Кто изобрел современную физику? От маятника Галилея до квантовой гравитации
Шрифт:
Бронштейн студентом слушал лекции Фока и впоследствии с ним общался близко, однако космологию считал законной областью для размышлений физика-теоретика.
Для физика труднейший вопрос космологии: почему из множества возможных решений осуществилось то, которое мы наблюдаем, — расширение с определенной скоростью, радиусом кривизны и плотностью? В обычных задачах физики ответ на такого рода вопрос сводится к начальным условиям и к законам, управляющим данным явлением. В космологии ключевая проблема — как описать то начальное состояние, что привело к нынешнему — наблюдаемому — состоянию. Идея Леметра о первичном атоме и его «радиоактивном» распаде заменила формально-математическое начало яркой, но неопределенной физической метафорой. Чтобы превратить эту метафору в физику, надо было бы ответить на каверзные вопросы: почему радиоактивный распад, известный лишь для микромасштабов атомного ядра, может произойти и в мегамасштабном «ядре» всей Вселенной? Как в результате подобного распада возникла наблюдаемая однородность распределения вещества
По мнению Бронштейна, управлять могла лишь cGh– теория.
Звуки физики Джаз-банда
Поиски обстоятельств, в которых рождался cGh– взгляд на физику, приводят к заметке 1928 года «Мировые постоянные и предельный переход», где обсуждается несколько тем, но постоянные c, G и h выделены как наиболее общие. Автор этой заметки, однако, не Бронштейн, и авторов целых три — Георгий Гамов, Дмитрий Иваненко и Лев Ландау. Самому молодому, Льву, — 20 лет, двум другим по 24. Это их единственная общая статья, хотя они себя именовали Тремя мушкетерами. Матвей Бронштейн, который по возрасту был ближе к Ландау, присоединился к ним через пару лет после возникновения содружества и пользовался их студенческими прозвищами — Джо, Димус и Дау.
Мушкетеры, азартно занимаясь наукой и развлекаясь, стали центром притяжения для компании юных физиков, которая вошла в историю науки под именем Джаз-банда. Не желая жить по нотам, они свободно импровизировали, всегда готовые подхватить тему, развить, а еще лучше опровергнуть. Все как в джазе. Только вместо музыки в их жизни звучали стихи на темы физики и лирики.
Рождение Джаз-банда совпало с рождением квантовой механики — первой теории микромира. До того были лишь догадки и гениальные прозрения о физике атомов. А в 1925–1927 годах, в череде головокружительных открытий, возникала общая теория. Необычные понятия новой теории — как звуки джаза — невозможно было принимать равнодушно. Они очаровывали, выводили из себя, вовлекали в новую науку и… побуждали сочинять стихи.
Главный поэт Джаз-банда, Женя Каннегисер, рассказывала много лет спустя:
Джаз-Банд выпускал рукописный журнал «Physikalische Dummheiten» [Физические Глупости], который читался в Университете и вообще нахально развлекался по поводу наших учителей. Джо, Димус и Дау были гораздо дальше остальных как по способностям, так и по знанию физики и разъясняли нам все новые увлекательные открытия квантовой механики.
Квантовая механика была такой же новостью для преподавателей, как и для студентов. Поэтому учились в основном по научным журналам и друг у друга — в нескончаемых разговорах и спорах. Такое самостоятельное освоение науки как ничто другое способствовало развитию их способностей и научной смелости.
Дух Джаз-банда запечатлен в «Гимне Теоретикам», сочиненном Женей. Первую строку для «Гимна…» она позаимствовала из «Капитанов» Николая Гумилева:
Вы все, паладины Зеленого Храма, Над пасмурным морем следившие румб, Гонзальво и Кук, Лаперуз и де Гама, Мечтатель и царь, генуэзец Колумб!Жениных товарищей манили путешествия иного рода:
Вы все, паладины Зеленого Храма, По волнам де Бройля державшие путь, Барон Фредерикс и Георгий де Гамов, Эфирному ветру открывшие грудь! Ландау, Иваненко, крикливые братья, Крутков, Ка-Тэ-Эфа ленивый патрон, И ты, предводитель Рентгеновской рати, Ты, Френкель, пустивший плясать электрон! Блистательный Фок, Бурсиан, Финкельштейн И жидкие толпы студентов-юнцов, Вас всех за собою увлек A. Эйнштейн, Освистаны вами заветы отцов. Не всех Гейзенберга пленяют наркозы, И Борна сомнителен очень успех, Но Паули принцип, статистика Бозе В руках, в головах и в работах у всех! Но пусть расползлись волновые пакеты, Еще на природе густая чадра, Опять неизвестна теория света, Еще не открыты законы ядра. И в Цайтшрифте ваши читая работы, Где темным становится ясный вопрос, Как сладостно думать, что яростный Боте Для ваших теорий готовит разнос!Не стоит объяснять все физические имена и термины. Кому они неизвестны, тот может без них обойтись. Женя и ее друзья не могли. Поясню лишь несколько мест. Де Бройль догадался, что каждая частица, если к ней присмотреться, — кое в чем волна (квантовую механику называли также волновой механикой). Профессор Крутков заведовал в университете Ка-Тэ-Эфом (Кабинетом теоретической физики) без особого пыла, в отличие от легкого на подъем Френкеля в Физтехе. Квантовые идеи Гейзенберга и Паули оказались на редкость успешны, а опыты Боте только что «разнесли» в пух и прах гипотезу самого Нильса Бора.
С помощью стихов Гумилева Джаз-банд приобрел нового участника. Женя встретила его ранней весной 1927 года:
Стояли лужи, чирикали воробьи, дул теплый ветер, и я, выходя из лаборатории на Васильевском острове, повернулась к маленькому ростом юноше, в больших очках, с очень темными, очень аккуратно постриженными волосами, в теплой куртке, распахнутой, так как был очень неожиданно теплый день, и сказала: «Свежим ветром снова сердце пьяно…»
После чего он немедленно продекламировал:
…Тайный голос шепчет: «Все покинь!» — Перед дверью над кустом бурьяна Небосклон безоблачен и синь, В каждой луже запах океана, В каждом камне веянье пустынь, [3] —и все вступление к этой поэме Гумилева. Я радостно взвизгнула, и мы тут же, по дороге в Университет, стали читать друг другу наши любимые стихи. И, к моему восхищению, Матвей Петрович прочитал мне почти всю «Синюю звезду» [4] Гумилева, о которой я только слышала, но никогда ее не читала.
Придя в Университет, я бросилась к Димусу и Джо — в восторге, что нашла такого замечательного человека. Все стихи знает наизусть и даже «Синюю звезду»! Вот как Матвей Петрович вошел в круг Джаз-Банда.
Я помню его, смотрящего через очки, которые у него почти всегда сползали на кончик носа. Он был исключительно «цивилизован». Не только в том смысле, что он все читал, почти обо всем думал, но для очень молодого еще человека он был необыкновенно деликатен по отношению к чувствам и ощущениям других людей, очень благожелателен, но вместе с тем непоколебим, когда дело шло о «безобразном поведении» его друзей.
Не помню, кто его назвал Аббатом, но это имя к нему очень шло. Благожелательный скептицизм, чувство юмора и почти универсальное понимание.
3
Н. Гумилев. Открытие Америки.
4
Сборник Н. Гумилева «К синей звезде» издан в Берлине в 1923 г., спустя два года после его казни.
Необычное прозвище Аббат дали ему в другой студенческой компании — астрономической, с которой Бронштейн связался ранее. Он приехал из Киева в 1926 году и поступил учиться на физический факультет, уже успев опубликовать статью — о рентгеновских фотонах — в том самом знаменитом «Цайтшрифте». Его интересовала и физика небесная. Поэтому в университете ходил одновременно на лекции к астрономам и подружился с некоторыми, особенно с Виктором Амбарцумяном. В пригородном поезде между университетом и Пулковской обсерваторией читались вслух интересные книги — необязательно по астрофизике. В частности, повесть Анатоля Франса о жизни и приключениях аббата Куаньяра, доктора богословия и магистра всяческих наук. Острый ум, невероятная образованность и доброжелательность, сдобренная иронией, — все это подсказало молодым астрономам прозвище для своего товарища-физика — Аббат Куаньяр, которое укоротилось до Аббата. Так что аббат Леметр был тут ни при чем, хотя именно тогда он писал свою знаменито не замеченную статью. В истории случайные совпадения соседствуют с неслучайными.
Веселый дух Джаз-банда запечатлелся и в статье Трех мушкетеров о мировых константах, опубликованной в 1928 году в солидном «Журнале Русского физико-химического общества». Зачем понадобились утроенные усилия для статьи, которая не оставила следа в других работах всех троих авторов? И почему идея об особой роли констант c, G и h столь заметна у не-автора Бронштейна?
Мушкетеров вряд ли заботило, что они оставляют историкам трудную задачу — понять происхождение странной статьи. Но трудные задачи интереснее решать. И вот решение.
Статья родилась не в ученых дискуссиях у доски с мелом, а в дружеском трепе за обедом в студенческой столовой. Кто-то вспомнил, что у одной из джаз-девушек грядет день рождения. И кто-то предложил в качестве подарка посвятить ей научную статью, а заодно повеселиться за счет «зубров» — так они именовали физиков, отставших от скорого поезда науки по возрасту и малой скорости ума. То, что зубры называли физикой, в Джаз-банде обзывали «филологией», «патологией» или просто ахинеей. Такого рода физика находила порой себе место в «Журнале Русского физико-химического общества», от аббревиатуры которого — ЖРФХО — веяло чем-то старорежимным.