3.СЕРЬЕЗНЫЕ ЗАМЫСЛЫ
3.СЕРЬЕЗНЫЕ ЗАМЫСЛЫ
Такое безнадежное положение дел обернулось, однако, совершенно иначе из-за двух обстоятельств. Одним из них было подстегивающее действие страха —страха, что каким-то образом кто-то в Германии найдет ключ к решению проблемы. Другим была не потерянная еще уверенность, несмотря на пессимистические предсказания, что небывалый взрыв все же можно получить, если изготовить блок из чистого урана, превосходящий «критическую массу». В этом блоке быстрые нейтроны благодаря наличию некоторых факторов (рассказывать о них здесь нет необходимости) могли быть достаточно эффективными, чтобы произвести взрыв, даже если большая часть их захватится ядрами урана-238.
О такой возможности физики знали давно, и в начале 1939 г. она служила темой для шуток, которые часто можно
было слышать в студенческих аудиториях Кембриджа. Говорили, что физики всего мира в состоянии легко разрешить проблему, как быть с Гитлером: достаточно, мол, сотрудникам дюжины или около того лабораторий упаковать в виде посылок имеющийся у них уран, адресовав их «фюреру», и выслать почтой по заранее составленному расписанию. Посылки стали бы прибывать в различное время дня и клались бы к нему на письменный стол для проверки; наконец, прибудет последняя, «критическая» посылка; самая тщательная проверка ничего бы не дала: посылка выглядела бы совершенно безобидно до тех пор, пока ее не положили бы на стол рядом с остальными — и Гитлер исчез бы.
Но как бы ни шутили, все же оставался, казалось, непреодолимый барьер—вопрос о размере критической массы. Хотя точных цифр не имелось, а вычисления критической массы были весьма сложными, все же ученые в общем представляли себе, что критическая масса, если она вообще существует, должна значительно превосходить все количество чистого урана, добытого за весь 1939 г. Высказывались предположения, что если бы даже и удалось ее получить, то взрыв бомбы был бы эквивалентен взрыву нескольких тонн тринитротолуола или аналогичного ему химического взрывчатого вещества — и не больше.
Во Франции Ф. Перрен оценивал такую массу примерно в сорок тонн весом с диаметром около трех метров. В Британии в течение лета 1939 г. разрешением этой проблемы энергично занимался проф. Р. Пайерлс, тридцатидвухлетний берлинец, покинувший Германию в 1929 г. и перебравшийся в Цюрих. Весной 1933 г. он прибыл в Кембридж.
Пайерлс, подобно большинству других людей, испытавших на себе первые порывы нацистского шторма, постоянно находился в тревоге по поводу того, что в Германии, где Ган впервые расщепил ядро, может появиться оружие, с помощью которого немцы поработят весь мир.
Летом 1939 г. Пайерлс решил определить критическую массу блока из чистого урана. Как вопрос, так и ответ, приведенные в статье, полученной Кембриджским физическим обществом 14 июня, казалось, носили чисто академический характер. Пайерлс отмечал, что цепная реакция, вызываемая размножением нейтронов, по-видимому, осуществима в чистом уране; он добавлял, что «размножение нейтронов возможно только в том случае, если путь, пройденный каждым нейтроном внутри тела, достаточен, чтобы произошло столкновение. Представляется интересным обсудить зависимость вероятности данного явления от размеров тела... Так как это заводит нас в довольно сложные математические проблемы, то я намереваюсь в качестве вступления изложить здесь теорию для упрощенного случая». Далее он предложил серии уравнений, в которые было необходимо лишь подставить ядерные константы, чтобы получить критическую массу урана, т. е. размер возможной бомбы.
«Критическая масса,— поясняет Пайерлс теперь,— получалась порядка нескольких тонн. Поэтому мне казалось, что статья не может иметь отношения к ядерному оружию. В целом эта масса, не говоря уже ни о чем другом, должна была иметь размеры современного уиндскейлского реактора. Конечно, нечего было и думать о том, чтобы поднять такую махину на самолете...» Следует сказать, что тот же самый метод был использован несколькими месяцами позже для определения размера куда более практического оружия. Вовремя эта возможность не была понята. «Иначе,— поясняет Пайерлс,— я, конечно, не допустил бы опубликования моей статьи, так как она могла привлечь внимание к этой проблеме и побудила бы кого-нибудь думать в опасном направлении». Статья под заглавием «Критические условия процесса размножения нейтронов» была опубликована в октябрьском выпуске протоколов Кембриджского физического общества — несколько недель спустя после начала войны.
Эти вычисления непосредственно связывались с более важными событиями, происшедшими следующей весной. Однако необходимо на время оставить одну нить повествования и обратиться к другой, относившейся скорей к практике, нежели к теории.
Вычисления Пайерлса сводились по сути дела к тому, что теперь физикам известно под названием «сечение захвата» ядра урана. Оно выражается числом, по которому можно судить, как много ядерных делений будет происходить при определенных условиях. Если ядра подвергают бомбардировке медленными нейтронами, то действует много факторов; если же бомбардируют быстрыми нейтронами, с которыми позднее связывались надежды на осуществимость бомбы, то действуют только две переменные величины. Одна из них—это размер самого ядра, а другая —статистическая вероятность деления. «Например,— говорит Пайерлс,— если я бросаю мяч в
оконное стекло поверхностью в один квадратный фут, то может быть один шанс из десяти, что стекло разобьется, и девять шансов, что мячик отскочит. На языке физиков это отношение к мячу, летящему по данной траектории, имеет «сечение распада», равное 1/10 квадратного фута, и «упругое сечение» — 9/10 квадратного фута.
Осенью 1939 г. размеры ядра урана были уже известны; затруднение состояло в определении того, насколько часто столкновение приводит к отражению нейтрона ядром, о которое он ударяется, как часто нейтрон поглощается ядром и насколько часто происходит деление. Эта проблема вскоре была исследована в Ливерпульском университете. Здесь только что соорудили первый британский циклотрон — один из приборов для изучения ядерных делений. Эту работу возглавлял проф. Чедвик, глава отдела физики, по всей вероятности, самый выдающийся физик-ядерщик страны. В течение 30-х годов он не только настойчиво продолжал сложные ядерные исследования в Кавендишской лаборатории, но и нес большую административную нагрузку.
Этому человеку, наблюдавшему за ходом большинства британских работ, связанных с бомбой, было уже около пятидесяти, когда началась война. В первые годы столетия он учился под руководством Резерфорда в Манчестерском университете. В 1913 г. Чедвик завоевал право на стипендию и был направлен на работу под руководством проф. Гейгера в Физико-технический государственный институт в Шарлоттенбурге под Берлином. Вскоре после начала первой мировой войны он попал в лагерь для гражданских пленных в Рюхлебене, где ему и еще нескольким ученым было позволено устроить лабораторию и проводить в 1ней некоторые работы. Когда наступил мир, Чедвик, как и многие другие физики-ядерщики, пришел к Резерфорду в Кавендишскую лабораторию, где в 1932 г. и был им открыт нейтрон.
В 1935 г. Чедвик перебрался из Кембриджа в Ливерпуль, и вскоре ему было поручено наблюдение за сооружением первого британского циклотрона — машины, способной увеличивать в огромной степени энергию частиц, используемых в ядерных исследованиях. К началу 1939 г. было проведено немало работ, и ему уже удалось сколотить неплохой коллектив экспериментаторов, в который, в частности, входили М. Прайс, за год до этого приглашенный в университет для чтения лекций по физике, и И. Ротблат, молодой поляк, осуществивший
в Варшаве эксперименты по ядерному делению, о которых упоминалось выше.
Ротблат прибыл в Англию с годичной стипендией в 120 фунтов стерлингов. «Я приехал в Ливерпуль отчасти из-за того, что Чедвик был ведущим британским физиком,— рассказывает Ротблат,— и отчасти потому, что он строил циклотрон, а мы тоже надеялись построить такую машину у себя, в Варшаве, в самом ближайшем будущем. Группа ученых, возглавляемых Чедвиком, должна была проверить возможности циклотрона. К концу университетского семестра эта программа значительно продвинулась вперед. Коллектив разъехался в отпуска. Шли последние недели мирной жизни.
* **
Во время летних отпусков работники ливерпульского коллектива вряд ли думали о ядерном оружии. Чедвик ловил рыбу в Швеции, когда вспыхнула война, и не сразу попал в Ливерпуль. Ротблат, приехав в Варшаву навестить семью, не был предупрежден польскими властями о близости воины. И только на обратном пути, переехав бельгийскую границу, он узнал об истинном положении дел. Ротблат попытался возвратиться в Польшу, но проехать через Германию уже не смог. Вскоре он добрался до Ливерпуля, где и услышал по радио о том, что немцы бомбили Варшаву.
Университет, в который возвратились Чедвик и его коллеги, сильно изменился. Многих еще до начала войны призвали на военную службу, отдел физики фактически опустел, а большинство сотрудников получило заранее предусмотренные назначения, связанные с исследованием в области радаров или их производством. Теперь Чедвик мог уделять экспериментальной работе в лаборатории меньше времени, чем раньше. Административная деятельность в университете, связанная с множеством проблем, порожденных первыми месяцами войны, ограничивала его деятельность в отделе физики. Но все же именно в это время ученый усиленно размышлял о ядерном оружии.
Мысль о том, что цепная реакция деления урана может послужить основой для создания бомбы беспрецедентной мощности, возникла у Чедвика поздней осенью 1939 г. Как он
думал, реакция, распространяемая медленными нейтронами,— единственный вариант, рассматривавшийся в то время,— может вызвать эффект, лишь ненамного отличавшийся от того, который дает сильно взрывчатое химическое вещество. Поэтому требовалось получить цепную реакцию, распространяемую быстрыми нейтронами, чтобы изготовить новый вид оружия. Такая реакция казалась невозможной в природном уране, хотя бы даже и взятом в большом объеме. Чедвик решил исследовать уран-235. К тому времени были выполнены два измерения сечений деления природного урана быстрыми нейтронами. Результаты одного из них навели ученого на некоторые мысли о возможной величине сечения урана-235. Это было измерение, выполненное Тьювом и его сотрудниками. О нем упоминалось в статье Бора и Уилера. Правда, критический размер бомбы получался очень большим, настолько большим, что проект был практически неосуществим. Но величина сечения, определенная Тьювом, казалась небольшой, и Чедвик решил основательно заняться изучением этого вопроса.
Еще раньше (примерно 26 декабря) Чедвик в письме проф. И. Эпплтону высказал предположение о возможном военном применении деления урана под воздействием быстрых нейтронов (но не медленных), и поинтересовался, нельзя ли провести какую-нибудь работу в плане решения общей проблемы деления. Эпплтон порекомендовал ему обратиться к Дж. П. Томсону, который вместе с Б. Мууном занимался исследованием медленного деления, но Томсон в это время вел уже другую работу; и Чедвик стал готовить циклотрон к измерению сечения деления на быстрых нейтронах — операции, последствия которой трудно было предвидеть.
Работа началась после нового года. Чедвик спланировал общее направление экспериментов, и они выполнялись сначала Ротблатом, а позднее Фришем. Важность работы постепенно становилась очевидной и всем остальным членам коллектива. «Мы увидели,— говорит Прайс,— что ядерные исследования, которые до тех пор были наиболее таинственными, настоящей башней из слоновой кости в науке, приобрели жизненно важное значение». На это уже намекал Флюгге в своей статье в «Натурвиссеншафтен». «Однажды за чаем вопрос об оружии впервые стал обсуждаться членами коллектив* Тогда уже было очевидно, что цепную реакцию можно использовать для этой цели»,— вспоминает Ротблат.
В начале 1940 г. наилучшим способом применения цепной реакции казался ядерный взрыв. Однако спустя год или около того в одной немецкой статье, попавшей в руки союзников, высказывалось предположение о возможности использования ядерных реакторов как источников радиоактивных излучений. После этого возникли подозрения, что стартовые площадки, сооруженные немцами во Франции для посылки беспилотных самолетов на Британию, были площадками под аппаратуру для радиоактивных излучений. Такие подозрения существовали некоторое время. Но даже и после того, как была доказана их беспочвенность, все же оставалось предположение, что немцы могли разработать такую аппаратуру. Поэтому были созданы специально обученные отряды, снабженные гейгеровскими счетчиками для обнаружения радиоактивности, которые и высадились вместе с союзными войсками в Нормандии.
Исследования Чедвика в Ливерпуле продолжались в течение нескольких месяцев. По-видимому, то были первые в мире исследовательские работы с быстрыми нейтронами, которые в дальнейшем привели к бомбе. Проект по существу был частный, а не правительственный, что видно из письма, направленного Чедвиком Эпплтону. Это письмо, написанное дома, от руки, не имело копии; на нем стояла пометка «лично», так как в то время ученый не желал, чтобы кто-нибудь еще знал о его мыслях.
Чедвик, интересуясь уже проделанными работами, хотел предупредить Эпплтона, что его придется несколько позже просить о помощи (Эпплтон действительно обещал любую помощь). В письме не говорилось о возможности изготовления ядерного оружия: Чедвик этого не знал...
Теперь следует упомянуть о серии экспериментов, проведенных в начале 1940 г. в Соединенных Штатах, поскольку они окончательно подтвердили, что теория Бора о делении главным образом урана-235 была правильной. Коллектив физиков в Миннесотском университете впервые отделил друг от друга три разновидности урана, которые химически были одинаковы и отличались только атомными весами. Тогда же (и это было очень важно для будущего ядерного оружия) коллектив Колумбийского университета показал экспериментально, что материалом для ядерных делений действительно должен явиться Уран-235. Полученные разновидности урана ученые решили подвергнуть бомбардировке. Первым в камеру циклотрона поместили изотоп урана с атомным весом 238. После запуска
циклотрона записывающие приборы показали ежеминутное возникновение нескольких перемежающихся всплесков на кривой. Затем настала очередь урана-235. Разница в результатах оказалась громадной: аппаратура записала очень высокую активность. «Счетчики, дававшие щелчки на каждые десять вспышек, затрещали как пулеметы,— говорится в одном из докладов об экспериментах.— Волнистая линия осциллографа, записывавшего каждый всплеск, сделалась почти ровной на уровне 200 000000 электроновольт. Атомы урана-235 расщеплялись со скоростью, которая в 10 000 раз и более превосходила скорость деления атомов урана-238».
Эксперименты подтвердили, что проблемы производства и ядерной энергии, и ядерной бомбы значительно сложнее, чем можно было ожидать. После этого ученые приступили к решению последней задачи — созданию критической массы из урана-235, входившего в состав чистого металла в мизерном количестве (всего только 0,7 процента). Эта масса могла составлять многие тонны, как установил Пайерлс.
В конце лета 1939 г. к Пайерлсу в Бирмингаме присоединился Фриш, за год до этого сыгравший роль инициатора в формулировании теории ядерного деления. Фриш получил назначение в университет, и здесь в течение первых месяцев войны он, как и Пайерлс, выполнял различные рутинные обязанности. Некоторое время Фриш жил вместе с Пайерлсом в большом удобном доме возле университета. Оба, до того как в феврале прибыли документы о натурализации Пайерлса, были юридически враждебными иностранцами, и на них распространялись правила и ограничения военного времени.
Фриш и Пайерлс в первую военную зиму упорно думали о том, что использование ядерной энергии в каком-то оружии большой разрушительной силы технически вполне возможно. Это объяснялось несколькими причинами. Во-первых, они были физиками-практиками, проблема же использования ядерной энергии представляла собой одну из величайших задач в том мире, в котором они боролись и жили. И вполне естественно, что, чем бы ученые ни занимались, их мысли постоянно обращались к этой проблеме. Во-вторых, другими делами Фриш и Пайерлс по сравнению со своими английскими коллегами были загружены мало. В то время как многие из бирмингамского персонала занимались радарами, борьбой с магнитными минами или проблемами подводного обнаружения, Пайерлс и Фриш, как иностранцы, не допускались к таким работам, и у
них оставалось свободное время для размышлений над ядерным делением. В-третьих, Пайерлса и Фриша беспокоила мысль о той беспощадной настойчивости и энергии, которые тоталитарные державы могут вносить в любое дело для достижения своей цели — господства над миром. В-четвертых, в сознании этих двух людей таилась уверенность, что если только они смогут помочь в обеспечении Британии ядерным оружием, то будут вознаграждены этой страной, к которой они уже испытывали чувства любви и уважения.
В течение первых недель 1940 г., как уже говорилось, Пайерлс и Фриш упорно думали об использовании ядерного деления. Они делали различные предположения для разрешения того, что порой казалось тупиком. И вот однажды во время разговора возник вопрос, какой же в действительности может быть критическая масса урана-235.
В оценке последовавших событий эти ученые теперь очень скромны. «Любой компетентный физик-ядерщик,— говорит Пайерлс,— ответил бы примерно так же, как и мы, если бы его спросили: «Каковы сечение деления чистого урана-235 и его критическая масса? Какова взрывная мощность такой массы? Какие промышленные затраты необходимы для разделения изотопов и заслуживает ли всех этих затрат военная ценность деления?» Единственная наша заслуга заключается в том, что мы первые сформулировали эти вопросы. Мы принялись за работу, чтобы получить ответы на них... Нужно было сначала подсчитать ядерное сечение данного изотопа урана, а затем подставить полученные значения в формулу, опубликованную мной в «Кембриджских протоколах».
Как объясняет теперь Пайерлс, они несколько ошиблись и получили завышенное значение сечения, сделав как бы всю проблему легче для решения, чем она впоследствии оказалась. Но это было относительно неважно, поскольку вскоре стало очевидно, что критическая масса для данного изотопа выражается не в тоннах и не в центнерах, а в фунтах. «Наше первое вычисление,— замечает Пайерлс,— привело нас к критической массе весом менее одного фунта».
Этот математический подсчет имел двойное значение. Прежде всего он превращал проблему в нечто такое, что человеческое воображение уже могло охватить; конечно, отделение Даже одного фунта урана-235 являлось очень сложным делом, но это были уже не тонны. Бомбу, одна взрывчатая начинка которой весила много тонн, в 1940 г. вряд ли можно было транспортировать на самолете; но когда начинка составляет фунт или около того, тогда дело меняется и бомбу можно переносить даже в чемодане. Казалось, что остановка была лишь за механизмом, который мог сблизить два куска урана-235 (при сближении их общая масса весила бы более фунта, т. е. более критической массы).
Конечно, на деле все оказалось не так просто. Кроме трудностей, связанных с разделением различных изотопов и определением скорости сближения двух кусков урана-235, чтобы избежать преждевременной детонации, была еще одна важная проблема, мешавшая созданию атомной бомбы. Понятная лишь физикам-ядерщикам, она в общих чертах объяснялась довольно просто. «Это была,— рассказывает Пайерлс,— проблема осуществимости самого взрыва: взорвется бомба или вместо взрыва произойдет просто хлопок с разбрасыванием ее массы? Фактически все сводилось к вопросу: какой из двух факторов будет преобладать — цепная реакция или разбрасывание критической массы в ходе этой реакции?» Ученые понимали, что если заметная часть атомов в критической массе подвергнется делению в очень короткий промежуток времени, то температура урана возрастет до многих миллионов градусов и давление во много миллионов раз превзойдет атмосферное. Масса металла с огромной скоростью будет расширяться, следовательно, и плотность его уменьшится, но уменьшится и вероятность того, что вновь высвободившиеся нейтроны смогут вызвать новые деления. Но если цепная реакция обгонит этот процесс и размножение нейтронов (а в результате этого и выделение энергии) произойдет так быстро, что критическая масса не успеет разлететься в бесполезном хлопке, то какой будет характер взрыва?
«Я пришел к выводам, что такой ядерный взрыв возможен,— говорит Пайерлс.— Как Фриш, так и я были поражены ими».
Результаты проведенных Фришем и Пайерлсом вычислений еще не позволяли считать, что теперь атомное оружие можно изготовлять. Технические проблемы, требовавшие решения, были огромны. Оставались еще большие пробелы в теоретических познаниях о материале, с которым предстояло иметь дело. Сечения ядер определялись пока с весьма невысокой точностью. Задача разделения изотопов урана, практически значительно более сложная, чем задача разделения песчинок на берегу моря, казалась тогда химикам и инженерам кошмаром. Но даже и такие проблемы можно было решить. Так как
Пайерлс и Фриш вывели уравнения и получили нужный результат, го, по-видимому, последний барьер на пути к ядерному оружию можно было считать преодоленным. Оставалось, конечно, немало других, но ни один из них не имел уже такой фундаментальной важности.
Не совсем ясным казался и такой вопрос: будет ли стоить игра свеч? Как Пайерлс, так и Фриш в какой-то степени представляли себе, сколько потребуется средств для решения технических проблем. «Мы думали,— вспоминает Пайерлс,— что имело смысл изготовить бомбу, даже если ее стоимость будет равняться стоимости линкора. Знай мы ее действительную цену, может, никогда бы не стали гнаться за осуществлением этой идеи».
В тот момент, однако, вопрос о деньгах практически еще не вставал. Главным было то, что эти два человека пробились, наконец, сквозь теоретические дебри и путь к ядерному оружию казался прямым. Пайерлс и Фриш понимали, что теперь они должны как можно скорее связаться с властями, по с какими: гражданскими или военными? Перед нами курьезный случай: два человека, имевшие важную информацию, не знали, каким образом эту информацию протолкнуть к властям.
Они решили использовать личные знакомства. В том же университете работал М. Олифант, австралиец, прибывший в Англию в конце 20-х годов. Этот ученый был занят секретной работой для адмиралтейства, и именно тогда, в феврале 1940 г., он создал магнетрон — сердце всех современных радаров. Его лаборатория была, конечно, строго запретной как для Пайерлса, так и для Фриша. На любое упоминание о том, что там делалось, было наложено строжайшее «табу». Но если Олифант иногда размышлял вслух среди своих коллег о том, как лучше решить некоторые чисто академические проблемы, то никому не возбранялось участвовать в разговоре и искать правильные решения. Следовало, однако, остерегаться нескромных вопросов о происхождении и применении подобных проблем.
Пайерлс и Фриш решили посоветоваться с Олифантом. Изложив свою теорию и показав полученные цифры, они попросили его проверить, нет ли каких-либо ошибок в их аргументации или в вычислениях. Ошибок он не нашел, и его совет был кратким: «Пишите Тизарду».
Такой совет мог показаться странным, так как Тизард, председатель комитета, в то время в основном занимался вопросами радиолокации. Но «гвоздем» этой идеи было то, что, во-первых, ядерное оружие, как предполагали, будет иметь вид бомбы, а за бомбы всю ответственность несло министерство авиации, под контролем которого работал комитет Тизарда. Во-вторых, состояние дел в то время требовало почти исключительно внимания физиков, большинство которых уже занималось решением проблем для комитета Тизарда. В-третьих, в Британии в начале 1940 г. не существовало научной организации, в задачу которой входило бы определение военного значения новых научных открытий. Исследовательские учреждения всех родов войск и министерство снабжения имели дело главным образом с усовершенствованием существующих или с разработкой новых видов оружия для специальных целей. Урановой бомбой ни одна из этих организаций не занималась. Так было до осени 1940 г., когда учредили научный консультативный комитет — комитет Ханки, в задачу которого входила выработка рекомендаций правительству о перспективах именно таких проектов, как проект Пайерлса и Фриша.
Итак, Пайерлс и Фриш составили краткое письмо, приложив к нему техническую документацию, где излагалось в общих чертах возможное устройство урановой бомбы. Этот машинописный документ на трех или четырех страницах они направили Гизарду. Обычным порядком было получено вежливое приглашение.
Пайерлс вспоминает: «При встрече нам было сказано, что вопрос по своему характеру является серьезным военным секретом и поэтому мы, вероятно, не сможем услышать что-нибудь большее».
По-своему, это было совершенно резонно. Но тут же возникали два любопытных вопроса. Во-первых, если предложения Фриша и Пайерлса подлежали серьезному обсуждению, то было трудно определить, кто же мог в этом принять участие: почти все компетентные ученые были уже полностью заняты. Оставались такие, кому строжайше запрещалось участвовать в обсуждении даже самых незначительных деталей секретной информации. Во-вторых, в парадоксальном положении оказались и сами Фриш и Пайерлс: несмотря на осторожность, им пришлось иметь дело с военными секретами, к которым их не допускали.
«В то время,— рассказывает Пайерлс,— положение казалось несколько затруднительным. Но мы готовы были упорно идти дальше, с тем чтобы материал попал для использования в
руки справедливых людей». Несомненно, Фриш и Пайерлс слышали о проекте боевых танков, поданном в начале столетия, и о резолюции на нем: «Сумасшедший человек». Они, по меньшей мере, опасались долгих ящиков.
«Вначале казалось, что никакого прогресса не было, и через некоторое время ученые решились на дальнейшие действия. Лбы стремились к тому, чтобы наша идея попала к человеку, который мог бы что-нибудь сделать,— вспоминает Пайерлс.— В конце концов я написал проф. Томсону, который, как я знал, прошлым летом занимался делением урана». Томсон был, конечно, рад письму Пайерлса, поскольку кажется почти одновременно, до него дошли по официальным каналам материалы с предложением Пайерлса и Фриша.
* **
Здесь необходимо продолжить рассказ о Томсоне. Напомним, что, если судить по его экспериментам в Имперском колледже, казалось невозможным в близком будущем использовать ядерную энергию как оружие.
В тот день, когда началась война, Томсон оставил свою лабораторию в Имперском колледже и направился в одно из учреждений ВВС в Фарнборо. С 1937 г. он являлся членом исследовательского комитета по аэронавтике. Было предусмотрено, что при возникновении войны ученый получит назначение именно туда.
Сначала Томсон жил в Шэклфорде, позднее перебрался в Паттенхэм, где и получил письмо от Пайерлса. Содержание письма не было новостью для Томсона, поскольку ему, как члену комитета Тизарда, уже поручили прокомментировать первоначальное обращение Пайерлса и Фриша.
Этот комитет, значительно расширившийся после начала войны, теперь собирался уже не в Лондоне, а в Оксфорде. Здесь, в тихом университетском городке, ученые и высшие офицеры королевских военно-воздушных сил рассматривали утверждения, по-видимому фантастические, о возможности сооружения бомбы, во много раз более разрушительной, чем все оружие, которое в то время мог доставить целый воздушный флот. Более того, эта идея возникла независимо в двух различных университетах — Ливерпульском и Бирмингамском. Несмотря на всю необычность, эта идея, несомненно, представляла собой отличный объект для исследования. Итак, после краткой дискуссии между членами комитета было решено, чтобы Томсон создал небольшую группу. В ее обязанности входило: во- первых, проверить проблему в целом; во-вторых, координировать работу по мере ее прогресса и, в-третьих, доложить о том, заслуживает ли все это дело затраты усилий. Формулировка в том виде, как она дана позднее в официальных «Заявлениях, относящихся к атомной бомбе», может показаться несколько нестрогой.
Теперь трудно понять, как вообще могли возникать какие- либо сомнения в том оружии, которое, будь оно вовремя готово,- сделало бы ненужными смерти многих тысяч летчиков при бомбежке Германии (эти бомбежки по сравнению со взрывом атомной бомбы были не больше, чем елочные хлопушки). Но тогда проблема не представлялась столь простой. К тому же налицо было нежелание ввязываться в долгую канитель, неизбежную при разработке любого оружия, прототип которого не представляли себе хорошо даже в самом общем виде. «Вы должны понять,— говорил Тизард весной 1940 г. помощнику начальника штаба авиации,— что любой проект, осуществляемый для того, чтобы иметь какое-то влияние на ход войны, должен быть проверен, испытан и уже после этого пущей в работу. Таких проектов имеется около пяти, и усилия, необходимые для их осуществления, поглотят все людские и промышленные резервы». Суждения Тизарда были здравыми.
В то время как значительная часть англичан успокаивала себя тем, что «странная война» будет тянуться неопределенно долго, руководители страны не имели подобных иллюзий. Им было ясно: предстоит затяжная и отчаянная борьба и в дело придется пустить все людские и материальные резервы. Никто из комитета Тизарда не сомневался в необходимости или предварительных испытаний, или хотя бы ясно сформулированных, четких требований. При таких обстоятельствах могли возникнуть возражения против выкачивания денег, использования людских резервов, материалов и, самое важное, против затрат умственной энергии ученых на дело, от которого трудно ожидать быстрых практических результатов. К тому же сами Пайерлс и Фриш допускали, что бомба могла в конечном счете просто «хлопнуть». Поэтому в любом официальном плане исследований атомной бомбы должно было учитываться наличие других проектов. Существовала также необходимость разъяснения высшему руководству сложностей предмета, в котором очень немногие могли разобраться. Тизард в одном из своих выступлений упомянул, что большинство выдающихся ученых — в высшей степени индивидуалисты и поэтому во взаимоотношениях между правительством и наукой бывали серьезные затруднения. «Это,— сказал он,— вызывалось плачевным интеллектуальным разрывом, существующим между теми, кто получил научное образование, и теми, кто его не имеет. Практически все министры и члены административно-гражданской службы принадлежат к последней категории. Каждому ученому приходится испытывать трудности в передаче своих мыслей людям, не знающим азбуки предмета». И теперь Тизарду предстояло разъяснить всю сложность проблемы ядерного деления министру авиации.
Учтя вышесказанное, можно сделать вывод, что создание еще одного комитета среди многих других, изыскивавших многочисленные пути к победе над врагом, было мужественным актом. Есть также и некоторая своеобразная ирония в том, что весной 1940 г. именно перспектива затяжной войны была одним из факторов, определявших разработку ядерного оружия.
Но уместно теперь спросить: можно ли рассматривать проблему целиком с позиции целесообразности? Кажется невероятным квалифицировать использование ядерного оружия как химическую войну и тем самым вызвать международное осуждение. Разве разрушительная мощность делала это оружие чем-то другим не только количественно, но и качественно? Небольшой комитет, организованный под руководством Томсона, был первым в мире, которому предстояло рассмотреть все специфические проблемы, в том числе и моральные, связанные с изготовлением столь необычного оружия. Интересно проследить за отношением членов комитета к этим проблемам.
Насколько можно установить, не было сомнений в том, что принятый ими курс мог быть каким угодно, но обязательно морально правильным. Иначе могли думать только бескомпромиссные пацифисты.
Оружие, о котором шла тогда речь, не было водородной бомбой, способной уничтожить целые районы; оно не предназначалось для уничтожения городов с гражданским населением; по существу это было оружие, которое предполагалось использовать против немецких войск в соответствии с общепринятыми правилами ведения войны. Подвергать сомнению его допустимость было бы так же неразумно, как защищать применение легкой артиллерии, но возражать против использования тяжелой. И более неразумно, чем протестовать против системы бомбардировки площадей, примененной против Германии в 1943 г.,— системы, характерной тем, что она приводила к уничтожению не только военных или промышленных объектов, но и гражданских сооружений и самих гражданских лиц. Как известно, мнение большинства ученых, участвовавших в изготовлении атомной бомбы, изменилось, когда стало ясно, что это оружие можно применить в условиях, отличавшихся от условий, при которых оно задумывалось. Но в 1940 г. имелись более чем убедительные доводы, сводящие на нет возражения, которые можно было выдвинуть против проекта.
Прежде всего могли сказать, что оружие с таким «неразборчивым» характером поневоле было бы использовано и против гражданских объектов. Сам масштаб разрушений, которые оно несло, ставил его в особую категорию. И могли заявить, наконец, о последующих эффектах—радиационной опасности, уже известной в то время физикам-физикам-ядерщикамхотя еще и были неясности относительно ее масштаба и деталей. На все возражения был один ответ: если бы Британия имела атомную бомбу, то это сделало бы невозможным сосредоточение неприятельского флота вторжения и высадку десанта. Кроме того, обычное оружие, уже имевшееся, было менее экономичным, хотя и могло произвести такие же большие разрушения (например, 9 марта 1945 г. во время одного налета на Токио было убито 83 793 человека, ранено приблизительно половина этого количества и уничтожено колоссальное количество домов). И, наконец, тяжелые последствия вовсе не были характерны только для ядерного оружия. Например, из-за блокады и голода 1919 г. много детей в Германии заболело рахитом.
Существовал, однако, еще один фактор, который перекрывал все и всякие доводы,— необходимость изготовления атомной бомбы раньше, чем это сделает противник. Энергия, которую человечество до сих пор использовало для целей разрушения, была или механической энергией ручного оружия, или значительно более разрушительной химической энергией пороха. Ядерная энергия приблизительно в миллион раз более эффективна, чем химическая. Можно извинить политиков и военных руководителей за их непонимание того, что в действительности означало увеличение разрушительного потенциала в миллион раз. И тем, и другим можно простить непонимание радиационной опасности — явления, которое ученые только начинали постигать. Но каково же было отношение самих ученых, не находившихся в состоянии простительного неведения? Возникали у них сомнения относительно того, что они делают? Думали они об этой стороне проблемы вообще? Ответы на все эти вопросы были довольно-таки неясными. Они шли не далее заявления, сделанного Кокрофтом одиннадцать лет спустя- в то время [4] идея использования ядерной энергии в качестве оружия была впервые предложена в нашей стране и мы знали о работе немцев над тем, что считали атомной бомбой. Бомба тогда была еще не больше чем идеей, и потребовалось несколько лет, чтобы доказать ее осуществимость. На той стадии правительство вряд ли интересовалось ею, и разработка бомбы зависела главным образом от того, насколько британские ученые верили в нее и считали ее разработку необходимой в интересах страны. В мрачные дни 1940 г. у нас не возникало сомнений относительно нашего долга». Это достаточно ясное заявление, чтобы судить о том, была бы взорвана атомная бомба вообще или нет. Но сам Кокрофт сказал и другое: «...большинство из нас надеялось, что законы природы могли поставить нас перед фактом невозможности создания бомбы». Весной 1940 г. участники первых заседаний комитета Томсона в Королевском обществе разделились в основном по своим взглядам на две группы.
Были такие, как например сам Тизард, которые не верили серьезно в то, что бомба вообще сработает. Они рассматривали исследования, с одной стороны, как потерю времени, и, с другой стороны, как необходимость, чтобы разобраться раз и навсегда в чрезвычайно интересной проблеме. Их поддерживали многие выдающиеся ученые. Но среди физиков-ядерщиков были и люди, уверенные в том, что «законы природы» допускают возможность создания бомбы. Но они не были согласны между собой в том, как, при каких обстоятельствах и следует ли вообще ее применять. Может быть, достаточно одной только демонстрации, которая показала бы немцам, что Британия открыла способ, как «спускать с цепи» ужасающую энергию. А если применять, то только против чисто военных объектов, хотя некоторые ученые считали достаточным одной угрозы, чтобы положить конец войне. Если бы сами немцы преуспели в изготовлении бомбы, то Британия также сделала бы все необходимое для того же, и представляется вероятным, что такое оружие не было бы использовано ни той, ни другой стороной, как и произошло с боевыми газами. Но это были лишь некоторые из допускавшихся возможностей на тот случай, если бомба будет сделана. Несомненно, ответственные люди взвесили бы все реальные факты «за» и «против». Величайшая опасность заключалась в том, что немцы могли оказаться первыми; тогда, как об этом часто говорилось, Гитлер не колебался бы в использовании атомного оружия без предупреждения по таким целям, где разрушения были бы максимальными.
Итак, Томсон приступил к организации комитета. Многие его затруднения объяснялись тем, что конструкция радаров не была еще окончательно отработана и все ученые, чрезвычайно занятые, перебрасывались с одной срочной работы на другую. Адресованное Кокрофту двумя годами раньше предложение Тизарда о привлечении кавендишского коллектива к участию в разработке радара предусматривало соответствующее разделение работ в первые месяцы войны. Вместе с девятью другими кавендишскими учеными Кокрофт был послан в конце лета на радарную установку в Ромни-Марч. Здесь в течение месяца, хотя война уже началась, члены кавендишского коллектива занимались изучением секретных руководств по радару. Затем Кокрофту, вызванному в Боудси, поручили конструкторскую разработку и сооружение особого типа радара, который должен был защищать от атак флот, базировавшийся в Скапа-Флоу.
В начальной стадии разработка велась главным образом по принципу «пробуй — ошибайся, ошибайся — пробуй», и первый передатчик БПО (береговая противолодочная оборона), работавший весьма успешно, был изготовлен при помощи ножовки и некоторых других столь же «совершенных» инструментов. Правда, конструктивные узлы были выполнены в лаборатории высокого напряжения в Кембридже физиками и работниками одной из радиофирм.
Кроме изготовления аппаратуры, надо было решать и другие проблемы. Кокрофт собрал в Кембридже группу, включавшую ботаника, антрополога и гражданского инженера. Всех этих людей одели в морскую форму и послали на Оркнейские острова. Изготовленная в Кембридже аппаратура была отправлена на север и, несмотря на сильные штормы и снегопады, доставлена на Сомбург Хэд — скалистое место на самой южной оконечности Шотландских островов и на Фейр
Айл — маленький островок, расположенный примерно посредине между Шотландскими и Оркнейскими островами. Трудности приходилось преодолевать огромные. Светлое время суток быстро укорачивалось, и вскоре после полудня уже начинало смеркаться. Море было бурное, что особенно сказывалось на работе, так как аппаратуру приходилось грузить на небольшие дрифтеры в Лервике, затем перегружать в открытые шлюпки, а потом втаскивать с помощью лошадей на крутой склон. Сами установки были чрезвычайно примитивными. Антенны, которые следовало ориентировать по компасу на то направление, откуда ожидались атаки, поворачивались вручную, в иных случаях с помощью велосипедных цепей, связанных с рукоятками управления. Эти рукоятки представляли собой не что иное, как педали на перевернутой велосипедной раме. И многое другое было сделано группой Кокрофта таким же образом: грубо, но достаточно надежно.
В течение осени и зимы научных работников не хватало, и Кокрофту пришлось самому разрабатывать еще один тип радара — обнаружитель низко летящих самолетов противника, которые тогда уже начали сбрасывать новые магнитные мины. Одновременно ему надо было навещать Бирмингам, где Олифант разрабатывал магнетрон, и в то же время в качестве помощника директора по исследованиям при министерстве снабжения наблюдать за решением множества других проблем. Хотя он и так был завален работой со всех сторон, ему поручили все же установить контакт с комитетом Томсона.
Хороший физик, Кокрофт был весьма авторитетным в комитете. Сюда же входил и проф. А. Хилл, до этого член комитета Тизарда. Чедвика, Пайерлса и Фриша также сначала привлекали к участию в работе комитета Томсона. В те времена комитет состоял только из шести человек, лишь временами возрастая до двенадцати. С первых дней создания этого комитета существовала практика приглашать в качестве наблюдателей людей, которые не были заняты специальными работами для правительства, но чьи взгляды представляли интерес. Хотя работа комитета определялась и оплачивалась государством— сначала министерством авиации, а затем министерством авиационной промышленности,— царила здесь независимая университетская атмосфера.
Первое, предварительное заседание комитета, созданного для рассмотрения вопроса о том, каким путем можно изготовить ядерное оружие, собралось 10 апреля 1940 г. в помещении Королевского общества. Обсуждаемые на первом заседании планы казались довольно далекими от практических задач войны, если учесть, что немногим более чем за сутки до этого немецкие самолеты, войска и корабли двинулись против Дании и Норвегии. За время между ночным выпуском последних известий и утренним завтраком «странная война» кончилась, и началось тщательно спланированное и неумолимо осуществлявшееся наступление вермахта. Произошло то, чего так опасались и к чему не сумели достаточно подготовиться.