Препринт «Космос Эйнштейна»: биография физика, которую написал Митио Каку

Глава 8. Война, мир и E = mc²

В 1930-е г, когда мир находился в тисках Великой депрессии, на улицах Германии вновь воцарился хаос. Обрушение национальной валюты в единый миг обес­ценило накопления трудолюбивых представителей среднего класса. Набирающая силу нацистская партия, питаемая страданиями и обидами немецкого народа, направляла гнев простых людей на самый удобный объект — евреев. Вскоре эта партия при поддержке могущественных промышленников стала самой влиятельной в рейхстаге. Эйнштейн, много лет боровшийся с антисемитизмом, понял, что на этот раз под угрозой оказывается сама жизнь. Принципиальный пацифист, он, тем не менее, был реалистом и умел пересматривать свои взгляды под влиянием объективной реальности, в роли которой на этот раз выступил стремительный подъем нацистской партии. «Это означает, что я против применения силы в любых обстоятельствах, кроме столкновения с врагом, конечной целью которого является уничтожение жизни», — писал он. Его взглядам предстояло столкнуться с серьезными испытаниями.

В 1931 году была выпущена книга под названием «Сто авторов против Эйнштейна», в которой содержались всевозможные антисемитские оскорбления в адрес знаменитого физика. «Цель этой публикации — противопоставить террору эйнштейнианцев рассказ о силе их противников», — заявлялось в брошюре. Позже Эйнштейн пошутил, что для уничтожения теории относительности не нужно было набирать целых сто авторов. Если бы теория была неверна, достаточно было бы и одного крохотного факта. В декабре 1932 года Эйнштейн, будучи не в состоянии противостоять наступлению нацизма, навсегда покинул Германию. Он велел Эльзе посмотреть на их сельский дом в Капуте, а затем грустно сказал: «Отвернись, ты больше никогда его не увидишь». В январе 1933 года нацисты, и без того имевшие в парламенте крупнейшую фракцию, наконец получили власть, и ситуация резко ухудшилась. Адольф Гитлер был назначен канцлером Германии. Нацисты конфисковали собственность Эйнштейна и банковский счет, оставив его формально нищим; они отобрали у Эйнштейна любимый загородный дом в Капуте, объявив, что нашли в нем опасное оружие. (Позже выяснилось, что это был хлебный нож. При нацистах капутский дом использовался Лигой немецких девушек). 10 мая нацисты организовали публичное сожжение запрещенных книг, в том числе и книг Эйнштейна. В том году Эйнштейн писал народу Бельгии, оказавшемуся в мрачной тени Германии: «В сегодняшних условиях, будь я бельгийцем, я бы не отказался от военной службы». Его замечания были подхвачены международными средствами массовой информации и сразу же вызвали ненависть и презрение к нему со стороны как нацистов, так и коллег-пацифистов, многие из которых были убеждены, что противостоять Гитлеру можно только мирными средствами. Эйнштейн, понимая подлинную глубину варварства, в которое тащил Германию нацистский режим, был непоколебим: «Антимилитаристы накинулись на меня, как на нечестивого отступника… эти ребята попросту зашорены».

Вынужденный покинуть Германию, Эйнштейн-космополит вновь стал практически бездомным. В 1933 году, оказавшись в Англии, он заехал повидаться с Уинстоном Черчиллем в его усадьбу. В графе «Адрес» в книге гостей Черчилля он написал: «Нет». В то время Эйнштейн занимал одно из первых мест в списке людей, ненавистных нацистам, и потому вынужден был заботиться о личной безопасности. Один немецкий журнал, публикуя список врагов нацистского режима, поместил на обложке фотографию Эйнштейна и надпись: «Еще не повешен». Антисемиты с гордостью говорили, что если уж им удалось выгнать из Германии Эйнштейна, то удастся выгнать и остальных еврейских ученых. Тем временем нацисты приняли новый закон, требующий увольнения всех чиновников-евреев, что стало для немецкой физики настоящей катастрофой. Девяти нобелевским лауреатам пришлось покинуть Германию из-за нового закона о государственных служащих; в первый же год действия этого закона были уволены 1700 научных работников, что сильно обескровило немецкую науку. Массовый исход евреев из подвластной нацистам Европы поражает воображение; уехали чуть ли не все представители научной элиты.

Макс Планк, всегда склонный к примирению, отверг все предложения коллег открыто противостоять Гитлеру. Он предпочел воспользоваться частными каналами и даже встречался с Гитлером лично в мае 1933 года; это была, по существу, последняя попытка предотвратить коллапс немецкой науки. Планк писал: «Я надеялся убедить его в том, что он наносит гигантский вред… изгоняя наших коллег-евреев; показать, насколько бессмысленно и совершенно аморально преследовать людей, которые всегда считали себя немцами и посвящали свои жизни Германии, как все остальные». На встрече Гитлер сказал, что ничего не имеет против евреев, но что они все коммунисты. Когда Планк попытался ответить, Гитлер накричал на него: «Говорят, что у меня бывают приступы нервной слабости, но на самом деле у меня стальные нервы!» После этого он хлопнул себя по колену и продолжил свои тирады против евреев. После встречи Планк сожалел: «Я не сумел понятно объяснить… Просто не существует языка, на котором можно говорить с такими людьми».

Коллеги Эйнштейна евреи бежали из Германии, спасая жизни. Лео Силард уехал, спрятав свои сбережения в ботинках. Фриц Габер в 1933 году направился в Палестину. (По иронии судьбы, будучи лояльным немецким ученым, он участвовал в разработке ядовитых газов для германской армии, в частности, печально знаменитого газа «циклон-Б». Позже при помощи этого газа в концлагере Освенцим были убиты многие его родственники.) Эрвин Шрёдингер, вовсе не еврей, тоже пострадал от всеобщей истерии. 31 марта 1933 года, когда нацисты объявили национальный бойкот еврейским магазинам, он случайно оказался в Берлине перед крупным еврейским торговым центром Wertheim, где внезапно увидел, как группы штурмовиков с нацистскими повязками на рукавах избивают лавочников-евреев, а полиция и зеваки стоят в стороне и смеются. Шрёдингер был возмущен; он подошел к одному из штурмовиков и попытался пристыдить его. Тогда штурмовики перестали избивать евреев и набросились на него. Он мог серьезно пострадать, если бы среди штурмовиков не оказалось молодого физика, который сразу же узнал Шрёдингера и сумел вывести его из толпы в безопасное место. Потрясенный Шрёдингер счел за лучшее уехать из Германии в Англию, а затем в Ирландию.

В 1943 году нацисты оккупировали Данию, и Нильс Бор — наполовину еврей — был внесен в списки на ликвидацию. Он сумел, на шаг опередив гестапо, выехать через нейтральную Швецию, а затем улететь в Британию; в самолете он чуть не умер от удушья из-за плохо подогнанной кислородной маски. Планк — патриот Германии, не пожелавший покинуть родную страну, тоже пострадал. Его сын был арестован по обвинению в покушении на Гитлера; нацисты пытали его, а позже казнили.

Эйнштейна даже в изгнании осаждали предложениями о работе со всего мира. Ведущие университеты Англии, Испании и Франции мечтали заполучить к себе эту мировую знаменитость. Прежде он сотрудничал с Принстонским университетом в качестве приглашенного профессора, проводя зиму в Принстоне, а лето в Берлине. Абрахам Флекснер, представлявший новый институт, который планировалось сформировать в Принстоне в основном за счет пяти миллионов, выделенных Бамбергерами из своих средств, несколько раз встречался с Эйнштейном, предлагая занять пост в этом институте. Эйнштейна привлекало то, что новая должность даст ему время и возможность путешествовать и не будет связана с преподавательскими обязанностями. Его лекции пользовались популярностью, он развлекал аудиторию нестандартным поведением и очаровывал аристократов забавными историями, но преподавание и чтение лекций отнимали время у его обожаемой физики.

Кое-кто из коллег предупреждал Эйнштейна, что переезд в Соединенные Штаты подобен самоубийству. До внезапного наплыва ученых-евреев, бегущих из нацистской Германии, США считались в науке тихой заводью, где почти не было высших учебных заведений, способных состязаться с европейскими. Защищая свой выбор, Эйнштейн писал королеве Елизавете Бельгийской: «Принстон — чудесное тихое местечко… старомодное церемонное селение маленьких полубогов на ходулях. Игнорируя некоторые условности, я смог создать для себя атмосферу, способствующую исследованиям и позволяющую избегать то, что отвлекает от работы». Новость о том, что Эйнштейн обосновался в США, разнеслась по всему миру. «Первосвященник физики» покинул Европу. «Новым Ватиканом» суждено было стать Институту перспективных исследований в Принстоне.

Показывая комнату, которая должна была стать его кабинетом, Эйнштейна спросили, в чем он нуждается. Помимо стола и стула, сказал он, необходима «большая корзина для бумаг… чтобы было куда выбрасывать все мои ошибки». (Судя по всему, институт делал аналогичное предложение и Эрвину Шрёдингеру. Но того часто сопровождали жена и любовница, к тому же он практиковал своего рода «свободный брак» с длинным списком партнерш, поэтому атмосфера Принстона, как говорят, показалась ему слишком душной и консервативной.) Американцы были заинтригованы прибытием в Нью-Джерси человека, который мгновенно стал самым знаменитым ученым страны. Вскоре его знали все. Два европейца на спор отправили письмо с адресом «Доктору Эйнштейну, Америка», чтобы посмотреть, дойдет ли. Дошло.

В личном плане 1930-е годы были для Эйнштейна очень трудными. Стало очевидным, что сбываются худшие опасения по поводу его сына Эдуарда (в семье его любя называли Тедель); в 1930 году после неудачного романа с женщиной старше него у молодого человека случился нервный срыв. Его поместили в психиатрическую клинику Бургозли в Цюрихе, ту самую, где лечилась сестра Милевы. Был поставлен диагноз «шизофрения», и в дальнейшем он покидал лечебницу только для коротких визитов к родным. Эйнштейн всегда подозревал, что один из его сыновей мог унаследовать от матери психическое нездоровье, и винил в них «тяжелую наследственность». «Я видел приближение этого, медленное, но неуклонное, с самой юности Теделя», — грустно писал он.

В 1933 году близкий друг Эйнштейна Пауль Эренфест, в свое время поддержавший его в работе над общей теории относительности, но сам страдавший от депрессии, покончил с собой, застрелив при этом и своего маленького умственно отсталого сына.

В 1936 году после продолжительной и тяжелой болезни умерла Эльза, которая около 20 лет была рядом с Эйнштейном. По воспоминаниям друзей, Эйнштейн «был потрясен и выглядел ужасно». Ее смерть «оборвала самые прочные узы, связывавшие его с каким бы то ни было человеческим существом». Он тяжело воспринял эту смерть, но сумел постепенно оправиться. Он писал: «Я очень привык к здешней жизни. Я живу как медведь в своей берлоге… Медвежьи качества только усилились со смертью женщины-товарища, которая лучше, чем я, умела находить общий язык с другими людьми».

После смерти Эльзы Эйнштейн стал жить с сестрой Майей, также бежавшей от нацистов, своей приемной дочерью Марго и секретаршей Хелен Дукас. Началась финальная фаза его жизни. В 1930–1940-е годы он быстро старел; кроме того, без Эльзы, которая неустанно заботилась о его внешности, харизматичный щеголь в смокинге, ослеплявший королей и королев, вновь превратился в рассеянного профессора. Жизнь Эйнштейна вновь, как в юности, вернулась в богемное русло. Именно в этот период он превратился в седоволосый символ, лучше всего запомнившийся публике, в принстонского мудреца, готового одинаково добродушно здороваться с детьми и представителями королевских домов.

Однако и в Принстоне Эйнштейну покоя не было. Ему довелось столкнуться еще с одним серьезнейшим вызовом — проектом по созданию атомной бомбы. Еще в 1905 году Эйнштейн рассуждал о том, что при помощи его теории, возможно, удастся объяснить, каким образом небольшое количество радия умудряется ярко светиться в темноте и почему его атомы выделяют большое, на первый взгляд бесконечное количество энергии. Более того, в ядре запросто может содержаться в сотни миллионов раз больше энергии, чем в любом химическом оружии. К 1920 году Эйнштейн осознал, какие громадные практические следствия можно получить из мощи, скрытой в ядре атома. Он писал: «Может оказаться возможным, и даже не противоречит вероятности, что будут открыты новые источники энергии громадной эффективности, но эта идея напрямую не подтверждается фактами, известными на сегодняшний день. Очень трудно что-либо предсказывать, но это ни в коем случае не выходит за рамки возможного». В 1921 году Эйнштейн рассуждал даже, что когда-нибудь в далеком будущем нынешняя экономика, основанная на угле, будет заменена ядерной энергией. Но, помимо всего прочего, физик ясно понимал две громадные проблемы. Прежде всего этот космический огонь может быть использован для создания атомной бомбы с ужасными последствиями для всего человечества. Эйнштейн написал пророчески: «Все вместе взятые бомбардировки с момента изобретения огнестрельного оружия окажутся безобидной детской игрушкой в сравнении с ее разрушительным действием». Он также писал, что атомную бомбу можно будет использовать для развязывания ядерного терроризма и даже ядерной войны: «Предполагая, что добиться этого огромного высвобождения энергии возможно, мы, вероятно, просто начнем эпоху, по сравнению с которой наше настоящее, которое черным-черно, может показаться золотым веком».

И последнее, самое важное. Эйнштейн понял, какой громадный вызов представляет собой изобретение и производство атомного оружия. Вообще-то, он сомневался, что такое оружие удастся создать при его жизни. Практические сложности для того, чтобы взять ужасную мощь атома и увеличить ее в триллионы раз, далеко выходили за пределы возможного в 1920-е годы. Эйнштейн писал, что это не менее трудно, чем «стрелять по птицам в темноте, в местности, где птиц почти что и нет».

Эйнштейн понял, что ключевая задача здесь — умножить каким-то образом мощь единственного атома. Если бы удалось взять энергию атома, а затем запустить последовательное высвобождение энергии близлежащих атомов, то можно было бы умножить эту ядерную энергию. Он намекал, что цепная реакция распада может возникнуть, если «испущенные лучи… смогут, в свою очередь, произвести тот же эффект». Но в 1920-е годы он не представлял, как можно получить подобную цепную реакцию. Другие, разумеется, тоже размышляли о ядерной энергии, но не для того, чтобы облагодетельствовать человечество, а со злодейскими целями. В апреле 1924 года Пауль Хартек и Вильгельм Грот проинформировали Артиллерийское управление немецкой армии о том, что «страна, которая первой сумеет это использовать, получит неисчислимые преимущества перед остальными».

Проблема высвобождения атомной энергии заключается в следующем: ядро атома положительно заряжено и потому отталкивает другие положительные заряды. Таким образом ядро защищается от случайных столкновений, которые могли бы запустить процесс высвобождения его почти неограниченной энергии. Эрнест Резерфорд, чьи новаторские работы привели к открытию ядра атома, отвергал возможность создания атомной бомбы, утверждая, что «всякий, кто жаждет получить энергию за счет преобразования этих атомов, несет бред». Выход из этого тупика был неожиданно найден в 1932 году, когда Джеймс Чедвик открыл новую частицу — нейтрон — электрически нейтральную частицу, соседа протона по ядру. Если направить поток нейтронов на ядро, то не исключено, что эти частицы, на которые электрическое поле вокруг ядра не действует, смогут разбить его, высвободив ядерную энергию. Такая мысль возникла у физиков: при помощи потока нейтронов, возможно, удастся расщепить атом и обеспечить запуск атомной бомбы.

Пока Эйнштейн сомневался в возможности создания атомной бомбы, ключевые события, приведшие в конце концов к делению ядра, набирали ход. В 1938 году Отто Ган и Фриц Штрассман из берлинского Института физики Общества кайзера Вильгельма взволновали мир физики тем, что сумели расщепить ядро урана. После бомбардировки урана нейтронами они обнаружили в уране следы бария, указывавшие, что ядро урана разделилось примерно пополам, в результате чего и получился барий. Лиза Мейтнер, еврейка и коллега Гана, бежавшая от нацистов, вместе с племянником Отто Фришем обеспечила эксперименту Гана недостающее теоретическое обоснование. Их результаты показали, что обломки, оставшиеся после этого процесса, весят чуть меньше, чем первоначальное ядро урана. Создавалось впечатление, что масса каким-то образом исчезает в процессе реакции. Но при расщеплении атома урана высвобождалось 200 млн электронвольт (МэВ) энергии, которая появлялась, казалось, ниоткуда. Куда девалась недостающая масса, и откуда бралась эта загадочная энергия? Мейтнер поняла, что ключом к этой загадке служит уравнение Эйнштейна E = mc². Если взять пропавшую массу и умножить ее на квадрат скорости света, получится 200 МэВ, в точности по теории Эйнштейна. Бор, услышав о результатах этой поразительной проверки уравнения Эйнштейна, мгновенно понял смысл и значение этого результата. Он хлопнул себя по лбу и воскликнул: «О, какими мы все были глупцами!»