Андрей Сахаров. Наука и свобода

Горелик Геннадий

Ту науку, в которой стал работать Зельдович, он назвал «Релятивистская астрофизика», то есть физика космических явлений, для понимания которых необходима теория относительности. Релятивистская астрофизика объединяла физику экзотических объектов в космосе и физику Вселенной в целом как экзотически единичного объекта.

Квазар, пульсар, черную дыру можно представить среди светящихся звезд на небосводе. И легко представить, что телескоп показывает эти звездоподобные объекты со все большим увеличением, со все большей детальностью. Но никаким телескопом не увидеть Вселенную как целое. Здесь необходимы зоркие глаза интеллекта — умение видеть то, что невидимо для других.

Если

по публикациям судить о том, как входили в космологию Зельдович и Сахаров и кто из них был впередсмотрящим, лидерство Зельдовича не вызывает сомнений. Ко времени первой статьи Сахарова по космологии (1965) Зельдович был уже автором более двух десятков.

Однако если вглядеться в их неформальное научное общение, возникнет иная картина.

Вспомним пари, заключенное с Франк-Каменецким в 1956 году, за пять лет до первой космологической публикации Зельдовича. Уже тогда Сахаров держал перед своими глазами такой физический объект, как «Вселенная со всеми степенями свободы во все времена». Сахаровский — серьезный — научный стиль исключает, что он без особых размышлений поставил рядом трудно сочетаемые слова, поставил просто ради красного словца. Стало быть, уже в 1956 году он считал вполне законным очень странный физический объект — Вселенную. По тем временам это был крайне экзотический объект для работающего физика. И в окружении Сахарова не видно никого, кто помог бы ему выработать этот взгляд.

Его сотрудник по Объекту В.И. Ритус в своих воспоминаниях о Тамме пишет (не называя имени Сахарова):

Когда один из его старших учеников увлекся космологией и высказал несколько довольно абстрактных идей, Тамм поделился со мной удивлением и сожалением по этому поводу, говоря, что эти гипотезы невозможно ни доказать, ни опровергнуть в обозримое время. [360]

Так что, зная отношение Зельдовича к «глубочайшим» и «сногсшибательным» идеям своего коллеги и товарища по оружию, можно думать, что как раз уверенность Сахарова в законности физического объекта — Вселенной как целого — укрепила Зельдовича в решении взять этот объект в свой арсенал.

360

Ритус В.И. Двадцать близких лет // Воспоминания о И.Е. Тамме. М.: ИздАТ, 1995, с. 241.

Через десять лет после космологического пари своих друзей по Объекту Зельдович пришел к замечательной идее: заполнить пространство Вселенной… вакуумом. Знакомство с этой идеей нам еще предстоит, а Зельдович, рассказав о ней на семинаре, встретил безжалостную критику. Он позвонил Сахарову. И тому новая идея понравилась настолько, что он сделал следующий шаг. По мнению американского гравитациониста № 1 Уилера, то был шаг вглубь, необычайно смелый.

Смелость Сахарову придала первая после долгого перерыва чисто научная работа, которую он начал в 1963 году и опубликовал в 1965-м. Делал он ее, следуя направлению мыслей Зельдовича, и завершил статью благодарностью ему за «многочисленные обсуждения, [которые] привели к постановке всей проблемы в целом и обогатили работу рядом идей». [361]

361

Сахаров А.Д. Начальная стадия расширения Вселенной и возникновение неоднородности распределения вещества (ЖЭТФ 1965) // Научные труды, 1995, с. 197.

В той статье Сахаров исходил из предположения Зельдовича о «холодной» Вселенной. Открытие реликтового излучения доказало, однако, что ранняя Вселенная была горячей. И поэтому первая работа Сахарова по космологии пошла в архив «безработных идей» теоретической физики (считается, что до 95% новых теоретических идей идут в этот архив).

Тем не менее эта работа стала поворотной для Сахарова, и он даже запомнил день, когда ему удалось найти решение одного трудного вопроса — 22 апреля 1964 года:

я вновь уверовал в свои силы физика-теоретика. Это был некий психологический «разбег», сделавший возможными мои последующие работы тех лет.

Его новую уверенность в своих силах запечатлела «Программа на 16 лет», которую он составил для себя в 1966 году. Почему на 16? Быть может, потому, что 16 предыдущих лет он провел на Объекте, в отрыве от большой науки. Видимо, по той же причине программа включила в себя 16 тем, начиная с солидной «Фотон + Гравитация» и кончая таинственным «Мегабиттрон».

Особого внимания заслуживает пункт 14 в этой программе. Похоже, поставив себе цель набрать 16 задач, он задумался в этом месте, поставил вопросительный знак и, вспомнив, как трудно наука поддается планированию, дописал:

14) "?" Именно это я и буду, наверно, делать.

Он оказался прав — «именно этим», незапланированным, он и занялся очень скоро, и даже уместил в этот пункт две самые яркие свои теоретические работы.

^{«Программа на 16 лет», которую Сахаров составил для себя в 1966 году. Думая о сложных физико-математических материях, академик, правда, пропустил восьмой пункт. Иначе ему бы пришлось придумать еще одну задачу. Но зато пункт 14 становится фактически 13-м, что теоретически объясняет его особый характер.}

Во-первых, он придумал объяснение, почему во Вселенной частиц гораздо больше, чем античастиц, или, на языке физики, предложил путь к объяснению барионной асимметрии Вселенной. То была самая успешная из его чисто физических идей.

А по красоте и неожиданности с ней может конкурировать выдвинутый им новый подход к гравитации. В старом всемирном тяготении он увидел проявление ультрамикроскопических свойств самого пространства-времени.

Эти две сахаровские идеи 1966—1967 годов заслуживают более подробного рассказа.

Симметрии в асимметричной Вселенной

Искать точный смысл слова «красота» — дело неблагодарное. Среди его синонимов — таких, как гармония, соразмерность — к миру точных наук ближе всего слово «симметрия». Это понятие можно определить с математической точностью, и кроме того, оно очень наглядно. Симметрия крыльев бабочки — самый простой (и симпатичный) пример.

Простое свойство из обыденного мира проделало свой путь до геометрии, где получило математически точное описание. Всякая симметрия — это закономерность формы, в силу которой эта форма не меняется при каких-то переменах. Если правое крыло бабочки отразить в зеркале и поставить на место левого, никакой энтомолог разницы не заметит.

Обретя математическую мощь, понятие симметрии стало инструментом теоретической физики в изучении глубинного устройства природы. Физика прошла долгий путь, прежде чем в своих законах разглядела проявления глубинных симметрий мироздания. Все знали, что вертикально поставленный и закрученный волчок стоит на одной точке и не падает. Не падает, можно сказать, потому, что не знает куда упасть: все направления, поперечные его оси, равноправны, все направления в пространстве симметричны относительно этой оси. На языке физики такого рода симметрия определяет закон сохранения момента импульса — главный закон волчка.