Лео Силард — выдающийся ученый из Будапешта, чьи идеи и открытия навсегда изменили мир науки. От первых экспериментов в домашней лаборатории до участия в создании ядерного реактора и разработки принципов молекулярной биологии — его научная карьера охватывает чрезвычайно широкий спектр областей. Силард был не только физиком и инженером, но и изобретателем, гуманистом и мыслителем, чьи исследования стали основой для многих технологических прорывов XX века. Узнаем о ключевых открытиях Лео Силарда и о том, как они повлияли на науку, технику и общество. Далее на ibudapest.eu.
Ранние годы и первые научные открытия
Лео Силард родился в Будапеште в семье венгерских евреев Луиса и Теклы Шпиц. В 1900 году семья сменила фамилию на Силард, что означает «твердый», чтобы соответствовать требованиям правительства и избавиться от иностранного звучания. У Лео были брат Бела и сестра Роза. Его отец был инженером, поэтому с ранних лет Лео получил основательное образование по математике и естественным наукам.
Во время Первой мировой войны Силарда призвали в армию, но он заболел «испанкой» и остался дома, когда его подразделение ушло на фронт. После войны он продолжил обучение в Будапештском техническом университете. В 1919 году Лео поехал в Берлин изучать электротехнику, однако настолько увлекся физикой, что начал работу над докторской диссертацией вместе с Максом фон Лауэ. Силард разработал математическое доказательство, которое показало, что демон Максвелла не может нарушить второй закон термодинамики. Этот результат стал фундаментом для будущей теории информации и принес ему докторскую степень.
В Берлине Силард стал ассистентом фон Лауэ, а затем — доцентом университета. В это время он сотрудничал с Альбертом Эйнштейном, пытаясь создать холодильник без движущихся частей. За семь лет они разработали три модели и получили несколько патентов. В 1933 году, спасаясь от нацизма, Силард покинул Берлин. Сначала он переехал в Вену, затем — в Англию, а с 1937 года обосновался в США.
Об открытиях Силарда
Список идей и изобретений Лео Силарда впечатляет своей широтой и дальновидностью. Еще в 1923 году он сконструировал элемент рентгеновского детектора, затем разработал усовершенствования для ртутных ламп, лицензированных компанией Siemens, а в 1928 году запатентовал линейный ускоритель — независимо от варианта Рольфа Видерое. В период с 1928 по 1934 год Силард создал теоретические основы, объединяющие ключевые принципы современных ускорителей (многократное ускорение, фокусировка, частотная модуляция и фазовая стабильность), а также предсказал появление электронного микроскопа. В целом в берлинский период (1920–1933) он получил 31 патент.
Во время совместной работы с Альбертом Эйнштейном над холодильными установками Силард создал электромагнитный насос, который оказался практически полезным, в частности для перекачки жидких металлов и в системах охлаждения реакторов. Из всех патентов наиболее реально применимым стало источник электронов — «разрядная трубка». Насос Эйнштейна — Силарда позднее оценили за внутреннюю безопасность и пригодность для специальных задач.
К концу 1930-х годов Силард сосредоточился на ядерной физике. В 1933 году он сформулировал идею самоподдерживающейся цепной ядерной реакции, затем вместе с Томасом Чалмерсом исследовал облучение нейтронами и открыл явления, известные как реакции Силарда — Чалмерса (химия «горячих атомов»). Серия экспериментов по поглощению медленных нейтронов в 1935 году подтвердила, что он является компетентным ядерщиком. В 1939 году ученый доказал, что деление урана дает достаточное количество вторичных нейтронов (в среднем ≥2) для цепной реакции. Впоследствии Силард вместе с Энрико Ферми участвовал в проектировании и строительстве первого ядерного реактора и разрабатывал концепции реактора-размножителя для производства плутония‑239, пригодного как для мирных целей, так и, к сожалению, для военных.
Дело всей жизни Силарда
Цепная ядерная реакция стала идеей, которая определила всю научную карьеру Лео Силарда. В 1933 году он впервые задумался о том, что такая реакция могла бы обеспечить человечество огромной энергией, необходимой для современного мира. Начав с экспериментов с бериллием и другими элементами, Силард проверял их способность вызвать цепную реакцию. В 1939 году, узнав о делении урана по работам Отто Гана, Фрица Штрассмана и Лизы Мейтнер, он понял, что именно уран может стать источником самоподдерживающейся реакции. Силард убедил Альберта Эйнштейна подписать письмо президенту Франклину Д. Рузвельту, предупреждая о возможности создания самой мощной оружия немецкими учеными. Это письмо привело к формированию комитета, который в итоге дал старт Манхэттенскому проекту.
Работая с Энрико Ферми, Силард участвовал в создании первого ядерного реактора, подтвердив возможность цепной реакции. Именно он предложил использовать графит без бора, чтобы нейтроны не поглощались и реакция могла развиваться. Вклад Силарда в Манхэттенский проект продолжался до завершения строительства атомных бомб. Однако после капитуляции Германии ученый выступил против применения оружия против Японии, считая, что самой демонстрации его силы будет достаточно. После войны он посвятил себя борьбе за мир, писал книги и привлекал внимание общественности и коллег к опасности использования ядерного оружия.
«Мы повернули выключатель, увидели вспышки, наблюдали десять минут, потом выключили все и разошлись по домам. Той ночью я понял, что мир ждет беда», — так писал ученый о эксперименте в Колумбийском университете в 1939 году, который подтвердил возможность расщепления атомов и сделал возможным использование атомной энергии.
Силард выделялся необычным подходом к научной работе. Ему приносило большее удовлетворение предлагать идеи и обмениваться ими с другими, чем заниматься рутинными исследованиями. Он делегировал повседневную работу другим, а сам тем временем сосредотачивался на творческих задачах. Говорят, что лучшие решения приходили к Силарду в самые неожиданные моменты, иногда даже во время принятия ванны.
Мечта о свободе в работе и возможности общаться с учеными со всего мира осуществилась в Институте Солка. В этом научном учреждении Силард мог заниматься исследованиями, которые приносили ему настоящее удовлетворение и полностью соответствовали его представлению о науке.
Послевоенные исследования и вклад в мирную науку
После Второй мировой войны Лео Силард сосредоточил усилия на мирных и прикладных направлениях науки, применяя свои знания физики и математики в биологии, медицине и промышленности. Он активно занимался биофизикой и молекулярной биологией, исследуя механизмы регуляции ферментов и работу антител. Эти исследования стали основой для современных подходов к диагностике и лечению заболеваний, включая лейкоз, а также обогатили понимание процессов старения и клеточной регуляции.
Силард разработал новые методы лучевой терапии, что позволило ему вылечить рак мочевого пузыря. Он демонстрировал необычное сочетание теоретической науки и практических инженерных решений. При этом его ранние разработки, в частности электромагнитный насос, продолжали использовать для безопасного охлаждения ядерных реакторов.
Особое внимание ученый уделял вопросам безопасности и этики применения ядерной энергии. Силард активно выступал за контроль над ядерным оружием и предлагал пути мирного использования атомной энергии, публиковал книги и статьи о будущем человечества, предостерегая о возможной опасности гонки вооружений. Послевоенные исследования и инициативы Силарда показали, что он стремился не только к новым открытиям, но и к практическому применению науки на благо общества.
Смерть и наследие ученого
Лео Силард умер 30 мая 1964 года во сне от сердечного приступа в Ла-Хойе, в штате Калифорния, оставив после себя огромное научное наследие. Его жизнь была наполнена стремлением понять фундаментальные законы природы, поиском новых идей и созданием практических решений, которые изменили научный и технологический ландшафт XX века.
Силард вошел в историю как один из первопроходцев ядерной физики, разработав концепцию цепной реакции и способствуя созданию первого ядерного реактора. Его эксперименты с нейтронами, в частности работа с Энрико Ферми и участие в Манхэттенском проекте, стали основой для развития ядерной энергетики и понимания атомной науки.
Помимо физики, Силард оставил значительный след в биофизике, молекулярной биологии и медицине. Он участвовал в разработке методов исследования ферментов, антител и диагностических подходов к лечению рака.
Наследие Силарда выходит за пределы науки. Ученый был горячим сторонником ответственного использования ядерной энергии, гуманного подхода к технологиям и мира во всем мире. Его публикации, книги и идеи продолжают вдохновлять новые поколения исследователей.
Джерела: