Создание атомной бомбы
Поскольку к делу женской эмансипации Кристиан Бор относился столь же серьезно, он вел подготовительные курсы для женщин, поступавших в университет. Одной из его учениц была дочь еврейского банкира Эллен Адлер. Она происходила из образованной, состоятельной и известной в Дании семьи; ее отец в разное время был депутатом обеих палат датского парламента. Кристиан Бор стал за ней ухаживать; в 1881 году они поженились. Как говорит один из друзей их сыновей, она отличалась «очаровательным характером»[236] и огромным альтруизмом. Судя по всему, после замужества она не афишировала своего иудаизма. Поступление в университет, которое она, видимо, планировала исходно, также не состоялось.
Кристиан и Эллен Бор начали свою семейную жизнь в городском доме семьи Адлер, стоявшем прямо напротив дворца Кристианборг, в котором заседал парламент, на противоположной стороне широкой улицы. В этом приятном месте 7 октября 1885 года и родился Нильс Бор, их второй ребенок и первый сын. В 1886 году, когда его отец принял должность в университете, семья Бор переехала в дом, расположенный рядом с Хирургической академией, в которой находились физиологические лаборатории. Там вырос и Нильс, и его брат Харальд, бывший младше его на девятнадцать месяцев.
Насколько Нильс Бор помнил, ему всегда нравилось мечтать о великих взаимосвязях[237]. Его отец любил говорить парадоксами[238]; возможно, из этой привычки отца и происходили мечты Нильса. В то же время мальчик отличался глубоко буквальным мышлением, и эта черта, которую часто считают недостатком, стала основополагающим достоинством Бора-физика. Гуляя с ним, когда ему было около трех лет, отец стал рассказывать ему об уравновешенном строении дерева – ствола, крупных и мелких ветвей, – как бы показывая сыну, как собрать дерево из его составных частей. Мальчик, склонный к буквальному мышлению, не был с ним согласен, так как видел в дереве цельный организм: иначе, сказал он, дерева не получилось бы. Бор рассказывал эту историю всю свою жизнь; в последний раз – всего за несколько дней до смерти, в 1962 году, когда ему было семьдесят восемь лет. «С самой ранней юности я мог высказываться по философским вопросам», – с гордостью заявил он. И благодаря этой способности, по его словам, «меня считали несколько необычным»[239].
Харальд Бор был мальчиком сообразительным, остроумным и энергичным, и сначала казалось, что он умнее брата. «Однако очень скоро, – говорит биограф Нильса Бора Стефан Розенталь, впоследствии работавший с ним, – Кристиан Бор сменил точку зрения на противоположную; он осознал огромные способности и особые таланты Нильса, а также широту его воображения»[240]. То, как отец сформулировал это открытие, могло бы показаться бессердечным сравнением, если бы братья так не любили друг друга. Нильс, сказал он, – «особый член семьи»[241].
В пятом классе, когда Нильс получил задание нарисовать дом, он выполнил замечательно зрелый рисунок, но сперва пересчитал все штакетины забора. Он любил работать по дереву и металлу; с самого раннего возраста он стал настоящим домашним мастером. «Даже в детстве [его] считали в семье мыслителем, – говорит один из его младших сотрудников, – и отец прислушивался к его мнению по самым фундаментальным вопросам»[242]. Почти не вызывает сомнений, что он научился письму с большим трудом, и ему всегда было трудно писать. Мать верно служила ему секретарем: он диктовал ей свою домашнюю работу, а она ее записывала[243].
В детстве Нильс и Харальд были близки, как близнецы. «Поверх всего остального, как бы лейтмотивом, – отмечает Розенталь, – проходит тема той неразлучности, которой отличались отношения между братьями»[244]. Они говорили и думали «дуэтом»[245], вспоминает один из их друзей. «В течение всей моей юности, – вспоминал сам Бор, – брат играл очень важную роль в моей жизни… Брат был для меня очень важен. Он был умнее меня во всех отношениях»[246]. В свою очередь, Харальд всегда и всем говорил[247] – и, по-видимому, искренне, – что сам он был обычным человеком, а вот брат его – человеком выдающимся.
Речь неуклюжа, письмо обедняет. Первая карта мира ребенка, не различающая между субъектом и объектом, сосуществующая с тем миром, который она отображает, пока пробуждающееся сознание не отделит их друг от друга, – это не язык, а поверхность собственного тела человека. Нильс Бор любил показывать, как палка, используемая в качестве щупа, например трость слепого, становится продолжением руки[248]. Кажется, что ощущения перемещаются на ее конец, говорил он. Он часто повторял это наблюдение – казавшееся чудесным учившимся у него физикам, – как и историю про мальчика и дерево, потому что для него она была наполнена эмоциональным смыслом.
По-видимому, он был ребенком, глубоко чувствующим мир. Этот дар появляется еще до умения говорить. Его отец со своим гётевским стремлением к осмысленности и цельности – естественному единству, всеохватному утешению религией без древних формальностей – чувствовал это особенно ясно. Его чрезмерные ожидания обременяли мальчика.
Религиозные разногласия возникли быстро. Нильс «буквально верил в то, что узнавал в школе на уроках религии, – говорит Оскар Клейн. – В течение долгого времени чувствительного мальчика огорчало отсутствие веры у его родителей»[249]. Когда Бору было двадцать семь, он вспоминал о том огорчении, которое доставляло ему предательство родителей, в рождественском письме невесте, посланном из Кембриджа: «Я вижу, как маленький мальчик идет в церковь по заснеженной улице. Это единственный день в году, когда отец брал его в церковь. Зачем? Затем, чтобы ребенок чувствовал себя таким же, как остальные дети. Отец никогда не говорил мальчику ни единого слова относительно веры, и маленький мальчик верил всем своим сердцем…»[250][251]
Затруднения с письмом были проблемой более зловещей. Домашним ее решением стала секретарская работа матери. Бор не составлял текст заранее, чтобы потом надиктовать его своему помощнику. Он сочинял его на месте, причем с большим трудом. Именно отсюда взялось бормотание, напоминавшее Ч. П. Сноу о позднем Генри Джеймсе. Уже взрослым Бор многократно составлял и переписывал черновики даже личных писем[252]. Его многочисленные переписывания научных статей – сначала в черновике, а потом, еще несколько раз, в гранках – вошли в легенду. Однажды, после его непрерывных просьб о несравненной критической помощи жившего в Цюрихе австрийского теоретика Вольфганга Паули, хорошо знавшего Бора, Паули осторожно ответил: «Если последнюю редакцию уже отослали, я приеду»[253]. Сначала Бор сотрудничал со своей матерью и Харальдом, затем – с женой, а потом – с продолжавшейся всю жизнь чередой молодых физиков. Они чрезвычайно высоко ценили возможность работать вместе с Бором, но это сотрудничество бывало делом непростым. Бор требовал от них не только внимания, но и активной вовлеченности, интеллектуальной и эмоциональной: он хотел убедить сотрудников в своей правоте. Пока это ему не удавалось, он сам сомневался в своих выводах или по меньшей мере в их словесной формулировке.
За трудностями с письмом скрывалась другая, более масштабная проблема. Она проявлялась в виде нервозности, которая, если бы не необычайная поддержка матери и брата, могла бы стать непосильной. В течение некоторого времени она такой и была[254].
Возможно, вначале она возникла из религиозных сомнений, которые, по словам Клейна, появились у Нильса «в юности». Бор сомневался так же, как верил, «с необычайной решимостью»[255]. К осени 1903 года, когда в возрасте восемнадцати лет он поступил в Копенгагенский университет, сомнения разрослись, и его опьяняли мысли об ужасающих бесконечностях.
У Бора был любимый роман. Его автор, Пауль Мартин Мёллер, впервые обнародовал свою книгу «Приключения датского студента» (En Dansk Students Eventyr), прочитав ее в 1824 году на собрании студенческого объединения Копенгагенского университета. Напечатана она была уже после его смерти. Книга эта была короткой, остроумной и обманчиво легкомысленной. В 1960 году, в важной лекции под названием «О единстве человеческих знаний», Бор назвал книгу Мёллера «неоконченным романом, который в [Дании] до сих пор с удовольствием читает как старшее, так и младшее поколение»[256]. Он дает нам, сказал он, «замечательно живое и глубокомысленное описание взаимодействия между разными аспектами [человеческого] состояния»[257]. После Первой мировой войны датское правительство помогло Бору организовать в Копенгагене свой собственный институт. Учиться в нем приезжали самые перспективные молодые физики со всего мира. «Все, кому приходилось тесно общаться с Бором в институте, – пишет его сотрудник Леон Розенфельд, – как только они в достаточной степени овладевали датским языком, знакомились с этой книжкой: это было частью процедуры их посвящения»[258].
Что же такого волшебного заключалось в этой маленькой книжке? Она была первым датским романом из современной жизни: в ней описывалась студенческая жизнь и в особенности пространные беседы между двумя кузенами-студентами. Один из них был «лиценциатом», то есть соискателем ученой степени, а второй – «филистером». Филистер, говорит Бор, – это знакомый нам тип, «отличающийся трезвой расторопностью в практических делах»[259]. Лиценциат, фигура более экзотическая, «склонен к отвлеченным философским рассуждениям, которые вредят его существованию в обществе». Бор цитирует одно из «философских рассуждений» лиценциата:
[Я начинаю] думать о своих собственных мыслях относительно ситуации, в которой я нахожусь. Я даже думаю, что думаю о ней, и разбиваю себя на бесконечную обращенную назад последовательность «я», которые размышляют друг о друге. Я не знаю, на каком из «я» остановиться, какое из них считать подлинным, потому что, как только я останавливаюсь на одном из них, всегда есть еще одно «я», которое на нем останавливается. Я запутываюсь, у меня кружится голова, как будто я заглядываю в бездонную пропасть[260].
«Бор постоянно возвращался к вопросу о разных значениях слова “я”, – вспоминал Роберт Оппенгеймер, – “я”, которое действует, “я”, которое мыслит, “я”, которое изучает само себя»[261].
Другие состояния, беспокоящие лиценциата из романа Мёллера, вполне могли быть взяты из клинического описания состояний, беспокоивших юного Нильса Бора. Например, такой недостаток:
Несомненно, мне и раньше доводилось видеть, как излагаются мысли на бумаге. Но с тех пор как я явственно осознал противоречие, заключенное в подобном действии, я почувствовал, что полностью потерял способность написать хоть какую-нибудь фразу. И хотя опыт подсказывает мне, что так поступали множество раз, я мучаюсь, пытаясь разрешить неразрешимую загадку: как человек может думать, говорить или писать. Пойми, друг мой, движение предполагает направление. Разум не может развиваться, не продвигаясь вдоль определенной линии. Но прежде чем начать движение вдоль этой линии, разум должен осмыслить это движение. Другими словами, человек продумывает любую мысль прежде, чем начнет думать. И любая мысль, кажущаяся плодом данного момента, содержит в себе вечность. Это сводит меня с ума[262][263].
Или взять следующую жалобу, касающуюся фрагментации личности и ее умножающейся двойственности, которую Бор часто цитировал в следующие годы:
Таким образом, человек часто разделяется на две личности, одна из которых пытается обмануть другую, в то время как третья личность, которая на самом деле тождественна первым двум, поражается этой неразберихе. Коротко говоря, мышление становится драмой и беззвучно разыгрывает само с собой и перед самим собой запутаннейшие интриги, причем зритель снова и снова становится актером[264].
«Бор привлекал внимание к тем сценам, – отмечает Розенфельд, – в которых лиценциат описывает, как он теряет счет своим разным “я” или [рассуждает] о невозможности сформулировать мысль, и, исходя из этих фантастических парадоксов, подводил своего собеседника… к самой сути проблемы однозначной передачи опыта, серьезность которой он таким образом ярко иллюстрировал»[265]. Розенфельд боготворил Бора; он то ли не осознавал, то ли предпочитал не упоминать о том, что для самого Бора трудности лиценциата были чем-то большим, чем просто «фантастические парадоксы».
Рациоцинация[266] – именно так называется то, чем занимается тут лиценциат и чем занимался в юности сам Бор, – это механизм защиты от тревожности. Спирали мыслей, панические и навязчивые. Сомнения удваиваются снова и снова, парализуя действия, опустошая мир. Этот механизм обладает бесконечной регрессивностью, так как, как только его жертва осваивает этот прием, она может сомневаться в чем угодно, даже в самом сомнении. Это явление может казаться интересным с философской точки зрения, но в практическом отношении рациоцинация заводит в тупик. Если работа не может быть завершена, то ее качество невозможно оценить. Проблема в том, что такое тупиковое состояние отдаляет развязку и добавляет к бремени, лежащем на человеке, чувство вины за эту отсрочку. Тревожность все возрастает; механизм все ускоряет свой полет по спирали; личности кажется, что она вот-вот распадется на части; умножающееся «я» делает ощущение надвигающегося распада все более драматичным. На этом этапе проявляются ужасные картины безумия; в течение всей жизни Бора в его высказываниях, устных и письменных, то и дело возникали образы «бездонной пропасти» лиценциата[267]. Мы «подвешены в языке»[268], – любил говорить Бор, имея в виду эту бездну; и одной из его излюбленных цитат были следующие два стиха из Шиллера[269]:
Nur die Fülle führt zur Klarheit,Und im Abgrund wohnt die Wahrheit.Лишь цельность к ясности ведет,И в безднах истина живет[270].Однако твердую основу Бор нашел не у Мёллера. Для этого ему требовалось нечто большее чем роман, каким бы уместным он ни был. Ему нужно было то же, что нужно для душевного здоровья любому из нас, – любовь и работа.
«В годы, последовавшие за окончанием [школы], я очень сильно интересовался философией, – сказал Бор в своем последнем интервью. – Особенно тесно я сблизился с Гёффдингом»[271]. Харальд Гёффдинг[272] был старым другом Бора-отца, одним из основателей дискуссионного клуба, собиравшегося по вечерам в пятницу. Бор был знаком с ним с самого детства. Он родился в 1843 году, на двенадцать лет раньше Кристиана Бора, и был человеком глубокомысленным, деликатным и добрым. Он стал не только искусным толкователем работы Сёрена Кьеркегора и Уильяма Джеймса, но и авторитетным самостоятельным философом: он был антигегельянцем, прагматиком, и интересовался вопросами разрывности восприятия. Бор стал учеником Гёффдинга. Кажется несомненным, что он обращался к Гёффдингу и за личной помощью. Он не ошибся в своем выборе. В юности и самому Гёффдингу пришлось преодолевать свой собственный кризис, который, как он писал впоследствии, почти довел его «до отчаяния»[273].
В морозном ноябре 1855 года, когда Сёрен Кьеркегор умер от легочной инфекции, Гёффдингу было двенадцать лет. Он был достаточно большим, чтобы услышать о мрачной процессии за стенами города, чуть не закончившейся скандалом у самой могилы[274]; достаточно большим, чтобы видеть живого человека в странном, неуклюжем, яростно красноречивом поэте, выступавшим под множеством псевдонимов. Это знакомство стало отправной точкой интереса к работам Кьеркегора, к которым Гёффдинг обратился впоследствии в поисках средства от отчаяния. В особенности он нашел такое средство в «Стадиях жизненного пути», полном черного юмора драматическом представлении диалектики духовных этапов, независимых друг от друга, не связанных друг с другом, переход между которыми возможен лишь благодаря иррациональным верованиям. Гёффдинг с благодарностью принял на себя роль защитника этого плодовитого и непростого датчанина; его вторая книга, опубликованная в 1892 году, помогла утвердить признание Кьеркегора выдающимся философом, а не просто литературным стилистом, подверженным приступам безумия, каким вначале предпочитали считать его датские критики.
Бор смог многое почерпнуть у Кьеркегора – особенно в интерпретации Гёффдинга. Кьеркегор исследовал те же состояния разума, что и Пауль Мартин Мёллер. Мёллер преподавал Кьеркегору в университете нравственную философию и, по-видимому, был для него своего рода духовным руководителем[275]. После смерти Мёллера Кьеркегор посвятил ему «Понятие страха», называя его в одном из черновиков этого посвящения «увлечением моей юности, наперсником моих начал, громогласной трубой моего пробуждения, моим ушедшим другом»[276]. Мёллер – Кьеркегор – Гёффдинг – Бор: родство было прямым.
Как известно, Кьеркегор страдал от умножения личностей и сомнений. Раздвоение сознания было центральной темой работ Кьеркегора, как и работ Мёллера до него. Кажется даже, что эта опасность издавна знакома датчанам вообще. В самом сердце датского слова «отчаяние», fortvivlelse, находится морфема tvi, то есть «два», означающая раздвоение сознания. Датское слово tvivl означает сомнение; tvivlesyg – скептицизм; tvetydighed – неоднозначность[277]. На самом деле самонаблюдение вообще характерно для пуританства и близкородственно христианскому мышлению.
Однако, в отличие от Мёллера, который вышучивал tvivl лиценциата, Кьеркегор мучительно пытался проложить путь сквозь лабиринт зеркал. В «Истории современной философии», которую Бор наверняка читал студентом, Гёффдинг дает краткое описание того пути, который, по его мнению, нашел Кьеркегор: «Основная его идея состояла в том, что возможные разные концепции жизни настолько резко противоречат друг другу, что мы должны выбирать между ними; отсюда происходит ключевое для него слово либо-либо. Более того, выбор этот каждый человек неизбежно должен сделать для себя сам; отсюда второе ключевое слово, индивидуум»[278]. И далее: «Непрерывность существует только в мире возможностей; в реальном мире решение всегда возникает из нарушения непрерывности»[279]. Непрерывность в том смысле, в котором она мучила Бора, была преследовавшим его потоком преумножения сомнений и «я»; нарушение этой непрерывности – решительность, действие – было тем исходом, который он надеялся найти.
Сперва он обратился к математике. Из университетской лекции он узнал о римановой геометрии – одном из видов неевклидовой геометрии, разработанном немецким математиком Георгом Риманом для представления функций комплексных переменных. Риман показал, что многозначные функции этого вида (число[280], квадратный корень из него, его логарифм и т. д.) можно представлять и соотносить на наборах совмещающихся геометрических плоскостей, которые назвали римановыми поверхностями. «В то время, – сказал Бор в своем последнем интервью, – я серьезно подумывал написать некую работу по философии, и речь шла именно об этой аналогии с многозначными функциями. Мне казалось, что всевозможные проблемы в психологии – которые называли великими философскими проблемами, о свободе воли и тому подобное, – что их действительно можно упростить, если рассмотреть, как именно мы к ним подходим, и это можно было сделать при помощи аналогии с многозначными функциями»[281]. К тому времени он думал, что проблема может быть порождена языком, неоднозначностью – множественными значениями, так сказать, – разных смыслов слова «я». Если разделить разные значения, распределив их по разным плоскостям, можно будет отследить, о чем именно идет речь. Тогда смешение личностей прямо на наших глазах получит графическое разрешение.
Бору такая схема казалась слишком схематической. Вероятно, математика была слишком похожа на рациоцинацию, и с нею он по-прежнему оставался замкнут в своей тревоге. Он подумывал написать книгу о своих математических аналогиях, но вместо этого обратился к другой, гораздо более конкретной работе. Заметим, однако, что математическая аналогия начинает встраивать проблему сомнения в систему языка, видя в сомнении особую форму вербальной неоднозначности; заметим, что она пытается прояснить неоднозначности, разнося разные смыслы по отдельным, не связанным друг с другом плоскостям.
Та конкретная работа, к которой Бор обратился в феврале 1905 года – ему было тогда девятнадцать лет, – была задачей из области экспериментальной физики[282]. Каждый год Датская королевская академия наук и литературы предлагала задачу и давала на ее решение двухлетний срок; успешным работам по этой теме академия присуждала золотую и серебряную медали. В 1905 задача по физике касалась измерения поверхностного натяжения жидкостей путем измерения колебаний, возникающих в этих жидкостях при протекании через отверстие (такие колебания можно увидеть в струе, вытекающей из садового шланга, которая приобретает волнистую форму). Это предложил британский лауреат Нобелевской премии Джон Уильям Стретт, лорд Рэлей, но его никто еще не пробовал применить на практике. Бор и еще один участник конкурса взялись за решение этой задачи.
Бор работал в той же физиологической лаборатории, в которой он в течение многих лет наблюдал за работой отца, а затем и помогал ему, осваивая искусство экспериментальных исследований. Чтобы получить устойчивые струи, он решил использовать вытянутые стеклянные трубки. Поскольку метод требовал использования большого количества жидкости, он ограничился исследованием воды. Трубки нужно было сплющить по бокам, чтобы получить овальное поперечное сечение; это придавало струе воды форму, необходимую для возникновения волн. Всю работу по нагреванию, размягчению и вытягиванию трубок выполнял сам Бор; это занятие оказывало на него прямо-таки гипнотическое воздействие. Розенфельд говорит, что Бор «так увлекся этой работой, что, совершенно забыв о своей исходной цели, часами напролет пропускал сквозь пламя трубку за трубкой»[283].
Каждый опыт по определению величины поверхностного натяжения занимал часы. Работать приходилось по ночам, когда в лаборатории никого не было, потому что любая вибрация могла нарушить форму струй. Работа шла медленно, к тому же Бор тянул время. Академия отвела на решение задачи два года. К концу этого периода Кристиан Бор понял, что его сын настолько затягивает дело, что может не закончить свою статью вовремя. «Опытам не было конца, – рассказывал Бор Розенфельду несколько лет спустя, во время велосипедной прогулки, – я все время замечал всё новые подробности, которые, как мне казалось, сначала нужно было понять. В конце концов отец отослал меня прочь из лаборатории, и мне пришлось написать статью»[284].
«Прочь» означало в Нерумгард, загородное имение семьи Адлер, расположенное к северу от Копенгагена. Там, вдали от искушений лаборатории, Нильс сочинил – а Харальд записал – статью объемом в 114 страниц. Нильс сдал ее в академию в последний день установленного срока, но даже в этот момент работа была неполной. Три дня спустя он сдал еще и приложение на одиннадцати страницах, которое по случайности не было включено в исходный текст.
Хотя в этой работе, первой научной статье Бора, поверхностное натяжение определялось только для воды, она также исключительно расширила теорию Рэлея. Академия присудила ей золотую медаль. Работа эта была необычайным достижением для столь молодого автора, и именно она направила Бора в физику. В отличие от математизированной философии физика была прочно укоренена в реальном мире.
В 1909 году лондонское королевское общество приняло статью о поверхностном натяжении в несколько отредактированном виде для публикации в своем журнале Philosophical Transactions. Бору, по-прежнему бывшему на момент выхода статьи всего лишь студентом, еще не получившим даже магистерской степени, пришлось объяснять секретарю Королевского общества, письма которого были адресованы с использованием предполагаемого ученого звания, что он «не профессор»[285].
Однажды отъезд за город уже помог ему. Возможно, он мог помочь и еще раз. Уехать в Нерумгард больше было нельзя, так как семья Адлер отдала это имение под школу. Между мартом и маем 1909 года, когда Бору пришло время готовиться к экзаменам на магистерскую степень, он поехал в городок Виссенбьерг на острове Фюне, соседствующем на западе с Зеландией, островом, на котором находится Копенгаген, и поселился там в доме священника, принадлежавшем родителям лаборанта Кристиана Бора. Вместо работы Нильс читал на Фюне «Стадии жизненного пути». Дочитав эту книгу, он в тот же день с восторгом отправил ее Харальду. «Это единственное, что я считаю нужным послать, – писал он младшему брату, – и, по-моему, вряд ли можно найти что-либо лучшее. Во всяком случае, лично я получил от этой книги громадное удовольствие. Я даже думаю, что это одна из лучших книг, которые мне приходилось читать»[286][287]. В конце июня, вернувшись в Копенгаген, Бор сдал – опять-таки в последний день – свою дипломную работу, переписанную почерком его матери.
К тому времени Харальд вырвался вперед: он получил магистерскую степень в апреле, после чего уехал в аспирантуру в Университет имени Георга-Августа в немецком Гёттингене, центр европейской математики. В июне 1910 года он получил в Гёттингене докторскую степень. Нильс иронично писал младшему брату, что его «зависть скоро вырастет до неба»[288], но на самом деле он был доволен тем, как шла работа над его собственной диссертацией несмотря на то, что он потратил «четыре месяца на рассуждения по дурацкому вопросу о каких-то дурацких электронах и [смог] только написать штук четырнадцать более или менее противоречащих друг другу черновиков»[289]. Кристиансен дал Бору в качестве темы магистерской дипломной работы задачу из электронной теории металлов; эта тема настолько заинтересовала Бора, что он продолжил работу над нею и в своей диссертации. Теперь он специализировался в теоретической физике; как он объяснял, заниматься одновременно с этим и физикой экспериментальной было бы «непрактично»[290].