Знание - сила, 2007 № 04 (958)

Сергей Смирнов

Отгремела Мировая война: первая неограниченная бойня, в которую европейские правители ввязались через сто лет после Наполеоновских войн. Никто не ожидал подобной катастрофы в просвещенной, технически благоустроенной Европе. Казалось, что все заинтересованные стороны понимают мощь современных пушек и пулеметов. Она заставит государственных мужей быстро остановить кровопролитие, даже если оно ненароком начнется! Не хотят же они властвовать в разоренных городах, с одичавшим населением...

Да, этого не хотели — но согласились с кажущейся неизбежностью «войны до последнего снаряда», поскольку за сто предыдущих лет европейцы разучились завершать добрую ссору худым миром! Последний такой мир положил конец войнам Фридриха II Прусского — несостоявшегося императора всех немцев — полтора столетия назад. Тогда европейцы, устав от бесполезной войны, толпами устремились в лоно Просвещения. И вскоре пожали Французскую революцию — наряду и наравне с бурным прогрессом производительных научных сил.

Вспомним, что современниками Наполеона и Веллингтона оказались Лавуазье и Дэви, Лагранж и Гаусс, Фурье и Кювье. Что произойдет в Европе теперь — после того, как Гинденбург и Людендорф сложили оружие, а Пуанкаре и Черчилль отпраздновали свой триумф? Как поведет себя ученое сословие в самоуверенной, но усталой Англии; в эйфорически возбужденной Франции; в оглушенной и разоренной Германии; в расколотой революционной России — и в удаленных штатах Северной Америки, счастливо избежавших военного ярма до последнего часа европейской бойни? Где обнаружатся теперь центры роста и перестройки научной картины мира, что досталась послевоенной молодежи от Резерфорда и Эйнштейна, Гильберта и Пуанкаре?

В первом приближении ответ ясен: прогресс возобновился там, где не угасли довоенные лидеры. Сорокалетний Нильс Бор истратил свою Нобелевскую премию на постройку в Копенгагене международного Института теоретической физики — достойного партнера любой из старых Академий Наук. И вот в маленькой Дании созрел небывалый урожай научных открытий!

Вдохновленные примером французского принца Луи де Бройля, два совсем юных немца — Вернер Гайзенберг и Вольфганг Паули — перебрались из Мюнхена в Копенгаген, где рождается в муках нужная всем, но никем не предвидимая квантовая механика.

Год назад Паули угадал особые свойства электрона, резко отличающие его от фотона и придающие кристаллическую структуру электронным оболочкам любого атома. Теперь Гайзенберг строит формальное исчисление атомных симметрий на основе числовых матриц — хорошо знакомых каждому алгебраисту, но неведомых физикам до последних дней. 250 лет не случалось такого потрясения основ физики!

В ту пору Ньютон нырнул в глубь механики твердых тел и достиг ее дна, составленного из дифференциальных уравнений. Сейчас Гайзенберг ныряет вглубь квантовой физики атома: ее дно вымощено представлениями групп Ли. Математики открыли их сорок лет назад — когда пытались навести порядок среди симметрий дифференциальных уравнений так же, как веком раньше Лагранж и Галуа симметризовали ансамбль корней многочлена. Теперь у физиков возникло предчувствие, что всю Природу можно и нужно описать на языке разных симметрий и их изменений. При этом любые изменения симметрий провоцируются скачками в плотности свободной энергии на один атом, электрон или на кубометр пространства.

Не это ли — универсальная понятийная оболочка для давних догадок Кювье и иных эволюционистов о Прогрессе, ведущем Биосферу и Человечество по пути катастроф? Может быть... Но пока все эти соображения умещаются в сфере философии. Кто первый доведет их до строгой математики (как довел свою философию Ньютон) — тот и сравняется в славе с пращуром европейской науки.

Первую Нобелевскую премию за квантовые дела получит де Бройль — через пять лет после своего главного открытия. За ним плотным строем пойдут Гайзенберг, Дирак и Шредингер. Вольфганг Паули присоединится к этой компании сразу после Второй мировой войны, а Энрико Ферми — за год до ее начала. Таким путем смышленый итальянец выскользнет из-под власти Муссолини и перенесет свой талант в США, где четырьмя годами позже он запустит первый урановый реактор.

Так причудливо сплелись научные и политические стимулы деятельности ученых-физиков Европы в двадцатилетнем промежутке между двумя мировыми войнами ХХ века. Интересно, что наследие Эйнштейна не служит объектом столь жарких споров и бурного прогресса, как наследие Планка и Резерфорда. После первых экспериментальных удач 1919 года теория относительности (сиречь, глобальная геометрия вакуума) застыла в ожидании новых фактов. Их, кажется, может дать только астрономия. Но ей нужны сверхмощные телескопы; деньги на их постройку есть только в США. Так на сцену выходит молодой Эдвин Хаббл.

Только что он обнаружил в давно знакомой туманности Андромеды привычные переменные звезды — цефеиды. Но как слабы их вспышки по сравнению с любыми переменными звездами нашей Галактики! Используя известные соотношения между светимостью цефеид и периодом их миганий, Хаббл впервые рассчитал расстояние до туманности Андромеды. Оно в десятки раз больше диаметра нашей Галактики! Значит, галактик в Космосе много! Хабблу повезло наткнуться на крупнейшую и ближайшую из них — истинного близнеца нашей родной Галактики.

Это открытие нужно быстро развивать: с него начнется галактическая астрономия. Через пять лет Хаббл накопит наблюдения по десяткам ближних галактик: он измерит красные смещения линий в их спектрах — и с изумлением поймет, что почти все они удаляются от Земли! Притом чем дальше от нас галактика — тем быстрее она улетает! Неужели Земля (или наша Галактика) служит центром разбегающейся Вселенной? Этого не может быть! Ведь Вселенная однородна — согласно Ньютону или Эйнштейну, в этом вопросе они согласны!

Выход из такого противоречия возможен лишь один: вся наша трехмерная Вселенная раздувается, как двумерный мыльный пузырь! Где происходит это раздувание? Этот вопрос физически бессмыслен, ибо вся материя (вещество, свет, гравитация) составляет лишь «стенки» вселенского «пузыря». Но оценить скорость и ускорение его расширения по красному смещению дальних галактик — это возможно; это даст ценную информацию о глобальной структуре Вселенной и ее возрасте!

Конечно, Эйнштейн жаждет получить такие сведения — как прежде их жаждал Ньютон. Но никто из астрономов не успеет их добыть при жизни великого и наивного мудреца. Ведь для этого мало хороших телескопов на горах Земли; нужны космические зонды — спутники Земли или Солнца. Для их запуска нужны мощные ракеты: их уже проектируют Циолковский в России и Годдард в США. Но правители не готовы финансировать эти проекты, пока очередная война не покажется им неизбежной...