Знание-сила, 2005 № 11 (941)

В 1935 году Бронштейн не решил проблему квантовой гравитации, но он впервые осознал ее во всей глубине. И спустя 70 лет его осознание помогает защитить квантовую гравитацию от одного из создателей квантовой электродинамики, помогает увидеть слабый пункт в самом начале рассуждения Дайсона. Как бы ни была привычна аналогия между фотоном и гравитоном, как бы ни рифмовались эти два слова и как бы ни был похож закон Кулона на закон всемирного тяготения, между двумя взаимодействиями имеется «принципиальное различие», подчеркнутое Бронштейном и разрушающее статус понятия «гравитон», как самостоятельного и равноправного с понятием «фотон». Бронштейн в сущности обнаружил, что обычное понятие «квант поля», в применении к гравитации, является принципиально приближенным, как приближенны, ограничены в своей применимости, другие важные и работоспособные понятия физики: одновременность, луч света, температура, и так далее. Можно сказать, что Бор оправдал понятие фотона в пределах электродинамики, а Бронштейн обнаружил ущербность понятия гравитона уже в пределах теории гравитации (он не пользовался термином «гравитон», хотя само слово уже употреблялось). И это принципиальное различие основано на опытном факте, который иногда называют первым великим открытием современной науки и который стал основой одной из самых великих теорий — эйнштейновской теории гравитации: равенство инертной массы и гравитационной.

Так что гравитон вовсе не является столь же органическим элементом еще не созданной теории квантовой гравитации, как фотон — частью квантовой электродинамики. А связывать всякую волну с неким квантом — подход слишком поверхностный. К слову сказать, вряд ли кто свяжет волну на поверхности моря с квантом волнения — частицей «поверхон», чтобы исследовать поведение таких волн.

К тому же Дайсон никак не объяснил, что делать с двумя принципиальными физическими явлениями — с началом космологического расширения и с завершением коллапса звезды. Какой теории, если не квантовой гравитации, эти явления можно поручить? В обоих случаях потребность в новой теории характеризуется планковским рубежом. И эта количественная характеристика, как впервые обнаружил Бронштейн, отражает физическую суть дела.

Но все же, мне кажется, есть за что поблагодарить Фримена Дайсона. Его отважное сомнение в самом предмете шести десятков книг и много большего числа статей подчеркивает исключительность проблемы квантовой гравитации в истории физики и ее кризисное нынешнее положение.

Узкий специалист, который не отвлекаясь ни на какие кризисные размышления, занят выкладками для очередной статьи, напоминает мне ученого соседа, к которому пришел за советом его сосед неученый. У неученого дохнут куры, и он просит ученую рекомендацию. И получает: сыпать куриный корм в нарисованный на полу зеленый квадрат. Куры, к сожалению, продолжают дохнуть. Тогда ученый предлагает красный круг И так далее, пока все куры не передохли. «Как жаль, — восклицает ученый сосед, — у меня еще столько вариантов!»

Но куры в данном случае — это «внешнее оправдание», которого в квантовой гравитации так сильно не хватает. Неужели — впервые в истории физики — для успеха хватит одного лишь «внутреннего совершенства»? Или удастся найти какие-то способы «внутреннего оправдания», подобно измеримости. Есть над чем поразмышлять...

Если же поразмыслить над историей квантования гравитации, то можно заметить, что большая часть публикаций не возникла бы, если бы их авторы знали и всерьез восприняли анализ проблемы квантовой гравитации, проделанный Бронштейном. Тем самым, как минимум, удалось бы сберечь изрядное количество бумаги и человеко-дней.

Ну а мог ли сам Матвей Бронштейн ускорить появление теории квантовой гравитации, если бы российская история не погубила его в тридцатилетием возрасте? На такие вопросы, к сожалению, историк науки ответить не может. Может лишь предложить свой исторический талер тому, кто ответит.

Геннадий Горелик

В прошлом году было скромно отмечено 100-летие советского физика Дмитрия Иваненко (1904-1994). Хотя он — единственный российский физик-теоретик в школьном курсе физики, внешкольная жизнь сделала других гораздо более знаменитыми. Согласно голосованию «Эха Москвы», в конкурсе, то бишь в рейтинге «Российский Ученый XX века» первое место — с большим отрывом — занял физик-теоретик, но другой — Лев Ландау. А имя Иваненко не назвал никто из голосовавших. Отсюда следует, что и внешкольная история науки не особенно влиятельна. Иначе бы от знаменитости Ландау перепало что-то и Иваненко, — за компанию или назло. Ведь когда-то, в двадцатые годы, Лев Ландау считал Дмитрия Иваненко самым близким другом, а двадцать лет спустя — самым презренным недругом.

Если речь идет о физике, историк науки, на всякое явление смотрящий с двух, а то и с трех сторон, должен уметь понять и школьника, и академика. Прихоти же мирской славы требуют какой-то иной квалификации. Я, во всяком случае, не могу объяснить, почему столь круглый юбилей Д. Иваненко отметили лишь в трех — и столь разных — органах массовой информации: в газете «Русский Вестник», на «Официальном web-сервере органов государственной власти Республики Саха (Якутия)» и в журнале Российской Академии наук «Природа».

Первые два охарактеризовали юбиляра кратко, но с разных сторон. «Русский Вестник» отметил, что уроженец Полтавы был «патриотом России» и главой «международно признанной школы теории гравитации и квантовой механики». А Якутское СМИ — что он был заслуженным профессором МГУ, что его семинар был «одним из мировых центров развития фундаментальной физики» и что «в учебники физики вошла предложенная им в 1932 году протонно-нейтронная модель ядра».

Откроем учебник и посмотрим глазами школьника на соответствующую — всего одну — фразу: «Сразу же после открытия нейтрона российский ученый Д. Д. Иваненко и немецкий физик В. Гейзенберг выдвинули гипотезу о протонно-нейтронном строении атомных ядер». И за это — мировая слава?! А где же еще в атоме, как не в ядре, мог поместиться уже открытый нейтрон?!

Покажи школьнику пожелтевшие исторические публикации Иваненко и Гейзенберга, так он, пожалуй, лишь укрепится в своем сомнении.

Вот письмо Иваненко в редакцию английского журнала «Nature» — двадцать строк и ни одной формулы. Вышеупомянутую модель не сразу распознаешь в двух вопросах: «Нельзя ли допустить, что нейтроны играют важную роль в структуре ядер, а ядерные электроны все упакованы в р-частицы или в нейтроны?» и «Насколько нейтроны можно рассматривать как элементарные частицы (подобно протонам или электронам)?» Он ничего не сказал, он лишь спросил, и ответить на его вопросы проще всего вопросом же: «Что это еще за «упакованные ядерные электроны»?..