Эйнштейн. Его жизнь и его Вселенная - Уолтер Айзексон

Когда Эйнштейн был зеленым юнцом, его триумф в какой-то мере объяснялся тем, что он обладал инстинктом, позволявшим предугадать, какие физические реалии лежат в основе явления. Он мог интуитивно понять, что следует из относительности всякого движения, постоянства скорости света и эквивалентности гравитационной и инерциальной массы. Это давало ему возможность строить теории, основываясь на физическом чутье. Но впоследствии он стал больше полагаться на математический формализм, поскольку именно им руководствовался на финишной прямой, завершая построение уравнений общей теории относительности.

Похоже, теперь, при поиске пути к единой теории поля, математического формализма было в избытке, а вот интуитивных озарений, открывающих новые фундаментальные физические принципы, очень мало. “Раньше, разрабатывая общую теорию относительности, Эйнштейн руководствовался своим принципом эквивалентности, связывающим гравитацию и ускорение, – говорит его принстонский сотрудник Банеш Хоффман. – Существовал ли сравнимый по значимости направляющий принцип, который мог бы привести к построению единой теории поля? Никто не знал. Даже Эйнштейн. Это был не столько поиск, сколько скорее блуждание в чаще математических джунглей, недостаточно освещенных физической интуицией”. Позднее Джереми Бернстайн определил это “как тщательный, но совершенно случайный, без всякого внимания к физике, перебор математических формул”69

Через какое-то время Принстон перестал быть источником оптимистических газетных заголовков и писем, а Эйнштейн публично заявил, что по крайней мере в настоящее время он застопорился. “Я уже настроен не столь оптимистически”, – заявил он The New York Times. Много лет раз за разом заголовки на первых страницах этой газеты сообщали, что, по мнению Эйнштейна, вот-вот произойдет прорыв к единой теории поля. Но теперь заголовок статьи был такой: “Загадка космоса поставила Эйнштейна в тупик”.

Тем не менее Эйнштейн продолжал настаивать, что все еще не может “согласиться с тем, что события, происходящие в природе, – дело случая”. И поэтому он торжественно обещает продолжить свой поиск. Даже если его постигнет неудача, он считает, что это имеет смысл. “Каждый человек свободен выбирать, за что он согласен бороться, – объяснял он, – и каждый человек волен утешаться прописной истиной, что поиск правды важнее, чем обладание ею”70.

Ранней весной 1939 года, примерно тогда, когда Эйнштейну исполнилось шестьдесят, в Принстон на два месяца приехал Бор. Эйнштейн несколько сторонился своего старого знакомца и спарринг-партнера. Они встретились на нескольких приемах, немного поговорили, но не возобновили старую игру – обмен мысленными экспериментами, связанными с тайнами квантовой механики.

За время визита Бора Эйнштейн сделал только один доклад, на котором Бор присутствовал. Речь шла о его последних попытках построить единую теорию поля. В конце, глядя на Бора, Эйнштейн заметил, что давно пытается таким образом объяснить квантовую механику. Но он ясно дал понять, что предпочел бы больше этого вопроса не касаться. “Это крайне огорчило Бора”, – вспоминал его ассистент71.

Бор привез в Принстон научные новости. Они были связаны с открытым Эйнштейном соотношением между энергией и массой: E = mc2. В Берлине Отто Ган и Фриц Штрассман, бомбардируя тяжелый уран электронами, получили интересные экспериментальные результаты. Они переправили их Лизе Мейтнер. До недавнего времени Мейтнер была профессором Берлинского университета, но, будучи наполовину еврейкой, была вынуждена перебраться в Швецию. Она, в свою очередь, рассказала об этих экспериментах своему племяннику Отто Фришу, и они пришли к выводу, что произошло расщепление атома, при котором образовалось два более легких ядра, а небольшое количество лишней массы превратилось в энергию.

Подтвердив результаты, они проинформировали о них Нильса Бора, который как раз собирался в Америку. Сам процесс они назвали делением ядра. Бор, приехавший в Принстон в конце января 1939 года, рассказал об этом открытии коллегам. Затем его обсудили на еженедельном собрании физиков, известном как “Вечерний клуб по понедельникам”. На то, чтобы повторить эти эксперименты и подтвердить полученные результаты, потребовалось несколько дней, а затем в научные журналы хлынул поток статей на эту тему. Одна из них была написана Бором совместно с молодым, работавшим по контракту профессором физиком Джоном Арчибальдом Уилером.

Долгое время Эйнштейн относился скептически к возможности использовать энергию атомов или высвободить энергию, заключенной в соотношении E = mc2. Когда в 1934 году он приехал в Питсбург, его спросили об этом. Он ответил, что “возможность расщепить атом, бомбардируя его, сродни возможности подстрелить в темноте птицу там, где их и летает всего-то несколько штук”. На этом основании Post-Gazette вышла с шапкой на первой странице: “Эйнштейн откладывает в долгий ящик надежду на атомную энергию: усилия по высвобождению невероятной силы названы безрезультатными. Речь ученого”72.

Когда в начале 1939 года стало понятно, что, очевидно, можно, бомбардируя атомные ядра, расщеплять их, этот вопрос встал перед Эйнштейном опять. В интервью, данном по поводу его шестидесятого дня рождения в марте того же года, Эйнштейна спросили, сможет ли человечество каким-то образом извлечь пользу из этого процесса. “До сих пор результаты, полученные при расщеплении ядер, не подтверждают предположения о возможности использования высвобождающейся энергии”, – ответил он. В этот раз, однако, он был осторожнее и продолжил, уклонившись от прямого ответа: “Среди физиков нет столь малодушных, которые могли бы допустить, чтобы это повлияло на их интерес к столь важному предмету”73.

Действительно, следующие четыре месяца интерес самого Эйнштейна к этому вопросу все рос.

Эйнштейн с Лео Сциллардом (1946) воспроизводят свою встречу в 1939 г.

Глава двадцать первая

Бомба. 1939-1945

Письмо

Лео Сциллард, обаятельный, несколько эксцентричный физик из Венгрии, был старым знакомым Эйнштейна. Когда в 1920-х годах он жил в Берлине, они вместе разработали холодильник нового типа. Эйнштейн и Сциллард запатентовали свою разработку, но не преуспели, продвигая ее на рынке1. Спасаясь от нацистов, Сциллард сначала попал в Англию, а затем приехал в Нью-Йорк. В Колумбийском университете он продолжил искать способы создания ядерной цепной реакции. Эта идея пришла ему в голову за несколько лет до того, в Лондоне, где он застрял, ожидая зеленого света для переезда в Америку. Услышав об открытии деления урана, Сциллард понял, что, возможно, это именно тот элемент, который можно использовать для осуществления взрывной цепной реакции.