Классики науки

Волшебник из Одессы

В этом году исполнилось 70 лет со дня предсказания реликтового излучения, открытие которого стало решающим доводом в пользу модели горячей Вселенной, предложенной Г.А.Гамовым.

Наш великий соотечественник, советский и американский физик Джордж Гамов, он же Георгий Антонович, родился через 13,75 млрд лет после Большого Взрыва. Он назвал свою автобиографию "Моя мировая линия", и эта линия берет начало в Одессе 1904 года. Школьником он, следуя заветам Бэкона и науки Нового времени сомневаться во всем и проверять все на опыте, исследовал под микроскопом церковное вино и не нашел в нем эритроцитов, а "тело Христово" из храма ничем не отличалось от хлеба из булочной.

Это были его первые эксперименты, но экспериментатором он не стал: выяснилось, что открытия можно делать и без микроскопа. На первый план выходила теоретическая физика, и он решил стать теоретиком.

Историки, а особенно популяризаторы науки, обожают совпадения. Так, в 1642 году умер Галилей и в том же году (а некоторые утверждают, что и в тот же день) на свет появился Ньютон, и свеча не погасла. Никто из великих в 1904 году не умер, но эстафетную палочку Гамов все-таки принял - в двадцатые годы ее вручил ему другой наш великий соотечественник - Александр Фридман, он же Александр Александрович.

Фридман применил уравнения Эйнштейна (вслед за самим Эйнштейном) к Вселенной в целом и нашел решение, которое описывает расширяющуюся Вселенную; и почти вслед за этим американский астроном Хаббл, не знавший о теоретических предсказаниях, увидел разбегание галактик и сформулировал закон, по которому они разбегаются.

Это был пример, достойный подражания: из уравнений следовало сотворение мира. Гамов хотел знать, как родилась Вселенная, и путь к этому знанию лежал через общую теорию относительности. Но на дворе стремительно неслись 20-е годы, на глазах современников рождалась квантовая механика, соединившая несоединимое, волну и частицу, поправшая все представления о наглядности. Результаты, один сногсшибательнее другого, следовали один за другим... и Гамов взялся за квантовую механику.

Жизнь его временами напоминала волшебную сказку, в которой жили добрые и злые волшебники, и добрые, как правило, побеждали. Одним из добрых волшебников стал профессор Хвольсон, автор пятитомного курса физики - он рекомендовал Гамова на стажировку в Европу. Гамов прибыл в Гёттенген, и тут же применил квантовую механику, только что созданную, к ядерной физике: он построил количественную теорию альфа-распада и сделал это первым (потому что были и вторые, и третьи)...

Его заметил Бор, он снискал расположение Резерфорда - особенно после того, как показал мэтру, как его экспериментальные точки, "твердые факты природы", ложатся на его теоретическую кривую. Бор выхлопотал ему стипендию, и он задержался в Европе еще на год и изъездил ее вдоль и поперек на мотоцикле.

Из Европы он вернулся состоявшимся ученым, физиком с мировым именем, и об аспирантуре, которую он так и не закончил, уже речь не шла. В 1932 году его избрали в Академию наук СССР, и он стал самым молодым членкором за всю ее историю (и остается таковым до сих пор).

Джон Кокрофт и Георгий Гамов демонстрируют корреспонденту британской газеты
пример плодотворного международного сотрудничества в ядерной физике. 1931 год.

Мир подарил нам Бартини и Понтекорво, мы подарили миру Сикорского, Зворыкина, Гамова. Сикорский покинул Россию вскоре после Октябрьского переворота, Зворыкин бежал в 1919-м, а Гамов - в 1934 году: чувствуя, что "окно в Париж" вот-вот захлопнется, не вернулся из очередной загранкомандировки. Совсем не из политических убеждений. Не было, кажется, более аполитичного человека, чем он. Он даже дверью не хлопнул, а в СССР сделали вид, что ничего не случилось и Гамов просто задержался и скоро вернется, и еще 4 года числили его в Академии - вплоть до 1938 года, когда умер его отец и эта последняя ниточка, за которую его можно было дергать, оборвалась.

Бор считал, что Гамов подвел Ланжевена, который за него поручился перед советским правительством. Молотов, опытный кадровик, поверивший Гамову, был в ярости, а для Капицы, который в это время оказался на каникулах в Советском Союзе, граница закрылась на двадцать с лишним лет, и он винил Гамова. Один только Ланжевен, которому Мария Кюри объяснила, что такое Россия, не предъявил Гамову никаких претензий.

Но Бор отказал Гамову в месте, Резерфорд тоже, и Гамов вместе со своей Ро отправился в Америку. Читал лекции студентам, писал научно-популярные книги, между делом подсказал Бёте как могли бы идти ядерные реакции в недрах звезд (а потом включил его в авторы статьи, которую тот не писал).

А потом была война. Соединенные Штаты вступили в нее в 1941 году, а за год до этого в Штатах начались работы по созданию ядерного реактора - он был пущен в декабре 1942 года, и это стало первым шагом к созданию плутониевой ядерной бомбы. Гамова к работам не допустили, опасаясь, что он агент Кремля, но мы-то с вами, товарищи, теперь знаем, что наши агенты к тому времени уже работали в самом сердце Манхэттенского проекта. Гамова потом все-таки привлекли к работам по созданию термоядерной бомбы (когда стало ясно, что шпионов искали не в том месте), но сам Гамов оценил свой вклад в термоядерную программу скромно, в присущей ему манере говоря, что его заслуга сводится к тому, что он открыл Теллера.

Гамов никогда не относился к физике как к профессии, а уж тем более как к работе. Как сказал мудрец, не является знанием то, что требует усилий. Можно не соглашаться, но Гамов именно такой: он всю жизнь числил себя любителем и хотел им казаться, а работал как профессионал. Наука была для него главным развлечением в жизни, познание - увлекательным приключением, путешествием в страну непознанного. Открытия он делал без видимых усилий, но и сами усилия доставляли ему удовольствие.

Чувствуя, что в ядерной физике становится тесно, Гамов занялся космологией. До войны он понял, как рождаются галактики, теперь его интересовало, как из исходного "нечто" (он дал ему имя Илем) родились атомы. И построил модель горячей Вселенной. Почему горячей? Парадокс - это истина, которую поставили на голову, чтобы на нее обратили внимание, говорил Честертон. Гамову пришла в голову простая и здравая мысль, что в начале времен Вселенная была чрезвычайно горяча. До него на эволюцию Вселенной смотрели как на историю гравитации, а Гамов вдохнул в нее термодинамику и ядерную физику. Ньютон видел себя мальчиком, играющим камешками на берегу океана, Дирак увидел море виртуальных частиц, а Гамов ощутил себя у начала времени; сила воображения перенесла его в самое начало координат, и он увидел творение Вселенной, ее первые мгновения и секунды, как будто сам принимал роды, и он рассказал нам, как она расширялась и охлаждалась, как рождались частицы и элементы. Кое-что осталось от тех времен и дошло до нас - астроном Иосиф Шкловский назвал это "кое-что" реликтовым излучением.

Астрофизик Фред Хойл, известный любителям твердой фантастики как автор романа "Черное облако", назвал рождение Вселенной по Гамову Большим Взрывом - Big Bang, не без иронии, конечно, потому что Bang можно перевести и как Взрыв, и как Хлопок, а в переносном смысле еще и как Шумиху.

У Хойла была своя модель. Его Вселенная тоже расширялась, но не имела начала во времени и границ в пространстве, а средняя плотность сохранялась за счет того, что каждые четверть часа в одном кубическом километре пространства рождался один атом водорода, и за это его очень критиковали советские философы.

Полтора десятка лет обе модели шли вровень, по очереди опережая одна другую. Реликтовое излучение открыли случайно - на него наткнулись два молодых радиоастронома, которые и слыхом не слыхивали ни о каких реликтах. К Гамову эта история имеет косвенное отношение, но она поучительна и по-своему хороша. Молодые люди получили в дар от военных антенну (которая принимала сигналы от спутника-шпиона, отслужила свой срок и была сдана на склад) и собирались слушать ночное небо. Второй дар им преподнес случай. Им мешал фон, и они обратили внимание на парочку голубей, которая свила себе гнездышко в рупоре антенны, пока та пылилась на складе. Парочка была изгнана, антенна почищена, но голуби оказались почтовые, и они вернулись, были изгнаны вторично, на этот раз уже навсегда.

А фон остался. Он шел со всех сторон и не имел видимого источника, его температура составляла 4 кельвина, в точности по предсказанию Гамова и его аспиранта Альфера, сделанному в 1948 году. Хойл признал поражение. Георгий Антонович чувствовал себя в зените славы. Но это у себя, на Западе. А на родине...

На родине менялись генеральные секретари, а его имя осталось под негласным запретом. С советскими коллегами он на международных конференциях не общался, деликатно обходил их, и они старались не переступать черту дозволенного - и лишь наблюдали его, по выражению И.С.Шкловского, как астроном наблюдает отдаленное небесное тело.

Его мировая линия прервалась в августе 1968 года, в университетском городке Боулдер, штат Колорадо. Табу с его имени сняли в конце 80-х. И даже посмертно восстановили его в Академии, а некоторые смелые люди к тому же предлагали избрать его академиком.

А он до конца жизни интересовался всем: и происхождением Вселенной, и зарождением жизни. Он не заметил, как и сам стал волшебником: какой бы проблемы он ни касался, она превращалась в золотую жилу для дальнейших исследований. В 1954 году он взломал генетический код - подсказал генетикам, по какому принципу шифруется наследственная информация. А еще раньше, в 1929-м, он предложил капельную модель ядра, и Эренфест, заинтересовавшись, высказал предположение, что по поверхности капли могут пробегать капиллярные волны. 10 лет спустя Гамов сказал: будь я поумнее, я бы еще тогда предсказал деление ядра. Но это уже так, мелочи.

Александр РАСТОРГУЕВ