Жозе Фаус - Наука. Величайшие теории: выпуск 3: Гейзенберг. Принцип неопределенности. Существует ли мир, если на него никто не смотрит?

• Название: Наука. Величайшие теории: выпуск 3: Гейзенберг. Принцип неопределенности. Существует ли мир, если на него никто не смотрит?
• Автор: Жозе Фаус
• Издательство: Де Агостини
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2015

В течение многих лет Вернер Гейзенберг считался одним из самых демонических представителей западной науки. И это неудивительно, ведь именно он стоял во главе нацистской ядерной программы, к счастью, безуспешной. И все же сотрудничество ученого с преступным режимом не заслонило его огромный вклад в науку. В 1925 году Гейзенберг обобщил беспорядочное на первый взгляд скопление наблюдений в сфере квантовой физики за предыдущие десятилетия, а через два года вывел свой знаменитый принцип неопределенности. Ученый заявил, что наблюдатель влияет на созерцаемую им реальность. Этот принцип и выводы, из него следующие, заставили недоумевать многих ученых, в том числе и Эйнштейна, который, протестуя, писал: «Мне хотелось бы думать, что Луна существует, даже если я на нее не смотрю».

---

Согласно версии, изложенной на основании меморандума, Гейзенберг и фон Вайцзеккер изначально стремились взять проект под свой контроль и направить работы в сторону создания ядерного реактора. Однако это не соответствует действительности: проект контролировали военные, так что Гейзенберг и фон Вайцзеккер мало что могли сделать. Кроме того, в проекте были задействованы и другие группы ученых, с которыми они практически не общались. После того как военное министерство отказалось от создания бомбы, основное внимание действительно стало уделяться работе над реактором. Однако в принятии этого решения Гейзенберг и фон Вайцзеккер не сыграли никакой роли – они лишь рассказали о технических трудностях и указали, что создать бомбу в заданный срок невозможно.

Другие ядерные программы

Хотя США в сентябре 1939 года объявили себя нейтральной страной, они обменивались с Великобританией всей информацией, касавшейся исследований, проводимых в военных целях, в частности посвященных работе над радаром и делением ядра. В июне 1942 года были начаты работы по Манхэттенскому проекту, который возглавил генерал Лесли Гровс.

Мы ожидаем, что сможем завершить работу вовремя; «вовремя» означает «раньше других».

Ричард Фейнман, один из участников Манхэттенского проекта,

О создании атомной бомбы

Любопытно, что в то же самое время власти Германии решили частично свернуть ядерную программу, так как были уверены: до окончания войны ни одна страна не сможет создать бомбу. Гровс с самого начала работы над проектом настаивал на установлении строгой иерархии и определил список приоритетов. В декабре 1942 года Энрико Ферми впервые удалось провести управляемую цепную реакцию. Летом 1943 года на секретной базе в Лос-Аламосе были начаты работы над атомными бомбами под руководством Роберта Оппенгеймера. Два года спустя был произведен первый взрыв экспериментальной атомной бомбы. 6 августа над Хиросимой была взорвана атомная бомба на основе урана-235. Три дня спустя над Нагасаки была взорвана вторая бомба, на основе плутония-239.

В августе 1940 года в Советском Союзе была создана специальная комиссия, целью которой было изучить возможное применение деления ядра в военных целях. Советский проект «Лаборатория № 2», аналогичный Манхэттенскому проекту, стартовал летом 1943 года под руководством физика Игоря Курчатова. Советские ученые испытывали недостаток ресурсов, однако были осведомлены о ходе американской ядерной программы. Большую роль в этом сыграл Клаус Фукс, который передавал СССР информацию из Лос-Аламоса. Однако первая советская атомная бомба была создана лишь в середине 1949 года.

Своя ядерная программа была и у Японии. Работы над проектом были начаты в апреле 1941 года под руководством Ёсио Нисины, который считается отцом современной японской физики. Проект был во многом схож с немецким, в частности несогласованностью действий и тем, что военные не считали его приоритетным – высшее командование японской армии также было уверено в быстрой победе. После того как Япония предстала жертвой атомной бомбардировки, существование этого проекта замалчивалось, однако если бы немецкие и японские ученые успели создать атомную бомбу, военные без колебаний применили бы ее.

Разумеется, физики принимали участие в ядерных программах своих стран в основном из-за войны, но не исключено, что кое-кто из них имел и другие причины – от удачной карьеры до научного или технического интереса. Говоря о мотивах Гейзенберга, стоит привести цитату из его краткой биографии, написанной британцами Невиллом Моттом и Рудольфом Пайерлсом (последний был студентом Гейзенберга и участвовал в Манхэттенском проекте):

«[…] разумно предполагать, что он хотел победы Германии в войне. Он осуждал многие стороны нацистского режима, но был патриотом. У него не хватало мятежного духа, чтобы желать поражения родной стране. Тем не менее даже если бы он захотел воздержаться от любого сотрудничества, это было бы не так просто сделать, как в Великобритании или США, где сознательный отказ сотрудничать считался уважительной причиной. В военных действиях участвовали многие граждане разных стран, призванные на военную службу, а те немногие, кто не принимал участия в войне, должны были обладать исключительным мужеством».

После войны Гейзенберг не раз упоминал, что «внешние обстоятельства избавили его от необходимости принять сложное решение относительно того, стоит ли участвовать в работах по созданию атомной бомбы». Иными словами, решение Шпеера избавило ученых от необходимости сделать моральный выбор.

Оправданием союзников было противодействие нацизму, все ужасы которого стали известны только после войны.

Ученые, работавшие на стороне союзников, были убеждены, что работы по созданию атомной бомбы в Германии уже велись. Кроме того, заслуги Гейзенберга как ученого заставляли их думать, что немецкая программа продвинулась очень далеко. Такова ирония истории: и немцы, и союзники были убеждены, что Германия ушла далеко вперед. Союзники даже планировали похитить Гейзенберга или убить его, чтобы замедлить работу над немецкой ядерной программой.

После атомной бомбардировки Японии участники Манхэттенского проекта испытали удовлетворение: и бомба создана, и война позади. По-видимому, после капитуляции Германии в мае 1945-го немногие вспомнили о причинах, по которым присоединились к проекту. Таким исключением стал Джозеф Ротблат, который в конце 1944 года, когда поражение Германии стало очевидным, решил покинуть Лос-Аламос. Военным этот шаг показался подозрительным, и Ротблат даже столкнулся с определенными трудностями, пытаясь восстановиться на прежней должности в Ливерпульском университете. Этот ученый был одним из вдохновителей Пагуошского движения ученых, целью которого было ограничение использования ядерного оружия. За свою деятельность в 1995 году он был удостоен Нобелевской премии мира. Таким же исключением стали Джеймс Франк, Лео Сциллард и еще пятеро ученых из Чикаго, работавших на Манхэттенском проекте. За месяц до первых испытаний ядерного оружия они подготовили доклад, в котором напомнили об основных мотивах, побуждавших всех ученых принимать участие в проекте. Так как Германия была близка к поражению, авторы доклада предложили провести испытания в пустыне и пригласить наблюдателей из разных стран. Эти ученые, несомненно, не осознавали, что холодная война уже началась, и ядерное оружие было необходимо для дальнейшего противостояния.

Глава 6 Жизнь публичная и частная

По окончании войны Гейзенберг активно участвовал в восстановлении немецкой науки. Он совершил несколько важных открытий, однако так и не смог вновь достичь своего довоенного уровня. До середины 1950-х годов почти вся деятельность ученого была связана с научной политикой. Он написал сборник исторических заметок, в которых объяснил, почему участвовал в войне, а также стал автором нескольких книг по науке и философии.

Заключенные Фарм-холла в январе 1946 года вернулись в Германию и столкнулись с послевоенными проблемами: в стране не хватало еды и топлива, жилые дома и инфраструктура были разрушены, возникали перебои с подачей воды и электричества. В 1949 году американская, британская и французская оккупационные зоны были объединены в Федеративную Республику Германия, а советская зона стала называться Германской Демократической Республикой. В это время Гейзенбергу было 44 года. К нему поступали предложения о работе из университетов Великобритании и США, которые он отклонял. Вскоре после возвращения в Германию ученый написал жене:

«Я понимаю, что на несколько ближайших десятилетий Америка станет центром мировой науки, и условия для работы в Германии будут намного хуже, чем там… Со своей стороны, в ближайшие годы я хочу пытаться способствовать восстановлению немецкой науки, и если в это не будут слишком вмешиваться политики, мы сможем хотя бы отчасти достичь интеллектуальной активности 20-х годов».

Иными словами, Гейзенберг вновь проявил чувство долга, которое в прошлом заставило его остаться в Германии, несмотря на неблагоприятную политическую обстановку Ученый посвятил остаток жизни развитию немецкой науки и сыграл важную роль в ее восстановлении. Он писал книги и статьи о науке и философии, мемуары и исторические заметки, путешествовал и выступал на конференциях, среди которых следует отметить цикл лекций в Сент-Эндрюсском университете в Шотландии зимой 1955/1956 года, посвященный философским проблемам современной физики. По итогам этих лекций была написана книга «Физика и философия», интерес к которой не угасает и сегодня.

Публичная жизнь

Великобритания выступала за скорейшее восстановление мирной жизни в Германии. Гёттинген благодаря богатым университетским и научным традициям казался британцам идеальным местом для перезапуска немецкой науки. В городе, помимо университета, в то время находилось примерно 30 институтов Общества кайзера Вильгельма, которое с 1911 года курировало все научные исследования в Германии. Эта организация была преобразована в Общество Макса Планка – сеть исследовательских институтов, предоставляющую средства на проведение передовых исследований в различных областях науки выдающимся ученым всех стран. Гейзенберг возглавил в Гёттингене Институт физики и астрофизики Общества Макса Планка, а в 1958 году перебрался в Мюнхен, где начал работу по развитию местного института.