Лео Силард — мессия, легкий на подъем — 3

Ядерная физика

К ядерной физике Силард обратился еще в Берлине в 1932 году. Потом он перебрался в Англию, ибо нацисты постарались выкурить из страны ученых «нестандартной национальности». Как начинающий в данной области науки, он не был удивлен, что не получил приглашения на Седьмой Сольвееевский конгресс в Брюсселе в 1933 году, посвященный атомной физике. При этом всего за несколько лет Силард стал весьма известен в данной сфере.

Экспериментальную работу в области ядерной физики он начинал летом 1934 года в Лондоне, в радиевом департаменте Госпиталя святого Варфоломея1. В письме Фридриху Панету2 в августе 1934 года он сообщал: «Я трачу на это максимум времени». Менее чем через год Силард запатентовал проект циклотрона и теоретически обосновал возможность цепной ядерной реакции. Эти достижения позднее он упоминал с гордостью, хотя был аккуратен в словах, чтобы не исключать заслуг других известных физиков.

Силард и Чалмерс проводили систематические исследования основных проявлений радиоактивности. Они разработали способ разделения радионуклидов посредством бомбардировки нейтронами и получения изотопов из элементов, существующих в обычном изотропном состоянии3. Коллеги выявили первый случай изомеризма искусственно созданных радиоактивных элементов; открыли фотоэмиссию медленных нейтронов бериллия и выполнили пионерские исследования в этой области, что позволило разработать метод различения излучений — медленных и быстрых нейтронов при ядерном распаде, критически важной характеристике цепной реакции.

Эти и другие эксперименты принесли свои плоды, Силард получил приглашение в Кларендонскую лабораторию в Оксфорде4. Там в 1935 году он присоединился к Гриффитсу для участия в исследованиях гамма-лучей, явлении, при котором медленные нейтроны поглощаются элементами, характеризующимися необычным атомным номером.

В 1941 году Юджин Вигнер так отзывался о работе Силарда в тот период:

«При мне возможность реализации ядерной энергии впервые всерьез обсуждалась весной 1934 года, когда я увиделся с Силардом в Лондоне. Эффект соударений нейтронов с ядрами был показан Силардом одновременно с Ферми и независимо от него. Силард представлял возможность осуществления цепной реакции как раз то время…»

Вигнер явно переменил свою прежнюю сдержанную оценку Силарда как физика. Весной 1934 года Лео Силард направил в патентное ведомство Великобритании заявку, в которой была представлена концепция цепной реакции. Заявка была утверждена в качестве патента в 1935 году. При этом он сообщил о предназначении части патента, касающейся цепной реакции, в Военное ведомство Великобритании. Таким образом, он в каком-то смысле инициировал военное противостояние Гитлеру, всё более убеждаясь в громадном потенциале теоретической физики при решении задач производства. В письме основателю British General Electric Company сэру Хьюго Херсту (Hugo Hirst) в феврале 1934 года Силард сообщал:

«Я пока не могу сказать определенно, что мы немедленно создадим новые применения быстрым электронам, но уверен, что внимание руководства General Electric Company к прогрессу в данной области, вероятно очень быстрому, принесет признание компании».

Лео Силард отправлял одну патентную заявку за другой. Они касались изобретений в совершенно разных областях. Так, одна из заявок относилась к способу воспроизводства книг (по сути, предшествующему микрофильмированию и микрофишированию).

Силард также искал финансовую поддержку для выполнения экспериментов, которые имели шансы на применение в особо важных областях промышленности. Он упоминал, что не считает эти патенты личной собственностью, и если они имеют какое-то значение, то должны быть под контролем общественности, а любой доход от реализации запатентованных решений должен использоваться не в личных целях, но для последующих исследований, при больших выплатах — для выполнения других прогрессивных задач. На доходы от патентов Силард предлагал Ферми основать фонд материальной поддержки юных физиков, а также приобрести радий и оплатить поездки физиков в различные лаборатории.

В 1938 году во время мюнхенского кризиса Лео Силард предсказывал, что война начнется в ближайшие два года. По воспоминаниям Силарда 1960 года, он заявил тогда представителям британских властей, что готов остаться в стране, если сможет работать на войну, и эмигрирует в США в случае отказа. По словам Силарда, англичане не позволили бы иностранцу участвовать в военных разработках.

По истечении контракта в Оксфорде в 1938 году Лео Силард эмигрировал в США и поступил на службу в Колумбийский университет «чтобы разрабатывать инновации, которые впоследствии сочли важными для национальной безопасности». Денег за работу он не получал.

Моральная дилемма, вызванная к жизни войной, — может ли наука служить инструментом политики — беспокоила Лео Силарда всю его жизнь. Он стал провозвестником антивоенного движения ученых.

Политика против науки: моральная дилемма войны

Знакомство Силарда с Эйнштейном началось вскоре после того, как Силард перебрался в Берлин в 1920 году. Эйнштейн с самого начала оценил его как «интеллигентного умного молодого человека», отметил, что он «не подвержен иллюзиям», однако «подобно многим людям такого типа, может быть склонен к преувеличению значимости разума в человеческих отношениях». В 1931 году благодаря поддержке Эйнштейна Силард получил иммиграционную визу в США.

В 1939 году Силард и его коллеги и соотечественники Юджин Вигнер и Эдвард Теллер решили обратиться к Эйнштейну с просьбой сообщить президенту Рузвельту о новейших разработках в ядерной физике и необходимости финансировать исследования цепной ядерной реакции, которые могли бы привести к созданию чрезвычайно мощных бомб.

Письмо Эйнштейна к главе государства возымело больший успех, чем аналогичное обращение нобелевского лауреата Энрико Ферми в Военно-морское ведомство США в марте 1939 года. Последнее расценили как сумасбродство.

Осенью того же года Силард использовал циклотрон в Рочестерском университете для продолжения исследований на основе индия. Это привело к открытию радиоактивности, инициируемой возбуждением ядра. В то же время вместе с Вальтером Зинном в Колумбийском университете Силард изучал испускание нейтронов при ядерном делении, чтобы выявить возможности поддержания цепной реакции в системе, содержащей уран. В июле 1939 года Силард сделал предположение о возможности самоподдерживающейся ядерной реакции в системе уран — графит и подготовил статью в Physical Review. Однако по требованию правительства США публикация была отложена на неопределенное время.

Силард убеждал коллег и правительство США в необходимости сохранения в секрете работ по цепной реакции. В марте 1939 года он пытался, хотя и безуспешно, убедить Ферми отказаться от публикации по результатам наблюдений о количестве нейтронов, испускаемых при делении ядра урана. С той же просьбой Силард обращался к Фредерику Жолио-Кюри. Однако Жолио-Кюри в апреле 1939 года все-таки опубликовал свои результаты. Но после германского вторжения в Польшу в сентябре 1939 года Жолио-Кюри убедился в необходимости отказа от подобных публикаций и в октябре того же года передал во Французскую академию наук на хранение запечатанный конверт с документами, содержащими объяснение принципиального устройства ядерных реакторов.

В 1940 году Силард был сотрудником Национального исследовательского комитета по вопросам обороны в Колумбийском университете, а в феврале 1942 года Артур Комптон, руководивший исследованиями по цепной реакции в Чикагском университете и организовавший там Металлургическую лабораторию, назначил Силарда (как члена группы Ферми) ответственным за поставку материалов. Силард был убежден, что ему не стоит публиковать результаты исследований, касающиеся цепной реакции, и точно так же он не был готов получать роялти от патентов, связанных с новым оружием массового поражения, предназначенным для использования против Германии и Японии. Однако его намерения переменились. В конце 1942 года во время битвы за Сталинград он понял, что возможно выиграть войну традиционными методами в течение нескольких лет, и новое оружие, вероятно, не будет готово до окончания войны, в основном из-за распределения ответственности при его разработке, из-за того, что не удастся произвести его в достаточном количестве, а также из-за общего отношения военных к ученым. Поэтому в начале 1943 года он решил направить патентные заявки на свои основные изобретения.

Переговоры с органами власти, запретившими ему подачу заявок на изобретения, прошли уже до ноября 1940 года, в самом начале его работы в Колумбийском университете. В итоге в августе 1943 года он был поставлен перед выбором: или потерять работу в Чикаго, или передать правительству права на «все изобретения, открытия, методы и идеи, относящиеся к ядерному делению, которые не покрываются выданными или уже не действующими патентами». Силард решил не покидать работу и подписать соглашение, предоставлявшее правительству США права на все изобретения, касающиеся ядерного деления. Он был убежден, что немцы, как и американцы, ведут такого рода разработки, и сообщил об этом генералу Лесли Гровсу и Артуру Комптону в начале декабря 1943 года.

В декабре 1944 года Силард и Ферми направили заявку на патент, касающийся цепной реакции в уране, впервые реализованной в Чикагском университете 2 декабря 1942 года. Права на патент они передали Комиссии по атомной энергии США в 1955 году.

При этом Силард стал жертвой собственных инициатив, участвуя в Манхэттенском проекте. Он, как и многие другие ученые, был противником принципа дробления информации на блоки, установленной генералом Гровсом в рамках системы обеспечения секретности. Негативный эффект такой системы проявился в разговоре Силарда с Эдвардом Теллером летом 1942 года. Силард предлагал уделить большее внимание автокаталитическому методу взрыва, который они с Теллером обсуждали ранее. Теллер отметил, что он сам придает важность данному методу, но его группа придерживается другого мнения. В то же время он считал, что эти вопросы нельзя обсуждать свободно.

Силард полагал: «Мы делим информацию на блоки, подобно секретным обществам, но, в отличие от них, у нас нет центральной группы, которая знает всё. <…> Соответственно, у нас нет надежного механизма реализации решений, и при этом принимаются решения, которые большинство из нас считает неверными и часто приводящими к потерям времени от четырех до восьми месяцев».

Кроме того, возникала проблема сбора информации о ядерных исследованиях в Германии. Силард прожил в Германии более десяти лет и полагал, что достаточно осведомлен о менталитете нации, поэтому предсказывал, что после поражения под Сталинградом немцы могут попытаться выиграть войну другими средствами. Силард был уверен, что может повлиять на события, и 18 августа 1944 года с разрешения правительства США отправил письмо Фредерику Линдеманну, советнику по науке Уинстона Черчилля. Силард был знаком с Линдеманном со времен работы в Оксфорде. Ученый предлагал найти и разрушить промышленные предприятия Германии, которые могут использоваться для производства атомной бомбы. Силард не мог знать, что переоценил прогресс в ядерных исследованиях в Германии на тот момент.

Силард также предлагал задействовать английскую военную разведку с целью сбора специальной информации «с предельной осторожностью и величайшей осмотрительностью» с помощью агентуры, подготовленной при участии физиков.

Наука против политики: моральная дилемма мира

К весне 1945 года Силард убедился, что атомную бомбу использовать не следует. Он осознавал, что поражение Германии неотвратимо, поэтому отпадает основная предпосылка Манхэттенского проекта, а применение бомбы в Японии нанесет ущерб процессу мирного урегулирования. Переполненный опасениями за будущее мира, Лео Силард решил обратиться к президенту Рузвельту с меморандумом, предупреждающим об опасности гонки ядерных вооружений. И в этот раз он снова попросил Эйнштейна о поддержке. Эйнштейн отреагировал быстро, отправив письмо Рузвельту 25 марта 1945 года.

Меморандум Силарда предусматривал создание международной системы контроля для предотвращения гонки вооружений. Однако госсекретарь Джеймс Бирнс, уже при президенте Трумэне, полностью отверг аргументацию Силарда. Бирнс был уверен, что в Советском Союзе отсутствуют залежи урана, поэтому для создания советской бомбы потребуется много лет и это обеспечит Соединенным Штатам установление собственного мирового порядка. Химик-ядерщик и геохимик Харрисон Скотт Браун, участник Манхэттенского проекта, отмечал: если бы Бирнс воспринял Силарда так же серьезно, как президент Рузвельт более чем за пять лет до обращения к администрации Трумэна, весь ход истории мог бы стать иным.

В июне 1945 года Лео Силард стал одним из всего лишь семи подписавших доклад Франка — петицию в военное ведомство США, отправленную группой американских физиков-ядерщиков во главе с лауреатом Нобелевской премии Джеймсом Франком. Ученые призывали не использовать атомную бомбу против Японии во время Второй мировой войны. В июле того же года Силард распространил проект петиции, адресованной президенту Трумэну: «Прежде чем неограниченно применять оружие в текущем конфликте, необходимо адекватно объяснить его действие и продемонстрировать его мощь. У японской нации должна быть возможность рассмотреть последствия отказа от предстоящей капитуляции. Мы полагаем, что такой способ воздействия будет усиливать эффективность оружия в этой войне и приведет к сильнейшему эффекту по предотвращению войн в будущем».

Силард собрал 67 подписей ученых, работающих в Чикаго, и 19 июля передал петицию Артуру Комптону с просьбой направить ее Трумэну через военное ведомство, что Комптон сделал 24 июля.

Комптон также попросил физика и химика Фаррингтона Даниэльса, директора металлургической лаборатории Чикагского университета, одного из первых исследователей солнечной энергетики, организовать опрос в отношении петиции Силарда. Опрос был проведен 12 июля, в нем участвовали 150 сотрудников лаборатории. Предлагалось пять вариантов ответа:

1) применить оружие с наибольшей эффективностью, с точки зрения военных, с целью обеспечения скорой капитуляции Японии при минимальных потерях американских вооруженных сил;

2) организовать в Японии демонстрацию применения оружия, дав ей возможность капитулировать до применения оружие в войне;

3) организовать демонстрацию в США в присутствии представителей Японии, дав ей возможность капитулировать до применения оружия в войне;

4) отказаться от военного применения оружия, но организовать публичную экспериментальную демонстрацию его эффективности;

5) сохранять в секрете, насколько возможно, все разработки нового американского оружия и воздерживаться от его использования в этой войне.

46% респондентов выбрали второй вариант.

Однако петиция не возымела действия. В мае 1945 года военный министр США Генри Стимсон, по настоянию лидеров Манхэттенского проекта и с одобрения президента Трумэна, создал Временный комитет для консультирования по вопросам, касающимся ядерной энергии. В эту секретную группу высокого уровня входили политики, ученые и промышленники. Для ускоренного принятия решений в комитете была создана консультативная группа; в ее состав были включены Артур Комптон, Эрнест Лоуренс, Роберт Оппенгеймер и Энрико Ферми. Эксперты уже выразили свое отношение: военное применение ядерного оружия в войне с Японией необходимо.

Силард пребывал в тягостных раздумьях из-за конфликта между собственным успехом в науке и неудачным опытом в качестве гражданина мира. Как ученый он долгие годы работал над проектом, который стал причиной невиданных разрушений; как гражданин он делал всё, что было в его силах, для предотвращения трагедии. И теперь нужно было жить с самой сложной проблемой в жизни: стремиться искупить грехи и биться против оружия, которое он помогал создать. Он посвятил этому все остававшиеся годы жизни.

Сразу после войны Лео Силард стал лидером движения ученых в борьбе за передачу контроля над ядерной энергией от военных к гражданской администрации.

Валерий Лесов

По материалам статьи: Tibor F. Ever Ready to Go: The Multiple Exiles
of Leo Szilard // Phys. Perspect. 2005. 7. P. 204–252 и других источников

1. Rotblat J. The Early Days of Pugwash // Physics Today 54, 6, 50 (2001). DOI: 10.1063/1.1387592