Исидор Айзек Раби: сын бакалейщика, взвесивший ядро

В конце жизни, когда врачи обследовали Исидора Айзека Раби (Isidor Isaac Rabi), они поместили его в аппарат магнитно-резонансной томографии — устройство, которое существует благодаря экспериментам с молекулярными пучками, проведенным им в лаборатории Колумбийского университета в 1930-х годах. «Я увидел себя в этой машине, — сказал он. — Я никогда не думал, что моя работа приведет к этому». Он потратил пять десятилетий на создание инструментов, лабораторий и институтов, большинство из которых работают до сих пор.

От Риманова до Браунсвилла

Он родился 29 июля 1898 года в Риманове (Rymanów), в австро-венгерской Галиции, в польской ортодоксальной еврейской семье, которая увезла его в Америку младенцем. Они жили в двухкомнатной квартире в Нижнем Ист-Сайде и говорили дома на идише; в 1907 году они переехали в Браунсвилл, Бруклин, и держали бакалейную лавку. Его имя стало случайностью иммиграции: школьный чиновник услышал «Иззи» (Izzy) и записал официальный эквивалент — Исидор (Isidor).

Разрыв с традицией произошел рано и чисто. Прочитав о Копернике и гелиоцентрической системе мира, мальчик объявил родителям о своем атеизме одной фразой: «Все очень просто... Кому нужен Бог?». К своей бар-мицве он пошел на компромисс, выступив на идише с речью об электрическом свете.

Корнелл, Колумбия и скитальческая стипендия

В 1916 году он поступил в Корнеллский университет на электротехнику, перевелся на химию и в июне 1919 года получил диплом с дипломной работой о степенях окисления марганца. В 1922 году он вернулся в Колумбийский университет в качестве аспиранта-химика, увлекся физикой и в 1926 году получил докторскую степень под руководством Альберта Уиллса (Albert Wills) с диссертацией о главных магнитных восприимчивостях кристаллов.

Его сформировали два последующих года. Будучи стипендиатом Барнарда, с 1500 долларами в кармане, он отправился в Европу и работал в присутствии Эрвина Шрёдингера (Erwin Schrödinger), Арнольда Зоммерфельда (Arnold Sommerfeld), Вернера Гейзенберга (Werner Heisenberg), Нильса Бора (Niels Bohr), Вольфганга Паули (Wolfgang Pauli) и — что было решающим — Отто Штерна (Otto Stern) в Гамбурге. Метод молекулярных пучков Штерна стал делом всей жизни Раби, но не в форме Штерна.

Метод

Улучшение Раби было образцом чистого экспериментального изящества. Метод Штерна требовал неудобных неоднородных магнитных полей; Раби заменил их однородными полями, установленными под углом, так что атомы отклонялись, как свет, проходящий через призму. Меньше аппаратуры, выше точность.

Вернувшись в Колумбийский университет — где он стал преподавателем в 1929 году с зарплатой 3000 долларов в год, а в 1937 году — профессором, — он построил Лабораторию молекулярных пучков и в 1930-х годах разработал вместе с Грегори Брейтом (Gregory Breit) уравнение Брейта-Раби и измерил ядерные магнитные моменты натрия, соединений лития, водорода и дейтерия. В период с 1937 по 1939 год вместе с Поликарпом Кушем (Polykarp Kusch), Сидни Миллманом (Sidney Millman) и Джерольдом Закариасом (Jerrold Zacharias) он усовершенствовал ядерный магнитный резонанс: слабые осциллирующие поля, используемые для считывания магнитных свойств ядер. Результаты были поразительными. Магнитный момент протона оказался равным 2,785 ядерного магнетона, а не предсказанному значению 1 — расхождение, которое потребовало пересмотра теории. За этим последовала Нобелевская премия по физике 1944 года «за резонансный метод регистрации магнитных свойств атомных ядер».

Радар, «Тринити» и отказ

В 1940 году он присоединился к Радиационной лаборатории Массачусетского технологического института, став заместителем директора и главой 4-го отдела в марте 1942 года. Он руководил разработкой трехсантиметровых магнетронов и под руководством Нормана Рамзи (Norman Ramsey) возглавил передовую группу, которая к маю 1941 года создала первый трехсантиметровый волноводный радар — технологию, лежащую в основе бомбардировочных радаров H2X и корабельных установок высокого разрешения.

Он консультировал Манхэттенский проект, но отказался переезжать в Лос-Аламос. Он и Роберт Бэчер (Robert Bacher) убедили Оппенгеймера (Oppenheimer), что лабораторией должны управлять гражданские лица, а не военные, что определило все аспекты ее работы. На испытании «Тринити» в июле 1945 года он выиграл пари на мощность взрыва, предсказав 18 килотонн при фактических 18,6.

В 1950 году Генеральный консультативный комитет единогласно выступил против разработки водородной бомбы; Раби пошел дальше большинства, присоединившись к Энрико Ферми (Enrico Fermi) в противодействии ей как по моральным, так и по техническим соображениям. Трумэн проигнорировал их. «Я никогда не прощу Трумэну того, что он сломался под давлением, — сказал Раби. — Он просто не понимал, о чем идет речь». На слушаниях по делу Оппенгеймера в 1954 году он был самым резким свидетелем защиты: «У нас есть атомная бомба и целая серия таких бомб, у нас есть целая серия супербомб, чего еще вы хотите, русалок?»

Строитель институтов

С 1945 по 1949 год он возглавлял физический факультет Колумбийского университета, в котором работали два нобелевских лауреата и одиннадцать будущих. В январе 1947 года он и Норман Рамзи завершили создание коалиции из девяти университетов, которая основала Брукхейвенскую национальную лабораторию. Будучи делегатом ЮНЕСКО в 1950 году, он предложил создать региональные международные лаборатории; встречи во Флоренции в 1952 году привели к созданию ЦЕРНа (CERN), а поздравительные письма от Бора, Гейзенберга и Амальди (Amaldi) висели в рамках в его домашнем кабинете. Он возглавлял Генеральный консультативный комитет Комиссии по атомной энергии с 1952 по 1956 год и Научно-консультативный комитет с 1956 по 1957 год, а его советы Эйзенхауэру во время кризиса со «Спутником» в октябре 1957 года привели к созданию Научно-консультативного комитета при президенте в качестве постоянного института.

Почему Исидора называют гением

Проявленный талант — это экономичность экспериментального дизайна, способность смотреть на аппарат и видеть скрытую внутри него более простую машину. Пучки Штерна требовали полей, которые было трудно формировать и контролировать; прозрение Раби заключалось в том, что наклонные однородные поля выполнят ту же работу с меньшим количеством оборудования и большей точностью — это та идея, которая кажется очевидной, когда кто-то до нее додумался, но до этого никому не приходила в голову. Из этого единственного упрощения вышли измерение ядерных моментов, аномальный результат с протоном, заставивший теоретиков переосмыслить ядро, Нобелевская премия и, в конечном итоге, магнитно-резонансная томография. Второй и более редкий талант — суждение о людях и структурах: он собрал кафедру в Колумбии, в которой работали тринадцать лауреатов (прошлых и будущих), стал соучредителем Брукхейвена, убедил создать ЦЕРН и институционализировал научное консультирование внутри американского президентства.

Необходимо привести и контраргументы, и большую часть из них он предоставляет сам. По общему мнению, он был ужасным учителем — Норман Рамзи называл его лекции «довольно ужасными»; Уильям Ниренберг (William Nierenberg) говорил, что он был «просто ужасным лектором». Его премия была за метод, а не за закон; он не открыл ни одного нового принципа природы, а технология визуализации, сделавшая его работу знаменитой, была реализована другими десятилетиями позже. И он придерживался откровенно дискриминационных взглядов на женщин в науке, полагая, что они не могут быть физиками: он никогда не руководил женщиной-аспирантом или постдоком. Что бы ни охватывало слово «гений», оно явно не охватывает правоту в отношении людей в целом.

Наследие

Его награды варьировались от премии Ньюкомба Кливленда в 1939 году и медали Эллиота Крессона в 1942 году до Нобелевской премии в 1944 году, медали «За заслуги» и медали британского короля в 1948 году, офицера ордена Почетного легиона в 1956 году, золотой медали Нильса Бора и премии «Атомы за мир» в 1967 году, медали Эрстеда в 1982 году, медали за общественное благосостояние в 1985 году и премии Ванневара Буша в 1986 году. Колумбийский университет сделал его своим первым университетским профессором в 1964 году. Он ушел с преподавательской работы в 1967 году и скончался в своем доме на Риверсайд-драйв 11 января 1988 года. В ЦЕРНе есть дорога, названная в его честь, в Колумбийском университете — стипендиальная программа, а МРТ-сканер есть почти в каждой больнице развитого мира.