ВОСПОМИНАНИЯ О ПРОФЕССОРЕ Д.Д.ИВАНЕНКО

ВЯЧЕСЛАВ ФЁДОРОВИЧ ПАНОВ

ДОКТОР ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ НАУК, ПРОФЕССОР
ПЕРМСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА, Е-MAIL: [email protected]

VYACHESLAV FYODOROVICH PANOV

Впервые я лично познакомился с профессором Д.Д. Иваненко в феврале 1975 года. Тогда, работая в должности ассистента на механико-математическом факультете Пермского университета, я проходил курс ФПК на механико-математическом факультете Московского университета. После окончания Пермского университета захотел заниматься гравитацией, и, находясь в МГУ, стал посещать семинары профессора Иваненко. Тогда в МГУ Дмитрий Дмитриевич руководил двумя семинарами: по понедельникам – семинар по элементарным частицам, а в четверг – семинар по гравитации. Он также читал курс для аспирантов. Мне запомнилась демократичность семинаров Дмитрия Дмитриевича. Каждый мог свободно выступать со своими мыслями и идеями. Иваненко особое внимание уделял стратегическим вопросам физики, построению единой теории поля. Поэтому на семинарах большее внимание уделялось физической сущности фундаментальных вопросов, нежели излишним математическим деталям. На семинарах Иваненко выступали физики из многих городов СССР, иногда выступали иностранные учёные. Отмечу, что Д.Д. Иваненко, несмотря на свой солидный возраст и огромный авторитет, поддерживал молодых физиков-теоретиков, предоставляя им делать доклады на своих семинарах, рекомендовал их статьи в журнал ”Известия вузов. Физика”, помогал при подготовке и защите кандидатских диссертаций. Будучи выдающимся физиком, известным во всём мире, Д.Д. не проявлял московского снобизма, никого от себя не отталкивал, помогал создавать новые центры по гравитации в провинциальных вузах различных городов СССР. Благодаря Дмитрию Дмитриевичу состоялось становление Пермской группы гравитационистов, известной публикациями в научной печати, участием во всесоюзных, российских и международных конференциях по теории тяготения, пространства-времени и космологии. Научным руководителем Пермской группы гравитационистов является автор этих строк.

Иваненко любил решать стратегические вопросы, предлагая новые физические идеи, которые впоследствии получали достаточно полное развитие в работах его учеников. Профессор Иваненко постоянно поддерживал научные контакты с крупнейшими физиками мира, уделяя достаточное внимание зарубежным публикациям. Иваненко говорил, что наша группа “идет широким фронтом”, так как неизвестно, где будет прорыв в физике. Позднее (в 80-е годы) вместо двух семинаров у Д.Д. стал функционировать один – гравитационный (неизменно по четвергам), а в понедельник вечером работала “мастерская”, где собиралась узкая группа его ближайших учеников и сотрудников. Дмитрий Дмитриевич часто просил своих учеников дать рецензию на только что вышедшую книгу или сборник научных трудов, или написать отчет о только что состоявшейся конференции. Кое-кому из нас такая работа иногда казалась лишней. Но спустя годы понимаешь, что все это – неотъемлемые элементы воспитания молодой научной смены.

Я поддерживал с профессором Иваненко контакты на протяжении почти 20 лет (хотя и работал в это время в Пермском университете), что привело в 1992 году к моей защите докторской диссертации на физическом факультете МГУ.

Разумеется, в эти годы я периодически приезжал в Москву, выступал на семинарах Иваненко, общался с его учениками (особенно с Ю.Г. Сбытовым и Ю.Н. Обуховым), а также регулярно звонил Дмитрию Дмитриевичу (иногда такой телефонный раз-говор продолжался до 30 минут), писал ему письма, присылал свои статьи. Д.Д. всегда информировал меня о гравитационных конференциях, о самых свежих новостях физики, о достижениях московских коллег, живо интересовался моими результатами. Тогда еще не было электронной почты, зато активно функционировала Советская Гравитационная Комиссия, основанная профессором Иваненко в начале 60-х, после запуска Первого Искусственного спутника Земли и полёта первого человека в Космос. Позднее на её базе было создано Гравитационное общество. Сегодня оно объединяет в своих рядах активно работающие творческие коллективы учёных, большинство из которых так или иначе прошли школу профессора Иваненко и достойно продолжают его дело. Силами Российского Гравитационного общества, председателем которого является В.Н.Мельников, проводятся фундаментальные теоретические и экспериментальные исследования в таких областях как построение фундаментальной картины мира и развитие учения о Высшем Космосе; свойства физического вакуума, элементарные частицы, типы физических взаимодействий и преобразования ФРК; вопросы изучения времени, пространств с нетривиальными топологическими структурами и нецелыми размерностями, множественных геометрий, многих других интересных и перспективных проблем и, конечно, прежде всего – явления всемирного тяготения.

Отмечу, что на каждый семинар Иваненко приносил свежие зарубежные физические журналы и перед выступлением докладчика сообщал слушателям о “новостях науки” (физики). После заседания семинара Иваненко на физическом факультете МГУ устраивался традиционный “чай”. На чайную церемонию мог прийти любой участник семинара. Дмитрий Дмитриевич живо интересовался новыми людьми, приходившими на его семинар: производился обмен адресами, телефонами. Молодым коллегам Д.Д. всегда давал советы по изучению научной литературы. На “чае” обычно он показывал и обсуждал свежие зарубежные журналы, персонально (по-фамильно) распределяя статьи для изучения, давал задания ближайшим сотрудникам, подписывал рекомендации для опубликования статей, живо рассказывал о своих встречах с другими величайшими физиками мира.

На “мастерской” Иваненко, кроме традиционных “новостей науки”, заслушивалось какое – либо краткое, но важное сообщение. Часто обсуждение было “историзированным” (рассматривалось с позиции истории физики). При прослушивании сообщений Д.Д. обращал главное внимание на физическую суть вопроса, математические детали часто просил опустить. Помню также, что на семинарах в основном затрагивались различные вопросы теории гравитации и теории поля, но в тоже время проводились традиционные “новогодние семинары”, на которых заслушивались экзотические доклады, например – сообщение о конференции по поиску внеземных цивилизаций. Д.Д. Иваненко отмечал, что наука не делается раз и навсегда в готовом виде. Он обладал редким даром объективно оценивать идеи, которые выдвигал, и при этом сбалансированно распределять оптимальное время для их дальнейшей разработки.

Профессор Иваненко очень обращал внимание на цитирование работ, говоря, что порядочность в науке начинается и кончается цитированием работ. Это тем более актуально сегодня, когда великие открытия делаются не одним человеком, а являются результатом труда больших коллективов исследователей. Он знал цену себе и своей научной группе, и не напрасно столь ревностно следил за цитированием своих работ и работ его учеников в работах других физиков. Ведь в оценке роли ученого (и его школы) в истории науки играет роль, как его работы цитируют, тогда как в условиях жесточайшей конкуренции в современной науке нередко имеет место намеренное замалчивание порой даже самых важных основополагающих работ.

Д.Д. Иваненко с 1982 года и до конца жизни занимался исследованием космологического вращения (вращения Вселенной). Пермская группа гравитационистов также всегда уделяла внимание исследованию вращения в космологии. Укажем здесь на нашу недавнюю работу: Кувшинова Е.В., Панов В.Ф. Квантовое рождение вращающейся вселенной // Известия вузов. Физика. 2003. № 10. С. 40 – 47. В этой работе показано, что вероятность квантового рождения модели вселенной с вращением может быть больше, чем вероятность рождения модели вселенной без вращения.

Профессор Иваненко был организатором важных физических конференций. Особенно отмечу его роль в организации первой Советской гравитационной конференции (1961г.). К настоящему времени в нашей стране проведено уже 11 национальных гравитационных конференций.

Д.Д. Иваненко положительно воспринимал новые, порой даже самые смелые перспективные научные идеи и помогал их отстаивать, но и вместе с тем он видел тяжелое состояние отечественной науки в 90-е годы. Он говорил, что хозяйство, промышленность можно поднять за 10-15 лет, науку же придется поднимать 50 лет.

Он был великим физиком – теоретиком ХХ века и внес определяющий вклад в развитие ядерной физики, синхротронного излучения, теории гравитации, пространства и времени, Космологии. Д.Д. Иваненко внес неоценимый вклад в создание фундаментальной картины мира.

Биография

В 1927-1929 годах - стипендиат имени В. А. Стеклова, научный сотрудник ленинградского отделения ФИАН . В 1929 году переехал в Харьков , возглавив теоретический отдел , стал одним из главных организаторов и редактором издававшегося в Харькове на иностранных языках первого советского «Физического журнала Советского Союза» (нем. Physikalische Zeitschrift der Sowjetunion ), инициировал и стал членом оргкомитета первых трёх Всесоюзных теоретических конференций в Харькове. В феврале 1931 года утверждён в звании профессора президиумом ВСНХ УССР. В 1930-1931 годах занимал должности заведующего кафедрой теоретической физики Харьковского механико-машиностроительного (бывшего технологического) института, профессора Харьковского университета .

С 1931 года вновь в Ленинграде, старший научный сотрудник , руководитель семинара по ядерной физике. В сентябре 1933 года вместе с А. Ф. Иоффе и И. В. Курчатовым организовал 1-ю Всесоюзную ядерную конференцию в Ленинграде. В 1932-1935 годах - редактор теоретического отдела Ленинградского отделения Государственного технико-теоретического издательства, под его редакцией впервые на русском языке вышло 8 сборников работ и книг классиков современной физики (Л. де Бройля , В. Гейзенберга , П. Дирака , Э. Шрёдингера , М. Бриллюэна , А. Зоммерфельда , А. Эддингтона). В 1933-1935 годах - профессор, заведующий кафедрой физики .

С 1943 года до последних дней - профессор кафедры теоретической физики физического факультета Московского университета . 50 лет руководил теоретическим семинаром и с 1961 года по 1994 год - гравитационным семинаром кафедры теоретической физики физфака МГУ.

В 1944 году в момент подготовки выборов заведующего кафедрой теоретической физики физического факультета МГУ выступил на стороне консервативного большинства учёного совета и декана факультета А. С. Предводителева , указав на ряд ошибок в работах Тамма , в результате А. А. Власов получает 24 голоса, Тамм - 5 голосов . В. Л. Гинзбург в интервью утверждает, что Иваненко писал доносы на Тамма и на него .

В 1944-1948 годах - заведующий кафедрой физики МСХА имени К. А. Тимирязева , где организовал биофизическую лабораторию, в которой руководил работами по использованию атомной науки и техники в биологии и сельском хозяйстве. Уволен из академии после августовской сессии ВАСХНИЛ 1948 года . В 1945 году с апреля по август находился в рядах Советской Армии в Германии .

В 1950-1963 годах - старший научный сотрудник .

В 1961 году был инициатором проведения первой Гравитационной конференции в Москве, организатор Советской гравитационной комиссии . В 1959-1975 годах - член Международного гравитационного комитета.

Научные исследования

Работы относятся к ядерной физике , теория поля, синхротронному излучению , единой теории поля , теории гравитации , истории физики . Большинство работ выполнены совместно с крупнейшими физиками первой половины XX-го века .

Первым предложил протонно-нейтронную модель ядра (1932) , впоследствии развивавшуюся также Вернером Гейзенбергом . Рассмотрел нейтрон как элементарную частицу и указал, что при бета-распаде электрон рождается подобно фотону.

Развил теорию гиперядер (1956) .

Совместно с Д. Ф. Курдгелаидзе предсказал в 1964-м году деконфайнмент .

В 1960-1980-е годы совместно с учениками выполнил целый ряд работ по теории гравитации, в том числе выдвинул гипотезу кварковых звезд , разрабатывал тетрадную, обобщенную и калибровочную теории гравитации, учитывающие наряду с кривизной также и кручение .

Ученики

См. также

• Силы Тамма - Иваненко

Награды и звания

• Сталинская премия второй степени (1950) - за работы по теории «светящегося» электрона и по современным проблемам электродинамики, изложенные в монографии «Классическая теория поля» (1949)
• Заслуженный профессор Московского университета (1994)
• Член редколлегии журнала «Известия вузов. Физика»
• Член редколлегии журнала «Nuovo Cimento»
• Член Российского физического общества (1990-1994)

Вечер. Самое начало осени. Солнце уже зашло за горные гряды, но всё ещё окрашивает добрую половину неба в оранжево-лиловые цвета. В предгорной лесистой долине уже наступили сумерки.

Тонкая, как говорят, костлявая, фигура бесформенно-серого цвета ковыляла по лесной дороге. То был Леофлед Пёсий Сын (прозвище он себе оставил для умаления собственной гордыни, впрочем, слегка изменил его, чтобы не сквернословить каждый раз при знакомстве), некогда известный рыцарь, а ныне...

"Полная развалюха", - с горечью признал Леофлед и заехал себе по колену, чтобы все суставы встали на место. После чего запахнулся в плащ и собрался уже было продолжить свой путь, как услышал вдалеке звуки боя. Взвесив все "против" (???) и "за" (!!!), он резко свернул с дороги и пошёл посмотреть, кто же там с кем дерётся.

Забравшись на пригорок и затаившись там, он увидел прелюбопытнейшую картину - внизу в долине какой-то маленький человек весьма ловко уворачивался от попыток виверна поломать ему все кости.

"Очевидно, нужно помочь человеку справиться с этой неразумной тварью. Если я стану свидетелем убийства и не помогу обижаемому, то я стану как бы его соучастником. А с другой стороны, вдруг это злой человек и он просто решил убить беззащитное животное?" - думал он пока беззащитное животное вырывало клочья земли вместе с мелким кустарником и поднимало их с собой в воздух на добрые три метра.

Не-ет, мои вещи! - донеслось снизу после очередного прыжка, когда в небо полетела котомка.

"Лучше я помогу этому человеку, так как убийство зверя лучше, чем убийство разумного человека. Да и если Провидение хочет наказать этого человека, то у меня всё равно ничего не выйдет" - убедив себя таким образом, Леофлед, достал со спины щит и на ходу выхватывая меч рванулся вниз.

В нескольких метрах от подножия пригорка было наклонившееся дерево. Упавшее из-за грозы, последними корнями оно держалось за землю, создавая удобный подъём.

Веди его ко мне! - проорал рыцарь, и человек тут же понял его.

Он помчался навстречу, уворачиваясь в самый последний момент от смертоносных прыжков виверна.

Леофлед влетел на дерево и сохраняя всю набранную скорость прыгнул вперёд. Виверн оказался слишком далеко, так что рыцарь, вместо желаемого загривка приземлился в районе хвоста. Тварь была не готова к такому развитию событий, поэтому начала дёргаться из стороны в сторону, пытаясь сбросить седока.

Хотя бы она отвлеклась от человека, и он смог отбежать к деревьям и перевести там дух.

Рыцарь едва держался. Отбросив в очередном рывке щит, он уцепился освободившейся рукой за основание крыла и ударил мечом по самой перепонке. Тварь взвыла и взлетела в воздух выше, чем обычно, тряхнув при приземлении Леофледа так, что он отцепился и упал на землю. Виверн прижал его когтями и собирался было откусить голову, как ему в глаз точно прилетела стрела. Откинув рыцаря подальше, животное резко взлетело и резкими рывками полетело с поляны прочь.

Первое, что увидел рыцарь, был выбеленный временем человеческий череп. Потом - нога в кожаном ботинке. Рука, поднимающая череп.

Слушай, мужик, ты некромант, что ли?, - он спросил в полубессознательном состоянии.

А-а! Творче Благодетельный, ты жив ещё что ли? Не пугай так больше! Ой, то есть, хочешь приму предсмертную исповедь?

О, исповедь очень хочу, только погоди, сяду поудобнее.

Повозившись немного, Леофлед вправил себе повёрнутый лицом к спине череп и приподнялся на руках. Тёмная дымка перед глазами исчезла и через какое-то время он смог сесть нормально.

Эх, счастье-то какое! - начал вправлять снова вылетевший коленный сустав. - Погоди, а как некромант сможет принять исповедь?

Рыцарь повернулся к месту, где только что стоял его собеседник, но там уже никого не было. Он оглянулся и увидел в десяти метрах от себя фигуру - тёмно-коричневый балахон, священный символ на груди, молодое чистое лицо, в руках лук, стрела направлена в его сторону, наконечник горит приглушённым светом.

Задрать-колотить... - Леофлед поднял руки в примирительном жесте, - Тогда другой вопрос, зачем служителю Церкви человеческий череп?

Человек слегка опустил лук, а потом снова его поднял с прежней решимостью.

Тебе меня не заморочить, мертвяк! - мягкий, мелодичный голос, - Скажи, зачем ты напал на дракона, и я решу, что с тобой делать!

"Совсем молодой парнишка. Более опытный церковник порешил бы меня на месте. Помощь служителю Творца наверняка зачтётся за доброе деяние", - с радостью отметил для себя рыцарь.

Я увидел, как злобный виверн нападает на беззащитного путника и сердце моё облилось кровью и я решил вступиться!

Погоди, как виверн? Это же был дракон! Виверны же, они маленькие, с собаку.

Ты откуда родом будешь, путник?

Я монашка Ордена Святого Тетция, из обители в городе Памия. Теперь назовись ты!

"Женщина! Старый дурак, как сразу не догадался! Понятно, почему она такая мягкосердечная", - подумал он.

Меня зовут Леофлед и я странствующий рыцарь. Помер три сотни лет назад и был оставлен ходить по земле, пока не искуплю свои прегрешения. Прошу, помоги мне!

На этот раз она опустила своё оружие, но стрелу с тетивы не сняла.

Три сотни лет... - она серьёзно задумалась. - Так ты Леофлед Сук...

Да, да, Пёсий Сын, он самый.

Убийца, насильник и пожиратель детей?

И ты жаждешь искупления грехов?

Да! Больше всего на свете! - сказал он, а про себя добавил, что ему больше нечего желать.

И ты знаешь, что тетцииты уничтожают анимированных мертвецов?

С языка чуть не сорвалось "да уж представь себе, нагляделся", но он сдержался. Поняв, что немедленное развоплощение ему не угрожает, рыцарь снова занялся приведением всех сочленений своего тела в порядок.

Он давно превратился в скелета, обтянутого высушенной кожей. Его мёртвая плоть не распадалась на куски за счёт неведомой тёмной магии и даже заменённые члены, будь то рука или глаз, прирастали к целому. Одет он был в длинную камизу и штаны, поверх этого носил плащ с капюшоном, а в городах надевал маску рыцарского Ордена Святого Лария.

Орден принимал в себя всех болящих, включая прокажённых, так что адепты ордена носили маски, скрывающие лицо. Так они выражали, что перед Творцом все люди равны.

Но ты ведь меня ещё не убила, значит что-то тебя останавливает.

Если ты действительно заблудшая душа, потерявшая дорогу на тот свет, а не злобный демон, захвативший оставленное тело, скажи мне, во что ты веришь?

Этот трюк Леофлед уже знал. Сейчас нужно произнести Символ Веры, краткий перечень всех основных постулатов мироздания. И если он перепутает хоть какое-то слово или произнесёт текст не в том темпе, быть ему развоплощённым на месте. Ибо демоны тоже вполне себе читают все символы и молитвы, только при этом они глумятся как могут.

Рыцарь натянул назад наполовину снятый ботинок (при ударе об землю часть мышц надорвалась и опухла, следовало зашить и смазать скрепляющим бальзамом) и поднялся на ноги.

Верую я в Творца, создавшего небо и землю, всех зримых и невидимых человеческому глазу пределов...

Медленно, но не слишком, отчётливо произнося каждое слово, Леофлед отчеканил весь текст без единой запинки, ставя акцент на "отпущении грехов" и "воскрешении мёртвых".

Девушка смотрела на него, и в сумерках он не мог определить, что выражал её взгляд. Какое-то время они молчали, глядя друг на друга и наконец она произнесла:

Я верю тебе, Леофлед. Но я всё равно должна буду тебя убить. Однако ты спас мою жизнь, и было бы жестоко не дать тебе шанс на искупление. Поэтому поступим так. Ты можешь с ходу определить в этих горах дракона, если увидишь его?

Гравитационная школа Д.Д. Иваненко

Для успешной научной деятельности чрезвычайно важное значение имеет принадлежность к сложившейся научной школе, а для успешного функционирования школы – постоянно действующий научный семинар… Фактически, группа Иваненко и его семинар стали центром научной мысли в области общей теории относительности и гравитации, а его организатор– признанным лидером гравитационного сообщества внашей стране .

Ю.С. Владимиров .

Семинар стал своеобразной научной школой Д.Д. Иваненко… Он считал, что речь может идти о третьем (вслед за ньютоновским и эйнштейновским) этапом развития теории гравитации, и, наверное, хотел, чтобы он отчасти стал ″иваненковским″ .

А. Сарданашвили .

Авторы этих эпиграфов – ученики Д.Д. Иваненко, видные представители его гравитационной школы. Их книги являются основным источником для изучения этой школы . В эпиграфах отмечена основная особенность школы Иваненко – ее теснейшая связь сего гравитационным семинаром и даже, можно сказать, ее отождествление с этим семинаром. Исследовательскую программу школы можно реконструировать по тематике семинара и по множественным юбилейным и вступительным статьям Д.Д. Иваненко к сборникам и монографиям по теории гравитации, выходивших под его редакцией на протяжении почти 30 лет, т.е. с начала 1960-х до конца 1980-х гг. .

Конечно, программа претерпевала определенные изменения, отчасти в связи с бурным развитием релятивистской астрофизики и космологии в 1960-1980-е гг., но, вместе с тем, основная направленность ее, а именно анализ трудностей общей теории относительности (ОТО), возможных обобщений этой теории и поиском ее синтеза с квантовой теорией и физикой элементарных частиц, сохранялась.

Место Иваненко и его школы в развитии гравитационной науки выявляется при рассмотрении «иваненковской цепочки» событий, начиная с 1920-х гг. и затем с 1960-х до 1980-х гг.(см. также тщательно составленную Г.А. Сарданашвили«Хронику жизни» Иваненко ).

Предыстория

Предысторическая часть начинается в середине 1920-х гг., когда Иваненко и Г.А. Гамов создали неофициальный теоретический семинар для студентов в Петроградском университете и когда возник знаменитый «джаз-банд» во главе с «тремя мушкетерами»: Д.Д. Иваненко, Г.А. Гамовым и Л.Д. Ландау. Чуть позже к ним присоединился М.П. Бронштейн. Иваненко успел прослушать нескольколекций А.А. Фридмана, стимулировавших его интерес к ОТО. Уже в своей первой работе (совместной с Гамовым) обнаруживается его нацеленность на синтез релятивизма и квантов (связь общерелятивистского пятимерия с уравнением Шредингера, 1926г). В 1927 году он заканчивает Ленинградский университет и вскоре становится сотрудником (в должности вычислителя) Физико-математического института АН СССР. В 1928 г. – важная работа о трех фундаментальных константах (вместе с Гамовым и Ландау), также связанная с идеейквантово-релятивистского синтеза. С 1927 по 1932 гг. Иваненко – аспирант, а затем сотрудник ЛФТИ. 1928г. – статья Иваненко и Ландау по представлению спиноров как антисимметричных тензоров.

Тем самым, Иваненко подключается к супершколе А.Ф. Иоффе, в которой главным теоретиком был Я.И. Френкель, имевший учеников, но научной школы не создавший.

1929 г. – статья В.А. Фока и Иваненко по параллельному переносу спиноров в гравитационном поле (так называемые коэффициенты Фока–Иваненко, в какой-то степени предвосхищающие калибровочный подход к теории гравитации). Затем Иваненко увлекается ядерной физикой, где параллельно с Гейзенбергом и И.Е. Таммом выполняет важные работы.

Впрочем, если не считать совместной статьи с В.А. Амбарцумяном, он пару раз возвращался к релятивизму. В 1932 г. под редакцией Иваненко вышел перевод книги П. Дирака «Основы квантовой механики» с написанными им релятивистскими дополнениями («Геометризация уравнения Дирака», «Общая теория относительности. Параллельный перенос полувекторов»). В 1934 г. под редакцией Иваненко был издан перевод монографии А. Эддингтона «Теория относительности», в которой немалое внимание уделялось «неримановым обобщениям» ОТО.

Наконец, в 1935 г. под редакцией Иваненко и В.К. Фредерикса был издан сборник классических работ по теории относительности «Принцип относительности» с нетривиальным историко-научным комментарием. Уже тогда обозначился интерес Иваненко к истории науки, и, в частности, к истории релятивизма. Этот сборник увидел свет после ареста Иваненко в 1935 г. Пробыв в лагерях, а затем в ссылке в Томске и Свердловске, он защищает докторскую диссертацию «Основы теории ядерных сил» в ФИАНе. Но в МГУ на кафедру теоретической физики он попадает только осенью 1943 г. И вскоре (1944 г) организует там теоретический семинар, который с конца 1950-хстал проходить дважды в неделю, причем его четверговая часть была посвящена гравитации. «Семинар стал своеобразной научной школой Иваненко (в первую очередь – гравитационной – В.В.). Через него прошли сотни отечественных ученых со всех концов страны » .Но к семинару и школе Д.Д. Иваненко мы вернемся позже, а сейчас отметим еще несколько событий и достижений, связанных с теорией относительности.

В 1947 г. была опубликована статья Иваненко и А.А. Соколова по квантовой теории гравитации, в которой воспроизводились результаты репрессированного в 1937 г. М.П. Бронштейна. «Однако, поскольку имяБронштейна было под запретом и его работы недоступны, статья Д.Д. Иваненко и А.А. Соколова стимулировала отечественные исследования по квантовой гравитации » [Там же. С.177].

В послевоенные 1940-е–1950-е гг. Д.Д. Иваненко в основном занимался теорией синхротронного излучения, а затем – квантовой теорией поля. Коснемся только его выступлений на знаменитом «несостоявшемся совещании по борьбе с идеализмом и космополитизмом» 1949 г. (точнее, на подготовительных совещаниях к нему), где он обвинилв этих «измах» ведущих «академических» физиков, в том числе Л.И. Мандельштама, И.Е. Тамма, Л.Д. Ландау, М.А Леонтовича, В.Л. Гинзбурга и др. .

Впрочем, Иваненко даже в эти годы никогда не выступал против теории относительностии квантовой механики. Об этом свидетельствуют материалы методологического семинара, посвященного теории относительности, который состоялся на физфаке МГУ 1 июня 1952 г. Иваненко отстаивал правильное понимание теории относительности в полемике с влиятельным философом Х.М. Фаталиевым . «Слова Д.Д. Иваненко в защиту теории относительности , – резюмировал его выступление на семинаре Ю.С. Владимиров, – не утратили своей актуальности. С большинством его высказываний по существу обсуждаемого вопроса автор (Ю.С. Владимиров – В.В.) согласен, за исключением его слов о борьбе с идеализмом и махизмом, которые следует рассматривать как дань господствующей идеологии » [Там же. С. 301].

С 1949 г. Д.Д. Иваненко работал сотрудником Института истории естествознания и техники АН СССР, в изданиях которого в 1957 г. и 1959 г. опубликовал основательные обзорно-исторические исследования ОТО. Как раз в 1959 – 1960 гг. произошло несколько знаменательных событий, обозначивших поворот Д.Д. Иваненко к гравитации как в исследовательском плане, так и в научно-организационном отношении.

В июне 1959 г. он принял участие в международной гравитационной конференции в Париже (Руайомоне), на которой был создан Международный гравитационный комитет. От СССР в него вошли В.А. Фок и Д.Д. Иваненко, который был членом комитета до 1977 г. С этого времени Иваненко – одна из главных действующих фигур международного (и, конечно, советского) научного сообщества гравитационистов. И как раз в это время (с начала 1960-х гг.) на базе семинара начинает формироваться гравитационная НШ Д.Д. Иваненко.

Формирование гравитационной школы

Теперь дадим слово крупным представителям школы Иваненко, которые на протяжении 10–15 лет, сначала один, а вскоре после него – другой – были учеными секретарями семинара, – это авторы цитированных книг Ю.С. Владимиров и Г.А. Сарданашвили. «Фактически группа Иваненко и его семинар сталицентром научной мысли в области общей теории относительности и гравитации, а его организатор – признанным лидером гравитационного общества в нашей стране. С полным основанием можно сказать, что в то время у многих отечественных физиков-релятивистов понятие гравитации ассоциировалось с деятельностью Д.Д. Иваненко». И далее Ю.С. Владимиров перечисляет наиболее заметных участников семинара и, соответственно, членов группы Иваненко или его школы в 1960-е – начале 1970-х гг. Это прежде всего его старшие ученики – А.М. Бродский, Г.А. Соколик, В. И. Родичев и Д.Ф. Курдгелаидзе и затем представители более молодого поколения – Н.В. Мицкевич, В.С. Брежнев, Д.В Белов, Б.Н. Фролов, Ю.Г. Сбытов, А.А. Ткаченко, В.Г. Кречет и др. В семинаре принимали участие и другие теоретики, которых едва ли можно причислить к школе Иваненко; это, в основном, ученики А.Л. Зельманова (В.Д. Захаров, Р.Ф. Полищук, С.Л. Галкин и др.), К. П. Станюковича (В.Н. Мельников, К.А. Бронников) и др. Сам Ю.С. Владимиров был секретарем семинара с 1960 до 1973 г., затем его на этом посту сменил Г.А. Сарданашвили, который секретарствовал до начала 1980-х, а после него в 1980-х секретарями были видные младшие «школьники»и соавторы Иваненко П.И. Пронин и Ю.Н. Обухов. К списку постоянных участников в 1960-е – 1970-е гг., приведенному ранее, Сарданашвили добавляет еще нескольких (назовем только гравитационистов): В.Н. Пономарев, В.Г. Лапчинский, А.Я. Буринский, В.Ф. Панов. Присутствие на семинарах дипломников и аспирантов считалосьобязательным.

Г.А. Сарданашвили подробно описывает, как проходили заседания семинара: «Для Д.Д. Иваненко семинар был чем-то священным. Пока он был здоров, никакие личные обстоятельства не могли его побудить отменить заседание… Семинар начинался с обзора литературы… Все это была информация с самого фронта мировой науки… Потом начинался основной доклад… На семинаре царила очень творческая атмосфера… Он никому не поручал сделать то или это. Он просто высказывал свои соображения, и они часто находили своих «реализаторов». Иногда это выливалось в совместную работу, иногда нет… В 60–70-е годы он (семинар – В.В.) сыграл немалую роль в развертывании отечественных гравитационных исследований, особенно на новых, «постэйнштейновских» направлениях» . Конечно, на семинаре нередко проходили апробацию кандидатские и докторские диссертации, и это имело существенное значение, поскольку Иваненко был членом диссертационных советов и экспертной комиссии ВАК.

Д.Д. Иваненко был профессором кафедры теоретической физики физфака МГУ, которая до 1965 г. называлась кафедрой статистической физики и квантовой механики. Тогда ею официально заведовал Н.Н. Боголюбов, а реально его заместитель А.А.Соколов. По ряду причин (см. ) она разделилась на две: первую, сохранившую название, продолжал возглавлять Н.Н. Боголюбов (там преобладали его ученики), а вторая получила название кафедры теоретической физики, ее возглавил А.А. Соколов. Иваненко удалось ввести в состав кафедры двух своих учеников Д.Ф. Курдгелаидзе и Ю.С. Владимирова. Позже, в 1970-е и 1980-е гг., штатными сотрудниками Иваненко были Г.А. Сарданашвили, В.Н. Пономарев, П.И. Пронин и Ю.Н. Обухов. Так что из «школьников» Иваненко, помимо нескольких аспирантов и дипломников, только двое-трое штатных сотрудников были «институциализированы», т.е. были при кафедре теоретической физики одновременно. Имея в виду эту особенность школы Иваненко, Сарданашвили подчеркивал: «Хотя Д.Д. Иваненко вовсе не был ″ученым-одиночкой″, он действительно не создал в обычном понимании научной школы » . И далее: «Если его аспирант или сотрудник чем-то увлекался, он никогда его не ″осаживал″, более того, это часто становилось интересно ему самому, и тогда отношения ″учитель–ученик″ между ними переворачивались. Отпущенные на такую волю, его ученики очень рано становились самостоятельными учеными. Но именно это позволило Д.Д. Иваненко создать в 60-е – 80-е годы широкую научную школу, объединявшую десятки ученых по всей стране, занимавшихся постэйнштейновскими и обобщенными теориями гравитации. Ее центром был семинар Иваненко » [Там же]. Кстати, именно это направление – постэйнштейновские и обобщенные теории гравитации – составило ядро исследовательской программы НШ Иваненко, но к более подробному ее рассмотрению мы еще вернемся.

Научно-организационная активность Д.Д. Иваненко

А сейчас отметим еще две важные особенности школы Иваненко и самого лидера. Первая относится к его беспрецедентной научно-организационной активности – стремлению быть во главе или среди первых фигур в гравитационном научном сообществе. Вторая же особенность связана с некоторыми чертами личности и научного стиля Иваненко.

Научно-организационная активность Иваненко представлена в книгах Ю.С. Владимирова и Г.А. Сарданашили . Вместе с Фоком он вошел в Международныйгравитационный комитет, организованный на Второй международной гравитационной конференции. Вернувшись из Парижа, онобратился с письмом в руководяще инстанции о необходимости развития гравитационных исследований в стране и соответствующих организационных мероприятий в этой сфере (большой фрагмент этого письма – см ). Первым результатом было проведение 1-ой Советской гравитационной конференции летом 1961г. на физфаке МГУ. Председателем оргкомитета был Иваненко. В 1962 г. при Минвузе СССР была создана Советская гравитационная комиссия по координации исследований в этой области. Но у Иваненко были сложные отношения с ведущими академическими гравитационистами: В.А. Фоком ипредставителями теоретических школ Л.Д. Ландау и И.Е. Тамма. Поэтому председателем комиссии стал А.З. Петров, а Иваненко – его заместителем, каковым и оставался до конца ее существования (1989). После смерти Петрова комиссию возглавляли сначала А.А. Соколов, а затемА.А. Логунов. Этой комиссией было проведено семь Всесоюзных гравитационных конференций и множествосимпозиумов и школ по гравитации и смежным проблемам. Таким образом, Иваненко стал одной из ведущих фигур внаучном гравитационном сообществе страны. В 1965 г. прошла 2-я Советская гравитационная конференция в Тбилиси, в организации которой Д.Д. Иваненко принял самое активное участие. На ней выступали и представители его школы – Ю.С. Владимиров, В.И. Родичев, Д.Ф. Курдгелаидзе и др.

Иваненко прилагал все усилия к тому, чтобы члены его НШ участвовали не только во всесоюзных, но и в международных гравитационных конференциях. Так в 4-й Международной конференции в Лондоне (1965) участвовали В.И. Родичев, Н.В. Мицкевич и Ю.С Владимиров, но самИваненко из-за конфликта с Фоком не смог поехать на нее.

В 1967 г. Советская гравитационная комиссия была преобразована в секцию гравитацииНТС Минвуза, и Иваненко продолжал в ней играть ведущую роль (подробно о работе секции – см. ). Сочетание научно-организационной активности с деятельностью по руководству широкой школой-семинаром выдвинуло Д.Д.Иваненко в лидеры гравитационного сообщества .

Вторая особенность Иваненко и его школы была связана с некоторыми отрицательными чертами его личности, которые уже проявились и в предшествовавшие, 1930–1940-е, годы и привели к его конфликтам с ведущими академическими теоретиками и, соответственно, их школами (с Л.Д. Ландау, И.Е. Тамом, В.А. Фоком и др). Ю.С. Владимиров, отдав должное беспрецедентной научной эрудиции Иваненко и его организационной активности, отмечает эти «негативы» :

1. «Иваненко сам никогда ничего не считал ».

2. «…Все оригинальные научные публикации Д.Д.Иваненко сделаны им в соавторстве ».

3. «После нашего выпуска (т.е. с начала 1960-х годов – В.В.) Д.Д. Иваненко практически сам не читал своих лекций ».

Заметим, что эти три «негатива» в какой-то степени служили на пользу школе, способствуя развитию самостоятельности «школьников», их вычислительных способностей, лекционных навыков. Другие «негативы» («гипертрофированное отношение к цитированию его работ другими авторами», «многословность», конфликтность и др.) не шли на пользу школе. Некоторые «школьники» уходили из школы из-за конфликтов, несомненной была и определенная отчужденность от мощныхакадемических теоретических школ (в том числе, и гравитационных).

Исследовательская программа школы и ее эволюция

Какова была исследовательская программа гравитационной школы Иваненко? Конечно, она эволюционировала, но все-таки основное ее ядро сохранялось. Сначала остановимся на том, как характеризуют эту программу Ю.С. Владимиров и Г.А. Сарданашвили. А затем рассмотрим ее эволюцию и то, как сам Д.Д. Иваненко высказывался о ней в начале 1960-х (1961–1962 гг.), середине 60-х (64–66), начале и середине 1970-х (1973–1976), начале и середине 1980-х (1982–1985) и в конце 1980-х – начале 1990-х (1989–1991).

Перечислив ряд «школьников» Иваненко 1960-х гг., Ю.С. Владимиров так характеризует основные направления (и, соответственно, программу): «Все названные лица работали по тематике, соответствующей интересам руководителя, которые всегда отличались своей широтой: единая нелинейная спинорная теория поля, обобщения теории гравитации (главным образом тогда в направлении учета кручения), квантование гравитации, в том числе расчеты взаимных трансмутаций гравитонов и квантов обычной материи, а также входящая тогда в моду калибровочная теория гравитации » .

Г.А. Сарданашвили так описывает программу НШ Иваненко: «Д.Д. Иваненко вступил в отечественную гравитацию со своей совершенно новой для того времени проблематикой – признание коренных трудностей ОТО (принцип относительности и принцип эквивалентности, проблема систем отсчета, проблема энергии, гравитационные сингулярности) и, следовательно, необходимость выхода за рамки эйнштейновской теории, а также объединение гравитации с другими фундаментальными взаимодействиями, напримерна базе калибровочной теории. Он считал, что речь может идти о третьем (вслед за ньютоновским и эйнштейновским) этапе развития теории гравитации, и, наверное, хотел, чтобы он отчасти стал ″иваненковским″ » . И далее: «Из основных направлений гравитационных исследований Д.Д. Иваненко и его ближайшего научного окружения следует отметить: проблему систем отсчета и тетрадный, монадный формализмы; возможное уменьшение гравитационной постоянной и его следствия, в частности, эффект расширения Земли; скалярно-тензорную теорию; возможность существования сверхплотных астрофизических объектов (кварковых и гиперонныхзвезд); модели с ″сильной″ гравитацией, коллапс вращающихся и заряженных объектов…; модели (космологические – В.В.) ″нефридмановской″, например, неоднородной, вращающейся и иерархической Вселенных; варианты многомерия; геометрию спинорных полей…, неримановы геометрии и основанные на них обобщенные теории гравитации с кручением; калибровочные теории гравитации; более радикальные модели с дискретным или фрактальным пространствами » [Там же].

Из этого весьма широкого спектра тем Сарданашвили выделяет две главных, или приоритетных: «Приоритетной темой была калибровочная теория гравитации, развивавшаяся сначала в работах Д.Д. Иваненко, А.М. Бродского, Г.А. Соколика, Б.Н. Фролова, а потом в моих с Иваненко совместных работах » [Там же. С. 150–151]. Вторая приоритетная тема – кручение: «Пожалуй, главным направлением исследований Иваненко стала теория гравитации с кручением » [Там же. С. 151]. Оба этих главных направления были связаны между собой, т.к. гравитацию и кручение можно было получить из соответствующей модификации калибровочной теории. Несмотря на «крутительную» активность Иваненко (его даже называли «крутящимся Иваненко»), большинству гравитационного сообщества кручение не казалось перспективной темой, поскольку была неизвестна постоянная взаимодействия поля кручения и отсутствовали какие-либо наблюдаемые макроскопические объекты с поляризованным спином. В 1960-е гг. после появления первой статьи В.И. Родичева по кручению в ЖЭТФе (1961) редакция журнала «решила не печатать работы по кручению вплоть до выяснения его физического смысла », как было сказано в ответе М. А. Леонтовича Родичеву, когда тот послал туда свою вторую статью по кручению.

И еще две темы, которые интересовали Иваненко и разрабатывались в его школе, но не вызывали заметного энтузиазма в гравитационной физике 1960–1970-х гг., – это проблема космологической постоянной икаталоги теорий гравитации, включающие, помимо ОТО, ряд других, альтернативных теорий, согласующихся с экспериментом (наблюдениями). «Д.Д. Иваненко был большим патриотом включения в уравнения Эйнштейна космологического члена для учета эффектов типа энергии вакуума » [Там же. С. 150]. И в этом отношении он оказался пророком: после открытия ускоренного расширения Вселенной введение космологического члена привело к ставшему почти общепринятым понятию «темной энергии», объяснившему это ускорение. Обсуждение альтернативных теорий гравитации тоже было полезным делом и в конечном счете способствовало укреплению позиций ОТО.

Теперь реконструируем эволюцию исследовательской программы гравитационной школы Д.Д. Иваненко по его текстам. В 1961 г. выходит в свет сборник «Новейшие проблемы гравитации» под его редакцией и с его же большой вступительной статьей . Опираясь на определенный всплеск активности в гравитационной физике во второй половине 1950-х гг., в том числе на материалы двух больших международных гравитационных конференций, и предвосхищая астрофизический и космологический бум, Иваненко говорит о начале новой фазы в развитии гравитационной науки: «Хотя все указанные и другие исследования не привели еще к результатам, сравнимым по значению с результатами общей теории относительности и фридмановской космологии, можно, несомненно, говорить о начале нового, третьего периода в истории изучения гравитации, вслед за ньютоновским и эйнштейновским » . И далее он перечисляет примерно десять проблем, в шести из которых у него и его первых учеников уже был некоторый задел. Это проблемы энергии гравитационного поля, гравитационных волн, экспериментальной проверки ОТО, «геометризованной единой теории поля», «квантовой гравидинамики» и квантовой теории взаимодействия элементарных частиц с гравитацией. Помимо своих ранних работ (по коэффициентам Фока–Иваненко и квантованию гравитационного поля – с А.А. Соколовым), он ссылается на работы Н.В. Мицкевича (и совместную с ним статью) по проблеме закона сохранения энергии-импульса в ОТО, на свою статью (с А.М. Бродским и др.) о роли гравитационных волн в обеспечении устойчивости астрономических систем, на свою работу с М.У. Сагитовым о расширении Земли вследствие возможного уменьшения гравитационной постоянной и совместную статью с В.Б. Брагинским и Г.И. Рукманом о возможных измерениях скорости распространения гравитации в земных условиях, на работы по кручению В.И. Родичева, на работы Д.Ф. Курдгелаидзе и свою статью с ним по квантованию гравитации.

Почти через год под редакцией Иваненко и с его вступительной статьей выходит в русском переводе книга Дж.А. Уилера «Гравитация, нейтрино и вселенная», в которой появляются новые проблемы и новые имена . Речь идет, прежде всего, о калибровочном подходе к гравитации, или, в терминологии Д.Д. Иваненко, о трактовке гравитации как «компенсирующего поля». При этом он сослался на совместные работы с А.М. Бродским и Г.А. Соколиком.

По-прежнему в центре внимания работы по кручению Родичева и минских гравитационистов А.Е. Левашова и О.С. Иваницкой, к которым примыкают и работы Ю.С. Владимирова с расчетами трансмутаций элементарных частиц в гравитоны и гравитонов в эти частицы. Что касается геометродинамики Уилера, то Иваненко ее приветствовал как новое перспективное обобщение ОТО, включающее новые топологические аспекты теории.

В калибровочной, или компенсационной, трактовке гравитации Иваненко видел не только возможность сближения гравитации с квантовой теорией поля и элементарных частиц, но и практические пути к естественному включению кручения в теорию гравитации и к решению проблемы энергии в ОТО .

Во вступительной статье к сборнику «Гравитация и топология» (1966) появляется большой раздел «Релятивистская астрофизика», которой иваненковцы ранее не уделяли достойного внимания и которой активно и успешно занимались в гравитационных подшколах Л.Д. Ландау (Е.М. Лифшиц, И.М. Халатников), И.Е. Тамма (В.Л. Гинзбург, М.А. Марков, А.Д. Сахаров) и особенно школа Я.Б. Зельдовича. Единственная работа по релятивистской астрофизике, выполненная к этому времени в НШ Иваненко, – это его совместная с Д.Ф. Курдгелаидзе статья о кварковых сердцевинах звезд.

С начала 1970-х гг. Д.Д. Иваненко увлечен идеей возможности не только ряда альтернативных теорий тяготения, но даже нескольких «каталогов теорий гравитации». В вводной статье к сборнику «Квантовая гравитация и топология» он говорит о нескольких направлениях в множестве альтернативных теорий тяготения: 1) единые теории поля (куда, в частности, следует отнести и теории с кручением; 2) каталог Торна, куда помимо ОТО, входят скалярно-тензорные обобщения теории и различные варианты конформно-плоских теорий; 3) «третий каталог теорий» (куда входят различные линейные варианты теории, тетрадные варианты теории, калибровочные, или компенсационные, варианты теории тяготения и др.) (о каталогах теорий гравитации – см. также ). При этом в школе Иваненко в это время разрабатывались и теории с кручением, и скалярно-тензорные теории, и калибровочный подход (работы самого Иваненко, Родичева, Фролова, Пономарева, Горелика, а также более ранние работы Иваненко, Бродского и Соколика).

В 1976 г. выходит сборник «Актуальные проблемы теоретической физики», который был посвящен 50-летию научной деятельности Д.Д. Иваненко . В нем были представлены выдающиеся иностранные гравитационисты, такие, как Дж.А. Уилер, Х. Меллер, И. Шоке-Брюа, Дж. Вебер, Г.-Ю. Тредер, Ф. Хель и др., некоторые лидеры советской физики – Б.М. Понтекорво, Д.И. Блохинцев, Д.В. Ширков и др., а также были опубликованы работы Иваненко и его «школьников» (В.Г. Кречета, В.Н. Пономарева, Г.А. Сарданашвили). В этих работах доминировали все те же идеи кручения, калибровочной концепции гравитации, нелинейного спинорного уравнения, переменности гравитационной постоянной: «Теория компенсации, кручение, нелинейность, как мы видели, – говорилось в статье Иваненко и Сарданашвили, – требуют кубического псевдовекторного члена в уравнении Дирака. Этот фундаментальный результат, неожиданно связывающий различные области идей: компенсацию – кручение – спинорную нелинейность, представляется весьма многозначительным и подсказывает возможность геометрической интерпретации и правдоподобную роль кручения «внутри» частиц. Эти соображения вновь побуждают проанализировать и другие возможности влияния гравитации как внутри частиц, так и в экстремальных условиях сверхвысоких плотностей, вероятно, реализующихся в астрофизических и космологических условиях» .

Большая подборка статей, приуроченных к столетию Эйнштейна, в журнале «Вопросы истории естествознания и техники» , открывалась статьей Д.Д. Иваненко «Непреходящая актуальность теории гравитации Эйнштейна», в которой исследовательская программа и достижения его школы встраивались в масштабную историю ОТО, ее блистательных применений в астрофизике и космологии и попыток ее синтеза с квантовой теорией элементарных частиц на основе, прежде всего, калибровочного подхода[Там же. С. 3–14]. При этом истоки калибровочной идеологии восходили к работам Фока – Иваненко и получили значительное развитие в работах ранних «школьников» в соавторстве с лидером (А.М. Бродский, Г.А. Соколик) и последующих представителей школы (Б.А. Фролова, Г.А. Сарданашвили и др.). В этом русле весьма перспективным выглядело и «крутительное» обобщение ОТО, привлекавшее Иваненко и его школу (В.И. Родичев, В.Г. Кречет, В.Н. Пономарев, Ю.Н. Обухов и др.). Квантование гравитации Иваненко также возводил к своим работам (с А.А. Соколовым) конца 1940-х гг. (в этой статье он не упоминал о работе М.П. Бронштейна середины 1930-х гг.).

К этому же времени (1979–1982) относится основательный доклад Д.Д. Иваненко «Актуальность теории гравитации Эйнтштейна», прочитанный им в Берлине на конференции, посвященной столетию Эйнштейна и по-русски опубликованный в 1982г. (в дополненном варианте) . Как и раньше (начиная с 1961г.), Иваненко перечисляет «коренные трудности ОТО», над осмыслением и преодолением которых уже почти 20 лет работает он и его ученики. Это – проблема систем отсчета в ОТО, продвинутая усилиями В.И. Родичева и др. благодаря использованию тетрадного формализма. Далее, это – проблема сингулярности в начале Большого взрыва или при коллапсе, связанная с концепцией черных дыр (здесь иваненковцам особенно нечем было похвастаться, хотя упоминаются работы В.С. Брежнева по применению нелинейных по кривизне лагранжианов, не приводящих к сингулярностям). Еще одна, давняя трудность – это отсутствие удовлетворительного решения проблемы энергии (упоминаются работы Родичева, но не упоминаются работы Н.В. Мицкевича); один из вариантов решения – это отказ от ОТО в пользу теории А.А. Логунова, близкой к биметрическим теориям поля Н. Розена и др.). Наконец, целый пучок проблем относится к квантованию гравитации и их связи с физикой элементарных частиц.

Затем в докладе подробно рассматривается несколько подходов к преодолению этих трудностей, фактически некоторых обобщений ОТО, разрабатываемых в школе Иваненко. Прежде всего, это калибровочные теории гравитации, открывающие новые пути для квантования гравитационного поля (помимо ранних работ А.М Бродского, Г.А. Соколика, Б.Н. Фролова, называются и последние совместные с Г.А. Сарданашвили работы). Далее, это – теории гравитации с кручением, на которые в школе Иваненко возлагались особые надежды (по-прежнему здесь фигурируют имена «школьников» Иваненко – Родичев, Кречет, Пономарев, Пронин, Обухов и др.).

Дальнейшие небольшие дополнения и модификации исследовательской программы НШ Иваненко и обзор ее некоторых достижений можно найти в монографииД.Д. Иваненко и Г.А. Сарданашвили, вышедшей в 1985г. . Основа сохраняется: те же «коренные трудности ОТО», те же «каталоги теорий гравитации». Те же калибровочные теории гравитации и теории с кручением как основные пути преодоления этих трудностей. То же провозглашение 3-го, постэйнштейновского, этапа в развитии теории гравитации, который «характеризуется выходом за рамки ОТО в виде широкого применения новых методов, квантования и обобщения теории гравитации с теорией элементарных частиц » . В книге упоминаются работы следующих «школьников» Д.Д, Иваненко (и даются ссылки на их исследовния): А.О. Барвинский, А.А. Буринскй, П.И. Пронин, Ю.С. Владимиров, В.Г. Кречет, Н.П. Коноплева, Ю.Н. Обухов,В.Н. Пономарев, В.И. Родичев, Г.А. Сарданашвили, Б.Н. Фролов.

К этому же времени относится сборник трудов симпозиума, посвященного 80-летию Д.Д. Иваненко «Проблемы гравитации» в октябре 1984 г. (вышел в 1986 г.) . В статье Иваненко и Сарданашвили, в основном посвященной развитию калибровочной теории гравитации, приводится также наиболее полный каталог гравитационных теорий (нерелятивистские теории, спецрелятивистские обобщения теории Ньютона, «полевые» теории гравитации, геометризованные теории – в частности ОТО, единые теории поля, космологические варианты и радикальные варианты, характеризуемые отказом от ряда фундаментальных физических положений, например, теории с дискретным пространством-временем) . Один из космологических вариантов обобщения ОТО был рассмотрен Иваненко в совместной работе с В.Ф.Пановым – это модель вращающейся Вселенной .

Последний «срез» в эволюции школы Иваненко – это его 85-летие и два связанных с ним текста: послесловие к книге Г.-Ю. Тредера «Новые подходы к единой теории» и вышедший в 1991г. юбилейный сборник «Перспективы единой теории» под ред. Д.В. Гальцова, Л.С. Кузьменкова и П.И. Пронина .

В первом обзоре Д.Д. Иваненко вспоминает о своих ранних работах, затрагивающих не только гравитацию, но и физику микромира, затем говорит о трудностях современной фундаментальной физики, характеризуя нынешний этап ее развития на рубеже третьего тысячелетия как «постэйнштейновский и посткварковый». Далее отмечается вклад гравитационной НШ Иваненко в разработку обобщений и применений ОТО, включая проблему энергии (Родичев и др.), теории с кручением (Родичев, Кречет, Пономарев, Обухов, Пронин и др.), калибровочные теории гравитации (от работ Иваненко с Бродским и Соколиком до недавних работ его же с Сарданашвили), теории с уменьшающейся гравитационной постоянной и их возможные геофизические следствия (совместно с М.У. Сагитовым), космологию с расширением и вращением Вселенной (совместно с Пановым и Обуховым), попытки учесть гравитацию в рамках единой нелинейной спинорной теории поля Гейзенберга (Иваненко, Кречет, Пономарев, Наумов, Курдгелаидзе), «иерархические» модели вселенной (совместно с Кречетом) и дальнейшие попытки квантования гравитации (Иваненко совместно с Прониным и др.).

Заслуживает внимания вступительная статья к юбилейномусборнику , написанная его редакторами, и, наверняка, одобренная Д.Д. Иваненко. Фактически перечисляются те же самые проблемы и разработки, составляющие программу школы и ее достижения, но при этом подчеркивается и значительная роль Иваненко в научно-организационной деятельности в области гравитационной физики. Сам Иваненко в этом сборнике был представлен совместной с Ю.Н. Обуховым статьей «Модель Вселенной с расширением и вращением», в которой использовался вариант калибровочной теории гравитации, который был разработан Иваненко совместно с Сарданашвили, Прониным, Пономаревым и Барвинским.

Добавим, что почти одновременно в издательстве« World Scientific » вышел второй юбилейный сборник, посвященный Д.Д. Иваненко на английском языке под ред. П.И. Пронина и Ю.Н. Обухова , в котором, наряду с крупными зарубежными гравитационистами Ф. Хелем, Ю. Нееманом, Дж. Вебером, В. де Саббатой, Дж. Джакеттой и др., были представлены его ученики Г.А. Сарданашвили, П.И. Пронин, Ю.Н. Обухов и др. (статьи самого лидера школы на этот раз не было). И в этом сборнике доминировали калибровочная теория гравитации, кручение, модель расширяющейся и вращающейся Вселенной, квантование гравитации.

В 1992 г. по просьбе редколлегии ВИЕТ (а обе книги были присланы в редакцию журнала), я написал рецензию на них, отметив историко-научную ценность этих сборников . В одной из статей первого сборника было рассказано также о нелегкой судьбе одного из наиболее замечательных учеников Иваненко – Г.А. Соколика, который будучи тяжело больным, уже в 1972 г. эмигрировал в Израиль, где несмотря на ухудшающееся состояние здоровья продолжал работать до своей кончины в начале 1980-х гг. .

Мы так подробно остановились на обзорных и юбилейных статьях Иваненко и его учеников за 30 лет, начиная с 1961 г. и кончая 1991 г., чтобы проследить эволюцию исследовательской программы школы. В общем, характеристика исследовательской программы гравитационной школы Д.Д. Иваненко, данная Ю.С. Владимировым и Г.А. Сарданашвили, подтверждается более детальным рассмотрением реализации и некоторой эволюции этой программы. Действительно, в школе Иваненко в основном занимались не столько самой ОТО и ее применением к релятивистской астрофизике и космологии, сколько ее возможными расширениями или обобщениями. Две темы были сквозными: теории с кручением и калибровочная теория гравитации. Они начинают исследоваться уже с начала 1960-х и остаются приоритетными и в 1990-е гг. Породив массу интересных и перспективных разработок, они так не привели к заметному физическому прогрессу.

Точно так же не был достигнут сколько-нибудь заметный прогресс на пути квантования гравитации и синтеза ОТО с теорией элементарных частиц. Надежды на наступление постэйнштейновского этапа в развитии теории гравитации, который хотя бы отчасти должен был стать «иваненковским», не оправдались. Большего успеха добились те гравитационные школы, которые прочно стояли на почве ОТО, занимаясь релятивистской космологией и астрофизикой, а также математическими аспектами теории. Мы имеем в виду прежде всего гравитационное «подразделение» школы Ландау, блистательную школу Зельдовича, а также школы Фока и особенно А.З. Петрова.

Тем не менее, в оценке гравитационной школы Иваненко мы присоединяемся к его ученикам Ю.С. Владимирову и Г.А. Сарданашвили (см. эпиграфы к этой статье и ссылки ).

Заключительные замечания

Суммируем основные чертыгравитационной школы Д.Д. Иваненко:

1. Это – «вузовская» (или «университетская») школа, как и НШ Фока,Петроваи т.п. Ее институциональная база – физфак МГУ, именно кафедра теоретической физики.

2. Коммуникативный центр школы – гравитационный семинар Иваненко, работавший с начала 1960-х до начала 1990-х гг.

3. Исследовательская программа школы – обобщения ОТО с целью объединения гравитации с другими фундаментальными взаимодействиями и квантовой теорией, а также преодоление ее «коренных трудностей» (проблемы энергии, систем отсчета, квантования гравитации, сингулярностей). Сквозные приоритетные направления исследований – геометрии с кручением и калибровочный подход к теории гравитации.

4. Стиль работы – коллективный. Большое количество работ написано лидером вместе со своими учениками.

5. В составе школы большое количество учеников, начинающих свои исследования как дипломники и аспиранты лидера. Состав школы на протяжении лет изменялся. Ядро школы – наиболее продуктивные ученики – в разные периоды не более десяти человек. В 1960-е – это А.М. Бродский, Г.А. Соколик, Н.В. Мицкевич, В.И. Родичев, Ю.С. Владимиров, Д.Ф. Курдгелаидзе, В.С Брежнев, Б.Н. Фролов и др. В 1970-е гг. – это, в основном, Родичев, Владимиров, Курдгелаидзе, Фролов, к которым присоединяются В.Г. Кречет, Г.А. Сарданашвили, В.Г. Лапчинский и др. В 1980-е гг. это, главным образом, те же Курдгелаидзе, Кречет, Сарданашвили, а также В.Н. Пономарев, П.И. Пронин, Ю.Н. Обухов и др.

5. Для лидера и школы в целом была характерна активная научно-организационная, международная, издательская и просветительская деятельность (включая претензии на организационное лидерство в гравитационном научном сообществе).

6. Некоторые черты личности Д.Д. Иваненко еще в «дошкольный период» осложнили его отношения с Л.Д. Ландау, В.А. Фоком, И. Е. Таммом, а впоследствии отчасти и отношения школы Иваненко с некоторыми другими гравитационными школами.

Основные работы школы Иваненко, как и ее исследовательская программа, имели поисковой характер. Главный упор при этом делался не столько на применение ОТО в области астрофизики и космологии и на изучение ее математической структуры, сколько на ее обобщения и расширения. В начале 1960-х гг. у ряда теоретиков были надежды на наступление «постэйнштейновского этапа» в гравитационной физике, и с этими надеждами была связана и исследовательская программа школы Иваненко. Но они в значительной степени не оправдались, ОТО выдержала испытание временем: главное достижения теории гравитации во 2-й половине ХХ в. были связаны именно с самой ОТО и ее блестящими применениями к астрофизике и космологии. Можно предположить, что во многом этим объясняется не столь высокий уровень достижений школы по сравнению с общепризнанными весьма высокими достижениями других гравитационных школ страны.

В заключение отметим еще одну важную особенность гравитационной школы Д.Д. Иваненко, присущую и самому лидеру. Это неподдельный интерес к истории и философии науки, и прежде всего, именно к истории и философии науки, и прежде всего, именно к истории теоретической физики и философским проблемам современной физики. Из других гравитационных НШ эта черта была в наибольшей степени присуща школе Фока, точнее ее лидеру и немногим его ученикам – А.Д. Александрову и Г.М. Идлису. Хотя и в школе И.Е. Тамма был достаточно выражен интерес к этой проблематике (к истории науки – со стороны В.Л. Гинзбурга, а к философии – со стороны М.А. Маркова).

О раннем интересе Иваненко к истории физики мы говорили; в частности и о том, что он в 1950-е гг. работал в ИИЕТ АН СССР и в течение ряда лет входил в редколлегию журнала ВИЕТ. Он также старался участвовать в конференциях по философским проблемам современной физики и приобщить к этому своих учеников. Так, на симпозиумах «Философские проблемы теории тяготения Эйнштейна и релятивистской космологии» в середине 1960-х гг. участвовало, помимо самого Иваненко, шесть «иваненковцев», а именно: Г.А. Соколик, Н.П. Коноплева, В.И. Родичев, Н.В. Мицкевич, Д.Ф. Курдгелаидзе, Б.Н. Фролов . Впоследствии такие видные ученики Д.Д. Иваненко, как Ю.С. Владимиров и Г.А. Сарданашвили, выпустили ряд важных и интересных исследований как по истории отечественной теоретической физики, так и по философским проблемам физики .

В недавно увидевшей свет книгеЮ.С. Владимирова «Природа пространства и времени: Антология идей» приводятся некоторые высказывания Д.Д. Иваненко о природе пространства и времени (при этом цитируются его ранние выступления, относящиеся как раз к середине 1960-х гг.) .

Вот некоторые из этих высказываний Иваненко, связанных с исследовательской программой его гравитационной школы (цит. по ):

«… Мы стоим нынче перед задачей построения единой теории, учитывающей с самого начала как атомно-квантовые, так и гравитационные и космологические обстоятельства; речь идет о своего рода четвертой программе единой картины мира» (см. также ). Четвертая программа соответствуетпостэйнштейновскому этапу в развитии фундаментальной физики. Первые три программы (и этапа) – это ньютоновская, или классико-механическая, далее – электромагнитно-полевая и третья –эйнштейновская геометрическая полевая программа. Четвертую программу, на которую опиралась исследовательская программа его гравитационной школы, он еще называл «максимально объединенной, естественной картиной мира», которая «должна дать ответы на … трудные вопросы, перед которыми беспомощна эйнштейновская гравидинамика, по-видимому, способная претендовать на описание гравитации и обычной материи в основном в неквантовом пределе, притом лишь в масштабах примерно галактики » (см. также ).

Литература

1. Владимиров Ю.С. Между физикой и метафизикой. Кн.2. По пути Клиффорда-Эйнштейна. – М.: Либроком, 2011. – 248с.

2. Сарданашвили Г.А. Дмитрий Иваненко – суперзвезда советской физики: Ненаписанные мемуары. – М.: Либроком, 2010. – 320с.

3. Владимиров Ю.С. Между физикой и метафизикой. Кн.1. Диамату вопреки. – М.: Либроком, 2011. –280с.

4. Владимиров Ю.С. Между физикой и метафизикой. Кн.3. Геометрическая парадигма: испытание временем. – М.: Либроком, 2011. – 288с.

5. Сарданашвили Г.А. Я – ученый: Заметки теорфизика. – М.: Изд. ЛКИ, 2010. – 160с.

6. Сарданашвили Г.А Между рассветом и закатом: Советская физика в 1950–1979 гг. – М.: Ленанд, 2013. – 232с.

7. Иваненко Д.Д. Основные проблемы гравитации (вступительная статья) // Новейшие проблемы гравитации. Сборник статей. Под ред. Д.Д. Иваненко. – М.: Изд. иностр.лит., 1961. С. 5–64 .

8. Иваненко Д.Д. Вступительная статья // Уилер Дж. А . Гравитация, нейтрино и Вселенная / Под ред. Д.Д. Иваненко. – М.: Изд. иностр. лит., 1962. С. 5–30.

9. Иваненко Д.Д . Вступительная статья // Вебер Дж. Общая теория относительности и гравитационные волны. – М.: Изд. ин. лит., 1962. С.5–21.

10. Иваненко Д.Д. Теория элементарных частиц и векторные, или компенсирующие, поля. Вступительная статья // Элементарные частицы и компенсирующие поля / Под ред. Д.Д. Иваненко. – М.: Мир, 1964. С. 7–27.

11. Иваненко Д.Д . Возможности единой теории // Изв. вузов СССР, 1965. №3. C . 5–10.

12. Иваненко Д.Д . Актуальные проблемы гравитации//Гравитация и топология. Актуальные проблемы / Под ред. Д.Д. Иваненко. – М.: Мир, 1966. С. 5–33.

13. Иваненко Д.Д . Гравитация и единая теория. Вступительная статья // Квантовая гравитация и топология. Сборник статей / Под ред. Д.Д. Иваненко. – М.: Мир, 1973. С. 5–28 .

14. Иваненко Д.Д. Каталоги теорий гравитаций. Послесловие // Тредер Г.-Ю. Теория гравитации и принцип эквивалентности / Под ред. Д.Д. Иваненко. – М.: Атомиздат, 1973. С. 150-167.

15. Иваненко Д.Д. Главные периоды исследования гравитации // ВИЕТ, 1974, № 2–3. С. 51–59.

16. Иваненко Д.Д . Актуальность трудов Эйнштейна // ВИЕТ, 1975. №5.

17. Актуальные проблемы теоретической физики. Сборник статей, посвященный 50-летию научной деятельности Д.Д. Иваненко. / Под ред. А.А. Соколова. – М.: Изд. МГУ. 1976. 388с.

18. Иваненко Д.Д. Непреходящая актуальность теории гравитации Эйнштейна // ВИЕТ, 1980. №3 (67) – 4 (68). С. 3–14.

19. Иваненко Д.Д . Актуальность теории гравитации Эйнштейна // Проблемы физики: классика и современность./Под ред. Г.–Ю. Тредера. – М.: Мир, 1982. С. 127–154.

20. Иваненко Д.Д . , Сарданашвили Г.А. Гравитация. – Киев: Наукова думка, 1985. 199с.

21. Проблемы гравитации./ Под.ред. Д.В. Гальцова. – М.: Изд. МГУ, 1986 – 240с.

22. Иваненко Д.Д. Новые подходы к единой теории// Тредер Г.Ю. Эволюция основных физических идей / Под. ред. Д.Д. Иваненко. – Киев: Наукова думка, 1989. С. 306–344.

23. Перспективы единой теории / Под ред. Д.В. Гальцова, Л.С. Кузьменкова, Л.И. Пронина. –М.: Изд. МГУ, 1991. – 378с.

24. ModernProblems of Theoretical Physics. Festschrift for Prof. D. Ivanenko / Ed-s P.I. Pronin and Yu.N. Obukhov. – Sing ар ore etc.: World Scientific Publ., 1991.–351 p.

25. Сонин А.С. Борьба с космополитизмом в советской науке. – М.: Наука, 2011. – 663с.

26. Владимиров Ю.С. Методологический семинар по философским вопросам теории относительности (1952 год, физфак МГУ) // Исследования по истории физики и механики. 2006. – М.: Наука, 2007. С. 291–310.

27. Глазков Н.И. Избранное. – М.: Художественная Литература, 1989. 542с.

28. Визгин В.П . (Рецензия на сборники )// ВИЕТ, 1992. №2. С. 142–143.

29. Философские проблемы теории тяготения Эйнштейна и релятивистской космологии. Тезисы докладов и сообщений на втором Всесоюзном симпозиуме / Под ред. П.С. Дышлевого. – Киев: Ин-т философии АН УССР, 1966. – 172с.

30. Владимиров Ю. С «Характерно, что Я.И. Френкель, – вспоминал впоследствии Д.Д. Иваненко, – имевший немало учеников и являвшийся автором многих книг, не создал своей школы; по-видимому для этого требовалась некоторая «жесткость», а также склонность к коллективной работе и наличие более узкой, но долгосрочной программы. При этом Я.И. Френкель не был «одиночкой», какДирак или Эйнштейн, но, можно сказать, слишком быстро сам решал возникающие вопросы, не привлекая сотрудников » (цит по ).

Вспомним в связи с этой моделью шутливое (но до некоторой степени пророческое) стихотворение Н. Глазкова, написанное в 1947г.:

«Пусть с вашей точки зрения

Все это извращение –

Но мир в момент творения

Был создан из вращения… » .

Академик С.С. Герштейн
Институт физики высоких энергий, Протвино

Кризис электронно-протонной модели ядра

Следует напомнить современному читателю, насколько фундаментальными были упомянутые открытия и с каким трудом они были получены. В то время, согласно модели Э.Резерфорда, считалось, что ядра состоят из протонов и электронов. В основе данной модели лежали два экспериментальных факта: при ядерных реакциях с α-частицами из ядер вылетают протоны, а в радиоактивном β-распаде - электроны. В соответствии с классическими представлениями о составной системе ядро и должно было, казалось, состоять из этих частиц.
Квантовая механика и принцип неопределенности сразу поставили модель Резерфорда под сомнение.
Во-первых, из соотношений неопределенности следовало, что для удержания электронов в пределах ядра необходимы необычайно большие силы, которые, согласно опытным данным, отсутствовали. Но если электронов там нет, почему из ядер при β-распаде они вылетают? О том, что атомные ядра не могут содержать электронов, свидетельствовало также измерение магнитных моментов ядер, которые оказались в тысячи раз меньше магнитного момента электрона.
Во-вторых, выяснилось, что в модели Резерфорда для некоторых ядер нарушается квантовомеханическое правило связи спина и статистики. Так, в ядре азота 7 N 14 , согласно данной модели, должно было содержаться 14 протонов и 7 электронов, т.е. 21 частица со спином 1/2. В соответствии с квантовой механикой ядро 7 N 14 должно было иметь полуцелый спин и подчиняться статистике Ферми-Дирака. Экспериментальное же изучение интенсивности вращательных спектров молекулы N 2 доказывало, что ядра азота подчиняются статистике Бозе-Эйнштейна, т.е. имеют целый спин (который оказался равным 1). Возникший парадокс был даже назван “азотной катастрофой”.
Чтобы от него избавиться, выдвигались даже гипотезы о неприменимости квантовой механики к ядру и делались попытки построить для ядерных явлений новую теорию. В этом отношении решающее значение имела работа Гамова, трактующая α-распад как квантовомеханический туннельный переход через кулоновский барьер и тем самым впервые показавшая, что квантовая механика применима и к ядерным процессам. Однако две вышеуказанные трудности остались, и к ним следовало добавить третью: непрерывный спектр электронов в процессах β-распада, свидетельствующий, что в отдельных актах β-распада некоторая неопределенная часть энергии ядерного превращения как бы “теряется”.
Для решения этих проблем Н.Бор предположил, что электроны, попадая в ядра, “теряют свою индивидуальность” и свой собственный момент - спин, а закон сохранения энергии выполняется только статистически, т.е. может нарушаться в отдельных актах β-распада. В рамках таких представлений В.А.Амбарцумян и Д.Д.Иваненко высказали смелую гипотезу: β-электрон (потерявший свою индивидуальность и не существующий в ядре) рождается в самом процессе β-распада . Вот как говорил об этом Дмитрий Дмитриевич на Всесоюзной ядерной конференции, состоявшейся в 1933 г. в Ленинграде с участием виднейших советских и иностранных физиков, в том числе П.А.М.Дирака , Ф.Жолио-Кюри , Ф.Перрена и др.: “Еще в 1930 г. на основании теории дырок Дирака была высказана мысль, что в ядре вовсе нет электронов. Испускание же β-частиц было предложено толковать как их “рождение” по аналогии с излучением фотонов”. И далее: “Появление электронов, позитронов и пр. следует трактовать как своего рода рождение частиц, по аналогии с излучением светового кванта, также не имевшего индивидуального существования до испускания из атома” .
Для современного читателя должно быть ясно, что гипотеза Амбарцумяна и Иваненко о возможности рождения и исчезновения не только фотонов, но и любых частиц в результате их взаимодействий лежит в основе современной теории элементарных частиц.

Нейтрон как элементарная частица со спином 1/2

Надо сказать, что именно идея о возможности рождения β-электронов в процессе β-распада позволила Иваненко предположить, что ядра состоят из протонов и нейтронов. Но его гипотеза содержала и другое, не менее важное предположение, о котором пойдет речь ниже. У физиков моего поколения, не читавших оригинальных работ и не знакомых с дискуссиями, происходящими, например, на Ленинградской конференции, сложилось мнение, что после открытия Дж.Чедвиком нейтрона ничего не стоило предложить нейтронно-протонную модель ядра. Короче говоря, это мог сразу сделать любой физик. История убеждает, однако, что не сразу и не любой, поскольку создатель квантовой механики В.Гейзенберг предложил ту же модель вторым, после Иваненко, сославшись на него. Но и после работ Иваненко и Гейзенберга многое оставалось неясным. Об этом свидетельствует хотя бы дискуссия на упомянутой выше Ленинградской конференции 1933 г., состоявшейся уже после открытия нейтрона.
Вопрос о строении ядра находился в центре внимания конференции. В докладе Перрена, например, наряду с протонно-нейтронной моделью ядра, рассматривалась возможность того, что протон состоит из нейтрона и позитрона (поскольку Чедвик ошибочно счел массу нейтрона меньшей, чем масса протона) или нейтрон состоит из протона и электрона (поскольку, согласно измерениям Жолио-Кюри, масса нейтрона оказывалась большей, чем масса протона). Такие модели вызывали вопрос о спине частиц. Но авторы ссылались на гипотезу Бора о потере электроном своей индивидуальности и, возможно, своего спина. Что же касается спина нейтрона, уже в первой своей работе Иваненко предположил, что он равен 1/2. Это очевидным образом устраняло “азотную катастрофу”: ядро азота 7 N 14 , состоящее из 7 протонов и 7 нейтронов, должно было быть бозоном, как и следовало из опыта.
Надо заметить, что предположение о наличии в ядре нейтральных частиц со спином 1/2 (присутствие которых может ликвидировать “азотную катастрофу”) содержалось уже в известном письме В.Паули , где он в 1930 г. высказал гипотезу о существовании некой нейтральной частицы, вылетающей из ядра вместе с β-электроном, ускользающей от наблюдения и обеспечивающей выполнение закона сохранения энергии в β-распаде. Другими словами, Паули отождествлял нейтральную частицу, вылетающую при β-распаде, с частицей, входящей в структуру ядра (т.е. с еще не открытым нейтроном). Именно из таких соображений Паули приписал ей спин 1/2. Эта гипотеза позволяла обеспечить выполнение закона сохранения не только энергии, но и момента. Вскоре Паули отказался от мысли, что входящая в ядро нейтральная частица со спином 1/2 в ядре и есть та частица, которая вылетает из ядра, поскольку экспериментальные данные давали для последней очень маленькую массу, сравнимую с массой электрона. После открытия нейтрона Э.Ферми назвал эту частицу “нейтрино” (или “нейтрончик”, в переводе с итальянского).
Главным в короткой заметке Иваненко была не только мысль, что нейтроны являются структурными элементами ядра, но и предположение, что они могут рассматриваться как элементарные частицы со спином 1/2. “Наибольший интерес представляет вопрос, насколько нейтроны можно рассматривать как элементарные частицы (чем-то подобные протонам или электронам)”, - писал он. А в другой работе уточнял: “Мы рассматриваем нейтрон не как систему электрона и протона, но как элементарную частицу. Это вынуждает нас трактовать нейтроны как частицы, обладающие спином 1/2 и подчиняющиеся статистике Ферми-Дирака”.
К той же самой идее приходит Гейзенберг : “Опытами Кюри и Жолио при истолковании их Чедвиком установлено, что в строении ядер важную роль играет новая фундаментальная элементарная частица - нейтрон. Это наводит на мысль, что атомные ядра построены из протонов и нейтронов и не содержат электронов”, - пишет он и сразу же приводит ссылку на работу Иваненко . Но Гейзенберг идет дальше: предполагая сходство нейтрона и протона при их взаимодействии в ядре, он вводит изотопическое пространство, позволившее рассматривать протон и нейтрон как различные состояния нуклона.
“Нейтрон в той же степени элементарен, как и протон”, - произносит Дмитрий Дмитриевич на Ленинградской конференции. Данная фраза как нельзя лучше соответствует современным представлениям, когда ни протон, ни нейтрон не считаются элементарными, так как состоят соответственно из uud- и udd- кварков. На той же конференции Иваненко в качестве развития нейтронно-протонной модели ядра выдвигает предложенную им совместно с Е.Н.Гапоном концепцию ядерных оболочек, сыгравшую фундаментальную роль в ядерной физике, вплоть до современного открытия Ю.Ц.Оганесяном и др. в Объединенном институте ядерных исследований острова стабильности ядер с Z>112. Он замечает: “На кривой массовых дефектов относительно протонов и нейтронов (а не a -частиц) можно отметить некоторые более или менее резкие минимумы (“кинки”), которые были в старой модели отмечены Зоммерфельдом. Эти скачки должны указывать на преимущественную стабильность данного элемента, и является заманчивым рассматривать ядра по аналогии с внешней оболочкой состоящими из заполненных слоев протонов и нейтронов, оставляя в стороне a -частицы: минимумы и будут указывать на образование заполненных слоев”.
Надо сказать, что сразу же после открытия нейтрона Дмитрий Дмитриевич стал одним из первых энтузиастов в изучении структуры ядра. Он совместно с И.В.Курчатовым , М.П.Бронштейном и др. вошел в созданную А.Ф.Иоффе группу ядерной физики и был секретарем семинара, который начал работать в отделе Курчатова.

Слабое и сильное взаимодействия

Приняв протонно-нейтронную модель атомных ядер, не содержащих электронов, необходимо было объяснить, за счет каких сил нейтрон, не обладающий электрическим зарядом, удерживается в ядре. (Впрочем, такой же вопрос возникал и для протонов.) Тогда, напомним, были известны только электромагнитные и гравитационные силы. В гипотезе о вылетающей из ядра частице Паули наделил свою частицу (нейтрон = нейтрино) магнитным моментом, полагая, что за счет него эта частица может удерживаться в ядре. Он даже рассчитывал на регистрацию нейтрино по слабой ионизации, вызываемой его магнитным моментом в веществе. Гейзенберг предложил другую модель: нейтрон может виртуально испускать упакованный в нем, согласно гипотезе Бора, электрон (потерявший свой спин) и этот электрон может удерживать вместе нейтрон и протон, подобно атомам в молекулярном ионе H 2 + . Аналогичным образом, взаимодействие двух нейтронов он предполагал осуществляющимся через два виртуальных электрона, как взаимодействие протонов в молекуле H 2 . При всем несовершенстве модель Гейзенберга содержала очень ценную мысль, что силы взаимодействия нуклонов имеют обменный характер. Данная идея в дальнейшем сыграла важнейшую роль.
В нейтронно-протонной модели ядра необходимо было также решить проблему β-распада, т.е. появления электрона и нейтрино, не содержащихся в ядре. Это сделал Э.Ферми , осмелившийся в 1933 г. допустить, что помимо электромагнитного и гравитационного взаимодействий существует особое короткодействующее четырехфермионное взаимодействие, приводящее в ядрах к превращениям n → p + e – + ν

или p → n + e + + ν",

т.е. нейтрона (n) в протон (p) с испусканием β – – электрона и антинейтрино n или протона в нейтрон с испусканием β + – позитрона и нейтрино n. Такая теория β-распада прекрасно описала наблюдающийся спектр электронов, а по времени жизни β-активных ядер оказалось возможным оценить константу G F , определяющую величину β-взаимодействия.
Непосредственно сразу же за работой Ферми И.Е.Таммом и Д.Д.Иваненко была независимо высказана гипотеза о том, что короткодействующее взаимодействие между нейтроном и протоном в ядре может осуществляться за счет обмена парой электрон-антинейтрино по схеме

n → p+ (e – ν") и (e – ν") + p →n (см. рисунок). Обменное взаимодействие между нейтроном n и протоном p, возникающее согласно идее Тамма и Иваненко благодаря β-силам. Нейтрон n(1), испуская электрон e – и антинейтрино ν", превращется в протон p(2), а протон p(1), поглощая электрон и антинейтрино - в нейтрон n(2) (а). Протон p(1), испуская позитрон e + и нейтрино ν, превращается в нейтрон n(2), а нейтрон n(1), поглощая пару (e + ν) - в протон p(2). GF - константа, характеризующая β-силы (б).

Предпринятые авторами оценки, основанные на экспериментально определенной константе β-взаимодействия G F , показали, однако, что силы, возникающие между нуклонами за счет обменных β-взаимодействий, оказываются на 14-15 порядков меньше тех, которые необходимы для удержания нуклонов в атомном ядре. Казалось бы, авторов постигла неудача. Но работы Тамма и Иваненко стимулировали японского физика Х.Юкаву , сославшегося на эти работы, выдвинуть новую гипотезу. Юкава предположил, что взаимодействие между нуклонами происходит посредством обмена неизвестной ранее заряженной частицей, массу которой он предсказал, исходя из известного экспериментально радиуса действия ядерных сил (см. рисунок).

Ядерные силы, которые возникают согласно гипотезе Юкавы в результате обмена p-мезонами. Нейтрон n(1), испуская отрицательно заряженный π – -мезон, превращается в протон p(2), а протон p(1), поглощая π – -мезон, − в нейтрон n(2) (а). Протон p(1), испуская положительный π + -мезон, превращается в нейтрон n(2), а нейтрон n(1), поглощая π + -мезон, - в протон p(2) (б). Взаимодействие нуклонов путем обмена нейтральным π 0 -мезоном обеспечивает вместе с обменом заряженными пионами зарядовую независимость ядерных сил (в); g − константа, характеризующая величину взаимодействия между нуклонами и пионом.

Она получилась равной около 300 масс электрона, т.е. лежащей между массами электрона и протона. Поэтому ее назвали мезоном. Что же касается силы неизвестного взаимодействия мезонов с нуклонами, то ее можно было оценить, исходя из требуемой величины ядерных сил. Безразмерная константа этого взаимодействия g 2 /ћ c оказалась примерно на три порядка больше, чем безразмерная константа электромагнитного взаимодействия α = e 2 /ћ c → 1/137. Так возникло понятие сильного взаимодействия, отличающегося на 14-15 порядков от слабых β-сил. Установление данного различия сыграло фундаментальную роль в дальнейшем развитии физики элементарных частиц после открытия мезонов, странных частиц, их распадов и взаимодействий.
И вполне справедливо этот результат отнесен к важнейшим открытиям в физике частиц.

О синхротронном излучении и новых идеях

В последующие годы Дмитрий Дмитриевич активно развивал мезонную теорию ядерных сил, хотя для процессов сильного взаимодействия существовавший аппарат теории возмущений не позволял получить надежные результаты, и занимался построением оболочечной модели ядра. Важное значение имела работа, выполненная в 1929 г. совместно с В.А.Фоком , обобщающая уравнение Дирака на случай присутствия гравитационного поля. В совместной работе Д.Д.Иваненко и И.Я.Померанчука было предсказано, что в создаваемых ускорителях высокой энергии - синхротронах - должно наблюдаться (в том числе в световом диапазоне) излучение электромагнитных волн, испускаемых электронами, которые движутся в магнитном поле. После того как это “магнитно-тормозное излучение” (предсказанное еще в 1912 г. А.Шоттом) было экспериментально открыто на электронных синхротронах, в мировую литературу прочно вошел термин “синхротронное излучение”. Этот термин употребляется сейчас и для электромагнитного излучения, порождаемого электронами в магнитных полях различных космических объектов. Оно позволяет получить ценнейшие сведения о процессах, происходящих в космическом пространстве, с помощью методов радио- и гамма-астрономии. Теория синхротронного излучения была развита в сотрудничестве Д.Д.Иваненко с А.А.Соколовым и его учениками, хорошо владевшими (в отличие от Иваненко) математическим аппаратом. За эти работы Иваненко, Померанчук и Соколов получили в 1950 г. Государственную (Сталинскую) премию. В дальнейшем синхротронное излучение и эффекты, связанные с ним, приобрели очень важное значение для техники электронных ускорителей высоких энергий и коллайдеров. Наиболее крупные успехи в использовании синхротронного излучения были достигнуты учеными из Института ядерной физики в Новосибирске. Именно из-за потерь энергии на синхротронное излучение проекты будущих электронных ускорителей-коллайдеров, рассчитанных на энергию в несколько тысяч ГэВ, предусматривают создание многокилометровых линейных, а не кольцевых, ускорителей. Широкое распространение в мире получило создание специальных электронных ускорителей в качестве источников направленного почти монохроматического рентгеновского излучения для рентгеноструктурного анализа конденсированных сред, биологических объектов, а также для использования в прикладных целях, например, создания элементов микроэлектроники.
Обладая большой физической интуицией, Дмитрий Дмитриевич сразу замечал самые интересные и перспективные среди новых направления физики и широко рекламировал их, издавая в русском переводе сборники основных статей, посвященных этим направлениям. Он, по-видимому, одним из первых в нашей стране оценил новейшее развитие электродинамики в конце 1949 г. и выпустил два сборника, содержащих переводы основных работ Ю.Швингера , Р.Фейнмана , Ф.Дайсона и др. Точно так же отреагировал он на возникновение калибровочных теорий, издав сборник “Элементарные частицы и компенсирующие поля”. В начале 30-х годов под редакцией Иваненко вышли переводы на русский язык книг П.Дирака “Принципы квантовой механики” и А.Зоммерфельда “Квантовая механика”. Иваненко активно участвовал в организации конференций по актуальным вопросам физики: в 30-е годы по физике ядра, а в последующие годы - по вопросам гравитации. Работая профессором физического факультета МГУ, он твердо защищал квантовую механику и теорию относительности от наскоков ретроградов и невежд, пользующихся большой поддержкой партийных бюрократов факультета, обвинявших эти науки в буржуазном идеализме.
К сожалению, большое негативное влияние на жизнь и научную деятельность Иваненко оказала его ссора с большинством друзей молодости, в том числе с Таммом, Фоком и в особенности с Ландау, с которым они стали непримиримыми врагами. Дело осложнялось известным противостоянием руководства физического факультета МГУ с академической наукой. Используя лозунги о необходимости борьбы с буржуазным “физическим идеализмом” и соблюдении “принципа партийности” в науке, верхушке физфака удалось изгнать с факультета выдающихся ученых, таких как И.Е.Тамм, Г.С.Ландсберг и др. В результате всего этого Дмитрий Дмитриевич оказался изолированным от академической науки, и у него, всегда внимательно следившего за появлением новых идей и легко подхватывавшего их, не оказалось, за редким исключением, коллег, способных на адекватном уровне эти идеи развивать. Одним из таких исключений были уже упоминавшиеся исследования по синхротронному излучению. За совместную с Иваненко работу Ландау даже “отлучил” Померанчука на некоторое время от участия в своем семинаре. Из-за противостояния АН СССР-МГУ и некоторых поступков самого Дмитрия Дмитриевича представители академической науки перестали цитировать его работы (или цитировали недостаточно полно, не подчеркивая, по мнению Иваненко, его приоритет в создании модели нейтронно-протонного строения ядра). С другой стороны, в борьбе за свой приоритет Дмитрий Дмитриевич неблаговидно повел себя в идеологических кампаниях конца 40-х годов, направленных против “философского идеализма” и “космополитизма” (подробнее об этих драматических событиях см. ). О подобных фактах нельзя умолчать, если мы хотим иметь объективное, правдивое освещение истории отечественной науки, которая развивалась в условиях тоталитарного режима, господствовавшего тогда в нашей стране. Вместе с тем, именно в этих целях следует отдать должное работам и открытиям Д.Д.Иваненко, вошедшим в фундамент современной физики элементарных частиц и атомного ядра.

Литература

1. Иваненко Д.Д. Эпоха Гамова глазами современника / Гамов Джордж. Моя мировая линия. М., 1994.
2. Гамов Г.А., Ландау Л.Д., Иваненко Д.Д. Мировые постоянные и предельный переход // Журнал русского физ.-хим. Общества, физический отдел. 1928. Т.60. С.13.
3. Proc. of Intern. Conf. of History of Part. Phys. Paris, 1982.
4. Ivanenko D. // Nature. 1932. V.129. May 28. P.798.
5. Heisenberg W . // Z.S. f. Phys. 1932. Bd.77. S.1.
6. Tamm I.
7. Ivanenko D. // Nature. 1934. V.133. June 30. P.981.
8. Ambarzumian V., Ivanenko D. // Comptes Rendus Sci. Paris, 1930. V.190. P.582.
9. Атомное ядро. Сб. докладов 1-й Всесоюзной ядерной конференции / Под ред. М.П.Бронштейна, В.М.Дукельского, Д.Д.Иваненко и Ю.Б.Харитона. Л.; М., 1934.
10. Ivanenko D. // Comptes Rendus Sci. Paris, 1932. V.195. P.439.
11. Gapon E.N., Iwanenko D. // Naturwiss. 1932. Bd.29. S.792.
12. Сонин А.С . “Физический идеализм”. История одной идеологической кампании. М., 1994.