Страница:
После своей отставки в 1953 году Макс Борн решил возвратиться на родину, хотя Эйнштейн отговаривал его от этого шага. В 1954 году он поселился в Бад-Пирмонте. В этом же году ему вместе с физиком-ядерщиком и исследователем лучей Вальтером Боте была присуждена Нобелевская премия по физике.
Борн был членом многих научных обществ и академий в своей стране и за рубежом, а также обладателем многочисленных степеней почетного доктора. В связи с его 80-летием в декабре 1962 года математическо-естественнонаучный факультет Берлинского университета им. Гумбольдта наградил его степенью почетного доктора. Тогда же Гёттингенская Академия наук опубликовала два объемистых тома его избранных научных статей.
Всего Борн опубликовал свыше 300 статей и около 20 книг. К широкому кругу Читателей обращены его сборники "Физика в жизни моего поколения" и "Физика и политика", которые содержат главным образом статьи и доклады по вопросам теории познания, истории науки и по вопросам политики.
Философские воззрения Борна имеют ряд точек соприкосновения с диалектическим материализмом При этом на первом месте стоит отказ от субъективистски-позитивистского образа мышления. "Позитивизм в строжайшем смысле, - писал Борн в статье "Понятие реальности в физике", - должен отрицать или реальность объективного, внешнего мира, или по крайней мере возможность каких-либо высказываний о нем. Надо думать, что подобные мнения не могут разделяться ни одним физиком. Однако они встречаются, они даже в моде. В публикациях почти каждого теоретика есть высказывания позитивистского толка".
Одновременно Борн указывал на то, что выдвинутое Махом требование исключить из научного рассмотрения эмпирически не обоснованные высказывания, не имеет ничего общего с позитивизмом, несмотря на то что оно отстаивается как сторонниками, так и противниками позитивизма; скорее всего, здесь идет речь об эвристической идее, которая подтверждается новейшей физикой.
В своих философских статьях Борн вступил в диалог с несколькими советскими учеными. "Я должен признать, - писал он по поводу своей переписки с Сергеем Суворовым, коллегой из Москвы, - мне было радостно вступить в непосредственный дружеский обмен мнениями с ученым-коммунистом, и как раз в области, являющейся пограничной зоной между философией и физикой, где речь идет о довольно простых и ясных вопросах, по крайней мере если сравнивать их с вопросами экономики, социологии и политики".
Хотя взгляды Борна во многом близки диалектическому материализму и он сам неоднократно подчеркивал, что считает правильными многие положения этой философии, нет никакого сомнения в том, что он не согласен с диалектическим материализмом по некоторым основополагающим вопросам.
Так как известный физик не имел специального философского и социологического образования, а по своему происхождению и духовному развитию был далек от рабочего класса, ему было трудно выработать правильное отношение прежде всего к историческому материализму. Он считал материалистическое понимание история "детерминистским суеверием" и не принимал во внимание того, что эта теория общества доказала свою истинность по отношению к явлениям истории не менее точно, чем, например, копенгагенское толкование квантовой теории (в создании которого он участвовал) доказало свою правильность по отношению к явлениям микромира.
Вместе с тем Макс Борн был, несомненно, прав, резко выступая против провозглашения "вечных истин" и против всех форм и разновидностей "письменной учености", которые препятствовали прогрессу науки.
В одной из статей гёттингенского периода говорится: "Физик стремится к тому, чтобы исследовать вещи в природе: эксперимент и теория служат ему только для достижения целей, и, сознавая бесконечную сложность происходящего, с которой он сталкивается в каждом эксперименте, он противится попыткам рассматривать ту или иную теорию как окончательную. Поэтому он ненавидит слово "аксиома", которому в обычном словоупотреблении придается значение окончательной истины, и делает это со здоровым ощущением того, что догматизм является злейшим врагом естествознания".
Ученый всегда подчеркивал, что физики, особенно исследователи атомного ядра, которые открыли ранее неизвестные силы природы и овладели ими, не могут равнодушно относиться к использованию результатов их исследований. Он упрекал себя в том, что во время его пребывания в Гёттингене многие физики-атомщики получили специальное образование, но у них не воспитали чувства социальной и моральной ответственности, вытекающей из их науки.
"Когда я был молодым, - сказал он в 1959 году в докладе о границах физической картины мира, - еще можно было оставаться чистым ученым, не очень заботясь о применениях, о технике. Сегодня это больше невозможно. Ибо исследование природы чрезвычайно сильно связано с социальной и политической жизнью. Оно нуждается в больших средствах, которые можно получать только от крупной промышленности или от государства, и поэтому его результаты не могут быть скрыты от этих организаций. В частности, огромные суммы поглощают ядерная физика, ракетная техника, космические полеты. Таким образом, сегодня каждый исследователь является звеном технической и индустриальной системы, в которой он живет. Поэтому он также должен нести часть ответственности за разумное использование его результатов".
Макс Борн, который сам не занимался ядерной техникой и не участвовал ни непосредственно, ни косвенно в изготовлении атомных бомб, всегда поддерживал все выступления против атомной войны. "Я знаю об этих вещах, - сказал он, достаточно, чтобы быть убежденным в том, что атомная война была бы величайшей катастрофой из всех, какие знало человечество. Я не верю также в то, что при большой войне между основными державами возможна какая-либо защита для населения. Все предложения такого плана, по моему мнению, служат лишь дымовой завесой для прикрытия существа дела; и они выдвигаются теми, кто выступает за атомное вооружение".
Разумеется, Борн был в числе восемнадцати гёттингенцев, которые весной 1957 года опубликовали воззвание против оснащения Западной Германии атомным оружием. Он был также участником манифестаций, организованных Комитетом борьбы пропив атомной смерти. По своим морально-политическим убеждениям он был близок всемирно известному математику, философу и борцу за мир Бертрану Расселу, который не уставал говорить о том, что для человечества существует выбор только между сосуществованием и несуществованием. Вместе с Альбертом Швейцером и другими буржуазными гуманистами Борн был одним из участников Фонда мира, организованного Бертраном Расселом осенью 1963 года. Страстно выступал он и против преступной войны США во Вьетнаме.
Макс Борн умер 5 января 1970 года в гёттингенской клинике.
Свою научно-политическую программу великий физик и мыслитель-гуманист изложил в одной из многочисленных статей, посвященных борьбе за мир: "Мы хотим, чтобы наша прекрасная наука вновь служила исключительно благу людей и не употреблялась во зло ради целей отжившей свой век политики".
Это положение должно стать лозунгом всех естественнонаучных исследований атомного века.
Отто Ган и Лиза Мейтнер
Открытие расщепления урана и последствия этого открытия
Открытия в области радиоактивности, разработка теории атома и развитие квантовой механики объединили атомную физику и химию. Так крупнейшими успехами в исследовании ядра мы обязаны не физику, а химику, даже химику-органику, который, правда, несколько ранее перешел к исследованиям в области химии радия: Отто Гану. Ему помогал другой химик, Фриц Штрасман. Химию атомного ядра нельзя отделить от ядерной физики и ядерной техники: они образуют единое целое.
По своему образу мышления и методам работы Отто Ган, подчеркивала Лиза Мейтнер, принадлежит к химикам, "во всяком случае, к исследователям, подобным великим химикам XIX века, которые благодаря своей удивительной интуиции и своим огромным способностям создали основы современной химии".
Отто Гану, как ученому, лишь на 60-м году жизни удалось добиться наиболее значительных успехов. Как и в случае установленного Планком квантоообразного обмена энергии, это объяснялось прежде всего тем, что проникновение во взаимосвязи природы, о которых здесь шла речь, раньше было, по существу, невозможно.
Исследования в области химии радия, которые Отто Ган вел в течение 30 лет совместно с Лизой Мейтнер также были отмечены рядом достижений: он открыл новые радиоактивные вещества, основал новое направление в химии радия и применил результаты исследования радиоактивности в физике, химии и геологии.
Однако открытие расщепления урана, ставшее одной из важнейших вех на пути к атомному веку, было самым крупным его достижением. Оно настолько отодвинуло на задний план все его прежние открытия, что Гана принято считать только первооткрывателем расщепления урана, как Эйнштейна часто рассматривают только как "создателя теории относительности", несмотря на то что ему принадлежит немало других важных открытий.
Применение открытия Гана для создания средств массового уничтожения объясняется сложившимися политическими условиями. Здесь нет вины ученых. Но именно это трагическое сцепление судеб науки и общества сделало Отто Гана своеобразной фигурой всемирно-исторического значения, одним из таких естествоиспытателей, значение которых выходит далеко за пределы частнонаучной сферы, подобно тому как это произошло (в силу иных причин) с Галилеем или Дарвином.
"Настоящее воздействие ядерной физики на человеческую жизнь, - сказал Макс Борн в 1962 году в своей речи по радио, - началось в 1938 году, когда в Германии Отто Ган и Фриц Штрасман открыли, что из ядер можно не только выбить отдельные протоны или другие малые частицы, что было уже известно, но и разложить ядерное образование на две примерно одинаковые по величине части".
Ученый, совершивший это фундаментальное открытие, родился 8 марта 1879 года во Франкфурте-на-Майне. Его предки со стороны отца были фермерами и виноделами в Рейнгессене. Его отец, не находивший в сельском хозяйстве ничего привлекательного, работал сначала стекольщиком, однако в годы грюндерства быстро стал предпринимателем, владельцем крупной мастерской и нескольких жилых домов. "Экономическое чудо" Бисмарка, очевидно, отвечало его интересам, как и интересам других представителей немецкой буржуазии, и, конечно, не случайно он дал одному из своих сыновей имя канцлера.
Отто Ган, по его собственным словам, был хорошим, но отнюдь не отличным учеником. Подобно большинству будущих естествоиспытателей, он, как и все развитые и склонные к технике юноши, рано увлекся естественнонаучными экспериментами. Предпочтение при этом отдавалось химии. Прачечная родительского дома стала его первой лабораторией.
Отец хотел, чтобы его младший сын был архитектором. Однако художественные способности сына были столь незначительными и малообещающими, что едва ли сулили успех в этой профессии. По мнению самого Гана, у него, кроме того, отсутствовала необходимая зодчему фантазия. Итак, в соответствии со своими склонностями он приступил к изучению химии, намереваясь позднее работать на крупном химическом предприятии. Свое образование он начал в Марбурге. Через два семестра он отправился на один год в Мюнхен. Там преподавал последователь Либиха Адольф фон Байер, исследовавший многие органические красители и открывший синтез индиго. Начинающий химик изучал также историю искусств; сокровища мюнхенских музеев предоставляли для этого богатые возможности.
После возвращения в Марбургский университет Отто Ган работал сначала в лаборатории химика-органика Теодора Цинке. Свое образование он ограничил в основном узкой областью, мало интересуясь смежными дисциплинами. "Если бы я мог предугадать мое дальнейшее развитие, - писал он в автобиографии, - то таким дисциплинам, как физика и математика, я уделял бы гораздо больше времени". Но из любознательности, а также потому, что это было необходимо для экзамена, он слушал лекции по философии у неокантианцев Когена и Наторпа, основателей и руководителей марбургской школы.
Студенческие годы Гана были во всех отношениях беззаботными. Материально его хорошо обеспечивали родители он не имел оснований ломать себе голову и над научными проблемами, так как не стремился стать исследователем. Как и многие из его университетских товарищей, он был членом одной из студенческих корпораций с ее строгим уставом и дружескими пирушками с неизбежным пивом.
В шестом семестре Отто Ган начал готовить докторскую диссертацию и через три семестра закончил университет, защитив ее. Его диссертация относилась к области органической химии. Затем последовал год воинской службы.
В этот же год его научный руководитель предложил ему с осени 1902 года работать у него ассистентом Ган охотно принял это предложение. Ассистентская деятельность у известного химика в течение одного-двух лет была самым лучшим трамплином для желанной профессиональной деятельности в химической промышленности. "Я не строил планов относительно чисто научной карьеры", писал он спустя шесть десятилетий в научной автобиографии. Несмотря на то что он не был, по его словам, "искусным экспериментатором", эксперименты, которые он подготавливал, на лекциях "проходили вполне удачно", и профессор Цинке был им доволен. У него оставалось время заниматься и по своей специальности. Но в основном он помогал своему шефу пестовать докторантов.
Перед окончанием двухлетней ассистентской работы Гана Химический институт Марбургского университета посетил директор химического завода, отец будущего лауреата Нобелевской премии Ганс Фишер. Он искал для своего предприятия способного молодого химика. Условием было владение по крайней мере английским языком, так как предусматривалась возможная работа за границей. Цинке предложил на это место своего ассистента, к тому же и сам Ган хотел занять это "заманчивое место".
Для усовершенствования своих знаний в языке осенью 1904 года он отправился на несколько месяцев в Англию Чтобы он мог продолжать образование и по специальности, Цинке дал ему рекомендательное письмо к известному химику сэру Вильяму Рамзаю, который был профессором Лондонского университета и находился тогда в зените своего творчества.
Работы Рамзая в области химии заслужили признание всего научного мира. За открытие инертных газов он был награжден Нобелевской премией. Он поддерживал тесные связи с учеными Германии. Об этом свидетельствует его оживленная дружеская переписка с Вильгельмом Оствальдом. Умер Рамзай во время первой мировой войны от лучевой болезни, которая была следствием его работ над радиоактивным распадом. Он был одной из многих жертв исследования радиации.
Известный английский химик оказался, судя по всему, неплохим психологом. Когда Ган появился у него, Рамзай предложил ему работать в лаборатории над радием: на возражения Гана, что, будучи химиком-органиком, он ничего не понимает в радии и радиоактивности и никогда не занимался с радиоактивными веществами, Рамзай ответил, что это тем более хорошо, так как он будет намного беспристрастнее подходить ко всем возникающим вопросам.
Непредвзятость постороннего в истории естествознания нередко оказывалась источником значительных исследовательских успехов. Отто Ган лишний раз подтвердил это. "Профессиональный кретинизм" в сфере естественнонаучных открытий служит препятствием для прогресса познания.
Ган получил от Рамзая задание отделить радий от бария и определить атомный вес радия в радиоактивном препарате, бариевой соли, которая, как предполагалось, содержалась в минерале с острова Цейлон. Он должен был пользоваться методами фракционной кристаллизации, которые незадолго до этого были разработаны и успешно применялись супругами Кюри.
Так впервые Отто Ган начал работать над радиоактивностью. Ввиду того, что электроскопические измерения надо было проводить в особом помещении, Рамзай предоставил ему возможность в любое время пользоваться препараторской Физического института. Там Ган мог установить электроскоп и проводить свои измерения. Чаще всего это происходило в поздние вечерние часы когда ничто не мешало его работе.
Вскоре молодой исследователь добился замечательного успеха. Он выяснил, что в материале, который дал ему Рамзай для исследования, содержится неизвестное ранее радиоактивное вещество, очевидно долгоживущий продукт превращения ториевого ряда. Новый радиоактивный элемент, который был в несколько сот тысяч раз радиоактивнее тория и принадлежал к числу редкоземельных, он назвал "радиоторий".
Это было, конечно, случайное открытие, ведь только по счастливой случайности Рамзай дал ему именно этот препарат. Но характер открытия уже позволял определить те качества Отто Гана, которые, как писала Лиза Мейтнер, способствовали его дальнейшим успехам: "Радостное желание экспериментировать, острую наблюдательность и дар интуитивно правильно объяснять экспериментальные наблюдения".
Признав такую поразительную успешность первоначальных результатов, Рамзай посоветовал своему немецкому гостю отказаться от намерения стать химиком в промышленности и избрать научную деятельность исследователя радия. Он предложил Гану отправиться в Берлин в ведущий немецкий университет, где для него и его новой специальности открывались действительно хорошие перспективы Рамзай направил Гана к своему другу Эмилю Фишеру, всемирно известному химику, первому немецкому лауреату Нобелевской премии по химии, который пользовался большим влиянием и был известен своими фундаментальными исследованиями, прежде всего углеводородов и белковых веществ. В рекомендательном письме Рамзай характеризовал своего сотрудника как "славного малого", скромного, достойного доверия и высокоодаренного "Он мне очень понравился Он немец и хочет оставаться им; и он хорошо знаком со всеми методами исследования радиоактивности. Не посоветуете ли Вы, чтобы он приехал к Вам? Я знаю, что Вы хотите сделать исследования своей лаборатории разносторонними, насколько это возможно; найдется ли у Вас для него угол?".
С этим письмом весной 1905 года Ган предстал перед известным берлинским химиком У Фишера действительно нашелся "для него угол"; он считал, что Ган может беспрепятственно работать в институте, даже если ему не будет предложено место ассистента, так как радиоактивность еще не стала учебным предметом По его мнению, ничто не мешало Гану получить право преподавания этого курса и затем занять место доцента в Институте химии.
Отто Ган хотел, однако, вникнуть в проблемы и методы работы в новой области глубже, чем он это мог сделать у Рамзая, который, собственно, не был исследователем радия и лишь позже начал работать над радиоактивностью Итак, он обратился (снова с письменной рекомендацией Рамзая) к физику Эрнсту Резерфорду, который тогда работал в Монреальском университете в Канаде Резерфорд изъявил готовность принять на несколько месяцев в свою лабораторию молодого немца Так Ган сделал решающий для своего будущего шаг.
Эрнст Резерфорд, который был на восемь лет старше Отто Гана, уже приобрел международную известность благодаря своим исследованиям радиоактивности. Резерфорд родился в 1871 году в Новой Зеландии, вблизи города Нельсона, название которого позднее он присоединил к своей фамилии, когда за научные заслуги ему был пожалован титул лорда. Его предки были ремесленниками, эмигрантами из Шотландии От них он унаследовал любовь к ручному труду. Всю свою жизнь Резерфорд работал с простыми приборами, которые сам же предпочитал изготовлять. С их помощью были совершены его величайшие открытия. В этом отношении Ган также многому научился у Резерфорда.
Изучение физики, начатое на родине в Новой Зеландии, молодой Резерфорд, выдающиеся способности которого проявились довольно рано, продолжил в Англии. В Кавендишской лаборатории в Кембридже он стал учеником Дж.Дж. Томсона. Вначале он увлекался беспроволочной телеграфией, над разработкой которой в то время, после открытий Генриха Герца трудились многие физики и техники. Несмотря на то что он достиг значительных успехов, вскоре он сменил область своих исследований.
В 1896 году Резерфорд занимался катодными и рентгеновскими лучами, которые тогда исследовались преимущественно в Кавендишской лаборатории. Его успехи в науке были столь велики, что уже через три года он получил место профессора в Монреале в Канаде. Так как преподавательская деятельность занимала только несколько часов, у Резерфорда оставалось много времени для творческой экспериментальной работы в лаборатории. То, что для его исследований отпускались незначительные денежные суммы, при его методах работы не было большим препятствием.
Резерфорд был прирожденным физиком-экспериментатором. У него было естественное недоверие страстного экспериментатора к "только теоретикам". "Они играют символами, - любил он говорить, - а мы раскрываем действительные, достоверные факты". Так думали и многие другие крупные исследователи-экспериментаторы, хотя не каждый выражался столь недвусмысленно.
Однако в отличие от представителей экспериментальной физики, настроенных в пользу чистой эмпирии, Резерфорд не отрицал роли теории. Важнейший источник быстрого подъема физической науки конца XIX - начала XX века он видел в тесной связи теории с практикой. Поэтому он считал неизбежным непосредственное сотрудничество университетских институтов с промышленностью: эта "счастливая связь" позволяла ожидать в будущем больших результатов.
То, что Резерфорд в полной мере оценивал значение фундаментальных исследований, отчетливо видно из речи, которую он произнес при открытии нового университетского института. "Если совершенно отвлечься от их значения для нашего познания законов природы, - говорил он, - то опыт показывает, что самые значительные для человечества открытия в целом вытекали из исследований, которые имели единственную цель: обогатить наше знание о природных процессах".
Резерфорду, как и Фарадею, была внутренне присуща ярко выраженная способность к наглядным представлениям. У него было гениальное чутье на решающие вопросы и направление, в котором следует искать на них ответы. Он обладал подлинной беспристрастностью при оценке результатов поставленных опытов. Резерфорду было чуждо тщеславие и неуступчивость в вопросах науки, свойственные иногда, например, Марии Кюри: у него всегда и исключительно речь шла о деле.
Как исследователь Эрнст Резерфорд был необычайно удачлив. Исследование законов радиоактивности стало главным содержанием его работы. Он исследовал альфа-, бета- и гамма-лучи, он первый объяснил явления радиоактивного распада, выяснил энергетический бюджет лучистых веществ и ответил на вопрос о выделении тепла, которое является их характерным свойством. Его утверждение о том, что атомный распад по своим временным характеристикам не может испытывать влияние со стороны имеющихся в распоряжении физики или химии средств, приобрело позднее большое значение для геологического измерения времени: область, в которой вскоре начал работать и Ган.
В 1907 году после того, как Отто Ган снова возвратился в Германию, Эрнст Резерфорд последовал приглашению в Манчестер. За 12 лет, которые он там провел, он стал центром кружка выдающихся учеников и сотрудников. Самым известным из них был, несомненно, Нильс Бор, в течение многих лет работавший под руководством Резерфорда и навсегда сохранивший благодарность своему великому учителю. Здесь следует упомянуть и высокоодаренного физика Генри Мозли, погибшего в 1915 году в боях под Галлиполи в возрасте 28 лет, и Георга фон Хевеши.
В 1908 году Резерфорду была присуждена Нобелевская премия по химии. Но самое значительное свое открытие Резерфорд сделал в 1919 году при облучении азота альфа-частицами очень сильного радиевого препарата, то есть при "обстреле" быстро движущимися ядрами гелия. Незначительная часть азота переходила при этом в следующий элемент - кислород, причем гелий исчезал и излучался протон, ядро водорода.
Эта обменная реакция (превращение азота воздуха при помощи гелия в кислород и водород) была первым искусственным превращением элементов, тем искусственным превращением одного химического элемента в другой, которого безуспешно добивались в течение столетий, хотя полученные результаты еще не позволяли произвести взвешивание. Началась эра современной алхимии, век управляемых человеком внутриатомных превращений.
В этом же году Резерфорд был приглашен в Кембридж, чтобы стать преемником своего учителя Дж.Дж. Томсона в Кавендишской лаборатории. Встав во главе лаборатории, он успешно продолжил ее славные традиции.
Резерфорд вновь показал себя прирожденным руководителем. Он создал такой коллектив научных работников, о котором Максвелл, основатель Кавендишской лаборатории, мог только мечтать. При выборе сотрудников у него оказывалась очень счастливая рука. При его непосредственном участии и под его руководством были достигнуты существенные результаты в области ядерной физики. "Совершенно новые огромные знания" в исследовании радия, по словам Гана, "почти все исходили вначале от Резерфорда и его школы".
К числу учеников Резерфорда, кроме уже названных, принадлежали всемирно известные физики: Астон, создатель масс-спектрографа, Блэккет, открывший позитрон, а также Чедвик, известный своими работами с космическими лучами и открытием нейтрона, Коккрофт, которому удалось расщепить литий путем обстрела протонами, Гейгер, изобретатель счетчика частиц, и Капица, выдающийся советский исследователь, известный своими достижениями во многих областях физики и физической химии. Резерфорд сам вплоть до своей смерти (1937) был деятельным участником всех исследований.
Борн был членом многих научных обществ и академий в своей стране и за рубежом, а также обладателем многочисленных степеней почетного доктора. В связи с его 80-летием в декабре 1962 года математическо-естественнонаучный факультет Берлинского университета им. Гумбольдта наградил его степенью почетного доктора. Тогда же Гёттингенская Академия наук опубликовала два объемистых тома его избранных научных статей.
Всего Борн опубликовал свыше 300 статей и около 20 книг. К широкому кругу Читателей обращены его сборники "Физика в жизни моего поколения" и "Физика и политика", которые содержат главным образом статьи и доклады по вопросам теории познания, истории науки и по вопросам политики.
Философские воззрения Борна имеют ряд точек соприкосновения с диалектическим материализмом При этом на первом месте стоит отказ от субъективистски-позитивистского образа мышления. "Позитивизм в строжайшем смысле, - писал Борн в статье "Понятие реальности в физике", - должен отрицать или реальность объективного, внешнего мира, или по крайней мере возможность каких-либо высказываний о нем. Надо думать, что подобные мнения не могут разделяться ни одним физиком. Однако они встречаются, они даже в моде. В публикациях почти каждого теоретика есть высказывания позитивистского толка".
Одновременно Борн указывал на то, что выдвинутое Махом требование исключить из научного рассмотрения эмпирически не обоснованные высказывания, не имеет ничего общего с позитивизмом, несмотря на то что оно отстаивается как сторонниками, так и противниками позитивизма; скорее всего, здесь идет речь об эвристической идее, которая подтверждается новейшей физикой.
В своих философских статьях Борн вступил в диалог с несколькими советскими учеными. "Я должен признать, - писал он по поводу своей переписки с Сергеем Суворовым, коллегой из Москвы, - мне было радостно вступить в непосредственный дружеский обмен мнениями с ученым-коммунистом, и как раз в области, являющейся пограничной зоной между философией и физикой, где речь идет о довольно простых и ясных вопросах, по крайней мере если сравнивать их с вопросами экономики, социологии и политики".
Хотя взгляды Борна во многом близки диалектическому материализму и он сам неоднократно подчеркивал, что считает правильными многие положения этой философии, нет никакого сомнения в том, что он не согласен с диалектическим материализмом по некоторым основополагающим вопросам.
Так как известный физик не имел специального философского и социологического образования, а по своему происхождению и духовному развитию был далек от рабочего класса, ему было трудно выработать правильное отношение прежде всего к историческому материализму. Он считал материалистическое понимание история "детерминистским суеверием" и не принимал во внимание того, что эта теория общества доказала свою истинность по отношению к явлениям истории не менее точно, чем, например, копенгагенское толкование квантовой теории (в создании которого он участвовал) доказало свою правильность по отношению к явлениям микромира.
Вместе с тем Макс Борн был, несомненно, прав, резко выступая против провозглашения "вечных истин" и против всех форм и разновидностей "письменной учености", которые препятствовали прогрессу науки.
В одной из статей гёттингенского периода говорится: "Физик стремится к тому, чтобы исследовать вещи в природе: эксперимент и теория служат ему только для достижения целей, и, сознавая бесконечную сложность происходящего, с которой он сталкивается в каждом эксперименте, он противится попыткам рассматривать ту или иную теорию как окончательную. Поэтому он ненавидит слово "аксиома", которому в обычном словоупотреблении придается значение окончательной истины, и делает это со здоровым ощущением того, что догматизм является злейшим врагом естествознания".
Ученый всегда подчеркивал, что физики, особенно исследователи атомного ядра, которые открыли ранее неизвестные силы природы и овладели ими, не могут равнодушно относиться к использованию результатов их исследований. Он упрекал себя в том, что во время его пребывания в Гёттингене многие физики-атомщики получили специальное образование, но у них не воспитали чувства социальной и моральной ответственности, вытекающей из их науки.
"Когда я был молодым, - сказал он в 1959 году в докладе о границах физической картины мира, - еще можно было оставаться чистым ученым, не очень заботясь о применениях, о технике. Сегодня это больше невозможно. Ибо исследование природы чрезвычайно сильно связано с социальной и политической жизнью. Оно нуждается в больших средствах, которые можно получать только от крупной промышленности или от государства, и поэтому его результаты не могут быть скрыты от этих организаций. В частности, огромные суммы поглощают ядерная физика, ракетная техника, космические полеты. Таким образом, сегодня каждый исследователь является звеном технической и индустриальной системы, в которой он живет. Поэтому он также должен нести часть ответственности за разумное использование его результатов".
Макс Борн, который сам не занимался ядерной техникой и не участвовал ни непосредственно, ни косвенно в изготовлении атомных бомб, всегда поддерживал все выступления против атомной войны. "Я знаю об этих вещах, - сказал он, достаточно, чтобы быть убежденным в том, что атомная война была бы величайшей катастрофой из всех, какие знало человечество. Я не верю также в то, что при большой войне между основными державами возможна какая-либо защита для населения. Все предложения такого плана, по моему мнению, служат лишь дымовой завесой для прикрытия существа дела; и они выдвигаются теми, кто выступает за атомное вооружение".
Разумеется, Борн был в числе восемнадцати гёттингенцев, которые весной 1957 года опубликовали воззвание против оснащения Западной Германии атомным оружием. Он был также участником манифестаций, организованных Комитетом борьбы пропив атомной смерти. По своим морально-политическим убеждениям он был близок всемирно известному математику, философу и борцу за мир Бертрану Расселу, который не уставал говорить о том, что для человечества существует выбор только между сосуществованием и несуществованием. Вместе с Альбертом Швейцером и другими буржуазными гуманистами Борн был одним из участников Фонда мира, организованного Бертраном Расселом осенью 1963 года. Страстно выступал он и против преступной войны США во Вьетнаме.
Макс Борн умер 5 января 1970 года в гёттингенской клинике.
Свою научно-политическую программу великий физик и мыслитель-гуманист изложил в одной из многочисленных статей, посвященных борьбе за мир: "Мы хотим, чтобы наша прекрасная наука вновь служила исключительно благу людей и не употреблялась во зло ради целей отжившей свой век политики".
Это положение должно стать лозунгом всех естественнонаучных исследований атомного века.
Отто Ган и Лиза Мейтнер
Открытие расщепления урана и последствия этого открытия
Открытия в области радиоактивности, разработка теории атома и развитие квантовой механики объединили атомную физику и химию. Так крупнейшими успехами в исследовании ядра мы обязаны не физику, а химику, даже химику-органику, который, правда, несколько ранее перешел к исследованиям в области химии радия: Отто Гану. Ему помогал другой химик, Фриц Штрасман. Химию атомного ядра нельзя отделить от ядерной физики и ядерной техники: они образуют единое целое.
По своему образу мышления и методам работы Отто Ган, подчеркивала Лиза Мейтнер, принадлежит к химикам, "во всяком случае, к исследователям, подобным великим химикам XIX века, которые благодаря своей удивительной интуиции и своим огромным способностям создали основы современной химии".
Отто Гану, как ученому, лишь на 60-м году жизни удалось добиться наиболее значительных успехов. Как и в случае установленного Планком квантоообразного обмена энергии, это объяснялось прежде всего тем, что проникновение во взаимосвязи природы, о которых здесь шла речь, раньше было, по существу, невозможно.
Исследования в области химии радия, которые Отто Ган вел в течение 30 лет совместно с Лизой Мейтнер также были отмечены рядом достижений: он открыл новые радиоактивные вещества, основал новое направление в химии радия и применил результаты исследования радиоактивности в физике, химии и геологии.
Однако открытие расщепления урана, ставшее одной из важнейших вех на пути к атомному веку, было самым крупным его достижением. Оно настолько отодвинуло на задний план все его прежние открытия, что Гана принято считать только первооткрывателем расщепления урана, как Эйнштейна часто рассматривают только как "создателя теории относительности", несмотря на то что ему принадлежит немало других важных открытий.
Применение открытия Гана для создания средств массового уничтожения объясняется сложившимися политическими условиями. Здесь нет вины ученых. Но именно это трагическое сцепление судеб науки и общества сделало Отто Гана своеобразной фигурой всемирно-исторического значения, одним из таких естествоиспытателей, значение которых выходит далеко за пределы частнонаучной сферы, подобно тому как это произошло (в силу иных причин) с Галилеем или Дарвином.
"Настоящее воздействие ядерной физики на человеческую жизнь, - сказал Макс Борн в 1962 году в своей речи по радио, - началось в 1938 году, когда в Германии Отто Ган и Фриц Штрасман открыли, что из ядер можно не только выбить отдельные протоны или другие малые частицы, что было уже известно, но и разложить ядерное образование на две примерно одинаковые по величине части".
Ученый, совершивший это фундаментальное открытие, родился 8 марта 1879 года во Франкфурте-на-Майне. Его предки со стороны отца были фермерами и виноделами в Рейнгессене. Его отец, не находивший в сельском хозяйстве ничего привлекательного, работал сначала стекольщиком, однако в годы грюндерства быстро стал предпринимателем, владельцем крупной мастерской и нескольких жилых домов. "Экономическое чудо" Бисмарка, очевидно, отвечало его интересам, как и интересам других представителей немецкой буржуазии, и, конечно, не случайно он дал одному из своих сыновей имя канцлера.
Отто Ган, по его собственным словам, был хорошим, но отнюдь не отличным учеником. Подобно большинству будущих естествоиспытателей, он, как и все развитые и склонные к технике юноши, рано увлекся естественнонаучными экспериментами. Предпочтение при этом отдавалось химии. Прачечная родительского дома стала его первой лабораторией.
Отец хотел, чтобы его младший сын был архитектором. Однако художественные способности сына были столь незначительными и малообещающими, что едва ли сулили успех в этой профессии. По мнению самого Гана, у него, кроме того, отсутствовала необходимая зодчему фантазия. Итак, в соответствии со своими склонностями он приступил к изучению химии, намереваясь позднее работать на крупном химическом предприятии. Свое образование он начал в Марбурге. Через два семестра он отправился на один год в Мюнхен. Там преподавал последователь Либиха Адольф фон Байер, исследовавший многие органические красители и открывший синтез индиго. Начинающий химик изучал также историю искусств; сокровища мюнхенских музеев предоставляли для этого богатые возможности.
После возвращения в Марбургский университет Отто Ган работал сначала в лаборатории химика-органика Теодора Цинке. Свое образование он ограничил в основном узкой областью, мало интересуясь смежными дисциплинами. "Если бы я мог предугадать мое дальнейшее развитие, - писал он в автобиографии, - то таким дисциплинам, как физика и математика, я уделял бы гораздо больше времени". Но из любознательности, а также потому, что это было необходимо для экзамена, он слушал лекции по философии у неокантианцев Когена и Наторпа, основателей и руководителей марбургской школы.
Студенческие годы Гана были во всех отношениях беззаботными. Материально его хорошо обеспечивали родители он не имел оснований ломать себе голову и над научными проблемами, так как не стремился стать исследователем. Как и многие из его университетских товарищей, он был членом одной из студенческих корпораций с ее строгим уставом и дружескими пирушками с неизбежным пивом.
В шестом семестре Отто Ган начал готовить докторскую диссертацию и через три семестра закончил университет, защитив ее. Его диссертация относилась к области органической химии. Затем последовал год воинской службы.
В этот же год его научный руководитель предложил ему с осени 1902 года работать у него ассистентом Ган охотно принял это предложение. Ассистентская деятельность у известного химика в течение одного-двух лет была самым лучшим трамплином для желанной профессиональной деятельности в химической промышленности. "Я не строил планов относительно чисто научной карьеры", писал он спустя шесть десятилетий в научной автобиографии. Несмотря на то что он не был, по его словам, "искусным экспериментатором", эксперименты, которые он подготавливал, на лекциях "проходили вполне удачно", и профессор Цинке был им доволен. У него оставалось время заниматься и по своей специальности. Но в основном он помогал своему шефу пестовать докторантов.
Перед окончанием двухлетней ассистентской работы Гана Химический институт Марбургского университета посетил директор химического завода, отец будущего лауреата Нобелевской премии Ганс Фишер. Он искал для своего предприятия способного молодого химика. Условием было владение по крайней мере английским языком, так как предусматривалась возможная работа за границей. Цинке предложил на это место своего ассистента, к тому же и сам Ган хотел занять это "заманчивое место".
Для усовершенствования своих знаний в языке осенью 1904 года он отправился на несколько месяцев в Англию Чтобы он мог продолжать образование и по специальности, Цинке дал ему рекомендательное письмо к известному химику сэру Вильяму Рамзаю, который был профессором Лондонского университета и находился тогда в зените своего творчества.
Работы Рамзая в области химии заслужили признание всего научного мира. За открытие инертных газов он был награжден Нобелевской премией. Он поддерживал тесные связи с учеными Германии. Об этом свидетельствует его оживленная дружеская переписка с Вильгельмом Оствальдом. Умер Рамзай во время первой мировой войны от лучевой болезни, которая была следствием его работ над радиоактивным распадом. Он был одной из многих жертв исследования радиации.
Известный английский химик оказался, судя по всему, неплохим психологом. Когда Ган появился у него, Рамзай предложил ему работать в лаборатории над радием: на возражения Гана, что, будучи химиком-органиком, он ничего не понимает в радии и радиоактивности и никогда не занимался с радиоактивными веществами, Рамзай ответил, что это тем более хорошо, так как он будет намного беспристрастнее подходить ко всем возникающим вопросам.
Непредвзятость постороннего в истории естествознания нередко оказывалась источником значительных исследовательских успехов. Отто Ган лишний раз подтвердил это. "Профессиональный кретинизм" в сфере естественнонаучных открытий служит препятствием для прогресса познания.
Ган получил от Рамзая задание отделить радий от бария и определить атомный вес радия в радиоактивном препарате, бариевой соли, которая, как предполагалось, содержалась в минерале с острова Цейлон. Он должен был пользоваться методами фракционной кристаллизации, которые незадолго до этого были разработаны и успешно применялись супругами Кюри.
Так впервые Отто Ган начал работать над радиоактивностью. Ввиду того, что электроскопические измерения надо было проводить в особом помещении, Рамзай предоставил ему возможность в любое время пользоваться препараторской Физического института. Там Ган мог установить электроскоп и проводить свои измерения. Чаще всего это происходило в поздние вечерние часы когда ничто не мешало его работе.
Вскоре молодой исследователь добился замечательного успеха. Он выяснил, что в материале, который дал ему Рамзай для исследования, содержится неизвестное ранее радиоактивное вещество, очевидно долгоживущий продукт превращения ториевого ряда. Новый радиоактивный элемент, который был в несколько сот тысяч раз радиоактивнее тория и принадлежал к числу редкоземельных, он назвал "радиоторий".
Это было, конечно, случайное открытие, ведь только по счастливой случайности Рамзай дал ему именно этот препарат. Но характер открытия уже позволял определить те качества Отто Гана, которые, как писала Лиза Мейтнер, способствовали его дальнейшим успехам: "Радостное желание экспериментировать, острую наблюдательность и дар интуитивно правильно объяснять экспериментальные наблюдения".
Признав такую поразительную успешность первоначальных результатов, Рамзай посоветовал своему немецкому гостю отказаться от намерения стать химиком в промышленности и избрать научную деятельность исследователя радия. Он предложил Гану отправиться в Берлин в ведущий немецкий университет, где для него и его новой специальности открывались действительно хорошие перспективы Рамзай направил Гана к своему другу Эмилю Фишеру, всемирно известному химику, первому немецкому лауреату Нобелевской премии по химии, который пользовался большим влиянием и был известен своими фундаментальными исследованиями, прежде всего углеводородов и белковых веществ. В рекомендательном письме Рамзай характеризовал своего сотрудника как "славного малого", скромного, достойного доверия и высокоодаренного "Он мне очень понравился Он немец и хочет оставаться им; и он хорошо знаком со всеми методами исследования радиоактивности. Не посоветуете ли Вы, чтобы он приехал к Вам? Я знаю, что Вы хотите сделать исследования своей лаборатории разносторонними, насколько это возможно; найдется ли у Вас для него угол?".
С этим письмом весной 1905 года Ган предстал перед известным берлинским химиком У Фишера действительно нашелся "для него угол"; он считал, что Ган может беспрепятственно работать в институте, даже если ему не будет предложено место ассистента, так как радиоактивность еще не стала учебным предметом По его мнению, ничто не мешало Гану получить право преподавания этого курса и затем занять место доцента в Институте химии.
Отто Ган хотел, однако, вникнуть в проблемы и методы работы в новой области глубже, чем он это мог сделать у Рамзая, который, собственно, не был исследователем радия и лишь позже начал работать над радиоактивностью Итак, он обратился (снова с письменной рекомендацией Рамзая) к физику Эрнсту Резерфорду, который тогда работал в Монреальском университете в Канаде Резерфорд изъявил готовность принять на несколько месяцев в свою лабораторию молодого немца Так Ган сделал решающий для своего будущего шаг.
Эрнст Резерфорд, который был на восемь лет старше Отто Гана, уже приобрел международную известность благодаря своим исследованиям радиоактивности. Резерфорд родился в 1871 году в Новой Зеландии, вблизи города Нельсона, название которого позднее он присоединил к своей фамилии, когда за научные заслуги ему был пожалован титул лорда. Его предки были ремесленниками, эмигрантами из Шотландии От них он унаследовал любовь к ручному труду. Всю свою жизнь Резерфорд работал с простыми приборами, которые сам же предпочитал изготовлять. С их помощью были совершены его величайшие открытия. В этом отношении Ган также многому научился у Резерфорда.
Изучение физики, начатое на родине в Новой Зеландии, молодой Резерфорд, выдающиеся способности которого проявились довольно рано, продолжил в Англии. В Кавендишской лаборатории в Кембридже он стал учеником Дж.Дж. Томсона. Вначале он увлекался беспроволочной телеграфией, над разработкой которой в то время, после открытий Генриха Герца трудились многие физики и техники. Несмотря на то что он достиг значительных успехов, вскоре он сменил область своих исследований.
В 1896 году Резерфорд занимался катодными и рентгеновскими лучами, которые тогда исследовались преимущественно в Кавендишской лаборатории. Его успехи в науке были столь велики, что уже через три года он получил место профессора в Монреале в Канаде. Так как преподавательская деятельность занимала только несколько часов, у Резерфорда оставалось много времени для творческой экспериментальной работы в лаборатории. То, что для его исследований отпускались незначительные денежные суммы, при его методах работы не было большим препятствием.
Резерфорд был прирожденным физиком-экспериментатором. У него было естественное недоверие страстного экспериментатора к "только теоретикам". "Они играют символами, - любил он говорить, - а мы раскрываем действительные, достоверные факты". Так думали и многие другие крупные исследователи-экспериментаторы, хотя не каждый выражался столь недвусмысленно.
Однако в отличие от представителей экспериментальной физики, настроенных в пользу чистой эмпирии, Резерфорд не отрицал роли теории. Важнейший источник быстрого подъема физической науки конца XIX - начала XX века он видел в тесной связи теории с практикой. Поэтому он считал неизбежным непосредственное сотрудничество университетских институтов с промышленностью: эта "счастливая связь" позволяла ожидать в будущем больших результатов.
То, что Резерфорд в полной мере оценивал значение фундаментальных исследований, отчетливо видно из речи, которую он произнес при открытии нового университетского института. "Если совершенно отвлечься от их значения для нашего познания законов природы, - говорил он, - то опыт показывает, что самые значительные для человечества открытия в целом вытекали из исследований, которые имели единственную цель: обогатить наше знание о природных процессах".
Резерфорду, как и Фарадею, была внутренне присуща ярко выраженная способность к наглядным представлениям. У него было гениальное чутье на решающие вопросы и направление, в котором следует искать на них ответы. Он обладал подлинной беспристрастностью при оценке результатов поставленных опытов. Резерфорду было чуждо тщеславие и неуступчивость в вопросах науки, свойственные иногда, например, Марии Кюри: у него всегда и исключительно речь шла о деле.
Как исследователь Эрнст Резерфорд был необычайно удачлив. Исследование законов радиоактивности стало главным содержанием его работы. Он исследовал альфа-, бета- и гамма-лучи, он первый объяснил явления радиоактивного распада, выяснил энергетический бюджет лучистых веществ и ответил на вопрос о выделении тепла, которое является их характерным свойством. Его утверждение о том, что атомный распад по своим временным характеристикам не может испытывать влияние со стороны имеющихся в распоряжении физики или химии средств, приобрело позднее большое значение для геологического измерения времени: область, в которой вскоре начал работать и Ган.
В 1907 году после того, как Отто Ган снова возвратился в Германию, Эрнст Резерфорд последовал приглашению в Манчестер. За 12 лет, которые он там провел, он стал центром кружка выдающихся учеников и сотрудников. Самым известным из них был, несомненно, Нильс Бор, в течение многих лет работавший под руководством Резерфорда и навсегда сохранивший благодарность своему великому учителю. Здесь следует упомянуть и высокоодаренного физика Генри Мозли, погибшего в 1915 году в боях под Галлиполи в возрасте 28 лет, и Георга фон Хевеши.
В 1908 году Резерфорду была присуждена Нобелевская премия по химии. Но самое значительное свое открытие Резерфорд сделал в 1919 году при облучении азота альфа-частицами очень сильного радиевого препарата, то есть при "обстреле" быстро движущимися ядрами гелия. Незначительная часть азота переходила при этом в следующий элемент - кислород, причем гелий исчезал и излучался протон, ядро водорода.
Эта обменная реакция (превращение азота воздуха при помощи гелия в кислород и водород) была первым искусственным превращением элементов, тем искусственным превращением одного химического элемента в другой, которого безуспешно добивались в течение столетий, хотя полученные результаты еще не позволяли произвести взвешивание. Началась эра современной алхимии, век управляемых человеком внутриатомных превращений.
В этом же году Резерфорд был приглашен в Кембридж, чтобы стать преемником своего учителя Дж.Дж. Томсона в Кавендишской лаборатории. Встав во главе лаборатории, он успешно продолжил ее славные традиции.
Резерфорд вновь показал себя прирожденным руководителем. Он создал такой коллектив научных работников, о котором Максвелл, основатель Кавендишской лаборатории, мог только мечтать. При выборе сотрудников у него оказывалась очень счастливая рука. При его непосредственном участии и под его руководством были достигнуты существенные результаты в области ядерной физики. "Совершенно новые огромные знания" в исследовании радия, по словам Гана, "почти все исходили вначале от Резерфорда и его школы".
К числу учеников Резерфорда, кроме уже названных, принадлежали всемирно известные физики: Астон, создатель масс-спектрографа, Блэккет, открывший позитрон, а также Чедвик, известный своими работами с космическими лучами и открытием нейтрона, Коккрофт, которому удалось расщепить литий путем обстрела протонами, Гейгер, изобретатель счетчика частиц, и Капица, выдающийся советский исследователь, известный своими достижениями во многих областях физики и физической химии. Резерфорд сам вплоть до своей смерти (1937) был деятельным участником всех исследований.