Геннадий Горелик - Андрей Сахаров. Наука и свобода

А Сахаров само всемирное тяготение попытался объяснить как свойство того безостановочного кипения, что идет в квантовом вакууме. [379] Сахаров А.Д. Вакуумные квантовые флуктуации в искривленном пространстве и теория гравитации (Доклады АН СССР 1967) // Научные труды, 1995, с. 155—162. Он выдвинул парадоксальную идею, что гравитации — известного всем по школе Ньютонова тяготения — в сущности нет. А что же есть? Есть «упругость» вакуума, которая и приводит ко всем хорошо известным проявлениям всемирного тяготения — от падения яблока до коллапса звезды и образования черной дыры.

Но если статья Сахарова «отменила» гравитацию, почему же она так понравилась одному из самых видных гравитационистов — Джону Уилеру? Он излагал ее с энтузиазмом в фундаментальной книге «Гравитация» и во многих статьях. [380] Misner C. Thorne K., Wheeler J. Gravitation. San Francisco, W.H. Freeman, 1973, p. 426—428; John A. Wheeler. Beyond the End of Time, in Black Holes, Gravitational Waves and Cosmology, 1974; The World of physics: а small library of the literature of physics from antiquity to (he present / Ed. Jefferson Hane Weaver. Меч York: Simon and Schuster, 1987. V. 3, p. 675—694.

Потому что Уилер стремился не к тому, чтобы любой ценой сохранить ньютоно-эйнштейновскую теорию гравитации в ее классическом виде, а к тому, чтобы по-настоящему се понять, то есть решить трудные вопросы, естественно рожденные этой теорией, но не поддающиеся ответу. Главный из таких вопросов — квантование гравитации.

Гипотеза Сахарова открыла неожиданно новый взгляд на крепость, уже давно осажденную теоретиками. В то время как его коллеги, расположившись вокруг твердыни боевым лагерем, обдумывали, какими катапультами и стенобойными орудиями проломить ее толстые стены, Сахаров, похоже, обнаружил подземный ход, ведущий в центр крепости.

Он предложил всерьез отнестись к тому, что во всех точках пространства-времени бурчит жизнь вакуума, и учесть воздействие этого бурления на поведение обычных, макроскопических ньютоновских тел. Надежда была, что следствием квантовой теории вакуума станет эйнштейновская теория гравитации с ее искривленным пространством-временем, с ее коллапсами звезд и расширением Вселенной. А уж из эйнштейновской теории, когда гравитация не очень сильна, следует Ньютонов закон тяготения.

Читатель, помнящий внешний вид этого закона в школьном учебнике физики:

F = GmM/r 2 ,

может тут спросить: а откуда возьмется величина гравитационной постоянной G ?

Сахаров исходил из того, что в полной теории микромира возникнет новая константа — длина l , соответствующая границе применимости геометрических представлений, известных со времен Евклида. На расстояниях, меньших l , обычные понятия пространства и времени должны замениться какими-то гораздо более глубокими и лишенными наглядности понятиями. Какими именно, теория Сахарова позволяет пока не уточнять. И позволяет теоретикам продолжать свои поиски полной теории элементарных частиц. Однако им в руки дается архитектурный план, как их поиски должны соединиться с поисками полной теории гравитации. И если поиски увенчаются успехом, то из микрофизической длины l возникнет константа G , управляющая падением яблока и движением планет.

Согласно идее Сахарова, гравитационная константа — результат микроскопической структуры вакуума. И свой подход он назвал: «гравитация как упругость вакуума». Что же тут похожего на обычную, всем знакомую упругость?

С упругостью человек имел дело уже тогда, когда делал свой первый лук. Тогда он только интуитивно учитывал коэффициенты упругости, которые во времена более просвещенные были измерены для разных материалов и помещены в таблицы. Для изготовления хорошего лука, условно говоря, вполне достаточно подобрать материал с подходящим коэффициентом и можно не думать о том, что упругость определяется силами, сцепляющими атомы и молекулы материала. Конструктору лука стоит изучать молекулярное строение вещества, лишь если его не устраивает метод проб и ошибок — перебор всех материалов подряд — и если он хочет узнать, как себя ведет лук на границе упругости, перед тем как сломаться.

Точно так же для расчетов, как движется предмет в поле тяготения Земли или Солнца, достаточно просто взять величину G (коэффициент упругости вакуума). Но чтобы узнать, что произойдет со звездой в результате ее неограниченного сжатия в собственном поле тяготения или как начиналось расширение Вселенной, не обойтись без «молекулярной» структуры вакуума.

Механизм образования барионной асимметрии, изобретенный Сахаровым в 1967 году, до сих пор единственная работоспособная гипотеза, объясняющая наблюдаемую асимметрию вещества и антивещества. Механизм, который он придумал, чтобы объяснить «образование» гравитации из свойств микромира, до сих пор остается лишь архитектурной идеей.

Поэтому коллегам Сахарова по теоретической физике в оценке его результатов приходится полагаться на ту комбинацию разума и чувства, которая называется интуицией. разнообразие интуиций жизненно необходимо для успеха совместного предприятия — научного поиска. Но разнообразие интуиций ведет к различию оценок.

Сахаров, к примеру, считал исходную для него идею Зельдовича (родившуюся у забора астрономии) одной из его лучших. Сам Зельдович, похоже, так не думал — в научной автобиографии 1984 года о ней он не сказал ни слова.

Некоторые трезвомыслящие теоретики не склонны придавать серьезное значение гипотезе Сахарова о гравитации как упругости вакуума, «цыплят по осени считают».

Другие считают эту идею наиболее значительной из всего сделанного Сахаровым в чистой науке и следующим шагом после Эйнштейна к раскрытию физической природы гравитации. [381] Киржниц Д.А. Каким запомнился Сахаров-физик // Он между нами жил… Воспоминания о Сахарове, с. 325; Д.А. Киржниц, интервью 5.7.95.

Предоставим истории окончательное решение. Но независимо от него можно сказать: физик-теоретик, который в течение одного года опубликует две столь «сногсшибательные» идеи, как это сделал Сахаров в 1967 году, имеет право быть довольным собой.

Особенно если этот теоретик несет на себе еще и бремя ведущего разработчика термоядерного оружия.

Словосочетание «теоретик-изобретатель» Сахаров употребил, говоря о своей военно-технической работе, [382] Андрей Сахаров. За и против. // 1973 год: Документы, факты, события. М.: 1991, с. 275. по оно же применимо и к его теоретической физике.

Теоретики различаются не только интуицией, но и способом работы. Одни начинают с какой-то общей заманчивой идеи и ищут путь ее конкретного оформления. Другие начинают с упрощенной теории конкретного явления. Третьи — с самой общей физической теории, которую они пытаются применить к данной проблеме.