Глава 3. Протон
Глава 3. Протон
Знаток Бетховена, прогуливаясь дивным июльским вечером 1914 года по Грюневальду — берлинскому кварталу вилл, — мог опознать волнующее andante cantabile из фортепьянного трио номер 7 си-бемоль мажор. Музыка льется из полуоткрытых окон виллы на Вангенхаймер-штрассе 21. Построенный в 1905 году дом основателен, но не помпезен и выдержан в холодных, строгих формах как снаружи, так и внутри. Стиль поведения хозяина дома также считается среди его коллег и сотрудников скорее сдержанным и официальным. Однако те, кто знает его поближе, ценят его как добросердечного, участливого друга и компанейского любителя музыки. Многие мечтают о приглашении на его домашние концерты. Отто Ган здесь постоянный гость. Возможно, уличному прохожему, который прислушивается к музыке, известно, что здесь живет со своей семьей тайный советник Макс Планк.
Вскоре после того, как отзвучала четвертая часть — allegro moderato presto, — распахиваются двери в сад, и стайка расшалившихся взрослых с громким смехом выбегает на лужайку. Все буйствуют без видимой причины, носясь вокруг декоративных кустов и фруктовых деревьев. Однако правила игры просты. Выбираешь себе жертву, честно предупреждаешь ее о своих намерениях и потом гоняешься за ней по всему саду, пока не поймаешь. Сегодня хозяин дома нацелился на изящную молодую женщину с аккуратным прямым пробором и пучком темных волос, которая проворно, но все же недостаточно, пускается в бегство, прыгая через клумбы и подныривая под низко висящие ветки вишни. Уже скоро стройный, рослый мужчина лет пятидесяти пяти, со светло-голубыми глазами и длинными ногами догоняет Лизу Мейтнер. «Как же он был доволен, когда ловил кого-нибудь», — вспоминает пойманная. Для Макса Планка и его гостей игра в догонялки после концерта, в котором сам он сегодня опять был за фортепьяно, а партию виолончели исполнял голландец, была излюбленным ритуалом.
В дверях веранды стоит скрипач, не очень веря в то, что разыгрывается у него на глазах, и колеблется, не ринуться ли и ему тоже в общую сутолоку. Этот человек воспринимает материю как затвердевшую энергию. В его сознании пространство и время связаны в нерасторжимое единство, в котором сила тяжести больше не действует, а формируется в некую геометрическую величину — в четырехмерное пространство-время, которое искривляется под влиянием массы. Эта концепция уже скоро сделает его самым знаменитым физиком XX века. Альберт Эйнштейн уже три месяца живет неподалеку от виллы Планка. Свой статус почетного директора Физического института кайзера Вильгельма без преподавательской нагрузки он принимает, как всегда, невозмутимо и с юмором. Он оповещает весь мир, что прибыл в Берлин «наподобие живой мумии». Его институт существует пока что лишь в воображении всех участников, которым удалась хитрость заманить сюда Эйнштейна. Он только что развелся со своей женой Милевой: «Жизнь без моей жены для меня лично — настоящее возрождение, — признаётся он другу. — У меня такое чувство, будто я оставил позади десяток лет каторги».
Лиза Мейтнер с живостью вспоминает тот домашний музыкальный вечер с трио си-бемоль мажор Бетховена на вилле Планка: «Эйнштейн, очевидно преисполненный радости от музыки, сказал, громко смеясь, в своей беззаботной манере, что ему стыдно за свою плохонькую технику. Планк стоял рядом, со спокойным, но буквально излучающим счастье лицом и потирал ладонью в области сердца: "Эта чудесная вторая часть". Когда потом я и Эйнштейн уходили, Эйнштейн ни с того ни с сего сказал: "Знаете, в чем я вам завидую?" И когда я ошеломленно взглянула на него, он добавил: "Что у вас такой начальник". С 1912 года ее должность личной ассистентки Планка в университете наконец-то оплачивается регулярным жалованьем. А в Химическом институте кайзера Вильгельма она и летом 1914 года по-прежнему работает с Отто Ганом как «неоплачиваемый специалист».
В марте 1914 года Ган приглашен на праздник Карлом Дуйсбергом, директором концерна «Байер-Верке» в Леверкузене. Он должен удивить гостей чем-нибудь впечатляющим из области исследования радиоактивности. Для этой цели он выбрал экзотический «карандаш»: стеклянную трубку с сильно излучающим и светящимся мезотором. Этим карандашом он пишет на фотопластинке имя директора. Пластинку тотчас проявляют, и публика получает возможность полюбоваться этой радиографией. Вечером, на превосходном торжественном банкете столы украшают доставленные из Голландии орхидеи, а вино в термосах охлаждается сжиженным воздухом.
Немецкая химическая промышленность — ведущая в мире. Вот и потребовало прусское военное министерство полгода спустя вклада химиков в войну. На заводах Байера в процессе производства скапливается огромное количество ядовитых промежуточных продуктов, теперь их поставляют в институт Фрица Габера в берлинском Далеме. Там эти вещества исследуются на предмет их применения в военных действиях. Габеру к началу войны 46 лет. Родившись в Бреслау евреем, он в возрасте 25 лет переходит в протестантизм, поскольку в империи царит настроение латентного антисемитизма. Протестанту в Пруссии сделать карьеру легче. Военному министерству не приходится долго его упрашивать. Страстный патриот с головой окунается в работу и первым делом внедряет новые антифризы для того, чтобы моторизованное наступление немецких войск на Россию не застопорилось с началом зимы, а смазочные вещества для артиллерийских орудий не замерзали.
Однако для честолюбивого химика это всего лишь гимнастика для разогрева. Не зря же он еще пять лет назад сделал одно изобретение чрезвычайной военной важности, которое принесло ему как химику мировую известность. Из неистощимого и, считай, дармового источника Габер добыл вещество, которое в принципе позволяет эффективно победить голод в мировом масштабе. Одну составную часть вещества, названного аммиаком, он взял буквально из воздуха. Атмосфера Земли на три четверти состоит из азота. И Габеру удалось то, что целые поколения химиков до него считали безнадежным, а именно: специальными аппаратами улавливать из воздуха азот и удерживать его. Водород в качестве второго компонента аммиака, тоже практически без ограничений, можно получать из воды. И этот газ с резким запахом является исходным продуктом для искусственных удобрений, значение которых возрастает ввиду роста народонаселения Земли. К тому же сообща с Карлом Бошем, химиком концерна «BASF», этот гений синтеза поставил производство азотных удобрений на промышленную основу.
Сам Фриц Габер всегда видел свое призвание в неутомимых созидательных исследованиях на благо человечества. Однако теперь, в эйфории первых месяцев войны, он немного видоизменяет свое истинное предназначение, приспособив жизненный девиз к новой ситуации: «В мирное время — человечеству, в военное — отечеству». Ибо синтез аммиака ведет не только к повышению урожая пшеницы, кукурузы и риса. Аммиак можно переработать с азотной кислотой в исходный продукт для боеприпасов и взрывчатых веществ. В то время как другие воюющие стороны рассчитывали лишь на Чили как на главного поставщика натуральной селитры, германский император мог положиться на своих толковых химиков из «BASF». Если бы не метод Габера — Боша, немецкие солдаты остались бы без боеприпасов уже в середине 1915 года, поскольку британский флот стал перехватывать корабли с селитрой, предназначенной для Германии. С габеровским синтезом аммиака и промышленным производством, инициированным Карлом Бошем, немецкая химия достигла невиданных масштабов. На глазах сбывалась сказка «Столик, накройся!». Искусственные удобрения обещают скатерть-самобранку, а сказочный приказ «Дубинка, из мешка!» превращает аммиак во взрывчатое вещество. Накормить человечество и истребить человечество — из этой дилеммы науке уже не выпутаться во всех грядущих войнах. Лишь пацифист Альберт Эйнштейн не разделяет военную эйфорию своих далемских коллег. Как сторонний наблюдатель он, конечно, зачарован тем, с какой изобретательностью немецкие ученые разогнали военную машину. Своему другу Ромену Роллану он сообщает: «Эта всеохватная организаторская сноровка не укладывается в голове. Все университетские ученые взяли на себя какие-то военные задания или услуги».
Впереди всех — Фриц Габер. За исключением отдела радиоактивных исследований, возглавляемого Ганом и Мейтнер, все помещения Химического института кайзера Вильгельма заняты разработкой химического оружия. В ассортимент поставляемых концернами «Байер» и «BASF» отравляющих веществ входит и смертельный газ хлор. Будучи отходом производства, он имеется в огромных количествах на обеих фабриках — идеальное условие для широкомасштабного военного применения. Габер закачивает газ в стальные сосуды и отрабатывает метод его эффективного применения на местности в качестве боевого отравляющего вещества. Во втором сражении во Фландрии близ городка Ипр на юго-востоке Бельгии впервые «стравливают» 150 тонн хлора по методу Габера. 22 апреля 1915 года дует легкий ветер норд-норд-ост. На закате солнца немецкие саперы на пять минут открывают вентили шести тысяч стальных цилиндров. Облако, желто-зеленым цветом напоминающее уран, движется широким фронтом протяженностью в шесть километров на позиции союзных войск, которые окопались в походной грязи.
То, чего не добьется ни атакующий солдат, ни осколок снаряда, ни пуля, без труда удается газу. Он тяжелее воздуха и стелется по земле, он проползет через болото, перевалится через мешки с песком, проберется сквозь мотки колючей проволоки и, в конце концов, заполнит окопы. В этих уже вырытых могилах солдаты застигнуты неожиданным оружием врасплох. В панике они бегут от облака, несущего смерть, не понимая, что с ними творится, они давятся кашлем, вдыхая при этом еще больше хлора, который сжигает их легкие. В смертном ужасе они затыкают рот рукавом, ногтями роют ямки в земле, чтобы перед тем, как задохнуться, остудить в грязи горящее лицо и укрыться от желто-зеленого тумана.
После этого быстрого, неожиданного в своей легкости прорыва фронта, который стоил жизни пяти тысячам союзных солдат и оставил десять тысяч увечных, институт Фрица Габера в Далеме становится неоспоримым тыловым центром химического ведения войны. Отто Ган как представитель «газовых» инженерных войск в это время ведет разведку местности в Шампани для новых химических атак. Всем заправляет лично Габер, который скептичного поначалу Гана убеждает тем доводом, что химическое оружие покончит с войной быстрее и тем самым эффективно спасет человеческие жизни. Ган делает этот довод собственной философией, так что позднее он «с полным убеждением» обучает солдат на стальных цилиндрах и лично руководит газовыми атаками на Восточном фронте.
Явно возбужденный первым военным опытом, Ган приходит к естественной мысли о применении в оружейной технике и радиоактивных веществ. Он сам придумал, как можно было бы применить радий и мезотор. Находясь вдали от материалов и лабораторной аппаратуры, он по полевой почте поручает Лизе Мейтнер позаботиться о разработке радиоактивной светящейся массы. Ее надо нанести на ружейную мушку, чтобы немецкие солдаты могли стрелять и ночью — таков был ход мысли Гана. Лиза Мейтнер и ее коллега-химик Отто фон Бейер объединяются для серии испытаний с радиотором и цапонлаком, смесью целлулоида и ацетона. Этот препарат выдерживает сильные сотрясения, не смывается проточной водой и может нагреваться до 90 градусов Цельсия без ущерба для его функции. Одну пробу этого вещества Мейтнер наносит на тонкую медную проволоку и посылает ее на экспертизу Гану, агенту химической войны на разных фронтах. 9 января 1915 года он пишет: «Путем измерения я установил, что цапонлак не уменьшает эффект, к тому же он образует защитный слой». Три недели спустя из Берлина к вице-фельдфебелю ополчения отправляется пакетик с «двумя сравнительно сильными смесями радия с сернистым цинком и цапонлаком... в двух маленьких пузырьках...». Ган должен, таково естественное представление тыловиков Мейтнер и Бейера, испытать идею на собственном ружье и составить картину ее пригодности. В конце января 1915 года предложение Гана и пробы подготовленной Бейером и Мейтнер радиоактивной светящейся массы лежат перед «оружейной комиссией» прусского военного министерства. И где-то там, в ожидании резолюции, затерявшись в стопке прочих ходатайств и заявлений, а может, аккуратно подшитая в папочке, терпит неудачу первая попытка сочетать радиоактивное вещество с оружием.
Фриц Габер между тем работает круглые сутки, ибо спираль гонки вооружений уже взвивается вверх. В распоряжении союзнических войск уже скоро оказываются хоть и примитивные, но действенные против хлора противогазы. Поэтому Габер хочет найти такое раздражающее средство, которое, проникнув сквозь резину и кожу, заставит неприятеля сорвать с лица противогаз, чтобы его, незащищенного, тут же накрыло второй волной смертельного газа. Эти газы впоследствии будут названы «зеленый крест» и «синий крест», а в совместном применении получат продуманное название «цветной крест».
В июне 1915 года и газовый сапер инженерных войск Отто Ган попадает на «передовые позиции», очутившись на окраине сожженной польской деревни. Для ночлега там использовались пустые гробы, а в качестве снотворного — чайная ложка 95-процентного спирта. При благоприятном ветре пускали газ фосген, он же «зеленый крест». Он в десять раз ядовитее, чем хлор, но пахнет сладковатой прелью, как сырое сено. Впервые Ган был свидетелем газовой атаки, которая состоялась под его командованием: «Не было ни выстрела... Атака увенчалась полным успехом. Фронт мог продвинуться вперед на несколько километров». Но когда облако рассеялось, он видит, что завоеванная территория усыпана трупами отравленных русских, и среди них агонизирующие, еще живые, но обреченные на смерть. Он спонтанно бросается оказывать помощь собственными спасательными приборами, облегчающими дыхание. Но отравленные газом уже не годятся в военнопленные. Судя по всему, они не встревожились, когда на них повеяло сырым сеном. «Я был тогда глубоко пристыжен и внутренне очень взволнован, ведь в конечном счете я сам вызвал эту трагедию».
Весной 1916 года в концерне «Байер» в Леверкузене Гану доверено щекотливое задание — вручную наполнять фанаты сжиженным фосгеном, при этом для защиты собственных легких он вырабатывает специальную дыхательную технику. Видимо, смущение, испытанное от увиденного «на фронте» действия фосгена, быстро вытеснялось обыденностью войны, поскольку он по-прежнему готовит для фронта отравляющие газы — правда, держится вдали от передовой, предоставив себя в распоряжение верховного химического главнокомандующего Габера для опасного эксперимента. А тот хочет выяснить, когда противогазы перестают действовать. Ган добровольно вызывается в подопытные кролики. Он должен носить противогаз до тех пор, пока газ не попадет в дыхательные пути. «Для этого мы заполняли фосгеном избыточной концентрации герметичную дощатую будку и оставались в этой атмосфере, пока защитное действие противогаза не ослабевало. Время определялось снаружи секундомером».
В апреле 1917 года компания по использованию радия в Вене срочно конфискует весь запас радия в Санкт-Йоахимстале, поскольку из Германии поступил крупный заказ. Судя по всему, планы Гана, Мейтнер и Бейера все-таки извлечены из-под слоя пыли и одобрены. Одному заводу в Будапеште поручено оснастить светящимися мушками миллион ружей для армии Вильгельма II. Подсчитано необходимое для этого количество радия: 850 миллиграммов. В конце августа 1918 года, за несколько недель до окончания войны, светящиеся мушки якобы в улучшенном исполнении одной венской фирмы должны наконец пройти первые практические испытания. Курсы снайперов в австрийском Бруке-на-Лейте выдают отрезвляющий результат: «Поскольку цель в темноте так и так не видна, то и светящиеся мушки не имеют смысла». Тем самым вся затея оказалась полным головотяпством. Умные и проницательные люди — Эмиль Фишер, Фриц Габер, Отто Ган и Лиза Мейтнер — не додумались, что в темноте должна быть освещена в первую очередь цель, а не мушка. Через два месяца после этого отрезвляющего провала попытки оснастить оружие радиоактивными веществами большая война заканчивается, и дунайская монархия Австро-Венгрия ликвидируется. Санкт-Йоахимсталь вместе со своими лучистыми полезными ископаемыми принадлежит теперь новой стране — Чехословакии.
После проигранной войны Фриц Габер впадает в беспокойство и на некоторое время исчезает из виду. Он боится трибунала над военными преступниками, а победившая власть не преминет объявить его военным преступником как главного ответчика за применение химического оружия. И вряд ли он мог ожидать другого приговора, кроме смертного, доверительно признается он Гану. Тот рассказывает, что беглец отпустил бороду, чтобы его не узнавали. Однако ничего такого не случилось: ни Габер, ни другие ученые на ведущих позициях не были привлечены Гаагской военной конференцией к ответу за нанесенный урон. Совсем наоборот: о международной опале Габера не могло быть и речи. Ибо сразу после войны ему была присуждена Нобелевская премия по химии за синтез аммиака. Габер остается в убеждении, что внес огромный вклад в гуманизацию ведения войны, и продолжает бредить превосходящей эффективностью применения газа в сравнении с пушечными ядрами и ружейными патронами. В 1919 году Габера назначают «рейхскомиссаром по борьбе с вредителями». Он пускает в ход весь свой опыт и наработки, которые должны привести к созданию средства удушения грызунов и паразитов. Название этого средства — «Циклон Б».
Эрнест Резерфорд в войну разработал методы акустической разведки немецких подводных лодок. Описывая собственные эксперименты, Резерфорд придерживается военного жаргона. Да и в его институте в Манчестере постоянно говорят о рафинированной тактике нападения. Поскольку он готовит не что иное, как прямые атаки на атомное ядро. Ведь до сих пор существуют лишь умозрительные рассуждения о составных частях ядра да сдержанные абстракции вроде атомной модели Бора. Но тот, кто действительно хочет заглянуть в самую суть материи, должен по-настоящему взломать ядро. Резерфорд обстреливает азот быстрыми альфа-частицами. Как и при исторических опытах с золотой фольгой, в ходе которых он открыл атомное ядро, Резерфорд и на сей раз наблюдает привычные вспышки на сернистоцинковом экране. Правда, помимо сцинтилляций, вызванных альфа-частицами, на экране дополнительно возникают и куда более слабые мерцания.
По мере того как Резерфорд отодвигает свой источник радия все дальше от экрана, вспышки, типичные для альфа-частиц, исчезают, тогда как более слабые проблески по-прежнему видимы. Поскольку теперь они определенно происходят не из источника радия, Резерфорд может сделать лишь один вывод: должно быть, это следы частиц, дальность действия которых в воздухе явно больше, чем у альфа-частиц. И они, должно быть, вылетают из атакованного ядра атома азота. Поначалу он думает об аномалии азота. Но эти световые следы не удается отличить от тех, что Резерфорд уже исследовал у водорода. В большой пустоте атома водорода по своей одинокой орбите вращается лишь один отрицательно заряженный электрон. Чтобы сохранять электрическую нейтральность атома, в его ядре может существовать только одна положительно наряженная частица. Как знать, не является ли эта особая ядерная частица основополагающим материальным кирпичиком всех элементов?
Резерфорду посчастливилось отколоть от существенно более тяжелого атома азота кусочек ядра при столкновении с альфа-частицей. Это совершенно неожиданный и настолько же невероятный эффект, как если бы воробей налетел на особняк и снес с него трубу. Так Резерфорду было суждено впервые заглянуть на самый глубокий уровень материи, на ее матрицу. И она явно составлена из одних лишь ядерных частиц водорода. При столкновении с альфа-частицами из атома азота выбивается один такой ядерный кирпичик, при этом азот превращается в кислород. И это значит: Эрнесту Резерфорду удалось осуществить первое в истории искусственное ядерное превращение.
Превращение элементов в радиоактивном распаде — естественный процесс, который человек хоть и мог наблюдать, но не мог постичь. Отныне, однако, любому исследователю доступно превратить азот в кислород при помощи описанной Резерфордом аппаратуры и соответствующих препаратов. Этот процесс становится предсказуем и доказуем. Когда Нильс Бор в июле 1919 года посещает своего ментора и друга в Манчестере, он узнает от него и другие подробности о «контролируемых или так называемых искусственных ядерных превращениях, которыми он вызвал к жизни то, что он пристрастно назвал новейшей алхимией, открытие, которому со временем суждено приобрести столь огромное значение для господства человека над силами природы».
В 1920 году Резерфорд наконец предлагает рассматривать ядро водорода в качестве элементарной частицы и дать ему — как ядерному первокирпичику любого химического элемента — название «протон». Положительный заряд атомного ядра — все равно, железа ли, золота, кадмия или марганца — всегда есть целое число, кратное ядру атома водорода. Необычайно элегантная теория. Итак, к началу 1920-х годов была видимость, что природе достаточно просто сунуть руку в коробку с кубиками-протонами, чтобы последовательно собрать все ее девяносто два химических элемента. Если она добавит к ядру водорода второй протон, получится гелий. Еще четыре дополнительных «кубика» — и готов углерод, пока в конце концов дело не дойдет до максимальных 92 «кубиков» самого тяжелого элемента урана. Этой картине атомной структуры, правда, еще недостает резкости деталей, однако открытие протона — самый значительный шаг вперед на пути к пониманию мельчайших составных частиц материи. Все формы явлений этого мира обязаны своим существованием сочетаниям этих девяноста двух элементов. Из соединения элементов водорода и кислорода бьет ключом вода. Натрий и хлор связываются в соль, тогда как картошка, кошки и люди обязаны своим существованием преимущественно многообразным соединениям углерода.
Ослепительная красота — это и в 1920-е годы известно всякой светской элегантной даме — исходит не только изнутри. Поэтому она должна ухаживать за своей природной красотой продуктами новой линии «Tho-Radia». Молочко для лица и крем для кожи, обогащенные радием, обещают разгладить морщины и обесцветить дефекты. Лучистое туалетное мыло, губная помада и очистительные лосьоны довершают это инновационное предложение французской косметической промышленности. Радийная эйфория стойко продолжалась и после войны, тем более что радиоактивный элемент якобы оказывает терапевтическое действие при лечении рака. Уж если даже невесомые количества этого вещества отдают так много энергии, что ему стоит оживить усталый, обессиленный организм и поддержать в нем здоровье. Даже в серьезном American Journal of Clinical Medicine один медик пишет: «Радиоактивность предотвращает психические заболевания, вызывает благородные чувства, останавливает процесс старения и повышает радость жизни». Сексуально ослабленному господину во второй половине жизни достаточно лишь прибегнуть к средству «Vita Radium»: пятнадцатидневный курс гарантированно восстановит потенцию. Вложенная в упаковку реклама обещает «страсть и бьющую через край витальность».
Британский хирург и директор Лондонского института радия сэр Фредерик Тревс усматривает в распаде радия и вовсе нечто мистически-величественное и проводит смелую параллель между самосветящейся субстанцией и богоявлением из Второй книги Моисея. Он сравнивает радий, дарующий радон и по человеческим меркам никогда не иссякающий, с кустом терновника, который вечно горит, не опаляясь, и из которого Бог говорил с Моисеем. В распоряжении Тревса находится огромное количество радия — восемьсот шестьдесят миллиграммов, и он разослал отводки этой неопалимой купины в тринадцать английских больниц. Сто пятьдесят миллиграммов зарезервировано для постоянного производства радийной воды, которую разливают по бутылкам и продают по всей стране. Она светится в темноте и в 5000 раз сильнее, чем радиоактивные источники в Бад-Гаштайне и Санкт-Йоахимстале. Через 1620 лет половина неопалимой купины все еще будет в наличии, продолжая непрерывно испускать радон. Руководитель института радия уверяет, что его «сжиженный солнечный свет» в порционных бутылочках устраняет своим излучением ревматизм у сорока процентов его больных.
Правда, годится ли радий в качестве средства против рака, активно оспаривается. В октябре 1921 года президент Американского союза хирургов скептически высказывается о будущем применении радия в терапии рака. По его словам, до сих пор польза лечения, поданного как сенсация, была чрезвычайно мала. Лишь при наружно доступных и менее злокачественных опухолях можно достигнуть при помощи радия некоторого лечебного действия. При карциномах внутренних органов — таких, как желудок и кишечник, — радий, напротив, совершенно неприменим. Спор между сторонниками и скептиками в США уже несколько лет кипит на медленном огне, но полгода назад обострился. Поскольку в мае 1921 года в Нью-Йорк прибывает — в качестве гостя одного американского женского союза — Мария Кюри. Леди собрали 100 000 долларов, чтобы подарить почитаемой двукратной нобелевской лауреатке один грамм радия, который их президент Гардинг лично должен вручить ей в Белом доме. Уже по ее прибытии в порт Нью-Йорка репортерам бросилось в глаза изможденное состояние здоровья мадам Кюри. Они не могли прийти к единому мнению, то ли гостья из Парижа одета в черный сюртук, похожий на рясу, то ли вообще в лабораторный халат. Черные перчатки скрывали ее воспаленные руки, а старая история про черное свадебное платье универсального назначения опять была пущена по кругу. Она намерена, заявляет Кюри прессе, использовать подаренный радий в очередных экспериментах и найти лучшие методы лечения рака: «Радий — действенное средство. Он уже излечивал все возможные виды рака, в том числе и самые тяжелые случаи». Скептиков среди врачей она ставит на место словами: «Если применять радий правильно, будет и успех исцеления. Кто потерпел неудачу, тот просто не знает свое ремесло».
В это время на одной фабрике в Нью-Джерси происходит трагедия. Она несколько убавляет радийную эйфорию и ведет к пониманию, что рак может не только лечиться радием, но и вызываться им. Применение светящейся массы для ружейных мушек в конце мировой войны хоть и оказалось промашкой, но военные все-таки применяли ее для надписей, светящихся в темноте. Все большее значение она приобретает и в других областях жизни. Так растущей популярностью пользуются иллюминированные выключатели света, телефоны и огнетушители, равно как и самосветящиеся спидометры и указатели уровня топлива в автомобилях. Морской флот пристрастился к светящимся стрелкам компасов и к видимым очертаниям навигационных приборов в темноте. Фирма «US Radium» покрывает светящейся краской на своей фабрике в Ист-Оранже километрах в двадцати от Манхэттена кнопки дверных звонков, номера театральных сидений, наживку для удочек и глаза кукол. Эта самосветящаяся краска называется Undark. Но главный продукт фабрики — светящиеся циферблаты наручных часов и будильников.
Undark — это специальная смесь из радия, воды, клея и сернистого цинка. Тут на новом уровне применения снова возникает принцип сцинтилляции. Ибо если рассматривать светящуюся краску под микроскопом, то можно наблюдать то же явление, которое позволило физикам Эльстеру и Гейтелю, Резерфорду и Гейгеру, Гану и Мейтнер заглянуть в глубину структуры атома: когда стремительные альфа-частицы вылетают из распадающихся атомов радия и попадают на кристаллы сернистого цинка, в последних вспыхивают крохотные огоньки. Инертный человеческий глаз видит на приборной панели в автомобиле или на наручных часах не 200 000 крохотных взрывов в секунду, а лишь равномерное матовое зелено-белое свечение.
В просторных, но заведомо пыльных фабричных цехах в Ист-Оранже, Нью-Джерси, перед фронтом огромных окон сидят дюжины молодых женщин, склонившись над рабочими столами; они макают тонкую кисточку в светящуюся краску и красят ею цифры для часов. После нескольких мазков кончик кисточки топорщится. Начальство подучило женщин придавать кисточке форму языком и губами, и это им нетрудно, потому что краска Undark нейтральна на вкус. На фабрике царит веселая и радостная атмосфера. Старшие школьницы во время каникул зарабатывают свои первые деньги. Штатные сотрудницы вербуют сюда сестер, кузин и подруг. В непринужденной обстановке много шутят. И когда Альбина рассказывает о своем новом бой-френде, возникшая у кого-то из озорства идея обретает реальность. К очередному свиданию она раскрашивает себе ногти, губы и веки «новым светом», как фирма рекламирует свой инновационный продукт. Как же станет реагировать возлюбленный, когда она выключит свет и наставит на него десять светящихся коготков?
И не забывайте кисточку вовремя подправлять, посмеиваясь, говорит молодым женщинам бригадирша. Чем быстрее вы работаете, тем больше сможете заработать. Сама она никогда им этого не показывала, поскольку она-то вхожа в отдел разработки и в лабораторию. Там химики, работая с радием, используют щипцы, свинцовые экраны и респираторы. Чуть позже девушки заметят, что им и раскрашивать себя не нужно, чтобы достичь ошеломляющего эффекта. Ибо фабричная пыль проникает и оседает всюду. Волосы, одежда и нижнее белье светятся в темноте — как будто к «radium girls» прилетела добрая фея в лимонно-зеленом одеянии и осыпала их своими сверкающими блестками. Поначалу они в шутку демонстрируют свой нечаянный блеск родным и друзьям. Одна из девушек даже забралась в большой темный гардероб, чтобы и при солнечном свете можно было полюбоваться ее мерцающими волосами. Но когда у них на лицах, на руках, на ногах и на спине стали появляться пепельно-зеленые пятна, им становится не до смеха.
В послевоенное время в физических институтах Европы самая обсуждаемая тема — растущее изобилии публикаций о структурной модели атома Нильса Бора. Решающий вклад в это внес во время войны Арнольд Зоммерфельд, профессор теоретической физики Мюнхенского университета, обобщив траектории электронов Бора. При этом в дело пошли дополнительные эллиптические орбиты, так что первоначальные пути вращения вокруг ядра теперь были лишь частным случаем. Зоммерфельд обнаружил, что и сами эллипсы с их геометрическими и механическими свойствами подчиняются квантовым законам и имеют дискретную структуру. Теперь атомная модель получает законное основание на квантовых условиях: из некогда неисчерпаемого обилия возможных орбит остаются эллипсы, ограниченные по размеру, форме и ориентации определенными ступенями и связями. Во вводной главе своего труда Зоммерфельд устанавливает для своей усовершенствованной планетной модели атома идейно-историческую близость к одному знаменитому астроному. Если Николай Коперник в 1509 году впервые объявил Солнце центральным светилом, а планетам предписал круговые орбиты вращения вокруг Солнца, то Иоганн Кеплер сто лет спустя смог описать космические пути как эллипсы — и в самом деле примечательные параллели к электронным орбитам Бора и Зоммерфельда.
В начале 1920-х годов Бор и Зоммерфельд при описании фундаментальной матрицы природы полагаются на архетипическую силу гелиоцентричной планетной модели, основанной Коперником и Кеплером. При визуализации важных параметров атома — таких, как энергетические уровни, целочисленные интервалы между спектральными линиями и скачк? электронов на соседние орбиты, — планетная модель поначалу служит хорошую службу. Сам Зоммерфельд устанавливает связь между кеплеровской гармонией сфер и «музыкой сфер атома — созвучие целочисленных отношений, возрастающий при всем многообразии порядок и гармония».
В ноябре минувшего года на Альберта Эйнштейна, словно стихийная сила природы, обрушилась слава. Его опубликованная в 1915 году общая теория относительности впервые подтвердилась астрономическими наблюдениями. В отличие от гравитационной теории Исаака Ньютона в универсуме Эйнштейна свет тоже подвержен воздействию силы тяготения. Эйнштейн предсказывал, что прямолинейный луч света далекой звезды будет отклоняться от своего курса вблизи массивного объекта — незначительно, однако измеримо. И вот в мае 1919 года директор Кембриджской обсерватории сэр Артур Эддингтон во время солнечного затмения у западного побережья Африки наблюдал именно этот предсказанный Эйнштейном эффект отклонения света. Он сфотографировал тринадцать звезд в окрестностях затемненного солнечного диска и сравнил снимки с положениями тех же звезд, зафиксированными за несколько месяцев перед тем. Так Эддингтон смог удостоверить теорию Эйнштейна: когда свет далекой звезды попадает в гравитационное поле Солнца, он отклоняется так, что кажется, будто звезда занимает положение, отличное от ее обычной позиции.
Шестого ноября 1919 года лондонское Королевское общество обнародует эту значительную новость. В конце исторической конференции Людвиг Зильберштейн, будучи скорее скептическим членом этого элитного клуба, спросил Артура Эддингтона, действительно ли тот является одним из трех человек в мире, понимающих теорию относительности Эйнштейна. Помедлив, Эддингтон якобы ответил: «Я сожалею, но мне просто не приходит в голову, кто бы мог быть третьим?» Корреспондент «New York Times» цитирует сэра Джозефа Джона Томсона, первооткрывателя электрона и президента Королевского общества: «Это ведь не открытие какого-то далекого острова, а целого континента новых научных представлений». Эйнштейновская ревизия ньютоновских законов гравитации, по его словам, «одно из высших достижений, а возможно, и самое большое интеллектуальное достижение в истории человеческой мысли».
В то время как английская и американская пресса подхватывает это событие как мировую сенсацию и всесторонне его освещает, немецкое население еще страдает от последствий проигранной войны и вынуждено бороться с голодом и холодом. Поэтому большинству людей недосуг разбираться в гениальных мыслях их бывшего соотечественника. Коллеги по предмету и читатели журнала «Естественные науки» знают, что Альберт Эйнштейн больше не рассматривает гравитацию как необъяснимую, дальнодействующую силу тяжести, а заменяет ее геометрическим представлением об искривленном пространстве-времени. Массивные объекты — такие, как Солнце, — искривляют, по его теории, четырехмерное пространство-время вблизи себя. Артур Эддингтон тоже объясняет коллегам и любителям в кембриджском Тринити-колледже свое глубокое понимание относительности пространства и времени с веселой простотой. Мол, сейчас он здесь, на кафедре, возвышается во весь свой рост в метр восемьдесят, но если допустить, что он будет удаляться вертикально вверх от земли со скоростью света, то для наблюдателей, оставшихся в Кембридже, его рост сократится до 90 сантиметров.
Эйнштейн — несомненный кандидат на Нобелевскую премию. Хотя бы на сей счет рассорившиеся супруги Альберт и Милева не спорят. Живущая в Цюрихе Милева согласна дать ему развод сразу, как только он оставит ей в качестве отступного деньги, положенные нобелевскому лауреату. Таким образом, еще за три года до вручения премии ожидаемые деньги становятся имущественным долгом в браке, который расторгается в феврале 1919 года. В июне 1919 года Альберт Эйнштейн наконец женится на своей кузине Эльзе Лёвенталь, урожденной Эйнштейн.
Весной 1920 года Нильс Бор в кампусе Копенгагенского университета каждый день на шажок приближается к своему идеальному представлению о современной академии, открытой миру. Когда-нибудь в его Институте теоретической физики молодые, неизвестные, но многообещающие таланты вступят в равноправный обмен мыслями с мастерами гильдии. Здесь не будут приниматься в расчет ни возраст, ни титул, ни звание и авторитет, а одни лишь оригинальные идеи. Традиции и умудренность можно будет подвергать сомнению — при условии достаточно безупречной аргументации, чтобы привлечь внимание Бора. И тут ему приходит письмо из Берлина. Макс Планк приглашает его в конце апреля на свой «коллоквиум по средам», к тому времени уже легендарный, где он должен представить свои новейшие взгляды.
Берлин Веймарской республики в эти дни — далеко не безопасное место. Через полтора года после окончания войны картофель, пшеничная мука и уголь — все еще недоступная роскошь. Так называемая голодная блокада союзников хоть и снята официально, но люди живут по продовольственным карточкам. От нужды многие берлинцы совершают набеги на сельские общины. Но крестьяне с оружием в руках готовы защищать свой урожай и скот. Так что мешочники то и дело терпят поражение в своих вылазках. Только что стали давать без карточек по полфунта кукурузной муки на душу, и это праздновалось как великая радость, хотя кукуруза и считалась в Германии скорее кормом для скота.
Общество, принимавшее Бора в Берлине, было авторитетнее некуда — встреча была поистине исторической. В здании Физического общества впервые вместе собрались Макс Планк как основатель квантовой теории, Альберт Эйнштейн как своевольный интерпретатор планковских сигналов и, наконец, гость из Копенгагена. В математике электронных скачков он обнаружил постоянную Планка и однозначно порционные кванты энергии. Эта квантовая троица не стала тратить много времени на болтовню и обмен любезностями. Они тотчас вступили в дискуссию, которая растянулась на несколько дней до полного изнеможения всех участников. Свежеиспеченный лауреат Нобелевской премии Планк с почти лысой головой и дружелюбно сияющими из-за очков глазами просто олицетворяет своей консервативной одеждой и поведением истинного немецкого профессора. Даже Эйнштейн в свой сорок один втиснул себя по такому случаю в черный сюртук. Но как ни старался он производить официальное впечатление за счет крахмального воротничка и галстука, все равно казался премило растрепанным со своей уже знаменитой на весь мир наэлектризованной шевелюрой.
В этом обсуждении Эйнштейн рассматривает свои кванты света как физическую реальность и тем самым допускает влияние случайности и непредсказуемости на физические процессы. С другой стороны, ему тяжело дается принять нечто столь очевидно измеримое, как спонтанность квантовых скачков в атомной модели Бора — Зоммерфельда. И поэтому он направляет весь свой острый ум на другие модели. Он старается установить связь между этими испускающими энергию переходами электронов на соседнюю орбиту и законами радиоактивного распада. Эйнштейн убежден, что как только будут открыты все атомарные законы, тогда и всякий процесс в атоме станет предсказуемым. Нильс Бор, напротив, со своими привычно размашистыми формулировками и негромким голосом настаивает на том, что точное определение квантовых скачков в принципе невозможно. Ведь и классическая физика, по его словам, тоже не умеет удовлетворительно объяснить всю сложность спектральных линий. Неделю спустя Эйнштейн пишет своему другу, австрийскому физику Паулю Эренфесту: «Сюда приезжал Бор, и я влюблен в него так же, как и ты. Он в высшей степени чуткое дитя и живет в этом мире в некоем гипнозе». Эйнштейн явно узнал в Боре самого себя, ибо любой друг Эйнштейна мог бы теми же словами метко охарактеризовать и его самого.
В то время, когда Бор и Эйнштейн в Берлине заключают дружеский союз, в Мюнхене ученики выпускного класса городских гимназий готовятся к экзаменам на аттестат зрелости. Во время войны юноши дважды в неделю проходили военную муштру в военизированном оборонном объединении Макс-гимназии. Пристрастием молодежи к походам и их любовью к природе и родине можно легко злоупотребить политически. Они учатся дисциплинированно маршировать, производить разведку местности и ночевать на природе. Военная обязанность начинается по достижении полных семнадцати лет. Одного из молодых людей в Макс-гимназии, которому грозит эта участь, зовут Вернер Гейзенберг, однако за месяц до его семнадцатилетия война заканчивается. Однако и три месяца спустя оборонное объединение Вернера все-таки получает боевое задание. В апреле 1919 года в Мюнхене царят беспорядки и хаос. Это время «красного террора» двух недолговечных социалистических советских республик, за которыми следует «белый террор» освободительных войск. Мюнхенские выпускники под командованием опытного военного попадают в самый разгар уличных боев с расстрелами заложников и резней возмездия. Вернер Гейзенберг и его товарищи исполняют службу посыльных и проводников, таскают ящики с боеприпасами, проскальзывают через позиции «Красной армии» и должны с заряженными ружьями охранять коммунистических пленных по пути на допрос и казнь. До самого июня ученик младшего отделения выпускного класса в зеленой униформе своего оборонного объединения размещается при кавалерийском корпусе в Георгиануме, семинарии католических священников на Людвигштрассе.
В свободные от службы утренние часы этих июньских дней 1919 года он взял себе в привычку взбираться на крышу Георгианума, ложиться там под солнцем и читать. Он знакомится с учением Демокрита об атомах, мельчайших неделимых частицах материи, из которых якобы состоит всё сущее. Он с восторгом читает диалог Платона «Тимей» в греческом оригинале и наталкивается там на странную догадку, что атомы могут иметь и нематериальное происхождение. Платон верит, что эти элементарные частицы можно разложить на равносторонние треугольники и заново выстроить их из таких образований. «Сами треугольники не есть материя, — резюмирует позднее Гейзенберг, — они всего лишь математическая форма... Вопрос "почему" об элементарных частицах Платон сводит к математике... Последний корень явлений, таким образом, не материя, а математический закон...».
Неуклюжий молодой человек из Нью-Йорка, очутившийся без спросу на территории рудника в чешском Санкт-Йоахимстале летним днем 1921 года, на удивление хорошо осведомлен. Он явно знаком с историей серебряных шахт на этой стороне Рудных гор, где шахты носят названия «Божье благословение» или «Божий дар», а рудоносные жилы названы именем евангелиста Иоанна или посвящены иерихонской розе. Семнадцатилетний Роберт Оппенгеймер, может, и не очень ловок в движениях, но он точно знает, чего хочет. Он интересуется не знаменитой йоахимстальской смоляной обманкой, а хотел бы купить в этом легендарном горнорудном округе пару цветных камней и красивых кристаллов для своей коллекции минералов. Уже несколько недель он совсем один путешествует по чужой стране, тогда как его родители проводят лето в Ханау. Его отец Юлиус родился здесь и хотел бы познакомить своего Роберта со страной, где его корни.
Юлиус Оппенгеймер и его жена Элла происходят из немецко-еврейских семей. В 1888 году в возрасте семнадцати лет Юлиус эмигрировал в Америку и разбогател в Нью-Йорке на торговле импортным текстилем. Родители Эллы родом из Баварии. Она училась в Париже живописи и теперь дает уроки ученикам в собственной мастерской в Нью-Йорке. Когда Роберт со своей добычей — полным чемоданом минералов — снова возвращается в Ханау, он болен: где-то подхватил бактериальную инфекцию — испорченные продукты или зараженная вода. Он свалился от такой тяжелой дизентерии, что его родители какое-то время боялись за его жизнь. Для возвращения в Америку на пароходе он слишком слаб. И до середины сентября ему поневоле приходится лечить свою болезнь в Германии, отказавшись от запланированного первого семестра в Гарвардском университете. Когда наконец поздней осенью он снова попадает в Нью-Йорк, выясняется, что в стране своих предков он приобрел с дизентерийной инфекцией хроническое воспаление толстой кишки, которое будет сопровождать его всю оставшуюся жизнь.
Когда «отделение Гейзенберга» появляется в Английском саду для занятий по метанию копья, менее спортивным гуляющим лучше свернуть от греха подальше, на берег Изара. Ибо то, что здесь устраивает эта отчаянная банда из десяти—двадцати молодцов, не похоже на нормальные состязания, в которых выигрывает тот, кто метнет копье дальше всех. Отряд делится на две команды, которые становятся друг против друга на некотором расстоянии. Участник бросает копье как можно дальше и выше в воздух, но в сторону команды противника. Член той группы должен выбежать навстречу копью и поймать его еще в полете. Если это игроку не удается, он выбывает. Вернер Гейзенберг любит такие опасные игры, в которых вверенные ему Союзом новых бойскаутов ребята могут доказать свое мужество.
Из немецкого молодежного движения «Перелетные птицы» и сходных мужских объединений после катастрофы мировой войны создаются группы с разнообразными целями. После падения монархии, после продовольственной блокады, красного хаоса и белого контртеррора они хотят искать собственные пути и новые ценности.