Виталий Гинзбург

ДЫХАНИЕ ИНЫХ МИРОВ. Новый нобелевский лауреат — для читателей "ПРАВДЫ.Ру"

Двое российских ученых — Алексей Абрикосов и Виталий Гинзбург были удостоены сегодня Нобелевской премии в области физики. Сегодня мы публикуем интервью с Виталием Гинзбургом, подготовленное известным российским научным журналистом, обозревателем "ПРАВДЫ.Ру" Владимиром Губаревым.

Трудно ли стать академиком? Поговорите с любым ученым, добившимся или получившим это звание, и он, неизменно улыбнувшись, заметит: "Не очень!" А Виталий Лазаревич обязательно добавит, мол, "побольше лени, и тогда появится время, чтобы подумать".

Как известно, физики любят шутить, и в первую очередь собой.

А что они не любят? Пожалуй, я знаю единственное — общаться с журналистами. Потому что мы обязательно что-нибудь не так напишем, неверно отобразим их мысль или идею и «вообще мало что понимаем в элементарных частицах и сверхновых» ... Последнее утверждение, естественно, абсолютно верно и единственное, что, пожалуй, спасает нас, — это то, что сами физики часто ошибаются (достаточно даже поверхностно ознакомиться с историей физики!). Впрочем, сие утверждение отношения к академику Гинзбургу не имеет, потому что проходят десятилетия, но его теории и гипотезы не канут в лету, а становятся актуальней. Почему такое происходит? Да все просто объясняется: Виталий Гинзбург — один из самых крупных физиков XX века, "классик науки", хотя подобные определения и не принято произносить при жизни. А если они верны? Зачем же ждать?

Гинзбург всегда был тружеником физики. Он не знал ни выходных, ни праздников. Создавалось впечатление, что его разум не способен к отдыху. Впрочем, именно поэтому он довольно быстро стал физиком с большой буквы. Помните у Ларошфуко: "Наш разум, по своей лености и косности, занят обычно тем, что ему легко и приятно; эта привычка ограничивает наши познания, и никто еще не дал себе труда обогатить и расширить свой разум до пределов возможного".

Применительно к Гинзбургу великий француз ошибся: как раз разум физики не только достиг пределов возможного, но и рванулся дальше — в глубины Вселенной, к неведомым мирам, к тем звездным системам, о существовании которых наши предшественники и не догадывались.

Впрочем, Гинзбургу повезло. Он родился, когда большая физика только начиналась, юность и молодость пришлись на ее расцвет, а зрелость отмечена глубинами познания. Виталий Гинзбург окончил Московский университет в 1938 году, а уже в 1940 работал в престижном Физическом институте Академии наук, где потом его можно было повстречать многие десятилетия. Правда, он еще был и профессором Горьковского университета, но это случилось сразу после войны. В ее разгар многие физики были "переброшены" туда, а затем и появление суперсекретного ядерного центра неподалеку от г. Горького укрепило ту связь, что образовалась между ФИАНом и городом на Волге.

А вообще-то Гинзбург как теоретик был вездесущ!

К сожалению, время не сохранило для нас конкретное название той или иной работы, в которой участвовал ученый.

— Мы об этом не задумывались, — сетует академик Юлий Харитон, возглавлявший проект по созданию ядерного оружия. — Ни в документах, ни в памяти не сохранилось то, что, на мой взгляд, необходимо было бы сегодня: не обезличенность, а авторство того или иного теоретического исследования и эксперимента. А особенно — идей... Но секретность была слишком жесткая, а потому люди не знали, чем занимались их коллеги в соседнем отделе, подчас — за столом рядом. И теперь уже невозможно установить, какая именно идея принадлежала тому или иному человеку. Чаще всего она рождалась при коллективном обсуждении.

Гинзбург участвовал в создании ядерного оружия. Нет, непосредственно в Арзамасе—16 он не работал. Однако из сугубо закрытого научного центра уходили "заказы" к различным физикам и в разные лаборатории. Естественно, о характере исследований можно было только догадываться, не более... Писались отчеты, ставились эксперименты, иногда идеи обсуждались в "узком" кругу, и на том участие физика заканчивалось. Иногда приходило "вознаграждение", и тогда уже становилось ясно, что твоя работа очень пригодилась.

В энциклопедии написано: "В 1950—1951 годах работал над проблемами термоядерных реакций". Всего одна строка, но ведь за ней одна из самых тяжелых страниц в истории физики, в борьбе идей. Уже создана и испытана атомная бомба. Ее мощь проверена не только на полигонах, но и в Хиросиме и Нагасаки. Однако теоретики доказывают, что возможно супероружие, во много раз превосходящее атомное. Речь идет о водородной бомбе. И начинается негласное соревнование между Ливермором и Арзамасом. Там, за океаном, программу возглавляет Эдвард Теллер, у нас — Андрей Сахаров. За каждым из них — сотни физиков, теоретиков и экспериментаторов. Теллер поначалу ошибается, его путь приводит в тупик. Сахаров с коллегами опережают американцев. Первый взрыв термоядерного устройства... У американцев это — трехэтажное сооружение, у нас "нормальное" оружие... Потом новые идеи и новые испытания. Даже гордый Теллер признает, что Сахаров выиграл соревнование.

В 1953 году Виталий Гинзбург получает Государственную премию. Все понимают: это оценка его вклада в создание термоядерного оружия.

Через 13 лет академик Гинзбург становится лауреатом Ленинской премии. И это — оценка его труда совсем в иной области: премия за познание и понимание процессов, идущих в глубинах Вселенной.

Для ученого главное — индивидуальность. Виталий Лазаревич Гинзбург в своем "послужном списке" имеет право перечислить и труды по теории распространения волн в ионосфере, по радиоастрономии, по происхождению космических лучей, по теории сверхпроводимости, в оптике, излучении, астрофизике и так далее. Любопытно, что в молодости он работал вместе с Ландау, создавая теорию сверхпроводимости, а в зрелости — отчаянно спорил с Зельдовичем, который попытался обосновать теорию происхождения Вселенной. В общем, Виталий Гинзбург — физик Вселенной, а потому наш разговор с ним, естественно, касался того значения, какое оказывают космические исследования на "его область науки". Я специально сузил тематику нашего разговора, так как мне казалось, что именно прорыв в космос сделал физику Вселенной более понятной и доступной.

— Разве не так? — поинтересовался я у академика.

— Миф о том, что межпланетное пространство — пустота, развеян давно. Теперь уже ни у кого не вызывает сомнения, что все космические тела движутся в межпланетной или межзвездной плазме, свойства которой и пытаются установить сегодня ученые. Задача ответственная и трудная, но она актуальная, так как человек разорвал оковы земного тяготения и стал жителем Солнечной системы.

— К сожалению, уже первые знания разочаровали. Или я ошибаюсь?

— У знания нет значков "минус" или "плюс". Оно есть или его нет. Лучше, если оно "есть"... Как известно, наша Земля защищена мощной броней магнитных полей, которая отбрасывает поток космических лучей в сторону от Земли, а прорвавшиеся сквозь магнитные поля частицы сталкиваются с молекулами воздуха и погибают на большой высоте. Однако и на поверхности Земли мы все же ощущаем "дыхание" посланцев иных миров. Это потоки так называемых вторичных частиц, которые образуются при столкновении космических лучей с ядрами атомов атмосферных газов. Но ученых интересуют первичные частицы, и поэтому в небо поднимаются шары-зонды, отправляются в горы экспедиции физиков, стартуют геофизические ракеты. С полетом искусственных спутников возможности детального изучения космических лучей безгранично расширялись. Появилась возможность исследовать "чистые" космические лучи.

— Это важно для понимания мира, в котором живет Земля?

— Основные исследования космических лучей связаны с элементарными частицами и их взаимодействием при высоких энергиях. Природа услужливо предоставила в наше распоряжение совершенную лабораторию, создание которой в земных условиях немыслимо. Да, у нас есть и строятся мощные ускорители. Требуются огромные материальные затраты для их сооружения, много инженерной выдумки, большие затраты труда тысяч людей, но тем не менее воссоздать те "ускорители", которыми располагает природа, просто невозможно! Иное дело — как войти в эту природную лабораторию и эффективно вести в ней исследования... Но это задача уже ближайшего будущего, и она вполне решаема.

— А почему именно космические лучи?

— В их состав входят почти все химические элементы, атомный вес которых меньше железа. Относительное количество элементов в космических лучах очень резко отличается от распространенности их во Вселенной. Как известно, наибольшее распространение имеет водород. Его около 90%. На втором месте гелий — 9%. Все остальные элементы составляют всего лишь около одного процента вещества. Но космические лучи содержат ядер тяжелых элементов во много раз больше, чем их должно было бы быть, если исходить из распространения этих веществ во Вселенной. Следовательно, можно сделать вывод, что в источниках космических лучей в основном ускоряются и генерируются тяжелые ядра группы железа и хрома... Какое направление движения предпочитают космические лучи при своих странствиях по просторам Галактики? Оказывается, наша планета атакуется космическими лучами равномерно, то есть поток излучения в разных направлениях одинаковый. Значит, космическое излучение в Галактике изотропно. Из этого можно сделать вывод, что в нашей Галактике существует множество источников космических лучей. Кроме того, большинство исследователей считает, что космические лучи образуются в основном в пределах нашей Галактики, а не приходят в нее извне.

Но для того, чтобы поддерживать постоянный уровень космического излучения в Галактике, космические лучи, полная энергия которых огромна, должны непрерывно генерироваться. Их энергия так велика, что очень трудно связать их образование с рождением в звездах. Так, например, если бы все двести миллиардов звезд нашей Галактики излучали космические лучи так же, как их генерирует наше Солнце, то суммарная мощность такого "генератора" была бы в десять миллионов раз меньше, чем необходимо. Правда, в Галактике есть еще магнитные звезды, которые могут "работать по производству" космических лучей в миллионы раз лучше, чем Солнце, но и в этом случае общая мощность будет составлять лишь один процент необходимой.

И. С. Шкловский, я и ряд других астрономов и физиков придерживались мнения, что источник космических лучей — сверхновые и, вероятно, новые звезды. Их появление наблюдали китайские, японские, византийские и другие астрономы в древности. Сейчас уже твердо установлено, что примерно раз в 50—100 лет вспыхивает сверхновая звезда — звезда особенно большой яркости. К сожалению, мы можем наблюдать не все вспышки, происходящие в нашей Галактике, так как большая их часть заслонена от нас непрозрачным межзвездным веществом диска Галактики.

Итак, вспыхнула сверхновая звезда. Однако она недолго радует астрономов — ее "оптическая жизнь" коротка. Свет постепенно слабеет, и уже через несколько месяцев она ничем не выделяется на звездном небе. Астрономы могут наблюдать только огромные массы газа, которые разлетаются от места взрыва в разные стороны. Образовавшийся газ можно "рассматривать'' в оптические приборы и особенно в радиотелескопы.

Причины и механизмы образования сверхновых пока загадка для ученых. Мы можем только предполагать, что происходит в глубинах Галактики. Существует, например, гипотеза, что в обычной звезде в результате эволюции почти все протоны и электроны очень быстро образовали нейтроны. Звезда при этом быстро уменьшается в размерах. Происходит взрыв, и вещество наружных оболочек разбрасывается в пространстве. Радиоастрономические наблюдения дают прямое указание на существование огромного количества космических лучей в газовых оболочках, образовавшихся в результате взрыва сверхновых звезд. Было высказано предположение, что ускорение частиц происходит непосредственно в самой газовой оболочке звезды под действием ударных волн.

Однако с такой гипотезой трудно согласиться, так как, вероятно, в этом процессе частицы не могут приобрести ту энергию, которая сообщается космическим лучам. Она будет в десятки и даже сотни раз меньше. Очевидно, ударные волны только выбрасывают в пространство из недр звезды огромные массы частиц и придают им некоторые начальные скорости, сравнительно небольшие. Далее частицы разгоняются уже под действием переменных магнитных полей, то есть этот процесс в известном отношении похож на ускорение частиц в обычных земных атомных машинах. Говоря иными словами, наша Галактика — это гигантский естественный ускоритель, мощность которого настолько велика, что нам ее трудно даже представить.

— Это захватывающее зрелище, не так ли? Однако увидеть его невозможно, только воображение физика на это способно?

— Конечно. Во все стороны бороздят просторы Галактики космические лучи. Они живут сотни миллионов и миллиардов лет и за это время покрывают огромные расстояния. Космические лучи не покидают нашей Галактики. Если фотоны или нейтроны лишь пронизывают Галактику и теряются где-то во Вселенной, то космические лучи верны нашему звездному миру, и за свою долгую жизнь они успевают побывать во многих уголках нашей Галактики. Изучать их — это значит постоянно следить за пульсом нашей звездной системы.

... Слышать размышления академика Гинзбурга — одно удовольствие! Мне посчастливилось бывать на его семинарах, встречаться с ним в институте и дома, слышать его лекции. Интересно, что о самых сложных проблемах физики он умел рассказывать весело и доступно. А потому подчас его лекции превращались в своеобразные путешествия по далеким уголкам Вселенной, создавалось впечатление, что ты находишься на борту какого-то фантастического корабля, для которого не существует ни расстояний, ни времени.

В самом начале космической эры Виталий Лазаревич часто размышлял о судьбе космонавтики. Он надеялся, что на борту спутников в межпланетных аппаратов появится множество разнообразных приборов, которые будут исследовать космические лучи и межпланетные поля. К сожалению, такие эксперименты были лишь единичны. И хотя за сорок лет своего существования космонавтика внесла огромный вклад в развитие астрофизики, но тем не менее можно было сделать гораздо больше. И академик Гинзбург, и его многочисленные коллеги по академии об этом сожалеют. Впрочем, теоретики не особенно нуждаются в экспериментах. Конечно, хорошо, когда теоретические расчеты подтверждаются в каких-то реальных опытах, но для физика гораздо важнее, что скажут его коллеги, удалось ли ему убедить их своими расчетами. Теоретик — это фантазия, и чем необычней она, тем реальнее. Академик Гинзбург убеждался в этом очень часто за те долгую жизнь, что была, есть и будет для него в науке.