Граждане мира

Харьковские собеседники Нильса Бора: история одной фотографии.

2010 год — юбилейный для великого датского ученого Нильса Бора: в октябре — 125 лет со дня рождения одного из создателей современной физики, основоположника мировой научной школы, нобелевского лауреата 1922 года. Сегодня немногие помнят, что в его богатой академической биографии есть и украинский след.

Международная конференция по теоретической физике не случайно состоялась в мае 1934 года в Харькове. Тогдашняя столица Украины стала к тому времени одним из ведущих центров мировой физики. Именно здесь в октябре 1932-го молодежная «высоковольтная» бригада в составе А.И. Лейпунского, К.Д. Синельникова, А.К. Вальтера и Г.Д. Латышева впервые в СССР повторила кембриджский эксперимент Эрнеста Резерфорда — расщепление ядра атома лития.

Осуществить эту идею англичане вначале не могли, так как считалось, что для этого нужна очень большая энергия ускорения элементарных частиц. Но бывший сотрудник Украинского физико-технического института (УФТИ) Г.А. Гамов сумел убедить Резерфорда, что эксперимент возможен и на малых энергиях согласно теории туннельных эффектов, недавно разработанной Георгием Антоновичем. А своих коллег по УФТИ в Харькове Гамову убеждать уже не довелось — он стал «невозвращенцем».

К 1934 году в УФТИ работало немало первоклассных физиков, среди которых выделялся оригинальными идеями и высокими достижениями Лев Ландау, возглавивший теоротдел. Ландау и его первые ученики всерьез считали тогда, что после кембриджского периода развития физики наступает харьковский. Неудивительно, что приехать в УФТИ стремились многие зарубежные ученые.

20 мая 1934 года газета «Харьковский рабочий» сообщила: «Сегодня открытие международной конференции по теоретической физике», поместив рядом с заметкой фотографию Нильса Бора с делегатами форума — Ландау, Розенфельдом и Бронштейном. Приезд именитого ученого в Харьков не был случайным: во время своей заграничной стажировки Ландау около года провел в Копенгагене у Бора и только его считал своим учителем. В конференции приняли участие и видные советские физики-теоретики Я.И. Френкель и В.А. Фок из Ленинграда, И.Е. Тамм из Москвы.

— Этот представительный форум проходил в исключительно деловой, рабочей обстановке, — рассказывает известный украинский историк физики, доктор физико-математических наук Юрий Ранюк. — В центре внимания находился первый существенный квантово-релятивистский эффект рождения частиц и теоретические следствия из недавно и неожиданно открытых новых частиц — нейтрона и позитрона. Всего за два года до этого электрон и протон считались единственными кирпичиками материи. Именно на харьковской конференции Тамм рассказывает о своей гипотезе ядерных — парных — сил, идее, открывшей путь к мезонной теории ядерных сил.

— Юрий Николаевич, по вашему мнению, какие проблемы могли обсуждать ученые, изображенные на фотографии?

— Думаю, у четырех физиков, которых газетный фотограф застал за одним столом, тема беседы могла быть глубже тогдашнего бурного потока экспериментальных открытий. В истории физики их, четверых, связывает почти философская тема пределов применимости квантово-релятивистской теории. Соединение теории относительности и квантовой — двух главных триумфов революции в физике — к концу 20-х годов стало проблемой проблем, и по состоянию на 1934 год физики, изображенные на снимке, олицетворяли ее прошлое, настоящее и будущее.

В 1931 году Лев Ландау и английский физик Рудольф Пайерлс совместно пришли к радикальному выводу: совмещение квантовой механики с релятивистской теорией поля невозможно. Хотя они считали, что этот вывод согласуется с идеями Бора и предвещает неизбежную революцию, Бор с ними не согласился. Ему и его ассистенту Леону Розенфельду понадобилось два года и несколько десятков страниц, чтобы спасти квантовую электродинамику от угрозы несуществования. В конце их статьи 1933 года отмечены стимулирующие дискуссии с Ландау. Интенсивность этих дебатов запечатлел язвительный шарж Георгия Антоновича Гамова на копенгагенского «Фауста»: «Погодите, погодите, Ландау, дайте и мне хоть слово сказать»…

К 1934 году Матвей Петрович Бронштейн, приехавший в Харьков из Ленинграда, четвертый человек на фото, был в курсе этой физики не столько потому, что дружил с Ландау с университетских лет, сколько по складу своего научного таланта. Он упростил 40-страничные рассуждения Бора и Розенфельда до двух страниц прозрачной заметки в «Докладах Академии наук». А сделать следующий шаг ему предстояло в докторской диссертации, которую он защитил в конце 1935 года.

У Ландау и Бора речь шла о совмещении теории относительности и квантовой механики. У Бронштейна — о квантовой теории гравитации. Построив квантовую теорию слабого гравитационного поля и проверив ее работоспособность, он сумел поставить принципиальный вопрос о совместимости двух столпов теоретической физики ХХ века и ответить на него. Он указал на фундаментальное различие между квантовой электродинамикой и квантовой теорией гравитационного поля. Его вывод, опубликованный в «Журнале экспериментальной и теоретической физики» в 1936 году, гласит, что полноценное совмещение «требует радикальной перестройки теории, а может быть, и отказа от обычных представлений о пространстве и времени и замене их какими-то гораздо более глубокими и лишенными наглядности понятиями».

Фактически Бронштейн открыл квантовые — планковские границы применимости общей теории относительности. Вышедший к тому времени из моды пафос подобных революционных предсказаний Бронштейн сдобрил поговоркой из сказки братьев Гримм: «Кто этому не верит, с того талер», но сейчас, спустя три четверти века, его предсказание все так же бросает вызов теоретикам. Мало было в истории физики столь не поддающихся решению проблем.

— Как же сложились дальнейшие судьбы четырех физиков, изображенных на снимке?

— О великих открытиях Нильса Бора и его школы написано и сказано много, не менее известны и выдающиеся результаты Льва Давидовича Ландау, хотя в его биографии немало драматических страниц. В 1937 году, после начала разгрома УФТИ, он уехал в Москву, но там был арестован. Ландау уцелел чудом, письмо Нильса Бора Сталину осталось без ответа. Понадобился нравственный подвиг Петра Леонидовича Капицы, снова обратившегося к Сталину. Ландау был освобожден. А Матвей Петрович Бронштейн погиб в ГУЛАГе. Но, слава Богу, уцелела физика.