Читать интересную книгу Охота за кварками - Юрий Чирков

Вот и оказался теорфизик, так сказать, в положении блудного сына, убежавшего из отчего дома — физической лаборатории — и скитающегося на чужбине, перебиваясь подаянием (что-то даст очередной «решающий» эксперимент!).

Лаборатория — в авторучке

«Хотя имена великих ученых-теоретиков хорошо известны, — пишет шведский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии X. Альфвен, — не каждый представляет себе, каким образом они работают. Часть их работы напоминает деятельность художника: и художник и ученый отделяют существенное от хаоса чувственных восприятий и представляют это существенное в возможно более концентрированной и элегантной форме. Подобно тому как художник выражает свои мысли и чувства в красках, скульптор — в глине, музыкант — в звуках, так и профессионал от искусства науки использует формулы и законы, которые, подобно всякому обогащенному отражению окружающего нас мира, являют собой степень красоты. Высочайшая похвала, которую теоретик может заслужить, показывая вновь выведенную формулу, это восторженный возглас его коллеги: «Как она красива!»

Подобные мысли не всегда были общепринятыми.

Вначале века один из великих теоретиков физики, человек, объяснивший смысл загадочной энтропии, австриец Л. Больцман, провозгласил: «Оставим изящество портным и сапожникам!..»

Все это похоже на давний спор о физиках и лириках — заметит читатель. Нет, не совсем так. И вообще не будем отвлекаться, а лучше повнимательнее приглядимся к действиям теоретика. Вот он что-то рассказывает, стоя у черной доски. В руках — исписанные листочки бумаги да мел. Еще указка — и это все его оружие.

Однажды спросили А. Эйнштейна, где находится его лаборатория. Он быстро вынул из нагрудного кармана авторучку и сказал: «Вот здесь».

Конечно же, обладают теоретики и особыми профессиональными секретами. «Чем сложнее рассматриваемая система, — любил повторять член-корреспондент Академии наук СССР, автор первых отечественных курсов теоретической физики Я. Френкель (1894–1952), — тем, по необходимости, упрощеннее должно быть ее теоретическое описание… Физик-теоретик в этом отношении подобен художнику-карикатуристу, который должен воспроизвести оригинал не во всех деталях, подобно фотографическому аппарату, но упростить и схематизировать его таким образом, чтобы выявить и подчеркнуть наиболее характерные черты…»

Может показаться, будто физик-теоретик (лист бумаги, авторучка, собственная голова) ярый индивидуалист, отшельник-анахорет. Ничуть! Как никто другой (чтоб разум не затупился?), нуждается он в постоянных контактах с коллегами.

Директор Международного центра теоретической физики в Триесте (Италия) пакистанец А. Салам вспоминает: «Я был тогда единственным физиком-теоретиком в стране. Ближайший коллега находился в Индии. Вы не представляете себе, что это такое. Физик-теоретик просто обязан иметь возможность беседовать, спорить и даже кричать, если необходимо. Я помню, как однажды мне позвонил Вольфганг Паули. Он находился тогда в Бомбее. Он сказал, что чувствует себя очень одиноко и хотел бы, чтобы я приехал к нему поговорить. Я сел в самолет и вылетел в Бомбей. Когда я постучался в дверь его номера, оп пригласил меня войти и, забыв поздороваться, быстро заговорил: «Проблема заключается в следующем. Если мы возьмем члены с производными в действии по Швингеру…»

Да, какими бы абстрактными материями ни занимались физики-теоретики, ничто человеческое не чуждо и им. Так, многие из них были хорошими спортсменами.

Страстным альпинистом был академик, лауреат Нобелевской премии И. Тамм (1895–1971) (недавнее первое восхождение на Эверест советские альпинисты совершили под руководством сына И. Тамма, тоже физика, доктора наук и тоже неуемного альпиниста).

Н. Бор был в молодости футболистом такой высокой квалификации, что национальная сборная не раз доверяла ему защиту своих ворот. Когда в 1922 году Нобелевский комитет отметил его высокой наградой, одна датская газета писала: «Известному футболисту Н. Бору присуждена Нобелевская премия».

О выдающихся физиках-теоретиках прошлого Н. Боре, В. Паули, Э. Ферми, наших советских — Л. Ландау, И. Тамме, Я. Френкеле, И. Померанчуке можно было бы поведать много интересного. Эти фигуры достойны бронзы и мрамора. Но автору хотелось бы снизить пафос, убрать патетику. И просто рассказать о работе физика-теоретика, живущего среди нас, дать его по возможности в действии. И еще показать, что дорога в микромир, охота за кварками и другими диковинными частицами неожиданно вывела исследователей на бескрайние просторы космоса.

Андрей Линде

Я вышел на станции метро «Юго-Западная» и сел в автобус. Он долго, минут сорок, увозил меня все дальше от центра города. Почти у Московской кольцевой дороги, рядом с лесной рощицей, стоял 16-этажный дом-башня.

Лифт поднял меня на 13-й этаж, я позвонил. Дверь открыл А. Линде, молодой физик-теоретик.

Гипотезу о «горячей» Вселенной выдвинул в 1946 году физик-теоретик Г. Гамов (1904–1968). Он-то первым и заговорил о физике, обусловившей расширение Вселенной.

Гипотеза Г. Гамова, неоднократно уточнявшаяся и выдержавшая экспериментальную проверку, оставляла открытыми вопросы о сверхранних состояниях Вселенной.

Но можно ли и насколько приблизиться к нулевому моменту, моменту «пуска» Вселенной?

Еще десять лет назад сверхплотным веществом считалось вещество с плотностью 1014 - 1015 граммов в кубическом сантиметре, с плотностью, незначительно превосходящей ядерную. А как описать состояние материи, в котором Вселенная находилась в начальные доли секунды, было совершенно неясно. Теперь, после работ А. Линде, А. Старобинского и других (в основном советских) теоретиков, уже удается описать свойства вещества с плотностью, почти на 80 порядков превосходящей ядерную!

Биография А. Линде предельно проста. Родился в 1948 году. В 1972-м окончил физфак МГУ. С 1985-го — сотрудник отдела теоретической физики (руководит им академик В. Гинзбург) Физического института имени П. Н. Лебедева АН СССР (ФИАН), где работает и сейчас В 1978-м вместе со своим бывшим научным руководителем Д. Кпржницем за цикл работ награжден премией имени М. В. Ломоносова АН СССР. В 1983-м защитил докторскую диссертацию на тему «Фазовые переходы в теории элементарных частиц и космология».

Андрей из семьи ученых: отец — известный радиотехник, профессор; мать доктор наук, крупный специалист по космическим лучам.

И семья у А. Линде получилась чисто научной. УКена тоже доктор наук, тоже физик-теоретик, специалист по квантовой гравитации.

Биография А. Линде коротка, совсем несоизмерима ни с предметом его занятий — вся Вселенная, да еще и расширяющаяся! — ни с тем, что сулят его раооты науке.

— В космологии, — рассказывал А. Линде при нашей встрече, — существует много вопросов, ответить на которые прежде даже не пытались. Почему, к примеру, во Вселенной есть вещество и отсутствует антивещество?

Почему Вселенная в больших масштабах очень однородна и изотропна? Подобные вопросы долгое время казались почти метафизическими. И ответ на них обычно базировался на так называемом антропном принципе. Говорилось, что в анизотропной и неоднородной Вселенной, не содержащей избытка вещества над антивеществом, не могла бы возникнуть жизнь, и никто не мог бы задавать подобные вопросы. Такой ответ довольно остроумен, но не вполне удовлетворителен. И объяснить многое из этой кажущейся метафизики смогла только теория элементарных частиц…

В 1922 году советский ученый, ленинградец А. Фридман (1888–1925) предложил модель нестационарной Вселенной. (К сожалению, А. Фридман умер, так и не узнав о научной революции, вызванной двумя его короткими статьями, не узнал он и о том, что его модель была подтверждена наблюдениями американского астронома Э. Хаббла в 1929 году, не узнал он и о присуждении ему посмертно премии имени В. И. Ленина, 1931 год.)

Фридмановская модель «расширяющейся Вселенной» объяснила многое, но она ничего не говорила о периоде очень-очень ранней Вселенной, о том, что происходило сразу же после Большого Взрыва. Этот пробел восполнен новым сценарием (наиболее полно он изложен в докторской диссертации А. Линде) «раздувающейся Вселенной», тому отрезку в жизни Вселенной, который предшествовал фридмановскому.

У А. Фридмана темп расширения Вселенной постепенно замедляется. У Линде радиус Вселенной, начиная от минимального, быстро нарастает («раздувается», как растущий пузырь) по экспоненциальному закону, что напоминает неудержимый рост цен с постоянной годичной скоростью инфляции. Отсюда и другое название для этого периода развития — «инфляционная Вселенная».

Конечно, инфляция не может продолжаться бесконечно долго: все длилось кратчайшие доли секунды, но в них уложились события огромного для Вселенной значения. Вот точные данные, которые не могут не казаться совершенно фантастическими. За время 10-30 секунды из точечной области размером меньше 10-33 сантиметра (!) возникли просторы протяженностью в 10 миллиардов световых лет (1028 сантиметров)!! И все вещество, содержащееся внутри наблюдаемой части нашей Вселенной (1045 тонн), возникло из крохи, имеющей не более чем 10-5 грамма вещества!!! Противоречия с законом сохранения энергии? Их нет. Все явилось результатом огромной работы, которую совершили гравитационные силы во время раздувания Вселенной.