Создание атомной бомбы - Ричард Роудс Страница 53

ощущали на себе последствия войны и инфляции. Оппенгеймер и другие американские студенты жили в обнесенном стеной особняке гёттингенского врача, который потерял все свое состояние и был вынужден брать постояльцев. «Хотя общество [в университете] было чрезвычайно богатым и теплым и готовым прийти мне на помощь, – говорит Оппенгеймер, – вокруг него царило очень мрачное германское настроение… озлобленное, гнетущее и, я бы сказал, раздраженное и рассерженное, в котором были все те ингредиенты, которые привели впоследствии к крупнейшей катастрофе. И я очень хорошо это чувствовал»[555]. В Гёттингене он впервые осознал масштабы разорения Германии. Позднее Теллер обобщил свой собственный опыт проигранных войн и их последствий: «Войны не только создают невероятные страдания, но и порождают глубокую ненависть, которая может сохраняться на протяжении нескольких поколений»[556].

Когда Оппенгеймер приехал в Гёттинген, две его статьи, «О квантовой теории колебательно-вращательных полос» (On the quantum theory of vibration-rotation bands) и «О квантовой теории задачи двух тел» (On the quantum theory of the problem of the two bodies), уже были приняты к публикации в журнале Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, что помогло ему проложить себе дорогу. Теперь, когда он нашел свое призвание, статьи быстро множились. Речь шла уже не об ученических работах, а о заметных достижениях. Его особый вклад, вполне соответствовавший изменениям в его мышлении, касался расширения квантовой теории за пределы той узкой области, в которой она возникла. Его диссертация «О квантовой теории непрерывных спектров» (On the quantum theory of continuous spectra) была напечатана по-немецки в престижном журнале Zeitschrift für Physik. Борн утвердил ее «с отличием», что было чрезвычайно высокой оценкой. Оппенгеймер и Борн вместе разработали квантовую теорию молекул, и это важное достижение надолго сохранило свое значение. Если считать диссертацию, Оппенгеймер опубликовал между 1926 и 1929 годами шестнадцать статей. Они создали ему надежную репутацию физика-теоретика, признанного во всем мире.

Он вернулся домой с гораздо большей уверенностью в себе. Ему предложили работу в Гарварде, а также в молодом, энергичном Калифорнийском технологическом институте в Пасадине. Его же особенно интересовал Калифорнийский университет в Беркли, потому что он, как говорил впоследствии Оппенгеймер, был «пустыней»[557] – в том смысле, что теоретическую физику там вообще не преподавали. В результате он решил, что будет работать и в Беркли, и в Калтехе[558]: осенью и зимой он должен был читать лекции под Сан-Франциско, а весной – в Пасадине. Но сначала он получил грант Национального совета по научным исследованиям и вернулся в Европу, чтобы совершенствоваться в математике, сначала с Паулем Эренфестом в Лейдене, а затем с Паули, который работал теперь в Цюрихе. Паули обладал еще более аналитическим и критическим умом, чем Оппенгеймер, и еще более утонченным физическим чутьем. После Эренфеста Оппенгеймер хотел поработать в Копенгагене с Бором. Эренфест был против: по словам Оппенгеймера, «широта и расплывчатость» взглядов Бора не обеспечивали должной строгости. «Я действительно видел копию письма, которое [Эренфест] написал Паули. Было ясно, что он отправляет меня к нему на исправление»[559].

Перед отъездом из Соединенных Штатов в Лейден Оппенгеймер побывал вместе с Фрэнком в Сангре-де-Кристо. Братья нашли там, на высокогорном лугу, хижину и участок земли, которые им понравились, – «дом, два с половиной гектара земли и ручей»[560] – так скупо описывал их находку Роберт. Дом был построен из грубо обтесанных бревен, пропитанных смолой; там не было даже уборной. Пока Роберт был в Европе, его отец договорился о долговременном кредите и отложил триста долларов на «восстановление», как говорил Оппенгеймер. Лето, проведенное в горах, помогло восстановлению и самого известного молодого теоретика.

В конце лета того же 1927 года фашистское правительство Бенито Муссолини созвало в Комо, на юго-западном конце похожего на фьорд озера Комо в озерном краю на севере Италии, Международный физический конгресс. Конгресс был посвящен столетней годовщине смерти Алессандро Вольты, родившегося в Комо итальянского физика, который изобрел электрическую батарею; в его честь названа вольтом стандартная единица измерения электрического потенциала. В Комо приехали все, кроме Эйнштейна, который не хотел предоставлять фашизму возможность использовать его репутацию[561]. Все приехали туда потому, что квантовая теория находилась под угрозой, и Нильс Бор должен был выступить в ее защиту.

Речь шла о старой проблеме, вновь возникшей в новом, более угрожающем виде. В 1905 году Эйнштейн продемонстрировал в своей работе по фотоэлектрическому эффекту, что свет иногда ведет себя так, как если бы он состоял не из волн, а из частиц. В начале 1926 года красноречивый, высокообразованный венский теоретик Эрвин Шрёдингер снова перевернул все с ног на голову: он опубликовал волновую теорию материи, продемонстрировав, что на атомном уровне материя ведет себя так, как будто бы она состояла из волн. Теория Шрёдингера была изящной, понятной и абсолютно непротиворечивой. Его уравнения позволяли получить те же квантованные энергетические уровни атома Бора, но на основе гармоник «волн» вибрирующей материи, а не перескакивающих электронов. Вскоре после этого Шрёдингер доказал, что «волновая механика» математически эквивалентна квантовой механике. «…следовательно, – говорит Гейзенберг, – речь идет о двух различных математических формулировках того же самого положения вещей»[562][563]. Это обрадовало приверженцев квантовой механики, потому что давало новое подтверждение их правоты, а также в связи с большей простотой математических расчетов Шрёдингера.

Однако Шрёдингер, бывший сторонником старой классической физики, заявил, что его волновая механика имеет еще большее значение. По сути дела, он утверждал, что она выражает реальность, существующую внутри атома, что там находятся не частицы, а стоячие волны материи, что атом, таким образом, снова становится объектом классической физики с ее непрерывными процессами и абсолютным детерминизмом. В атоме Бора электроны перемещаются между стационарными состояниями квантовыми скачками, которые приводят к испусканию световых фотонов. Шрёдингер предположил, что свет порождают множественные волны материи в процессе, который называют усиливающей интерференцией, в котором пиковые амплитуды волн складываются. «Такая гипотеза, – сухо замечает Гейзенберг, – казалась мне слишком смелой, чтобы быть истинной»[564][565]. В частности, ей противоречила квантовая формула излучения, полученная Планком в 1900 году и абсолютно точно подтвержденная с тех пор на опыте. Однако многие физики-традиционалисты, которым никогда не нравилась квантовая теория, говоря словами Гейзенберга, «…именно это самое толкование Шрёдингера восприняли как избавление»[566][567]. Ближе к концу лета Гейзенберг пришел в Мюнхене на семинар, на котором выступал Шрёдингер. Там он высказал свои возражения. «[Нобелевский лауреат] Вильгельм Вин очень резко ответил, что, хотя ему понятны мои сожаления по поводу того, что теперь