"Время вспять, или Физик, физик, где ты был" - читать интересную книгу автора (Абрагам Анатоль)

Первый взгляд на физиков

У Александра Прока, который перевел на французский упомянутую выше книгу фон Неймана «Математические основы квантовой механики», был семинар, на котором собирались молодые физики. По его предложению, летом 1947 года КАЭ послал Горовица и меня на международную конференцию по теоретической физике, организованную в Бирмингеме профессором Рудольфом Пайерлсом, который заведовал там кафедрой теоретической физики. Кроме нас двоих было еще несколько французов. При открытии конференции Пайерлс произнес небольшую речь, пропитанную, я полагаю, британским юмором, так как публика не раз разражалась дружным хохотом. Здесь я впервые столкнулся с языковым барьером, который отделял меня от международной науки.

Я лихорадочно готовился к этой встрече, прослушивая граммофонные пластинки самоучителя «Ассимиль» и читая большое количество английских и американских детективов. Но этого не хватило. По-английски я понимал иностранцев лучше, чем аборигенов. Позже я убедился, что в изучении иностранных языков (у меня это было с английским, но, наверное, справедливо и для других языков) есть решающий момент, когда происходит обратное, т. е. начинаешь лучше понимать аборигенов. Это значит, что приближаешься к цели.

В Бирмингеме мне и моим французским товарищам до этого было еще далеко. Среди докладчиков был один низкорослый брюнет, который все время вертелся как юла и которого никто из французов не понимал. Мы пытались догадаться, откуда он: одни говорили — ирландец, другие — шотландец. «Что вы», — уверенно заявил я, — «маленький и черненький, он конечно из Уэльса» (мои шекспировские воспоминания). Оказалось, что это был Феретти (Ferretti) — крупный итальянский теоретик.

Несколько слов о Пайерлсе. Выходец из Германии, он родился в Берлине в 1907 году и окончательно поселился в Англии в тридцатых годах. У него несомненные способности к языкам, потому что он недурно говорит по-французски и по-русски, чему научился у своей русской жены. Что касается его английского, то наше затруднение понять его вступительную речь и чисто британскую «соль» его шуток — достаточное доказательство его прекрасной ассимиляции на своей второй родине. Он внес важный вклад в ядерную физику и в теорию твердого тела. Ядерная физика обязана ему оригинальной количественной формулировкой гипотезы Бора о составном (compound) атомном ядре, но самый известный его вклад в ядерную физику связан с атомной бомбой.

Он работал над улучшением раннего расчета Перрена критической массы необогащенного урана. Австрийский эмигрант Отто Фриш, ученик Лизы Мейтнер, который работал над делением урана, предложил ему повторить расчет с чистым ураном-235, которого в естественном уране меньше одного процента, но у которого громадное сечение деления медленными нейтронами. Пайерлс сделал расчет, как говорится, «на обратной стороне конверта» (очевидна перспектива для предприимчивого фабриканта широких конвертов для теоретиков). Результат оказался потрясающим: один фунт! Позже выяснилось, что эта оценка была оптимистичной (или пессимистичной — зависит от точки зрения), в пять или десять раз меньше действительной.

Пайерлс моментально осознал, что атомная бомба осуществима, если есть возможность выделить такое количество чистого урана-235. Он сразу понял, что то, что сделал он, вполне способны сделать и нацистские ученые. Чтобы убедить в этом британские власти, он тотчас начал хлопоты, которые послужили детонатором, если можно так выразиться, для британской военной атомной программы. Как участник этой программы он провел большую часть войны в Лос-Аламосе.

Смехотворный инцидент: после войны, во время маккартизма, когда власти США относились, как параноики к своим и чужим ученым, Пайерлсу отказали в туристской визе для участия в научной широко открытой конференции. Но он в ней все-таки принял участие, потому что в то же самое время состоялся совершенно секретный съезд союзных ученых для обсуждения вопросов о рассекречивании документов прошлой войны, на который Пайерлс был послан британским правительством в качестве официального делегата.

* Часто бывает, что крупные ученые больше всего известны прошлыми работами, которые они сами тогда считали второстепенными. Пайерлс больше всего известен сегодня молодой школе физиков твердого тела благодаря краткой заметке, сделанной в летней школе «Les Houches» во Франции, о принципиальной неустойчивости линейной цепочки атомов; позже он включил эту заметку в краткую монографию по физике твердого тела. С тех пор открыли материалы, где существуют такие цепочки, слабо связанные между собой, в которых наблюдается «неустойчивость Пайерлса». *

К Пайерлсу применимо то, что Фримен Дайсон (Freeman Dyson) сказал про самого себя: «Тот, кто решает проблемы». (Дайсон противопоставляет их тем, кто ставит новые проблемы, решая их или нет.) Он также превосходный учитель, который взлелеял несколько поколений теоретиков. (В 1987 году в Оксфорде отпраздновали его восьмидесятилетний юбилей, на котором я присутствовал. Его старый друг, Ханс Бете (Hans Bethe) произнес забавную и трогательную речь, где напомнил, что с Пайерлсом он дружит шестьдесят лет. «Просить еще столько же — неблагоразумно, но еще десять — было бы неплохо».) Надо сказать, что в юности Пайерлс имел возможность общаться с такими замечательными людьми, как Бор, Зоммерфельд, Гейзенберг, Паули, Ландау, Гамов, Феликс Блох и многими другими почти того же уровня. (Когда я это пишу, вспоминая, как мне самому не везло в его возрасте, меня зависть берет. Однако не надо жаловаться; как читатель мог сам убедиться, могло быть хуже и даже намного.)

В Бирмингеме я встретился в первый раз с его супругой, внушительной, но милейшей Женей Пайерлс (ставшей леди Пайерлс после того, как ее муж стал сэром Рудольфом), которая покинула нас в 1986 году. Рудольф встретился с ней во время поездки в СССР, и они поженились в Ленинграде несколько месяцев спустя, когда вместе им не было и сорока пяти лет.

Женю обожали все, кто с ней имел дело, она была второй матерью, а позже второй бабушкой поколениям студентов ее мужа; умная, культурная, щедрая, она нигде не оставалась незамеченной или неуслышанной (хотя отнюдь не стремилась к этому). Голос у нее был, как «иерихонская труба». В Оксфорде, куда она с мужем переехала из Бирмингема, рассказывали, что однажды, когда она звонила по телефону из колледжа, кто-то в соседней комнате спросил: «Что это за дикий крик?» — «Леди Пайерлс разговаривает с мужем; он в лаборатории». — «Почему же она не пользуется телефоном?» Мы встретились после обеда во время перерыва конференции на полдня. Она прогуливалась с Дираком, с великим Дираком.

При виде гения, перед открытиями которого благоговел, я испытал глубокое волнение. Я присутствовал однажды на его лекции в Париже, на которой в первые десять минут понимал практически все и практически ничего не понимал в следующие пятьдесят. Он хорошо говорил по-французски (отец его был швейцарец и преподавал французский), но делал все время забавную ошибку: вместо hypothétique, т. е. гипотетический, он говорил hypothéque, т. е. гипотека, что означало «залог в ломбарде» и придавало довольно странный смысл его утверждениям. Анекдоты о Дираке бесчисленны. Если к ним добавить все те истории, правдивые или выдуманные, которые рассказывают про Паули, Бора, Эйнштейна, Вигнера и других, можно было бы заполнить книгу потолще этой. Я постараюсь рассказывать только правдивые. Первый анекдот связан со знанием Дираком французского языка. В пути между Парижем и Нью-Йорком он делил каюту с французом, который плохо знал английский и испытывал большие затруднения при общении со своим соседом. Однажды в каюту заглянул французский знакомый Дирака и они проговорили несколько минут. После его ухода изумленный сосед спросил: «Почему вы не сказали, что говорите по-французски?» — «А вы у меня не спрашивали». У Дирака это было не деланным, он был, в буквальном смысле слова, замечательно простым человеком.

Молодой физик, приехавший в Кембридж из Индии, однажды остался наедине с Дираком в общей зале (Common Room) его коллежа. Дирак, не имея ничего сказать, конечно, молчал. Через несколько минут молчания смущенный гость решается завязать разговор: «Холодно на дворе». Очевидно, оскорбленный бесцеремонным поведением гостя, Дирак встает и исчезает. Гость в отчаянии. Но через минуту Дирак возвращается и подтверждает: «Действительно холодно». Самая знаменитая история, конечно, следующая. По окончании его лекции слушатели задают вопросы. Один из них поднимает руку и говорит: «Я не понял вашего заключения». — Дирак молчит. Председатель обращается к нему. «Не угодно ли вам ответить на вопрос?» — «Это не вопрос, а утверждение». («It is not a question, it is a statement.»)

Вот два анекдота, которые характеризуют его отношение к сотрудничеству со студентами. (Студент здесь понимается как молодой научный работник — аспирант (graduate student).) Профессор Прайс (Ргусе), с которым я впоследствии работал в Оксфорде, будучи студентом, выразил желание работать с Дираком. Тот вежливо ответил: «Большое вам спасибо, но я не нуждаюсь в помощи». Как уверял меня Прайс, в этом ответе не было ни капли иронии. Дочь Пайерлса гостила у Дираков. Его жена, желая развлечь гостью, спросила мужа, нет ли у него студентов, которых можно было бы пригласить потанцевать. «У меня был студент, но он умер», — ответил Дирак.

А вот история, которая мне больше всех по сердцу. Журналист спросил, есть ли у него хобби. «Да, — думать».

Есть история, которую голландский физик Казимир рассказывает про Ландау, но, по-моему, эта история о Дираке. Ландау и Казимир находились одновременно у Бора в Копенгагене, где Казимир проводил медовый месяц. Был музыкальный вечер у Боров. Юный Ландау, который не любил музыку, скучал, кривлялся, жестикулировал, мешал всем. «Раз вы так не любите музыку, почему бы вам не пойти погулять в сад?» — спросил Дирак. «Да я предложил пойти со мной в сад госпоже Казимир, которая ненавидит музыку пуще моего, но она не захотела», — ответил Ландау. Дирак призадумался: «Возможно, гулять с вами в саду ей неприятнее, чем слушать музыку».

Всякий анекдот, конечно, звучит гораздо лучше, если рассказчик способен уверить, что он сам в нем принимал участие, при этом всегда есть соблазн приврать. Но делать этого не надо. Один уважаемый французский коллега рассказал мне, что, когда он был в гостях у Дирака, который недавно женился на сестре Вигнера, Дирак так ее ему и представил. Этот старый анекдот я уже слышал несколько раз, знал и участников этой сцены, знал, что рассказчика не было среди них. Когда он мне это рассказал, я невольно покраснел и, думаю, он угадал почему. (Во Франции малым детям говорят, что, когда они врут, у них нос дергается. Мой любимый Жюль Ренар говорит иначе: «Когда X врет мне в глаза, у меня нос дергается». Так было и со мной.)

И вот два последних анекдота про Дирака, единственный интерес которых в том, что я в них участвовал. Вскоре после моего прибытия в Оксфорд Дирак прочел в маленькой аудитории ту самую лекцию, которую я слушал в Париже; по-английски, конечно. У него было с собой несколько оттисков, и, так как я сидел в первом ряду, он предложил мне экземпляр с вопросом: «Читаете ли вы по-французски?» — «Yes», — кратко ответил я. Мне кажется, что здесь я почти возвысился до уровня Дирака. Через несколько месяцев мы решили с Сюзан съездить посмотреть другое место (the other place), как в Оксфорде называют Кембридж. Выходя из вокзала, Сюзан сказала мне: «Посмотри на этого высокого господина, который шагает так смешно, „с головой в облаках“». — «Ну и везет же тебе, первый, кого ты видишь в Кембридже, — Дирак».

Я не помню, чтобы Дирак что-либо говорил на конференции. Среди тех, кто принимал участие, я запомнил Казимира и Вентцеля. Пожалуй, своевременно сказать, что темой конференции было устранение расходимостей (divergencies) в квантовой теории поля — тема, которая так волновала Гейзенберга, Паули и Дирака еще с 1928 года, когда они установили начала квантовой электродинамики. Все докладчики считали желательным ввести понятие о минимальном расстоянии, на котором законы электродинамики должны были быть изменены, но никто не знал, как это сделать. В 1947 году Грегор Вентцель считался одним из лучших специалистов по квантовой теории поля. В 1943 году он написал на эту тему прекрасную монографию, которую я изучал по возвращении из Бирмингема, но должен признаться, что из того, что он сказал на конференции, я понял очень мало. Больше всего меня поразило невероятное число сигар, которые он курил одну за другой.

В течение сорока лет Казимир был ведущей личностью в науке Голландии. Область его интересов замечательна широтой своего охвата, начиная с важных экспериментальных работ по электронным свойствам металлов и по магнетизму при сверхнизких температурах (вернее, при тех, которые считались сверхнизкими в то время) и кончая абстрактными результатами по теории групп (операторы Казимира). Позже меня лично больше всего интересовала его теория взаимодействия квадрупольного момента ядра с электронными оболочками.

Скороспелый, как Пайерлс, и принадлежащий к тому же поколению, он уже был знаком и работал с большинством из великих физиков, которых я назвал раньше, хотя ему не исполнилось и двадцати пяти лет. Около сорока пяти он сделал крутой поворот к промышленности. В течение многих лет он был главным директором лабораторий громадной фирмы Филипс (Philips). (Когда я прислал ему французскую версию этой книги, он написал мне: «Я вижу, что вы предпочитаете фермионы бозонам». Для читателя не знакомого, как он, с французской литературой, это нуждается в объяснении. Французское заглавие книги: «De la physique avant toute chose» («Физика превыше всего»), заимствованное из заглавия стихотворения Вердена «De la musique avant toute chose» (Музыка превыше всего). В стихотворении сказано «чету предпочти нечет». Все физики знают, что фермионы нечетные, в то время как бозоны четные, но не все знают французскую литературу так хорошо, как Казимир.)

Про Казимира я расскажу две истории, в которых я лично участвовал и, как мне кажется, успешно подавал реплику. Когда я был директором физики в КАЭ, он однажды приехал к нам в гости и за завтраком рассказал о двух фирмах, которые вели друг с другом жесточайшую конкуренцию, не подозревая, что капитал обеих принадлежит Филипсу. И тут я произнес: «Меня-то вы не обманули, я давно знаю, что вы приобрели КАЭ». Значительно позже я присутствовал вместе с ним на обеде ветеранов магнетизма, организованном немецким физиком Мёссбауэром, о котором будет речь в другой главе. Казимир делился с нами воспоминаниями о великих «старших». Он напомнил, в чем, по мнению Бора, заключалась разница между тривиальной истиной и глубокой истиной. Тривиальная истина — утверждение, обратное которому неправда; утверждение, обратное глубокой истине, — тоже глубокая истина. После этого он перешел к воспоминаниям о Паули, с которым он много раз встречался, и в заключение сказал: «Вы знаете, в глубине души Паули был скромным человеком». — «Типичная глубокая истина», — ответил я.

Я обещал себе, что не буду рассказывать анекдотов о Паули, так их много и так они распространены, но, чтобы читатель мог оценить соль моего замечания, я вынужден все-таки привести два из них. Первый — безусловно правдив, так как имел многих свидетелей. В 1919 году Эйнштейн (тогда в зените своей славы) прочел лекцию, на которой присутствовал еще совсем юный Паули (ему было тогда девятнадцать лет, но он уже успел написать лучшее изложение общей теории относительности). В конце лекции Паули встает и заявляет: «А знаете, то, что доктор Эйнштейн говорит, далеко не глупо».

За правдивость второй истории я не поручусь, потому что не имею свидетелей, по крайней мере свидетелей, которые могли бы подтвердить ее. Вот она. После смерти Паули встречен в раю самим Богом, который говорит ему: «Паули, ты был хорошим человеком и хорошим физиком. Скажи, чего бы тебе хотелось?» — «О, Боже, мне очень хотелось бы узнать тайну Вселенной, я ее искал всю жизнь». — «Это просто», — говорит Бог. Он ведет Паули к доске, берет кусок мела и пишет три формулы. «Вот и все», — говорит он. Паули смотрит на формулы, качает головой и произносит одно слово: «Dummkopf» (глупец).

Перед тем как покинуть Бирмингем (от которого я порядочно отклонился на предыдущих страницах) я скажу несколько слов еще об одном конфиденциальном поручении, доверенном нам Коварски. Мы должны были там поговорить с Клаусом Фуксом (Klaus Fuchs), британским теоретиком немецкого происхождения, бывшим сотрудником Пайерлса, который теперь работал в атомном центре Харуэлл (Harwell). Нам было поручено, пользуясь атмосферой добродушия и откровенности, которая не могла не возникнуть после заключительного банкета, постараться извлечь из Фукса сведения, полезные для сооружения нашего реактора, строящегося в Шатийоне. Коварски рассчитывал (весьма наивно, как я теперь понимаю), что такой опытный атомщик, как Фукс, может быть, не откажется поделиться опытом с молодыми начинающими теоретиками.

Мы решили, что раз Горовиц хорошо говорит по-немецки, поручить ему говорить за нас обоих. После банкета Фукс с Горовицем уселись в укромном уголке, где я мог наблюдать за ними издали. Оттуда мне казалось, что говорил главным образом Горовиц. По окончании разговора Горовиц пересел ко мне. «Он мало, что сказал, — советовал не слишком рассчитывать на сложные вычисления, а стараться измерить как можно больше параметров». — «Для этого не нужен был Фукс, я мог все это сказать тебе по-французски». Очевидно, нам не удалось снискать доверие нашего «осведомителя».

Только три года спустя мы узнали, что Фукс был арестован британской контрразведкой как советский агент и что, когда мы с ним беседовали, он уже был на службе СССР несколько лет. «Мы не так взялись» за дело, — сказал я Горовицу. — «С ним должен был бы говорить я, и по-русски».

Вернувшись в Париж, я принял решение непременно провести год у Пайерлса, и как можно скорее.