На головну

Глава 3. Протон

  1.  I глава. Вологість повітря
  2.  II глава. Вологість повітря в фізичному понятті.
  3.  II. Глава IIОснови теорії попиту та пропозиції
  4.  III глава. Вологість в лазнях і саунах.
  5.  IV глава. Вологість в бібліотеках.
  6.  А. Протон - протонний цикл.
  7.  Аналізу цієї економіки і присвячена дана глава.

Знавець Бетховена, прогулюючись чудовим липневим ввечері 1914 року по Грюневальд - берлінському кварталу вілл, - міг впізнати хвилююче andante cantabile з фортепіанного тріо номер 7 сі-бемоль мажор. Музика ллється з напіввідкритих вікон вілли на Вангенхаймер-штрассе 21. Побудований в 1905 році будинок грунтовний, але не помпезний і витриманий в холодних, суворих формах як зовні, так і всередині. Стиль поведінки господаря будинку також вважається серед його колег і співробітників швидше стриманим і офіційним. Однак ті, хто знає його ближче, цінують його як добросердого, співчутливого друга і компанійського любителя музики. Багато хто мріє про запрошення на його домашні концерти. Отто Ган тут постійний гість. Можливо, вуличного перехожого, який прислухається до музики, відомо, що тут живе зі своєю сім'єю таємний радник Макс Планк.

Незабаром після того, як відзвучала четверта частина - allegro moderato presto , - Розчиняються двері в сад, і зграйка расшалівшіхся дорослих з гучним сміхом вибігає на галявину. Все буйствують без видимої причини, носячи навколо декоративних кущів та фруктових дерев. Однак правила гри прості. Вибираєш собі жертву, чесно попереджаєш її про свої наміри і потім ганяєшся за нею по всьому саду, поки не зловиш. Сьогодні господар будинку націлився на витончену молоду жінку з акуратним прямим проділом і пучком темного волосся, яка швидко, але все ж недостатньо, пускається у втечу, стрибаючи через клумби і поднирівая під низько висять гілки вишні. Вже скоро стрункий, високий чоловік років п'ятдесяти п'яти, зі світло-блакитними очима і довгими ногами наздоганяє Лізу Мейтнер. «Як же він був задоволений, коли ловив кого-небудь», - згадує спіймана. Для Макса Планка і його гостей гра в догонялки після концерту, в якому сам він сьогодні знову був за фортепіано, а партію віолончелі виконував голландець, була улюбленим ритуалом.

У дверях веранди варто скрипаль, не надто вірячи в те, що розігрується у нього на очах, і коливається, чи не кинутися чи і йому теж в загальну штовханину. Ця людина сприймає матерію як затверділу енергію. У його свідомості простір і час пов'язані в нерозривної єдності, в якому сила тяжіння більше не діє, а формується в якусь геометричну величину - в чотиривимірний простір-час, яке викривляється під впливом маси. Ця концепція вже скоро зробить його найзнаменитішим фізиком XX століття. Альберт Ейнштейн вже три місяці живе неподалік від вілли Планка. Свій статус почесного директора Фізичного інституту кайзера Вільгельма без викладацької навантаження він приймає, як завжди, незворушно і з гумором. Він оповіщає весь світ, що прибув до Берліна «зразок живої мумії». Його інститут існує поки що лише в уяві всіх учасників, яким вдалося хитрість заманити сюди Ейнштейна. Він тільки що розлучився зі своєю дружиною Мілевою: «Життя без моєї дружини для мене особисто - справжнє відродження, - зізнається він одного. - У мене таке відчуття, ніби я залишив позаду десяток років каторги ».

Ліза Мейтнер з жвавістю згадує той домашній музичний вечір з тріо сі-бемоль мажор Бетховена на віллі Планка: «Ейнштейн, очевидно сповнений радості від музики, сказав, голосно сміючись, в своїй безтурботним манері, що йому соромно за свою поганеньку техніку. Планк стояв поруч, зі спокійним, але буквально випромінює щастя особою і потирав долонею в області серця: "Ця чудова друга частина". Коли потім я і Ейнштейн йшли, Ейнштейн ні з того ні з сього сказав: "Знаєте, в чому я вам заздрю?" І коли я ошелешено глянула на нього, він додав: "Що у вас такий начальник". З 1912 роки її посаду особистої асистентки Планка в університеті нарешті оплачується регулярним платнею. А в Хімічному інституті кайзера Вільгельма вона і влітку 1914 року як і раніше працює з Отто Ганом як «неоплачувану фахівець».

У березні 1914 року Ган запрошений на свято Карлом Дуйсберга, директором концерну «Байєр-Верке» в Леверкузені. Він повинен здивувати гостей чимось вражаючим з області дослідження радіоактивності. Для цієї мети він вибрав екзотичний «олівець»: скляну трубку з сильно випромінюють і світиться мезоторій. Цим олівцем він пише на фотопластинці ім'я директора. Платівку негайно виявляють, і публіка отримує можливість помилуватися цією радіографією. Увечері, на чудовому урочистому банкеті столи прикрашають доставлені з Голландії орхідеї, а вино в термосах охолоджується зрідженим повітрям.

Німецька хімічна промисловість - провідна у світі. Ось і зажадало прусское військове міністерство через півроку вкладу хіміків у війну. На заводах Байєра в процесі виробництва скупчується величезна кількість отруйних проміжних продуктів, тепер їх поставляють в інститут Фріца Габера в берлінському Далеме. Там ці речовини досліджуються на предмет їх застосування у військових діях. Габеру до початку війни 46 років. Народившись в Бреслау євреєм, він у віці 25 років переходить в протестантизм, оскільки в імперії панує настрій латентного антисемітизму. Протестанту в Пруссії зробити кар'єру легше. Військовому міністерству не доводиться довго його вмовляти. Пристрасний патріот з головою занурюється в роботу і насамперед впроваджує нові антифризи для того, щоб моторизований наступ німецьких військ на Росію не застопорилося з початком зими, а мастильні речовини для артилерійських знарядь не замерзали.

Однак для честолюбного хіміка це всього лише гімнастика для розігріву. Не дарма ж він ще п'ять років тому зробив один винахід надзвичайної військової важливості, яке принесло йому як хіміку світову популярність. З невичерпного і, вважай, дармового джерела Габер добув речовину, яка в принципі дозволяє ефективно перемогти голод в світовому масштабі. Одну складову частину речовини, названого аміаком, він взяв буквально з повітря. Атмосфера Землі на три чверті складається з азоту. І Габеру вдалося те, що цілі покоління хіміків до нього вважали безнадійним, а саме: спеціальними апаратами вловлювати з повітря азот і утримувати його. Водень в якості другого компонента аміаку, теж практично без обмежень, можна отримувати з води. І цей газ з різким запахом є вихідним продуктом для штучних добрив, значення яких зростає з огляду на зростання народонаселення Землі. До того ж разом з Карлом Бошем, хіміком концерну «BASF», цей геній синтезу поставив виробництво азотних добрив на промислову основу.

Сам Фріц Габер завжди бачив своє покликання в невтомних творчих дослідженнях на благо людства. Однак тепер, в ейфорії перших місяців війни, він трохи видозмінює своє справжнє призначення, пристосувавши життєвий девіз до нової ситуації: «У мирний час - людству, у воєнний - отечеству». Бо синтез аміаку веде не тільки до підвищення врожаю пшениці, кукурудзи і рису. Аміак можна переробити з азотною кислотою в вихідний продукт для боєприпасів і вибухових речовин. У той час як інші воюючі сторони розраховували лише на Чилі як на головного постачальника натуральної селітри, німецький імператор міг покластися на своїх тлумачних хіміків з «BASF». Якби не метод Габера - Боша, німецькі солдати залишилися б без боєприпасів вже в середині 1915 року, оскільки британський флот став перехоплювати кораблі з селітрою, призначеної для Німеччини. З габеровскім синтезом аміаку і промисловим виробництвом, ініційованим Карлом Бошем, німецька хімія досягла небачених масштабів. На очах збувалася казка «Столик, накрити!». Штучні добрива обіцяють скатертину-самобранку, а казковий наказ «Дубинка, з мішка!» Перетворює аміак до вибухової речовини. Нагодувати людство і винищити людство - з цієї дилеми науці вже не виплутатися у всіх прийдешніх війнах. Лише пацифіст Альберт Ейнштейн не поділяє військову ейфорію своїх Далемський колег. Як сторонній спостерігач він, звичайно, зачарований тим, з якою винахідливістю німецькі вчені розігнали військову машину. Своєму другу Ромена Роллана він повідомляє: «Ця усеохватна організаторська вправність не вкладається в голові. Всі університетські вчені взяли на себе якісь військові завдання або послуги ».

Попереду всіх - Фріц Габер. За винятком відділу радіоактивних досліджень, очолюваного Ганом і Мейтнер, все приміщення Хімічного інституту кайзера Вільгельма зайняті розробкою хімічної зброї. В асортимент поставлених концернами «Байєр» і «BASF» отруйних речовин входить і смертельний газ хлор. Будучи відходом виробництва, він є у величезних кількостях на обох фабриках - ідеальна умова для широкомасштабного військового застосування. Габер закачує газ в сталеві посудини і відпрацьовує метод його ефективного застосування на місцевості в якості бойового отруйної речовини. У другому битві у Фландрії поблизу містечка Іпр на південному сході Бельгії вперше «стравлюють» 150 тонн хлору за методом Габера. 22 квітня 1915 року дме легкий вітер норд-норд-ост. На заході сонця німецькі сапери на п'ять хвилин відкривають вентилі шести тисяч сталевих циліндрів. Хмара, жовто-зеленим кольором нагадує уран, рухається широким фронтом протяжністю в шість кілометрів на позиції союзних військ, які окопалися в похідній бруду.

Те, чого не доб'ється ні атакуючий солдатів, ні осколок снаряда, ні куля, без зусиль вдається газу. Він важчий за повітря і стелиться по землі, він проповзе через болото, перевалився через мішки з піском, пробереться крізь мотки колючого дроту і, врешті-решт, заповнить окопи. У цих вже виритих могилах солдати захоплені несподіваним зброєю зненацька. В паніці вони біжать від хмари, що несе смерть, не розуміючи, що з ними коїться, вони давляться кашлем, вдихаючи при цьому ще більше хлору, який спалює їхні легені. У смертному жаху вони затикають рот рукавом, нігтями риють ямки в землі, щоб перед тим, як задихнутися, остудити в грязі палаюче обличчя і сховатися від жовто-зеленого туману.

Після цього швидкого, несподіваного в своїй легкості прориву фронту, який коштував життя п'яти тисячам союзних солдатів і залишив десять тисяч калік, інститут Фріца Габера в Далеме стає незаперечним тиловим центром хімічного ведення війни. Отто Ган як представник «газових» інженерних військ в цей час веде розвідку місцевості в Шампані для нових хімічних атак. Всім заправляє особисто Габер, який скептичного спочатку Гана переконує тим доводом, що хімічна зброя покінчить з війною швидше і тим самим ефективно врятує людські життя. Ган робить цей аргумент власною філософією, так що пізніше він «з повним переконанням» навчає солдат на сталевих циліндрах і особисто керує газовими атаками на Східному фронті.

Явно збуджений першим військовим досвідом, Ган приходить до природної думки про застосування в збройовій техніці і радіоактивних речовин. Він сам придумав, як можна було б застосувати радій і мезоторій. Перебуваючи далеко від матеріалів і лабораторної апаратури, він по польову пошту доручає Лізі Мейтнер подбати про розробку радіоактивної світиться маси. Її треба нанести на рушничну мушку, щоб німецькі солдати могли стріляти і вночі - такою була хід думки Гана. Ліза Мейтнер і її колега-хімік Отто фон Бейер об'єднуються для серії випробувань з радіотором і цапонлаком, сумішшю целулоїду і ацетону. Цей препарат витримує сильні поштовхи без змивається проточною водою і може нагріватися до 90 градусів Цельсія без шкоди для його функції. Одну пробу цієї речовини Мейтнер завдає на тонку мідний дріт і посилає її на експертизу Гану, агенту хімічної війни на різних фронтах. 9 січня 1915 він пише: «Шляхом вимірювання я встановив, що цапонлак не применшує ефект, до того ж він утворює захисний шар». Три тижні потому з Берліна до віце-фельдфебеля ополчення відправляється пакетик з «двома порівняно сильними сумішами радію з сірчистим цинком і цапонлаком ... в двох маленьких пляшечках ...». Ган повинен, таке природне уявлення тиловиків Мейтнер і Бейєра, випробувати ідею на власному рушницю і скласти картину її придатності. В кінці січня 1915 року пропозиція Гана і проби підготовленої Бейером і Мейтнер радіоактивної світиться маси лежать перед «збройової комісією» прусського військового міністерства. І десь там, в очікуванні резолюції, загубившись в стосі інших клопотань і заяв, а може, акуратно підшита в таткові, зазнає невдачі перша спроба поєднати радіоактивну речовину зі зброєю.

Фріц Габер між тим працює цілодобово, бо спіраль гонки озброєнь вже здіймається вгору. У розпорядженні союзницьких військ вже скоро виявляються хоч і примітивні, але дієві проти хлору протигази. Тому Габер хоче знайти таке подразнюючу засіб, яке, проникнувши крізь гуму і шкіру, змусить ворога зірвати з обличчя протигаз, щоб його, незахищеного, тут же накрило другою хвилею смертельного газу. Ці гази згодом будуть названі «зелений хрест» і «синій хрест», а в спільному застосуванні отримають продумане назву «кольорової хрест».

У червні 1915 року і газовий сапер інженерних військ Отто Ган потрапляє на «передові позиції», опинившись на околиці спаленої польського села. Для ночівлі там використовувалися порожні труни, а в якості снодійного - чайна ложка 95-процентного спирту. При сприятливому вітрі пускали газ фосген, він же «зелений хрест». Він в десять разів ядовитее, ніж хлор, але пахне солодкуватої пріллю, як сире сіно. Вперше Ган був свідком газової атаки, яка відбулася під його командуванням: «Не було ні пострілу ... Атака увінчалася повним успіхом. Фронт міг просунутися вперед на кілька кілометрів ». Але коли хмара розсіялася, він бачить, що завойована територія всипана трупами отруєних російських, і серед них агонізуючі, ще живі, але приречені на смерть. Він спонтанно кидається допомагати власними рятувальними приладами, які полегшують дихання. Але отруєні газом вже не годяться в військовополонені. Судячи з усього, вони не стривожилися, коли на них повіяло сирим сіном. «Я був тоді глибоко присоромлений і внутрішньо дуже схвильований, адже в кінцевому рахунку я сам викликав цю трагедію».

Навесні 1916 року в концерні «Байєр» в Леверкузені Гану довірено делікатне завдання - вручну наповнювати фанати зрідженим фосгеном, при цьому для захисту власних легких він виробляє спеціальну дихальну техніку. Мабуть, збентеження, випробуване від побаченого «на фронті» дії фосгену, швидко витіснялося буденністю війни, оскільки він як і раніше готує для фронту отруйні гази - правда, тримається далеко від передової, надавши себе в розпорядження верховного хімічного головнокомандувача Габера для небезпечного експерименту. А той хоче з'ясувати, коли протигази перестають діяти. Ган добровільно викликається в піддослідні кролики. Він повинен носити протигаз до тих пір, поки газ не потрапить в дихальні шляхи. «Для цього ми заповнювали фосгеном надлишкової концентрації герметичну дощату будку і залишалися в цій атмосфері, поки захисна дія протигаза не слабшав. Час визначалося зовні секундоміром ».

У квітні 1917 року компанія по використанню радію у Відні терміново забирає весь запас радію в Санкт-Йоахимстале, оскільки з Німеччини надійшов велике замовлення. Судячи з усього, плани Гана, Мейтнер і Бейєра все-таки витягнули з-під шару пилу і схвалені. Одному заводу в Будапешті доручено оснастити світяться мушками мільйон рушниць для армії Вільгельма II. Підраховано необхідне для цього кількість радію: 850 міліграмів. В кінці серпня 1918 року, за кілька тижнів до закінчення війни, що світяться мушки нібито в покращеному виконанні однієї віденської фірми повинні нарешті пройти перші практичні випробування. Курси снайперів в австрійському Бруку-на-Лейте видають протверезний результат: «Оскільки мета в темряві так і так не видно, то і світяться мушки не мають сенсу». Тим самим вся затія виявилася повним головотяпством. Розумні і проникливі люди - Еміль Фішер, Фріц Габер, Отто Ган і Ліза Мейтнер - не додумалися, що в темряві повинна бути освітлена в першу чергу мета , А не мушка. Через два місяці після цього протвережуючої провалу спроби оснастити зброю радіоактивними речовинами велика війна закінчується, і дунайська монархія Австро-Угорщина ліквідується. Санкт-Йоахимсталь разом зі своїми променистими корисними копалинами належить тепер новій країні - Чехословаччини.

Після програної війни Фріц Габер впадає в неспокій і на деякий час зникає з поля зору. Він боїться трибуналу над військовими злочинцями, а перемогла влада не забуде оголосити його військовим злочинцем як головного відповідача за застосування хімічної зброї. І навряд чи він міг очікувати іншого вироку, крім смертного, довірливо зізнається він Гану. Той розповідає, що втікач відпустив бороду, щоб його не впізнавали. Однак нічого такого не сталося: ні Габер, ні інші вчені на провідних позиціях не були притягнуті Гаазької військової конференцією до відповіді за завдану шкоду. Зовсім навпаки: про міжнародну опалі Габера не могло бути й мови. Бо відразу після війни йому було присуджено Нобелівську премію з хімії за синтез аміаку. Габер залишається в переконанні, що вніс величезний внесок в гуманізацію ведення війни, і продовжує марити перевершує ефективністю застосування газу в порівнянні з гарматними ядрами і рушничними патронами. У 1919 році Габера призначають «рейхскомиссаром по боротьбі з шкідниками». Він пускає в хід весь свій досвід і напрацювання, які повинні привести до створення засоби удушення гризунів і паразитів. Назва цього кошти - «Циклон Б».

Ернест Резерфорд в війну розробив методи акустичної розвідки німецьких підводних човнів. Описуючи власні експерименти, Резерфорд дотримується військового жаргону. Та й в його інституті в Манчестері постійно говорять про рафіновану тактиці нападу. Оскільки він готує не що інше, як прямі атаки на атомне ядро. Адже до сих пір існують лише умоглядні міркування про складові частини ядра та стримані абстракції на кшталт атомної моделі Бора. Але той, хто дійсно хоче зазирнути в саму суть матерії, повинен по-справжньому зламати ядро. Резерфорд обстрілює азот швидкими альфа-частками. Як і при історичних дослідах із золотою фольгою, в ході яких він відкрив атомне ядро, Резерфорд і цього разу спостерігає звичні спалаху на серністоцінковом екрані. Правда, крім сцинтилляций, викликаних альфа-частками, на екрані додатково виникають і значно слабші мерехтіння.

У міру того як Резерфорд відсуває своє джерело радію все далі від екрану, спалахи, типові для альфа-частинок, зникають, тоді як більш слабкі проблиски як і раніше видимі. Оскільки тепер вони безумовно відбуваються не з джерела радію, Резерфорд може зробити лише один висновок: мабуть, це сліди часток, дальність дії яких в повітрі явно більше, ніж у альфа-частинок. І вони, мабуть, вилітають з атакованого ядра атома азоту. Спочатку він думає про аномалії азоту. Але ці світлові сліди не вдається відрізнити від тих, що Резерфорд вже досліджував у водню. У великій порожнечі атома водню за своєю самотньою орбіті обертається лише один негативно заряджений електрон. Щоб зберігати електричну нейтральність атома, в його ядрі може існувати тільки одна позитивно вбрана частка. Хтозна, чи не є ця особлива ядерна частка основоположним матеріальним цеглинкою всіх елементів?

Резерфорд пощастило відколоти від істотно більш важкого атома азоту шматочок ядра при зіткненні з альфа-частинкою. Це абсолютно несподіваний і настільки ж неймовірний ефект, як якби горобець налетів на особняк і зніс з нього трубу. Так Резерфорда було призначено вперше зазирнути на найглибший рівень матерії, на її матрицю. І вона явно складена з одних лише ядерних частинок водню. При зіткненні з альфа-частками з атома азоту вибивається один такий ядерний цеглинка, при цьому азот перетворюється в кисень. І це значить: Ернесту Резерфорду вдалося здійснити перше в історії штучне ядерне перетворення.

Перетворення елементів в радіоактивному розпаді - природний процес, який людина хоч і міг спостерігати, але не міг збагнути. Відтепер, однак, будь-якому досліднику є перетворити азот в кисень за допомогою описаної Резерфордом апаратури і відповідних препаратів. Цей процес стає передбачуваний і доказуем. Коли Нільс Бор в липні 1919 року відвідує свого ментора і друга в Манчестері, він дізнається від нього і інші подробиці про «контрольованих або так званих штучних ядерних перетвореннях, якими він викликав до життя те, що він упереджено назвав новітньої алхімією , Відкриття, якому згодом судилося придбати настільки величезне значення для панування людини над силами природи ».

У 1920 році Резерфорд нарешті пропонує розглядати ядро ??водню в якості елементарної частинки і дати йому - як ядерного первокірпічіком будь-якого хімічного елемента - назва «протон». Позитивний заряд атомного ядра - все одно, заліза чи, золота, кадмію або марганцю - завжди є ціле число, кратне ядру атома водню. Надзвичайно елегантна теорія. Отже, до початку 1920-х років була видимість, що природі досить просто сунути руку в коробку з кубиками-протонами, щоб послідовно зібрати все її дев'ятдесят і два хімічні елементи. Якщо вона додасть до ядру водню другий протон, вийде гелій. Ще чотири додаткових «кубика» - і готовий вуглець, поки врешті-решт справа не дійде до максимальних 92 «кубиків» найважчого елемента урану. Цій картині атомної структури, правда, ще бракує різкості деталей, однак відкриття протона - найзначніший крок вперед на шляху до розуміння найдрібніших складових частинок матерії. Всі форми явищ цього світу зобов'язані своїм існуванням сполученням цих дев'яноста двох елементів. З з'єднання елементів водню і кисню б'є ключем вода. Натрій і хлор зв'язуються в сіль, тоді як картопля, кішки і люди зобов'язані своїм існуванням переважно різноманітним з'єднанням вуглецю.

Сліпуча краса - це і в 1920-і роки відомо всякої світської елегантною дамі - виходить не тільки зсередини. Тому вона повинна доглядати за своєю природною красою продуктами нової лінії «Tho-Radia». Молочко для обличчя і крем для шкіри, збагачені радієм, обіцяють розгладити зморшки і знебарвити дефекти. Лучисте туалетне мило, губна помада і очисні лосьйони довершують це інноваційна пропозиція французької косметичної промисловості. Радійна ейфорія стійко тривала і після війни, тим більше що радіоактивний елемент нібито надає терапевтичну дію при лікуванні раку. Якщо вже навіть невагомі кількості цієї речовини віддають так багато енергії, що йому варто пожвавити втомлений, знесилений організм і підтримати в ньому здоров'я. Навіть в серйозному American Journal of Clinical Medicine один медик пише: «Радіоактивність запобігає психічні захворювання, викликає благородні почуття, зупиняє процес старіння і підвищує радість життя». Сексуально ослабленому пану в другій половині життя досить лише вдатися до засобу «Vita Radium»: п'ятнадцятиденний курс гарантовано відновить потенцію. Вкладена в упаковку реклама обіцяє «пристрасть і б'є через край вітальність».

Британський хірург і директор Лондонського інституту радію сер Фредерік Тревс вбачає в розпаді радію і зовсім щось містично-величне і проводить сміливу паралель між самосвітної субстанцією і Богоявленням з Другої книги Мойсея. Він порівнює радій, що дарує радон і за людськими мірками ніколи не вичерпується, з кущем терну, який вічно горить, не буде палити, і з якого Бог говорив з Мойсеєм. У розпорядженні Тревса знаходиться величезна кількість радію - вісімсот шістдесят міліграмів, і він розіслав відведення цієї неопалимої купини в тринадцять англійських лікарень. Сто п'ятдесят міліграмів зарезервовано для постійного виробництва радійних води, яку розливають по пляшках і продають по всій країні. Вона світиться в темряві і в 5000 разів сильніше, ніж радіоактивні джерела в Бад-Гаштайні і Санкт-Йоахимстале. Через 1620 років половина неопалимої купини все ще буде в наявності, продовжуючи безперервно випускати радон. Керівник інституту радію запевняє, що його «скраплений сонячне світло» в порційних пляшечках усуває своїм випромінюванням ревматизм у сорока відсотків його хворих.

Правда, чи годиться радій як засіб проти раку, активно заперечується. У жовтні 1921 року президент Американського союзу хірургів скептично висловлюється про майбутнє застосуванні радію в терапії раку. За його словами, до цих пір користь лікування, поданого як сенсація, була надзвичайно мала. Лише при зовнішньо доступних і менш злоякісних пухлинах можна досягти за допомогою радію деякого лікувальної дії. При карцинома внутрішніх органів - таких, як шлунок і кишечник, - радій, навпаки, абсолютно непридатний. Суперечка між прихильниками і скептиками в США вже кілька років кипить на повільному вогні, але півроку тому загострився. Оскільки в травні 1921 року в Нью-Йорк прибуває - в якості гостя одного американського жіночого союзу - Марія Кюрі. Леді зібрали 100 000 доларів, щоб подарувати шанованої дворазовою нобелівської лауреатці один грам радію, який їх президент Гардінг особисто повинен вручити їй в Білому домі. Вже після її прибуття в порт Нью-Йорка репортерам кинулося в очі виснажене стан здоров'я мадам Кюрі. Вони не могли прийти до єдиної думки, чи то гостя з Парижа одягнена в чорний сюртук, схожий на рясу, то чи взагалі в халат. Чорні рукавички приховували її запалені руки, а стара історія про чорне весільну сукню універсального призначення знову була пущена по колу. Вона має намір, заявляє Кюрі пресі, використовувати подарований радій в чергових експериментах і знайти кращі методи лікування раку: «Радій - дієвий засіб. Він уже виліковував усі можливі види раку, в тому числі і найважчі випадки ». Скептиків серед лікарів вона ставить на місце словами: «Якщо застосовувати радій правильно, буде й успіх лікування. Хто зазнав невдачі, той просто не знає своє ремесло ».

В цей час на одній фабриці в Нью-Джерсі відбувається трагедія. Вона кілька зменшує радійну ейфорію і веде до розуміння, що рак може не тільки лікуватися радієм, але і викликатися ім. Застосування світиться маси для рушничних мушок в кінці світової війни хоч і виявилося промашка, але військові все-таки застосовували її для написів, що світяться в темряві. Все більшого значення вона набуває і в інших сферах життя. Так зростаючою популярністю користуються ілюміновані вимикачі світла, телефони і вогнегасники, так само як і самосветящиеся спідометри і покажчики рівня палива в автомобілях. Морський флот пристрастився до світиться стрільцям компасів і до видимих ??контурів навігаційних приладів в темряві. Фірма «US Radium» покриває світиться фарбою на своїй фабриці в Іст-Оранж кілометрів за двадцять від Манхеттена кнопки дверних дзвінків, номери театральних сидінь, наживку для вудок і очі ляльок. Ця самосветящаяся фарба називається Undark . Але головний продукт фабрики - світяться циферблати наручних годинників і будильників.

Undark - Це спеціальна суміш з радію, води, клею і сірчистого цинку. Тут на новому рівні застосування знову виникає принцип сцинтиляції. Бо якщо розглядати світиться фарбу під мікроскопом, то можна спостерігати те саме явище, яке дозволило фізикам Ельстер і Гейтель, Резерфорд і Гейгер, Гану і Мейтнер заглянути в глибину структури атома: коли стрімкі альфа-частинки вилітають з розпадаються атомів радію і потрапляють на кристали сірчистого цинку, в останніх спалахують крихітні вогники. Інертний людське око бачить на приладовій панелі в автомобілі або на наручний годинник не 200 000 крихітних вибухів в секунду, а лише рівномірний матове зелено-біле світіння.

У просторих, але свідомо запорошених фабричних цехах в Іст-Оранж, Нью-Джерсі, перед фронтом величезних вікон сидять дюжини молодих жінок, схилившись над робочими столами; вони маку тонкий пензлик в світиться фарбу і фарбують нею цифри для годин. Після декількох мазків кінчик пензлика стовбурчиться. Начальство підучити жінок надавати пензлику форму мовою і губами, і це їм неважко, тому що фарба Undark нейтральна на смак. На фабриці панує весела і радісна атмосфера. Старші школярки під час канікул заробляють свої перші гроші. Штатні співробітниці вербують сюди сестер, кузин і подруг. У невимушеній обстановці багато жартують. І коли Альбіна розповідає про свій новий бой-френдом, що виникла у кого-то з пустощів ідея знаходить реальність. До чергового побачення вона розфарбовує собі нігті, губи і повіки «новим світлом», як фірма рекламує свій інноваційний продукт. Як же стане реагувати коханий, коли вона вимкне світло і наставить на нього десять світяться кігтиків?

І не забувайте пензлик вчасно підправляти, сміючись, каже молодим жінкам бригадирша. Чим швидше ви працюєте, тим більше зможете заробити. Сама вона ніколи їм цього не показувала, оскільки вона-то входжу до відділу розробки і в лабораторію. Там хіміки, працюючи з радієм, використовують щипці, свинцеві екрани і респіратори. Трохи пізніше дівчата помітять, що їм і розфарбовувати себе не потрібно, щоб досягти приголомшливого ефекту. Бо фабрична пил проникає і осідає скрізь. Волосся, одяг і нижню білизну світяться в темряві - як ніби до «radium girls» прилетіла добра фея в лимонно-зеленому вбранні і обсипала їх своїми блискучими блискітками. Спочатку вони жартома демонструють свій ненавмисний блиск рідним і друзям. Одна з дівчат навіть залізла у великий темний гардероб, щоб і при сонячному світлі можна було помилуватися її мерехтливими волоссям. Але коли у них на обличчях, на руках, на ногах і на спині стали з'являтися попелясто-зелені плями, їм стає не до сміху.

У повоєнний час в фізичних інститутах Європи найбільш обговорювана тема - зростаюче достатку публікацій про структурну моделі атома Нільса Бора. Вирішальний внесок у це вніс під час війни Арнольд Зоммерфельд, професор теоретичної фізики Мюнхенського університету, узагальнивши траєкторії електронів Бора. При цьому в справу пішли додаткові еліптичні орбіти, так що початкові шляху обертання навколо ядра тепер були лише окремим випадком. Зоммерфельд виявив, що і самі еліпси з їх геометричними і механічними властивостями підкоряються квантовим законам і мають дискретну структуру. Тепер атомна модель отримує законну підставу на квантових умовах: з колись невичерпного достатку можливих орбіт залишаються еліпси, обмежені за розміром, формою і орієнтації певними ступенями і зв'язками. У вступній главі своєї праці Зоммерфельд встановлює для своєї удосконаленої планетної моделі атома ідейно-історичну близькість до одного знаменитому астроному. Якщо Микола Коперник в 1509 році вперше оголосив Сонце центральним світилом, а планетам наказав кругові орбіти обертання навколо Сонця, то Йоганн Кеплер сто років по тому зміг описати космічні шляхи як еліпси - і справді чудові паралелі до електронних орбітах Бора і Зоммерфельда.

На початку 1920-х років Бор і Зоммерфельд при описі фундаментальної матриці природи покладаються на архетипическую силу геліоцентрічной планетної моделі, заснованої Коперником і Кеплером. При візуалізації важливих параметрів атома - таких, як енергетичні рівні, цілочисельні інтервали між спектральними лініями і скачкa електронів на сусідні орбіти, - планетна модель спочатку служить добру службу. Сам Зоммерфельд встановлює зв'язок між кеплеровской гармонією сфер і «музикою сфер атома - співзвуччя цілочисельних відносин, зростаючий при всьому різноманітті порядок і гармонія».

У листопаді минулого року на Альберта Ейнштейна, немов стихійна сила природи, обрушилася слава. Його опублікована в 1915 році загальна теорія відносності вперше підтвердилася астрономічними спостереженнями. На відміну від гравітаційної теорії Ісаака Ньютона в універсумі Ейнштейна світло теж схильний до дії сили тяжіння. Ейнштейн передбачав, що прямолінійний промінь світла далекої зірки буде відхилятися від свого курсу поблизу масивного об'єкта - незначно, однак вимірюється. І ось у травні 1919 року директор Кембриджської обсерваторії сер Артур Еддінгтон під час сонячного затемнення біля західного узбережжя Африки спостерігав саме цей передбачений Ейнштейном ефект відхилення світла. Він сфотографував тринадцять зірок в околицях затемненого сонячного диска і порівняв знімки з положеннями тих же зірок, зафіксованими за кілька місяців перед тим. Так Еддінгтон зміг засвідчити теорію Ейнштейна: коли світло далекої зірки потрапляє в гравітаційне поле Сонця, він відхиляється так, що здається, ніби зірка займає положення, відмінне від її звичайної позиції.

Шостого листопада 1919 року лондонське Королівське товариство оприлюднить цю значну новина. В кінці історичної конференції Людвіг Зільберштейн, будучи швидше скептичним членом цього елітного клубу, запитав Артура Еддінгтона, чи дійсно той є одним з трьох осіб в світі, які розуміють теорію відносності Ейнштейна. Повагавшись, Еддінгтон нібито відповів: «Я жалкую, але мені просто не приходить в голову, хто б міг бути третім?» Кореспондент «New York Times» цитує сера Джозефа Джона Томсона, першовідкривача електрона і президента Королівського товариства: «Адже це не відкриття якогось далекого острова, а цілого континенту нових наукових уявлень». Ейнштейнівська ревізія ньютоновских законів гравітації, за його словами, «одне з вищих досягнень, а можливо, і найбільше інтелектуальне досягнення в історії людської думки».

У той час як англійська та американська преса підхоплює цю подію як світову сенсацію і всебічно його висвітлює, німецьке населення ще страждає від наслідків програної війни і змушене боротися з голодом і холодом. Тому більшості людей ніколи розбиратися в геніальних ідей їх колишнього співвітчизника. Колеги по предмету і читачі журналу "Природні науки" знають, що Альберт Ейнштейн більше не розглядає гравітацію як незрозумілу, дальнодействием силу тяжіння, а замінює її геометричним представленням про викривленому просторі-часі. Масивні об'єкти - такі, як Сонце, - викривляють, по його теорії, чотиривимірний простір-час поблизу себе. Артур Еддінгтон теж пояснює колегам і любителям в кембріджському Трініті-коледжі своє глибоке розуміння відносності простору і часу з веселою простотою. Мовляв, зараз він тут, на кафедрі, підноситься на весь свій зріст в метр вісімдесят, але якщо допустити, що він буде віддалятися вертикально вгору від землі зі швидкістю світла, то для спостерігачів, які залишилися в Кембриджі, його зростання скоротиться до 90 сантиметрів.

Ейнштейн - безсумнівний кандидат на Нобелівську премію. Хоча б з цього приводу посварилися подружжя Альберт і Мілева не сперечаються. Живе в Цюріху Мілева згодна дати йому розлучення відразу, як тільки він залишить їй в якості відступного гроші, покладені нобелівського лауреата. Таким чином, ще за три роки до вручення премії очікувані гроші стають майновим боргом в шлюбі, який розривається в лютому 1919 року. У червні 1919 року Альберт Ейнштейн нарешті одружується зі своєю кузиною Ельзі Левенталь, уродженої Ейнштейн.

Весною 1920 року Нільс Бор в кампусі Копенгагенського університету кожен день на крок наближається до свого ідеального поданням про сучасну академії, відкритої світу. Коли-небудь в його Інституті теоретичної фізики молоді, невідомі, але багатообіцяючі таланти вступлять в рівноправний обмін думками з майстрами гільдії. Тут не будуть прийматися до уваги ні вік, ні титул, ні звання і авторитет, а одні лише оригінальні ідеї. Традиції і досвідченість можна буде ставити під сумнів - за умови досить бездоганною аргументації, щоб привернути увагу Бора. І тут йому приходить лист з Берліна. Макс Планк запрошує його в кінці квітня на свій «колоквіум по середах», на той час уже легендарний, де він повинен представити свої новітні погляди.

Берлін Веймарської республіки в ці дні - далеко не безпечне місце. Через півтора року після закінчення війни картопля, пшеничне борошно і вугілля - все ще недоступна розкіш. Так звана голодна блокада союзників хоч і знята офіційно, але люди живуть по продовольчих карток. Від потреби багато берлінці здійснюють набіги на сільські громади. Але селяни зі зброєю в руках готові захищати свій урожай і худобу. Так що мішечники раз у раз зазнають поразки в своїх вилазках. Щойно стали давати без карток по півфунта кукурудзяної муки на душу, і це святкувалося як велика радість, хоча кукурудза і вважалася в Німеччині швидше кормом для худоби.

Суспільство, яке набувало Бора в Берліні, було авторитетніше нікуди - зустріч була воістину історичної. У будівлі Фізичного товариства вперше разом зібралися Макс Планк як засновник квантової теорії, Альберт Ейнштейн як свавільний інтерпретатор планківських сигналів і, нарешті, гість з Копенгагена. В математиці електронних стрибків він виявив постійну Планка і однозначно порційні кванти енергії. Ця квантова трійця не стала витрачати багато часу на балачки і обмін люб'язностями. Вони негайно вступили в дискусію, яка розтягнулася на кілька днів до повної знемоги всіх учасників. Свіжоспечений лауреат Нобелівської премії Планк з майже лисою головою і дружелюбно сяючими через очок очима просто уособлює своєю консервативною одягом і поведінкою істинного німецького професора. Навіть Ейнштейн в свій сорок один втиснув себе з такої нагоди в чорний сюртук. Але як не старався він виробляти офіційне враження за рахунок крохмального комірця і краватки, все одно здавався премило розпатланим зі своєю вже знаменитої на весь світ наелектризованої шевелюрою.

В цьому обговоренні Ейнштейн розглядає свої кванти світла як фізичну реальність і тим самим допускає вплив випадковості і непередбачуваності на фізичні процеси. З іншого боку, йому важко дається прийняти щось настільки очевидно измеримое, як спонтанність квантових стрибків в атомній моделі Бора - Зоммерфельда. І тому він направляє весь свій гострий розум на інші моделі. Він намагається встановити зв'язок між цими випускають енергію переходами електронів на сусідню орбіту і законами радіоактивного розпаду. Ейнштейн переконаний, що як тільки будуть відкриті всі атомарні закони, тоді і будь-який процес в атомі стане передбачуваним. Нільс Бор, навпаки, зі своїми звично розмашистими формулюваннями і тихим голосом наполягає на тому, що точне визначення квантових стрибків в принципі неможливо. Адже і класична фізика, за його словами, теж не вміє задовільно пояснити всю складність спектральних ліній. Через тиждень Ейнштейн пише своєму другові, австрійському фізику Паулю Еренфеста: «Сюди приїжджав Бор, і я закоханий в нього так само, як і ти. Він надзвичайно чуйне дитя і живе в цьому світі в якомусь гіпнозі ». Ейнштейн явно дізнався в Борі самого себе, бо будь-який один Ейнштейна міг би тими ж словами влучно охарактеризувати і його самого.

У той час, коли Бор і Ейнштейн в Берліні укладають дружній союз, в Мюнхені учні випускного класу міських гімназій готуються до іспитів на атестат зрілості. Під час війни юнака двічі в тиждень проходили військову муштру в воєнізоване оборонному об'єднанні Макс-гімназії. Пристрастю молоді до походів і їх любов'ю до природи і батьківщині можна легко зловжити політично. Вони вчаться дисципліновано марширувати, виробляти розвідку місцевості і ночувати на природі. Військовий обов'язок починається після досягнення повних сімнадцяти років. Одного з молодих людей в Макс-гімназії, якому загрожує ця доля, звуть Вернер Гейзенберг, однак за місяць до його семнадцатилетия війна закінчується. Однак і три місяці по тому оборонне об'єднання Вернера все-таки отримує бойове завдання. У квітні 1919 року в Мюнхені панують безлад і хаос. Це час «червоного терору» двох нетривких соціалістичних радянських республік, за якими слід «білий терор» визвольних військ. Мюнхенські випускники під командуванням досвідченого військового потрапляють в самий розпал вуличних боїв з розстрілами заручників і різаниною відплати. Вернер Гейзенберг і його товариші виконують службу посильних і провідників, тягають ящики з боєприпасами, прослизають через позиції «Червоної армії» і повинні з зарядженими рушницями охороняти комуністичних полонених по шляху на допит і кара. До самого червня учень молодшого відділення випускного класу в зеленій уніформі свого оборонного об'єднання розміщується при кавалерійському корпусі в Георгіанум семінарії католицьких священиків на Людвігштрассе.

У вільні від служби ранкові години цих червневих днів 1919 року взяв собі в звичку підніматися на дах Георгіанум, лягати там під сонцем і читати. Він знайомиться з вченням Демокріта про атоми, найдрібніших неподільних частках матерії, з яких нібито складається все суще. Він із захопленням читає діалог Платона «Тімей» в грецькому оригіналі і наштовхується там на дивну здогад, що атоми можуть мати і нематеріальне походження. Платон вірить, що ці елементарні частинки можна розкласти на равносторонние трикутники заново вибудувати їх з таких утворень. «Самі трикутники не їсти матерія, - резюмує пізніше Гейзенберг, - вони лише математична форма ... Питання" чому "про елементарні частинки Платон зводить до математики ... Останній корінь явищ, таким чином, не матерія, а математичний закон .. . ».

Незграбний молода людина з Нью-Йорка, що опинився без дозволу на території рудника в чеському Санкт-Йоахимстале літнього дня 1921 року, на диво добре обізнаний. Він явно знайомий з історією срібних шахт на цій стороні Рудних гір, де шахти носять назви «Боже благословення» або «Божий дар», а рудоносних жили названі ім'ям євангеліста Іоанна або присвячені Ієрихонської троянді. Сімнадцятирічний Роберт Оппенгеймер, може, і не дуже спритний в рухах, але він точно знає, чого хоче. Він цікавиться не знаменитої йоахімстальской смоляний обманкою, а хотів би купити в цьому легендарному гірничорудному окрузі пару кольорових каменів і красивих кристалів для своєї колекції мінералів. Уже кілька тижнів він зовсім один подорожує по чужій країні, тоді як його батьки проводять літо в Ханау. Його батько Юліус народився тут і хотів би познайомити свого Роберта з країною, де його коріння.

Юліус Оппенгеймер і його дружина Елла відбуваються з німецько-єврейських сімей. У 1888 році у віці сімнадцяти років Юліус емігрував до Америки і розбагатів в Нью-Йорку на торгівлі імпортними текстилем. Батьки Елли родом з Баварії. Вона вчилася в Парижі живопису і тепер дає уроки учням у власній майстерні в Нью-Йорку. Коли Роберт зі своєю здобиччю - повною валізою мінералів - знову повертається в Ханау, він хворий: десь підхопив бактерійну інфекцію - зіпсовані продукти або заражена вода. Він звалився від такої важкої дизентерії, що його батьки якийсь час боялися за його життя. Для повернення в Америку на пароплаві він дуже слабкий. І до середини вересня йому мимоволі доводиться лікувати свою хворобу в Німеччині, відмовившись від запланованого першого семестру в Гарвардському університеті. Коли нарешті пізньої осені він знову потрапляє в Нью-Йорк, з'ясовується, що в країні своїх предків він придбав з дизентерійної інфекцією хронічне запалення товстої кишки, яке буде супроводжувати його все життя.

Коли «відділення Гейзенберга» з'являється в Англійському саду для занять з метання списа, менш спортивним гуляють краще згорнути від гріха подалі, на берег Ізару. Бо те, що тут влаштовує ця відчайдушна банда з десяти-двадцяти молодців, не схоже на нормальні змагання, в яких виграє той, хто метне спис далі всіх. Загін ділиться на дві команди, які стають один проти одного на деякій відстані. Учасник кидає спис якомога далі і вище в повітря, але в сторону команди супротивника. Член тієї групи повинен вибігти назустріч спису і зловити його ще в польоті. Якщо це гравцеві не вдається, він вибуває. Вернер Гейзенберг любить такі небезпечні ігри, в яких ввірені йому Союзом нових бойскаутів хлопці можуть довести свою мужність.

З німецького молодіжного руху «Перелітні птахи» і подібних чоловічих об'єднань після катастрофи світової війни створюються групи з різноманітними цілями. Після падіння монархії, після продовольчої блокади, червоного хаосу і білого контртерору вони хочуть шукати власні шляхи і нові цінності.

Парадоксальним чином вони вдивляються при цьому в далеке минуле. На слух дорослих їх переконання звучать незрело-романтично і безнадійно ідеалістично. Вони мріють своїм «Білим лицарем», який є для них прообразом моральної чистоти і самовідданості, будучи благородною протилежністю темним спокусник, які все ще або вже знову стоять біля керма влади. Союз цих на вигляд безтурботних любителів свіжого повітря націлений, однак, далі, ніж можуть здогадатися їхні батьки. Члени об'єднань не просто товариші або друзі. Вони віддані один одному і готові загинути за товариша. Командир відділення користується повною довірою хлопців. Вони беззастережно підкоряються йому, а він благородно бере на себе довічну відповідальність за кожного з них. Батьки картають синів за недбалість в одязі, але тим наплювати на зовнішній вигляд. Внутрішня чистота і правдивість для них важливіше, ніж бездоганна зовнішність. Правда, і традиційну форму бойскаутів вони теж не носять. Уніформа викликає нехороші спогади.

Всю зиму смертельно хворий Роберт Оппенгеймер провалявся в нью-йоркській квартирі батьків. З важким колітом, ускладненням після дизентерійної інфекції, краще не жартувати. Влітку 1922 року пішов на поправку, і для відновлення сил, і для загартування батько посилає його в Нью-Мехіко, в царство дикої природи. У супроводі улюбленого вчителя англійської мови Герберта Сміта він проводить кілька незабутніх тижнів на коннозаводском ранчо неподалік від Санта-Фе. Оппенгеймер звикає до життя під відкритим небом на висоті 2000 метрів і поступово набуває сили і впевненість у собі. Багатоденний верхової похід стає кульмінацією його перебування в малонаселених краях південного заходу. Вони перетинають дрімучі хвойні ліси і проїжджають по скелястих каньйонів, червоно-коричневі стіни яких пориті природними печерами. Для тутешнього ландшафту характерні просторі долини, над якими здіймаються столові гори.

Залишивши позаду черговий каньйон, вони потрапляють на скелясте плато з вулканічної породи з обривистими тріщинами. На цьому плато протяжністю в три кілометри стоїть велика шкільна будівля з прилеглим до нього кінним ранчо. Тут разом з учителями живуть кілька дюжин підлітків у віці від дванадцяти до вісімнадцяти років. За уявленнями засновників школи, хлопчики, народжені в великих містах, повинні вести здорове життя на відшибі і вільній природі. Тут вони досить віддалені від шкідливого впливу матерів, які тільки балують своїх синочків. Тут на перше місце поставлені заняття спортом. Всі входять в організацію бойскаутів, сплять за любої погоди на веранді і круглий рік носять короткі штани. Відвідування і життя в наметах на високогір'ї - обов'язкова частина навчальної програми нарівні з латиною і геометрією. У кожного хлопчика свій кінь, за яким він повинен доглядати сам. Видужуючий від важкої хвороби Оппенгеймер вражений суворою дисципліною і спартанської життям на цьому відокремленому скелястому плато. Це своєрідне поселення на вулканічній породі названо іспанським словом, що позначає американські тополі, що так мальовничо облямовують струмок в каньйоні, що привів Оппенгеймера до цієї школи на свіжому повітрі: Лос-Аламос.

Нільс Бор, працюючи зі своєю планетарної моделлю атома, виявив дивовижні взаємозв'язку. Електрони, ці дрібні одиниці електричної сили, ці випромінюють світло частинки, мають лише незначною масою в просторі атома. Однак їх конфігурація, скачки і взаємодії між собою відповідають за все різноманіття вигляду світу, за готовність водню і кисню вступати в з'єднання, за колір золота, за сморід сірки, за непомірний вага шматка урану. Всі хімічні і фізичні властивості елементів і речовин заново тасуються саме тут, на орбітах планетної системи Бора - Зоммерфельда. Зі свого могутньої інтуїцією Нільс Бор дістався до основ хімії. Він проаналізував порядок розташування електронів, і йому вдалося по-новому витлумачити структуру періодичної системи елементів. Те, що спочатку було задумано як фізична теорія атома, виявилося разом з тим і непорушним вченням про хімічні сполуки на елементарному рівні.

Але Вернер Гейзенберг, студент Фізичного семінару Арнольда Зоммерфельда в Мюнхені, вважав, що Бор і Зоммерфельд надто вже прилипли до їх наочною планетарної моделі, що вони занадто буквально взяли свою вдалу метафору. У той час як в будівлі цього вчення ще так багато нестиковок і так багато відхилень від системи. Якщо, наприклад, атоми, порушені нагріванням, помістити в магнітне поле, то спектральні лінії - а вони вважаються чимось на зразок відбитків пальців елемента - загадковим чином розщеплюються на більш тонкі справжність. Гейзенберг впевнений, що справжнього прогресу в завершенні квантової теорії атома можна домогтися, тільки відмовившись від наочності. Теорія атома і без того є на початку 1920-х років складне, важко збагненне об'єднання класичних принципів з квантовими правилами, а тепер, схоже, вона стане ще більш абстрактною.

Тим часом Нільса Бора навперебій запрошують по всьому світу з доповідями. У червні 1922 року приїжджає нарешті зі своїми сімома доповідями в Геттінген, у всесвітньо відомий Математичний центр. На літній семестр 1922 року в університет Георг серпня записалося триста одинадцять жінок, це вже десять відсотків студентства - втішний зростання в порівнянні з часами Марії Кюрі і Лізи Мейтнер.

Арнольд Зоммерфельд відправив в Геттінген свого студента Вернера Гейзенберга, сплативши його поїздку з Мюнхена. Щоб той зміг живцем побачити великого Нільса Бора. На вокзалі Геттінгена панує страшний розгардіяш і тиснява через те, що залізничні колії перекладають на другий рівень. Мюнхенцям доводиться пробиратися до виходу через пакгаузи, повз будівельних канав і відвалів. Коли вони ступають на привокзальну площу, там приспущені прапори з нагоди відторгнення Східної Верхньої Сілезії від Німецької імперії - умова Версальського договору. Але зовсім не на прапори звернений тужливий погляд Гейзенберга, а на квітуче і пахуче пишність палісадників. Він пристрасно чекає пощади від алергічного сінного нежитю, невідступно дошкульного його щовесни.

У переповненій великої аудиторії Геттінгенського Фізичного інституту зібралися провідні фізики і математики Німеччини. До стилю доповідей Бора ще потрібно звикнути. Він, за своїм звичаєм, тихо бурмоче, і від слухачів, особливо в задніх рядах, це вимагає надзвичайної концентрації. Багато хто сидить, нахилившись уперед і приставивши до вуха долоню. Нерідко слухачі ставали свідками його work in progress . Вони чули і бачили, як він спонтанно - можливо, схвильований присутністю знаменитих гостей, - прямо в момент виступу висуває альтернативні тези.

Якщо і є присутнім в Геттінгені «геній місця», то це строгий дух математики. Після того як Карл Фрідріх Гаус, Бернард Ріман і Герман Міньковський задали тут новий масштаб науки, сподвігнувшій Альберта Ейнштейна до його загальної теорії відносності, в Геттінгені і тепер викладають світові корифеї - такі, як Фелікс Клейн і Давид Гільберт. Всі вони однозначно довели свої теореми. Математичні істини залишаються поза всякими сумнівами, тоді як перманентні пошуки Бора і його інтуїтивне намацування основи всього сущого давно не відповідають суворим критеріям присутніх тут математиків. Тому Бор вдумливо підбирає слова. Суворі спостерігачі хоч і визнають авторитет Бора і вражені його харизмою, однак нарікають на відсутність однозначності і дратівливу ауру таїнства, яким не місце в природничих науках. На їх смак, Бор залишає своїм слухачам забагато простору для власних інтерпретацій. Але саме ця обставина призводить молодого Гейзенберга в піднесений настрій. Він здатний перейнятися неясними почуттями Бора і зрозуміти його біль розставання з очевидним класичної фізики. У метаннях від наочності до важко піддається розумінню абстракції саме ця приблизність і скритність і здаються йому єдино доречним зображенням квантової теорії: «... І майже за кожним ретельно сформульованим тезою проглядаються довгі шеренги думок, з яких виголошення піддається лише початок, а кінець губиться в напівтемряві дуже хвилюючою мене філософської позиції »- так передає Гейзенберг настрій в аудиторії.

І у нього вистачає самовпевненості, щоб пробитися в філософську напівтемряву Бора і включити там освітлення. Для більшості слухачів це перша зустріч з Нільсом Бором, який до цього часу вже згадується нарівні з Альбертом Ейнштейном. Німецькі професори в захваті. Вони вміють оцінити той факт, що Бор ігнорує культурний бойкот проти Німеччини, і тому упиваються візитом ведучого атомного теоретика. Бор повертає достославного університету довгоочікуваний міжнародний лоск. Відповідно і провідні представники німецької науки з вдячністю і повагою слухають доповіді знаменитого данця і в наступних дискусіях задають свої співчутливі питання швидше стримано і шанобливо, чи не наважуючись на відкриту критику. Тим більше зніяковіло публіка реагує, коли в кінці третьої лекції в задніх рядах встає якийсь узкоплечий «білявий молодик», який міг потрапити сюди і випадково, як «селянський хлопчина або учень столяра», і жорстко заперечує майстру в певному пункті.

А саме: Нільс Бор якраз збирався піднести Геттінгенської публіці розрахунки свого асистента Хендріка Крамерса з розщеплення спектральних ліній в електричному полі в якості підтвердження його центральної метафори - атомарної планетної системи. Двадцятирічному Гейзенбергу вже відома робота Крамерса, і тепер він нещадно критикує її за те, що вона делікатно вдається до класичних методів. Бажаючи розкрити її принципову помилку, він погоджується визнати наведені псевдодоказательства лише в якості граничного випадку. Він без всяких труднощів демонструє враженому Бору недоліки розрахунків у всіх їх ганебних подробицях.

«В дискусії він хоробро оборонявся, і ми дивувалися на нього», - згадує майбутній друг і колега Гейзенберга Фрідріх Хунд. Четвертий семестр, обурюються авторитети. Адже він тоді ще навіть не захистив дисертацію. Бор занепокоївся і здригнувся. Йому не вдається парирувати доводи Гейзенберга. Але він чудово бачить, що учень Зоммерфельда добре орієнтується в слабких місцях його теорії. Після закінчення заходу Бор запрошує молоду людину прогулятися - оцінка, яку могли позаздрити багато професорів. Під час цієї аудієнції на свіжому повітрі Гейзенбергу стає ясно, що Бор в першу чергу філософ і лише потім фізик. Який оточує картини атомарних процесів знаками і підносить з великим сумнівом. Який швидше за вгадує і чує їх, замість того щоб виводити ув'язнення. Який до власної теорії налаштований більш скептично, ніж, наприклад, Зоммерфельд. Який в принципі хоч і готовий відступитися від наочних описів структури атома, але ще не знає нової мови, на якому можна було б домогтися розуміння.

Нільс Бор не міг знати ввечері чотирнадцятого червня 1922 року, що прогулюється по лісистому Хайнбергу на околиці Геттінгена з людиною, яка зможе вивести квантову теорію з кризи. Проте так само інтуїтивно, як він займається своєю атомною фізикою, Бор вишукує людей, що володіють творчою силою і відвагою для вирішення внутрішніх протиріч квантової теорії. Запрошення на стажування в Копенгаген цей студент цілком може розцінювати як посвята в лицарі.

Поки Арнольд Зоммерфельд восени 1922 року їде на шість місяців в США в якості запрошеного професора, Гейзенберг вчиться у Макса Борна в Геттінгені, влітку 1923 року захищає дисертацію у Зоммерфельда в Мюнхені і в жовтні того ж року повертається в Геттінген асистентом Борна. До цього часу інфляція досягла своєї абсурдною кульмінації. Якщо за рік перед тим Гейзенберг платив за пачку вершкового масла 750 марок, щоб господиня, у якої він знімав кімнату, могла при нагоді приготувати йому ввечері смажену картоплю, то тепер кіло житнього хліба коштує півтрильйона марок. У тісній співпраці з Борном Гейзенберг береться за ґрунтовну реформу квантових закономірностей, які покладені в основу моделі атома Бора - Зоммерфельда. Правда, їх загальні спроби врятувати систему планетних орбіт обертання електронів навколо ядра, додавши нові закони, не привели до успіху. Народилася з зусиль Гейзенберга роботу Борн приймає в травні 1924 року в якості заявки на доцентуру в університеті.

Зрозуміло, Макс Борн і його асистент Гейзенберг в Геттінгені хочуть ні багато ні мало як заснувати нову теорію атома. Та ж честолюбна ідея рухає і Нільсом Бором з його асистентом Хендріком Крамерсом в Копенгагені. Сам Бор давно вже розпрощався з пластичним, але вже неспроможним поданням про атом як про Сонячну систему в мініатюрі. У пошуках шляху реформування теорії атома Бор поводиться часом ще туманніше і загадковіше, ніж раніше. Заради своєї новітньої тези він навіть ставить під сумнів священний принцип збереження енергії і причинно-наслідковий зв'язок. І знову - типові для Бора необгрунтовані припущення, які він не може ні вивести, ні математично обгрунтувати. Ейнштейн знаходить тези свого друга Бора «огидними». У листі до Макса Борна він і зовсім загрожує своїм повним усуненням з професії. Бо якщо роботи над новими квантовими законами і далі будуть просуватися в такому дивному напрямку, «то краще я буду шевцем, а то і зовсім працівником казино, ніж фізиком».

Заплутався і Вольфганг Паулі, ще один учень Зоммерфельда. «Фізика в даний момент знову збилася зі шляху, для мого розуму вона, в усякому разі, незбагненна, - кокетує гострий на язик професор в травні 1925 року, - і я б вважав за краще бути кіношним коміком, ніколи нічого не чув про фізику». Давид Гільберт вірить йому на слово. Знаменитий математик віщає з Геттінгена, що фізика нині й справді стала занадто важка для фізика. Тільки математик міг би навести в ній порядок. Сам Гільберт, правда, благородно утримується від пропозиції рішень.

Через півроку Гейзенберг нарешті приїжджає на жадану стажування в копенгагенський інститут Бора як стипендіат Рокфеллера і з першого дня старанно вивчає датський і англійську мови. У наступні вісім місяців він постійно працює з Бором і його особистим асистентом Хендріком Крамерсом, який, крім усього іншого, чудово грає на віолончелі та фортепіано. Спільно вони відточують теорію, яка довела Ейнштейна і Паулі до того, що ті подумували доглянути собі менш виснажливе ремесло. Гейзенберг залишається непохитним у своєму запереченні існуючих положень і вчиться захищати свої думки від домінування Бора і його асистента. Правда, одна компонента піднятою на сміх теорії зачепила його за живе. Це уявлення про атом як скупченні коливань, які відповідають спостережуваному світловому шоу спектральних ліній. Математика цих коливань дозволяє - що Крамерс блискуче і доводить - повністю розрахувати взаємодії атома зі світлом будь-якої частоти.

Значить, він все-таки міг би, думає Гейзенберг, розглядати не спостерігаються безпосередньо руху електрона як накладення атомарних коливань. Це була б відповідна альтернатива розхожій поданням про орбітах електронів, тим більше що сам він більше не брав участі в міркуваннях про модель планетного кругообігу.

Доленосна прогулянка по Геттінгенського Хайнбергу отримує своє належне продовження в багатоденних піших мандрівках по Данії. Тут Гейзенберг у своїй стихії, тим більше що колишній футболіст Бор загорівся спортивним азартом, коли Гейзенберг на пляжі викликав його позмагатися, хто далі запустить плоский камінчик скакати по поверхні моря і зможе потрапити в плаваючі буї. Коли молодий німець, повний запалу, підняв з путівця камінчик, жбурнув його в дуже далеко стоїть телеграфний стовп і дійсно потрапив в нього «всупереч будь-якій ймовірності», Бор миттєво посерйознішав: «Цілитися в такий віддалений об'єкт і потім потрапити - це, зрозуміло, неможливо. Але якщо у тебе вистачає нахабства кинути камінь в ту сторону, не цілячись, і уявити при цьому абсурдну можливість, що потрапиш, тоді, можливо, це і трапиться. Уява ... може виявитися сильніше, ніж воля і тренування ».

У травні 1925 року Гейзенберг знову у Борна в Геттінгені і формулює, незалежно від контрагентів в Данії, класичним математичним методом недоступні для безпосереднього спостереження місцезнаходження і швидкості електронів. Розрахунки виявляються ближче до дійсності, ніж досі. Властивості електронів, що позначаються раніше як «стрибки», «руху» і «час звернення», відтепер визначаються як накладення атомарних коливань. Це означає: увагу Гейзенберга зміщується. Він більше не вражає і без того неприступну внутрішню структуру атома. Замість цього він висловлює фактично спостережувані спектральні лінії і їх інтенсивність формально-математичним способом як коливальні стану. Тепер йому належить звільнити цю ідею з корсета класичної фізики і перевести її в відповідну квантову форму.

З цим наміром Вернер Гейзенберг здійснює радикальний відхід від класичної механіки, де все крутиться навколо рівнянь для місцезнаходження та для швидкості частинок. Бор і Крамерс хоч і дотримуються того ж уявлення про нашарування коливальних станів, але неодмінно хочуть залишитися в класичних рамках. Невже Гейзенберг зі своєю «нахабством» знову потрапив - цього разу в квантову теорію, як тоді в телеграфний стовп під час пішої прогулянки з Нільсом Бором?

В кінці травня 1925 він, однак, міцно застряє в непрохідних хащах складних математичних формул. Як на зло, в цій тупиковій пробуксовці його наздоганяє сильний алергічний напад сінного нежитю. І сьомого червня він їде на острів Гельголанд - скупо озеленені червоні скелі в Північному морі, - щоб втихомирити свою сінну лихоманку. Обличчя в нього таке опухле, що господиня пансіону підозрює, не побився чи її молодий постоялець напередодні ввечері зі своїми товаришами по чарці. Ночі короткі. Про сон - з огляду на того завдання, яке Гейзенберг поставив перед собою, - годі й думати. Коли йому потрібно розслабитися від обчислень і начерків нових умов квантування, він здійснює обхід цього осяжного острова, лазить по скелях крутого берега з кольорового піщанику, плаває в морі або заучивает напам'ять вірші з гетівського «Західно-східного дивана». Позбавлений від безперервних дискусій в Геттінгенському університеті, він поступово заспокоюється. Йому вдається «скинути непотрібний математичний баласт».

Оскільки тепер він хоче брати в розрахунок лише спостережувані величини, він відмовляється від безглуздого відстеження місцезнаходжень і швидкостей електронів. Вони тепер перетворені в модель нашарування коливань і висловлюють перехід з одного атомарного стану в інше. З класичної точки зору відхилення цих коливань - амплітуди - перемножуються між собою. Тут, на Гельголанде, Гейзенбергу одного разу вночі вдається врешті-решт вивести відповідне правило множення для квантової системи. Він подбав про те, щоб з класичної механічної системи виникла квантово-механічна система. Здається, він навіть знайшов давно шуканий математичний інструмент, який дозволяє йому несуперечливо визначити енергообмін в атомі. У перших квапливих перевірочних обчисленнях цієї ночі підтверджується навіть закон збереження енергії, з яким так не пощастило останньої теорії Бора.

Тепер Гейзенберг вже не сумнівається в цілісності своєї нової квантової механіки: «В першу мить я пережив справжній переляк. У мене було відчуття, що я заглянув крізь оболонку атомарних явищ і побачив глибоке дно разючої краси. У мене в голові запаморочилося від згадки, що тепер я повинен добиратися до суті цього різноманіття математичних структур, які природа розгорнула переді мною там, внизу. Я був такий схвильований, чт


 Хуберт Манія |  Глава 1. Радіоактивність |  Глава 5. Трансуранові елементи |  Глава 6. Розщеплення ядра |  Глава 7. Гонка озброєнь |  Глава 8. Плутоній |  Глава 9. Ланцюгова реакція |  Глава 10. Товстун |  Глава 11. Критична маса |  Глава 12. Трініті |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати