Решительный молодой физик

Решительный молодой физик

У ученых Великобритании, Америки и Советского Союза были серьезные основания опасаться того, что нацисты первыми создадут урановую бомбу, в особенности после того, как немцам удалось осуществить расщепление атома урана.

Это произошло в декабре 1938 года в Институте имени кайзера Вильгельма, в пригороде Берлина. Руководили группой ученых Отто Ган и Фриц Штрассман. Их эксперимент, подтвержденный в следующем месяце в Париже французскими физиками Ирен и Фредериком Жолио-Кюри, доказал, что ядро атома урана, подвергнутое бомбардировке медленными нейтронами, расщепляется на две части. Двое бывших коллег Гана и Штрассмана Лизе Мейтнер и Отто Фриш, уехавшие в изгнание в Скандинавию, объяснили, что при этом расщеплении, названном французами по аналогии с процессом, происходящим в биологической клетке «делением», выделяется невероятное количество энергии, которое можно подсчитать при помощи ставшей с тех пор знаменитой формулы Альберта Эйнштейна E = mc² (количество выделившейся энергии равно произведению массы на квадрат скорости света). Таким образом, один фунт урана мог выделить такое же количество энергии, как и миллион фунтов углерода. Или же произвести взрыв, эквивалентный взрыву тысяч тонн тринитротолуола (ТНТ).

Опыты Гана и Штрассмана показывали, кроме того, что обе части расщепленного ядра, будучи более тяжелыми, чем это определялось величиной их заряда, и сами могли излучать нейтроны, что влекло за собой цепную реакцию. Таково же было и мнение венгерского физика Лео Сциларда, который еще в 1933 году предвидел такую возможность. Сциларда поставил в известность об эксперименте Гана — Штрассмана Нильс Бор, которому сообщил об этом Отто Фриш. За несколько дней международное сообщество физиков-ядерщиков пропустило через себя эту новость в режиме цепной реакции: урановая лихорадка распространялась тогда подобно огню по бикфордову шнуру. В конце января 1939 года в Вашингтоне состоялась конференция физиков, созванная по инициативе Джорджа (Георгия) Гамова — физика, сбежавшего за три года до этого из Советского Союза. Конференция проводилась при участии и шефстве таких научных светил, как Нильс Бор, Энрико Ферми, Эдвард Теллер, Ханс Бете и Отто Штерн. Она провозгласила наступление атомной эры, которая обещала и суперизобилие энергии, и невообразимые разрушения.

Советских физиков проинформировал об этих событиях Фредерик Жолио-Кюри, который в своем письме к Иоффе направил ему также соответствующие статьи из газеты «Нью-Йорк таймс» и журнала «Физикэл ревью». Лейпунский, Харитон и Зельдович немедленно засели за совместную работу, о которой говорилось выше. Один из самых блестящих протеже Иоффе Игорь Курчатов предложил использовать свою лабораторию в Ленинградском физико-техническом институте для проверки и дальнейшей разработки научных открытий немцев.

Его ученики Георгий Флёров и Лев Русинов экспериментально установили, что при делении ядро атома урана излучает от двух до четырех нейтронов, что увеличивало шансы возникновения цепной реакции. В рамках другого эксперимента молодой Флёров, работая совместно с Константином Петржаком, настолько улучшил конструкцию ионизационной камеры, что они с ее помощью могли наблюдать процесс произвольного деления урана, то есть деления ядер урана при отсутствии нейтронного облучения. Проявив удивительную изобретательность, Курчатов еще раз поставил этот эксперимент в московском метро, для того чтобы исключить влияние, если таковое было, космических лучей. Получив необходимое разрешение городских властей, доставив громоздкое оборудование по городским улицам и преодолев сопротивление машинистов поездов метро, физики с неортодоксальным мышлением достигли своей цели: эксперимент под землей давал такие же результаты, что и на ее поверхности. Космические лучи не играли при этом никакой роли.

В июне 1940 года ободренные исследователи, поддержанные Курчатовым, который великодушно отказался засекречивать результаты их работы, направили телеграмму в американский журнал «Физикэл ревью» — одно из ведущих изданий по этой научной специализации — и обратились в Академию наук СССР с предложением срочно выделить средства на изучение проблемы деления атомов урана. Это предложение первоначально выдвинул Иоффе, но, прозвучавшее из уст молодых ученых, оно не встретило у их опытных коллег особого энтузиазма.

Вызванные в столицу для доклада Курчатов и его коллеги ощутили определенное сопротивление, но им тем не менее удалось реализовать свое предложение о создании Комиссии по урану в рамках Академии наук. Директор Института радия в Ленинграде Виталий Хлопин возглавил эту комиссию. В ее состав вошли люди с самыми известными в советской науке именами: Абрам Иоффе, Владимир Вернадский, Александр Ферсман, Сергей Вавилов и Петр Капица. Все эти люди родились в прошлом веке, и каждый был лидером в своей области науки: они изучали законы природы, основывали свои научные школы и достигли желанного звания академика. Курчатов, которому только что исполнилось тридцать шесть лет, и Юлий Харитон, тридцати четырех лет, руководившие лабораторией под эгидой Иоффе, принадлежали к новому, набирающему силу поколению физиков. Еще не академики, но уже доктора наук, они были включены в состав комиссии в качестве младших членов. Флёров, Петржак и Русинов, не достигшие тридцати лет, имели звания еще ниже.

Комиссия по урану занялась созданием советской ядерной физики, обращая особое внимание на производство материалов и подготовку технологической инфраструктуры. Были созданы планы разведки и эксплуатации урановых месторождений, производства тяжелой воды и разработки методов обогащения урана, получены ассигнования и построено оборудование. Однако конкретные результаты появлялись довольно медленно, поскольку Курчатов и его молодые коллеги хотели хорошо подготовиться к исследованиям.

Для Курчатова важнее было построить экспериментальный реактор на уране-238, а не на уране-235. Работа с ураном-235 могла бы дать более быстрые результаты, но это следовало делать только после установления необходимых общих закономерностей и пропорций, что должно было занять много времени. В августе 1940 года Курчатов вместе с Харитоном направляют в президиум Академии наук меморандум, обрисовав в нем долгосрочные перспективы освоения атомной энергии и запросив на эту работу соответствующие государственные ассигнования. Ответ выяснился через двадцать три месяца лишь в ходе созванной в Москве научной конференции. Хлопин и Иоффе отвергли взгляды Курчатова, которые, по их мнению, являлись не чем иным, как проектом отдаленного будущего, «прекрасной мечтой». Не унывая и не падая духом, уверенные в себе молодые ученые обращаются к Николаю Семенову, начальнику Харитона, который соглашается войти с этим вопросом в правительство. В своем письме «наверх» Семенов вновь приводит аргументы Курчатова, делая при этом упор на военные аспекты, тем более что речь идет о бомбе более разрушительной силы, чем любое другое известное в истории оружие. Но правительство, не видя в этом особой срочности, не предпринимает никаких шагов. Нападение нацистов на Советский Союз произошло раньше, чем ленинградские физики получили какой-то ответ на свои предложения.

В день начала войны Курчатов принимает решение оставить ядерную физику и применить свои способности в сфере конкретных военных разработок. Он советует своим молодым коллегам поступить так же и принести своей стране пользу более непосредственным образом. Флёров присоединяется к его решению. Он вступает в корпус добровольцев и в течение четырех месяцев учится на инженерных курсах Военно-воздушных сил, после чего участвует в создании автоматической системы выхода самолетов из штопора. Другие его соратники нашли военное применение своим знаниям в электронике, радиосвязи и различных областях противовоздушной обороны. Остальные занялись эвакуацией своих лабораторий в отдаленные районы страны и перестройкой их для работы по военным проектам. Эксперименты были приостановлены, планы заморожены, оборудование сдано на склады. Советская ядерная физика погрузилась в спячку.

Большинство физиков приспособилось к сложившейся ситуации. Один Флёров не смог этого сделать. Худой, истощенный, преждевременно облысевший, он напоминал птицу своим застывшим взглядом, длинным носом и выступающим подбородком. Его друзья знали о его бессоннице и опасности, которую она представляет для его здоровья. Продрогший от холода в промерзшей библиотеке в Йошкар-Оле, в восьми сотнях километров к востоку от Москвы, он не прекращал попыток проникнуть в загадку ядерной энергии, просчитывая и заново перепроверяя свои расчеты цепной реакции. Мысль о том, что немцы, будучи в авангарде ядерных исследований, при наличии мощного промышленного потенциала наверняка смогут добиться успеха в создании атомной бомбы, приводила его в отчаяние. Неужели наиболее приоритетной является сейчас работа по самым насущным задачам? Окажут ли советские физики больше помощи своей стране, если станут использовать свои знания в уже достаточно известных областях техники, или лучше, чтобы они совместно разрабатывали новые, революционные научные проблемы? То, что они делали, несомненно, было полезным, но это могли бы делать и многие другие, в то время как то, что физики-ядерщики уже сделали, могло быть продолжено только ими же. Флёровым все больше и больше овладевала мысль о том, что его уход из лаборатории в войска был большой ошибкой.

В таком настроении он пишет письмо Иоффе, который эвакуировался вместе со своим Ленинградским физико-техническим институтом в Казань, пытаясь убедить его в том, что следует без промедления возобновить атомные исследования. В ответном письме Иоффе приглашает его приехать к нему в гости в столицу Татарии, находящуюся в ста шестидесяти километрах к юго-востоку, и подготовить доклад для Академии наук. Флёров берет недельный отпуск, в ноябре 1941 года едет в Казань и готовит досье для Иоффе, Капицы и всего ареопага академиков, собранных для работы в университете. Отреагировав весьма положительно на аргументы Флёрова, пожилые академики отказались принимать положительные решения. Речь не может идти о том, чтобы в военное время выделять огромные человеческие и материальные ресурсы, необходимые для создания атомной бомбы. Флёров возвращается к себе с пустыми руками.

Но есть люди, которые никогда не отказываются от своей идеи. К таким относился и Флёров. В следующую ночь он составляет продиктованное отчаянием письмо к своему наставнику Курчатову, в котором делится своей тревогой и информирует его, что, согласно его расчетам, два с половиной килограмма урана могут произвести взрыв, равный по мощности взрыву ста тысяч тонн динамита. Он считает, что Курчатов не может бросить на полпути исследования в области атомной энергии, что все могли бы вернуться в осажденный Ленинград и продолжить работу над бомбой. Но Курчатов, всецело поглощенный программой размагничивания судов, был, видимо, слишком занят и не ответил на письмо.

Тем временем Флёрова вместе с его разведывательной ротой переводят на юг России. В феврале, получив звание лейтенанта, он останавливается в Воронеже, расположенном примерно в четырехстах восьмидесяти километрах к югу от Москвы. Там ему удается посещать библиотеку университета, книжный фонд которого, по его оценке, не пострадал. Разыскивая в специализированных периодических изданиях отклики на его открытие самопроизвольного деления ядер атомов — а его эксперименты немного не дотянули до Сталинской премии по той причине, что за ними не последовало сообщений об их влиянии на развитие физики за рубежом, — он внимательно просматривает все имеющиеся публикации. Однако, листая иностранные журналы, в том числе и поступившие недавно и неизвестно как оказавшиеся в Воронеже, он не обнаружил никакой реакции на свои работы. Но, он выяснил нечто более важное. Выдыхая пар в промерзшем читальном зале, Флёров листал страницы в упорном желании обнаружить хоть какую-нибудь статью по ядерной физике. И тем не менее не обнаружил ни одной. «Отсутствовали, — писал он позднее, — не только статьи ученых из Великобритании, Франции и других европейских стран, участвовавших в мировой войне, но также и статьи американских ученых. Становилось очевидным, что публикации по исследованиям в этой области были прекращены».

Он оказался абсолютно прав. По инициативе Лео Сциларда американские физики еще с весны прошлого года решили приостановить публикации результатов их работ с целью лишить немцев информации из США; то же самое сделали и англичане. Как писал Ричард Родс в своей книге об атомной бомбе, факт введения режима секретности свидетельствует о появлении секрета. Крупные державы, за исключением Советского Союза, включились в реализацию секретных программ создания атомного оружия.

Теперь уже ничто не могло остановить Флёрова. Он написал письма Курчатову, Кафтанову и Иоффе. Все его послания содержали одно и то же: «Мы должны безотлагательно начать создание атомной бомбы!» Не получив удовлетворительного ответа, он в апреле 1942 года решил постучаться громче, на самый верх. Считая, что его письмо наверняка будет вскрыто одним из секретарей Сталина, он наскоро приписал на нем:

«Секретарю товарища Сталина

Уважаемый товарищ!

Я прошу вас довести основное содержание этого письма до сведения лично Иосифа Виссарионовича. Только товарищ Сталин может решить этот вопрос. Поэтому постарайтесь убедиться, что мое письмо к нему дошло. Прежде чем передать письмо товарищу Сталину, будьте добры поправить в нем орфографию и стиль и перепечатать его на машинке».

В этом историческом послании к главе государства Флёров, которому тогда было двадцать девять лет, излил всю свою горечь по поводу того, что ему не удалось убедить своих лучше знающих жизнь и более известных коллег принять во внимание перспективы ядерного оружия. Он пишет:

«Уважаемый Иосиф Виссарионович.

Прошло уже десять месяцев с тех пор, как началась война, и все это время у меня такое ощущение, что я пытаюсь пробить головой каменную стену.

Где я ошибся?

Не переоцениваю ли я важность «проблемы урана»?

Нет. Урановые проекты приобретают фантастический характер вследствие тех невероятных перспектив, которые откроются, если будет найдено надлежащее решение этой проблемы. Конечно, в общей технике революции не случится, как это уже показали довоенные проекты, но в технике военной произойдет настоящая революция. Это может произойти без нашего участия, тем более что научный мир сегодня, как и вчера, подвержен инерции.

Известно ли вам, Иосиф Виссарионович, какой довод чаще всего выдвигают против урана? «Это слишком многообещающе, чтобы быть правдой».

Далее Флёров затрагивает несколько второстепенных аспектов, заверяя всемогущего вождя, что он написал ему письмо не по соображениям личной карьеры и не для того, чтобы избежать военной службы. Он снова резко критикует уважаемых академиков, но делает это не по причинам личного характера, подчеркивает он. Он также не выступает против приоритета текущих военных программ. Единственно, чего он хочет, так это чтобы правительство, помимо текущих программ, рассмотрело его программу, рассчитанную на перспективу, и тем самым внесло важный вклад в победу над фашистами. И в заключение он излагает смелый замысел:

«Я считаю необходимым созвать совещание с участием академиков Иоффе, Ферсмана, Хлопина, Капицы (члены Академии наук СССР), академика Лейпунского (Академия наук Украины); профессоров Ландау, Алиханова, Арцимовича, Френкеля, Курчатова, Харитона и Зельдовича; докторов наук Мигдала и Гуревича, желательно также пригласить Петржака.

Я прошу один час тридцать минут для моего доклада. Ваше присутствие, Иосиф Виссарионович, лично или в лице вашего представителя было бы очень желательно.

В целом момент сейчас не очень подходящий для подобного рода научных ристалищ, но для меня это единственная возможность доказать, что я прав и имею право заниматься ураном, так как другие средства — беседы с Иоффе и письма к товарищу Кафтанову — не возымели никакого воздействия и были обойдены молчанием. На мое письмо и пять телеграмм к товарищу Кафтанову я не получил никакого ответа. Во время обсуждения плана работы Академии наук они, вероятно, говорили обо всем, только не об уране.

Я надеюсь с вашей поддержкой пробить эту стену молчания, поскольку это мое последнее письмо по этому вопросу. После этого я перестану заниматься этой проблемой и стану ждать, когда Германия, Англия или Соединенные Штаты решат эту задачу. Результаты будут таковы, что станет уже не важно, кто в СССР был виноват в нашем нежелании заниматься этим делом».

В заключение Флёров выразил сожаление по поводу того, что физики относятся к «проблеме урана» как к научной фантастике, зная, однако, что создание атомной бомбы возможно.

Впечатление, произведенное этим письмом на Сталина, описывается в различных книгах и статьях по-разному. Одни авторы говорят о нем, как о главной причине, которая побудила Сталина действовать, другие считают, что это был один из аргументов в числе прочих, третьи полагают, что это письмо не сыграло никакой роли. Тем не менее все сходятся во мнении, что Сталин получил письмо или его краткое изложение и что он одобрил его выводы, которые к тому времени уже можно было считать его собственными. Как бы то ни было, но прямого ответа Флёров не получил.

Приводя этот эпизод в своих мемуарах, Сергей Кафтанов не упоминает ни о письме, ни о пяти телеграммах, за отсутствие ответа по которым Флёров его упрекает. Он припоминает, что письмо Флёрова повлияло на него в том плане, что он пренебрег неблагоприятным отзывом Лейпунского и решил обратить больше внимания на материалы тетради убитого нацистского офицера. «В принятии советской программы создания ядерного оружия, — писал он, — главную роль сыграли три вещи: тетрадь убитого немецкого офицера, письмо Флёрова и сообщения из Германии в отношении нового сверхоружия. Этим оружием была скорее гигантская пушка, чем атомная бомба».

Посоветовавшись с Иоффе и действуя в рамках Государственного комитета обороны, Кафтанов вновь предложил создать некий научный центр для работы над проектом атомного оружия. Его письмо по этому поводу прошло по иерархическим каналам и наконец легло на стол Сталину, который после долгих раздумий согласился с этим предложением.

Разумеется, все это было не так просто. Если верить другому автору — Сергею Снегову, письмом, которое подвигло Кафтанова на активные действия, было то самое обращение Флёрова к Сталину, направленное на отзыв в научное подразделение ГКО. Сразу можно представить себе чувства, которые испытал Кафтанов, видя, что его критикуют за волокиту в письме к вождю и учителю. Если бы он хоть на мгновение предположил, что Сталин может поддержать Флёрова, он бы и сам бросился на его поддержку. Снегов делает вывод: на письмо Флёрова Кафтанов пишет положительное заключение. Флёрова отзывают из действующей армии и приглашают в Москву. С этого момента Сергей Кафтанов и Степан Балезин принимаются с помощью Флёрова за создание и развитие советской ядерной физики.

Но такую работу не под силу было выполнить только им одним. Нужна была поддержка того, который неусыпно следил за всем, — человека в пенсне.