Геннадий Горелик - Матвей Петрович Бронштейн

• Название: Матвей Петрович Бронштейн
• Автор: Геннадий Горелик
• Издательство: АКАДЕМИЯ НАУК СССР
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1990
• ISBN: ISBN 5-02-000670-Х

В книге рассказывается о жизни и творчестве замечательного советского физика-теоретика М. П. Бронштейна. Наиболее важный его вклад в науку — первое глубокое исследование квантования гравитации. Полученные им результаты стали особенно актуальны в наше время, когда построение квантовой теории гравитации насущно необходимо для космологии и физики элементарных частиц. Бронштейну также принадлежат важные работы в релятивистской космологии, астрофизике, теории полупроводников. Написанные им замечательные научно-популярные и научно-художественные книги переиздаются в наши дни.

Книга рассчитана на читателей, интересующихся историей советской науки.

---

Семен Петрович Шубин (1908—1938), ученик Л. И. Мандельштама и И. Е. Тамма, с 1932 г. заведовал теоротделом Уральского физико-технического института и энергично участвовал в становлении физики на Урале [136, 137]. Возглавивший после него уральскую школу магнетизма С. В. Вонсовский посвятил памяти учителя и друга главный свой труд — капитальную монографию «Магнетизм» [135].

Чтобы понять различие отношений к ЗС у Бронштейна и Шубина, надо учесть, что, хотя у Шубина был широкий кругозор, основные его работы относились к физике твердого тела, а не к фундаментальным областям. Другое важное обстоятельство — совсем другое — заключалось в активной общественно-политической позиции Шубина. Из-за этой активности ему пришлось на год прервать учебу в МГУ (в 1928 г. его выслали на Урал, в Ишим), а в 1930 г. он добровольно поехал на строительство Магнитогорска, работал там в газете. Идеологические вопросы, и в частности взаимодействие марксистской философии и современной физики, занимали Шубина всерьез. Это хорошо видно по сохранившимся у С. В. Вонсовского конспектам лекций Шубина, а также по его рукописи (видимо, 1932 г.), посвященной методоло1г0ическому и философскому анализу квантовой физики[42].

Судя по шубинской рукописи, философскими противниками он считал «механистов-тимирязевцев», запрещавших от имени диамата всю новую физику. Не меньший отпор вызвали те, кто благодушно считал, что надо только переждать — со временем в физике все странности исчезнут и все станет на свои места, заготовленные классической наукой. Эти философы, преуменьшая шаг диалектической спирали (по которой должно развиваться знание), сводили ее, таким образом, к окружности. С такой философией Шубин познакомился во время учебы в Московском университете (где преподавал А. К. Тимирязев). Но автор рукописи не сомневался, что «будущая уточненная формулировка законов микромира», господствующих внутри ядра и относящихся к релятивистской квантовой теории, сопряжена с еще более радикальной перестройкой понятий, чем квантовая механика, а в подтверждение упоминается работа Ландау и Пайерлса

1931 г.

В этом мнения Шубина и Бронштейна совпадали. Впрочем, как уже говорилось, такие ожидания преобладали у физиков-специалистов (и все они были бы очень разочарованы, узнав, на сколько ожидавшаяся перестройка затянется).

Почему же тогда их взгляды на проблему ЗС отличались так сильно?

Раскроем журнал «Сорена» и проследим внимательнее за их дуэлью. Отдавая должное ясному изложению Бронштейном физических — экспериментальных и теоретических — доводов в пользу ГН, Шубин весьма скромно оценил его философские соображения и резюмировал статью Бронштейна следующим образом: «Непосредственных экспериментальных свидетельств за или против закона сохранения энергии у нас в ядерной физике сегодня нет. Непосредственных теоретических указаний, которые позволили бы однозначно решить вопрос о судьбе этого закона, тоже нет, так как релятивистской теории квант не существует. Но мы, материалисты-диалектики, имеем в своих руках мощный методологический принцип, владея которым можно смело глядеть в лицо будущему. Этот принцип гласит: "все может быть". Закон сохранения энергии, столь импонировавший бухгалтеру-буржуа, строившему мир по образу и подобию приходно-расходной книги, может каждый день лопнуть. Мечта алхимиков о вечном двигателе имеет шансы осуществиться в будущем коммунистическом обществе».

Это, конечно, окарикатуренное изложение. На самом деле Бронштейн выразительно, хотя и несколько легковесно, обрисовал зависимость, господствующей философии от господствующей социальной реальности и рассказал об эволюции отношения к вечному двигателю и закону сохранения энергии. Из материализма он извлек только то, что «никакой физический закон не является догматом и не может считаться a priori абсолютной и универсально применимой истиной».

Шубин от имени физиков-марксистов приветствует «факт, что такой человек, как Бронштейн, начинает аргументировать "от материализма"», но не без ехидства сожалеет, что тот «скромно умалчивает о других — гораздо более определенных — высказываниях по вопросу о законе сохранения энергии, которые делались в марксистской литературе. Автором этих высказываний является такой небезызвестный марксистский писатель, как Фридрих Энгельс...».

Назвать соответствующие высказывания Энгельса малоизвестными в то время действительно нельзя. Противники ГН их обильно использовали. В частности, и Львов запрещал сомневаться в ЗС с помощью цитат Энгельса (без малейших попыток сопоставить две физические эпохи). Разумеется, подобного запрета у Шубина не найти; он формулирует позицию Энгельса так: существование законов сохранения «отражает собой чрезвычайно общий факт неразрушимости движения и потому в той или иной форме они должны найти свое выражение в любой правильной физической теории».

Бронштейн, конечно, тоже не выводит ГН из материализма: «Материалистическая философия, как мы видели, учит, что он [ЗС] может оказаться неверным, но не утверждает, что он обязательно должен оказаться в этой [квантово-релятивистской] области неверным». Ему философско-исторические соображения служили не для аргументации, а для агитации. Надо было раскачать ЗС, снять с него нимб абсолютности. Бронштейн, глубоко зная физику в ее историческом развитии, ясно видел огромный психологический барьер перед ГН. В 1930 г., рассказывая о сомнениях в ЗС, возникших в связи с открытием радиоактивности, он сам называл этот закон «одним из наиболее основных и надежных физических законов» [63, с. 25].

Когда мы переходим от философской к физической составляющей статей двух молодых теоретиков, ситуация становится содержательней. Для Шубина главный аргумент за расширение применимости ЗС — успех теории Ферми, которой он уделяет значительное место, но которую Бронштейн даже не упоминает. С другой стороны, Шубин оставляет безо всякого ответа приводимые Бронштейном соображения, связанные с ограниченностью понятий в квантово-релятивистской области, с тем, что «электрон невозможно разрезать на части»[43].

Чем объяснить такое взаимное умолчание? Может быть, Бронштейн недооценил теорию Ферми? Нет, этого сказать нельзя. Уже в следующем номере «Соре-ны», подводя итоги ядерной физики, главным достижением 1934 года он назвал работу Ферми [80]. Но для Бронштейна, как и для многих других теоретиков, это был успех местного, а не стратегического, значения. Ко «многим другим» относились вовсе не только сторонники ГН, к ним относился и сам Ферми, и — в еще большей степени — Паули. Внешнее оправдание теории не компенсировало для них ее внутреннего несовершенства. Однако описать несовершенства теории Ферми в нескольких словах на уровне «Сорены» вряд ли мог тогда даже Бронштейн. Еще труднее было объяснить человеку, не живущему теоретической физикой, почему не очень определенные соображения, связанные с квантово-релятивистской неопределенностью (каламбур здесь почти неустраним), могут перевесить проверяемые количественные расчеты. Видимо, поэтому Бронштейн не упомянул теорию Ферми.

Различие отношений Бронштейна и Шубина к ГН объясняется различием их исследовательских программ. Область главных результатов Шубина — приложение квантовой механики в физике твердого тела, и ему для успешной работы «вредно» было концентрировать внимание на несовершенстве фундамента той теории, приложением которой он занимался. Бронштейн же свою творческую энергию (не заботясь о ее сохранении) направлял больше всего как раз на фундаментальные области теоретической физики. В частности, квантово-релятивистские соображения, на которые не откликнулся Шубин, приобрели в том же 1935 г. гораздо более определенное и фундаментальное выражение в работе Бронштейна о квантовании гравитации (подробно об этом в следующей главе).

Как нередко бывает в споре талантливых и честных людей, Бронштейн и Шубин оба — каждый по-своему — были правы. Шубин был прав в том, что ГН не следует из философских соображений, и в том, что физика ядра к 1935 г. перестала питать надежды несохраненцев. А Бронштейн был прав в том, что физике не обойти проблем квантово-релятивистской теории, и в том, что философскими доводами закон сохранения не доказать. Если бы Шубин ближе был знаком с Бронштейном, с присущей ему иронией и не слишком серьезным отношением к идеологической « чистоте» физики, он бы, наверно, заподозрил, что Бронштейн пишет о буржуазности закона сохранения не по простоте душевной, а чтобы наглядно продемонстрировать неуместность политико-философской аргументации типа той, какую употребили Блохинцев и Гальперин за несколько месяцев до дуэли в «Сорене».

4.5. Конец гипотезы несохранения

В наше время нелегко прочувствовать атмосферу, в которой возникли и жили сомнения в ЗС. Могло бы показаться, что уж в 1935 г. только подслеповатые упрямцы верили в ГН. Но так может показаться тому, кто смутно представляет себе тогдашние обстоятельства. Завершался период развития физики, быть может, самого интенсивного с ньютоновских времен. Закон инерции (действующий не только в ньютоновской механике, но и в психологии) обещал все новые чудеса. Чтобы вызвать неприязнь к ГН, Шубин назвал вечный двигатель мечтой алхимиков. Однако по тем временам это был аргумент о двух концах, и вторым не преминул воспользоваться Бронштейн, когда в [82] он напомнил, что совсем недавно осуществилась другая, главная, мечта алхимиков — превращение химических элементов друг в друга.