Алексей Цвелик - Жизнь в невозможном мире: Краткий курс физики для лириков

За девять лет моего отсутствия в Америке здешняя физика порядком изменилась. Она, в частности, здорово обрусела. «Русские» (а на Западе так называют всех выходцев из бывшего СССР без различия их этнического происхождения) всюду: в Принстоне, Йеле, Гарварде, Массачусетском технологическом институте, Колумбийском университете, Чикаго, Брукхэйвене, Техасе, Миннеаполисе, Юте, Висконсине, Сиеттле, Сан-Диего. И за пределами Америки — в Париже, в Карлсруэ, в Лондоне, в Кембридже, в Эдинбурге, в Риме, в Триесте, Реховоте, Тель-Авиве…

Отрадно, что за прошедшие двадцать лет выросло молодое поколение «русских» физиков, в которых живут традиции, заложенные Ландау и его сподвижниками. Многие представители этого поколения учились на Западе, хотя бы в аспирантуре. Тут многие учились у нас, стариков, или даже у наших учителей, которые и в восемьдесят лет не теряют бодрости и оптимизма. Так что можно сказать, что школа российской физики, хотя и оторвалась от родимой почвы, но не утратила своего духа. Не следует, впрочем, думать, что «русские» тут учат только «русских». У меня, например, защитилось десять аспирантов, из коих шесть британцев, один французский канадец, один итальянец, один албанец и один чилиец. Ни одного выходца из России. Повторю с гордостью, что самые удачные из них (пятеро) уже профессора, а самые неудачные (трое) — миллионеры.

Ну хорошо, вы не так бледно выглядите, скажет читатель, а есть ли среди вас гении, новые Ландау? Утверждаю, есть. Я лично знаю троих, и, кажется, есть и четвертый, молоденький. Самому старшему из гениев за шестьдесят, и как ученый он полностью сформировался в Союзе. Внешне он несколько напоминает Моцарта — есть в нем что-то искрометное, легкость, полет. Второму под шестьдесят, и с виду он несколько похож то ли на Карла Маркса, как его изображали на советских портретах, то ли на анархиста Бакунина. Третьему — за сорок, и учился он у «Бакунина». Похож на Жерара Депардье, каким тот был двадцать лет тому назад (его даже раз в аэропорту Кеннеди приняли за Депардье). Но еще больше он похож на главного героя фильма «Господин оформитель» — художника-символиста. Тут уж внутреннее сходство доходит до чрезвычайного. Нраву он не лилейного. А вот молоденький — очень скромный и застенчивый.

Как распознать гения в теоретической физике? Так же, как и в литературе. Теорфизика — та же литература, только говорит она на языке математики. И тот, кто понимает этот язык, получает от настоящих произведений такое же наслаждение, как, скажем, от стихов Пастернака (мне он, кстати, именно как физику нравится; он был в высшей степени наделен тем, что я называю «космическим чувством», такие стихи, как «Давай ронять слова…», я для себя считаю просто программными). А можно и с музыкой ее сравнить, как это и делал когда-то Пифагор («музыка сфер»).

С каждым из упомянутых выше гениев у меня связано какое-нибудь особое воспоминание.

«Моцарт» потряс меня лет двадцать пять назад, когда мы все были еще в Союзе. Помню, на одном из семинаров в институте Ландау он сказал, что теория струн (наиболее современная версия общей теории элементарных частиц) не может быть математически непротиворечиво сформулирована в пространстве-времени. Это означает, добавил он, что время должно появляться каким-то внешним актом (математически путем аналитического продолжения). Я понял это так, что из вечности во время Вселенную выводит какой-то акт сознания. Потрясающе…

«Бакунин» и «Депардье» изумляли меня красотой почти каждой своей работы, но самое большое потрясение пришло несколько лет назад, когда они показали, что систему огромного количества взаимодействующих частиц можно описать ОДНИМ дифференциальным уравнением.

А «молоденький» восхитил меня недавно. В январе 2012 года мы собрались на конференцию в Аспен, штат Колорадо, приятный такой курортный городок в горах (2400 метров над уровнем моря). И вот подходит ко мне молодой человек и объясняет, каким образом возможно научное знание (это про КАМ-теорему, я уже упоминал о ней в медитации про сильные взаимодействия). Говорят, в физике исчерпаны все проблемы и ничего интересного больше не происходит. И вот на тебе — речь идет просто о первоосновах.

Брукхэйвенская национальная лаборатория, где я работаю, является колоссальным заведением, расположенным в лесу, полном оленей, диких индеек и гусей, сусликов и, к сожалению, клещей. В лаборатории нашей находятся два огромных синхротрона (их теперь используют как большие — пару сотен метров в диаметре — рентгеновские аппараты для установления структуры разных сложных объектов типа биологических молекул) и колоссальный ускоритель элементарных частиц — релятивистский столкновитель тяжелых ионов (Relativistic Heavy Ion Collider — RHIC). С осознанием того, что обсуждалось нами в медитации про атомы, предназначение ускорителей несколько изменилось. RHIC нацелен главным образом на создание и изучение новых состояний вещества, возникающих при тех плотностях, которые существуют внутри атомных ядер. В огромном и откачанном до высокого вакуума его кольце разгоняют до скорости, близкой к скорости света, ионы тяжелых элементов и сталкивают их. При столкновении на краткий миг атомные ядра буквально входят друг в друга, протоны и нейтроны сливаются и образуется то, что называют кварк-глюонной плазмой. Плазма эта может быть разряженной или (в зависимости от энергии столкновения) более плотной. В последнем случае получается что-то вроде металла, где кварки играют роль электронов, а взаимодействие переносится не электромагнитными силами, как в металле, а глюонами (поле Янга-Миллса). Такой металл и похож и непохож на металлы, к которым мы привыкли, и изучать его страшно интересно. Даже я, не являясь ядерным физиком, приложил к этому руку, чем и горжусь. Разумеется, в ускорителе кварк-глюонная плазма существует только на краткий миг столкновения. Но, полагают, есть звезды настолько плотные, что кварк-глюонный металл там стабилен. Там, на звездах, наверное, и работает моя теория.

Пресса сейчас вовсю обсуждает тему бозона Хиггса, на открытие которой нацелен новый сверхмощный ускоритель, построенный под Женевой. Мощности RHIC’a на это не хватает, однако неоткрытый еще бозон Хиггса уже нашел практическое применение у нас на Лонг-Айленде. Читатель будет удивлен, узнав, что применяет бозон Хиггса (вернее, его идею, но ведь, как мы здесь обсуждали, мир микроскопических частиц ближе к миру идей, чем вещей) коммерческая компания ЛАЙПА, поставляющая в наши дома электроэнергию. Недавно эта компания уложила первый в истории сверхпроводящий кабель, сделанный из высокотемпературных сверхпроводников (я говорил о них в восьмой главе). Сверхпроводимость есть состояние вещества, характеризуемое двумя замечательными, неотделимыми друг от друга свойствами: (а) ток течет через сверхпроводник абсолютно без потерь и (б) магнитное поле не проникает в глубь сверхпроводника. Компанию ЛАЙПА интересует первое свойство, а тех, кто делает сверхбыстрые поезда на магнитной подушке или ищет бозон Хиггса, — второе.