Наши в Европе во времена научных революций. Часть вторая. Абрам Фёдорович Иоффе

Продолжаем публикацию серии очерков по истории науки, затрагивающих вопрос о том, почему никто из советских ученых не вошел в число творцов новой физики. Первый очерк был посвящен Сергею Вавилову [1].

Наука в Европе

В начале ХХ века основные открытия в физике происходили в Европе. В Америке и Азии начинали работать талантливые физики-теоретики, но за знаниями ездили, как правило, в Старый Свет. Показательно, что в первые девять лет присуждения Нобелевских премий по физике (1901–1909) ее получили 13 ученых — 12 из Европы, один из США. Во вторые десять лет (1910–1919) нобелевскими лауреатами стали десять физиков — все из Европы. И в третью декаду (1920–1929) американцы взяли всего две премии из двенадцати. Таким образом, в первые 30 лет ХХ века только три Нобелевские премии достались ученым из Америки, а 32 премии получили европейцы.

Среди стран по числу нобелевских лауреатов по физике в период до 1930 года лидирует Германия — 10 Нобелевских премий. Далее идет Великобритания — семь премий, затем Франция — шесть. Маленькая Голландия получила в эти годы четыре премии по физике, Швеция — две. И по одной премии досталось Швейцарии, Дании и Италии.

Языком науки в те годы был немецкий. Журналы Zeitschrift für Physik и Annalen der Physik являлись фактически международными, в них публиковались работы ученых разных стран — от США до России. Если брать только «революцию вундеркиндов», то в первом из названных журналов начиная с сентября 1925 года были напечатаны работы Гейзенберга, Борна, Йордана, Паули, Вентцеля, Клейна, Лондона, Хунда и многих других физиков-теоретиков, участников этой революции в науке. Во втором журнале начиная с января 1926 года опубликованы основные работы Шрёдингера по волновой механике. Ученые из Великобритании печатались, как правило, в «Трудах Королевского общества» (Proceedings of the Royal Society). Здесь, в частности, появились основные работы Дирака.

Впрочем, квантовая механика после короткого периода становления в 1925–1927 годах начала развиваться так бурно, что статьи на эту тему стали появляться и в научных журналах других стран. Например, в «Журнале Русского физико-химического общества» опубликована работа Г. А. Гамова, Д. Д. Иваненко, Л. Д. Ландау «Мировые постоянные и предельный переход» (Гамов и др., 1928). В этом журнале были и другие статьи о квантовой механике, например заметка Г. Е. Горовица «Силы лучистого торможения в квантовой механике» (Горовиц, 1928). Но всё же основные публикации советских физиков-теоретиков шли в то время на немецком языке. Отмечу в этой связи статьи И. Е. Тамма, В. А. Фока, Л. Д. Ландау, Г. А. Гамова, Д. Д. Иваненко, Л. И. Мандельштама, М. А. Леонтовича и Я. И. Френкеля.

Как видно из этого далеко не полного списка, к концу 1920-х годов в Советском Союзе появилась сильная когорта молодых физиков-теоретиков. Многие из них впоследствии вышли на позиции лидеров теоретической физики, получили выдающиеся результаты, отмечены престижными премиями. Но все они, как и Лев Ландау, «поздно родились».

Физика в СССР

Каждый из молодых теоретиков 1920-х годов в СССР развивался в основном самостоятельно, хотя, конечно, полезно было общение с коллегами на семинарах и конференциях. Крупных руководителей научных теоретических школ в России того времени, если не считать Л. И. Мандельштама, не было, да и сами научные школы теоретиков, особенно в области физики микромира, по существу, тогда еще не сложились. Интересная школа физиков-экспериментаторов образовалась в начале ХХ века в Москве вокруг Петра Николаевича Лебедева, но она распалась на несколько небольших групп ученых после его ухода из Московского императорского университета в 1911 году и скоропостижной смерти год спустя.

В Петрограде-Ленинграде после Октябрьской революции действовали две школы физиков-экспериментаторов — Абрама Фёдоровича Иоффе и Дмитрия Сергеевича Рождественского.

Любопытный факт: все три упомянутые школы, к продолжателям дела которых могли бы отнести себя подавляющее большинство советских и российских физиков, имели общий корень — блестящего физика-экспериментатора и талантливого педагога Августа Кундта, который с 1872 по 1888 год был профессором физики Страсбургского университета, а затем, до конца своей короткой жизни (он умер в 55 лет), преподавал в Берлинском университете. Пётр Николаевич Лебедев начал изучать искусство эксперимента в 1887 году в лаборатории Кундта в Страсбурге. Дмитрий Сергеевич Рождественский проходил стажировку в Лейпциге в 1901 году у Отто Винера, который, в свою очередь, защищал докторскую диссертацию в 1887 году в Страсбургском университете, когда единственным профессором физики там был Август Кундт. И, наконец, Абрам Фёдорович Иоффе с 1902 по 1906 год учился и работал в Мюнхенском университете под руководством Вильгельма Конрада Рентгена, первого нобелевского лауреата по физике, ученика Августа Кундта.

Иоффе и Эйнштейн

Абрам Фёдорович по праву считается «отцом советской физики». Он был первым директором знаменитого Физико-технического института в Петрограде (сейчас этот институт носит его имя). По инициативе Иоффе в крупных промышленных центрах СССР — Харькове, Днепропетровске, Свердловске и Томске — были созданы физико-технические институты. Под руководством А. Ф. Иоффе начинали свою научную деятельность будущие нобелевские лауреаты П. Л. Капица, Н. Н. Семёнов, Л. Д. Ландау; работали крупнейшие ученые А. П. Александров, А. И. Алиханов, Л. А. Арцимович, М. П. Бронштейн, Я. Г. Дорфман, Я. Б. Зельдович, И. К. Кикоин, Б. П. Константинов, И. В. Курчатов, И. Е. Тамм (также будущий лауреат Нобелевской премии), Я. И. Френкель, Ю. Б. Харитон и многие другие.

Всю первую треть ХХ века, вплоть до 1934 года, когда для многих советских ученых опустился «железный занавес», Иоффе много времени проводил за границей, он близко знал всех выдающихся физиков того времени, со многими был дружен. Особенно высоко он ценил доверительные отношения, сложившиеся у него с Альбертом Эйнштейном. Абрам Фёдорович даже позволял себе советовать великому физику, чем ему заниматься в науке и как вести себя в обществе. Один эпизод их отношений имеет косвенное отношение к «революции вундеркиндов».

В 1926 году, по словам Иоффе, он ехал с Эйнштейном в одном купе из Берлина в Амстердам, они направлялись в Брюссель на заседание комитета Сольвея. Судя по всему, готовился Пятый сольвеевский конгресс, состоявшийся в следующем году. Именно на нем были подведены итоги создания квантовой механики. Кстати, Иоффе, в отличие от Эйнштейна, не был в числе 29 приглашенных на конгресс физиков. Дорога в Амстердам была неблизкой, с 11 часов утра до 10 часов вечера они были одни в купе, и всё это время Иоффе убеждал своего старшего друга перестать думать о единой теории поля и вплотную заняться квантовой механикой, в которой остаются непроясненными основополагающие понятия. Абрам Фёдорович использовал всё свое красноречие, чтобы убедить собеседника:

«Нельзя не видеть тумана мистики, который обволакивает четкие контуры физики; в науку вливается неверие в свои силы, отказ от реальности самой природы. Выход один — Эйнштейн обязан выполнить свой долг и не имеет права скрываться в пучинах единого поля. У ученого не одни преимущества, но и обязанности перед историей» (Иоффе, 1983, стр. 74).

В научных вопросах переубедить Эйнштейна было чрезвычайно трудно. Показателен такой эпизод. В 1921 году, будучи в первой поездке по США, Эйнштейн столкнулся с неприятным известием: во время одного торжественного приема в честь автора теории относительности по залу прошел слух, что физик Дейтон Миллер из Кливленда повторил опыт Майкельсона — Морли и установил существование эфира, что опровергало теорию Эйнштейна. Ни секунды не сомневаясь в правильности своего открытия, Эйнштейн сказал фразу, которую потом, через десять лет, выбьют в камне над камином в актовом зале Института перспективных исследований в Принстоне: «Господь изощрен, но не злонамерен». (Изначально Эйнштейн произнес эту фразу по-немецки: «Raffiniert ist der Herrgott, aber boshaft ist er nicht»; ­английский перевод: «Subtle is the Lord, but malicious He is not». — Прим. ред.) Эксперимент Мюллера впоследствии был признан ошибочным (Беркович, 2018, стр. 212).

Вот и Иоффе не удалось настроить Эйнштейна на занятия квантовой механикой вместо поиска единой теории поля. А поменять ориентировку Эйнштейна в общественных проблемах директор ленинградского Физико-технического института смог. В книге «Альберт Эйнштейн в фокусе истории ХХ века» я уже рассказывал об известном процессе над «организаторами голода» в 1930 году, в результате которого были расстреляны 48 так называемых «вредителей» в мясном, рыбном, консервном, овощном главках Народного комиссариата внешней и внутренней торговли СССР. Видные интеллектуалы на Западе подписали тогда письмо против «красного террора». Подписал его и Эйнштейн. В абсурдном обвинении 48 специалистов народного хозяйства в организации голода создатель теории относительности увидел «либо отчаяние загнанного в угол режима, либо массовый психоз, либо смесь и того и другого… Очень печально, что развитие СССР, на которое мы смотрели с надеждой, ведет к таким ужасным вещам» (Fölsing, 1995, стр. 727).

Однако подпись великого физика под письмом протеста продержалась недолго. Эйнштейн радикально изменил свою оценку «Процесса сорока восьми». Он поверил в законность и оправданность сталинских чисток и уполномочил своего друга профессора высшей математики Ленинградского университета Германа Мюнинца опубликовать в журнале «Новая Россия» опровержение своего первоначального мнения (Беркович, 2018, стр. 212). Описывая эти факты, я не знал еще, кто побудил Эйнштейна изменить мнение в отношении сталинского процесса. Оказывается, это удалось Абраму Фёдоровичу Иоффе. Вот как описывает он случай, когда обнаружил подпись Эйнштейна под антисоветским воззванием:

«Когда я рассказал ему, что случай, о котором шла речь, только повод для выступления против Советского Союза, он ответил, что не подумал об этом, но подписал по телефонному звонку Планка. Я спросил, считает ли он правильным, что в разгар борьбы нового социального строя с предрассудками старого Эйнштейн оказывается по ту сторону баррикады в лагере прусского капитализма. Он ответил: „Конечно нет, я бы не подписал, если бы подумал о последствиях. В будущем не буду участ­вовать в политических действиях, не посоветовавшись с Вами“» (Иоффе, 1983, стр. 74–75).

К этому Иоффе добавляет, в духе советской пропаганды того времени, что считает непродуманной поддержку Эйнштейном сионистского движения.

Уникальны воспоминания Иоффе о стиле работы Альберта Эйнштейна. Однажды ему довелось наблюдать, как усваивает создатель теории относительности новую научную информацию. Эйнштейн попросил рассказать об исследованиях механических и электрических свойств кристаллов. Вот как это происходило.

Обсуждение темы не прекращалось и во время ужина и продолжалось до глубокой ночи. Иоффе продолжает:

«Часа за два я рассказал всё существенное, и тогда начался исключительный по глубине и настойчивости процесс освоения нового для Эйнштейна материала. Процесс этот можно охарактеризовать как органическое введение новых фактов в сложившуюся ранее единую картину природы» (Иоффе, 1983, стр. 72).

В этом и заключалась гениальность Эйнштейна: он стремился понять любое явление природы, найти фундаментальные законы, определяющие картину мира. И не успокаивался, пока не доходил до логического конца, когда становились понятными все стороны проблемы. Но у каждой медали — две стороны. Именно такой стиль работы не позволил Эйнштейну оставить попытки построить единую теорию поля, он продолжал, словно Сизиф, внешне бесплодные усилия до последнего дня жизни.

За три десятилетия постоянного и длительного пребывания за границей А. Ф. Иоффе стал на Западе своим человеком, прекрасно говорил на нескольких языках, хотя при первой встрече с Рентгеном едва мог изъясняться по-немецки. Профессор Фридрих Хунд рассказал в одном интервью любопытный эпизод, связанный с двумя советскими физиками:

«Однажды на пути из Англии в Россию на коллоквиуме в Гёттингене выступил с докладом Пётр Капица. Он начал доклад — и никто не понял ни слова. Мы даже не были уверены, на каком языке он говорил. А он говорил на немецком, но никто его не понимал. Тогда он начал доклад на английском — опять никто ничего не понял. Тогда с задних рядов раздался голос: „Говорите по-русски, я переведу“. Это был Абрам Фёдорович Иоффе. Капица начал говорить по-русски, Иоффе переводил, и все всё поняли. Это было до 1933 года» (Schaaf, 2018, S. 25–26).

Иоффе и Капица

Абрам Фёдорович рано узнал и оценил способности юного Петра Капицы, который в 1916 году стал одним из первых 11 участников семинара Иоффе в Политехническом институте. Один из участников семинара, Я. Г. Дорфман, вспоминал: «Это был самый замечательный семинар, какой мне вообще довелось видеть, и ни один семинар не дал мне больше, чем этот» (Соминский, 1965, стр. 191).

В 1918 году Иоффе решил создать новый факультет Политехнического института — физико-механический. Для разработки проекта факультета была создана комиссия, куда по рекомендации Абрама Фёдоровича включили студента Петра Капицу. После многочисленных дебатов факультет был создан, деканом стал Иоффе, а Капица вошел в состав президиума.

Отношения между Иоффе и Капицей далеко выходили за рамки схемы «учитель — ученик». В 1918 году случилось страшное несчастье — во время пандемии «испанки» у Петра Леонидовича умерли жена, двухлетний сын, новорожденная дочь и отец. Чтобы вывести молодого ученого из депрессии, Абрам Фёдорович добился для Капицы командировки в 1921 году за границу, а затем убедил Резерфорда взять его ассистентом. В письме жене от 13 июля 1921 года Иоффе пишет:

«Был в Cambridge’e у J. J. Thomson’а и Е. Rutherford’a, последний пригласил меня к чаю и согласился принять в свою лабораторию Капицу (Красин согласился его оставить здесь для научной работы). Вообще видел здесь много знаменитых людей, но об этом лучше по приезде» (Соминский, 1965, стр. 228).

Очень скоро Капица сделался любимцем Резерфорда и проработал у него в Кембридже 13 лет, пока ему не запретили в 1934 году выезд из СССР.

О том, что сделал для него Иоффе, Пётр Леонидович помнил всю жизнь. На чествовании А. Ф. Иоффе по случаю его 60-летия Капица был единственным, кто не вручил юбиляру приветственный адрес. В своем выступлении он объяснил, почему так случилось:

«Когда мы услыхали, что предстоит празднование Вашего шестидесятилетнего юбилея, то никому из нас в голову не пришло писать адрес. Мы все решили сами сюда приехать. Сейчас я очень смущен тем, что у меня нет адреса. Это получилось потому, что когда приветствуют и поздравляют своего отца или родственника, как-то в голову не приходит мысль о том, что требуется соблюдение каких-то формальностей. <…> Я желаю Вам счастья. Желаю много лет быть нашим отцом, которого бы все любили, к которому бы так же хорошо относились, как и до сих пор» (Соминский, 1965, стр. 208).

На том же юбилейном собрании в 1940 году Капица, сравнительно недавно ставший директором Института физических проблем, отметил роль Иоффе как главы физической школы:

«Когда 4 года тому назад мне пришлось организовывать этот институт, то оказалось, что все его сотрудники были Вашими учениками или питомцами Вашего факультета. Таким образом, этот институт является отпрыском Вашей школы. К этому надо прибавить, что и я являюсь Вашим воспитанником. Правда, был перерыв, когда я находился в Англии, но, по существу, я — Ваш ученик» (Соминский, 1965, стр. 208).

***

Что касается «революции вундеркиндов», то Абрам Фёдорович, верный ученик Рентгена, на ее проблемы смотрел со стороны, не пытаясь даже принять участие в их решении, хотя долгое время вращался в кругу тех, кто эту революцию творил.

Евгений Беркович

Продолжение следует…

Беркович Евгений. Альберт Эйнштейн в фокусе истории ХХ века. М.: URSS, 2018.

Гамов Г. Ф., Иваненко Д. Д., Ландау Л. Д. Мировые постоянные и предельный переход // ЖРФХО, ч. физ. 1928, Т. 60, с. 13–17.

Горовиц Г. Е. Силы лучистого торможения в квантовой механике // ЖРФХО. 1928, Т. 60, с. 51–56.

Иоффе А. Ф. Встречи с физиками. Л.: Наука, 1983.

Соминский М. С. Абрам Федорович Иоффе. М. — Л.: Наука, 1965.

Fölsing Albrecht. Albert Einstein. Eine Biographie. Ulm: Suhrkamp, 1995.

Schaaf Michael. Heisenberg, Hitler und die Bombe. Gespräche mit Zeitzeugen. Diepholz Berlin: GNT-Verlag, 2018.

Наши в Европе во времена научных революций. Часть первая. Сергей Иванович Вавилов