Из книги
М.
П. Бронштейн. Солнечное вещество. Лучи икс. Изобретатели
радиотелеграфа. М.:
Наука, 1990.
50 лет
спустя. Солнечное
вещество во Вселенной
50 лет
спустя. Небо в Икс-лучах
О
последней книге М. П.
Бронштейна
Об
авторе этой книги
Книга,
которую открыл читатель, написана физиком-теоретиком полвека
назад. Матвей Петрович Бронштейн занимался астрофизикой и
полупроводниками,
космологией и ядерной физикой. Важнейшую свою работу он сделал в теории
квантовой гравитации в 1935 году. Теория эта до сих пор еще не
построена, хотя
она очень нужна и физикам, изучающим самые маленькие — элементарные —
частицы,
и астрономам, наблюдающим за самым большим объектом — Вселенной. Матвей
Петрович сделал очень важный шаг на пути к полной квантовой теории
гравитации;
глубокое понимание теоретической физики и мастерское владение ее
методами
помогло обнаружить главную трудность поставленной задачи и найти важные
свойства будущего ее решения.
Человеку,
знающему физику только по школьному учебнику, непросто
объяснить, что такое квантование гравитации. С этим наверняка
согласится тот,
кто знает, что гравитация — это кривизна пространства-времени, и кто
имеет
представление о непредставимости квантовых
законов. Ноесли и возможно объяснить
школьнику, что такое квантовая
гравитация, вряд ли кто мог бы сделать это лучше, чем сам Матвей
Петрович. О
сложной физике он умел рассказывать просто, понятно и правильно (а это
все не
одно и то же). Однако о квантовой гравитации Матвей Петрович рассказать
не
успел. Но успел многое другое. Иначе его не вспоминали бы выдающиеся
советские
физики, имя его не появлялось бы в физических статьях, его книги не
переиздавались бы спустя многие десятилетия и о нем не написала бы
Большая
Советская Энциклопедия.
Прожил
Матвей Петрович чуть более тридцати лет. Как и многие другие —
замечательные люди и люди не очень заметные, ученые, поэты, рабочие,
крестьяне
— М. П. Бронштейн стал жертвой чудовищных злодеяний Сталина и его
соратников-палачей. Жестокие и трусливые властители старались скрыть
следы
преступлений, стереть из человеческой памяти даже имена тех, кого они
называли
«врагами народа». Из истории, науки, искусства они пытались вырвать
многие
страницы, страшно было даже произносить именапогибших.
Однако
книга памяти сделана из хитрого материала: вырванные страницы вырастают
вновь. Потому что внутри этой книги — не слова, а человеческие судьбы и
дела,
порожденные напряжением всех душевных и умственных сил. У таких живых
дел очень
глубокие корни, и даже после самых лютых морозов они способны давать
новые
побеги и плодоносить.
Матвей Петрович Бронштейн
(1906—1938)
Кроме
научных работ, доступных лишь физикам-специалистам, Матвей Петрович
Бронштейн оставил нам замечательные книжки, написанные для читателей
любознательного возраста. Научно-популярной литературе он отдал много
сил. Быть
может, одна из причин этого состоит в том, что его отрочество пришлось
на
трудные годы гражданской войны, в школу он не ходил и главными его
учителями
стали книги. Учиться он любил. И сделался — сделал себя! — необычайно
образованным человеком; на трех языках он говорил свободно, еще на
нескольких
читал. Первую научную работу он сделал в 18 лет, еще до поступления в
Ленинградский
университет.
Однако
интересно ему было не только самому узнавать, как устроена
Природа, но и делиться своими знаниями с другими. Ему хотелось, чтобы
радость
познания, изведанная им вполне, стала доступна и другим. Поэтому он с
удовольствием занимался преподаванием и популяризацией науки. Первые
популярные
статьи он написал еще студентом.
Матвей
Петрович рассказывал о науке, как о необыкновенно увлекательном и
важном деле, чем она и была для него самого. Не случайно, первым
выпуском
библиотечки «Квант» стало переиздание его книги «Атомы и электроны».
Основатель
«Библиотечки» академик И. К. Кикоин,хорошо
знавший
Бронштейна по Ленинградскому физико-техническому институту, говорил
автору этих
строк, что выбор первого выпуска был сделан вполне сознательно,— книге
надлежало стать образцом для последующих выпусков. Автор — активно
работающий
физик — по-хозяйски распоряжается огромным научным материалом и в то же
время
хорошо понимает, что точные научные формулировки составляют лишь
небольшую
часть живого языка.
Очень
трудно сейчас найти в библиотеках другие книги М. П. Бронштейна:
«Солнечное вещество»— о том, как и где (на Солнце!) был обнаружен
гелий; «Лучи
икс»— о замечательном открытии Рентгена; «Изобретатели радиотелеграфа»—
о том,
как изучение неприметной искорки привело к изобретению радио. Эти книги
появились на свет в ленинградском Детиздате.
С
помощью Самуила Яковлевича Маршака и Лидии Корнеевны Чуковской
физик-теоретик
освоил и профессию детского писателя, затратив на это большой труд и
совсем немного,
в сущности, времени.
Научно-художественные
книги М. П. Бронштейна, по выражению его товарища —
академика Л. Д. Ландау, написаны с такой увлекательностью, что читать
их
"равно интересно и школьнику, и
физику-профессионалу: трудно остановиться,
не дочитав до конца". Проверить это мнение поможет читателю
предлагаемая
книга.
Бронштейновские рассказы о путях,
пройденных к замечательным открытиям, сами по себе не нуждаются в
поправках и
дополнениях. Однако за полвека, прошедшие после первого издания книг, в
жизни
их героев произошли важные события. О них рассказано в кратких
послесловиях «50
лет спустя». В послесловии к третьей книге рассказывается также о ее
судьбе,
которая стала предвестьем трагической участи самого М. П. Бронштейна.
Тот,
кто захочет больше узнать о главной научной работе Матвея Петровича
Бронштейна и о его жизни, может обратиться к статье в конце этой книги
и к
подробной биографии: Горелик Г. Е., Френкель В. Я. Матвей
Петрович
Бронштейн (1906—1938), (М.: Наука, 1990).
50
лет спустя. Солнечное вещество во Вселенной
Прочитав
о приключениях и трудных загадках, которые поджидали ученых на
пути к открытию гелия, человек с практическим складом ума может
подумать: «Ну,
хорошо, все это, конечно, интересно, но для чего такие муки и старания?
Неужели
только для дирижаблей?» И даже если этот практичный человек следит за
новейшей
техникой и знает, что у дирижаблей сейчас, после долгого перерыва,
вновь
появились горячие сторонники, вряд ли он сочтет такую цель достаточной.
Ведь
дирижаблей-то в небе не видно, одни самолеты.
Однако
гелий, будто специально для таких здравомыслящих, за прошедшие
пять десятилетий показал, на что он способен. И на что способна наука,
в
которой незначительное, на первый взгляд, открытие приводит иногда к
огромным
по важности результатам. Говорят, что от великого до смешного — один
шаг.
Оказывается, и от малого до великого — столько же.
То, что
о гелии можно говорить, пользуясь словом «малое», ясно видно из
повествования М. П. Бронштейна о солнечном веществе. Вспомним блошиный
вес, над
которым ломал голову Рэлей, или загадочный крохотный пузырек в опытах
Кавендиша.
Но к
чему великому может быть причастно вещество, которого так мало?
Впрочем, где мало? На Земле. А как ни велика родная наша
планета, по
отношению к Солнцу она составляет лишь ничтожную часть — меньше, чем
стотысячную. Не случайно гелий был открыт на Солнце; там его много.
Только
одного вещества на Солнце больше, чем гелия, — водорода, самого
легкого,
простейшего элемента. А всех остальных элементов вместе взятых (включая
самые
обильные на Земле железо и кислород) в десять раз меньше, чем гелия,
Как же
гелий попал на Солнце? Для чего он там? Эти вопросы оказались, как
ни странно, в родстве с совсем другими: почему светит Солнце? откуда
берется
огромная энергия, которую Солнце излучает во все стороны? Ответ на эти
вопросы
физики нашли, когда автора «Солнечного вещества» уже не было в живых.
Оказалось,
что в раскаленных солнечных глубинах водородные ядра
сливаются, образуя более тяжелые ядра гелия. При этом и выделяется
энергия,
благодаря которой Солнце светит и греет. И благодаря которой существует
жизнь
на Земле.
Разгадав
секрет звездной энергии, физики захотели и у себя дома, на
Земле, создать подобный, но небольшой, источник энергии — маленькое
солнце.
Проще, увы, оказалось сделать кусок солнца, взрывающийся огромным
страшным
грибом,— так взрываются водородные, или термоядерные, бомбы, наводящие
ужас на
все человечество. А человечеству нужны не взрывающиеся, а управляемые,
постоянные источники звездной энергии. Сделать их пока не удалось, но
ученые
упорно работают над их конструкцией.
В
звездах происходит, по выражению физиков, ядерное горение водорода, а
гелий — это зола, остающаяся после сгорания. Однако гелиевая зола
сильно
отличается от обычной. Обычную выгребают из печки и выбрасывают, а
гелиевая
идет в дело: в звездной печи ядра гелия тоже могут сливаться, образуя
постепенно другие, все более и более тяжелые элементы. Реакцию ядерного
слияния
можно назвать алхимической, потому что в средние века алхимики пытались
превратить одни химические элементы в другие. Больше всего им,
правда,
хотелось научиться делать золото. Сейчас, однако, ясно, что ядерная
алхимия
способна давать нечто поважнее золота — например, энергию.
Ядерное
горение и образование элементов происходит не только в звездах.
Оно происходило и миллиарды лет назад, в те далекие, во многом пока
таинственные времена, когда и звезд еще не было, когда звезды только
начинали
зарождаться, когда Вселенная состояла из водорода. И чтобы узнать,
какой была
Вселенная в те времена, астрономы и физики измеряют, сколько гелия
успело
образоваться с тех пор.
Если
спросить сегодня у астрофизика, из чего сделана Вселенная, тот
ответит: в основном из водорода и гелия, и совсем чуть-чуть из
остальных
элементов. Опять «чуть-чуть»?! Но гелий уже научил нас, что малое
нередко
соседствует с великим. Так и есть. Ведь если бы малая часть гелия не
переплавилась на космическом огне в углерод, кислород и другие
элементы, не
возникла бы жизнь, не появилась бы те, кому так хочется узнать, из чего
сделана
Вселенная. Не появились бы те, кто сумел, не прикасаясь к Солнцу, найти
там
новое вещество, кто сумел заглянуть даже в самую глубь Солнца и
раскрыть тайну
рождения этого вещества. Не появились бы те, без кого Вселенная была бы
гораздо
более скучным местом.
50
лет спустя. Небо
в Икс-лучах
По-разному
делаются научные открытия. Путь к солнечному веществу - гелию-занял несколько десятилетий. А вот лучи
Рентгена были
открыты в считанные дни и сразу нашли себе замечательные применения.
Невидимые
лучи дали возможность видеть насквозь - разглядеть внутреннее
устройство
непрозрачных живых тел, а в прозрачных кристаллах обнаружить
«непрозрачные»
атомы. Но это еще не всё.
Икс-лучам
суждено было разгадывать интереснейшие иксы не только в поле
зрения микроскопа, но и телескопа. Если гелий «спустился» с небес на
Землю, то
рентгеновские лучи, напротив, совершили путь в обратном направлении - с
Земли
на небо.
Правда,
увидеть небо в рентгеновском свете удалось впервые лишь через
полвека после того, как в Вюрцбургской
лаборатории
появилось загадочное зеленовато-желтое сияние. Обыкновенный видимый
свет
свободно проходит через многокилометровую толщу земной атмосферы. А для
рентгеновских лучей она непрозрачна. К счастью, непрозрачна,-иначе
туго пришлось бы живым существам, обитающим на Земле.
Однако
те живые существа, которых природа наделила неукротимым желанием
узнать о ней как можно больше, подняли свои приборы на ракетах за
пределы
атмосферы, и глазам этих приборов предстала новая, неведомая картина
рентгеновского небосвода с совсем другими звездами и созвездиями.
Картина эта,
конечно, вырисовывалась постепенно, в результате кропотливой работы
физиков и инженеров
по созданию и совершенствованию специальных рентгеновских телескопов.
Ведь
обычные стеклянные линзы непригодны для получения рентгеновских
изображений, и
запечатлеть эти изображения с помощью обычной фотографии тоже нельзя.
Поэтому
физикам пришлось изобрести специальные приборы - детекторы, которые
позволили
составить подробную рентгеновскую карту неба. Самые яркие источники на
этой
карте именуют так. Берут название (обычного, видимого) созвездия, из
которого
светит источник, рядом пишут номер по степени (рентгеновской) яркости и
все ту
же букву икс, например-Лебедь X-1. Буква
икс
напоминает о загадке, вставшей когда-то перед Рентгеном, но может
восприниматься и как символ тайн, не раскрытых еще в мире звезд.
Главная
загадка связана с конечными судьбами звезд, и без рентгеновских
лучей разгадать ее вряд ли удастся.
Что
ожидает звезду, когда израсходуется весь запас ее энергии?
Астрофизики-теоретики, вооруженные своими формулами, могут сказать об
этом
довольно многое. Впрочем, и без формул понятно, что вещество холодеющей
звезды
благодаря всемирному тяготению должно сжиматься. Но до какого предела?
Теоретики уверяют, что если масса звезды не многим больше массы Солнца,
то
возникает небесное тело, плотность вещества в котором фантастически
велика,- сдвинуть
наперсток с таким веществом под силу лишь миллиону мощных тягачей! Как
ни
удивительно, астрофизики-наблюдатели, или попросту астрономы, эту
фантастику
подтверждают.
А что
если масса остывающей звезды во много раз превышает массу Солнца?
Тогда, как гласит теория, звезда сжимается неограниченно. Образуется
так
называемая черная дыра, которая своим чудовищно сильным притяжением не
выпускает даже свет со своей поверхности. Однако такой объект
по-настоящему
черен лишь в совершенно пустом пространстве. Если же рядом с черной
дырой
окажется какое-нибудь вещество, например обычная звезда, то это
вещество с
такой силой устремится к черной дыре, что - подобно трубке Рентгена с
быстрыми
электронами - возникнет рентгеновское излучение. Так что искать черные
дыры надо
с помощью рентгеновских телескопов. Что астрономы и делают. В
результате таких
поисков они заподозрили в «чернодырности»
упоминавшийся источник X-1 в созвездии Лебедя. Однако превратить это
подозрение
в достоверный факт до сих пор никак не удается. Все еще нет
уверенности, что
источник икс-лучей - это действительно та самая, предсказанная
теоретиками
черная дыра.
Так что
икс-лучи, загадку которых физики давно раскрыли, привели к новым
загадкам, ждущим своего решения,
О
последней книге М.
П. Бронштейна
Заканчивая
рассказ об изобретении радио М. П. Бронштейн упомянул о
телевидении и телемеханике В 30-е годы говорить об этом можно было,
лишь
обладая сильным воображением. Наяву телевизоров тогда еще не было. А
нынешний
читатель давно уже привык к светящемуся экрану и не удивляется, даже
когда там
показывают управляемый по радио -- за многие миллионы километров --
полет
космического корабля на другую планету. Вот уже воистину телевидение!
Ведь
греческое слово «теле» означает «далеко». Да что там сотни миллионов
километров! Радио уже покорило расстояния, в миллиарды раз большие, --
огромные
чаши радиотелескопов тоже иногда можно видеть на телеэкранах. Эти
радиоприемники готовы принять радиотелеграммы из других галактик.
Вряд ли
стоит здесь говорить подробнее о счастливой судьбе радиотехники
за прошедшие полвека, -- все-таки у Бронштейна рассказывается лишь о
самых
первых шагах радио. Поговорим лучше о судьбе самого рассказа, вовсе не
такой
счастливой.
Как и
предыдущие, рассказ этот впервые увидел свет в детском журнале
«Костер». И, подобно историям гелия и рентгеновских лучей,
«Изобретатели
радиотелеграфа» должны были выйти отдельной книжкой. Над ней поработали
автор и
редактор, еще раз обдумав и проверив на слух каждое слово, ее заботливо
оформил
художник, над ней потрудились наборщик, корректор и печатник. Книга
была почти
готова, оставалось только «надеть» переплет, но... Весной 1937 года
весь тираж,
десятки тысяч экземпляров книги были уничтожены.
Что же
случилось? Чем эта книга оказалась плоха?
Чтобы
ответить на этот вопрос, придется прежде поговорить о совсем
другом, казалось бы, предмете -- о том, как делается наука.
Свою
последнюю книжку Матвей Петрович начал с вопроса: «Кто и когда
изобрел радио?». Человек, незнакомый с жизнью науки, может
подумать, что
ответить на этот вопрос следует, назвав какое-то одно вполне
определенное имя и
вполне определенный год. Такого у Бронштейна не найти. Он ответил всей
своей
книгой. И даже этот многостраничный ответ вопроса не исчерпывает. Так,
например, замечательные световые часы Феддерсена,
с
которых начинается рассказ, возникли не на пустом месте (на пустыре
вырастает
лишь бурьян); на тридцать лет ранее одна английский физик предложил
использовать вращающееся зеркало как часы, чтобы измерить скорость
«распространения
электричества» по проводам. И так далее, и так далее, вглубь времени и
вширь
мировой науки.
Великий
Ньютон когда-то сказал: «Если я видел дальше других, то лишь
потому, что стоял на плечах гигантов». Плечи предшественников
ощущают «под
ногами» все далековидящие.
В науке
сделать шаг вперед можно, только заново пройдя весь прежний путь,
на преодоление которого первопроходцы потратили свои жизни. К счастью,
понятия,
опыты и просто удобные обозначения, выстраданные учеными прошлых
десятилетий и
столетий, помогают пройти этот путь всего за несколько лет.
Наука
-- дело коллективное. Без сотрудничества ученых всех времен и
народов современная наука попросту невозможна.
Однако
необходимость такого сотрудничества вовсе не очевидна для тех, кто
сам не потрудился пройти путь к научному знанию, но судить о науке
берется.
Такие люди при надлежащих-или, точнее,
ненадлежащих
-- обстоятельствах много чего могут натворить, прикрываясь словами о
любви к
истине и любви к Родине. В фашистской Германии они всеми правдами и
неправдами
подыскивали истинно германских основоположников науки. И в истории
нашей страны
был мрачный период, когда научные и прочие начальники требовали во что
бы то ни
стало находить российских первооткрывателей в каждой области науки и
техники --
от велосипеда до закона сохранения энергии.
В 1937
году именно такой начальник стал руководить издательством, в
котором книга М. П. Бронштейна была подготовлена к выходу. И новому
начальнику
книга решительно не понравилась. Ведь если поверить автору,
замечательный
российский изобретатель работал не в гордом одиночестве, ему помогали,
оказывается, ученые других стран. И уж совсем немыслимо, что два
человека в
разных странах, практически одновременно и независимо друг от друга,
сделали
одно и то же открытие! Ясное дело - один украл у другого. И столь же
ясно, кто
у кого.
Начальник
незамедлительно вызвал к себе автора и потребовал, чтобы книга
была «исправлена». Матвей Петрович вначале попытался объяснить, что
подобные
удивительные совпадения случаются в науке не так уже редко и что они не
так и
удивительны, поскольку все физики изучают одну и ту же природу и читают
одни и
те же статьи. И стал приводить исторические примеры. Если Жансен
и Локьер порознь открыли желтую гелиевую
линию,
почему же Попов и Маркони не могли порознь открыть радиосвязь?!...
Однако
все эти примеры и доводы начальника совершенно не заинтересовали.
Ему надобно было одно: в книге следует написать, что радио изобрел
российский
ученый, в одиночку. Если даже и нет доказательств, настоящий советский
патриот
любой ценой должен отстаивать первенство отечественного ученого. Именно
так и
сказал.
Только
тогда Матвей Петрович понял; дело вовсе не в том, знает ли этот
человек, как развивается наука, -- ведь он во имя «любви к родине»
требует
солгать. Матвеи Петрович встал и заявил, что это патриотизм фашистский
и что
участвовать в изготовлении фальшивок он не намерен. И вышел из
кабинета.
Книгу
уничтожили, в специальной машине тысячекратно изрезали, превратив в
груду бумажных полосок. А через несколько месяцев уничтожили и самого
автора,
казнили в подвале ленинградской тюрьмы. Такое было время.
Сохранялся
только первый, журнальный вариант рассказа об изобретателях
радиотелеграфа. Он и воспроизведен здесь
Рассказы
Бронштейна о науке помогают представить себе главное в жизни
ученого: смелый изобретательный поиск в сотрудничестве с другими,
упорное
напряжение умственных и душевных сил, честное отношение к своему делу.
Так жил
и сам Матвей Петрович Бронштейн.
