ГЛАВА 5. Аспирантура в ФИАНе. Наука

 

Папа и мама встретили меня на вокзале. Меня поразило, как они изменились за прошедшие два с половиной года. Мы успели поговорить, пока не кончился комендантский час, открылось движение и нас выпустили с вокзала. Они жили на той же Спиридоньевской улице28), рядом с Гранатным переулком, но уже не в помещении яслей. Им предстоял суд с бывшими хозяевами предоставленной им комнаты, вернувшимися из эвакуации (что, конечно, было полной юридической нелепостью; более логично - бывшие хозяева могли бы судиться с Моссоветом и требовать от него переселить моих родителей куда-либо еще, но такого у нас не бывает). У бывших хозяев были две комнаты; одна отошла им, а другая - моим родителям, и в этой комнате они прожили всю дальнейшую жизнь. Папа и мама после призыва Юры в армию жили вдвоем, теперь - до приезда Клавы - мы стали жить втроем. 

На следующий день я уже входил в домашний кабинет Игоря Евгеньевича на улице Чкалова29) (в квартиру меня впустил кто-то из домашних). Игорь Евгеньевич встал мне навстречу. В комнате была та же обстановка, которую я потом видел на протяжении десятилетий; над всем главенствовал письменный стол, засыпанный десятками пронумерованных листов с непонятными мне вычислениями, над столом - большая фотография умершего в 1944 году Леонида Исааковича Мандельштама, которого Игорь Евгеньевич считал своим учителем в науке и жизни. (Это были, как я убежден, не просто слова, а нечто действительно очень важное для И. Е.) По стенам шкафы с книгами на трех языках - русском, английском и немецком - научные, справочники, немного - художественных. Длинный ряд зеленых "физ-ревов"30). И (к сожалению, т. к. я антикурильщик) - густые клубы голубого дыма над письменным столом. И. Е. не мог работать без папиросы, хотя и страдал при этом от приступов кашля. На стене висела карта военных действий. Только что передали последнюю сводку, и И. Е. переставлял флажки - как все, что он делал, - с удивительной живостью и четкостью. Шло январское наступление - вероятно, самое крупное за всю войну. Игорь Евгеньевич спросил меня о папином здоровье и потом, почти сразу, начал спрашивать меня о науке. Он вел этот опрос тактично и спокойно, но с достаточно острым проникновением в тело моих знаний - весьма скромных, хотя твердых и, как мне кажется, не поверхностных. (Сам себя я оценивал, без излишней скромности, формулировкой военного билета: "Годен, не обучен".) К концу разговора И. Е. стал более требователен - по-моему, это означало, что он стал относиться ко мне всерьез. Он сказал, что принимает меня к себе в аспирантуру, на оформление уйдет несколько дней.  

- Как у вас с языками? 

Я сказал, что читаю по-немецки и совсем не знаю английского. Игорь Евгеньевич очень огорчился (возмутился) второй частью ответа.  

- Вы должны немедленно освоить английский, сначала до уровня чтения "Physical Review" со словарем. Это надо сделать очень быстро, вне всяких формальных требований к аспирантам, независимо, без этого вы не сможете шагу ступить и вообще у вас ничего не получится. Но главные силы вы должны употребить на то, чтобы действительно глубоко изучить те книги, которые я вам дам. Это прекрасные книги. Они на немецком языке. К счастью, вы его знаете. 

Это были книги Паули "Теория относительности", замечательный обзор, очень глубокий и с подробной прекрасной исторической и экспериментальной частью (действительно, лучшая книга по теории относительности, а написана она Паули в возрасте 19 лет!), и "Квантовая механика", тоже прекрасная книга. В дополнение к последней книге И. Е. дал мне рукопись статьи Мандельштама "К теории косвенных измерений"; тогда она еще не была опубликована, теперь с ней можно ознакомиться в собрании избранных трудов Леонида Исааковича по оптике, теории относительности, квантовой механике и электродинамике. Это была очень интересная статья об интерпретации квантовой механики, написанная с большой глубиной и блеском. Многие сейчас считают проблему интерпретации квантовой механики исчерпанной. Но не перевелись еще и такие, кто ищет "скрытые параметры" или нечто еще более несбыточное, считая, как великий Эйнштейн, что Бог не играет в кости. Истина, наверное, гораздо ближе к первой позиции. Но мне все же кажется, что интерпретация квантовой механики еще не достигла той завершенности и ясности, которая имеется в классической физике, включая теорию относительности (основной объект нападок целой армии ниспровергателей). Л. И. Мандельштам считал, что квантовая механика (как для "чистых", так и для "смешанных" состояний) должна интерпретироваться в терминах описания экспериментов со свободными частицами - их масс и времен жизни, полных и дифференциальных сечений и т. п. Все остальное должно считаться не более чем "математическим аппаратом" и некоей системой вторичных понятий, непосредственно не интерпретируемых. Как я считаю, такая точка зрения действительно возможна, она во всяком случае хорошо отражает важнейшую эпистемологическую идею о соотношении математического аппарата и его операционной интерпретации, первичных и вторичных понятий и т. п. Но эта интерпретация не полна, как я думаю. Неужели, например, уравнение состояния холодного ферми-газа или свойства сверхтекучего гелия надо сводить к экспериментам со свободными частицами? В учебнике Ландау и Лифшица говорится об интерпретации в терминах квазиклассических процессов - это, вероятно, ближе к истине. Хотелось бы окончательной ясности. 

Идея, что непосредственным объектом теории должны быть только свободные частицы, получила особенную популярность в связи с трудностями теории элементарных частиц. Но, во-первых, нерелятивистская квантовая теория вполне замкнута, описывает целый мир фактов и должна иметь свою интерпретацию независимо от того, что выяснится в теории элементарных частиц. Во-вторых, развитие теории элементарных частиц вот уже более пятнадцати лет идет под знаком реабилитации локальной квантовой теории поля; оказалось, что казавшиеся непреодолимыми трудности исчезают в так называемых калибровочных gauge теориях, в особенности в их суперсимметричных вариантах. (Добавление 1987 г. Сейчас особые надежды возлагаются на так называемые "супер-струны". Это - нетривиальное развитие идей квантовой теории поля, без какого-либо пересмотра принципов квантовой механики.) На самом деле, сейчас приходится удивляться не трудностям, а успехам так называемой "стандартной модели". Но я забежал на четыре десятилетия вперед. 

Книги Паули и статью Мандельштама я прочитал немногим более чем за три месяца. Мне кажется, что выбор И. Е. для меня именно этих книг был удивительно удачным, сразу дал правильное направление моему ученью и работе на многие последующие годы. 

Я стал в те же дни регулярно ходить на теоретические семинары, которыми руководил Игорь Евгеньевич. Было два типа семинаров - общемосковский, который происходил по вторникам в конференц-зале, и внутренний, "треп", происходивший по пятницам в кабинете И. Е. Игорь Евгеньевич сам распределял доклады по этим семинарам. Отдел также работал коллективно над монографией о мезоне (обзор экспериментальных и теоретических работ) - о мю-мезоне, сказали мы бы сейчас. Но этот обзор, к сожалению, устарел в момент выхода в свет - после того, как Пауэлл, Латтэс и Окиалини открыли пи-мезон, а еще до этого выяснилось, что мю-мезон слабо взаимодействует с ядрами и очень медленно захватывается ими и поэтому не имеет отношения к ядерным силам.

Я вновь возобновил дружбу с Петей Куниным, а также у меня установились дружеские отношения с другими аспирантами Теоротдела и вне его. Среди них был новый товарищ Пети - Шура Таксар, приехавший откуда-то из Прибалтики. Когда приехала Клава, она тоже вошла в этот круг. Таксар жил в общежитии со своей женой Тамарой, и мы часто ходили к ним в гости. Шура чем-то напоминал мне моего исчезнувшего товарища Яшу (хотя внешне они были очень непохожи). ФИАН тогда был еще очень невелик, и в круг моих друзей естественно вошли некоторые молодые ребята из других отделов - в их числе Матвей Рабинович, которого я помнил еще по университету; он был старше меня на курс или два. Матвей (его все звали Муся) специализировался под руководством Владимира Иосифовича Векслера, изобретателя новых принципов ускорения элементарных частиц, в совершенно тогда новой области ускорителей. Он быстро достиг там крупных успехов, а впоследствии перешел на физику плазмы и магнитно-термоядерную тематику. Вчера (июнь 1982 г.) я узнал о смерти Матвея Самсоновича Рабиновича после года тяжелой и мучительной болезни. 

Несколько раз я бывал у другого аспиранта - К. Владимирского; он с увлечением рассказывал мне о своей работе, он был не из нашего отдела. 

Все они, за исключением Пети Кунина, после того как я в 1968 году оказался в "новом качестве", исчезли с моего горизонта (а некоторые, может, еще раньше, отчасти по моей вине); Таксар в середине 70-х годов получил разрешение на выезд, живет в ФРГ (сведения от Кунина). 

Кроме Кунина и Таксара, аспирантами Теоротдела в 1945-1948 гг. были - Гурген Саакян (сейчас он работает в Ереване, занимается астрофизикой, в частности - теорией строения звезд), Володя Чавчанидзе (стал руководителем Института кибернетики в Тбилиси), Джабага Такибаев (академик Казахской ССР, занимается процессами в космических лучах при сверхвысоких энергиях), Авакянц (я не помню, к сожалению, его имени и научной специализации), Павел Немировский - "Павочка" (он получил после окончания аспирантуры предложение работать в Институте атомной энергии; как я рассказываю дальше, аналогичное предложение получил и я, но я отказался; Немировский согласился и до сих пор работает в Институте; у него хорошие научные достижения в области теории атомного ядра; впоследствии мы стали его соседями, Клава была в хороших отношениях с его женой Шурочкой). 

Ефим Фрадкин, как мы все его звали - Фима, появился в Теоротделе в конце 1947 года, после демобилизации. Вся его семья была уничтожена немцами, он был совсем одинок. 

Фрадкин в возрасте 17 лет был призван в армию, участвовал в боях на Западном фронте и под Сталинградом, получил тяжелое ранение - сквозная рана из правой щеки в левую с перебитыми зубами, челюстью и пробитым языком. Фима говорил, что, когда в комнату теоретиков входит генерал (уполномоченный ЦК КПСС31) и Совета Министров генерал ГБ Ф. Малышев), у него непреодолимый солдатский рефлекс вскочить по стойке смирно. Из всей нашей компании Фрадкин единственный достиг того амплуа высокопрофессионального физика-теоретика "переднего края", о котором мы все мечтали. У него большие достижения почти во всех основных направлениях квантовой теории поля (метод функций Грина в теории перенормировок, функциональное интегрирование, калибровочные поля, единые теории сильного, слабого и электромагнитного взаимодействия, общая теория квантования систем со связями, супергравитация, теория струн и др.). Ему первому, независимо от Ландау и Померанчука, принадлежит открытие "Московского нуля" (я потом объясню, что это такое). 

Многие из полученных Фрадкиным результатов являются классическими. В методических вопросах Фрадкин не имеет себе равных. В 60-х годах он стал членом-корреспондентом АН СССР, пользуется большой и заслуженной известностью во всем мире. 

В связи с трудностями квантовой теории поля (в частности, воплощенными в "Московском нуле") в середине 50-х - начале 60-х годов возникло скептическое отношение к этой теории; к сожалению, этот скептицизм в какой-то мере распространился и на работы Фрадкина; некоторые из полученных им существенных результатов не были своевременно замечены и впоследствии переоткрывались другими авторами; в некоторых же важных вопросах и сам Фрадкин не проявил должной настойчивости. Может, наиболее драматический пример - исследование бета-функции Гелл-Мана - Лоу в неабелевых калибровочных теориях (я не буду тут расшифровывать эти специальные термины, скажу лишь, что в зависимости от знака бета-функции имеет место либо трудность "Московского нуля" - именно так было во всех исследовавшихся до сих пор теориях, либо гораздо более благоприятная ситуация, условно называемая "асимптотическая свобода"). У Фрадкина и его соавтора Игоря Тютина тут все было "в руках", но они не обратили внимания на знак бета-функции или не придали этому должного значения, поглощенные преодолением расчетных трудностей. Аналогичная беда постигла (еще до Фрадкина и Тютина, если я не ошибаюсь) сотрудника Института экспериментальной и теоретической физики Терентьева, которого не поддержал И. Я. Померанчук, тогда увлеченный "похоронами лагранжиана" (т. е. квантовой теории поля), и физика из Новосибирска И. Хрипловича. Асимптотическая свобода была потом открыта Вилчеком и Гроссом и одновременно Политцером, это открытие составило эпоху в теории элементарных частиц. 

В феврале-апреле 1945 года я, почти не отрываясь, прорабатывал обе книги Паули, и они меняли мой мир. Но в то же время мне удалось сделать небольшую работу, доставившую мне удовольствие (хотя потом она и оказалась повторением уже опубликованных работ других авторов). На пятничный семинар пришел проф. Дмитрий Иванович Блохинцев (он тоже формально был сотрудником Теоротдела, но находился в сложных отношениях с И. Е. и с остальными и действовал часто на стороне). В руках у него была мензурка с водой. Блохинцев щелкнул по мензурке пальцами, все услышали чистый тонкий звук. Затем он взболтал мензурку, зажав ее ладонью, и раньше, чем пузырьки успели всплыть, постучал еще раз - звук был глухой! Блохинцев сказал: вот интересная и важная задача; после бури в морской воде очень много пузырьков, они приводят к исчезновению подводной слышимости; это очень важно для подводных лодок. В тот же вечер и в ближайшие дни я составил теорию явления. В поле переменного давления звуковой волны пузырьки испытывают радиальные колебания объема, при этом оказывается возможным резонанс, колебания большой амплитуды. Наличие в воде колеблющихся пузырьков меняет макроскопическую скорость звука, возникает звуковая "мутность". Я нашел также механизм поглощения звука. При сжатии и расширении воздуха в пузырьках происходят периодическое адиабатическое нагревание и охлаждение. Температура воды практически постоянна. На границе воды и воздуха возникают процессы теплообмена (тепловые волны), приводящие к диссипации. Игорь Евгеньевич посоветовал мне показать эти вычисления в Акустическом институте Академии наук. Я поехал туда; к сожалению, я не помню, с кем я говорил (кажется, одним из моих собеседников был Л. Бреховских, впоследствии академик). Мне быстро объяснили, что вездесущие немцы уже опередили меня. Но история на этом не совсем кончилась. Через тридцать лет мой зять Ефрем Янкелевич, работая на рыбо-научной станции32), получил задание по изучению подводных звуков, испускаемых рыбами (они это делают, приводя в колебание свой плавательный пузырь). Мне пришло в голову, что самое время вспомнить свои работы 30-летней давности (то, что колебания имеют не радиальный, а "квадрупольный" характер, не вызывает трудностей). В частности, возможен резонанс. К сожалению, эта работа не получила развития - Ефрем вскоре был уволен. 

И. Я. Померанчук все то, что не является большой наукой, называл "пузырьками" (не обязательно это были реальные пузырьки, как в только что рассказанной истории). Я немало имел дело с такими несолидными вещами, по существу и то, чем я занимался с 1948 по 1968 год, было очень большим пузырем. 

Все сотрудники Игоря Евгеньевича были обязаны по очереди выступать на семинарах с реферированием вновь поступающей научной литературы (тогда, в особенности, "физ-ревов"). Это распространялось и на молодых, как только они "вставали на ноги", и заставляло их "тянуться" изо всех сил. Подразумевалось, что это - почетная и одновременно приятная обязанность. Поначалу, конечно, было невероятно трудно. Но зато - докладывая, например, работу Швингера об аномальном магнитном моменте электрона, я чувствовал себя посланцем богов. Я до сих пор помню, как тогда после моего сообщения об этой работе к доске выскочил Померанчук и в страшном волнении, теребя волосы, произнес что-то вроде: 

- Если это верно, это исключительно важно; если это неверно, это тоже исключительно важно... 

Это было, кажется, уже в 1948 году. Я далеко не сразу достиг того уровня широты и понимания, который необходим для реферирования, а потом - после привлечения к военно-исследовательской тематике - почти мгновенно потерял с таким трудом достигнутую высоту. И более никогда уже не смог на нее вернуться. Это очень жаль. И все же я в своей последующей работе в значительной степени опирался на то понимание, которое приобрел в первые фиановские годы под руководством Игоря Евгеньевича. Еще одно его требование, столь же мудрое, было - обязательное преподавание. Я три семестра читал лекции в Московском Энергетическом институте, затем еще полгода - в вечерней рабочей школе при Курчатовском институте. Боюсь, что я был неважным преподавателем, хотя быстро учился на собственных ошибках преподавательскому опыту, в вечерней школе с ее другим контингентом пришлось учиться заново; возможно, если бы я продолжал преподавать - а я этого хотел, - то со временем из меня кое-что получилось бы. 

В МЭИ заведующим кафедрой физики был проф. В. А. Фабрикант. Он очень опасался моей педагогической неопытности и давал мне разные полезные наставления. Его собственная научная судьба драматична. Примерно в те же годы, когда мы общались, он (вместе со своей сотрудницей Бутаевой) предложил принцип лазера и мазера (использование эффекта индуцированного излучения, на существование которого в 1919 году впервые указал Эйнштейн). Но радость осуществления этой замечательной идеи - и известность - достались другим. Говорят, что какую-то роль сыграло то трудное положение, в котором оказались в годы "борьбы с космополитизмом" многие евреи. Впрочем, я не имею тут информации из первых рук. Может, просто сказалась общая трудность проведения научной работы в условиях вуза - перегрузка учебной и административной работой, крайняя бедность в отношении материалов и оборудования. Через 20 лет Фабриканту была присуждена премия имени Вавилова (я был в числе членов комиссии). Явилась ли эта запоздалая премия хоть каким-то утешением уже старому и больному человеку, стоявшему у истоков одного из самых удивительных открытий нашего времени? 

В Энергетическом институте я успел прочитать три курса - ядерной физики, теории относительности, электричества. Потом - из-за каких-то кадровых проблем, возникших на кафедре, - вероятно, тоже в связи с борьбой против "космополитизма", пришлось уйти. Читал я один день в неделю, два часа. Подготовка к одной лекции занимала полностью один день или больше. Я не писал текста лекции, только конспект. После лекции чувствовал себя настолько усталым, что не мог уже ничем больше заниматься. 

Из моих переживаний - прием экзаменов. Особенно я помню первый принятый мною экзамен - не меньше, чем первый сданный. Сначала я никак не мог "поймать" своих студентов, и у меня шли сплошные "пятерки". Лишь на последнем экзаменуемом я обрел "жесткость" - он не ответил на один из моих, на самом деле чуть-чуть выходящих за обязательные рамки, вопросов, и я поставил ему "четверку". Получилось постыдно, несправедливо; хуже всего, что мы оба это поняли. Я до сих пор чувствую вину перед этим молодым человеком, его фамилия - Марков, он был одним из лучших в группе. 

Читая лекции, я "выучил" для себя ядерную физику (на том уровне, который был достигнут тогда, примерно в объеме известного обзора Ганса Бете в "Ревью оф Модерн физикс"), электродинамику и теорию относительности (в объеме учебников Ландау и Лифшица и монографии Паули). Я часто думаю, как было бы здорово, если бы я успел "пройтись" по всем теорфизическим дисциплинам. Мне кажется, если бы я в 50-х и 60-х годах прочитал курсы по квантовой механике и квантовой теории поля и элементарных частиц, включая теорию симметрии, по статистической физике (с теми новыми методами, которые перенесены в нее из теории поля), по газо- и гидродинамике, по астрофизике, то в моем образовании не было бы тех зияющих провалов, которые так мешали моей работе на протяжении десятилетий. Но моя жизнь сложилась иначе...