Без ретуши. Портреты физиков на фоне эпохи

Иоффе Борис Лазаревич

Я думаю, тем не менее, что физика элементарных частиц, т. е. исследование микроструктуры пространства, времени и материи скорее всего действительно закончится в обозримом будущем — в течение 15–20 лет. И причина будет лежать вне науки — грубо говоря, в отсутствии денег. Дело в том, что для экспериментальных исследований областей всё меньших расстояний нужно строить ускорители на всё большие энергии. Таков общий закон, вытекающий из принципа неопределённости r ~ С/p: расстояниям 10^–20 см отвечает энергия 10³ ТэВ, а планковской длине 10^–33 см — энергия 10¹⁶ ТэВ. Сейчас строится ускоритель со встречными пучками протонов — коллайдер 7 x 7 ТэВ в ЦЕРНе [21] .

Ожидается, что с его помощью удастся проводить поиски частиц с массами до нескольких ТэВ, т. е. доходить до расстояний ~10^–17 — 5 x 10^–18 см. Стоимость этого ускорителя ~5 млрд. долларов, длина кольца — 27 км. Вероятно, будет построен линейный е⁺е^–– коллайдер с энергией пучков 0,5–1 ТэВ; может быть, ещё мюонный и фотонный коллайдеры. На всех ускорителях, этих и других, которые не существуют даже в замыслах, вряд ли удастся исследовать расстояния меньшие 10^–18 — 10^–19 см, а о том, чтобы дойти до планковской длины, не может и речи. Здесь не поможет никакой прогресс в ускорительной технике [22] .

21

Сооружение коллайдера протонов 20 ? 20 ТэВ в США было прекращено из-за его высокой стоимости - 12 млрд. долларов.

22

Сейчас проводятся эксперименты по созданию ускорителей, где электроны ускоряются бегущей плазменной волной. Есть надежда, что в таких ускорителях удастся добиться темпа ускорения 500-1000 МэВ/м. (В современных ускорителях электроном темп ускорения ~50 МэВ/м.) Но и на таких ускорителях область доступных для исследований расстояний не будет меньше 10-18 см.

Эксперимент на будущих ускорителях, по-видимому, выберет некоторые из моделей теорий на малых расстояниях, как предпочтительные, на расстояниях t 10^–18 см. Но всё равно останется достаточно произвола в выборе теорий, описывающих физику на меньших расстояниях, недоступных эксперименту. Крайне мало надежды на то, что чисто теоретически можно будет установить физическую теорию, которая, будучи проверенной экспериментально на расстояниях t 10^–18 см, была бы верна и при расстояниях ~10^–33 см и была бы единственной теорией, обладающей таким свойством, т. е. осуществить столь далекую экстраполяцию. (Умозрительное, не связанное с экспериментом, построение теории случилось один раз в истории физики — это создание общей теории относительности. Но и здесь оставалась неоднозначность: возможность введения космологической постоянной, которую, в отличие от будущих теорий частиц, можно было выяснить опытным путём.) Астрофизические данные не изменят ситуации. То, что измеряется в астрофизике, — глобальные, интегральные характеристики, далёкие последствия «большого взрыва». Они никак не смогут дать информацию о процессах, происходящих на малых расстояниях. (Если даже «большой взрыв» начинался с планковских масштабов.)

Наши потомки окажутся в ситуации, когда эксперимент не будет предсказывать выбор теории. Тем самым, с моей точки зрения, физика элементарных частиц закончится. Я напомню слова Фейнмана (цитирую не буквально): «Наука — это то, что может быть проверено экспериментом». (Фейнман добавлял: «С этой точки зрения математика не является наукой. Но не всё, что не является наукой, обязательно плохо — например, любовь не является наукой».) Конечно, теоретические построения моделей частиц и взаимодействий на малых расстояниях будут продолжаться очень долго, будет появляться большое число таких работ — ведь нельзя будет сказать, что какая-то из них неправильна, поскольку противоречит опыту. Но, я думаю (хотя не очень в этом уверен), что с течением времени число их будет уменьшаться, ибо интерес к такого рода деятельности будет слабеть.

У физики конденсированных

сред, возможно, будет совсем иная судьба. Число различных объектов, которые изучает эта наука, определяется комбинаторикой, и может быть, в принципе, неограниченным. Создание гигантских установок здесь не нужно.

И, конечно, самое блестящее будущее ждёт физику живого.

Краткие сведения об учёных, упоминаемых в книге [23]

Александров Анатолий Петрович (1903-1994) — физик, академик, президент АН СССР (1975-1986), директор ИФП (1946-1954) и ИАЭ (1960-1986).

23

В список включены лишь те люди, сведения о которых могут помочь в понимании текста читателю-нефизику.

Арцимович Лев Андреевич (1909-1973) — физик, академик, соавтор и близкий друг братьев Алихановых.

Берестецкий Владимир Борисович (1913-1977) — физик, сотрудник ИТЭФ, зав. лабораторией теоретической физики (1966-1977).

Бете Ханс Альбрехт (р. 1906) — физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии, один из ведущих участников американского ядерного проекта.

Боголюбов Николай Николаевич (1909-1992) — математик, физик-теоретик, академик.

Бьёркен Джеймс (р. 1940) — физик-теоретик, один из основателей кварковой теории частиц.

Виноградов Александр Павлович (1895-1975) — химик, академик, руководитель работ по химии в атомном проекте.

Владимирский Василий Васильевич (р. 1915) — физик, член-корр. АН, зам. директора ИТЭФ.

Галанин Алексей Дмитриевич (1916-1999) — физик-теоретик, сотрудник ИТЭФ.

Гелл-Манн Мюррей (р. 1929) — физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии, один из основателей кварковой теории.

Герштейн Семён Соломонович (р. 1929) — физик-теоретик, академик, сотрудник ИФВЭ.

Гинзбург Виталий Лазаревич (р. 1916) — физик-теоретик, академик, зав. теоретическим отделом ФИАН.

Глэшоу Шелдон (р. 1932) — физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии, один из создателей электрослабой теории.

Гуревич Исай Израилевич (1912-1992) — физик, член-корр. АН. Основные труды по ядерной физике, теории ядерных реакторов.

Иоффе Абрам Фёдорович (1880-1960) — физик, академик, вице-президент АН (1942-1945), директор ЛФТИ, инициатор исследований по ядерной физике в СССР.

Канторович Леонид Витальевич (1912-1986) — математик, экономист, лауреат Нобелевской премии.

Кикоин Исаак Константинович (1908-1984) — физик, академик, руководитель работ по разделению изотопов в советском атомном проекте.

Кронрод Александр Семёнович (1921-1986) — математик, зав. математической лабораторией ИТЭФ.

Ледерман Леон (р. 1926) — физик-экспериментатор, лауреат Нобелевской премии, директор Фермилаб (1979-1989).

Лоу Фрэнсис (р. 1928) — физик-теоретик, автор фундаментальных трудов по квантовой электродинамике.

Марков Моисей Александрович (1908-1994) — физик-теоретик, академик, академик-секретарь Отделения Ядерной Физики АН СССР.

Маршак Роберт (1919-1992) — физик-теоретик, труды по слабым взаимодействиям. Основатель международных конференций по физике частиц высоких энергий.

Никитин Сергей Яковлевич (1916-1990) — физик-экспериментатор, сотрудник ИТЭФ.

Окунь Лев Борисович (р. 1929) — физик-теоретик, академик, зав. лабораторией теории слабых взаимодействий в ИТЭФ.

Оппенгеймер Роберт (1904-1967) — физик-теоретик, руководитель американского атомного проекта.

Паули Вольфганг (1900-1960) — физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии, один из основоположников квантовой теории.

Понтекорво Бруно Максимович (1913-1993) — физик, академик, сотрудник Э. Ферми. В 1950 году нелегально переехал в СССР.