скачать книгу бесплатно
Пока по бескрайним российским просторам катился бунт, бессмысленный и беспощадный, израненная Европа принялась залечивать раны.
Возобновились и научные исследования.
В 1919 году Эрнест Резерфорд впервые в мире расщепил атомное ядро (тогда реакцию расщепления называли дезинтеграцией). Он облучал азот радиоактивными лучами, то есть альфа-частицами (ядрами гелия), мчавшимися с сумасшедшей, как казалось тогда, скоростью – 15 тысяч километров в секунду. Резерфорд понимал, что вероятность попадания хотя бы одной частицы в ядро азота чрезвычайно мала: из миллиона альфа-частиц всего лишь одна имела шанс угодить в приготовленную для неё микроскопическую мишень.
Но учёный терпеливо ждал.
И дождался. «Пуля» попала в цель!
Поглотив альфа-частицу, ядро азота выбросило из себя протон. В результате азот и гелий превратились в кислород и водород.
Английскому физику удалось то, о чём в средние века могли только мечтать неудачливые алхимики: совершить превращение одного элемента в другой! При этом (в полном соответствии с высказанным ранее предсказанием Резерфорда) выделялась энергия – это было тотчас зафиксировано приборами. Учёный окончательно убедился в том, что внутри атомов таятся невиданные энергетические запасы. Целые кладовые энергии!
Впрочем, произведя расчёты, Резерфорд пришёл к не очень обнадёживавшему выводу. Бесстрастные математические выкладки показывали, что в обозримом будущем использовать эту «энергию атома» вряд ли удастся – слишком нелёгким (почти невыполнимым) делом представлялось само расщепление атомного ядра.
Очень мала была «мишень». И совсем уж крошечной казалась летящая к ней «пуля».
Комментируя сложившуюся ситуацию, Альберт Эйнштейн сказал, что вероятность попадания в атомное ядро точно такая же, как при попытке подстрелить в кромешной тьме птицу из летящей стаи. Особенно когда птиц в этой стае совсем немного.
Впоследствии Лев Ландау дал ещё более популярное разъяснение:
«Для ничтожно малой альфа-частицы, летящей внутри вещества, расстояния между атомами, между ядрами и окружающими их электронами так велики, что вероятность попадания её в какое-нибудь ядро крайне сомнительна. Представьте себе лес, где каждое дерево находится от другого в пяти километрах. Можно ли попасть снарядом в какое-нибудь дерево без прицела? Ясно, что при этих условиях в лучшем случае удастся вызвать одну ядерную реакцию с помощью миллиона частиц…
Положение выглядело настолько безнадёжно, что физики долгое время относились к перспективе использования внутриатомной энергии примерно так же, как к проблеме вечного двигателя».
Однако учёные были терпеливы. Они углубились в раздумья.
Если, говорили физики, бессмысленно стрелять по ядрам из «ружья», значит, на атомную «охоту» надо брать с собой скорострельный «пулемёт».
И тут немецкий учёный Фридрих Хоутерманс подлил масла в огонь, выдвинув (в 1929 году) гипотезу о ядерном или, точнее, о термоядерном происхождении звёзд. В небесных светилах, заявил он, должны вовсю бушевать взрывы немыслимой мощи.
Но если атомная энергия клокочет в звёздах, почему не попытаться получить её на Земле? В каком-нибудь укромном изолированном месте?
Так или примерно так рассуждали тогда в научном мире очень многие.
И в том же 1929 году два молодых физика – американец Эрнест Лоуренс и Лео Сцилард из Венгрии – независимо друг от друга придумали тот самый «пулемёт», который способен был заменить прежнее «ружьё» для «охоты» на атомы.
Учёные предложили «обстреливать» микроскопические атомные «мишени» не отдельно летящими ядерными «пулями», а мощными пучками альфа-частиц. Или потоком протонов. Предварительно разогнав их до невероятно больших скоростей. С помощью электромагнита, в специальном ускорителе.
В 1931 году Эрнест Лоуренс вместе с другим американцем Милтоном Ливингстоном построил такой прибор. Его назвали циклотроном.
У физиков начало складываться ощущение, что ещё чуть-чуть, и двери в кладовые внутриатомной энергии наконец-то гостеприимно распахнутся.
Но не тут-то было!
Ведь для ускорения разгоняемых частиц требовались колоссальные энергетические затраты. Гораздо большие, чем те, что намеревались получить от самой ядерной реакции.
Ситуация казалась безнадёжной.
Но…
Лев Ландау писал:
«Хитрая природа, оказывается, только дразнила физиков. Там, где всё казалось ясным, вдруг открылись новые, неожиданные явления».
Это случилось в самом начале 30-х годов. Элемент бериллий облучали альфа-частицами французские физики Ирен Кюри и Фредерик Жолио. Облучали, облучали, облучали.
И вдруг возникло очередное «лучистое» явление: бериллий начал светиться!
В чём причина этого необычно странного свечения, попытался разобраться англичанин Джеймс Чедвик. В 1932 году он выяснил, что вылетающие из бериллия «осколки» не имеют электрического заряда, то есть они абсолютно нейтральны. И назвал эти частицы нейтронами.
В том же 1932 году молодой советский учёный Дмитрий Иваненко, работавший в Ленинградском физико-техническом институте, предложил рассматривать нейтральные нейтроны и положительно заряженные протоны в качестве тех «кирпичиков», из которых и сложены атомные ядра.
Теория Иваненко логично объясняла порядок расположения элементов в периодической таблице Менделеева. Она легко отвечала на вопрос, почему, допустим, элемент гелий, атомный вес которого 4, имеет порядковый номер 2. А потому, разъяснял Иваненко, что место элемента в периодической таблице определяется зарядом. В ядре гелия два протона и два нейтрона. Значит, заряд ядра – плюс 2, отсюда – и место второе.
То же самое происходит с ураном. Его атомный вес – 238, стало быть, в ядре находится 92 протона и 146 нейтронов. Поэтому заряд ядра (и номер места в периодической таблице) – 92.
Теорию советского физика научный мир тотчас взял на вооружение.
В 1935 году за своё открытие Джеймс Чедвик получил Нобелевскую премию. В том же году, правда, за другое научное достижение стали Нобелевскими лауреатами и супруги Жолио-Кюри. Дмитрия Иваненко удостоят всего лишь Сталинской премии. За совсем другие заслуги. И много лет спустя – в 1950-ом.
Но, раз уж речь пошла о российском вкладе в дело изучения атомного ядра, приглядимся повнимательней к тому, какое участие в громких ядерных открытиях принимала страна, издавна называвшаяся Россией, а потом переименовавшая себя в Советский Союз.
Атом и физики-россияне
Пожалуй, самым знаменитым российским физиком начала ХХ века был Пётр Николаевич Лебедев, окончивший в 1891 году Страсбургский университет. Известно много его работ в области электромагнитного и светового излучения, магнетизма вращающихся тел и природы межмолекулярных сил. Но самым знаменитым достижением Лебедева, заставившим ахнуть учёных всего мира, было измерение давление света.
Однако учёный рано ушёл из жизни – в возрасте всего лишь 46 лет. Это случилось в 1912-ом. Достойных преемников, которые могли бы продолжить его исследования, Лебедев не оставил. Хотя способных физиков в тогдашней России было немало.
Один из них – Абрам Фёдорович Иоффе.
Он родился на Полтавщине в 1880 году. В 1902-ом, окончив Петербургский технологический институт, отправился в Германию, в Мюнхенский университет, где в течение нескольких лет работал (сначала практикантом, а затем ассистентом) в лаборатории самого Вильгельма Рентгена.
В 1906 году Иоффе вернулся на родину и стал преподавать в Петербургском политехническом институте.
В 1918-ом, когда российская столица Петроград ещё не пришла в себя от небывалых бурь двух революций, Абрам Фёдорович сумел добиться создания (при Наркомздраве РСФСР) Государственного рентгенологического и радиологического института. И тотчас организовал при нём физико-технический отдел.
В 1921-ом этот отдел выделился в самостоятельное образование – Государственный физико-технический рентгенологический институт (ГФТРИ) при Наркомпросе РСФСР. Его директором назначили Иоффе, который к тому времени стал уже академиком. Было ему тогда всего сорок лет с небольшим, а его сотрудникам – раза в два меньше. Поэтому директора петроградского «рентгеновского» стали в шутку называть «папой», а его институт – «детским садом папы Иоффе».
А теперь пришла, наконец, пора рассказать о главных героях нашего повествования. Двое из них к науке физике и к атомным ядрам никакого отношения не имели. И, тем не менее, в дальнейшем нашем рассказе им предстоит сыграть первые роли.
Первый наш герой, Иосиф Джугашвили, был в начале российской революции третьестепенным партийным функционером. Соратники по большевистскому подполью называли его Кобой или товарищем Сталиным. В первом ленинском Совнаркоме ему был доверен пост народного комиссара по делам национальностей. Но широким народным массам в 1918 году имя «чудесного грузина», как Иосифа Виссарионовича однажды назвал Ленин, не говорило ни о чём.
И уж тем более никто не знал второго нашего героя, 19-летнего кавказца, с отличием окончившего в 1917-ом Бакинское механикостроительное училище и получившего диплом техника-архитектора. Как многих молодых людей той поры его увлекла романтика революционного движения, и он принял активное участие в подпольной работе, которую вели в Закавказье революционеры самых разных мастей. Была у юноши ещё одна страстная мечта – стать инженером. И он поступил в Бакинский политехнический институт. Звали студента Лаврентий Берия.
Когда в Закавказье установилась советская власть, инициативного молодого человека привлекли к чекистской работе, и он с головой погрузился в увлекательнейшую из профессий – оперативного работника спецслужб. В 1920-ом Берия уже служил помощником начальника Бакинского ЧК. В конце 1921-го работал следователем в ЧК Грузии, а с конца 1922-го занимал пост заместителя начальника грузинского ЧК.
Труд в Чрезвычайной комиссии по борьбе с контрреволюцией и саботажем требовал величайшего напряжения сил и отнимал уйму времени. Но Лаврентий Берия был верен своей мечте и продолжал занятия в Бакинском политехническом.
Расстанемся на время с наркомом Джугашвили-Сталиным и с чекистом Берией и познакомимся с третьим нашим героем. Для этого вновь вернёмся в город на Неве, в «рентгеновский» институт, сотрудники которого углублённо занимались наукой. Много лет спустя доктор физико-математических наук Виктор Александрович Давиденко вспоминал:
«Исследовательский институт Физтех и учебный факультет Физмех, ставший потом институтом, а теперь снова факультетом Ленинградского политехнического института, были задуманы и созданы по единому плану талантливым организатором физической науки Абрамсом Фёдоровичем Иоффе».
Другой бывший физтеховец и будущий академик Иван Васильевич Обреимов добавлял:
«Не всегда всё шло гладко. Не помню почему, но Физико-механический факультет вызывал ненависть некоторых чиновников от науки. До 1930 года этот факультет закрывали девять раз!».
Но молодых людей, решивших посвятить себя науке, чиновничьи «выкрутасы» запретительного толка совершенно не интересовали. Юность брала своё. Да и время было такое, что казалось, будто все вокруг переполнены весёлой энергией и радостным энтузиазмом.
Поэтому нет ничего удивительного в том, что в середине 20-х годов среди молодых ленинградских физиков возникла группа задорных весельчаков, которая называла себя «джаз-бандом» или «мушкетёрами». Возглавлял юмористов уже знакомый нам Дмитрий Иваненко, придумавший всем участникам «мушкетёрской» компании шутливые клички. Себя назвал просто Димусом. Приехавшего из Баку Льва Ландау – Дау, одессита Георгия Гамова – Джонни, а паренька из Винницы Матвея Бронштейна – Аббатик. Оказавшись под крылом «папы Иоффе», способные и озорные научные сотрудники образовали крепкий костяк Ленинградского физтеха.
А у Абрама Фёдоровича в конце 1929 года возникла увлекательная идея: «одарить» наукой физикой всю страну. И он собрал группу наиболее способных физтеховцев во главе со своим заместителем Иваном Обреимовым и стал готовить их к отправке в Харьков. Для создания там филиала ЛФТИ.
Солнечным днём в конце мая 1930 года на Московском вокзале Ленинграда гремел оркестр, раздавался смех, звучали взволнованные голоса произносивших торжественные речи: на Украину отправлялся первый физический «десант».
Молодые учёные с заданием «папы Иоффе» справились – Украинский физико-технический институт (УФТИ) был создан. Первым его директором стал 35-летний Иван Васильевич Обреимов, заместителем директора по науке – 26-летний Александр Ильич
Лейпунский, теоретический отдел возглавил 25-летний Дмитрий Дмитриевич Иваненко.
В 1931 году из ЛФТИ (так стали называть тогда «детский сад папы Иоффе») в самостоятельный Институт химической физики выделилась группа другого заместителя Абрама Фёдоровича – Николая Николаевича Семёнова.
В середине 30-х годов филиалами Ленинградского физтеха стали физико-технический институт в Томске и Уральский институт физики металлов в Свердловске.
В состав коллектива ЛФТИ, не очень многочисленного, но состоявшего из очень пытливых и энергичных физиков, входил и третий наш герой – человек, которому судьба готовила роль научного руководителя Атомного проекта страны Советов.
Главный атомщик страны
В тридцатые годы двадцатого столетия в Советском Союзе была очень популярна песня Исаака Дунаевского на слова Василия Лебедева-Кумача. В ней были такие слова:
Когда страна прикажет быть героем,
у нас героем становится любой!
Так оно и было в ту далёкую пору. Родина отдавала приказ, и человека возносили на Олимп славы, превращая никому неизвестного гражданина во всеобщего кумира, любимца вождей и масс.
Впрочем, с такой же лёгкостью любого могли в одночасье объявить заклятым «врагом народа» и под всеобщее улюлюканье упрятать в подвалы Лубянки, а то и вовсе поставить к стенке.
Так было. И подобная непредсказуемость в поведении родного Отечества мало кого удивляла. К ней привыкли. А оказавшись в лубянской камере, говорили с печальным вздохом:
– Ничего не поделаешь, время сейчас такое.
Время и в самом деле было горячее: страна, с размахом строившая светлое коммунистическое будущее, сначала была вынуждена бороться с фашизмом, затем ей стал угрожать американский империализм. Стоит ли удивляться, что в один прекрасный день первому в мире государству рабочих и крестьян в срочном порядке понадобилось оружие невиданной разрушительной силы. Для того чтобы надёжно защитить многомиллионный лагерь социализма и всё, как говорили тогда, прогрессивное человечество от тлетворного влияния безнадёжно загнившего капитализма.
И 20 августа 1945 года вождь страны Советов Иосиф Виссарионович Сталин подписал секретный документ, обязывавший небольшой контингент специально отобранных физиков как можно скорее создать атомную бомбу, в которой так остро нуждалась Родина-мать.
Заведовать научной стороной этого чрезвычайно ответственного дела партия и правительство поручили беспартийному физику. В течение четырнадцати лет он являлся одним из самых засекреченных людей Советского Союза.
Доктор физико-математических наук Виктор Борисович Адамский впоследствии рассказывал, что о советском атомщике № 1 он…
«… впервые услышал году в 1947-м или 1948-м, учась на третьем курсе физического факультета Московского университета.
Можно сказать, именно услышал.
Мне даже кажется, его имя произносили шёпотом».
Да, шёпотом. И ещё оглядывались, чтобы убедиться в том, что произнесённое имя не услышал кто-то третий. Это было в порядке вещей. По словам того же Адамского, существовавшие в ту пору «секретность» и «туман», которые окружали «столь важную работу и её руководителя», всеми воспринимались как должное.
Только в 1956-ом главного ядерщика страны Советов представили миру. Это случилось в Великобритании, куда Булганин и Хрущёв привезли самого секретного советского «бомбодела». Вот там-то англичане, а вслед за ними и все остальные граждане планеты познакомились с академиком Курчатовым.
К тому времени Игорь Васильевич Курчатов был уже трижды Героем Социалистического труда и четырежды лауреатом Сталинской премии первой степени.
В наши дни над личностью главного атомщика страны Советов продолжает веять ореол легендарности.
«Великолепным физиком» назвал Курчатова академик Евгений Велихов, президент Курчатовского института, посвятив своему великому предшественнику такие слова:
«Игорь Васильевич Курчатов – один из немногих людей XX века, которые существенно повлияли на ход истории не только России (Советского Союза), но и мира… В то же время он прекрасный учёный, и его работами вполне справедливо гордится российская физика».
Нобелевский лауреат академик Жорес Алфёров, директор Санкт-петербургского института имени А.Ф. Иоффе, высказался о Курчатове не менее восторженно:
«Я думаю, что это было большое счастье для страны, что во главе такого проекта оказался такой выдающийся человек – выдающийся физик, человек кристально чистый и честный с необычайно высокими моральными принципами и при этом блестящий организатор и блестящий учёный».
Родной брат главного советского атомщика, Борис Курчатов, в своих воспоминаниях писал:
«Выдающаяся физическая интуиция И.В. Курчатова, его понимание нейтронной физики позволяли ему часто предугадывать результаты теоретических исследований и указывать пути их усовершенствования и развития».
А вот как отзывались о своём знаменитом современнике те, кто долгие годы работал с ним бок о бок.
Академик А.П. Александров:
«Курчатов… делал далеко идущие (и всегда правильные) прогнозы. Темп и напряжённость поисков были на пределе человеческих возможностей. Это мог выдержать только Курчатов».
Доктор технических наук профессор В.С. Комельков:
«Почти всегда у него были готовы решения, когда у других их ещё не было».
Впрочем, встречались и другие, несколько иные мнения!
Академик Б.Я. Зельдович:
«Курчатов был физиком-экспериментатором, он не был физиком-теоретиком».
Академик ГН. Флёров:
«Курчатов в технике был не очень силён. Не было у него инженерной жилки».
А в высказываниях доктора физико-математических наук, профессора Я.П. Терлецкого (в 1945–1950 годах он работал заместителем начальника отдела «С» НКГБ СССР) и вовсе нет никакого пиетета. Отметив, что советские физики-теоретики «… поражались невероятной интуиции Курчатова, который, не будучи теоретиком, точно «предсказывал» им окончательный результат», Терлецкий, тем не менее, отказывался считать главу наших атомщиков гениальным учёным. Он писал:
«Это вряд ли вызовет восторг у тех, кто… создал наивный миф о сверхсениальном физике, якобы определявшем все основные направления атомной проблемы и соединившем в своём лице гений Ферми, таланты Бете, Сциларда, Вигнера, Оппенгеймера и многих других… Миф о сверхгениальности Курчатова, несомненно, выгоден тем, кто, зачисляя себя в его ученики или последователи, переносит на себя сияние его славы».
