Чтение онлайн

В Энергетическом институте я успел прочитать три курса - ядерной физики, теории относительности, электричества. Потом - из-за каких-то кадровых проблем, возникших на кафедре, - вероятно, тоже в связи с борьбой против "космополитизма", пришлось уйти. Читал я один день в неделю, два часа. Подготовка к одной лекции занимала полностью один день или больше. Я не писал текста лекции, только конспект. После лекции чувствовал себя настолько усталым, что не мог уже ничем больше заниматься.

Из моих переживаний - прием экзаменов. Особенно я помню первый принятый мною экзамен - не меньше, чем первый сданный. Сначала я никак не мог "поймать" своих студентов, и у меня шли сплошные "пятерки". Лишь на последнем экзаменуемом я обрел "жесткость" - он не ответил на один из моих, на самом деле чуть-чуть выходящих за обязательные рамки, вопросов, и я поставил ему "четверку". Получилось постыдно, несправедливо; хуже всего, что мы оба это поняли. Я до сих пор чувствую вину перед этим молодым человеком, его фамилия - Марков, он был одним из лучших в группе.

Читая лекции, я "выучил" для себя ядерную физику (на том уровне, который был достигнут тогда, примерно в объеме известного обзора Ганса Бете в "Ревью оф Модерн физикс"), электродинамику и теорию относительности (в объеме учебников Ландау и Лифшица и монографии Паули). Я часто думаю, как было бы здорово, если бы я успел "пройтись" по всем теорфизическим дисциплинам. Мне кажется, если бы я в 50-х и 60-х годах прочитал курсы по квантовой механике и квантовой теории поля и элементарных частиц, включая теорию симметрии, по статистической физике (с теми новыми методами, которые перенесены в нее из теории поля), по газо- и гидродинамике, по астрофизике, то в моем образовании не было бы тех зияющих провалов, которые так мешали моей работе на протяжении десятилетий. Но моя жизнь сложилась иначе...

ГЛАВА 6

Атомное и термоядерное. Группа Тамма в ФИАНе

Об открытии явления деления ядер урана я впервые узнал еще до войны, кажется в 1940 году, от папы. Он был на каком-то докладе, не помню чьем, и рассказал мне услышанное. Через некоторое время я прочитал на ту же тему обзорную популярную статью в "Успехах физических наук" (папа выписывал этот журнал). К своему стыду, я не вполне оценил тогда важность открытия деления, хотя и в папином рассказе, и в обзорной статье упоминалась принципиальная возможность цепной реакции - кажется, без четкого разграничения управляемой цепной реакции (которая осуществляется теперь в ядерных реакторах) и взрывной цепной реакции (которая происходит при взрыве атомного оружия). В настоящее время физические процессы, существенные при управляемой реакции, подробно описаны в открытой литературе, кое-что (с рядом недомолвок и умышленных неточностей) опубликовано и о физике ядерного взрыва. В обоих случаях происходит цепная реакция. Сущность ее сводится к тому, что при захвате одного нейтрона ядром делящегося изотопа (смысл термина напоминаю ниже) оно "делится" на два "осколка" сравнимой массы, при этом выделяется энергия и образуются два или три новых нейтрона, которые могут в свою очередь вызвать новые акты деления. Особенность цепной реакции в том, что она вызывается электрически-нейтральными частицами - нейтронами, которые не отталкиваются от атомных ядер. Поэтому реакция деления может происходить при сколь угодно низкой температуре (например, при комнатной), что отличает ее от термоядерной реакции. Наибольшее значение имеют цепные реакции, происходящие в редком изотопе урана (в уране-235) и в плутонии-239. Напомню, что атомные ядра состоят из электрически заряженных протонов и нейтральных нейтронов. Число протонов в ядре, равное числу электронов в атомной оболочке, полностью определяет химические свойства атома (а также размеры атома, его оптические свойства и т. п.). Ядра с одним и тем же числом протонов и разным числом нейтронов принадлежат одному и тому же химическому элементу, это различные "изотопы" этого элемента, при этом от числа нейтронов зависит атомный вес - точнее, массовое число - и свойства в отношении ядерных реакций. Так, в природном уране содержится 99,3% ядер изотопа уран-238 (92 протона и 146 нейтронов в ядре) и 0,7% ядер изотопа уран-235 (92 протона и 143 нейтрона). Массовое число в обоих случаях есть сумма числа протонов и нейтронов (238 = 92 + 146, 235 = 92 + 143). При малой энергии нейтронов (меньше 1 Мэв) реакция деления происходит лишь в уране-235 и плутонии-239, поэтому эти изотопы называются кратко "делящимися". При больших энергиях первичных нейтронов делятся и ядра урана-238. Такие "быстрые" нейтроны не образуются при процессе деления, поэтому в уране-238 цепная реакция не поддерживается (однако возможна "вынужденная" реакция деления, если быстрые нейтроны поставляются каким-то источником, например термоядерной реакцией; энергия нейтронов, образующихся в реакции D + D, равна 2,5 Мэв, образующихся в реакции D + T равна 14 Мэв41)). В природной смеси изотопов цепная реакция оказалась возможной в специальных условиях, создаваемых в ядерных реакторах. Реакция эта управляемая, управление реакцией крайне облегчается тем, что часть нейтронов образуется при акте деления не мгновенно, а с некоторым запаздыванием. В 1939-1940 гг. даже из того, что я выше написал, многое еще не было известно. Последняя (и очень важная) довоенная публикация, в которой обсуждается возможность управляемой и (отчасти) взрывной цепной реакции, - статья Я. Б. Зельдовича и Ю. Б. Харитона. В это время за рубежом все публикации уже прекратились.

Как известно, исследования продолжались - и очень энергично - в секретном порядке. Что касается меня, то до 1945 года я просто забыл, что существует такая проблема. Лишь в феврале 1945 года я прочитал в ФИАНовской библиотеке в журнале "Британский союзник" (который издавался английским посольством в Москве для советских читателей) о героической операции английских и норвежских "коммандос" (впоследствии Черчилль назвал эту операцию подвигом исторического значения). Они уничтожили в Норвегии завод и запасы тяжелой воды, предназначенной немцами для производства "атомной бомбы" - взрывного устройства фантастической силы, использующего явление деления ядер урана. Это, по-моему, было первое упоминание об атомной бомбе в печати. История и истинная цель этой удивительной публикации мне неизвестны. Несомненно, это было "просачивание" секретной информации; я думаю, что намеренное. Может, с целью какого-то воздействия на немецкие программы, кто его знает. Как пишут в книгах о разведке, центры психологической войны всех государств вели тогда очень сложную и не всегда понятную простым смертным игру.

Я сразу вспомнил тогда все, что мне было известно о делении и цепной реакции. В эти же месяцы я слышал время от времени обрывки разговоров (не придавая им особого значения) о какой-то лаборатории 2 ("двойка"), которая якобы стала "центром физики". Речь шла, как я узнал потом, о большом научно-исследовательском институте под руководством И. В. Курчатова для работ в области атомной энергии.

Атомная проблема опять ушла из моего поля зрения, заслоненная интенсивным изучением всего широкого мира теоретической физики. В мае - незабываемое событие - Победа над фашизмом, окончание войны в Европе (хотя на востоке война продолжалась).

Наступил август 1945 года. Утром 7 августа я вышел из дома в булочную и остановился у вывешенной на стенде газеты. В глаза бросилось сообщение о заявлении Трумэна: на Хиросиму 6 августа 1945 года в 8 часов утра сброшена атомная бомба огромной разрушительной силы в 20 тысяч тонн тротила. У меня подкосились ноги. Я понял, что моя судьба и судьба очень многих, может всех, внезапно изменилась. В жизнь вошло что-то новое и страшное, и вошло со стороны самой большой науки - перед которой я внутренне преклонялся.

В ближайшие дни "Британский союзник" начал публикацию "Отчета Смита" - так назывался отчет об американских работах по созданию атомной бомбы - целый массив рассекреченной информации о разделении изотопов, ядерных реакторах, плутонии и уране-235 и кое-что об устройстве атомной бомбы (в самых общих чертах). Я с нетерпением хватал и изучал каждый вновь поступающий номер. Интерес у меня при этом был чисто научный. Но хотелось и изобретать конечно, я придумывал при этом либо давно (три года) известное (относительно реакторов, это был - блок-эффект), либо непрактичное (методы разделения изотопов, основанные на кнудсеновском течении в зазорах между фигурными роторами). Мой товарищ школьных и университетских лет Акива Яглом говорил тогда - у Андрея каждую неделю не меньше двух методов разделения изотопов.

Когда публикация в "Британском союзнике" завершилась, я остыл к этим вещам и два с половиной года почти не думал о них.

Между тем судьба продолжала делать свои заходы вокруг меня (я вспомнил ту сценку на крестьянском празднике в "Фаусте", которую читал когда-то Олег).

В конце 1946 года я получил странное письмо - меня просили прийти в определенное время в гостиницу "Пекин", номер 91. Там была и какая-то неправдоподобная аргументация, я ее не помню. Гостиница "Пекин" расположена на углу площади Маяковского42), недалеко от моих родителей, и я прямо от них зашел по указанному адресу. В номере оказалась обстановка, типичная для служебного кабинета: стол в виде буквы "Т", портрет Сталина на стене и т. п. Сидевший за столом человек встал навстречу мне, пригласил сесть, отрекомендовался "генерал Зверев" и сказал:

– Мы (он не уточнил, кто это - мы) давно следим за Вашими успехами в науке. Мы предлагаем Вам после окончания аспирантуры перейти работать в нашу систему для участия в выполнении важных правительственных заданий. У нас Вы будете иметь все возможности для научной работы - лучше, чем где-либо, лучшие библиотеки со всей мировой научной литературой, у нас - все большие ускорители. И лучшие материальные условия. Мы знаем - у Вас большие трудности с жильем. Если Вы сейчас дадите нам принципиальное согласие, Вам будет предоставлена квартира в Москве, которая будет забронирована за Вами, если Вас временно пошлют работать куда-либо в другое место.

Я подумал, что не для того я уехал с завода в последние месяцы войны в ФИАН к Игорю Евгеньевичу для научной работы на переднем крае теоретической физики, чтобы сейчас все это бросить. Я сказал коротко, что сейчас я хочу продолжить свою чисто теоретическую работу в отделе Тамма. Зверев выразил сожаление и надежду, что мое решение - не окончательное. Какова была бы моя судьба, если бы я согласился? Через несколько лет я встретился на "объекте" с сотрудником Н. Н. Боголюбова - Д. Н. Зубаревым, приехавшим туда с Н. Н. и уехавшим вместе с ним в 1953 году. Он рассказал мне, что примерно в то же время его вызвал тот же Зверев в ту же комнату; в отличие от меня, он согласился - у него тоже были квартирные трудности - и попал в научный центр на берегу Черного моря, где работали привезенные из Германии немецкие ученые. Начальство (А. П. Завенягин, о нем я пишу ниже) возлагало на них большие надежды, но не очень им доверяло. Поэтому почти никакой серьезной работы не велось, было очень скучно. Д. Н. Зубарев, используя свои отношения с Н. Н. Боголюбовым, добился перевода к нам (или это была инициатива самого Н. Н.; вернее всего, именно так).

В 1947 году я уже завершил свою диссертационную работу - меня пригласили рассказать ее "у Курчатова", т. е. в ЛИПАНе. Я сделал доклад в небольшом конференц-зале, присутствующие физики - и среди них Курчатов - задавали мне много вопросов. После доклада Курчатов предложил мне пройти к нему в кабинет. Это была очень большая комната, где можно было проводить большие совещания, с большим письменным столом с горой научных журналов и множеством телефонов всех цветов, по стенам - книжные полки со справочной и научной литературой. Курчатов сидел за письменным столом; разговаривая со мной, он изредка поглаживал свою густую черную бороду и поблескивал огромными, очень выразительными карими глазами. Напротив на стене висел большой, в полтора роста, портрет И. В. Сталина с трубкой, стоявшего на фоне Кремля, написанный маслом, несомненно - подлинник; не знаю, кого из придворных художников. Это был символ высокого положения хозяина кабинета в государственной иерархии (портрет висел некоторое время и после ХХ съезда). Курчатов предложил мне после окончания аспирантуры перейти в их Институт для занятий теоретической ядерной физикой. Я уже знал, что на таких условиях в ЛИПАНе и в другом аналогичном институте - рангом пониже - у Алиханова - работают физики-теоретики А. Б. Мигдал и И. Я. Померанчук, мои оппоненты по диссертации. Курчатов считал необходимым, используя возможности своего ведомства, всемерно поощрять фундаментальные научные исследования, при этом время от времени "перебрасывая" соответствующую производственную и научно-лабораторную базу и умы ученых для прикладных задач, - делал это всегда очень тактично, никого не обижая и не "насилуя". По его инициативе построен целый научный городок Дубна, в котором сооружены два больших ускорителя. По-видимому, Курчатову понравился мой доклад, или я сам, или еще раньше ему хорошо меня отрекомендовал Мигдал, и он решил меня "переманить" к себе - для пользы своего Института. Я отказался с той же аргументацией, как при разговоре со Зверевым. Вскоре Курчатов пригласил работать в свой Институт моего товарища по аспирантуре Павла Эммануиловича Немировского (я об этом уже писал).