Нельзя сказать, что судьба Андрея Дмитриевича Сахарова как ученого-физика сложилась удачно. 20 лет своей творческой активности (1948-1968 гг.) он, движимый патриотическим чувством долга, посвятил конструированию ядерного оружия, восстановлению стратегического равновесия СССР и США. В "Воспоминаниях"[1] (Часть I, гл. 6) Андрей Дмитриевич дал описание своих мотивов участия в этой деятельности:

"Я не мог не сознавать, какими страшными, нечеловеческими делами мы занимались. Но только что окончилась война - тоже нечеловеческое дело. Я не был солдатом в той войне - но чувствовал себя солдатом этой, научно-технической. (Курчатов иногда говорил: мы солдаты - и это была не только фраза.) Со временем мы узнали или сами додумались до таких понятий, как стратегическое равновесие, взаимное термоядерное устрашение и т.п. ... Тогда мы ощущали все это скорей на эмоциональном уровне. ... Это действительно была психология войны. ... Сегодня термоядерное оружие ни разу не применялось против людей на войне. Моя самая страстная мечта (глубже чего-либо еще) - чтобы это никогда не произошло, чтобы термоядерное оружие сдерживало войну, но никогда не применялось".

С таким же чувством провиденциальности их миссии работали тогда и мой отец, и другие ученые-атомщики - пионеры советского ядерного проекта. Я подробно говорил об этом в своем обзорном докладе "Андрей Сахаров как физик во всех сферах своей деятельности"[2] на мемориальной сессии Четвертой Международной Сахаровской конференции по физике в ФИАНе (18-23 мая 2009 г.).

А после отстранения Сахарова от секретной тематики он еще 21 год (1968-1989 гг.), также следуя нравственному долгу, посвятил борьбе за ядерное разоружение, за соблюдение прав человека, устранению угрозы самоуничтожения человечества в термоядерной войне. При этом он боготворил теоретическую физику, "чистую" науку, на занятия которой в указанных обстоятельствах времени всегда не хватало. "Когда Вы займетесь наукой ?", - спросил я его в бурный общественно-политический период конца 1980-х после возвращения из ссылки. "Когда меня снова сошлют в Горький", - ответил Андрей Дмитриевич, улыбнувшись. Но и в Горьком, где свободного времени было больше, тоже было немало помех. Многоплановую картину этой жизни дает увидевшее свет в 2006 году уникальное издание - подготовленные к печати Еленой Боннэр "Дневники" Сахарова. Есть там и поистине трагические страницы, где Андрей Дмитриевич пишет о своих занятиях наукой (запись 4 мая 1986 г.):

"Бегло просматривая много статей, отбирал те, которые надо попытаться понять (некоторые из них я уже много раз пытался понять). К сожалению, надо признать, что я уже не в силах освоить всю супернауку на должном уровне" [здесь и далее подчеркнуто А.Д. Сахаровым, "супернаука" - теория суперсимметрии и суперструн - Б.А.]. За 5 месяцев, имея все статьи перед собой, я этого не смог. Конечно, у меня нет некоторых исходных статей, но не это главное. Главное в том, что я очень многое упустил, начиная с 1948 года. А в 1969 г., попав опять в ФИАН, я не занимался наукой с должной последовательностью. Многое меня отвлекало. Семинары посещал только вторничные, а реально заниматься современной физикой (калибровочными полями, квантовой теорией поля вообще, новой космологией, особенно суперсимметрией) - не занимался и не мог. Фактически только в Горьком у меня появилась такая возможность, но всё ещё многое отвлекало (в особенности последние годы, но и раньше), а главное - сил и свежести ума уже мало. Надо сказать, что и в молодости - в 40-е годы - мне тоже была трудна теория поля - тогда еще в очень ребяческом состоянии. А что с ней сделали десятки острых умов за эти 40 лет! Чудеса и только. Особенно сильно я это почувствовал в последние месяцы. Конечно, это я переживу, как человек, психически вполне устойчивый, счастливый в личной жизни, достаточно самокритичный и готовый в принципе довольствоваться тем, что сделано. Но в каком-то плане это все же для меня огромная (интеллектуальная) трагедия !!! Постараюсь все же что-то делать "на обочине", то, что в моих скудеющих силах. Да, мне надо много воли и мужества. Надо смотреть в глаза фактам и надо работать. Не разбрасываться и доводить дело до конца." [3]

А одно из "чудес Сахарова" состоит в том, что практически все, полученные им "на обочине" (если воспользоваться его же выражением из вышеприведенной цитаты), научные результаты получили дальнейшее развитие, а некоторые являются классическими.

Первые обзорные публикации научных трудов Сахарова - статьи Ю.А. Гольфанда и автора этой заметки в юбилейном "Сахаровском сборнике" 1981 года[4] и в изданном, также к 60-летнем его юбилею, собрании[5], включающем написанный Сахаровым автореферат его работ. Необходимо также назвать юбилейный (посмертный - к 70-летию Сахарова) выпуск журнала "Успехи физических наук" мая 1991 года[6], подготовленное в Отделении теоретической физики Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) и изданное в 1996 году полное собрание научных трудов Сахарова[7] и составленный Архивом Сахарова в Москве "Библиографический справочник"[8]. Разумеется, научное наследие Сахарова активно обсуждалось на четырех (1991, 1996, 2002, 2009 гг.) Международных Cахаровских конференциях по физике, организованных и проходивших в ФИАНе.

В предисловии к полному собранию научных трудов Сахарова (см. сноску 7, стр. 6) говорится:

"Сахаров был одним из крупнейших ученых нашего времени, оставившим яркий след во многих областях физики и смежных научных и технических дисциплин. Им основан целый ряд направлений, испытавших бурное развитие и лежащих сегодня в центре внимания науки, таких, например, как пути мирного использования энергии ядерного синтеза или проблема барионной асимметрии Вселенной. Он стоял у истоков новой, находящейся на стыке физики микромира и космологии области науки - космомикрофизики. Поэтому работы Сахарова продолжают вызывать живой интерес, далеко выходящий за рамки истории физики и техники второй половины XX века".

Основные темы своей научной деятельности Сахаров обозначил сам в составленном им специально для "Сахаровского сборника" 1981 года "Списке научных трудов". Включил он в этот список и свои любительские задачи, что, конечно, было шуткой, поскольку "научным трудом" они не являются. Но Андрей Дмитриевич любил шутку и очень любил всякие задачи на сообразительность - и решать чужие, и придумывать собственные. Замечательна задача Сахарова "О галошах", придуманная им в 50-е годы в период его частых полетов из Москвы на объект (сноска 7, стр. 505). Или вот выдержка из его письма из Горького в Москву 21 января 1986 г. друзьям Леониду Литинскому и Инне Кагановой:

"А вот для Маши [дочка адресатов - Б.А.], благо она в мат. кружке, придуманная мной задача (хочу послать в "Квант"). Рассеянный часовщик по ошибке укрепил на циферблате часов две стрелки одинаковой длины. Обычно это не приводит к путанице; например, конфигурация (циферблат, 3 часа) - явно 3 часа. Но при некоторых конфигурациях неизвестно, какая стрелка часовая, а какая - минутная. Найти эти конфигурации. Сколько их?"[9].

В письме от 20 марта 2006 года он приводит еще несколько придуманных им задач (о мыльной пленке, о соревновании по последовательному разбиванию яиц...) и с явным удовольствием дает решение присланной ему Лёней Литинским хитроумной задачки о возрасте трех сыновей [10].

Я имел счастье общаться с Андреем Дмитриевичем лично в течение 20 лет, начиная с 1968 года, когда он согласился оппонировать мою кандидатскую диссертацию по общей теории относительности. Суммируя, могу утверждать, что разговаривать с ним было интересно, это всегда было по существу. Эпистолярное общение продолжалось и в годы его ссылки. Вот, например, касающиеся физики выдержки из писем 1982, 1983 и 1986 гг.:

"Дорогой Боря! Не успел я написать тебе, что я думаю и советую по поводу твоей ситуации, как она рисовалась 2 месяца назад, как все повернулось вверх дном! Есть от чего закружиться голове. Тем более, что все это происходит в дупле зуба динозавра, как ты правильно пишешь... А что касается науки, то сейчас (как впрочем и всегда) - необычайно интересные времена. "Блажен, кто посетил сей мир..." Соединение супергравитации и GUT [13] [Возникшая в 1979 году т.н. Теория великого объединения - Great Unification Theory (GUT), в которой последовательно была реализована гипотеза Сахарова 1967 года о возможной нестабильности протона - Б.А.], составные модели кварков, лептонов и глюонов, бум в космологии... Относительно космологических идей экспоненциальной начальной фазы. (С усовершенствованием Линде или без оного.) Я пока отношусь к ним настороженно (может, старость?). Мне непонятно, как, начиная с гигантской космологической постоянной, получить в современном вакууме ноль. И главное - мне не хочется отказываться от многолистной модели. Ну, ладно, подождем. Будущее покажет, кто прав, покажет всем нам и многое другое. К счастью, будущее непредсказуемо, а также (в силу квантовых эффектов) - и не определено. 10/V-1982 г. С наилучшими пожеланиями, А.C.".

"Что касается компактификации [22] (гипотеза о существовании дополнительных компактных, очень маленьких по объему измерений пространства - Б.А.), то эта надежда стала теперь безумно модной. Я получил несколько оттисков на эту тему из разных источников, в том числе статью С. Вейнберга (это препринт Техасского университета, поэтому не даю ссылки, достать ее в библиотеке вряд ли можно, потом надеюсь прислать). Что касается меня, то у меня возникла мысль, что, возможно, радиус компактификации устанавливается на некотором постоянном значении с учетом квантовых эффектов, подобно радиусу атома водорода. Как решается проблема лямбда-члена (название "тяжелой" энергии вакуума, нулевое, либо, как было недавно установлено в астрофизических наблюдениях, - экстремально малое, значение которой, - одна из главных загадок современной физики. - Б.А.), я, конечно, не знаю (суперсимметрия?)... 25 июня 83 г.".

"... Мне очень радостно, что ты в курсе, в русле великих событий нашего времени - суперструн, Калуца-Клейна и т.п. Я с очень большим трудом стараюсь войти в курс этих дел - и восприимчивость уже не та, и пробелы в образовании ужасные, и авторы, торопясь "застолбить идею", пишут в расчете на читателя, который сам работает в этой области и знает все, кроме данной статьи. Раньше писали не так (хочется сказать - в наше время - но на самом деле что такое наше время?). Мне кажется, что работы Полякова по струне и последующие работы Фрадкина и Цейтлина очень важны, но многое по неграмотности мне не ясно... 6 января 86 г.".

"...О науке. Спасибо за консультацию у Фрадкина и Цейтлина. Я тогда знал меньше, чем сейчас, но и сейчас знаю крайне недостаточно... 9 марта 86 г.".

Цитировать Сахарова всегда приятно, в том, что он говорит, всегда есть вертикаль, масштаб, выход за рамки конкретной обсуждаемой темы:

"необычайно интересные времена", "великие события нашего времени", "на самом деле, что такое наше время?", "Будущее покажет, кто прав, покажет всем нам и многое другое. К счастью, будущее непредсказуемо, а также (в силу квантовых эффектов) - и не определено".

В последней цитате весь Сахаров: предсказывать будущее - пустое дело, а будет оно таким, каким мы сами его сделаем. Случится или не случится национальная катастрофа - преждевременная гибель Пушкина[11], выживет ли человечество или сгорит в самодельном термоядерном огне - возможность реализации того или иного варианта критическим образом зависит от наших действий или нашего бездействия сегодня. У Арсения Тарковского есть такие строки: "Грядущее свершается сейчас / И если я приподнимаю руку / Все пять лучей останутся у вас". Сахаров в каждый момент чувствовал свою ответственность за это будущее и действовал в соответствии с этой ответственностью. "Если не я, то кто?" - это сказано и про него.

А как неравнодушно, с эмоциональной наполненностью говорит он о физике. Елена Георгиевна вспоминала, что как-то в 1970-х в Жуковке они прогуливались вечером под звездным небом. И Андрей Дмитриевич говорит ей: "Знаешь, что у меня самое любимое?". И сам ответил: "Реликтовое излучение" (обнаруженное в 1965 году равномерно заполняющее всю Вселенную электромагнитное излучение миллиметрового диапазона - реликт давнего горячего состояния Вселенной, доказывающий справедливость теории "Большого взрыва"). А сравнительно недавно интервьюер попросил Елену Боннэр охарактеризовать Сахарова одним словом, и она ответила чистую правду: "Он был физик".

Прежде чем представить сферу научных интересов Сахарова и его научную деятельность, уместно сказать о нем как ученом, мыслителе и человеке, умеющем воплощать в жизнь свои замыслы. Об этом немало в его собственных воспоминаниях, воспоминаниях друзей и коллег, в работах о нем[12]. В целом метод Сахарова в науке, в конструировании ядерных зарядов, в защите прав человека, в формировании новой системы международной безопасности был один и тот же: во всех случаях он оставался человеком точных наук, физиком, конструктором-разработчиком. Результатом усилий могли быть точные цифры в конце насыщенной формулами статьи либо освобождение из заключения узника совести - во всех случаях это был результат определенного "научного исследования", тогда как особый способ мышления Сахарова предлагал совершенно неожиданные шаги к решению проблемы, зачастую не понимаемые современниками и даже многих шокирующие. Я часто слышал от него фразу "Нереализованная идея - еще не идея". Чтобы реализовать идею, довести дело до конца нужно еще сто дополнительных идей и много работать, "Не разбрасываться и доводить дело до конца", - слова в конце приведенной выше цитаты Сахарова из его "Дневников".

О важнейшем свойстве ментальности Сахарова ёмко сказал его учитель Игорь Евгеньевич Тамм:

"У него (Сахарова) есть прекрасное свойство. К любому явлению он подходит заново, даже если оно было двадцать раз исследовано и природа его двадцать раз установлена. Сахаров рассматривает все, как если бы перед ним был чистый лист бумаги, и, благодаря этому, делает поразительные открытия"[13].

Вот эта диалектика зримо проявлялась в стиле его общения, беседы. Андрей Дмитриевич почти никогда не спорил, но, слушая собеседника, как бы заново, "с чистого листа", переосмысливал свои позиции с единственной целью лучшего уяснения истины. Удивительно точно написал об этом Бенедикт Сарнов под впечатлением встречи с Сахаровым:

"Заглянул я однажды вечером на огонек к Саше Галичу. Он был тогда уже в сильной опале, старые друзья и приятели постепенно отдалились, но появились новые. Я был - из новых. Из новых был и сидевший в тот вечер у Саши Семен Израилевич Липкин. Они были соседи, жили в одном подъезде, но сблизились и даже подружились совсем недавно... Мы сидели вчетвером (с нами была еще Сашина жена - Нюша) и пили чай. И вдруг - нежданно-негаданно - явился еще один гость. Это был Сахаров. Он вошел с холода, потирая руки, поздоровался, присел к столу. Нюша налила ему чаю. Внимательно оглядев собравшихся, он спросил: "Ну, что нового?" Кто-то из нас сказал, что никаких особых новостей нет. Вот разве только то, что израильтяне опять бомбили Ливан. Лицо Андрея Дмитриевича сморщилось, как от боли. "Ох! - прямо-таки вырвалось у него. - Зачем это они!". "А что им делать? - сказал я. - Вы можете предложить им какой-то другой вариант?". Андрей Дмитриевич не успел ответить: раздался тихий голос Семена Израилевича Липкина. "Я, - сказал он, - могу предложить другой вариант... Вернее, - он тут же уточнил, - я могу сказать, что бы сделал на их месте". Все мы вопросительно на него уставились. "Я бы, - спокойно продолжил он в мгновенно наступившей тишине, - взял Дамаск".

"Ну, сейчас он ему даст!" - подумал я, предвкушая немедленную реакцию Андрея Дмитриевича. Если даже известие о том, что израильтяне в очередной раз бомбили Ливан, заставило его так болезненно сморщиться, легко можно было представить, как он отреагирует на это безмятежное предложение начать новый виток кровавой арабо-израильской войны.

Но Андрей Дмитриевич не спешил с ответом. Он задумался. Сперва мне показалось, что он подыскивает слова, стараясь не обидеть собеседника чрезмерной резкостью. Но потом я увидел, что он всерьез рассматривает "безумную" идею Семена Израилевича, как-то там проворачивает ее в своем мозгу, взвешивает все возможные последствия ее осуществления. И только покончив с этой работой, тщательно рассчитав все "за" и "против", он наконец ответил. Но этот его ответ был совсем не тот, которого я ожидал, который подсознательно считал даже единственно возможным. "Что ж, - спокойно сказал он. - Пожалуй, в сегодняшней ситуации это и в самом деле был бы наилучший вариант".

Это был шок. Шоком тут была не столько даже поразившая меня неожиданность ответа, не столько несовпадение вывода, к которому он пришел, с тем, которого я ожидал, в котором не сомневался. Гораздо больше тут поразило меня совсем другое. Такого человека я в своей жизни еще не встречал. Все люди, которых я знал, с которыми мне приходилось общаться, вели себя в подобных ситуациях совершенно иначе. Я уж не говорю о себе... А тут передо мною сидел человек, для которого просто не существовало мнения, которое не нуждалось бы в том, чтобы рассмотреть его самым тщательным образом. Он считал для себя обязательным внимательно вдуматься в любую мысль, кем бы она ни была высказана и какой бы безумной или даже глупой она ни казалась. Я сказал, что он считал это для себя обязательным. Да нет! Он просто не умел иначе. Это было органическое свойство его личности, его человеческой природы."[14].

Одну из своих статей о Сахарове я назвал "Способность считать до двух" - так сказать, видеть сразу две стороны медали. Специфический холизм мышления Сахарова отмечали многие его коллеги. Он действительно видел рассматриваемую проблему "в целом", во всей ее сложности, с учетом всевозможных деталей и, что наиболее существенно, в динамике. Логическая картина возникала сразу и с ожидаемым ответом в конце. И всё это, включая действия уже совершенные или только планируемые, обдумывалось и переосмысливалось снова и снова.

Почему я говорю об уникальности способности "считать до двух"? Потому что мало кто это умеет, обладание такими "внутренними зеркалами" - талант редкий. Действительно, половину XX века половина человечества восхищалась советским социализмом с его идеями социальной справедливости, не будучи способна заметить террор, ГУЛАГ, государственное крепостничество в деревне и т.п. Идея конвергенции, выдвинутая Сахаровым в 1968 г., хотя, возможно, и весьма спорная сама по себе, была многими и многими воспринята со вздохом облегчения. Недаром этот его Меморандум был издан на Западе общим тиражом около 20 миллионов экземпляров.

Еще пример сахаровской диалектики. Огромные слои влиятельной западной интеллектуальной научной элиты были вовлечены в борьбу за ядерное разоружение, требуя этого, в первую очередь, от правительств своих стран (и, правда, - возражать против борьбы за мир было бы нелепо, мир лучше войны, мир это высшая гуманистическая ценность). Но на практике, к сожалению, в какой-то мере эта деятельность "подталкивала" человечество ближе к краю термоядерной пропасти, поскольку "элита" не видела другой стороны медали - агрессивности сверхмилитаризованного закрытого советского общества и значит необходимости для Запада (именно ради сохранения мира) быть достаточно сильным, т.е. вооружаться. Сахаров с уважением относился к гуманистическим мотивам "миротворческих" усилий этих своих западных коллег, но жестко критиковал их односторонность. (Здесь, отвлекаясь от логического строя повествования, считаю своим долгом подчеркнуть, что было немало и других ученых на Западе - тех, кто не "играл в политику", а просто делал все возможное, чтобы облегчить судьбу преследуемых за убеждения советских коллег. Один из этих замечательных людей - основатель Комитета SOS (Sakharov, Orlov, Scharansky) Моррис Припстейн (Berkeley Lab) был удостоен в 2010 году Премии имени Сахарова.[15])

А.Д.Сахаров сознавал недопустимо высокий уровень риска также и потому, что знал, какого типа люди фактически контролируют ядерную кнопку СССР, понимал практически полную оторванность от реальности обитателей этого советского Олимпа. В книге "О стране и мире", опубликованной на Западе в 1975 г., он, предупреждая об опасности обсуждавшегося в то время соглашения Брежнева-Никсона о создании системы ограниченной противоракетной обороны (предполагалось создание "антиракетных щитов" для двух главных городов в США и соответственно в СССР), пишет, что такая система может позволить обезопасившим лично себя советским бюрократам начать Третью мировую войну, соблазнившись преимуществом первого ядерного удара.

Его голос звучал даже из горьковской ссылки, когда он в 1983 г. в "Ответе Сиднею Дреллу" поддержал т.н. "двойное решение" НАТО (размещение в Европе ракет средней дальности, как ответ на аналогичные советские ракеты СС-20, нацеленные на европейские города) и выделение Конгрессом США средств на строительство новых шахтных ракет МХ. "Запад на этих переговорах должен иметь что отдавать! Насколько трудно вести переговоры, имея "слабину", показывает опять история с "евроракетами"...", - терпеливо объяснял Сахаров своим западным коллегам (и не только им) некоторые азбучные истины. Разумеется, это его заявление вызвало самую жесткую реакцию советских властей; тогда западные коллеги встали на защиту Сахарова, независимо от того, какова была их личная позиция по вопросу о ракетах. Результатом такой диалектики явилось чудо "перестройки", позитивный сдвиг в переговорах Рейгана-Горбачева, прогулка Рейгана по Красной Площади в Москве и начало спасительного процесса уничтожения стратегических ядерных вооружений. Таким образом, на этот раз человечество избежало "падения в пропасть", хотя, по сути, было на волосок от гибели. Сахаров ясно сознавал реальность такого страшного развития событий и делал всё от него зависящее, чтобы повлиять на это "развитие" и предотвратить беду.

Однако для создания более безопасной системы международных отношений необходимо было преодолеть инерцию гигантской бюрократической системы, что составляло задачу огромной сложности. Первым "кирпичиком" (или так сказать "первой формулой") в деле преобразования мира к более безопасному состоянию, очевидно, должно было стать решение задачи "слышимости" - сделать так, чтобы те, там наверху, те, от кого зависит принятие решений услышали тебя, обратили внимание на твои предложения. Одним из зримых "чудес света" является тот факт, что в течение четверти века голос Сахарова проникал на высшие политические уровни СССР и других стран, его мнения - всего лишь мнения независимого эксперта - внимательно анализировались, его взгляды и поступки учитывались при принятии стратегически важных решений. "Вы находитесь на верхнем этаже власти", - заметил Л.В. Альтшулер, когда он посетил Сахарова 10 января 1987 г. вскоре после возвращения Андрея Дмитриевича и Елены Георгиевны из ссылки и когда Горбачев привлек Сахарова к важным переговорам по разоружению. И Андрей Дмитриевич немедленно отреагировал на это замечание: "Я не на верхнем этаже. Я рядом с верхним этажом, по ту сторону окна". Эта метафора Сахарова является математически точной.

Еще одна удивительная сторона ментальности Сахарова, конечно, тесно связанная с указанной выше способностью непрерывно обдумывать всё как бы заново, может быть названа "постоянное ощущение возможности собственной ошибки". Вот как он сам говорит об этом:

"Свои выступления по общим вопросам я считаю дискуссионными, склонен подвергать многие мысли и мнения сомнению и уточнению. Мне близка позиция Колаковского, который в своей книге "Похвала непоследовательности" пишет": "Непоследовательность - это просто тайное сознание противоречивости мира... Это постоянное ощущение возможности собственной ошибки, а если не своей ошибки, то возможной правоты противника". Но мне всё же хотелось бы, - продолжает Сахаров, - заменить слово "непоследовательность" каким-то другим, отражающим также и то, что развитие личности и социального сознания должно соединять в себе самокритическую динамичность с наличием неких ценностных "инвариантов"... Я не профессиональный политик и, быть может, поэтому меня всегда мучают вопросы целесообразности и конечного результата моих действий. Я склонен думать, что лишь моральные критерии в сочетании с непредвзятостью мысли могут явиться каким-то компасом в этих сложных и противоречивых проблемах" [16].

И точно также в физике. Вскоре после возвращения Сахарова в ФИАН в 1969 году на еженедельном вторничном "таммовском" семинаре (Игорь Евгеньевич был уже тяжело болен и семинар вел Е.Л. Фейнберг) произошел эпизод, о котором его свидетели - сотрудники Теоротдела даже много лет спустя говорили мне с большим удивлением. Е.Л. Фейнберг пишет об этом в своих воспоминаниях[17]. Сахаров докладывал о своих новых результатах в развитии работы 1967 г. о "нулевом лагранжиане" (или "индуцированной гравитации"). А на семинарах в Теоротделе принято свободно перебивать докладчика, постоянно задавать вопросы, вступать в дискуссию, как говорится, "вцепляться". Причем это никогда не переходит на личности, все одержимы только сутью вопроса. Так вот во время доклада Сахарова молодой стажер Игорь Баталин, только что закончивший университет и уже усвоивший нравы Теоротдела, стал резко и даже агрессивно критиковать докладчика, спорить с ним, и в каких-то пунктах критика эта была по существу. Как я уже сказал, такая ситуация во время доклада - дело для Теоротдела привычное. А вот то, что произошло после семинара, было очень даже необычно: Андрей Дмитриевич попросил Игоря задержаться, и они очень долго беседовали, знаменитый Академик старался вникнуть в суть критических замечаний вчерашнего студента.

Особое свойство мышления Сахарова - видеть проблему в целом, опуская промежуточные этапы рассуждений, ответственно, по-видимому, за то, что его в относительно молодые годы очень трудно было понимать. Об этом говорят многие. Михаил Львович Левин вспоминает, что позже, в 50-е годы ситуация изменилась кардинально и при разговоре с Андреем Дмитриевичем он вдруг осознал

"что манера изложения Андрея не имеет ничего общего с той старой, довоенной. Все было логично, последовательно, систематично, без столь характерных для молодого Сахарова спонтанных скачков мысли. Я подивился вслух такой перемене. "Жизнь заставила, - ответил Андрей. - Чтобы добиться того, что я хотел, надо было многое объяснять и нашему брату физику, и исполнителям всех мастей, и, может быть, самое трудное, генералам разных родов войск. Пришлось научиться"[18].

А в молодые годы характерная для людей талантливых и гениальных погруженность в себя приводила к курьезам. Ирина Александровна Фомина, бывшая почти 50 лет секретарем кафедры В.А. Фабриканта в МЭИ, рассказывала в 2005 году, что в 1947 году, когда 26-летний Сахаров читал у них лекции, поступила жалоба от студентов, что ничего не понятно. И ее послали посмотреть, что же там происходит. Картина была следующая: Андрей Дмитриевич, объясняя, писал на доске формулы, потом, когда вся поверхность доски оказалась занята, он присел и продолжил, объясняя, писать формулы на стене под доской. Когда это стало совсем неудобно, он взял стул, положил на него газету, встал и стал писать формулы на стене над доской. Советы аудитории взять тряпку он не слышал. Тогда Ирина Александровна подошла и вложила тряпку ему в руку. Сахаров, не прекращая объяснений, механически взял тряпку, слез со стула, стер часть формул и продолжил лекцию уже теперь с использованием доски.

В то время Сахаров написал кандидатскую диссертацию "Теория ядерных переходов типа 0->0", которая, будучи рассекречена в начале 90-х вызвала серьезный интерес известного физика Р.Г. Далитца. Далитц знал о диссертации по упоминаниям в известных ему работах Сахарова ("Взаимодействие электрона и позитрона при рождении пар", ЖЭТФ, 1948; "О реакциях, вызываемых мю-мезонами в водороде", ЖЭТФ, 1957, совместно с Я.Б. Зельдовичем), а прочитал ее, когда мы прислали ему копию при подготовке в ФИАНе Собрания трудов Сахарова.

Подробнее о сахаровских научных работах я расскажу ниже, но прежде остановлюсь на двух важнейших в его жизни и органично взаимосвязанных сферах научной, а также общественной, деятельности: конструкция ядерных боеприпасов и борьба за прекращение ядерных испытаний.

Конструкция ядерных боеприпасов.

Созданная в "Арзамасе-16" Сахаровым и коллегами (В.Б. Адамский, Ю.Н. Бабаев, Ю.Н. Смирнов, Ю.А. Трутнев) самая мощная в истории человечества (50-Мегатонная, оценочно это 25% от энергии, выделившейся при извержении вулкана Крокатау в 1883 г.) водородная бомба была взорвана над "Новой Землей" 30 октября 1961 г. Ее разные названия: "Царь бомба", "Большой Иван", "Кузькина мать" (цитируя Н.С. Хрущева). Длина конструкции - 8 метров, ширина - 2,1 м., вес - 27 тонн. Наглядное представление о мощности этих устройств дают параметры другого взрыва 15 января 1965 г. - первого в истории использования водородной бомбы в мирных целях для создания в Казахстане искусственного озера Чаган. Мощность этой бомбы 140 кт (в 350 раз меньше, чем "Большого Ивана"), взорвана она была в скважине на глубине 175 метров, при этом в результате взрыва 10,3 млн. тонн грунта были выброшены на высоту 950 метров, и образовалась воронка диаметром до 500 м и глубиной 90 м.; этот термоядерный заряд внешне представлял собой контейнер диаметром 86 сантиметров и длиной 3 метра (ru.wikipedia.org/wiki/ Проект_"Чаган"). Взрыв был произведен под землей, т.к. в это время уже действовал инициированный Сахаровым Договор о запрете ядерных испытаний в трех средах 1963 года. А в 1996 г. был заключен договор о запрете и подземных испытаний. Тем не менее, развитие ядерного оружия продолжается. О России по причине секретности в этом плане мало что известно; в США в 2007 году была запущена многомиллиардная программа создания нового поколения термоядерных бомб (вместо испытаний используются расчеты на суперкомпьютерах).

Эти бомбы потенциально неограниченной мощности моделируют процессы, происходящие в недрах Солнца и других звезд - из-за чего они горячие и светятся. Первая такая сверхбомба, заряд РДС-37, была испытана в СССР 22 ноября 1955 г. Создана она на основе т.н., по терминологии Сахарова, "Третьей идеи" (в США - идея Улама-Теллера). Суть идеи в двухступенчатой конструкции и в использовании электромагнитного излучения атомной бомбы, служащей запалом, для обжатия дейтериево-тритиевого "рабочего ядра" водородной бомбы. Давления в миллионы атмосфер и температуры миллионы градусов достигаются с использованием, образно говоря, давления света, впервые экспериментально измеренного в 1899 г. Петром Николаевичем Лебедевым, именем которого назван ФИАН, где Сахаров проработал много лет. Идея, на первый взгляд, лежит на поверхности. Но, как говорилось, "нереализованная идея - еще не идея". Действительно, представим себе, что должно произойти с контейнером, в котором взорвана атомная бомба (первая ступень). Да он мгновенно разлетится, испарится. Так вот это "мгновенно" должно быть существенно дольше, чем время, за которое излучение этого взрыва распространится со скоростью света внутри конструкции и, отразившись от стенок, так сожмет водородное ядро, что начнется термоядерный синтез с гораздо большим выделением энергии. Тут без точных теоретических расчетов сделать ничего нельзя, решают не секунды, а миллиардные их доли - что раньше: конструкция будет уничтожена взрывом первой ступени или успеет сработать вторая ступень?

В связи с этими расчетами очень интересен эпизод, наглядно показывающий особый способ мышления Сахарова, о котором незадолго до своей смерти в 1987 году Я.Б. Зельдович рассказал сотруднику Теоретического отдела ФИАНа И.М. Дремину. Однажды в процессе конструирования сверхбомбы (1954-1955 гг.) возникла необходимость получить некую критически важную цифру. А поскольку правительственные сроки были жесткие, то Институту была поставлена задача сделать это в течение месяца. Задание было выдано двум теоретическим группам (Зельдовича и Сахарова) и двум экспериментальным группам. Каждая группа работала, не зная о том, что параллельно ту же работу выполняют три других коллектива. О существовании четырех групп знал только Я.Б. Зельдович, который, естественно, никому ничего не говорил. Зельдович рассказал Дремину, что его теоретическая группа в течение месяца провела многочисленные расчеты, но так и не смогла придти к какому-либо определенному результату. По прошествии месяца он пришел к Сахарову и спросил о его результате. Андрей Дмитриевич сказал, что он сам кое-что прикинул и оценил ожидаемую цифру. Тогда Зельдович попросил его написать этот результат на доске и закрыл его ладонью. После чего пригласил в комнату руководителя одной из экспериментальных групп и попросил написать рядом их результат. И тоже закрыл его другой рукой. Потом вторая экспериментальная группа написала рядом их результат, после чего Зельдович убрал с доски руки. Оказалось, что все три цифры совпали. Каким образом Сахаров угадал правильный результат остается загадкой. И это не единственный случай такого рода. Вероятно, именно поэтому Я.Б. Зельдович говорил: "Мой мозг - это компьютер, который работает в 10 раз лучше мозга обычного человека. Мозг Сахарова невозможно классифицировать, он иначе устроен".

Давние события создания сверхмощного термоядерного оружия, активно обсуждаются сегодня в плане предположения, что "Третья идея" Сахарова и его коллег была в 1954 году "заимствована" в США с помощью разведки. Эту мысль высказали в своих исторических исследованиях российские ученые-ядерщики Л.П. Феоктистов и Г.А. Гончаров, вслед за ними ее повторил сотрудник Э. Теллера Том Рид. Однако утверждения эти носят явно антинаучный характер. Дискуссия о роли разведданных в создании советской водородной бомбы не утихает уже ряд лет[19]. Суммарный, ни у кого, насколько мне известно, не вызывающий возражений вывод из всего массива публикуемой информации, состоит в том, что руководство СССР, хотя знало о гигантской, не достигнутой в СССР, мощности первого американского термоядерного устройства "Майк" (испытано 1 ноября 1952 г.) и последующей серии Castle (от "Bravo", испытано 1 марта 1954 г., мощность этого заряда в 40 раз превзошла мощность советской "слойки" 1953 года, до "Nectar" - 14 мая 1954 г.), но не получало разведданных о применении американцами принципиально новой, открытой в 1951 г., идеи Улама-Теллера в конструкциях этих зарядов. Именно по причине отсутствия соответствующей развединформации выдвинутое весной 1954 г. теоретиками "Арзамаса-16" предложение переключиться на разработку "Третьей идеи" было первоначально воспринято, как авантюра и встретило жесткую оппозицию руководителей министерства, о чем пишет А.Д. Сахаров в своих "Воспоминаниях" [20]. И руководство можно понять: направление работ по совершенствованию первой советской водородной бомбы - "Слойки" А.Д. Сахарова и В.Л. Гинзбурга, испытанной 12 августа 1953 г., было утверждено Постановлением Правительства ноября 1953 г. (кстати, изданном по докладной записке Сахарова - см. "Воспоминания", цит. соч. Часть I, Глава 11); а тут ученые явочным порядком вздумали корректировать Правительство. Очевидно, что если бы руководство обладало необходимыми разведданными, то оно само настаивало бы на разработке "Третьей идеи". Но было все наоборот, а И.В. Курчатов даже получил летом 1954 г. выговор по партийной линии за самоуправство (он поддерживал ученых в этих баталиях с начальством; позже выговор был снят).

Так что идея использования двухступенчатой конструкции с применением радиационного обжатия родилась независимо в США и в СССР. Но советским ученым было проще ее разрабатывать, поскольку у них в запасе уже была "Слойка-Лидочка" Сахарова-Гинзбурга (ласковое "Лидочка", поскольку В.Л. Гинзбург предложил использовать в качестве рабочего ядра водородной бомбы смесь лития и дейтерия - Li-D), которая и была использована в качестве второй ступени в двухступенчатой конструкции потенциально неограниченной мощности. У американцев водородной бомбы типа "Слойка" не было никогда, поэтому их путь от атомного к термоядерному оружию оказался сложнее и занял больше времени.

Проблема радиоактивного загрязнения окружающей среды и борьба

за прекращение ядерных испытаний.

В начале 1957 года И.В. Курчатов, научный руководитель Атомного проекта СССР, предложил Сахарову изучить вопрос о вредных биологических последствиях ядерных испытаний в атмосфере. Сахаров пишет в "Воспоминаниях", что это предложение было связано с появившимися в иностранной печати сообщениями о разработке в США "чистой" термоядерной бомбы - якобы более приемлемой в моральном и военно-политическом смысле.

Сахаров пришел к заключению, суммированному в статье "Радиоактивный углерод ядерных взрывов и непороговые биологические эффекты" ("Атомная энергия", 4 (6) 576-580, 1958, статья опубликована с личного одобрения Н.С. Хрущева), что многие тысячи из будущих поколений жителей Земли неизбежно умрут по причине генетических повреждений, являющихся следствием проводимых сегодня испытаний. Сахаров писал:

"Прекращение испытаний непосредственно сохранит жизнь сотням тысяч людей и будет иметь еще большое косвенное значение, способствуя ослаблению международной напряженности, способствуя уменьшению опасности термоядерной войны - основной опасности нашей эпохи".

Этот вывод послужил началом его драматической борьбы за сокращение и полное запрещение ядерных испытаний, вызывающих радиоактивное заражение окружающей среды. Сахаров настаивал на том, что смерть от рака некоего человека, живущего через тысячу лет после нас, наступившая по причине наших действий сегодня, является преступлением, тем более тяжелым, что оно анонимно и полностью безнаказанно. Значительно позже, Сахаров писал:

"Сложившаяся у меня точка зрения на ядерные испытания в атмосфере, как на прямое преступление против человечества, ничем не отличающееся, скажем, от тайного выливания культуры болезнетворных микробов в городской водопровод, - не встречало никакой поддержки у окружавших меня людей." [21].

Эта с таким трудом понимаемая логика Сахарова отражала его общий подход, а по сути душевное качество, - внимание к индивидуальной человеческой трагедии, острое чувство ответственности за эту трагедию независимо от того где и когда случилась беда. Позже эта глубокая внутренняя позиция стала краеугольным камнем его правозащитной деятельности.

В начале 1960-х результатом этой "странной" позиции стал т.н. Московский международный договор 1963 года о запрещении ядерных испытаний в трех средах (атмосфера, вода, космос). Тогда Сахаров, с подачи своего коллеги по созданию сверхбомбы Виктора Борисовича Адамского (весь этот круг вопросов постоянно активно обсуждался в теоретическом отделе ядерного центра "Арзамас-16"), предложил руководству (Министру среднего машиностроения Е.П. Славскому, который довел идею до сведения Хрущева) исключить из переговорного процесса спорный вопрос о запрещении подземных ядерных испытаний. Хрущев воспользовался этой идеей как политически выигрышной советской "миротворческой" инициативой. В результате вот уже в течение 47 лет ядерные сверхдержавы не проводят отравляющие окружающую среду ядерные испытания.

Однако путь к этой победе был тяжелым. В 1961-1962 гг. Хрущев был чрезвычайно раздражен позицией Сахарова, настаивавшего на прекращении испытаний в атмосфере. Одним из самых трагических событий своей жизни, существенно повлиявшим на его взгляды и общие позиции, Сахаров считал неудачу в попытках убедить Хрущева в необходимости отмены одного из двух "дублирующих" испытаний 1962 года:

"Это уже было окончательное поражение, ужасное преступление совершилось, и я не смог его предотвратить! Чувство бессилия, нестерпимой горечи, стыда и унижения охватило меня. Я упал лицом на стол и заплакал. Вероятно, это был самый страшный урок за всю мою жизнь: нельзя сидеть на двух стульях!.." [22]

Сахаров рассказывал мне, что в один из этих драматических дней Хрущев вызвал его в Кремль для разговора. Когда Андрей Дмитриевич вошел в его кабинет, Хрущев поднялся, подошел к нему и, не здороваясь, не приглашая садиться, начал сердито выговаривать, постепенно все более возбуждаясь. В конце концов, он перешел на крик, покраснел, стал топать ногами. Сахаров, который почти на голову выше Хрущева, стоял и молча слушал. Откричавшись 2-3 минуты, Хрущев кратко сказал: "Иди!". А когда Сахаров вышел из его кабинета, он лицом к лицу столкнулся с Л.И. Брежневым, в то время одним из секретарей ЦК КПСС. Брежнев очень хорошо знал Сахарова по "бомбовым" делам и, как рассказал Андрей Дмитриевич, все то время, пока он, покинув кабинет Хрущева, шел по очень, очень длинному кремлевскому коридору, Брежнев шел следом и говорил, как он уважает Сахарова - и как ученого, и его общественные позиции и т.п. Когда Хрущева отправили в отставку, то одним из обвинений в его адрес было то, что он не прислушивается к голосу ученых. Да, они там - "на верхнем этаже власти" - хорошо знали Сахарова, хотя сам он всегда оставался "по ту сторону окна".

Что касается собственно научной стороны вопроса - о влиянии малых доз радиации на организм человека - дискуссии на эту тему продолжаются и по сей день. Ряд новейших генетических исследований говорят о том, что Сахаров в своих оценках 1958 года, возможно, преувеличил существующие опасности. Вот что говорит об этом признанный специалист по проблемам радиационной безопасности и радиоэкологии Ю.В. Сивинцев:

"Появлению и распространению понятной, но не доказанной гипо.тезы беспорогового действия облучения сильно способствовали опасе.ния радиационно-генетических последствий, охватившие мировое со.общество в 50-е гг. - эпоху массированных ядерных испытаний в атмосфере. Именно в тот период генетики бурно развивали теорию "одноударной" гибели точечной мишени в клетке, сформулирован.ную еще в 20-е годы. Таким ударом, неизбежно приводящим к вредной мутации, они в конце концов предложили признать возникновение даже одной пары ионов в молекуле ДНК - материальной носительни.це генетической информации в живой клетке... В результате таких совместных усилий и возникает предположение об опасности любого, сколь угодно малого количества ионизирующего излучения (даже одного акта ионизации) для живого организма. Именно в этот период академик А.Д. Сахаров публикует свои оценки генетических последствий ядерных испытаний (32 тыс. жертв на каж.дую мегатонну!), базируясь на беспороговой линейной концепции. Будем благодарны таким оценкам и публикациям - они во многом способствовали подготовке и заключению Московского договора 1963 г. о прекращении ядерных испытаний в трех средах (в воздухе, воде и космосе), пресекшего массированное радиоактивное загрязнение биосферы... И, наконец, совсем удивительная, хотя и ожидавшаяся радиобиологами, "прочность" двухнитевой ДНК по отношению к разрывам: оказалось, что для ее разрушения, с которым уже не может справиться репарационный механизм, необходимо не 2 и не 3, а 7(!) повреждений - только в этом случае действительно происходит мутация. При меньшем числе разрывов ДНК восстанавливается в неизменном виде. Поистине, природа неисчерпаема!" ^[23].

И, наконец, о современном состоянии ряда научных направлений, бывших предметом интересов А.Д. Сахарова.

Мирное использование термоядерного синтеза. "Токамаки".

В подготовленном Сахаровым совместно с И.Е. Таммом отчете "Теория магнитного термоядерного реактора" (МТР), 1951 г.[24], впервые предложена идея магнитной изоляции нагретой до миллионов градусов дейтериево-тритиевой плазмы ("магнитная ловушка", позже эта конструкция получила название "Токамак"). Ожидается, что при достижении плазмой достаточно высокой температуры, сталкивающиеся ядра преодолеют отталкивание их одноименных электрических зарядов и приблизятся настолько, что начнется процесс ядерного синтеза с соответствующим выделением энергии. Но в отличие от взрыва водородной бомбы здесь процесс будет постепенным, управляемым.

Эти работы Сахарова и Тамма признаются пионерскими. Дальнейшие исследования продолжались под руководством Л.А. Арцимовича, теоретические исследования возглавил М.А. Леонтович . Вот разговор И.В. Курчатова со своим заместителем, имя которого не названо, в новогодний вечер 31 декабря 1950 года:

"Заместитель: "Игорь Васильевич! МТР - ведь это величайшая проблема по освобождению внутриядерной энергии! Первую проблему Вы успешно решили. Никто уже не сомневается, что атомная электростанция будет работать за счет деления урана. Сахаров поднял нас на решение второй, не менее величественной атомной проблемы двадцатого века - получения неисчерпаемой энергии путем сжигания океанской воды! Эта задача, решению которой не жаль отдать всю жизнь"...

Курчатов с присущей ему настойчивостью начал детально обсуждать, как можно получить плазму и нагреть ее. С увлечением рассказал, как Сахаров предложил создавать плазму индукционным способом, надев на тороидальную камеру железный сердечник с первичной обмоткой..."[25]

Результаты Сахарова и Тамма о возможности удержания высокотемпературной плазмы в ограниченном объеме пространства с помощью магнитного поля были рассекречены и в 1956 г. доложены И.В. Курчатовым в Харуэлле, потом опубликованы в Трудах Первой Женевской конференции по мирному использованию ядерной энергии. И эта публикация стала откровением для исследователей всего мира. Вот как об этом писал в 1976 году Ганс А. Бете:

"В настоящее время перспективы представляются лучшими, чем когда-либо прежде; несколько лет назад русские экспериментаторы изобрели установку, называемую "Токамак"... Эта установка сравнительно успешно была воспроизведена в США"[26].

Реализация идеи управляемого термоядерного синтеза сулит получение неограниченной энергии; перспективы настолько заманчивые, что "Токамаки" разрабатываются уже 60 лет, и усилия в их разработке только наращиваются. Однако пока не удалось получить положительного сальдо энергии. Одна из проблем в том, что плазма неустойчива, отдельные ее частицы все-таки преодолевают магнитный барьер и достигают стенок камеры, быстро их разрушая. Разрушают камеру и возникающие в результате начинающегося термоядерного синтеза потоки нейтронов.

Есть множество идей в попытках преодолеть эти и другие трудности. Всего разработано более 200 "Токамаков", 35 из них функционируют сегодня[27]. Самый крупный "Токамак" (проект ИТЭР международного экспериментального термоядерного реактора) будет построен на юге Франции, в исследовательском центре Кадараш, в 60 км. от Марселя. Концепция этого проекта разрабатывалась более 15 лет, окончательно он был согласован в июле 2010 года. Это большой и очень дорогой проект с участием около 30 стран, включая Россию и США.

При этом ряд специалистов (например, американский ученый Бруно Коппи, MIT, известный также тем, что активно помогал Сахарову в трудные годы) выражают сомнение в эффективности проекта ИТЭР и оправданности гигантских на него затрат. Бруно Коппи утверждает, и с этим он выступал на Третьей Международной Сахаровской конференции по физике в 2002 году, что гораздо более перспективными, а также более дешевыми, являются "токамаки" типа "Игнитор", разрабатываемые в MIT, в Италии и в "Курчатовском институте" в Москве. В апреле 2010 г. был подписан российско-итальянский меморандум о намерениях по сотрудничеству в области создания на территории России экспериментального термоядерного реактора ("токамака") "Игнитор". Изобретены и другие виды "токамаков", например "сферический токамак". Следует отметить, что величина токов создающих необходимые для удержания плазмы магнитные поля в этих конструкциях такова, что во избежание сгорания обмоток приходится использовать сверхпроводимость, а значит надо помещать конструкцию в условия близкие к абсолютному нулю температуры. Удивительно, что при всех трудностях и дороговизне этих экспериментальных проектов энтузиазм исследователей и руководителей государств не уменьшается. Слишком велики ставки, особенно в условиях растущих цен на нефть и газ.

Другое направление в попытках получения мирной энергии за счет термоядерного синтеза - лазерное обжатие. Сахаров изложил эту идею в засекреченном отчете 1960 года. Но, конечно, идея могла возникнуть независимо и у других исследователей. Суть идеи в том, что лучами нескольких сходящихся в точку лазерных лучей импульсно сжимается и разогревается капелька дейтериево-тритиевой смеси. И надежда на то, что удастся так ее разогреть, что начнется термоядерный синтез и выход нейтронов, несущих необходимую для народного хозяйства энергию. Но до получения реального экономически оправданного выхода энергии (большего, чем затрачено на создание этих лазерных пучков) еще очень и очень далеко.

Так или иначе, но мы видим, что задачи в сфере управляемого термоядерного синтеза, поставленные Сахаровым 60 лет назад, остаются сегодня более чем актуальными^[28].

Мюонный катализ и холодный ядерный синтез.

Сам термин "мюонный катализ" введен Сахаровым в закрытом отчете "Пассивные мезоны" 1948 г., рассекреченном в 1990 г. и впервые опубликованном в Собрании трудов (сноска 7). Дальнейшая разработка Сахаровым этой темы - в совместной с Я.Б. Зельдовичем работе "О реакциях, вызываемых мю-мезонами в атоме водорода" (ЖЭТФ 32 (4), с. 947-949, 1957 г.).

Как уже говорилось, слияние (синтез) положительно заряженных ядер легких элементов дейтерия и трития с выделением при этом ядерной энергии затруднено кулоновским отталкиванием электрически одноименно заряженных ядер. В свою очередь, атомы водорода и его изотопов нейтральны и с легкостью сближаются до расстояний, равных размеру орбиты электрона, которая в сто тысяч раз больше размера ядра. Дальнейшее сближение ядер - внутри атома, где уже нет экранирующего поля отрицательно заряженного электрона, оказывается в обычных условиях невозможным, поэтому моря и океаны не взрываются, и Земля не становится маленьким Солнцем (необычные условия, влекущие термоядерный синтез, когда ядра сближаются благодаря их тепловой кинетической энергии, удалось искусственно создать в водородной бомбе и делаются попытки создать их в "Токамаках" - см. выше).

Мю-мезон - частица во всем аналогичная электрону, но с массой в 207 раз больше и быстро распадающаяся, ее время жизни одна миллионная доля секунды. Однако за свою недолгую жизнь она может успеть соединиться с протоном или его изотопом и образовать нейтральный атом (мезоатом), подобный водороду, но размером в 207 раз меньше водорода. Соответственно во столько же раз уменьшается расстояние, на которое, не испытывая кулоновского отталкивания, может приблизиться к положительно заряженному ядру мезоатома внешнее положительно заряженное ядро. Дальнейшее слияние ядер с выделением энергии происходит благодаря эффекту квантового туннелирования через кулоновский барьер.

Таким образом можно в принципе осуществить ядерный синтез при комнатной температуре, т.е. без разогрева дейтериево-тритиевой смеси. Идея невероятно простая, ее практическое выражение состоит в том, что запуская пучок мю-мезонов в смесь изотопов водорода, можно получить реакцию ядерного синтеза с выделением полезной энергии. Как пишет Сахаров в своих "Воспоминаниях", вероятно, именно по причине написания этого Отчета 1948 года его тогда включили в группу И.Е. Тамма по разработке водородной бомбы.

Этот Отчет специалисты справедливо называют легендарным, в нем Сахаров предвосхитил развитие целой области физики. Первое о нем упоминание - в указанной выше совместной работе Сахарова и Зельдовича 1957 года. В комментариях к этим работам Сахарова, говоря об истории вопроса и его состоянии на момент середины 1990-х годов, С.С. Герштейн и Л.И. Пономарев отмечают:

В настоящее время проблему мю-катализа изучают в 50 различных лабораториях в 15 странах мира, предложены различные варианты гибридных мюонно-каталитических реакторов. Эти исследования составляют важную часть всех работ, проводимых на мезонных фабриках в Швейцарии, Лос-Аламосе, Ванкувере, Японии и в других центрах (ОИЯИ, ЛИЯФ, Резерфордовская лаборатория в Англии и т.д.). Систематически проводятся международные конференции по этой проблеме, издается специализированный международный журнал "Мюонный катализ" ^[29].

Суммируя: достижение реального результата, как это в жизни зачастую и бывает, оказалось не так просто, реализация термоядерного синтеза с помощью мю-катализа встретила много трудностей. Главная проблема в малом времени жизни мю-мезона и в трудности получения достаточно интенсивного пучка мю-мезонов. Самым перспективным считается направление, объединяющее инициированный мю-мезонами синтез изотопов водорода с механизмом бридинга. Сахаров пишет в "Воспоминаниях", что идею ядерного бридинга, когда нейтроны - продукты реакции деления тяжелых элементов сами производят делящиеся изотопы урана и плутония, он изложил в секретном отчете 1951 года.

Магнитная кумуляция и взрывомагнитные генераторы.

В 1951-1952 годах Сахаров предложил использовать энергию сходящегося взрыва (имплозии, кумуляции) для получения сверхсильных магнитных полей и сверхсильных токов. Идея, опять же, очень проста и основана на быстрой деформации взрывом токонесущих контуров. Например, полая цилиндрическая обмотка (соленоид) с магнитным полем вдоль оси цилиндра обкладывается снаружи взрывчаткой, подрыв которой схлопывает цилиндр. Уменьшение поперечного сечения цилиндра влечет по закону Гаусса сохранения магнитного потока пропорциональное увеличение магнитного поля в нем. Таким образом достигались импульсные магнитные поля в миллионы Гаусс. Были разработаны два типа взрывомагнитных генераторов МК-1 (сжатие аксиального магнитного поля) и МК-2 (вытеснение магнитного поля из соленоида и последующее его сжатие стенками коаксиала). Разрешение на публикацию работ об этих исследованиях было получено через 13 лет после их начала[30].

Аналогичные исследования независимо велись в США: в Лос-Аламосе, в Ливерморской национальной лаборатории и в Сандии. Поскольку все эти исследования - и в СССР и в США - были связаны с разработкой ядерного оружия, то и открытые о них публикации были ограничены. Эксперименты по получению магнитных полей, превосходящих 10 миллионов Гаусс, впервые были опубликованы одним из основоположников магнитной кумуляции М. Фаулером с сотрудниками в 1960 году.

В Арзамасе-16 (ВНИИЭФ) в этом направлении работал научный коллектив под руководством А.И. Павловского, Р.З. Людаева и В.К. Чернышева. Основная задача этих исследований первоначально была оборонная, а также попытка получения управляемого термоядерного синтеза, однако, есть множество других направлений мирного, чисто научного применения магнитной кумуляции. Вот как пишет об этом Александр Иванович Павловский в комментарии в Собрании научных трудов Сахарова:

Рождение идеи магнитной кумуляции и изобретение генераторов МК-1 и МК-2 были связаны с поисками решений проблемы импульсного управляемого термоядерного синтеза и актуальной в то время задачи - перевода малых масс (100 г.) активного вещества в надкритическое состояние (ядерный взрыв малой мощности)... А.Д. Сахаровым было показано, что концентрация магнитной энергии в малом объеме, необходимая для достижения высокой плотности активного вещества, связана с меньшими потерями энергии, чем при чисто газодинамическом способе... В дальнейшем с ним обсуждалась возможность использования такой системы для сжатия предварительно нагретой плазмы с целью достижения условий термоядерного синтеза.

Следует отметить, что А.Д. Сахаров особенно серьезное внимание уделял возможности применения магнитной кумуляции энергии для создания мощных ускорителей элементарных частиц на высокие энергии. Он считал это одним из наиболее фундаментальных научных применений. Несмотря на то, что грандиозность проектов ускорителей возрастала в процессе их рассмотрения, до последних лет его не оставляла мысль о реализации такой возможности...

Магнитная кумуляция энергии, вне зависимости от осуществления грандиозных проектов ускорителей элементарных частиц, оказалась полезной в различных областях исследований. В настоящее время нет альтернативы взрывному способу генерации сверхсильных магнитных полей. Относительно большие объемы, в которых они реализуются, позволяют сочетать сверхсильные магнитные поля, высокие давления и сверхнизкие температуры. В десятимегаэрстедном диапазоне магнитных полей изучаются магнитооптические эффекты, уравнения состояния изэентропически сжатых веществ при мегабарных давлениях, свойства твердого водорода при высокой плотности сжатия, проводятся прямые измерения критического поля высокотемпературных керамических сверхпроводников и ряд других исследований..."[31].

Это направление продолжает бурно развиваться. Начиная с 1979 года регулярно проводятся Международные конференции по генерации мегагауссных магнитных полей и родственным экспериментам. Двенадцатая конференция - "Megagauss-XII" прошла в 2008 году в Новосибирском Академгородке[32]. Международный программный комитет принял решение провести конференцию "Megagauss-XIII" в Китае в 2010 году, а конференцию "Megagauss-XIV" в США в 2012 году.

Работы по кварковой структуре, мезонам, барионам и глюонам.

В начале 1960-х Андрей Дмитриевич параллельно с оборонной тематикой вновь занялся чистой наукой. Происходило это в тесном творческом взаимодействии с Я.Б. Зельдовичем, который вновь "подключился" к науке несколькими годами раньше. Первым опытом Сахарова на этом пути стала космологическая работа 1965 года, ставшая актуальной, привлекшая всеобщее внимание в 1990-е годы в связи с изучением флуктуаций реликтового излучения. Но об этом ниже. В 1966 году Сахаров, совместно с Зельдовичем, опубликовал работу, посвященную кваркам[33], гипотезу о существовании которых выдвинули в 1964 году Гелл-Манн и Цвейг. Через 9 лет он опубликовал еще одну работу в развитие этих идей и затем еще две работы по той же тематике в 1980 году [34]. (В январе 1980 года Сахаров был отправлен в ссылку в Горький, и появление сразу после этого двух его работ, конечно, не случайно. Во-первых, в ссылке у него действительно появилось время для занятий наукой. Кроме того, в тот момент было жизненно необходимо иметь документальные подтверждения научной работоспособности Сахарова, поскольку газеты твердили об утрате им этих способностей, а власти настаивали на отчислении его из ФИАНа).

В комментариях к этим работам в Собрании научных трудов Сахарова[35] Л.Б. Окунь, подробно анализирует эти работы с точки зрения современных представлений о структуре барионов. В работе Сахарова и Зельдовича 1966 года предполагается, что протон и другие барионы состоят из четырех кварков и одного антикварка, тогда как, как пишет Л.Б. Окунь, "в настоящее время не вызывает сомнения трехкварковая структура основных барионов". Но несмотря на это, продолжает Л.Б. Окунь, "поиски барионов с более сложной структурой представляют большой интерес".

Основное содержание работы 1966 года и написанных в ее развитие статьи 1975 года и первой из двух статей 1980 года состоит в предложенной линейной полуэмпирической формуле для масс мезонов и барионов. Андрей Дмитриевич считал эту формулу одним из шести своих основных научных достижений, наряду с барионной асимметрией Вселенной и управляемым термоядерным синтезом. Во второй статье 1980 года "Оценка постоянной взаимодействия..." Сахаров впервые обращается к цветовой группе и к глюонам - основным понятиям квантовой хромодинамики. Предложенная Сахаровым простая формула для масс мезонов и барионов во многом не согласуется с новейшими данными о массах этих частиц, но, как справедливо отмечает Л.Б. Окунь: "Удивляться надо не тому, что наивная кварковая модель дает сбои, а тому, что она вообще работает, настолько она наивна и проста".

Сахаров любил простые и ясные модели, любил рассматривать всевозможные топологические фигуры (сферы с "ручками", закрученными в узлы, и т.п.) различной симметрии, в качестве возможных моделей элементарных частиц, как, например, в статье 1972 года "Топологическая структура элементарных зарядов и CPT-симметрия"[36], которая начинается словами:

"Гипотеза о топологической структуре элементарных зарядов впервые была высказана Уилером. Уилер рассмотрел вакуумное электрическое поле для геометрического объекта, имеющего топологическую структуру "ручки"...".

В одном из полученных мной от Сахарова писем из Горького были такие, очень красивые, цветные нарисованные им картинки. "Развлекался" он этими размышлениями и после возвращения из ссылки. Но надо сказать, что в науке эта "игра ума" пока что применения не нашла, чего нельзя сказать о работах по кварковой структуре и массам мезонов и барионов. Цитирую Л.Б. Окуня из Собрания научных трудов Сахарова 1996 года:

"Дальнейшее развитие идей исходной работы Я.Б. Зельдовича и А.Д. Сахарова содержится в работах Гарри Липкина[37] и в, в частности, в его недавней статье (H. Lipkin, Phys. Lett. B233, 446, 1989)... Статья содержит список более ранних работ Г. Липкина и его коллег по Институту им. Вейцмана, посвященных нерелятивистской кварковой модели...

Кварковые статьи сыграли, по видимому, важную психологическую роль в жизни Андрея Дмитриевича. Актуальность темы позволяла поддерживать творческую связь с быстро развивающейся физикой элементарных частиц. Простота модели давала возможность заниматься ею даже урывками, когда основные силы и время уходили на беспримерную по мужеству изнурительную каждодневную политическую борьбу...

Появление на Западе двух кварковых статей во время горьковской ссылки получило широчайший общественный резонанс. Факсимиле открытки, написанной Андреем Дмитриевичем из ссылки Гарри Липкину по поводу массовых формул, было напечатано в "Вашингтон пост" и перепечатано во многих зарубежных изданиях. Эта открытка свидетельствовала о том, что не сломлен не только дух Андрея Дмитриевича, ни и его научный интеллект.

В заключение я хотел бы сказать, что эта моя статья никогда не была бы написана, если бы не настойчивость Б.Л. Альтшулера и Д.А. Киржница. Когда в январе 1991 г. я обнаружил, что имеются данные, противоречащие предсказаниям Сахарова, они убедили меня "не сглаживать углы", поскольку для Андрея Дмитриевича истина стояла на первом месте. А кроме того, противоречие, если оно четко сформулировано, может инициировать дальнейшие исследования. Но, конечно, с несравненно большим удовольствием я бы написал комментарий к статье про барионную асимметрию Вселенной, которую считаю одной из самых глубоких и смелых статей XX века".[38]

Объяснение барионной асимметрии Вселенной

Эта, ставшая классической, работа 1967 года занимает всего 3 страницы журнального текста[39]. Суть проблемы в том, что, как считалось долгое время, теория элементарных частиц зарядово (CP) симметрична, частицы и античастицы, отличающиеся знаком заряда, во всех иных отношениях абсолютно тождественны. И поэтому возникает вопрос, почему во Вселенной наблюдаются галактики и звезды, состоящие из барионов (протонов, нейтронов...), а антигалактик и антизвезд, состоящих из антибарионов (антипротонов, антинейтронов) не наблюдается?

Если принять "горячую" теорию происхождения Веселенной, что, как говорилось, было доказано открытием в 1965 году "самого любимого" (А.Д. Сахаров) реликтового излучения, то в первые мгновения после "Большого взрыва" в условиях сверхвысокой температуры рождающиеся парами барионы и антибарионы были представлены в равных количествах. При понижении температуры, обусловленном расширением Вселенной, частицы и античастицы неизбежно аннигилируют, превращаясь в электромагнитное излучение. Именно это, первоначально очень горячее, а на сегодня охладившееся до примерно 3 градусов по Кельвину, реликтовое излучение заполняет равномерно всю Вселенную. Зная ее объем, нетрудно подсчитать число фотонов в этом излучении - , а значит столько было пар частица-античастица в первые мгновения, непосредственно перед аннигиляцией. В то же время число барионов в звездах и галактиках составляет одну миллиардную часть указанного числа первичных пар. Откуда же возник этот "мусор", это ничтожное превышение материи над антиматерией вместо полной их аннигиляции, благодаря чему, среди прочего, появилась возможность возникновения жизни и наших с вами размышлений о тайнах мироздания?

В своей работе Сахаров сформулировал три условия, необходимых для возникновения при аннигиляции первоначально барионно-антибарионно симметричного горячего "бульона" указанного ничтожного "барионного осадка".

1)            Объяснение стало возможным после открытия С. Окубо эффекта нарушения комбинированной четности (CP- четности) в процессах рассеяния элементарных частиц. (Численные значения характеристик рассеяния некоторых частиц на 0,6% отличаются от характеристик пространственно (P) отраженного рассеяния их античастиц). На экземпляре своей работы, подаренном в 1967 году Е.Л. Фейнбергу, Сахаров написал стих собственного сочинения: "Из эффекта С. Окубо / при большой температуре / для Вселенной сшита шуба / по ее косой фигуре".

2)               Остаточная барионная асимметрия при аннигиляции возможна только при нарушении симметрии при обращении времени, т.е. в динамических условиях сильной нестационарности, что имеет место по причине стремительного расширения Вселенной после "Большого взрыва".

3)               Для возникновения барионной асимметрии Вселенной необходимо предположить, что фундаментальная частица - протон нестабилен, имеет определенное время полураспада. Эта смелая гипотеза Сахарова, воспринятая коллегами как чистое безумие, как уже говорилось, естественно вошла в теоретическую физику в 1979 году в рамках Теории великого объединения. И тогда создатели этой теории вспомнили, что ведь Сахаров говорил об этом еще 12 лет назад! Такое признание стало важным спасительным фактором в начале 1980 года, первые месяцы после ссылки, когда газеты клеймили Сахарова и писали, что он "выродился как ученый"[40]. Распад протона предсказывается и в теориях суперсимметрии.

Но если, следуя Сахарову и указанным теориям, признать, что протон - этот основной "кирпичик мироздания" нестабилен, то почему же "мироздание" не распалось вместе с ним? Ответ прост, но и совершенно нетривиален. По оценкам, проведенным Сахаровым в работе 1967 года, для возникновения на начальной стадии существования Вселенной ее наблюдаемой барионной асимметрии достаточно предположить, что протон нестабилен со временем жизни примерно лет (в десять тысяч миллиард-миллиард-миллиард-миллиардов раз больше возраста Вселенной, порядок которого 10 миллиардов лет). В первоначальных моделях Теории великого объединения рассчитанный возраст протона был меньше и составлял "только" лет. Ясно, что в любом варианте для нас такой протон практически вечен.

Удивительно, что эти немыслимо большие времена жизни протона допускают экспериментальную проверку. Идея опытов опять же проста. В одном кубометре воды содержится примерно протонов, значит, если протон живет в среднем именно такое число лет, то в течение года хотя бы один протон кубометра воды должен распасться. Если камеру с водой поместить глубоко под землей (дабы исключить помехи вызванные проникновением космических лучей) и окружить ее датчиками, реагирующими на факт распада протона, то можно таким образом зафиксировать даже единичное событие, например, распад хотя бы одного протона в течение года или 10 лет. В США такую установку (7000 тонн воды, окруженной 2000 фотоумножителей) разместили на месте бывших соляных копей под озером Эри в штате Огайо. Параллельно в Японии в подземной лаборатории Камиока был создан детектор, где 3000 тонн воды просматривались 1000 фотоумножителями. Однако к концу 80-х годов ни одного случая распада протона зафиксировано не было. В 1995 году японская группа построила новый детектор, увеличив массу воды до 50 000 тонн. Наблюдения продолжаются по сей день, но результат поисков распада протона по-прежнему отрицателен. Эти эксперименты с отрицательным результатом, не доказывают, что Сахаров был неправ, но исключили некоторые модели Теории великого объединения. Ведь Сахаров называл время жизни протона порядка лет, а эксперимент пока что однозначно доказал, что это время жизни не менее лет.

Обращаю внимание на некоторую методологическую параллель: в двухступенчатой конструкции водородной бомбы с использованием "Третьей идеи" возможность достижения искомого эффекта (срабатывания второй ступени и термоядерный взрыв) зависела от деталей процессов, протекающих за миллиардные доли секунды после подрыва атомной бомбы первой ступени. Получение искомой барионной асимметрии Вселенной зависит от деталей процессов (величина нарушения комбинированной четности 0,6% в первом условии Сахарова, темп расширения Вселенной в момент аннигиляции частиц и античастиц во втором условии, очень большое, но всё-таки конечное определенной величины время жизни протона в третьем его условии) протекающих за еще более короткое время в первые мгновения существования Вселенной. И при решении обеих этих задач, как и в других своих работах, Сахаров проводит расчеты и оценки, результатом которых становится точный численный ответ.

Наука, конечно, идет вперед, и после выхода пионерской работы Сахарова появилось много идей и направлений исследований по проблеме бариогенезиса (возникновения избытка барионов над антибарионами) на начальном этапе существования Вселенной, в том числе модель низкотемпературного бариогенезиса в рамках стандартной теории электрослабых взаимодействий (см. об этом, например, в комментарии В.А. Кузьмина в Собрании научных трудов Сахарова[41]).

В последние годы широко обсуждаются модели бариогенезиса на стадии .reheating. в моделях инфляции (раздувающаяся Вселенная). На характерном для этих моделей начальном почти экспоненциальном раздувании Вселенной "зануляются" по причине стремительного увеличения объема любые неоднородности. В результате возникает универсальное вакуумно-подобное состояние с положительной гигантской энергией вакуума ("темной энергией"). "Жизнь" нашей наблюдаемой Вселенной начинается в момент распада этого универсального вакуумного состояния, превращения вакуумной энергии в горячую материю (отсюда термин "reheating"). Именно на этой стадии "срабатывают" три вышеуказанных условия Сахарова возникновения наблюдаемой барионной асимметрии Вселенной. И на этом же этапе из начальных квантовых неоднородностей вакуума (а никаких других неоднородностей, как было сказано, на стадии раздувания быть не может) возникают те затравочные неоднородности вещества, из которых позже образовались галактики и звезды. - О соответствующей работе Сахарова - см. в следующем разделе.

"Начальная стадия расширения Вселенной и возникновение

неоднородности распределения вещества"[42].

Эта первая работа после возвращения Сахарова в "большую науку" была выполнена в 1963-1964 гг. Каким образом возникли столь неоднородные в пространстве скопления вещества как галактики и скопления галактик, если на начальном этапе эволюции Вселенной всё было совершенно однородно? Работа посвящена этому кругу вопросов. Известно, что равномерное распределение в пространстве тяжелого вещества неустойчиво: случайное увеличение концентрации в одном месте приводит к еще большему накоплению здесь окружающего вещества, падающего на этот центр притяжения. Но остается вопрос, откуда взялось это первоначальное случайное увеличение концентрации? В своих "Воспоминаниях" (Часть I, Глава 18) Сахаров пишет:

Теория гравитационной неустойчивости показывает, как возрастают начальные малые неоднородности плотности. Однако, для того, чтобы найти эти неоднородности, нужны дополнительные физические соображения или гипотезы. Это одна из главных проблем большой космологии. В своей работе, опубликованной в 1965 году, я как раз пытался исследовать этот вопрос.

Процитирую комментарии к этой работе в Собрании научных трудов Сахарова[43]

"Данная работа весьма характерна для научного стиля А.Д. Сахарова. Как и последующие его работы, она значительно (по времени) опередила развитие науки в данной области. Фактически в ней были заложены основы нового направления в космологии - теории происхождения начального спектра возмущений для образования галактик и их скоплений" (В.Ф. Муханов).

"Эта работа А.Д. Сахарова замечательна тем, что в ней впервые высказано предположение о происхождении доголактических неоднородностей из квантовых флуктуаций... В настоящее время большинство космологов убеждено в том, что догалактические неоднородности произошли именно из квантовых нулевых колебаний, но не холодного барионного вещества а, например, скалярных полей, являющихся существенным компонентом современных моделей Теории великого объединения... Эти поля обусловливают стадию раздувания (инфляции)" (Г.В. Чибисов).

Данная работа была выполнена до открытия в 1965 году реликтового излучения, однозначно доказавшего, что Вселенная в начальный момент была очень горячей. Много позже, находясь в ссылке, Сахаров пишет об этой своей статье:

"Я исходил тогда, вслед за Зельдовичем и многими другими авторами того времени, из так называемой "Холодной модели Вселенной", согласно которой начальная температура сверхплотного вещества предполагалась равной нулю... Использование "Холодной" модели в значительной мере обесценило мою первую космологическую работу" [44]

Однако ситуация изменилась кардинально с открытием в 1992 году с помощью спутниковых радиотелескопов анизотропии реликтового излучения (анизотропия - это разница температуры реликтового излучения, измеряемой в различных направлениях на небе). Разница "реликтовых температур" различных точек небосвода ничтожно мала - в пределах 0,01% от средней температуры реликтового излучения 2,725 °K. Но это была революция, поскольку флуктуации реликтового излучения стали мощным инструментом изучения начальных этапов эволюции Вселенной. Дело в том, что ничтожные в наше время вариации температуры реликтового излучения являются "отпечатками" первичных флуктуаций плотности вещества и космологических гравитационных волн.

А чудо состоит в том, что обнаруженные астрофизиками в 2001 году т.н. "барионные акустические осцилляции" реликтового излучения сходны с теми колебаниями вещества, которые теоретически описал Сахаров в своей работе 1965 года (см., напр., раздел 7.1.2 в книге: В.А. Рубаков, Д.С. Горбунов "Введение в теорию ранней Вселенной. Космологические возмущения. Инфляционная теория", 2010). Эти неоднородности реликтового фона справедливо были названы "сахаровские осцилляции". Достаточно набрать в поисковой системе это словосочетание (или по-английски "Sakharov oscillations"), чтобы убедиться как активно использует идеи Андрея Дмитриевича Сахарова современная наука.

Теория индуцированной гравитации и идея нулевого Лагранжиана.

"Вакуумные квантовые флуктуации в искривленном пространстве и теория гравитации"[45] - еще одна работа Сахарова "саровского" периода середины 1960-х годов, ставшая классической.

На полутора страницах журнального текста излагается принципиально новый подход к классической динамике общей теории относительности (ОТО) - возникновение классического действия Эйнштейна (пропорционального скалярной кривизне пространства-времени) по причине поляризации вакуума квантованного скалярного поля, распространяющегося в произвольном искривленном пространстве. Таким образом, в этом подходе исходное классическое действие ОТО приравнивается нулю - идея нулевого Лагранжиана (действие есть интеграл по пространству-времени от лагранжевой плотности - Лагранжиана), а классическая динамика ОТО есть проявление, по выражению Сахарова, "квантовой упругости вакуума". Как пишет Сахаров в этой своей работе 1967 года, предложенный им подход к теории гравитации аналогичен рассматривавшейся ранее Е.С. Фрадкиным, Л.Д. Ландау и И.Я. Померанчуком, Я.Б. Зельдовичем возможности пренебречь "затравочным" классическим действием Максвелла свободного электромагнитного поля и получить это действие за счет эффекта поляризации вакуума заряженных квантовых полей.

Эта работа Сахарова вызвала большой энтузиазм у специалистов по теории гравитации. Ее содержание практически полностью пересказывается в знаменитом учебном пособии - "Гравитации" Мизнера-Торна-Уилера[46]. Нетрадиционная парадигма "классическая физика вторична, квантовая теория первична" получила дальнейшее мощное развитие в теории струн, где эффективное классическое действие фоновых полей (гравитационного, электромагнитного и т.п.) возникает как эффект квантования струны, распространяющейся в этих фоновых полях.

Подробнее об этом направлении научной деятельности Сахарова см. в комментариях С.А. Адлера, Д.А. Киржница и Х. Теразавы в Собрании научных трудов[47]. В своих комментариях Давид Абрамович Киржниц показывает, что рассмотренное Сахаровым явление квантово индуцированной гравитации аналогично силам Казимира в физике конденсированных сред, и завершает:

"...Идея Андрея Дмитриевича об индуцированной гравитации (быть может, самая глубокая из его идей) должна рассматриваться как дальнейший, по отношению к ОТО, шаг в постижении природы тяготения".

Высокомерное пространство-время, включая возможность различного числа осей времени. Работа "Космологические переходы с изменением сигнатуры метрики"[48].

Эта работа была написана в ссылке в 1983 году, в начале 1984 г. Сахаров передал ее коллегам из Отдела теоретической физики ФИАНа. После ряда правок она в апреле была представлена в ЖЭТФ и опубликована в августе - когда Андрей Дмитриевич уже четвертый месяц держал мучительную бессрочную голодовку с требованием разрешить его жене поездку в США для проведения жизненно необходимой операции на сердце. Да, он поступал как настоящий мужчина, и Елену Георгиевну своим поистине сахаровским упорством, своими двумя долгосрочными голодовками (вторая - с апреля по сентябрь 1985 года) он действительно спас. Спас он этой победой и себя, и всех нас, поскольку проявлять "слабину" (ср. приведенную выше цитату из "Ответа Сиднею Дреллу"), поднимать руки вверх и сдаваться нечистой силе с пальцем на ядерной кнопке было бы равносильно самоубийству. И Сахаров очень хорошо это понимал.

В то время я подрабатывал в ЖЭТФ, и в июне (1984 г.) мне дали на корректуру предназначенную для печати статью Сахарова "Космологические переходы...". Я сделал несколько замечаний и вопросов, главный редактор ЖЭТФ Евгений Михайлович Лифшиц послал верстку с моими пометками в Горький, и вскоре оттуда она вернулась с теми исправлениями, которые Андрея Дмитриевич посчитал необходимыми. Делал он их в больнице, где подвергался принудительному кормлению и где к нему применяли психотропные средства. Помню ужас, который я испытал при виде внесенной Сахаровым от руки правки: буквы прыгают с огромной амплитудой, рука дрожит, страшный тремор, прошедший только через месяц после выхода из больницы и прекращения "лечения" [49].

Поясню вслед за Сахаровым, что в его работе слова "сигнатура метрики" означают число осей времени риманова многообразия, описываемого данной метрикой. В нашей Вселенной - одно время, значит, сигнатура равна единице. Сахаров предлагает считать сигнатуру (равно как и число пространственных измерений - отсюда слова "высокомерное пространство") не наперед заданной величиной, как это обычно делается, а динамической переменной, которая может меняться в процессе квантовой эволюции пространства-времени. В работе предложен квантовый динамический принцип, позволяющий учитывать метрики произвольной сигнатуры. Из авторской аннотации:

"Высказано предположение о существовании в нашей Вселенной наряду с наблюдаемым (макроскопическим) временным измерением двух или другого четного числа компактифицированных временных измерений. Предположено, что образование евклидовой области в центре черной дыры и при космологическом сжатии Вселенной (если оно предопределено динамикой) является возможным исходом гравитационного коллапса".

"Евклидова область" - чисто пространственная область вообще без времени, т.е. с равной нулю сигнатурой. Сахаров называет такие области "областями Парменида" и обозначает их символом P -

"от имени древнегреческого философа Парменида, рассуждавшего о мире без движения (у Пушкина: "Движенья нет - сказал мудрец брадатый...")", ( цитата из статьи).

В этой работе Сахаров рассматривает так называемую Мегавселенную - совокупность вселенных различного числа измерений, различной сигнатуры и различной топологии, рассматривает также и возможность квантовой суперпозиции этих совокупностей. Цитирую:

"... можно предположить, что число похожих на нашу Вселенных, в которых возможны структуры, жизнь и разум, - бесконечно. Это не исключает того, что жизнь и разум возможны также в бесконечном числе существенно иных Вселенных, образующих конечное или бесконечное число классов "похожих" Вселенных, в том числе Вселенных с иной, чем наша, сигнатурой".

В работе также обсуждается равенство нулю или малость космологической постоянной в уравнениях Эйнштейна, благодаря чему, в том числе, оказалось возможно и возникновение жизни. Сахаров отстаивает антропный (антропологический) принцип, согласно которому в Мегавселенной существуют множество отличных от нашей Вселенных, в которых космологическая постоянная не мала, а значит и не мог появиться человек (антропос - древнегреч.). Суть принципа в том, что не надо удивляться некоторым особым характеристикам нашей Вселенной, поскольку их численные величины обусловлены самим фактом нашего существования.

Подробнее об этой работе Сахарова и ее значении в комментариях И.Д. Новикова и В.П. Фролова, В.А. Рубакова, И.Я. Арефьевой и И.В. Воловича, Б.Л. Альтшулера в Собрании научных трудов Сахарова[50]. Эти комментарии были написаны в начале 1990-х, с тех пор наука сильно ушла вперед. Работа Сахарова "Космологические переходы с изменением сигнатуры метрики" обсуждалась и на Четвертой международной сахаровской конференции по физике в мае 2009 года. Однако решение основных фундаментальных проблем, волновавших Сахарова, когда он писал свою статью 1984 года, остается пока недостижимым, подобно горизонту.

Зато за прошедшие годы в наблюдательной астрофизике произошли поистине революционные события, поставившие новые вопросы. Об открытии в 1992 году осцилляций реликтового излучения я уже писал. А в конце 1990-х годов было обнаружено, что в удалённых галактиках, расстояние до которых было определено по закону Хаббла, сверхновые типа Ia имеют яркость ниже той, которая им полагается. В результате анализа был сделан вывод, что Вселенная не просто расширяется, она расширяется с ускорением. Затем эти наблюдения были подкреплены другими источниками: измерениями реликтового излучения, гравитационного линзирования, нуклеосинтеза при Большом Взрыве. Все полученные данные хорошо описываются включением в уравнения Эйнштейна экстремально малой положительной космологической постоянной, названной "темная энергия".

Поясню: всё, видимое нами и нашими приборами вещество ("светящаяся" материя), составляет лишь 5% массы Вселенной; 25% - "скучивающаяся", т.е. сконцентрированная в галактиках, загадочная "темная материя", о существовании которой известно косвенно - по ее гравитационному воздействию на динамику расширения Вселенной и на движение видимых нами звезд; остальные 70% массы Вселенной - не менее загадочная равномерно распределенная в пространстве "темная энергия", проявляющаяся, как было сказано, в общем ускорении Вселенной. Ранее существовавшие космологические модели предполагали, что расширение Вселенной замедляется, со временем сменится сжатием и конечным коллапсом (.Big Crunch.), в котором неизбежно сгорит всё живое и неживое. Напротив, наличие небольшой положительной космологической постоянной гарантирует вечное расширение Вселенной и спасает нас от указанной вселенской катастрофы.

Вызов теоретикам состоит в том, что современная теоретическая физика не может предложить даже гипотетических естественных объяснений обнаруженной экспериментаторами космологической постоянной ("энергии вакуума"), величина которой сопоставима со средней плотностью материи во Вселенной. Но если плотность материи вычислима, и ее малость объясняется большим современным объемом расширяющейся Вселенной, то космологическая постоянная - это параметр исходной теории. Задавать, как говорится, "руками" сверхмалое значение фундаментальной мировой константы нелепо. А вот откуда она такая взялась пока остается великой загадкой. Разумеется, в попытке найти разгадку возникло немало разных моделей и теорий, включая гипотезу, что темная энергия - не константа, а потенциал некоего специально введенного медленно меняющегося скалярного поля, получившего название "квинтэссенция". Но всё это пока что очень искусственно. Жаль, что Андрей Дмитриевич не дожил до этой интересной ситуации. Возможно, он предложил бы нечто совершенно неожиданное для выхода из сложившегося теоретического тупика.

"Испарение черных мини-дыр и физика высоких энергий"[51].

Эта работа, как и предыдущая, была написана в ссылке, но уже после победы Сахарова в его долгосрочных голодовках, т.е. в конце 1985 - начале 1986 гг., когда Елена Георгиевна находилась в США на лечении. Черная дыра - объект такой концентрации массы, а значит и силы тяжести, что на нее обратно "падает" даже свет, испущенный вверх. Поэтому для удаленного наблюдателя она не светится, является черной. Образно, используя язык ньютоновской теории тяготения, для черной дыры значение "второй космической скорости" превышает скорость света. Гипотезу о возможности возникновения черных мини-дыр на ранней стадии расширения Вселенной, когда плотность вещества достигала гигантской величины, впервые высказал знаменитый Стивен Хокинг. Для иллюстрации: если водяной шар радиуса один километр сжать до размера протона, то возникнет черная мини-дыра такого же размера; ясно, что такие плотности возможны только в условиях Большого Взрыва. Классически черная дыра стабильна и, раз возникнув, будет существовать вечно. Однако Хокинг показал, что должно происходить квантовое испарение черной дыры, время испарения пропорционально кубу радиуса черной дыры, чем меньше радиус (или масса), тем оно меньше. Для указанной черной мини-дыры размера протона это время примерно равно времени существования Вселенной - десять миллиардов лет; значит мы можем в принципе стать свидетелями, современниками распада такой черной мини-дыры.

В своей работе Сахаров исследует возможности наблюдения испарения черных мини-дыр, доживших до нашей эпохи, обращая особое внимание на вклад в этот процесс частиц темной материи ("теневого мира"). Из Отчета Сахарова в Теоротдел 1986 года:

В работе обсуждаются возможности проверки представлений физики высоких энергий, связанных с наблюдениями при испарении черных мини-дыр - если они будут обнаружены. Указано, что изучение температуры испускаемых частиц в функции времени и их спектра может дать сведения о существовании "теневого мира" и о характерных чертах теории при самых высоких энергиях, включая энергию "великого объединения" и планковскую. Дана оценка образования частиц с конечной массой, а также обсуждается образование монополей и струн.[52]

В комментариях к этой работе в Собрании научных трудов[53] И.Д. Новиков и В.П. Фролов отмечают, что эта работа Сахарова "указывает на совершенно новую, неожиданную возможность наблюдательных проявлений .теневого мира. через его воздействие на испарение черных мини-дыр". Там же В.А. Рубаков пишет:

Комментируемая статья направлена в далекое будущее. В ней указан, возможно, единственный способ непосредственного экспериментального исследования процессов при энергиях, заведомо недоступных для ускорителей (вплоть до планковских). Одна из интересных проблем, поставленных в работе, - это задача вычисления скорости рождения протяженных объектов (монополей, струн) черной мини-дырой...[54]

Но кто знает, может быть, то будущее, когда эта работа Сахарова окажется востребованной, не так уж далеко. Я имею в виду не раз в последнее время повторенное вполне "безумное" предположение о возможности искусственного создания черных мини-дыр на Большом адроном коллайдере (БАК) в ЦЕРНе, что допускается некоторыми теориями с дополнительными компактными измерениями пространства. "Если это случится, - сказал в своей недавней лекции о перспективах экспериментов на БАД Стивен Хокинг - я сразу покупаю билет в Стокгольм" (имея в виду, что Нобелевская премия по физике ему тогда будет гарантирована).

"Космомикрофизика - междисциплинарная проблема"[55].

Данная заметка - предисловие Сахарова (подписано: "А.Д. Сахаров, председатель Научного совета АН СССР по комплексной проблеме .Космология и микрофизика.") к публикации большого коллектива авторов, в которой (начало заметки): "рассказывается о причинах формирования, задачах и перспективах космомикрофизики (название не вполне установившееся) - новой фундаментальной науки, возникшей на стыке физики элементарных частиц и космологии. Она имеет огромное научное и общефилософской значение". Приведу также цитату из второй книги воспоминаний А.Д. Сахарова ("Горький, Москва, далее везде", Глава 3, см. сноску 1): "Космомикрофизика - новая наука...; я писал в предыдущей книге об этом направлении, в возникновении которого я сыграл некоторую роль своей работой о барионной асимметрии Вселенной".

Наиболее актуальным вопросом, затронутым в этой публикации 1989 года, было обсуждение проекта создания космического интерферометра - проект "Радиоастрон". Суть проекта в том, что возможности увеличения базы наземных радиоинтерферометров практически исчерпаны, тогда как при запуске антенн интерферометра в космос отсутствуют ограничения, связанные с размерами нашей планеты. "Наиболее перспективным, - пишет Н.С. Кардашов в комментариях к этой заметке Сахарова, - представляется применение космических интерферометров для определения скорости расширения, возраста геометрии пространства-времени, уравнения состояния и других свойств скрытой массы во Вселенной"[56].

К сожалению, бурные политические события в СССР, а затем в России, катастрофически отразились на реализации этого, в 1989 году уже почти готового к запуску, проекта. Через 9 лет, в феврале 1997 года, был запущен японский космический интерферометр HALCA который обеспечивал базу, равную трем диаметрам Земли. Но и проект "Радиоастрон", разработанный Астрокосмическим центром ФИАНа совместно с другими институтами РАН и организациями Федерального Космического Агентства, в кооперации с учеными 20 стран, сегодня близок к реализации. На май 2011 года намечен запуск спутника "Радиоастрон" - космического 10-метрового радиотелескопа с максимальным удалением от Земли 350 тыс. км., т.е. близким к орбите Луны. В качестве наземных антенн космического интерферометра будут использоваться крупнейшие радиотелескопы мира. С такой базой интерферометра на самой короткой волне удастся получить изображения радиоисточников и измерять их координаты с точностью до 8 миллионных долей секунды дуги. Это даст возможность заглянуть в ближайшие окрестности ядер радиогалактик и черных дыр, в глубины областей образования молодых звезд в Галактике.

За 9 дней до кончины, 2 декабря 1989 года, А.Д. Сахаров, совместно с В.Л. Гинзбургом написали директору НАСА (NASA) Х. Трули письмо с предложением принять участие в проведении исследований по проекту "Радиоастрон". Положительный ответ был получен уже после смерти Андрея Дмитриевича. Однако почти 20-летняя задержка в реализации проекта привела к тому, что сегодня США не готовы предоставить необходимую для работы "Радиоастрона" станцию приёма информации и синхронизации, из-за чего его пролет над Западным полушарием может стать "мертвой зоной" эксперимента (прием информации в Восточном и Южном полушариях обеспечивается двумя станциями - в России и в ЮАР).

Закончу я тем, с чего начал: научная деятельность Сахарова, выполненная, по его выражению, "на обочине", явилась важнейшим вкладом в современную физику. И, обобщая, хочу обратить внимание, что объектом внимания А.Д. Сахарова были, как правило, вещи грандиозные по своим масштабам: конструкция водородной бомбы, этапы эволюции Вселенной, будущее человечества. Но при этом он удивительным образом чувствовал "болевые точки" проблемы, то "малое", что критическим образом влияет на "большое", и сосредотачивался на решении этой "малой" проблемы - будь то нахождение некоторой критически важной числовой характеристики или соблюдение прав данного конкретного человека.

Всей своей общественной деятельностью Андрей Дмитриевич Сахаров доказал, что "ключ" к решению тяжелейших проблем человечества - это соблюдение индивидуальных прав человека, возвращение к нравственным первоосновам, к тому, чтобы любые идеологии и политические шаги в обязательном порядке сверялись с простейшими критериями гуманности, сочувствия, справедливости. Иными словами: не надо заниматься политическими играми, когда творится варварство, если даже это варварство - в отношении одного человека (в сущности, его деятельность - это практическое воплощение знаменитого тезиса Достоевского о счастье мира и слезе ребенка). Простой всем понятный посыл "людей жалко" стал, благодаря Сахарову, важнейшим фактором международной безопасности. В этом главная мысль Нобелевской лекции А.Д. Сахарова 1975 года.

Высказаться в Дискуссионном клубе:

Проголосуйте за это произведение

Что говорят об этом в Дискуссионном клубе?

296043  2011-07-04 01:33:24 -

296045  2011-07-04 11:34:50 Валерий Куклин - Да кто же сомневается в том, что занимайся Сахаров своим делом, вКонструкция ядерных боеприпасово, ему бы можно было и еще одну Ленинку дать, и ещен одну звездочку Героя Соцтруда навесить, еще раз позволить почеломкаться с самим Леонидом Ильитчом. Так какого хренна, простите меня за выражение, он поперся в политику? ТЬожэе мне - знаток человеческих душ и госсобустройства, всю жизнь проживший под крылышком государства на богатых пайках да охраняемый ордой военщмины. Он про то, что любди задницы газетами вытираюбт не знал, сколько стоит хлеб тне знал, как джоехать до работы на общественном траспорте не знал, и про то, что трамвайный проезд стоил три копейки не знал. А учил как надо продавать землю поПутински, не догадываясь даже до системы риэлтерства и организации соответствующих бандформирований в России. Учил насм тому, в чем сам ни бельмеса не понимал и требовал преклонени я перед ним - таким герогем с фигой в кармане. Вот осуществилась его самая главная мечта - в России не стало собственного продоволбьствия. Так на кой ляд тогда России нудна его термоядерная бомьба? Да тьфук на его все научнгые идеи и достижения, если он нам всем одни беды принес.

Высказаться на научном форуме:

Что говорят об этом в Дискуссионном клубе?

296044  2011-07-04 01:33:43 -

---

Copyright (c) "Русский переплет"