Анатоль Абрагам - Время вспять

• Название: Время вспять
• Автор: Анатоль Абрагам
• Издательство: "Наука". Физматлит
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1991
• ISBN: 5-02-014712-5

Я знаю профессора Анатолия Израилевича Абрагама очень давно как выдающегося физика-теоретика и необычайно интересного человека. Три его монографии, переведенные на русский язык, принадлежат к лучшим книгам, посвященным магнитному-, резонансу и ядерному магнетизму. Даже первая из них, вышедшая почти 30 лет тому назад, до сих пор является настольной книгой тех, кто работает в этой области. Его научные исследования являют собой теснейшую связь теории и Эксперимента и нашли международное признание. Особенно ярким является многолетний цикл работ, начавшийся с создания метода динамической поляризации ядер («солид эффект») и завершившийся открытием ядерных ферро — и антиферромагнетиков. Нейтронографические исследования этих состояний, казавшиеся на первый взгляд невозможными, были успешно проведены благодаря существованию «изобретенного» Абрагамом ядерного псевдомагнетизма. Абрагам является блестящим оратором, при выступлениях как с чисто научными лекциями, так и со спичами на банкетах. Наконец, он очень интересный собеседник. Он прекрасно без всякого акцента говорит по русски — не только потому, что он родился и прожил первые 10 лет своей жизни в Москве, но и потому, что он продолжает читать современные русские журналы и книги.

Узнав, что Абрагам написал автобиографию и даже переводит ее на русский язык и получив первые главы ее, я тут же начал их читать, получил огромное удовольствие и решил приложить свои усилия, чтобы эта книга как можно скорей стала доступной широкому кругу советских читателей. Широкому кругу потому, что она должна быть интересна не только физикам и не только ученым. Это связано прежде всего с тем, что Абрагам очень много путешествовал (это автор отразил в заглавии книги). Читатель найдет в ней описание школьной жизни в Москве в начале 20-х годов, привыкание к парижскому лицею, переживания автора во время оккупации Франции фашистскими войсками. Автор подробно рассказывает о разных типах Высших школ (Grandes Ecoles) во Франции. Особенно интересно описание сохранившихся старинных обычаев английских университетов (Оксфорд). Живо написаны и впечатления о путешествиях в США, Канаду и страны Дальнего Востока. Очень актуальна глава «Запад и Восток».

Для ученых всех специальностей интересны соображения (большей частью критические) об организации образования и об организации и финансировании науки в разных странах. Абрагам занимал почти все административные посты в Комиссариате по атомной энергии во Франции, был членом Координационного Совета ЦЕРН'а. Он подробно рассказывает, что такое Коллеж де Франс, профессором которого он является, и как выбирают во французскую Академию наук (Абрагам член Академии с 1973 года). Абрагам встречался с очень большим числом выдающихся людей (не только ученых), краткие, но яркие образы которых даны в книге.

Вся книга пронизана характерным для Абрагама чувством юмора, что доставляет читателю особенное удовольствие. Он собрал большую коллекцию анекдотов про всех крупных физиков. Абрагам очень широко образованный человек, в его книге много цитат из произведений русских и иностранных авторов. Иногда, чтобы понять о чем идет речь, мне приходилось обращаться к энциклопедии. В таких случаях я писал примечания, чтобы избавить некоторых читателей делать то же самое.

Наконец, читателям-физикам я хочу сказать, что они получат кроме тех удовольствий, о которых я уже писал, большое удовлетворение от чтения чисто физических рассуждений, в которых автор исключительно наглядно объясняет весьма сложные физические понятия, связанные как с изложением существа своих собственных открытий, так и некоторых других физических проблем.

В заключение, следует подчеркнуть незаурядный литературный талант Абрагама. Он пишет своеобразным языком. И не потому, что забыл русский язык или не владеет современным языком. Это своеобразие доставляет особенное удовольствие, когда вчитаешься в книгу всерьез. Однако, оно доставило трудности редакторам книги. Трудно было удержаться, чтобы не переделать отдельные фразы. Полностью это стремление преодолеть не удалось.

---

Неожиданно вывел всех из тупика эксперимент Уиллиса Лэмба в 1947 году. Пользуясь радиочастотной техникой, он обнаружил, что первые два возбужденных уровня водородного атома, на расстоянии десятка электрон-вольт от основного уровня, которые согласно точной теории Дирака должны были совпадать друг с другом, на самом деле были расщеплены на несколько микроэлектрон-вольт. Почти одновременно с этим другой экспериментатор — Поликарп Каш — нашел другое отклонение от теории Дирака: гиромагнитное отношение электрона отличалось от двух приблизительно на одну тысячную. Теоретики быстро убедились в том, что эти отклонения объяснялись вакуумными флуктуациями излучения и материи, которые рассматривались и прежде, но до сих пор всегда приводили к бесконечным результатам. Теперь, благодаря результатам Лэмба и Каша, теоретики знали, что эффекты флуктуации реальны, что они измеримы и малы. Последнего следовало ожидать ввиду малой величины константы связи. Менее чем в три года благодаря усилиям Швингера, Фейнмана, Томанаги и Дайсона, появился на свет так называемый метод ренормгруппы, который позволил при расчете любой физической величины однозначно изолировать расходящиеся части интегралов всех порядков по константе связи, выделяя в результате вычисления ее конечную часть, которую можно было сравнить с результатами эксперимента. Как известно, замечательное изобретение Фейнмана, так называемый метод диаграмм позволило представить наглядно и записать все члены любого порядка n. Когда порядок n увеличивается, число членов этого порядка растет, величина их уменьшается, а вычисление каждого члена быстро усложняется. Оправдывает подсчет членов высокого порядка, несмотря на их очень малую величину и на очень большую сложность, воистину умопомрачительное согласие теории с экспериментом. Такое согласие доказывает одновременно и правильность метода ренормгруппы как метода вычислений, и способность теории описывать физическую реальность. Я не сомневаюсь, что метод ренормгруппы легко мог бы быть открыт на десять лет раньше. Теоретикам, которых я только что назвал, вполне хватало и математического искусства и воображения. Чего им не хватало, так это уверенности, что квантовая электродинамика правильно описывает действительность. Только эксперимент мог им дать и дал эту уверенность. Они узнали, что "гнили" никакой не было, и после этого легко спасли "державу".

Господин Том смеется над физиками, которые "отыскивают" согласия до седьмого порядка между экспериментом и теорией, которая "математически неудовлетворительна". Тут заложена "маленькая неточность". Согласие, и не до седьмого, а до десятого порядка, не "отыскивают", оно "находится" само собой. Параметров, которые надо "подгонять" к результатам, здесь нет. Надо признать, что, так называемых, феноменологических теорий, где параметры "подгоняют" к результатам, в физике немало. Есть анекдот, который это прекрасно описывает и который, с вашего разрешения, я расскажу. Дело происходит в США во время гражданской войны между северянами и южанами. Северянин, кавалерийский офицер, проезжает верхом по деревне в одном из западных штатов. На двери каждого амбара кто-то нарисовал несколько концентрических кругов, как на мишени для упражнения в стрельбе, и в самой серединке каждой мишени — один-единственный след пули. Офицер спрашивает у парня, который прислонился к амбару:- Кто это тут упражнялся? Неплохой стрелок. — Да это Билли Джонс баловался с кольтом. — На каком расстоянии от амбара он стреляет? — Шагов тридцать. — Долго целился? — Кто? Билли? Да нет, выхватывает из кобуры и стреляет. — Вот это стрелок! Таких нам и надо. — Не в обиду будь сказано, лейтенант, Билли вам не подойдет. — Не твоего это ума дело. Он за тридцать шагов от мишени стоит, когда стреляет? — Ну, тридцать, тридцать, иногда и за сорок. — И долго не целится? — Да говорил же я вам, выхватывает и стреляет. — Ладно, вот тебе парень доллар, приведи мне твоего Билли, да поскорее. — Иду лейтенант, и большое вам спасибо. А все-таки разрешите сказать, что Билли сперва стреляет, а потом только круги рисует.

Как последний пример близкого сотрудничества между теорией и экспериментом назову несохранение четности в так называемых слабых взаимодействиях, к которым принадлежит, между прочим, и ядерный /? — распад. Про теорию говорят, что она сохраняет четность, когда нельзя отличить явления, которые она описывает, от их отражения в зеркале. Давно было известно, что четность сохраняется с большой точностью в электромагнитных взаимодействиях, а также и в сильных взаимодействиях, которыми обусловлены ядерные силы. До 1958 года предполагалось, что так же обстоит дело в слабых взаимодействиях. По крайней мере, не существовало экспериментальных данных, доказывающих обратное. И снова поднял тревогу эксперимент. В космических лучах открыли две неустойчивые частицы, названные г и е. В пределах экспериментальных погрешностей масса и время жизни частиц были одинаковы, но их распады через слабое взаимодействие указывали на противоположные четности. Равенство массы и времени жизни двух частиц, казалось бы различных, было "заманчивой загадкой". Два теоретика — Ли и Янг, — которые "над нею голову ломали и чудеса подозревали", осмелились задать вопрос: "А что если m и 0 одна и та же частица, способная распадаться по двум различным схемам? (В одном знаменитом детективе из пары близнецов один — убийца, а другой — порядочный человек. И герой раскрывает тайну, догадавшись, что близнецы не существуют и что убийца и порядочный человек — одна и та же личность.) Ли и Янг рассмотрели все существующие опытные данные, на которых была основана гипотеза о сохранении четности в слабых взаимодействиях и убедились, что ни одно из них не противоречило нарушению четности. Задумали и наскоро провели два различных эксперимента, которые доказали, что в слабых взаимодействиях четность действительно нарушается и притом максимально. Последнее означает, что члены, нарушающие, и члены, сохраняющие четность, имеют одинаковый вес во взаимодействии. И круг замкнулся: экспериментальное открытие частиц m и в — теоретическая гипотеза Ли и Янга — экспериментальное доказательство нарушения четности. Для анекдота расскажу, что наш дорогой Паули прозевал еще одну прекрасную возможность промолчать, предсказав, что опыт покажет, что четность не нарушается.

Могу поразить господина Тома, да и не только его, заявив, что теоретическая физика не является точным синонимом математической физики. Безусловно, на конечном этапе теория выражается математически, но иногда (не всегда, конечно) это вспомогательный процесс, после того, как идея была сформулирована обыкновенным языком. На понятии "составного ядра" (compound nucleus), предложенном Нильсом Бором, которое можно выразить в нескольких словах, целое поколение теоретиков-ядерщиков кормилось двадцать лет. Часть модели ядерных оболочек, которая принесла Нобелевскую Марии Мейер, содержалась в простом вопросе, который ей задал Ферми на семинаре: "Рассматривали ли вы роль спин-орбитальной связи?".Всей долгой научной деятельности Луи де Бройля можно подвести итог одной фразой: "Фотон, который — волна света, вместе с тем и частица, почему бы электрону, который — частица, не быть бы и волной материи".

И есть ли более прекрасный пример теоретической физики, чем дискуссия, в которой Эйнштейн предлагает один за другим целый ряд "мысленных" (gedanken) экспериментов, чтобы доказать несостоятельность квантовой теории, и где каждый раз Бор обнаруживает изъян в его рассуждениях, вершиной которых является недосмотр Эйнштейном смещения частоты световой волны в гравитационном поле.

*После того как я стал членом нашей академии наук, несколько иностранных академий обратили на меня свое благосклонное внимание. В 1974 году я был избран почетным членом Американской академии гуманитарных и точных наук (American Academy of Arts and Sciences). В 1977 году меня выбрали иностранным членом Национальной академии США (US National Academy). В 1981 году я был выбран в члены Ватиканской академии (Pontifical Academy). Канцлер академии (что не то же, что президент), милейший иезуит отец ди Ровазенда, пригласил меня представить (до выборов) очерк своих научных заслуг, нечто вроде Notice, которую я сочинил девять лет тому назад для нашей академии. Я нашел, что теперь слишком стар для такого рода упражнений и отказался это сделать. Я просил академию видеть в моем отказе знак не гордости, а смирения. Я написал любезному отцу, что "если мои труды для того, чтобы привлечь внимание академии, нуждаются в рекламе от меня самого, это означает, что они его недостойны, и что мне не место среди вас". Мое "смирение", очевидно, не слишком покоробило членов академии, потому что они меня выбрали. В 1981 году я был в саббатическом отпуске в Оксфорде, когда из Ватикана пришло приглашение принять участие в пленарной сессии академии, которая оплачивала все расходы на поездку для Сюзан и для меня. Во время сессии предполагалась аудиенция Святого Отца, что вызвало радостное волнение у моей католички Сюзан. В лондонском аэропорту нас ожидало печальное известие. Персонал Alitalia бастовал, и казалось невозможным попасть вовремя на папскую аудиенцию. Сюзан была очень огорчена. Наконец, поздно вечером объявили единственный рейс в Палермо. С грустью в сердце мы отправились в Палермо. Только чудом могли бы мы попасть в Ватикан на папскую аудиенцию, назначенную на следующий день в двенадцать часов дня. И чудо произошло! Не успели мы усесться, как по радио объявили, к великому гневу всех пассажиров, направлявшихся в Сицилию: "Этот рейс будет в Рим".