Уильям Лоуренс - Люди и атомы

• Название: Люди и атомы
• Автор: Уильям Лоуренс
• Жанр: Прочая научная литература

Автор —физик, журналист и редактор по вопросам науки газеты «Нью-Йорк тайме» — Уильям Лоуренс рассказывает об открытии расщепления ядер урана, повествует о начале атомного века, описывает историю создания атомного оружия в США. Он останавливается и на перспективах мирного использования ядерной энергии.

Живо и интересно рассказывает Лоуренс о ядерно-физических исследованиях крупнейших ученых мира: итальянца Э. Ферми, датчанина Н. Бора, француженки И. Жолио-Кюри и других физиков, внесших значительный вклад в использование атомной энергии. Параллельно автор популярно излагает основные принципы экспериментальных физических исследований.

Книга интересна и полезна самому широкому кругу читателей.

---

Не в столь тревожное время это открытие дало бы новый колоссальный источник энергии для невиданного подъема жизненного уровня всего человечества, создания настоящего рая на Земле. Увы, в то время то, что могло, стать чудом ближайшего будущего, грозило превратиться в кошмар настоящего. Тогда неизбежность войны была совершенно ясна, и поэтому ключ к атому означал, что Гитлер может получить в свое распоряжение величайшую разрушительную силу, когда-либо известную миру, в миллионы раз более разрушительную, чем тротил.

И хотя ни Бор, ни Ферми, ни кто-либо другой на заседании не намекнул даже на отдаленную возможность создания атомной бомбы, для каждого, кто был знаком с фактами, стало очевидным, что, если Бор и Ферми правы в своих догадках, деление урана может дать немцам в руки апокалипсическое * оружие.

* Апокалипсис — часть библии, содержащая мистическое пророчество о конце света.— Прим. ред.

«Расщепление атомов всего лишь одного килограмма урана эквивалентно взрыву 20 тысяч тонн тротила,— услышала я слова Билла.— Одна атомная бомба может уничтожить сердце любого города Земли. И страна, которая первой получит это оружие, будет господствовать над миром».

Как журналист и один из старейших работников «Нью-Йорк тайме», Билл считал своим долгом рассказать свободному миру об опасности, угрожающей человечеству. Пробудив мир, можно превратить атом в щит свободы, а не в орудие порабощения. Но можно ли пробудить мир и осознает ли человечество во-время угрожающую ему опасность?

...Когда мы остановились у железной ограды в конце 57-й улицы, Билл закончил рассказ, который убедил меня в том, что скоро наш мир и образ жизни будут перестроены.

Прошло немногим более пяти месяцев после Мюнхена. Если только свободному миру не было суждено полностью капитулировать, вторая мировая война казалась неизбежной в ближайшем будущем. Провозгласив в законе о нейтралитете «плати и вези» («Cash and Carry») *, Америка объявила миру, что в случае войны американцы не придут на помощь, как это было в первой мировой войне. Поэтому казалось весьма сомнительным, что конгресс согласится ассигновать какие-либо средства на фантастическое оружие, возможность создания которого даже большинство ученых расценивали скептически, а обыватель считал совершенно невероятным.

В этих условиях казалось вполне возможным, что Гитлер будет первым обладателем атомной бомбы и мир встанет перед выбором: капитуляция или гибель.

Мы вернулись домой в мрачном настроении.

В этот вечер в нашу жизнь вошел атом.

* По этому пункту «Закона о нейтралитете», принятом конгрессом США 31/VIII 1935 г., воюющие страны могли закупать в США сырье и другие материалы (кроме оружия) при условии, что они будут экспортированы не на американских кораблях и станут иностранной собственностью еще до того, как их вывезут из США.— Прим. ред.

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. Второе пришествие Прометея

ГЛАВА 1 «Неофициальное заседание»

Заседание в Колумбийском университете состоялось в пятницу 24 февраля 1939 г. в лекционном зале № 401 Пьюпин-холла на физическом факультете. Это неофициальное заседание, состоявшееся в конце обычной программы ежегодного собрания Американского физического общества, явилось одним из наиболее выдающихся в истории этого общества и науки вообще. На нем сверх программы «обсуждался вопрос о расщеплении атомов урана».

Докладчики — Нильс Бор из Дании и Энрико Ферми из Италии — были наиболее осведомленными людьми в данном вопросе. Бор являлся основоположником современной концепции строения атома, Ферми провел серию важных экспериментов, которые непосредственно привели к открытию деления урана. Благодаря счастливому совпадению они оба оказались в Соединенных Штатах в одно и то же время.

«Выступления обоих ученых сверх программы,— сообщила в субботнем номере «Нью-Йорк тайме» от 25 февраля 1939 г.,— захватили внимание аудитории, состоящей из 200 выдающихся физиков. Все присутствующие были буквально заворожены докладами о «самом сенсационном открытии в современной физике со времени открытия радиоактивности более сорока лет назад».

Речь идет о том..., что под влиянием бомбардировки урана медленной нейтральной частицей (нейтроном) с энергией всего в одну тридцатую электронвольта атом урана расщепляется на два осколка, каждый из которых является радиоактивным атомным «пушечным ядром» с огромной энергией—100 миллионов электронвольт. Это самое большое количество энергии, когда-либо освобожденной человеком на Земле.

Профессора Бор и Ферми сообщили, что работа над новейшим «фонтаном атомной энергии» лихорадочно проводится во многих лабораториях как у нас, так и в Европе. Эта крупнейшая «охота» в области современной физики является новой вехой в подчинении человеку элементов и самым важным шагом, сделанным наукой в деле превращения одних элементов в другие и использования огромных запасов энергии, заключенной в ядре атома.

Новый метод освобождения атомной энергии и превращения элементов рассматривается как самый короткий путь, который предстоит проделать в поисках современного «философского камня». Обсуждение данного вопроса двумя величайшими авторитетами в этой области явилось полной неожиданностью для физиков, собравшихся на объединенное заседание Американского физического общества и Оптического общества Америки, так как в официальной программе не было даже намека на предстоящее событие.

Профессор Бор заявил, что так как открытие произошло совсем недавно, а исследования проводятся слишком поспешно, то большая часть полученных результатов еще должна быть сопоставлена и объяснена. Все это было настолько неожиданным, что ученые были просто потрясены, но все единодушны в том, что физики находятся накануне новых исторических открытий».

Атмосфера в лекционном зале была напряженной. Нам предоставилась редкая возможность созерцать гений в действии. Это было восхитительное зрелище. Человеческий интеллект требовал от Природы открыть свои тайны, которые были скрыты от него с тех пор, как человек впервые начал изумляться и думать.

Одной из этих тайн и был закон цепной реакции. Он провозглашал, что даже один расщепленный атом урана может служить «космической спичкой», способной разжечь атомный пожар, или стать детонатором атомного взрыва в бомбе.

Второй основной закон уранового распада (открытый Бором совместно с его бывшим учеником, профессором Джоном А. Уилером из Принстона) гласил, что для этого годен лишь очень редкий и трудно выделяемый вид урана, известный как уран-235, или U235.

Математические символы, которые Бор и Ферми писали на доске, в переводе на обычный язык означали, что человек нашел средство разжечь новый огонь, в миллионы раз более мощный, чем любой из огней на Земле, порожденных солнечной энергией. Действительно, это был огонь, порожденный тем же источником космической энергии, которая позволяет Солнцу и мириадам светящихся звезд и сверхсолнц космоса излучать свет и тепло в течение миллиардов лет без каких-либо заметных признаков ослабления.

Знаменитая формула Эйнштейна дала нам ключ к огромной энергии, заключенной даже в незначительном количестве вещества. На основе этой формулы было подсчитано, что одна тридцатая грамма воды, будучи полностью переведенной в чистую энергию, способна дать количество тепла, достаточное для того, чтобы превратить одну тысячу тонн воды в пар. А в грамме воды имеется запас энергии, достаточный, чтобы поднять груз весом в миллион тонн на вершину горы высотой в десять километров. Глоток воздуха может давать энергию мощному самолету в течение года; пригоршня снега способна целый год обогревать большой жилой дом; картонный железнодорожный билетик в состоянии провести тяжелый пассажирский поезд несколько раз вокруг земного шара; стакан воды способен в течение года давать энергию электростанции мощностью 100 тысяч киловатт; в десятицентовой монетке (вес ее 2,5 грамма) заключена энергия, эквивалентная энергии, освобождаемой при взрыве 50 тысяч тонн тротила.

Хотя о существовании этой космической сокровищницы знали в течение десятилетий, считалось, что она всегда будет оставаться за пределами досягаемости человека *. Считалось, что только Солнце и гигантские звезды могут черпать энергию из этого космического фонтана. Лишь звезды обладали ключом к этой сокровищнице, ключом, который казался слишком большим, чтобы уместиться на Земле — крошечной пылинке в глубинах космического пространства.

Всего за несколько месяцев до этого заседания я спросил Эйнштейна, не настало ли время, когда человек сможет найти этот ключ.

«Нет,— ответил он,— мы как плохие стрелки, стреляющие в птиц вслепую там, где их очень мало!». Он имел в виду, что в то время надо было стрелять миллионами миллиардов атомных «пуль» и только ценой громадных затрат энергии можно было заставить несколько атомов выделить ничтожную часть заключенной в них энергии. Целью этих экспериментов было получение новых знаний о строении атома и внутренней структуре материи; они не давали даже намека на то, что человек сможет использовать энергию атома в своих практических целях. Никогда в своих даже самых смелых мечтах ученые не осмеливались надеяться, что можно будет получать огромные количества энергии, освобожденные при расщеплении урана.