ВСПОМИНАЯ УЧИТЕЛЯ
Академик Роальд САГДЕЕВ, профессор Мерилендского университета (США). Фото предоставлены Максимом Давидовичем Франк-Каменецким.
В первый раз я услышал о физике по имени Давид Альбертович Франк-Каменецкий совершенно случайно, не подозревая, насколько судьба в будущем меня с ним свяжет. Это было зимой 1953—1954 годов — я учился на четвёртом курсе физфака МГУ, — почти сразу после переезда университета в новое здание на Ленинских горах. Университет с его потрясающими для того времени возможностями становился местом проведения научных конференций. Интересующиеся студенты могли прочесть на доске объявлений, какие конференции проходят или планируются в будущем.
Я случайно бросил взгляд на программу очередной конференции физиков — уже не помню её названия, — быстро пробежал глазами имена докладчиков и темы докладов, и внимание остановилось на фамилии Франк-Каменецкий. Название его доклада просто бросалось в глаза — оно как бы требовало остановиться и подумать: о чём это? Тема формулировалась примерно так: «Возможность нахождения константы слабого взаимодействия, исходя из данных о Солнце». Для студента-физика константа слабого взаимодействия — это нечто относящееся к ядерной тематике или к физике микромира, а тут вдруг оказывается, что из чисто макроскопических соображений по поведению ближайшей к нам звезды можно её определить. Я запомнил имя докладчика, но потом, как всегда, заела текучка, да и, признаться, на конференции такого рода я ещё, как правило, не ходил — и постепенно забыл, какой экстравагантный доклад планировался на этой конференции.
Я сдавал экзамены теорминимума Ландау и надеялся, что мне со временем удастся попасть ну если не на дипломную работу, то хотя бы в аспирантуру в Институт физических проблем. Однако этим планам не суждено было сбыться: вмешалась большая политика «холодной войны». Меня и ещё нескольких студентов — это было уже в начале пятого курса — вызвали в деканат и сказали, что нам предстоит поехать на дипломную практику в некое заведение с загадочным названием «Приволжская контора». Попытки узнать, что это за место и что за физики будут руководить нашими дипломными работами, оказались тщетными: в ответ только многозначительное молчание и покашливание. Единственная информация, которую нам дали, — инструкции, как добираться: Казанский вокзал, номер поезда и вагона, оказавшегося последним. На каком-то полустанке его отцепили. Наконец, проснувшись утром, мы увидели, что поезд медленно входит в зону, огороженную колючей проволокой. Вот это и была «Приволжская контора».
Конечно, мы догадывались, что нас отправляют в какой-то суперсекретный почтовый ящик, но не имели ни малейшего представления о том, что за люди в нём работают и с кем мы встретимся.
В первый же день в назначенное время мы явились по указанному адресу в центре закрытого города. Название его мы сначала узнали от наших новых друзей, с которыми познакомились в общежитии для молодых специалистов, а затем в теоретическом отделе этой известной тогда лишь ограниченному кругу лиц, а впоследствии ставшей всемирно знаменитой «Приволжской конторы». Это был город Саров, или Арзамас-16, хотя он никакого отношения к настоящему Арзамасу не имеет. Первая встреча с будущими руководителями открыла нам глаза на всё. Это были Андрей Дмитриевич Сахаров, Яков Борисович Зельдович и человек, тема доклада которого меня так поразила год тому назад.
После вступительной беседы, вопросов, которые должны были показать, насколько мы готовы к серьёзной работе, каков у нас фундамент в теоретической физике, произошло почти стихийное распределение между руководителями. Надо сказать, что безо всякой инициативы с моей стороны опять судьба свела меня с Давидом Альбертовичем, на этот раз уже лицом к лицу, поскольку он оказался научным руководителем моей дипломной практики.
Первая же беседа, довольно длительная, с Франк-Каменецким касалась в основном той физической проблематики, которой он занимался, — перенос тепла и энергии излучением, вычисление коэффициента лучистой теплопроводности в очень горячем веществе. Я сразу понял, что это как раз и есть та самая «кухня», где родилась идея связать процессы внутри звёзд, определяемые в первую очередь лучистой теплопроводностью, с константой слабого взаимодействия, которая входит через цепочку термоядерных реакций и распадов. Благодаря этой органической связи и возникла попытка определить константу слабого взаимодействия, чтобы сравнить её с тем, что дают экспериментальные работы по физике микромира.
Давид Альбертович подробно расспрашивал меня о том, чем я занимаюсь, и, естественно, я ему прямо сказал, что нахожусь в процессе сдачи экзаменов теоретического минимума Ландау и что в будущем буду пытаться поступить в аспирантуру. Мой новый ментор с самого начала дал мне понять, что станет полностью поддерживать эти планы.
Он провёл меня в комнату, где работали его сотрудники, мне выделили стол. Интересно, что одним из моих соседей по комнате был Юрий Трутнев, в то время младший научный сотрудник, ныне член Российской академии наук, продолжающий работать там же, в Сарове, — один из ведущих физиков в разработке ядерного оружия. В своих мемуарах Андрей Дмитриевич Сахаров особо упомянул вклад Трутнева в одну из ключевых идей при создании водородной бомбы.
Тем не менее задача, которую поставил передо мной Давид Альбертович в рамках дипломной практики, не имела никакого отношения к военной тематике. Я думаю, что сам он старался постепенно отдалиться от закрытой тематики и найти области применения далеко за пределами оружейной физики. В частности, астрофизика, к которой относилась задача построения моделей звёзд, включая модели Солнца, была в то время одной из наиболее «горячих» областей. Как позднее неоднократно любил говорить Яков Борисович Зельдович, Давид Альбертович первым из «звёзд», работавших по закрытым темам, сумел наряду с оружейной наукой взяться за проблемы открытой мировой науки, показав и Зельдовичу и Сахарову пример, как это надо делать.
Там же, в Сарове, я познакомился и по-дружился со своим сверстником, приехавшим на дипломную практику из МИФИ — Московского инженерно-физического института. Это был Толя, Анатолий Иванович Ларкин, позднее получивший широкое международное признание. В Сарове его непосредственным руководителем стал Андрей Дмитриевич Сахаров. Надо сказать, что тема, которую дали Ларкину, пожалуй, была ближе к закрытой тематике, чем моя.
О студентах, приехавших на дипломную практику, позаботились достаточно хорошо. Нас поместили не в общежитии, а в нормальных квартирах, так что у каждого была своя комната. Зачислили на довольствие, то есть на ставку препараторов пятого разряда, но зарплата была значительно выше, чем та скромная стипендия, которую мы получали в Московском университете.
Так продолжалась моя студенческая практика — регулярное общение с Давидом Альбертовичем, сложности закрытого режима, невозможность свободно выйти за пределы закрытой зоны, которая, кстати, включала кроме города Сарова территорию с довольно красивой природой. Естественно, я не имел возможности ездить на семинары Ландау. Передо мной стояла проблема: из девяти экзаменов минимума мне осталось сдать ещё два. Я как-то посетовал Давиду Альбертовичу на то, что, если не успею сдать все экзамены минимума, то это, возможно, создаст проблему при поступлении в аспирантуру. Давид Альбертович принял разговор близко к сердцу, и не знаю, как ему это удалось, но он добился, что меня дважды отпускали на несколько дней для сдачи экзаменов. Давали мне специальную бумагу с правом выезда за пределы закрытой зоны, и таким образом, я сумел вовремя, до завершения пятого курса, закончить минимум Ландау, за что бесконечно благодарен Давиду Альбертовичу.
Сам Давид Альбертович, по моим тогдашним ощущениям, в то время (в 1955 году) практически отошёл от оружейной тематики. Он работал над тем, что впоследствии легло в основу его книги «Физические процессы внутри звёзд». Это была первая монография в советской научной литературе, посвящённая данной тематике. И для астрономов, и для астрофизиков она стала просто настольной книгой. Те, кто работал в секторе Давида Альбертовича — так называлась лаборатория, — имели возможность читать черновики, над которыми он работал, обсуждать с ним проблемы. Мне особо повезло: тема моей дипломной работы была очень тесно связана именно с этим. В конечном счёте результат моей дипломной работы был опубликован в виде статьи в «Астрономическом журнале» под названием «К теории звёздной непрозрачности». Формулировка моей конкретной задачи весьма тесно связана и с эффектами чисто плазменно-физического характера, с «экранировкой электрических полей взаимодействующих частиц». Давид Альбертович попросил разобраться, насколько такая плазменная экранировка влияет на процессы лучистой теплопроводности. Я тогда ещё не знал, что в недалёком будущем плазма станет полем моей собственной научной работы на многие годы вперёд.
Наступила пора отъезда, дипломную работу я защитил, и мы с Давидом Альбертовичем прощались как хорошие друзья. Было грустно расставаться, но все мои мысли были уже о Москве, о будущей аспирантуре в Институте физических проблем. Приехав в Москву, с ужасом узнал, что совсем недавно Совет министров СССР принял некое закрытое постановление, по которому вся наша группа физиков-теоретиков, выпускников физического факультета МГУ, отправлялась на работу в ещё один суперсекретный почтовый ящик, который должен был вот-вот открыться на Урале. В будущем он получил название Челябинск-70 (сейчас этот «ящик» известен как Всероссийский НИИ технической физики во всё ещё закрытом городе Снежинске).
В отличие от большинства моих сокурсников я уже знал, о чём идёт речь, потому что пребывание в Арзамасе открыло глаза на многое, и понял, что это означало бы конец моих надежд стать физиком-теоретиком, учеником Ландау. Я пошёл ко Льву Давидовичу и рассказал о том, что произошло. Он прислал в комиссию по распределению выпускников письмо, которое, естественно, просто проигнорировали, оно было «побито» более высокой картой: подписью председателя Совета министров. Единственное, что Ландау мог мне посоветовать, — это проявить твёрдость характера и не подписывать бумагу о распределении в расчёте на то, что он тем временем предпримет меры по всем своим возможным каналам, а пока продолжать ходить на его семинары.
Примерно два месяца я оставался в общежитии последним обитателем из студентов нашего курса, все остальные уже разъехались. Почти все студенты, коллеги по группе теоретиков-ядерщиков (около двадцати человек), уехали на Урал. Лишь двоим из нашей группы удалось освободиться от жёсткой разнарядки — отец одного был известным физиком, связанным с подобными закрытыми работами, а за другого вступился отец, занимавший пост первого секретаря одного из обкомов партии.
Прошло два месяца, и во время очередного разговора Ландау мне сказал: «Ну, проблема решена на 80 процентов». Я переспросил: «Что значит на 80 процентов?» Он ответил: «Вы не поедете на Урал, но, к сожалению, не попадёте и ко мне. На самом высоком уровне, при вмешательстве Курчатова, удалось вас освободить от поездки на Урал с условием, что будете работать в институте самого Курчатова. Но вы сможете всегда приходить ко мне на семинары, и мы будем поддерживать самый тесный контакт». Это всё, чего сумел добиться великий Ландау в ту эпоху.
Я принёс свои документы в Курчатовский институт — тогда он назывался ЛИПАН, Лаборатория измерительных приборов Академии наук, хотя, конечно, ни к измерительным приборам, ни к академии он никакого отношения не имел. Теперь он называется Институт атомной энергии имени Курчатова. Как только я стал оформляться на работу, ещё раз с огромной долей неожиданности узнал, что работать буду в качестве молодого специалиста, старшего лаборанта — следующая ступень после препаратора пятого разряда — во вновь создающемся секторе под руководством Давида Альбертовича Франк-Каменецкого. И тогда я всё понял: связка Ландау — Курчатов — Франк-Каменецкий, видимо, с самого начала была включена, и она освободила меня от участия в оружейной физике, которое ждало многих моих сокурсников. Мне также стало понятно, что то, к чему стремился сам Давид Альбертович — уйти из сферы прикладной закрытой тематики и посвятить себя открытой физике, — в конце концов ему удалось. Я думаю, здесь Курчатов сыграл особую роль и помог ему вернуться в Москву из Сарова.
Для меня началась совершенно новая жизнь. Я стал самым первым сотрудником Давида Альбертовича в его новом секторе в ЛИПАНе. Вскоре — буквально не прошло и месяца — появился ещё один молодой специалист — Леонид Иванович Рудаков, который закончил МИФИ в одной группе с Толей Ларкиным. Кстати, Ларкину тоже удалось перевестись из Сарова в Курчатовский институт, но он попал на работу в другой отдел — к выдающемуся советскому физику Аркадию Бенедиктовичу Мигдалу.
Тематика сектора Франк-Каменецкого уже не была связана с «изделиями», но тем не менее на первых порах считалась закрытой. Управляемый термоядерный синтез был ещё наукой за семью печатями, и Давиду Альбертовичу нужно было весь свой маленький коллектив поставить на службу решению этой проблемы. Я с большим интересом не только участвовал в этом процессе, но и стал свидетелем того, как уже совсем не молодой учёный должен был резко поменять свои интересы в физике. За плечами у Давида Альбертовича были крупные научные достижения в области химической физики. Думаю, что в школе академика Н. Н. Семёнова никто не разбирался в проблемах горения и связанных с ним вопросах химической кинетики так, как Д. А. Франк-Каменецкий. Неслучайно его монография «Диффузия и теплопередача в химической кинетике» — классика, написанная более 60 лет назад, — выдержала массу переизданий.
Конечно, существует много общего между управляемым термоядерным синтезом, который мы стремились осуществить в лабораторных условиях, и термоядерным синтезом, который естественным образом протекает внутри звёзд и Солнца. Тем не менее здесь огромную роль играют магнитное поле, магнитная гидродинамика, и Давиду Альбертовичу нужно было в очередной раз освоить совершенно новое научное направление. Нам с Леонидом Рудаковым всё это давалось гораздо легче, потому что мы впервые входили в науку, всё было внове, и только потом я понял, насколько труднее «перезагружаться», переключаться со старой тематики на новую. Давид Альбертович сумел сделать это с честью. Он не стал подключаться к уже выдвинутым идеям, попыткам нагреть плазму до высоких температур и удержать её, а нашёл свой подход, связанный с физикой резонансных явлений, предложив метод нагрева плазмы, основанный на так называемом магнитно-звуковом резонансе. Это примерно тот же акустический резонанс, но объектом и средой, в которой он происходит, должна быть горячая плазма в магнитном поле. Идея состояла в том, что резонанс может быстрее помочь превратить энергию внешнего высокочастотного источника в тепловую энергию плазмы.
Довольно быстро выяснилось, что Курчатов подключил к термоядерной тематике ещё одного сотрудника своего института, в прошлом имевшего отношение к суперсекретной тематике, — Евгения Константиновича Завойского. В своё время он сделал одно из самых выдающихся открытий в физике первой половины XX века: обнаружил электронный парамагнитный резонанс. Этот метод до сих пор — один из наиболее эффективных в изучении свойств вещества и в прикладной физике, и в химии, и в биологии. Затем Завойский (буквально через два-три года после своего открытия) также был «мобилизован» на военную тематику. И, наконец, в 1956 году Курчатов решил освободить его от оружейной тематики и подключить к проблеме термоядерных исследований, пока ещё остававшихся закрытыми.
Здесь я наблюдал и в какой-то степени участвовал в установлении партнёрства, творческого сотрудничества между Давидом Альбертовичем и Евгением Константиновичем. Физика резонанса имеет всё-таки какое-то особое звучание, и поэтому Завойский с энтузиазмом взялся за реализацию идеи Давида Альбертовича — нагрев плазмы на магнитно-звуковом резонансе. Их сотрудничество продолжалось несколько лет, но затем, как это часто бывает в науке, интересы сместились, но Завойский продолжал работать над проблемой высокочастотного нагрева, однако в несколько иной модификации, которая называлась тогда «высокочастотный турбулентный нагрев плазмы». В этих работах большую роль играли сотрудники и ученики Давида Альбертовича, в особенности Леонид Иванович Рудаков.
Широта научных интересов Д. А. Франк-Каменецкого практически отражала его натуру, его вкусы и интересы и вне пределов физики. Они охватывали всё — литературу, поэзию, историю, музыку. Я думаю, что эта энциклопедичность и жажда узнавать новое в самых разных областях делали его человеком, близким к людям эпохи Возрождения.
Мой научный подход сформировался под влиянием школы Ландау, сдачи его теорминимумов, семинаров, на которые я ходил каждую неделю, и, в конце концов, даже моей кандидатской диссертации. С благословения Давида Альбертовича я защищал её на учёном совете Института физпроблем, в который меня ввёл сам Ландау, поговорив с Петром Леонидовичем Капицей, сравнительно недавно вернувшимся из-под домашнего ареста в кабинет директора института. По складу мышления я был скорее физиком-теоретиком более строгого типа, больше полагающимся на математические доказательства, добываемые путём сложных вычислений. Давид Альбертович, напротив, в каком-то смысле был поэтом физики — он шёл от интуиции, от попытки построить очень простую физическую картину явления.
Более формальный, строгий подход, требовавший точных доказательств и выводов, иногда даже сковывал меня. Когда у меня появлялась какая-нибудь интуитивная идея, физически достаточно правдоподобная, но которую я не мог ещё изложить в строгом формате, соответствовавшем стандартам, скажем, семинара Ландау, Давид Альбертович всегда был готов выслушать меня и дать правильный совет. Так, во время одного из майских байдарочных походов в 1956 году у меня появилась идея, использовавшая аналогию с волнами на воде, — идея явления, которое получило впоследствии название «ударные волны без столкновений». После целой серии выдающихся книг Ландау–Лифшица, в одной из которых, самой толстой — «Механика сплошных сред», — даются правильные основы понимания того, что такое ударные волны, трудно было представить себе, что могут быть ударные волны без столкновений. Однако я пришёл к этой идее потому, что логика стандартного подхода в случае высокотемпературной плазмы должна привести именно к такому выводу. Но я боялся заговорить на эту тему и с Ландау, и с другими физиками его школы.
Не без трепета я рассказал о своей идее Давиду Альбертовичу, добавив, что пока ещё очень далёк от того, чтобы доказать математически свои выводы, как этого требуют сложившиеся «стандарты» приемлемости в теоретической физике. Давид Альбертович задал мне несколько вопросов, затем мы с ним обсудили качественные стороны, без математики, и он меня буквально за руку повёл на небольшую конференцию астрономов и астрофизиков в Москве, сказав: «Вы обязательно должны об этом рассказать». Так мой первый доклад на эту тему, пока ещё в виде гипотезы, был сделан на Всесоюзном совещании по космогонии. Если бы не Давид Альбертович, я, возможно, продолжал бы пытаться построить строгую теорию, что — как показало последующее развитие этой темы, в том числе и мои попытки, — а я должен сказать без ложной скромности, что считаю себя одним из лидеров в этой области науки, — заняло бы несколько лет, и я мог бы потерять приоритет. В этом году, кстати, в Сан-Франциско на ежегодной конференции Американского геофизического общества проводится специальный симпозиум «Пятьдесят лет бесстолкновительных ударных волн». И я бесконечно благодарен Давиду Альбертовичу за то, что он меня тогда буквально вытолкнул на трибуну совещания: неизвестно, сколько бы ещё времени я набирался храбрости опубликовать эту работу.
После моей женитьбы, посчитав неудобным продолжать работать в лаборатории своего тестя, я пришёл к Франк-Каменецкому и сказал: «Давид Альбертович, мне кажется, что было бы правильно перейти в другую лабораторию», и мы очень спокойно всё обсудили. В то время не было барьера между секторами Давида Альбертовича и Михаила Александровича Леонтовича, сотрудники которого сидели в соседних комнатах, и мы вместе пошли к Леонтовичу и изложили ему суть проблемы. Таким образом, я формально оказался сотрудником Михаила Александровича, хотя продолжал поддерживать постоянные контакты с Давидом Альбертовичем. Я хотел бы отметить, что эти два человека, оставившие большой след в науке и служившие нам образцом необыкновенной человеческой порядочности, относились один к другому с огромным уважением. Между ними никогда не было никакой ревности, поэтому неудивительно, что у сотрудников Давида Альбертовича, вроде меня и Леонида Ивановича Рудакова, было много общих работ с учениками Леонтовича, из которых я плодотворно сотрудничал с Виталием Дмитриевичем Шафрановым.
Широта и энциклопедичность знаний Давида Альбертовича Франк-Каменецкого проявлялись и в его подходе к физике плазмы. Он был первым, кто вышел за пределы чистой высокотемпературной плазмы, нужной для управляемого термоядерного реактора. Он говорил о совершенно разных областях будущего применения физики плазмы — это и плазма в экстремальных состояниях вещества, в первые секунды и минуты после Большого взрыва, и плазменные процессы в сверхплотных средах. В своей замечательной научно-популярной книге «Плазма — четвёртое состояние вещества» он как раз и говорит о многообразии форм и состояний плазмы. Эта удивительная книга в течение полувека выдержала множество переизданий. Никто из корифеев плазменной науки не смог даже приблизиться к такой степени передачи сложной физики простым и очень увлекательным языком. Когда-то Давид Альбертович придумал слово «эпиплазма», чтобы показать совершенно иные варианты использования плазменной физики. Примером эпиплазмы может служить плазма, состоящая только из электронов и позитронов. Теперь астрономы утверждают, что так называемые «галактические джеты» — струи вещества, вырывающиеся из центров галактик, связанные своим происхождением с чёрными дырами, — в ряде случаев можно идентифицировать как струи такой эпиплазмы. Или, скажем, сверхплотная глюонная плазма, о которой теперь смело говорят физики-ядерщики, изучающие процесс столкновения тяжёлых ядер при очень больших энергиях, какие достигаются, например, в знаменитом ускорителе тяжёлых ядер в Брукхейвене (США).
Я думаю, что необыкновенная интеллектуальная раскрепощённость, свобода мысли позволяли Давиду Альбертовичу думать и говорить в таких категориях, которые некоторым «пуристам» теоретической физики показались бы преждевременными и математически не подтверждёнными. Научные интересы Давида Альбертовича выходили не только за рамки плазмы и астрофизики, но и вообще физики. Он интересовался биологией и высокочастотные методы разрабатывал с точки зрения воздействия микроволновых полей на биологическую среду, на организмы. Здесь у него тоже были свои коллеги, ученики и публикации.
У Давида Альбертовича была порази-тельная поэтическая память — в разговорах вне науки он мог на память читать стихи Пастернака, русских поэтов, поэтов начала XX века, ранних советских поэтов... Я не знаю другого человека, у которого была бы такая уникальная память.
Его английский язык не мог не удивлять — я даже не представляю, откуда он этот язык знал, человек, который при полной закрытости его области науки не мог и мечтать о поездке за границу. В Курчатовском институте он был наилучшим переводчиком, и, когда в конце пятидесятых годов нашу тематику стали открывать и на семинарах появились зарубежные исследователи, он всегда становился рядом с докладчиком и переводил. Позднее я понял, что он просто читал западную художественную литературу на английском языке. Я до сих пор помню разговор об американской литературе того времени: он почти всё знал, следил за новыми свежими именами и читал произведения в подлиннике, а не в переводе.
Неудивительно, что его книга «Физические процессы внутри звёзд» получила резонанс и за границей. Давид Альбертович переписывался со знаменитым американским ядерным астрофизиком Фаулером, который впоследствии получил Нобелевскую премию, и я помню, с каким интересом и уважением к нему всегда относился профессор Фаулер.
Неуёмная, ненасытная жажда узнать что-то новое — будь то из области науки или из области литературы — эта жажда распространялась на всё. Хочу закончить свои воспоминания забавным, но весьма характерным для Давида Альбертовича эпизодом. Мне довелось летом 1958 года впервые попасть на международную конференцию — это была Вторая женевская конференция по мирному использованию атомной энергии. Я был членом огромной делегации — человек в двести. Будучи в Женеве, случайно в каком-то магазинчике увидел компактный пистолет — настоящий «Вальтер», который можно было купить свободно. Отличие его от огнестрельного оружия заключалось в том, что это был стартовый пистолет, который, кроме того, мог заряжаться патронами со слезоточивым газом. Я был мальчишка, мне стало любопытно, и я решил привезти игрушку в Москву. Думаю, сейчас это было бы невозможно, а тогда не возбранялось, никто не проверял чемодан. Я, естественно, пришёл с пистолетом на работу и показал его Давиду Альбертовичу. Давид Альбертович был настолько любознателен и любопытен, что захотел на себе испытать действие слезоточивого газа, и я с ужасом смотрел на то, что происходит. После выстрела он сразу побежал промывать глаза, что у него заняло минут десять—пятнадцать, а затем он нам подробно рассказал про свои ощущения в ходе этого познавательного, но рискованного эксперимента.
Читайте в любое время
