Ядерный сценарий: Лизе Мейтнер, Эрвин Шрёдингер и наука изгнания
Материал любезно предоставлен Jewish Review of Books
Двадцатые годы прошлого века. В Берлинском университете проходит семинар по физике. Первые ряды буквально набиты нобелевскими лауреатами, включая Альберта Эйнштейна, Макса Планка и Густава Герца. Единственная женщина в аудитории — профессор Лизе Мейтнер. Эйнштейн называл ее «наша Мария Кюри». Десятилетия она руководила группой ученых, чьи исследования увенчались неким прикидочным расчетом, сделанным во время прогулки по лесу с коллегой, и присуждением Нобелевской премии — но не самой Мейтнер.
Лизе Мейтнер родилась в Вене в нерелигиозной еврейской семье. Хотя жили они в Леопольдштадте, еврейском районе города, Лизе была далека от религии, с юных лет отдавая предпочтение эмпирическому постижению мира. Ее биограф Рут Левин Сайм рассказывает нам историю — возможно, вымышленную — о рождении молодого ученого.
Однажды, когда Лизе была еще совсем юной, бабушка сказала ей, что шить в шабат ни в коем случае нельзя, а если этот запрет нарушить, то на виновного обрушатся небеса. Девочка в то время увлекалась вышиванием и тут же решила поставить опыт. Прикоснувшись иглой к своей незаконченной работе, она вонзила кончик в материю и с тревогой посмотрела вверх, затем сделала стежок, немного подождала и, убедившись, что со стороны небес нет возражения, уже спокойно продолжила вышивать.
Мейтнер, хрупкой темноволосой девушке с глубоко посаженными глазами, было девятнадцать, когда в Венский университет начали принимать женщин. В двадцать три года, после занятий с частным преподавателем, она успешно сдала вступительные экзамены и поступила на физический факультет, расположенный в ветхом старом здании недалеко от дома Зигмунда Фрейда. «Если здесь начнется пожар, — писала она, — немногие из нас смогут уцелеть». Пожара не случилось, и Мейтнер стала второй женщиной в истории этого университета, получившей степень доктора по физике.
В 1907 году она, одна и никому не известная, отправилась в Берлин в надежде добиться успеха в исследовательской работе. Мейтнер обратилась к Максу Планку, отцу квантовой механики, с просьбой разрешить ей посещать его лекции. «Он отнесся ко мне участливо, — вспоминала Лизе, — и вскоре пригласил к себе домой. В первый мой визит он сказал: “Ведь вы уже доктор! Чего же еще вы хотите?”»
Она хотела работать физиком, что и делала в течение пяти лет, не получая денег за свой труд и живя только на скромное пособие, получаемое от родителей, у которых помимо нее было еще семеро детей, нуждавшихся в помощи. Вместе с химиком Отто Ганом она изучала радиоактивный распад, но поскольку к работе в лаборатории женщин не допускали, Лизе проводила свои эксперименты в подвале.
В 1912 году Планк наконец официально сделал ее своим ассистентом, и она стала первой женщиной в Пруссии, занявшей такую должность. Отто Ган работал неподалеку в недавно созданном Химическом институте имени кайзера Вильгельма. Мало‑помалу Мейтнер стала одним из ведущих мировых авторитетов в области радиоактивности и в 1917 году основала отделение радиофизики этого института.
В первые годы после Первой мировой войны Мейтнер буквально голодала. Правда, она писала матери в Вену, что не страдает, хотя, «если тебе перевалило за сорок, жить в студенческой комнатушке совсем не то, что нужно». Однако результаты ее исследований были превосходными. Она создала первую в Берлине туманную камеру, или камеру Вильсона, новый метод изучения атомного ядра, и стала ведущим ученым в области ядерной физики. К тому времени, когда в 1927 году Эрвин Шрёдингер сидел радом с Лизе Мейтнер на семинарах по физике, проходивших по средам, она была уже признанным авторитетом. Таким же, разумеется, был и сам Шрёдингер, который за год до этого совершил важнейшее открытие в области квантовой механики. Позже имя Шрёдингера стали часто упоминать в связи с его мысленным экспериментом, где фигурировал кот .
В отличие от препятствий, преодолеваемых Мейтнер, путь Шрёдингера в науку был гладким. Его отец изучал химию, а дед со стороны матери возглавлял химический факультет Венского технического университета. Тот же дед владел роскошным пятиэтажным многоквартирным домом в фешенебельном районе Вены. В пентхаузе этого дома и рос Эрвин, его обожаемый внук. Сам Эрвин в войну не пострадал, но семья разорилась. В 1920 году он уехал в Йену, получив должность ассистента в Физическом институте Йенского университета. В его обязанности входило корректирование курса лекций по теоретической физике Феликса Ауэрбаха, который многие годы не мог занимать профессорскую должность из‑за своего еврейского происхождения. Позднее Шрёдингер вспоминал: «У меня установились теплые дружеские отношения и с еврейской семьей Ауэрбах, и с моим начальником Максом Вином и его женой (те по традиции были антисемитами, но личной антипатии к евреям не испытывали)».
Позже, уже в Берлине, Шрёдингер сблизился с Мейтнер. Хотя она росла по другую сторону Дунайского канала, они оба воспитывались в почитании Bildungskultur — культуры образования, где ценились литература, театр, интеллект. Жена Шрёдингера Аннемари вспоминала: «Знакомство с Лизе Мейтнер в Берлине было замечательным событием. Мы стали добрыми друзьями». Чета Шрёдингеров устраивала веселые Wiener Würstelabende (вечеринки с венскими сосисками), на которые приглашалось все сообщество физиков.
Неприятности начались после биржевого краха 1929 года. Резко вырос уровень безработицы, и к лету 1932 года студенты университета стали буквально голодать. Ассистент Шрёдингера Виктор Вайскопф вспоминал: «Банды молодых нацистов шатались по берлинским улицам, избивая еврейских студентов или тех, кто был похож на еврея… Не раз мне приходилось впускать кого‑нибудь из таких ребят к себе, чтобы они смогли потом выбраться через черный ход».
Утром 30 января 1933 года Мейтнер и Аннемари сидели в квартире Шрёдингеров и слушали радио: надвигалась нацистская буря. В тот же день Гитлер был приведен к присяге в качестве рейхсканцлера. Шрёдингеры еще планировали очередную Wiener Würstelabende, но эта веселая пирушка станет последней.
Эйнштейн сразу почувствовал опасность. Находясь в Соединенных Штатах, он отменил намеченную лекцию в Прусской академии наук и написал одному из своих друзей, что «не решается ехать в Германию из‑за Гитлера». А вскоре выступил со следующим открытым заявлением.
Пока у меня есть такой выбор, я намерен жить в стране, где торжествуют гражданская свобода, терпимость и равенство всех граждан перед законом… В Германии в настоящее время этих условий нет.
В этом семестре Мейтнер исполняла обязанности директора Химического института имени кайзера Вильгельма. В марте она написала Отто Гану, что бухгалтерия института «распорядилась оценить стоимость национального флага, поскольку он подлежит замене на черно‑бело‑красный, за который заплатит Общество кайзера Вильгельма». Вскоре над институтом уже реял флаг со свастикой, а Мейтнер продолжила свою работу.
В апреле нацисты организовали бойкот еврейского бизнеса. Затем они ввели в действие «Закон о восстановлении профессиональной гражданской службы», не допускающий к таковой «политически неблагонадежных» и «неарийских» претендентов. В первом из многочисленных приложений к закону указывалось, что государственный служащий считается «неарийцем», если у него есть дед или бабка еврейского происхождения. У Мейтнер таких было четверо.
В сентябре Лизе Мейтнер была лишена должности профессора университета, ей даже запретили посещать традиционный проходивший по средам семинар. При этом ее работа в институте могла продолжаться, поскольку финансировалась не государством, а частным бизнесом. Вскоре физики‑евреи бежали из Германии, и их коллеги в Англии и Америке приложили немало усилий, чтобы беглецы могли устроиться на новом месте. Многие из оказавшихся в изгнании ученых продолжили работу в области ядерной физики, столь привлекательной для Мейтнер. Годом ранее был открыт нейтрон, и бомбардировка атома нейтронами привела к созданию нового необычайно интересного направления физической науки. Однако Мейтнер не захотела покидать свой институт. Позже она писала: «Я построила его с нуля, с самого первого камня, он стал для меня делом всей жизни, и расставание с ним казалось мне трагедией».
Совсем иначе чувствовал себя Шрёдингер. Он всегда заявлял о своей «аполитичности» и был чистокровным «арийцем», но при этом нацистский Берлин его не привлекал. Феликс Ауэрбах и его жена, старые друзья Эрвина из Йены, покончили с собой в феврале. Они, по словам Шрёдингера, не видели «способа избежать притеснений и унижений, уготованных для них взявшими власть нацистами».
Вскоре Шрёдингер заявил о своем желании переехать в Оксфорд, став таким образом одним из немногих нееврейских ученых, покинувших Германию в ответ на приход к власти Гитлера. В университете он сообщил, что всего лишь берет «учебный отпуск», но в это никто не поверил. Его друг Вольфганг Паули во время летнего отпуска высказал предположение, что он все же вернется в Берлин, чтобы противостоять нацистам. На это Шрёдингер ответил: «Я сыт по горло и больше не могу здесь находиться». Осенью, прибыв с Аннемари в Оксфорд, он узнал, что удостоен Нобелевской премии. Однако вдали от немецкоязычного мира Шрёдингер оставался недолго. В 1936 году он принял предложение занять пост профессора в Грацком университете (Австрия) и по совместительству профессора Венского университета. Впрочем, к тому времени нацисты уже приглядывались к Австрии.
После аншлюса Шрёдингер не захотел вновь срываться с места. По совету нового, уже нацистского, ректора Грацкого университета он опубликовал в грацкой газете «Тагеспост» льстивое письмо под заголовком «Признание Фюреру», где писал, что «будет счастлив, если в полном согласии с волей фюрера ему даруют возможность всеми силами поддержать решение теперь уже объединенного народа». Этого показалось мало, и он продолжил:
Нет сомнений, что для старого австрийца, любящего свою родину, это единственная достойная позиция, а если выразить свою мысль без обиняков, то каждое «нет» в ящике для голосования [то есть возражение против объединения с Третьим рейхом] есть не что иное, как национальное [völkisch] самоубийство.
Мы призываем всех прийти к согласию, что отныне, в отличие от прошлого, на этой земле не должно быть победителей и побежденных, но лишь объединенный и сплоченный народ [Volk], не жалеющий усилий для достижения общей цели всех немцев.
В стремлении услужить новому режиму Шрёдингер использует слова «völkisch» и «Volk», занимающие ключевые места в лексиконе языка, который филолог Виктор Клемперер назвал Lingua Tertii Imperii . Больше того, Шрёдингер сказал, что хотел бы пожать «протянутую Гитлером руку мира» — ту самую, что душила его еврейских друзей и коллег.
Письмо перепечатали многие немецкие газеты, о нем сообщил британский научный журнал Nature. Друзья Шрёдингера за рубежом боялись, что оно было написано под угрозой ареста, если не более тяжкого наказания, хотя на самом деле Эрвин и Аннемари просто хотели остаться в Австрии. Весной, вскоре после публикации письма, они с удовольствием катались на лыжах в Тироле. Один из прежних коллег по работе в Оксфорде встретил там Шрёдингера и написал, что тот «не ощущает никакой необходимости как можно скорее уезжать из Австрии и в общем‑то предпочитает примириться с режимом, если у него получится». Однако нацисты так и не прониклись к нему доверием и лишили его профессорской должности. Опасаясь дальнейших преследований, Шрёдингер уехал в Англию, где встретил гораздо менее теплый прием, чем несколькими годами ранее.
Фредерик Александр Линдеманн, научный советник Черчилля, задал риторический вопрос: «Он в своем уме? Неужели он не понимает, что о нем здесь думают после публикации этого письма?» Еврейский физик Франц Симон писал, что приезд Шрёдингера «вызвал переполох, сопровождаемый глумливыми замечаниями вроде “он продал душу” и частым цитированием высказывания короля Ганновера “Профессора — те же проститутки”». Симон посоветовал Шрёдингеру «недвусмысленно дать понять окружающим, что это письмо было написано под давлением». Вот что он далее вспоминал.
Во‑первых, он спросил меня, о каком письме речь. Затем возбудился и стал просто грубым. Сказал, что находится в свободной стране и никому не следует совать нос в его дела. Наконец он вообще отказался говорить на эту тему.
Впрочем, в письме Эйнштейну Шрёдингер попытался оправдаться: «Я надеюсь, вы не восприняли всерьез и не ставите мне в вину мое безусловно трусливое поведение. Я хотел оставаться на свободе, а без грубого притворства это было невозможно». Однако публичного покаяния не последовало. В то время как многие его коллеги приняли участие в войне на стороне антигитлеровской коалиции, Шрёдингер занял пост профессора в Дублине, поставив себя над схваткой.
Лизе Мейтнер с 1933‑го по 1938 год оставалась в своем институте в Берлине. После аншлюса ее паспорт уже был недействителен, а ее родственники в Вене оказались в отчаянном положении. В конце концов она решила уехать, но ей отказали в выдаче необходимых документов. Ее друзья разработали план бегства. Дирк Костер, голландский физик, посетил Мейтнер в Берлине и уговорил ее вместе с ним тайно пересечь голландскую границу на поезде. Мейтнер вспоминает: «Чтобы не возбуждать подозрений, я провела последний день в Германии в своем институте, где до восьми вечера вносила поправки в статью молодого коллеги, готовя ее к публикации». На всякий случай Ган дал ей кольцо с бриллиантом, принадлежавшее его матери. 13 июля 1938 года Лизе Мейтнер благополучно достигла Нидерландов — и как раз вовремя: один из ее коллег уже сообщил властям, что она готовится к побегу.
Вскоре Мейтнер смогла продолжить свои исследования в Швеции, хотя должность ее весьма скудно оплачивалась. В письме Гану она выражала опасения, что ее прежние коллеги могут решить, будто она «отказывается от своих обязанностей». Она осталась без личных вещей, без денег и к тому же не владела шведским языком. Ее страшно волновало бедственное состояние оставшихся в Австрии родственников. Силы она черпала только в постоянной переписке с Отто Ганом, посвященной загадочным изотопам радия, образующимся при облучении урана нейтронами. В ноябре, через неделю после ее шестидесятого дня рождения и одновременно Хрустальной ночи , она встретилась с Ганом в Копенгагене, где они обсуждали эти реакции в уране, а 21 декабря Мейтнер получила письмо, где описывался потрясающий достигнутый результат: образование бария. Мейтнер тут же написала ответ, что это стало возможным только благодаря «полному разделению» урана на более легкие элементы. Во время рождественских каникул она говорила о разделении ядра урана со своим племянником Отто Фришем, физиком, работающим в Копенгагене (его отец, зять Лизе, в это время находился в Дахау). Гуляя по заснеженному лесу, они, как вспоминал Фриш, «сели на поваленное дерево и стали набрасывать расчеты на клочке бумаги». Ядро урана они представили как каплю воды, разделившуюся на две меньшие капельки под ударом медленного нейтрона. Далее Фриш пишет:
К счастью, Лизе Мейтнер вспомнила, как рассчитать массу ядер по так называемой «формуле упаковочного коэффициента», и таким образом пришла к выводу, что два ядра, образовавшиеся в результате деления ядра урана, будут легче исходного ядра приблизительно на одну пятую массы протона.
С помощью формулы Эйнштейна E=mc2 она рассчитала освободившуюся в результате такой реакции энергию. В изящной статье, сочиненной в ходе последующих двухнедельных телефонных разговоров, они назвали этот процесс «расщеплением ядра».
До проведенных командой Мейтнер экспериментов и ее теоретической интерпретации полученных результатов никто и предположить не мог, что атом можно разделить. И все же несмотря на это эпохальное открытие Мейтнер оставалась в Швеции в полной изоляции и без всякой поддержки. Она непрерывно писала письма с призывами помочь своим еврейским коллегам, бежавшим из Третьего рейха, но, когда в 1943 году ее пригласили в Лос‑Аламос (Нью‑Мексико) участвовать в Манхэттенском проекте, она отказалась, не желая иметь дела с созданием атомной бомбы.
После войны американская пресса назвала Мейтнер «матерью атомной бомбы», американские евреи провозгласили ее героиней, но вот что она писала своей младшей сестре в сентябре 1945 года:
Когда американские евреи (или, лучше сказать, еврейские американцы) восхваляют меня главным образом из‑за моего еврейского происхождения, я чувствую себя самозванкой. Я не еврейка по вере, я ничего не знаю об истории иудаизма и не чувствую себя ближе к евреям, чем к другим людям.
И все же, в отличие от почти всех своих нееврейских коллег, Лизе Мейтнер чувствовала себя виновной в том, что работала в Германии в то время, когда Гитлер затягивал петлю на шее еврейского народа. Она писала Гану: «Мне совершенно ясно, что я повела себя безнравственно, когда в тридцать третьем не уехала, ибо остаться значило поддержать гитлеризм». Согласился с ней только Планк. Когда в 1943 году они встретились в Стокгольме, он сказал ей: «Мы совершили нечто ужасное, столь же ужасное должно произойти и с нами».
После войны физик Макс фон Лауэ написал Мейтнер: «Я не уверен, что все обвинители вели бы себя иначе, если бы им было суждено родиться в Германии». Она убеждала своих друзей понять и принять, что необходимым нравственным выбором было активное сопротивление, а не помощь всего лишь «нескольким преследуемым в различных местах людям, в то время как гибель миллионов не вызывала протестов». Ее желанием было убедить весь цивилизованный мир прийти к решению о необходимости действовать иначе, если подобное когда‑либо повторится вновь.
За открытие расщепления ядра Нобелевской премии (по химии) был удостоен только Отто Ган. Фриц Штрассман, немецкий химик, с которым Ган проводил все свои эксперименты, сказал, что «начало их совместной работы, которая и привела к открытию», положила Лизе Мейтнер. Штрассман признал, что Мейтнер «была интеллектуальным лидером их группы» и «не прерывала интеллектуальной связи с ними», находясь в изгнании в Швеции. Однако ведущая роль Мейтнер и ее интерпретация физического смысла расщепления ядра остались незамеченными Нобелевским комитетом. Отто Ган принизил эту роль, но еще большим грехом в ее глазах был его отказ взять на себя хоть какую‑то долю ответственности за творимое Третьим рейхом. Отто Ган писал Мейтнер: «Человек не в силах противостоять террористическому режиму… Так как же можно постоянно упрекать целый народ за его поведение в такую эпоху?»
Уклонился от такой ответственности и Эрвин Шрёдингер. Когда некоторые физики воспротивились чествованию ученого из‑за того, что Макс Борн назвал «глупым “признанием Фюреру”», еврейский физик Рудольф Пайерлс сказал: «Я бы не стал называть это всего лишь “глупым”. Ведь именно неспособность столь многих людей понять всю серьезность происходивших в Германии событий сделала наше восприятие их настолько мучительным». Тем не менее чествование Шрёдингера состоялось.
В 1947 году Мейтнер пригласили вновь руководить Химическим институтом имени кайзера Вильгельма — Отто Ган в это время возглавлял Общество имени кайзера Вильгельма. По этому поводу Лизе Мейтнер писала одному из своих друзей: «Немцы так до сих пор и не осознали, что с ними произошло, они полностью забыли эти ужасные события, если те не коснулись их лично. Мне кажется, я не смогу дышать в этой атмосфере». Так что это приглашение она отклонила. Да и все равно было слишком поздно: физические семинары по средам к тому времени давно обезлюдели.
Оригинальная публикация: The Nuclear Option: Lise Meitner, Erwin Schrödinger, and the Science of Exile
О встрече Оппенгеймера с Бен-Гурионом
Гитлеровская математика
