«Вот пример: советский парень Гамов»

Историк науки попадает в трудное положение, взявшись рассказать о человеке, который науку двигал. С одной стороны, историку грозит комплекс неполноценности: масштаб научных открытий виден яснее не на страницах учебников и энциклопедий, где всё уже написано черным по белому, а на фоне реальных обстоятельств времени, в темноте незнания и тумане непонимания. С другой стороны, историку угрожает мания величия, когда он берется объяснить, как именно великий открыватель сделал свой шаг в неведомое: сам открыватель обычно толком не знает, как счастливая мысль пришла ему в голову.

Обе эти угрозы отступают, однако, когда разглядываешь науку и жизнь Георгия Гамова, невольно заражаясь легкомыслием, которым отличался этот советско-американский физик-теоретик. По той же причине, вероятно, судьба не пожалела для него невероятных приключений.

При этом, как водится в приключенческом жанре, начало его пути в науке выглядело малообещающе. Проучившись два года в Одесском университете, он в 1922 году приехал доучиваться в Петроград. Из одесских лекций по физике он запомнил более всего их «мело-драматический» характер — мелом и драматическим голосом лектор заменял приборы для демонстрации опытов. А с таким арсеналом не понять, что физика — наука, основанная на экспериментах. И теоретическая физика Гамова началась, по его свидетельству², с эксперимента (см. врезку).

В Петрограде, лишь недавно переставшем быть столицей страны, учебно-научные возможности были богаче, но к разрухе только что законченной гражданской войны, к голоду и холоду добавлялась многолетняя изоляция от мировой науки. Особенно чувствительной эта изоляция была в физике. Во-первых, потому что российская физика и так отставала от мировой — гораздо сильнее, чем математика и химия с великими русскими именами Лобачевского и Менделеева. А во-вторых, потому что в те годы в мировой физике шла подлинная мировая революция.

Отчаянное положение российской физики в 1922 году запечатлел главный физический журнал того времени — немецкий Zeitschrift für Physik — в виде обращения к немецким физикам. Правление Германского физического общества сообщало о трудном положении коллег в России, которые с начала войны не получали немецких журналов. Поскольку лидирующее положение в тогдашней физике занимали немецкоязычные исследователи, речь шла о жестоком информационном голоде. Немецких физиков просили направлять по указанному адресу публикации последних лет с тем, чтобы потом пересылать их в Петроград.

Однако тот же самый журнал двадцатью страницами ниже поместил статью, казалось бы, противоречащую призыву о помощи. Статья безвестного тогда автора из Петрограда — Александра Фридмана — стала, можно сказать, самым грандиозным российским вкладом в физику — если иметь в виду размер физического объекта. Речь шла о Вселенной в целом, о том, что Вселенная может расширяться и сжиматься. До 1922 года словосочетание «расширение Вселенной» выглядело полной нелепостью. Даже великий Эйнштейн поначалу решил, что русский автор ошибся, хотя Фридман исходил из недавно созданной самим Эйнштейном теории гравитации. Только получив письмо от Фридмана, отстаивающего свою правоту, и проделав еще раз вычисления, Эйнштейн признал результаты русского коллеги правильными и в специальной заметке назвал их «проливающими новый свет». Как ни странно, Александр Фридман не был физиком. Он был математиком, который интересовался физикой и понял математический механизм теории Эйнштейна лучше самого ее автора.

Что же касается странности столь замечательной работы на фоне истощенного Петрограда, то причина не в дурацкой антинемецкой пословице «Что немцу смерть, то русскому здорово», а в спасительной русской «Нет худа без добра». Вихрь гражданской войны унес его из Петрограда в Пермь, где из-за недостатка преподавателей в университете Фридман был вынужден читать лекции и по математике, и по физике, что подготовило его к самой знаменитой его работе.

Физика от альфы до омеги

Заслуги Фридмана перед наукой не ограничиваются его личным вкладом в космологию. Он также преподавал в Петроградском университете. Слушателей у него было совсем немного, и среди них один выделялся прежде всего высотой своего роста и высотой голоса. Этому студенту предстояло прославить свое имя в истории как советской, так и американской науки. Лучше сказать, «мировой науки», тем более, что свою автобиографию, написанную сорок лет спустя, Джордж Гамов назвал «Моя мировая линия». И автор книги был мировым парнем — он не собирался нудно перечислять всё, что случилось на его веку, а выбирал лишь самые интересные истории, чтобы позабавить читателей и себя. Последуем его примеру.

Одним из главных мировых достижений Гамова считается «теория Большого взрыва» — точнее сказать, «Самого Большого Взрыва», поскольку то был Взрыв Вселенной. Это теория Гамова была бы немыслима, если бы Вселенная не расширялась. А об этой возможности студент Гамов узнал от профессора Фридмана. Но в 1920-е годы, при всем уважении к профессору, студент Гамов интересовался другими вещами. То есть он, конечно, интересовался всей физикой — от альфы до омеги, от микрофизики самых малых физических объектов, из которых состоит всякое вещество, до О!мега-физики самого большого физического объекта — Вселенной как целого. Но интереснее была альфа. Ведь Вселенная всего одна, и с ней особенно не поэкспериментируешь. А загадок мельчайших составляющих ее частиц было хоть отбавляй. Перед теоретиками стояли увлекательные задачи объяснить странные результаты опытов, предсказать новые и получить — в результате новых опытов — либо радость разгадки, либо честное поражение. И то, и другое разжигает азарт исследователя. А в свете истории науки ясно, что для продвижения в области мегафизики Гамову необходима была гораздо более зрелая микрофизика, чем была в наличии в 1920-е годы. И в этом созревании деятельное участие принял он сам.

Из-за слабости российской физики до революции и тягот жизни после, чтобы отправиться в далекий Петроград изучать физику, требовалось мощное призвание к науке. Так в 1924 году в только что переименованном Ленинграде рядом с 20-летним одесситом Гамовым оказались 20-летний Дмитрий Иваненко, прибывший из Полтавы, и 16-летний Лев Ландау из Баку. Сразу же возникли студенческие прозвища — Джонни (или Джо), Димус и Дау, а всю троицу называли «тремя мушкетерами».

Азартно занимаясь наукой и развлекаясь, «мушкетеры» стали центром компании юных физиков, которая вошла в историю науки под именем «джаз-банд». Не желая жить по нотам, они свободно импровизировали, всегда готовые подхватить тему, развить, а еще лучше опровергнуть, смело пользуясь диссонансами и синкопами. Всё как в джазе. Только роль музыки (к которой «мушкетеры» были совершенно равнодушны) в их жизни выполняли стихи на темы физики и лирики ³.

Рождение «джаз-банда» совпало с рождением квантовой механики — первой теории микромира. До того были лишь догадки и гениальные прозрения о физике атомов. А в 1925–1927 годах в череде головокружительных открытий возникала общая теория. Необычные понятия новой теории — как звуки джаза — невозможно было принимать равнодушно. Они отталкивали и очаровывали, выводили из себя и вовлекали в новую науку.

Квантовая механика была такой же новостью для преподавателей, как и для студентов. Веселые и находчивые «мушкетеры» ехидничали над преподавателями — «зубрами», не поспевающими за стремительным развитием науки, учились в основном по научным журналам, друг у друга в нескончаемых спорах и объясняли друзьям то, что поняли. Такое самостоятельное освоение науки как ничто другое способствовало развитию талантов и научной смелости.

Дух «джаз-банда» запечатлела его поэтесса-летописица Женя Каннегисер в «Гимне теоретикам», сочиненном на мотив Николая Гумилёва:

Вы все, паладины Зеленого Храма,
Над пасмурным морем следившие румб.
Гонзальво и Кук, Лаперуз и де-Гама,
Мечтатель и царь, генуэзец Колумб!

Теоретики мечтали об ином море, о котором когда-то сказал их старший коллега Ньютон: «Себе я кажусь ребенком, который нашел пару камешков поглаже и ракушек покрасивее на берегу моря нераскрытых истин». Этим мечтам и посвящен гимн:

Вы все, паладины Зеленого Храма,
По волнам де Бройля держащие путь,
барон Фредерикс и Георгий де Гамов,
эфирному ветру открывшие грудь!

Блистательный Фок, Бурсиан, Финкельштейн
и жидкие толпы студентов-юнцов,
вас всех за собою увлек А. Эйнштейн,
освистаны вами заветы отцов.

Не всех Гейзенберга пленяют наркозы,
и Борна сомнителен очень успех,
Но Паули принцип, статистика Бозе
В руках, в головах и в работах у всех!

Но пусть расползлись волновые пакеты,
еще на природе густая чадра,
опять не известна теория света,
еще не открыты законы ядра.

Кому неизвестны упомянутые здесь имена и термины, тот может без них обойтись. А вот последняя строчка — прямо для нас с Гамовым и для его первого мирового достижения.

В 1928 году, когда он сделал свою рекордную работу, теоретики пребывали в оцепенении перед океаном микрофизики, поскольку были убеждены — и не без оснований — что для дальних путешествий в этом океане необходимо построить какой-то совершенно новый, невиданный корабль, а то и подводную лодку. Речь идет именно о теоретиках. С экспериментальной ядерной физики — с открытия радиоактивности — начался XX век и — заодно — новый век в истории физики. Одним из первых следствий новой физики стало массовое освоение первых трех букв греческого алфавита — α, β и γ. Три вида радиоактивности — α-, β- и γ-лучи — при всей непонятности своего происхождения стали могущественным инструментом в физике микромира. С помощью этого инструмента в 1911 году Резерфорд понял, как устроен атом, — что устроен он в основном… из пустоты, отделяющей крошечное ядро, размер которого в сотни тысяч раз меньше атома, от движущихся вокруг ядра электронов. Сразу стало ясно, что устройство атома не подчиняется известным законам физики. И спустя два года Нильс Бор открыл первые законы новой — атомной — физики.

Ко времени встречи Гамова с его друзьями новая атомная физика была не такой уж и новой. Коллеги Резерфорда и Бора уже установили, что α-частицы — это ядра гелия, β — электроны, а γ — порции света. Но что такое ядро — оставалось полной загадкой. Почему из некоторых ядер иногда вылетают α-, β- или γ-частицы, а из других ничего никогда не вылетает? Это был только один из безответных вопросов. Еще хуже было то, что новооткрытые законы атомной физики считались неприменимы к ядру.

Считалось, что ядра должны были содержать электроны, — раз они оттуда иногда вылетали, — но согласно квантовым законам удержать электрон в ядре труднее, чем утаить шило в мешке. Скорость внутриядерных электронов в очень малом ядре должна была быть очень большой, близкой к скорости света. А для таких скоростей одной квантовой механики было недостаточно. Нужно было еще учитывать и теорию относительности. Но учитывать обе эти теории сразу физики не умели. Поэтому ждали нового Эйнштейна-Бора в одном лице, который, совершив еще один переворот в микрофизике, открыл бы подлинные законы микромира.

Физики на своих старых лодках плавали потихоньку в прибрежных водах, но не смели отправиться в даль и вглубь микромирового океана. Головоломные парадоксы ядерной физики побудили Гамова сделать печатку «череп и кости», где роль костей исполняли две перекрещенные буквы β, чтобы этой печаткой на полях своих рукописей отмечать все упоминания β-электронов. Пребывать в оцепенении на берегу океана нераскрытых истин было ему абсолютно несвойственно. А свойственно было… легкомыслие. Поэтому, расхаживая по берегу и смело щупая ногой воду, он обнаружил в океане микрофизики некую отмель, по которой можно — почти аки по суху — зайти довольно далеко. Эта отмель — α-распад ядер. И Гамов не упустил возможности, предоставленной природой и подкрепленной Наркомпросом — как называлось тогда советское министерство образования, на деньги которого в июне 1928 года Гамов отправился на стажировку в Германию на полгода. Этого времени Гамову хватило, чтобы сделать работу, с которой началась теоретическая ядерная физика. Работа принесла ему мировую известность и заграничные стипендии, позволившие продлить стажировку на три года.

Чтобы приобщиться к первому мировому результату Гамова, вспомним классическую сказку о лягушке, попавшей в горшок со сметаной. Она не хотела умирать раньше смерти, начала дрыгать лапками, при этом сбила из сметаны твердое масло и с этой подставки выпрыгнула из горшка. Мораль — «не падать духом и дрыгать лапками» — годится на все случаи жизни. Почти на все — если в горшке нет сметаны и лягушачьей прыгучести не хватает, чтобы со дна допрыгнуть до верхнего края, пиши пропало.

Однако дело меняется, если классический горшок заменить на квантовый, т. е. уменьшить размеры горшка и лягушки до масштабов атомного ядра. Тогда даже и без сметаны у прыгучей лягушки появляется шанс выбраться из горшка, если она не падает духом. Чем выше она прыгает внутри горшка, тем более вероятно ее освобождение — сказочно-квантовое проникновение «сквозь стенки горшка» на волю. Это странное свойство квантовой физики, названное впоследствии «туннельным эффектом», обнаружили в конце 1927 года московские теоретики Леонид Мандельштам и Михаил Леонтович.

Гамов, можно сказать, уподобил ядро горшку, а в α-частице увидел квантовую лягушку. Он не знал, из чего сделаны стенки ядерного горшка, но обнаружил, что и без этого можно выяснить важные закономерности α-распада. Тем самым квантовые законы оказались применимы не только в мире атомов, но и внутри ядра. Это было замечательное достижение — первое проникновение теории вглубь ядра. Подобно Васко да Гаме — первооткрывателю морского пути в Индию — Георгий Гамов открыл теоретикам путь в ядерные недра. Неудивительно, что это открытие понравилось первооткрывателю атомных законов Бору, который и выхлопотал первую несоветскую стипендию для молодого советского теоретика.

Достижение было сразу замечено на советской родине. И воспето пролетарским поэтом Демьяном Бедным в главной пролетарской газете «Правда»:

СССР зовут страной убийц и хамов.
Недаром. Вот пример: советский парень Гамов,
— Чего хотите вы от этаких людей?!
— Уже до атомов добрался, лиходей!

— «негодовал» автор от имени буржуя. А от своего имени революционно подытожил: «В науке пахнет тож кануном Октября».

25 июля 1930 года Гамов подписывает статью на горной вершине в Альпах, чтобы иметь право упомянуть в качестве «места завершения работы» название этой вершины «Piz da Daint, Switzerland». Русскоязычные и не слишком целомудренные читатели решили, что Гамов изобрел это название, чтобы позабавиться, но в интервью историку сорок лет спустя он отверг гипотезу, что на швейцарской вершине у него была такая русскоязычная мысль.

Из Европы — в крепкие объятия родины

В августе 1931 года Гамов очередной раз приехал на родину, в Ленинград. За его плечами — теория α-распада, принесшая ему мировую известность, и три года пребывания в центрах мировой физики. В отчете об этих годах Гамов написал в Комитет по заведыванию учеными и учебными учреждениями ЦИК СССР (кратко — Учком):

«Летом 1928 г. я по окончании аспирантского стажа при Лен. Гос. Ун-те был командирован на полгода в Германию для научной работы. Находясь в Гёттенгене, я начал заниматься в то время еще совершенно не исследованными вопросами строения атомного ядра и причинами радиоактивности тяжелых элементов. Применивши к этим вопросам недавно появившуюся новую квантовую механику, мне удалось построить полную теорию строения атомного ядра и объяснить процесс радиоактивного распада.

Приехавши весной 1929 г. в СССР, я получил приглашение из Кавендишской лаборатории в Кембридже, где производятся главные работы по вопросам радиоактивности, приехать на один год для работы на средства, представленные Рокфеллеровским фондом содействия науке. Работая в Кембридже у проф. Резерфорда, мне удалось продолжить мои исследования и объяснить вопрос об испускании и спектрах α-лучей.

Второй год работы за границей я провел в Институте теоретической физики в Копенгагене у проф. Бора по приглашению Датской Академии наук.

Вернувшись в начале августа в Ленинград, я был зачислен в штат Физико-мат[ематического] ин-та АН СССР, где и собираюсь продолжить свою научную работу.

За мои научные работы по теории ядра мне была предоставлена премия Наркомпроса за 1929 г.»

Если к этому послужному списку прибавить совсем другие обстоятельства — нехватку научных кадров в СССР и их небольшие оклады, — не покажется удивительным, что, помимо ФМИ, Гамов поступил на работу еще в Радиевый институт и ЛГУ.

Новый доцент ЛГУ, заполняя анкету, в графе «владение языками» написал, что «свободно владеет: немецким, английским и датским», а «читает и переводит со словарем: древнеегипетский». Без Европы за плечами вряд ли он позволил бы себе такую вольность в обращении с отделом кадров.

На родину Гамов приехал не с пустыми руками, а с приглашением на Первую международную конференцию по ядерной физике в октябре в Риме — сделать один из главных докладов «Квантовая теория строения ядра». В повестке конгресса уже значилось: «George Gamow (Soviet Union)». Большая честь для молодого физика и, казалось бы, для его родины. Но родина почему-то на эту конференцию Гамова не выпустила. Это было ужасно обидно, хотя можно было еще думать, что причина — неповоротливость советской бюрократии, не успели оформить нужные бумаги, что поделаешь…

Научная жизнь, конечно, не сводится к международным конференциям. Важнее повседневный круг общения. Особенно близко, со студенческих лет, Гамов общался с молодыми теоретиками из Физико-технического института — Львом Ландау и Матвеем Бронштейном. Они уже были самостоятельными исследователями, не нуждались в научном руководстве и занимались физикой на мировом уровне. Творческое свободолюбие плюс молодость (самому старшему — Гамову — было 27) толкали к действиям, от которых маститые коллеги ёжились.

Европейский опыт, прежде всего в Институте теоретической физики Нильса Бора (основанном в 1921-м), подсказал идею создать подобный институт и в России, разделив Физико-математический институт Академии наук на Математический и Физический и «придавши Физическому институту роль всесоюзного теоретического центра, потребность какового резко ощущается в последнее время», как Гамов написал в своей докладной записке в конце 1931 года. Затрат это предложение не требовало — теоретикам для работы достаточно бумаги и карандаша.

Директор ФМИ — академик-математик А. Н. Крылов — поддержал идею Гамова. Но руководители крупнейших физических институтов академики Иоффе и Рождественский возражали. Оба — преданные науке экспериментаторы — принадлежали к предыдущему поколению. Главный их довод — «теорию нельзя отрывать от эксперимента» — звучит убедительно, но совершенно неприменим к Гамову и его друзьям-теоретикам, которые всегда помнили, что физика — наука экспериментальная, как и Нильс Бор и как А. Н. Крылов, всю жизнь применявший математику к механике и к инженерному делу. Однако мнение больших научных начальников возобладало: ударное строительство сталинской вертикали способствовало централизации советской науки ⁴.

Не помогло даже то, что в разгар обсуждений самого Гамова избрали в Академию наук. Ощутить напор молодых на академических «зубров» помогает письмо, которое в конце ноября 1931 года Ландау (вернувшийся из европейской стажировки) написал Петру Капице, уже десять лет работавшему в Англии:

«Дорогой Петр Леонидович,

необходимо избрать Джони Гамова академиком. Ведь он бесспорно лучший теоретик СССР. По этому поводу Абрау (не Дюрсо, а Иоффе) из легкой зависти старается оказывать противодействие. Нужно обуздать распоясавшегося старикана, возомнившего о себе бог знает что. Будьте такой добренький, пришлите письмо на имя непременного секретаря Академии наук, где как член-корреспондент Академии восхвалите Джони; лучше пришлите его на мой адрес, чтобы я мог одновременно опубликовать таковое в „Правде“ или „Известиях“ вместе с письмами Бора и других. Особенно замечательно было бы, если бы Вам удалось привлечь к таковому посланию также и Крокодила!
Ваш Л. Ландау».

Капица ответил неделю спустя:

«Дорогой Ландау, что Академию омолодить полезно, согласен. Что Джони — подходящая обезьянья железа, очень возможно. Но я не доктор Воронов и не в свои дела соваться не люблю. Ваш П. Капица».

Судя по ответу, Крокодил (Резерфорд) остался вне этой истории. А все ее участники слышали о гремевших тогда опытах по омоложению, связанных с пересадкой половых желез, которые проводил французский хирург российского происхождения Сергей Воронов (Serge Voronoff, 1866–1951).

Уклоняясь от вмешательства «не в свои дела», Капица прекрасно знал, что Гамов — физик мировой. В 1931 году при участии Капицы — редактора международной серии монографий по физике — в Англии вышла первая книга Гамова «Constitution of Atomic Nuclei and Radioactivity» (Clarendon Press, 1931). Об этом см. иллюстрацию — письмо Гамова от 11 марта 1931, где, в частности, автор предложил использовать в качестве знака опасности «череп и β-кости», но издательство использовало значок менее зловещий.

Выборы в Академию считал своим делом отечественный «старикан», 69-летний директор Радиевого института В. И. Вернадский, который весной 1932 года писал:

«Сейчас идет интенсивная работа в области выяснения строения ядра атомов. Это проблема, на решение которой сейчас направляется мысль физиков всего мира. В составе Радиевого института есть сейчас талантливые научные силы, в частности, молодой физик Г. Гамов, теоретические искания которого сейчас находятся в центре внимания мировой научной мысли. Гамов не один, но таких и не много. Наш Союз столько потерял талантливой, богато одаренной для научной работы молодежи, что необходимо вообще принять срочные меры для уменьшения этого несчастья и для предоставления настоящих условий работы оставшимся и нарастающим. Таких людей всегда немного и создавать их мы не умеем. Одаренная для научной работы молодежь есть величайшая сила и драгоценное достояние человеческого общества, в котором она живет, требующая охраны и облегчения ее проявления. Надо учитывать это в каждом частном случае. Имея таких людей в Радиевом институте для такой важнейшей научной проблемы, надо дать свободный простор их работе».

Именно Вернадский выдвинул кандидатуру 27-летнего Гамова в Академию наук. И в феврале 1932 года Гамова избрали членкором Академии наук СССР.

Тогда же разделили ФМИ, но директором Физического института назначили акад. С. И. Вавилова и отвергли идею «теоретического центра». Сотрудником ФИАНа оставался и Гамов. К неудаче с Институтом теоретической физики добавилось то, что Гамову не дали воспользоваться приглашением на конференцию в институте Бора и еще несколькими приглашениями. Началась новая эпоха: уже утвердилось сталинское самодержавие и быстро сооружалась Великая советская стена, надолго отделившая страну от остального мира.

Гамов почувствовал это интуитивно — ощутил себя в клетке и даже не в золотой. А вольная птица в неволе не поет, даже если ей присвоить почетное звание. Он пытался выскользнуть из клетки, отчаянно «дрыгал лапками» — пытаясь то на байдарке по Черному морю добраться до Турции, то на северных оленях — до Финляндии. Увы, клетка была классическая, а не квантовая. На его счастье о его попытках покинуть СССР не узнали компетентные органы.

На еще большее счастье в 1933 году дверца клетки приоткрылась. Гамова командировали на Сольвеевский конгресс «Структура и свойства атомного ядра». Обратно он уже не вернулся, стал «невозвращенцем», что по тогдашним советским законам было преступлением, каравшимся смертной казнью. Дверью он не хлопал, писал заявления о продлении командировки, и еще целый год ему это удавалось.

Как отнесся Вернадский к решению Гамова? Несомненно, с горечью, но вряд ли с безоговорочным осуждением. Ведь он сам писал, что «ученый по существу интернационален — для него на первом месте, раньше всего, стоит его научное творчество, и оно лишь частично зависит от места, где оно происходит. Если родная страна не даст ему возможности его проявить, он морально обязан искать этой возможности в другом месте».

Найдя эту возможность за границей, Гамов своими руками и головой вплетал российскую науку в мировую. Хотя в своей автобиографии он не вспомнил российского геохимика и мирового мыслителя Вернадского, второй мировой результат Гамова корнями восходит к тому, что он слышал в Радиевом институте. Одна из проблем, занимавших геохимика Вернадского, — распространенность химических элементов на нашей планете. Эта проблема связана с историей самой планеты Земля и, стало быть, с историей, или космогонией, Солнечной системы.

Как Гамов разгорячил Вселенную

Именно распространенность химических элементов во Вселенной стала для Гамова отмелью в бездонном и почти безжизненном тогда океане космологии. В 1930–1940-е годы многим астрономам мертвой казалась и сама космология Эйнштейна — Фридмана. Дело в том, что расширение Вселенной как наблюдательный астрономический факт впервые обнаружил в 1927 году Жорж Леметр. Но измерение скорости расширения, основанное на многоступенчатой шкале межгалактических расстояний, давало возраст Вселенной всего в два миллиарда лет. А это было слишком мало. Некоторые звезды старше, и даже Земля, согласно геохронологии, оказывалась старше Вселенной, что абсурдно. Лишь в 1950-е годы, после уточнения-удлинения шкалы расстояний, эта неувязка исчезла.

В первой статье Гамова по космологии 1946 года есть ссылка на книгу по геохимии, откуда он взял данные о распространенности элементов. Он надеялся теоретически объяснить эти данные — объяснить происхождение химических элементов во Вселенной. В то время считалось, что нынешняя пропорция элементов зафиксировалась в некий ранний момент расширения Вселенной, когда из-за уменьшения плотности и охлаждения активные ядерные реакции прекратились. А до того момента, как считалось, имелось ядерно-тепловое равновесие между разными ядрами. Однако равновесные расчеты давали ничтожную долю тяжелых элементов вопреки данным геохимии.

Гамов предположил иной — неравновесный — сценарий: в быстро расширяющейся горячей Вселенной из первичного чисто нейтронного вещества при уменьшении плотности начинают образовываться протоны, к которым последовательно прилипают нейтроны, образуя всё более тяжелые ядра, пока расширение Вселенной не остановит этот процесс. Он задал содержательный физический вопрос по поводу происхождения Вселенной: каковы были условия в начале расширения, во время Большого взрыва, что его «осколками» стали разные химические элементы в наблюдаемой пропорции? Ответ на этот вопрос Гамов предложил искать в горячем котле взрывающейся Вселенной, в котором варились элементы. Он понял, что вариться они должны были очень быстро, поскольку «вселенский котел» очень быстро расширялся и — соответственно — остывал. С космологическим варевом разобраться оказалось непросто, но независимо от результатов варки, от того горячего времечка, как сообразил Гамов, должно было остаться тепло, распределенное по всему вселенскому пространству, и он предсказал температуру того теплового излучения.

Идея Гамова оказалась очень плодотворной, хоть и… ошибочной. Ошибочной, потому что последовательное добавление нейтронов во «вселенском котле» обрывается очень рано — не существует устойчивых ядер с массой 5, и перепрыгнуть через этот барьер не удавалось. А плодотворной стала сама возможность неравновесной физики.

Теоретики предполагали равновесие, в сущности, по той же причине, по которой потерянные ключи ищут под фонарем — там легче искать. Лучше всё же сообразить, где примерно ключи могли выпасть, и искать там, хоть и ощупью. Так и условия ранней Вселенной лучше не постулировать «для простоты», а извлечь из них следствия, которые после сравнения с наблюдениями скажут нечто о процессах в начале космологического расширения. Так впоследствии получили соотношение легких элементов космологического происхождения — водорода и гелия, — подтвердив предположение Гамова о том, что ранняя Вселенная была горячей.

Первыми же пользу из идеи неравновесности извлекли главные оппоненты Гамова — сторонники так называемой стационарной космологии, которую основывали на неизвестной (пока) физике, согласно которой вещество якобы рождается в пустом пространстве из ничего, и неизвестно (пока), почему. Но зато эти «нефизические» космологи могли надеяться лишь на то, что тяжелые элементы рождаются в котлах внутризвездных по законам самой обычной физики. И им удалось создать теорию рождения тяжелых элементов во взрывах звезд. Ныне это общепринятое представление о происхождении основного вещества планет, включая элементы, необходимые для жизни. Без того, чтобы взрывы первого поколения звезд в юной Вселенной произвели эти элементы, известная нам форма жизни была бы невозможна.

Однако сама стационарная космология не выдержала другого следствия из идеи горячей Вселенной — космического реликтового излучения. Гамов и его сотрудники несколько раз оценивали температуру этого излучения, хоть и не для того, чтобы озадачить астрономов своим предсказанием. Они хотели убедиться в разумности своего сценария: если получилась бы слишком большая температура, сценарий пришлось бы забраковать. Его забраковали, как уже сказано, по совсем другой причине, но фоновое космическое излучение с его малой температурой незаметно жило своей жизнью и дождалось случайного открытия в 1965 году!

И Гамов дождался триумфа правильного следствия из его ошибочной, но плодотворной идеи. Эту удачу он заслужил, расширив возможности физического подхода к ранней Вселенной и не отступив от космологии Фридмана в трудное для нее время. Благодаря этому космология из философски-математической и астрономической науки превратилась в физическую. Гамов, можно сказать, проложил туннель от α до Ω, от микрофизики к мегафизике.

Дед водородной бомбы и не Герой Соцтруда

Титул «отец водородной бомбы» давно и широко используется в ненаучно-популярных сочинениях. И почему-то не говорят о дедушках, а ведь без них не было бы и отцов. Джордж Антонович Гамов имеет полное право на титул «деда водородной бомбы», и даже сразу двух — и американской, и советской. При этом никакой мрачной тени на него не падает, хотя его собственная тень появилась в самом начале совершенно секретной хронологии водородной бомбы, подготовленной в 1953 году в Конгрессе США в связи с разбирательством, кто мешал рождению американской водородной бомбы: «As early as 1932 there were suggestions by Russian scientists and others that thermonuclear reactions might release enormous amounts of energy» (или на родном языке Гамова: «Еще в 1932 году русскими учеными и другими высказывались соображения, что термоядерные реакции могли бы привести к высвобождению огромных количеств энергии»).

Это не фальсификация истории, а чистая правда: русский Гамов совместно с немцем Хоутермансом и англичанином Аткинсоном первыми занялись теорией термоядерных реакций. Но это еще и политика — напомнить о русской опасности, не сказав при этом, что русский термоядерный пионер давно живет в США.

Авторы той историко-политической хронологии не знали о вкладе Гамова в советскую водородную бомбу. Дело в том, что попытка Гамова создать Институт теоретической физики привела к возникновению Физического института Академии наук, или ФИАНа, который, переехав в 1934 году в Москву, стал убежищем для научной школы Леонида Мандельштама. А в конце 1940-х годов два питомца этой школы — Андрей Сахаров и Виталий Гинзбург — стали отцами первой советской водородной бомбы ⁵.

Зато хорошо известна роль деда-Гамова в истории американской водородной бомбы. Когда ему в 1934 году предложили должность профессора в Университете им. Дж. Вашингтона в одноименном городе, Гамов поставил условие: пригласить в тот же университет еще одного теоретика, чтобы было, с кем говорить о теоретической физике. И пригласил венгерского физика Эдварда Теллера, с которым подружился за несколько лет до того в Институте Бора. Вряд ли надо напоминать, кем стал Теллер для американской водородной бомбы.

В 1996 году я спросил «отца американской H-бомбы» о роли Гамова в этом отцовстве и чтобы оживить его память послал ему рисунки Гамова, сохранившиеся в только что рассекреченном архиве. В ответном письме Теллер так охарактеризовал своего друга: «Джо Гамов был полон идеями, большинство которых были ошибочными. Однако у него было чудесное свойство не обижаться на критику и даже с готовностью ее принимать. В тех же — относительно немногих — случаях, когда он не ошибался, его идеи были по-настоящему плодотворны. Присланные Вами картинки связаны с работой Гамова в Лос-Аламосе. Та работа ни к чему особенному не привела, и я забыл почти всё. Для меня самая интересная часть деятельности Гамова была связана с источником энергии Солнца, и в эту проблему мы с ним действительно сделали совместный вклад». А завершил письмо Теллер фразой вполне в духе своего друга: «Надеюсь, всё, что я рассказал, будет Вам малоинтересно».

Скажи мне, кто твой друг…

Осталось сказать о друзьях по «джаз-банду», которых Гамов оставил в СССР. Одного — Дмитрия Иваненко — в 1935 году как «социально опасного элемента» выслали из Ленинграда в Карагандинский лагерь. Другого — Матвея Бронштейна — в 1937 году арестовали и расстреляли в Ленинградской тюрьме. Третьего — Льва Ландау — в 1938 году арестовали в Москве, продержали год в тюрьме, и только благодаря чуду, совершенному Петром Капицей, он уцелел. Ландау, ощущая себя ученым рабом, вынужден был работать над созданием советского ядерного оружия, за что получил звание Героя Соцтруда.

Останься Гамов в СССР и уцелей, его, внука митрополита, в борьбе с «социально опасными элементами», тоже, вероятно, принудительно подключили бы к созданию советской водородной бомбы, и он тоже, вероятно, получил бы звание Героя Соцтруда. Но Гамов предпочел менее героическую биографию, и, кажется, не жалел об этом.

Не надо жалеть и нам, его соотечественникам. Ведь если бы Гамов остался в СССР, он бы не сделал свою мировую работу по космологии, поскольку эту область физики советско-партийные идеологи запретили на долгие двадцать лет. Не сказал бы он свое слово и в расшифровке генетического кода жизни, поскольку генетика была объявлена буржуазной лженаукой. Не написал бы и свои веселые — слишком веселые с партийной точки зрения — научно-популярные книги. А так после окончания советского периода истории России соотечественники Гамова получили возможность читать его книги и размышлять над его приключенческой судьбой.

Ну а историков науки эта судьба учит, что даже в серьезной науке иногда важно быть не очень серьезным, учит не очень серьезно относиться и к Нобелевским премиям, раз ее не было у столь яркого таланта, навсегда вошедшего в историю науки, каким был советско-американский физик George Gamow, он же

«Искренне Ваш Г. Гамов
(Георгий сын Антонычъ)»,

как он подписал свое письмо в Россию в 1960-е годы, когда его имя уже стало можно упоминать.

Геннадий Горелик

¹ Ранняя версия опубликована в сборнике «Люди мира: Русское научное зарубежье».  — М.: Альпина нон-фикшн, 2018.

² Gamow G. My World Line. The Vikingpress, 1970.

³ Подробнее о «джаз-банде» см. Горелик Г. Е. Coветская жизнь Льва Ландау. — М.: Вагриус, 2008; Горелик Г. Е., Френкель В. Я. Матвей Петрович Бронштейн. 1906–1938. — М.: Наука, 1990.

⁴ Подробнее об истории нерождения Института теоретической физики см. Горелик Г. Е., Савина Г. А. Георгий Гамов, заместитель директора ФИАНа // Природа 1993. № 8

⁵ Подробнее об истории создания водородной см. Горелик Г. Е. Андрей Сахаров: Наука и Свобода. 4-е изд. — М.: ЛитРес, 2017.