. А.И. Лейпунский, Ю.Б. Харитон и др. Что касается И.В. Курчатова, то он действительно по непонятной для меня причине ни на одном заседании комиссии не был, хотя приглашение на них, за исключением последнего, получал все время»{321}.[87]
Ссылка на то, что Курчатов не бывал на заседаниях Урановой комиссии, не может не заинтриговать. В воспоминаниях о Курчатове его часто рисуют как «избранного» для великих свершений, но в тот период было еще мало признаков его силы и того влияния, которое он приобрел позднее. Он был известным ученым, своим коллегам он внушал доверие, но его не считали по-настоящему выдающимся физиком. Когда институт Иоффе представил кандидатуру Курчатова в Академию во время выборов 1938 г., он не был в нее избран{322}. Он хотел ускорить работы по ядерным цепным реакциям, но предложенный им план Академией не был принят. Для Курчатова это было волнующим временем, потому что область его исследований развивалась очень быстро. Гуревич писал, что после открытия деления ядер он находился в «праздничном настроении», но это было для него и время крушения планов{323}.
Хотя личные контакты с западными коллегами прекратились, советские ученые продолжали очень внимательно следить за работами, ведущимися за границей. Например, тщательно изучались эксперименты, выполненные группой Жолио в Париже или Ферми в Нью-Йорке. То же справедливо в отношении теории деления Бора и Уилера. Советские ядерщики особенно заинтересовались статьей, опубликованной в «Физикэл Ревью» в июне 1940 г. учеными из университета в Беркли Эдвином Макмилланом и Филиппом Абельсоном, в которой сообщалось о том, что ими получен элемент нептуний, и утверждалось, что существует элемент-94.{324},[88] Это была статья, опубликование которой вызвало протесты физиков Великобритании и Соединенных Штатов и которая повлекла за собой прекращение публикаций по делению ядра.
Западные физики не столь внимательно следили за советскими работами. Хотя некоторые исследования, выполненные в Советском Союзе, например о числе вторичных нейтронов, испускаемых в одном акте деления, были предвосхищены публикациями ученых из других исследовательских групп, советские физики в этот период внесли важный вклад в рассматриваемую область двумя работами — открытием спонтанного деления и разработкой теории цепных реакций. Но и они не привлекли к себе особого внимания на Западе. На Московской конференции по ядерной физике (ноябрь 1940 г.) прошла резолюция о выдвижении работы Флерова и Петржака на соискание Сталинской премии (положение об этих премиях было только что принято). Но рецензент, давший отзыв на это представление, по-видимому, отклонил их кандидатуру, на том основании, что западные физики никак не откликнулись на это открытие{325}.[89] Подобным же образом статьи Харитона и Зельдовича, в которых среди всех работ по проблеме цепных реакций, опубликованных в это время, дан самый детальный анализ явления, не вызвали отклика за пределами Советского Союза.
Существовали различные причины, которыми объяснялся этот очевидный недостаток интереса. Исследования деления ядер в ведущих странах к лету 1940 г. были засекречены, так что нет ничего удивительного в том, что советские работы не цитировались в западных журналах. Ученые Соединенных Штатов и Великобритании особенно интересовались ситуацией, которая складывалась в Германии, и не обращали специального внимания на советские исследования. Отсутствие личных контактов уменьшало вероятность того, что работа советских физиков получит известность за рубежом. Однако эти связи не были прерваны полностью. За советскими исследованиями следил Нильс Бор. В своем письме к Иоффе от 23 декабря 1940 г. он писал: «крайне интересно, что эксперименты Петржака и Флерова, кажется, на самом деле подтверждают наши [Бора и Уилера] ожидания. Очень желательно, чтобы эти важные эксперименты были в дальнейшем продолжены»{326}. Осведомленность Бора о сделанном советскими физиками открытии спонтанного деления урана, равно как и его высокое мнение о советской физике в целом, по-видимому, были причиной его усилий, предпринятых в 1944 и 1945 гг. против гонки ядерных вооружений.
Глава четвертая. Принятие решения
I
Поражение Франции в июне 1940 г. вызвало в Москве большую тревогу. Большая часть Европы оказалась под ярмом нацистов, и хотя Британия продолжала сражаться, она не имела вооруженных сил на континенте. Возник вопрос, не может ли Гитлер теперь повернуть на Восток. Пытаясь усилить позиции СССР, Сталин летом 1940 г. аннексировал три прибалтийских государства, а также Бессарабию и Северную Буковину. Во второй половине года Германия начала сосредоточивать свои силы вдоль советской границы. Сталин, однако, не верил, что Гитлер нападет на Советский Союз, прежде чем будет побеждена Англия или с ней будет заключен мирный договор. Он находился под впечатлением концепции Бисмарка о невозможности для Германии выиграть войну на два фронта и думал, что Гитлер сделал тот же вывод из истории Германии{327}. В феврале 1941, г. в разговоре с генералом К.А. Мерецковым, которого незадолго до того заменил на посту начальника Генерального штаба генерал Георгий Жуков, Сталин заметил, что Советский Союз, вероятно, сумеет избежать вовлечения в войну до 1942 г.{328} В мае на приеме в честь выпускников военных академий он сказал, что Германия может напасть, но он надеется, что война будет отсрочена до 1942 г., — к этому времени Красная армия будет лучше обучена и экипирована{329}.
Сталин стремился отсрочить вступление СССР в войну на возможно больший срок. Красная армия, еще не оправившаяся от страшной чистки 1937–1938 гг., плохо сражалась в войне с Финляндией зимой 1939–1940 г. Контраст с блестящей кампанией вермахта против Франции в мае — июне 1940 г. не прошел незамеченным ни в Берлине, ни в Москве. Сталину нужно было время, чтобы подготовить Красную армию, реформируя ее структуру и создавая резервы вооружения{330}. Он опасался, однако, проводить полную мобилизацию Красной армии или приводить ее в полную боевую готовность вдоль границы, боясь, что это могло бы спровоцировать войну, чего он так хотел избежать. Он получал многочисленные предупреждения как от британского и американского правительств, так и от своей собственной разведки о намерении Гитлера напасть на Советский Союз, но отметал эти предупреждения как провокации, рассчитанные на вовлечение Советского Союза в войну с Германией. Он помнил об опыте 1914 г., когда мобилизация ускорила войну, и подозревал, что британское и американское правительства, как и германское верховное командование, хотели спровоцировать войну между Советским Союзом и Германией{331}.
Сталин, по-видимому, был уверен, что, если Германия решится напасть на СССР, она прежде всего предъявит ультиматум, и это даст ему время или сделать политические и экономические уступки, или привести Красную армию в полную боевую готовность. Высшее командование Красной армии усугубило этот ошибочный взгляд предположением, что, несмотря на германскую стратегию блицкрига на Западе, война начнется с приграничных боев, прежде чем в нее будут вовлечены главные силы. Это предположение оказалось необоснованным, и германское верховное командование завершило развертывание своих сил на советской границе раньше, чем это сделал Советский Союз. Германия напала на СССР на рассвете 22 июня 1941 г. без всякого предъявления ультиматума, захватив таким образом стратегическую инициативу{332}.