Андрей Сахаров. Наука и Свобода

«Поглядев несколько мгновений на меня, Виталий Григорьевич спросил:

– Я слышал, вы были на испытательном полигоне?

– Да.

– Войска Советской Армии участвовали в испытаниях?

– Да, самым непосредственным образом.

Виталий Григорьевич закрыл глаза, как если бы он не ждал ничего нового ни от жизни, ни от людей»[93 - Мещеряков М. Г. Виталий Григорьевич Хлопин: восхождение на последнюю вершину // Природа 1993, № 3, с. 106.].

Деятельность Курчатова в ядерном проекте с самого начала шла в тесном контакте с ведомством Берии, – наркомат внутренних дел занимался всеми делами государственной важности. Назначенный начальником «Лаборатории № 2» – научного штаба советского ядерного проекта, – Курчатов сразу получил задание оценить разведывательные материалы по «проблеме урана». Курчатов подготовил (7 марта 1943) рукописный 14-страничный анализ, который подытожил так: разведматериал указывает на возможность решить проблему значительно быстрее, чем «думают наши ученые, незнакомые с ходом работ по этой проблеме за границей». У него «естественно возникает вопрос», отражает ли материал разведки действительный ход научных работ, или же является «вымыслом, задачей которого явилась бы дезориентация нашей науки». Его мнение – «отражает истинное положение вещей»[94 - Атомный проект СССР. Т. I. Кн. 1. М., Наука: 1998, с. 314. Holloway, D. Stalin and the bomb: the Soviet Union and atomic energy, 1939-1956. New Haven: Yale University Press, 1994, p. 90–95.].

А закончил свой анализ Курчатов фразой: «Это письмо будет передано Вам Вашим Помощником т. А. И. Васиным, у которого находятся подлежащие уничтожению черновые записи. Содержание письма никому, кроме него, не может быть пока известно». Четко, по-деловому, – как будто этот физик в обстановке совершенной секретности чувствует себя как дома и привык сотрудничать с разведкой.

Поставив Курчатова во главе ядерного дела, правительство решило сделать его в том же 1943 году академиком. Однако академики, исходя из своих академических соображений, не подчинились воле ЦК и 27 сентября выбрали другого – А. И. Алиханова. Научной репутацией Курчатов не уступал Алиханову, однако тот уже был членом-корреспондентом, а никаких особых заслуг Курчатова, чтобы перепрыгнуть через ступень членкора и сразу стать академиком, тогдашние академики не видели. У правительства же были свои особые причины, которые оно не собиралось излагать. Проще было учредить дополнительную вакансию академика по «специальному разделу физики», и в результате 29 сентября 1943 года Курчатов тоже стал академиком[95 - Архив РАН 2-1/1943-94, л. 84-85; 2-4-39, л. 1-3.]. И, похоже, не мучался сомнениями по поводу вмешательства правительства в дела Академии наук.

Курчатовский дар организатора науки можно назвать гениальным уже потому, что его имя осталось окружено добрыми чувствами почти всех знавших его. Лишь один из многих десятков людей, знавших Курчатова, и оставивших свидетельство о нем, высказался о нем не в восторженных тонах – это один из его заместителей и первый директор Дубненского ускорителя М. Г. Мещеряков. На вопрос: «Вы думаете, что председатель урановой комиссии Хлопин мог бы справиться с делом Курчатова?» он ответил хмуро: «Курчатов был управляем, а Вернадский и Хлопин никому бы не позволили собой управлять»[96 - М. Г. Мещеряков, интервью 19. 3. 93.].

«Управляемость» была не единственным и не главным свойством Курчатова. Он был настоящим ученым, преданным науке и ценящим преданность других. И он был деятелем, получающим удовлетворение от успеха дела. Он использовал свое влияние для поддержки науки за пределами оружейных нужд, подчиняясь логике развития науки. Главным его инструментом в отношениях с учеными было умение заражать их энтузиазмом и внушать им чувство защищенности, а в отношениях с правительством действовала способность внушать доверие. В пределах его профессиональной компетенции он был способен на смелые шаги и даже на усилия наперекор системе, но – знал меру. А его инсульты и ранняя смерть (в пятьдесят семь лет) говорят, как трудно было посредничество между миром советского самодержавия и природной демократией науки.

В соответствии с духом своего времени Курчатов видел в науке главную силу мирового прогресса, но, будучи сыном своего советского времени и выпускником школы Иоффе – не нуждался в понятии ноосферы, всецело доверяя коммунистическим догмам. Страна, строившая коммунизм, получила тогда уже путеводитель от самого вождя – «Краткий курс истории ВКП(б)», – и усердно его изучала во всех аудиториях.

А Вернадский не доверял ни «Краткому курсу», ни общему курсу Сталина, и 16 ноября 1941 года с четкостью естествоиспытателя констатировал в дневнике:

«Три факта бросаются в глаза, резко противоречащие словам и идеям коммунистов: 1) двойное на словах правительство – ЦКП[артии] и Совнарком. Настоящая власть ЦКП и даже диктатура Сталина. Это то, что связывает нашу организацию с Гитлером и Муссолини. 2) Государство в государстве: власть реальная ГПУ [тогдашний эквивалент КГБ] и его дальнейших превращений. Это нарост, гангрена, разъедающая партию – но без нее не может она в реальной жизни обойтись. В результате мильоны заключенных-рабов, в том числе наряду с преступным элементом и цветом нации и цвет партии, который создавал ее победу в междоусобной войне».

Глава 6. Аспирант Тамма

С патронного завода в теоретическую физику

Морально-политические сложности ядерной физики были еще неведомы двадцатитрехлетнему инженеру Ульяновского патронного завода Андрею Сахарову, когда в июле 1944 года он отправил письмо директору ФИАНа:

«Прошу допустить меня к приемным экзаменам в аспирантуру Физического института по специальности «Теоретическая физика», которую считаю своим призванием. Так как я работаю в системе НКВ [Наркомата Вооружений], то для сдачи экзаменов мне необходимо выслать вызов по адресу: Ульяновск. Заволжье. До востребования»[97 - Архив РАН 524-9-463 (Дело аспиранта А. Д. Сахарова), л. 4.].

Андрей Сахаров, 1945

Два заводских года не прошли даром: к заявлению прилагалось авторское свидетельство на изобретение, а также рукописи трех работ. «Переданы проф. Иг. Евг. Тамму», – приписано другой рукой. Видимо, то была рука отца (тогда доцента Педагогического института), передавшего эти рукописи Тамму.

Отец Андрея Сахарова и его студенты в Московском областном педагогическом институте. На обороте фотографии надпись: «Дорогому Дмитрию Ивановичу от студентов МОПИ. 16 ноября 1949 г.»

В сопутствующей автобиографии Сахаров рассказал о своих занятиях во время, названное им ««инженерным периодом» моей жизни», и с гордостью – о большом экономическом эффекте его изобретения[98 - Там же. Л. 3.]. Так что он вполне мог считать, что уже внес свой вклад в победу, когда ощутил зов науки. К теоретической физике его привели размышления о своих «патронных» изобретениях, но было бы призвание, а повод найдется. Способность к науке включает в себя способность сосредоточиваться на ней даже в самых неподходящих условиях. Однокурсник Сахарова не может забыть его, сидящего на рюкзаке и углубившегося в научный журнал осенью 1941 года, когда студенты ожидали эшелона, который должен был эвакуировать университет в Ашхабад: «Я подошел, заглянул к нему через плечо. Вижу – обзор по колориметрии [о методах измерения цветов – предмет мало увлекательный]. И спросил ошарашено: «Для чего ты это читаешь?!» Андрей ответил с исчерпывающей ясностью: «Интересно»»[99 - Л. Н. Белл, интервью 28. 4. 97.].

Сам Сахаров помнил о другом своем чтении в ожидании эшелона: «Эти дни оказались для меня почему-то очень плодотворными в научном смысле – читая книги Френкеля по квантовой механике и теории относительности, я как-то сразу очень много понял».

Эшелон, наконец, отправился, и жизнь в нем установилась: «В каждой теплушке с двумя рядами двухъярусных нар и печкой посередине помещалось человек сорок. Дорога заняла целый месяц, и за это время в каждом вагоне сформировался свой эшелонный быт, со своими лидерами, болтунами и молчальниками, паникерами, доставалами, объедалами, лентяями и тружениками. Я был скорей всего молчальником, читал Френкеля, но прислушивался и присматривался к происходящему вокруг, внутри и за пределами вагона, к раненной войной жизни страны, через которую проходил наш путь».

Физика, которая притягивала тогда Андрея Сахарова, была вовсе не ядерной. О делении урана и цепной реакции он узнал еще до войны, но, как он пишет, «к своему стыду», не оценил важность открытия, и «до 1945 года просто забыл, что существует такая проблема». Почему «к стыду»? Ведь физика так богата проблемами! В Ашхабадской эвакуации, вопреки тяготам жизни и последнего сжатого года учебы, Андрей вместе с товарищем организовали кружок по теории гравитации[100 - Л. Н. Белл, Принцип несоответствия // Он между нами жил… Воспоминания о Сахарове.]. Трудно найти тему более удаленную от специальности «оборонное металловедение», с которой их выпускал университет.

И все же Сахаров, видно, хорошо освоил эту специальность, раз его не отпускали с оборонного завода даже по вызову из Академии наук. То был военный завод и военная осень 1944 года. В декабре директору ФИАНа Вавилову пришлось специально ходатайствовать об «откомандировании А. Д. Сахарова с завода в наш Институт». Нашли обходный маневр, – Сахарова утвердили в аспирантуре «без отрыва от основной работы». И только с 1 февраля 1945 года – «с отрывом».

К тому времени молодой инженер был уже женат. Историю своего знакомства с лаборанткой химического отдела Клавдией Вихиревой он подробно описал в воспоминаниях:

«Я числился при металлургическом отделе лаборатории, в котором, кроме меня, работало несколько приезжих молодых специалистов (впрочем, все – кроме меня – со специальным «патронным» образованием)». «Мы – мальчики – часто заходили в химическую лабораторию, девушки «опекали» нас всех подряд, угощали домашней картошкой, которую они тут же пекли. Быстро образовывались дружеские отношения». «Зимой мы с Клавой несколько раз ходили в театр (в том числе в Московскую оперетту, приехавшую в Ульяновск), в кино на памятные фильмы тех лет (в их числе военные фильмы, хороший английский фильм «Леди Гамильтон» и др.). Весной 1943 года наши отношения неожиданно перешли в другую стадию.

На майские дни я пришел к Клаве домой, предложил свою помощь в копке огорода под картошку. Одновременно я вскопал небольшой участок для себя (на целине за заводской стеной, купив семенную картошку на рынке). Убирали эту картошку (очень немного, два мешка) мы уже вместе с Клавой, будучи мужем и женой. Алексей Иванович Вихирев (1890-1975), отец Клавы, однако, несколько раз вспоминал, много лет спустя, последний раз в 1971 году, «Андрюшину картошку»». «В мае мы с Клавой два или три раза катались на лодке по Волге и по протокам; я был не очень ловок и уронил Клавину туфлю, но ее, кажется, удалось спасти. Клава нашла у своей родственницы (крестной) ботинки для меня (оставшиеся от покойного мужа), вместо тех, которые у меня украли в бане в октябре. Тогда мне пришлось по первому ледку возвращаться в общежитие в носочках, а потом ходить зимой в летних туфлях. Понемногу начиналась новая жизнь. 10-го июля мы расписались. Алексей Иванович благословил нас иконой, перекрестил, сказал какие-то напутственные слова. Потом мы, взявшись за руки, бежали через поле, на другой стороне которого были райсовет и ЗАГС. Мы прожили вместе 26 лет до смерти Клавы 8 марта 1969 года. У нас было трое детей – старшая дочь Таня (родилась 7 февраля 1945 года), дочь Люба (28 июля 1949 года), сын Дмитрий (14 августа 1957 года). Дети принесли нам много счастья (но, конечно, как все дети, и не только счастья). В нашей жизни были периоды счастья, иногда – целые годы, и я очень благодарен Клаве за них».

Необычный штрих к самому началу семейной жизни Андрея Сахарова дают воспоминания его университетского друга, с которым они встретились много лет спустя. Сахаров рассказывал о сложных научных проблемах, когда его друг «внезапно осознал, что манера изложения Андрея не имеет ничего общего с той старой, довоенной. Все было логично, последовательно, систематично, без столь характерных для молодого Сахарова спонтанных скачков мысли. Я подивился вслух такой перемене. «Жизнь заставила, – ответил Андрей. – Чтобы добиться того, что я хотел, надо было многое объяснять и нашему брату физику, и исполнителям всех мастей, и, может быть, самое трудное, генералам разных родов войск. Пришлось научиться.» «В Ульяновске он этому еще не научился, – вмешалась Клава. – Он ведь предложил мне руку и сердце не на словах, а в письменном виде. Не от робости или застенчивости, а чтобы я все правильно поняла. Может быть, я единственная женщина в России, которой во время войны сделали предложение совсем как в старинных романах!»»[101 - Левин М. Л. Прогулки с Пушкиным // Он между нами жил… Воспоминания о Сахарове. Ред.: Б. Л. Альтшулер и др., М., 1996, с. 348–9.]

Клава была на два года старше Андрея. Она четыре года проучилась в ленинградском Институте местной промышленности, на факультете стекольного дела, но не успела закончить его – помешала война. Впоследствии она посвятила себя семье и не смогла завершить образование.

Уже в первые фиановские месяцы до молодого аспиранта дошли разговоры о какой-то Лаборатории № 2, которая якобы стала «центром физики», но мир науки открылся ему слишком широко, чтобы интересоваться лишь одним каким-то центром. Он получил возможность делать настоящую физику в общении с мастерами этого дела. Аспирант изучал высокую науку – теорию относительности и квантовую теорию, – по немецким книгам, полученным от Тамма: «Почти не отрываясь, прорабатывал обе книги Паули, и они меняли мой мир».

Оторвался он для небольшой работы, доставившей ему удовольствие и запомнившейся на всю жизнь. Доклад, который новичок-аспирант сделал уже в марте, назывался «О причине аномального поглощения звука в воде с наличием пузырьков». У фиановских акустиков возник вопрос о затухании звука в пене, которая получается при встряхивании воды, и они пришли с этим вопросом в теоротдел. Вопрос был «рожден жизнью» – жизнью подводных лодок, где после бури, когда вода полна пузырьков, подводная слышимость исчезает. По словам Тамма: «Сахаров сразу нашел качественное объяснение и через неделю пришел с готовой теорией».

В мае – доклад об электрическом пробое в диэлектриках. И в мае же «незабываемое событие – Победа над фашизмом». Сразу за победным маем 1945-го в сахаровских воспоминаниях следует август: «Утром 7 августа я вышел из дома в булочную и остановился у вывешенной на стенде газеты. В глаза бросилось сообщение о заявлении Трумэна: на Хиросиму 6 августа 1945 года в 8 часов утра сброшена атомная бомба огромной разрушительной силы в 20 тысяч тонн тротила. У меня подкосились ноги. Я понял, что моя судьба и судьба очень многих, может всех, внезапно изменилась. В жизнь вошло что-то новое и страшное, и вошло со стороны самой большой науки – перед которой я внутренне преклонялся».

Сообщение ТАСС от 6 августа 1945

Вскоре газета «Британский союзник», издававшаяся английским посольством на русском языке, начала печатать материалы о создании американской атомной бомбы: «Я с нетерпением хватал и изучал каждый вновь поступающий номер. Интерес у меня при этом был чисто научный. Но хотелось и изобретать – конечно, я придумывал при этом либо давно (три года) известное… либо непрактичное… Мой товарищ школьных и университетских лет Акива Яглом говорил тогда – у Андрея каждую неделю не меньше двух методов разделения изотопов. Когда публикация в «Британском союзнике» завершилась, я остыл к этим вещам и два с половиной года почти не думал о них».

Думал он о большой науке. В отчете теоротдела за 1945 год по «основной проблеме элементарных частиц» сказано: «И. Е. Тамм выдвинул новую гипотезу о характере взаимодействия между протоном и нейтроном» и «при участии аспиранта А. Д. Сахарова приступил к вычислениям, необходимым для количественной проверки предложенной теории. Соответствующие вычисления являются крайне трудоемкими». Ноябрьский доклад Сахарова уже об этом – «Рациональная вычислительная схема для вычисления шпуров».

Без пояснений ясно, что это на пальцах не объяснишь. Это – ядерная физика, одним из пионеров которой был Тамм. А большой наукой для него и его нового аспиранта было тогда понять закон, управляющий жизнью атомного ядра.

Капля ядерной физики

Ядерная физика во многом определила судьбу этого аспиранта и судьбу «очень многих, может всех». Поэтому – для любознательных нефизиков, – попробуем объяснить, что же так интересовало Тамма.

Сегодня каждый знает, что все предметы, окружающие его, состоят из атомов. Разновидностей этих стандартных элементов мироздания меньше сотни, что ничтожно мало по сравнению с разнообразием вещей, из них составленных. Еще в XIX веке химик Дмитрий Менделеев обнаружил порядок в свойствах элементов. Он разложил по полочкам все известные тогда элементы и предсказал новые, для которых предназначил пустые места на полочках. Предсказанные элементы были открыты, встали на приготовленные им места, а весь набор «полочек» получил название «периодической системы Менделеева». Совершенно непонятным, однако, оставалось, почему у элементов столь различные свойства. Почему одни – блестящие металлы, а другие – прозрачные газы. Столь же непонятно было, что такое атом, как он устроен. Загадки атомного мира копились, пока истории это не надоело. И тогда, как не раз случалось в истории науки, оправдалась поговорка: «Сто загадок – одна отгадка».

«Сто загадок ? одна отгадка»

Не зря же Андрей Сахаров, демонстрируя однажды свою способность писать зеркально, запечатлел эту формулу научного триумфа. Таким триумфом стало открытие – или, лучше сказать, раскрытие, – атома. Сначала, в 1911 году, Эрнест Резерфорд, изучая радиоактивность, экспериментально обнаружил, что атомы в основном состоят из… пустоты. Только самый центр атома, занимающий одну миллиардную его часть, заполнен. Это и есть ядро, вокруг которого на огромных расстояниях движутся электроны, – если ядро увеличить до размеров яблока, то электроны пропорционально удалились бы от яблока-ядра на десяток километров. Это означало, что проблема радиоактивности кроется в ядре, и что радиоактивная внутриатомная энергия должна именоваться внутриядерной или просто ядерной. Когда ядро меняет свое состояние, излишки энергии уносят частицы или световое излучение – a-, b-, и g-излучения. Так первые буквы греческого алфавита, стали первыми буквами ядерной азбуки.

В 1913 году Нильс Бор разгадал законы, по которым движутся электроны в атоме – квантовые законы атомной физики. И на этой основе затем объяснил порядок элементов на «полочках» Менделеева. Именно тогда стало ясно, что свойства атома определяются его ядром.

Ядра различаются зарядом и массой. Разные по заряду ядра – химически разные элементы. Одинаковые по заряду, но разные по массе – это химически неотличимые изотопы одного элемента. Самое легкое ядро у водорода – всего одна частица, которую назвали протоном. Самое тяжелое – ядро урана, в котором двести с лишним частиц.

Тут самое время для второй общей формулы научного прогресса: «В сердцевине отгадки – новые загадки». Устройство ядра оказалось загадкой еще более трудной, чем устройство атома. Ведь противоположно заряженные электрон и ядро связаны силой электрического притяжения – силой давно известной и, можно сказать, одомашненной. А что удерживает вместе одноименные заряды ядра? Что преодолевает огромные силы электрического отталкивания в ядре? Ведь эти силы в миллиарды раз больше атомных из-за того, что ядро в сто тысяч раз меньше атома.

Этот ядерный вопрос до сих пор не получил полного ответа, но один из первых шагов к его решению сделал Игорь Тамм в 1934 году. Незадолго до того экспериментаторы открыли новую частицу – электрически незаряженную, нейтральную и поэтому названную «нейтроном». Во всем, кроме заряда, нейтрон оказался очень похож на протон. Их признали равноправными составляющими ядра и объединили общим названием – нуклон. Уже это решило несколько ядерных головоломок, однако оставался вопрос о силе, связывающей частицы ядра.

Тамм предположил, что связывать протоны и нейтроны ядра может обмен известными легкими частицами (из которых самая известная – электрон) – как будто нуклоны все время перебрасываются мячиками из рук в руки. Это была новая идея. Новая и… неправильная. Тамм сам провел соответствующий расчет, убедился, что сила слишком мала, и опубликовал свой отрицательный результат. По пути, намеченному Таммом, пошел в 1935 году японский теоретик Хидэки Юкава, который не стал заранее назначать частицу, обмен которой связывает нуклоны в ядре. И получил результат – такая частица должна была бы иметь массу в 200 раз больше массы электрона, а поскольку такой частицы никто не наблюдал, грустно заметил он, «изложенная теория находится, по-видимому, на неверном пути»[102 - Юкава Х. К вопросу о взаимодействии элементарных частиц (1935) // Нейтрон. М., Наука, 1975, с. 158.]

Однако путь был верный. Через два года, в 1937 году, экспериментаторы открыли частицу с такой массой. Ее назвали «мезон», от греческого слова, означающего «промежуточный» – средний по массе между электроном и протоном. Нашли частицу, но не закон ядерного взаимодействия. Физики не догадывались тогда, что путь им предстоит извилистый: найденная частица – не та, которую предсказал Юкава. Убедятся они в этом только через десять лет, когда к счастью для научного прогресса тут же найдут «ту» частицу и передадут ей имя «мезон».

А пока – все следующее десятилетие, – проблема ядерных сил стояла перед физикой, и все следующее десятилетие Тамм видел эту проблему перед собой.