Всё чаще я обращаюсь к жанру воспоминаний, пытаясь этим сказать доброе слово о моих, увы, стремительно уходящих друзьях. Мне несказанно повезло в жизни — среди знакомых и друзей были воистину очень яркие люди. Они помогали отучиться от тяжелейшего недостатка — чувства зависти, которое по отношению к этим людям было просто бессмысленным и нереалистичным.
С человеком, которому посвящаю эту заметку, одним из крупнейших физиков-ядерщиков Германии, создателем огромной научной школы — Пирамиды, мы познакомились в середине шестидесятых. Наше знакомство, которое можно назвать и дружбой, поскольку с профессором Вальтером Грайнером, для меня Вальтером, мы почти с самого начала знакомства были «av du» (на ты), длилось более полувека. Он был очень большой и противоречивой фигурой, поскольку имел очень широкие интересы, и пытался внести в работу исследователя те методы организации, которые традиционно соотносятся с промышленностью. Однако, несмотря на специфику науки с характерным для неё индивидуализмом, Вальтеру удалось на удивление многое в деле, можно сказать, своего рода конвейеризации научных исследований.
Я очень хорошо помню нашу первую встречу в ФТИ им. Иоффе, в бывшем Ленинграде. Как раз в то время я был отстранен от ядерной физики А. Мигдалом, тогда — внезапно появившимся агрессивным конкурентом, позднее ставшим добрым старшим товарищем. Вместо ядерной физики, которая была моей областью исследований ранее, я сосредоточился на применении подхода общей теории многих тел к физике атома. Вальтер интересовался главным образом ядерной физикой, но техника диаграмм Фейнмана для общей теории многих тел казалась нам пригодной в обеих областях, а именно в исследованиях как многонуклонных ядер, так и многоэлектронных атомов.
Профессор Вальтер Грайнер
Мы обсудили конкретные научные проблемы, представляющие общий интерес, такие как гигантские резонансы как в ядрах, так и в атомах. Однако особенно большое внимание уделили теории групп, планируя в ближайшее время сконцентрироваться на начале экспериментальной деятельности в этом направлении исследований. Нет, у нас не было намерения переквалифицироваться из теоретиков в физиков-экспериментаторов. Просто под теорией групп имелся в виду вовсе не раздел математики. В действительности, мы обсуждали способ организации больших научных групп, которые работали бы не как простая сумма отдельных исследователей, а как слаженная команда.
Иначе говоря, если выражать результативность научной работы числом публикаций, то нас интересовало, как добиться того, чтобы N работников выпускали в год не, скажем, N статей, а N2. Мы оба были согласны в том, что научная производительность без потери качества исследований в этом случае может быть значительно увеличена. Тем не менее, было ясно, что необходимо ввести много модификаций в организацию научного труда. Например, Вальтер предложил регулярное общение посредством, возможно, даже письменных указаний от лидера группы своим подчиненным. Те, по его тогдашнему мнению, должны были сразу ответить — сначала коротким письмом («Задачу получил»), а затем и делом. Не знаю, удалось ли ему воплотить идею письменных указаний, но видел, что и устные работают хорошо.
Организация большой и стабильной группы, скрепленной лишь интересом работы с данным руководителем и мотивированной только любовью к науке, без всяких административных и зарплатных прав у руководителя, была сложной задачей. Во-первых, лидер, под которым каждый из нас разумел себя, должен был быть на высоте, т.е. уметь генерировать «долгоиграющие» идеи, последовательно расширяя фронт работ и, тем самым, привлекая всё новых и новых исследователей. Во-вторых, члены такой группы должны были быть в состояние в значительной степени пожертвовать своей индивидуальностью ради коллективной работы. А они сами должны были быть перспективными и обещающими научными работниками, поскольку иных незачем было их и собирать, Это было вызовом как в СССР с его колхозными традициями и привычками в сочетании с жёстким административным режимом, так и в западном индивидуалистическом сообществе.
Мы понимали, что коллективная работа увеличит количество соавторов в любой публикации. Только с участием многих соавторов можно было организовать мозговой штурм, который значительно повысил бы эффективность исследования. При таком подходе почти каждый участник мозгового штурма должен становиться соавтором. Точно измерить вклад каждого невозможно. Вместо выяснения «Кто первый сказал «э»?» приходится руководствоваться неизменным ««Э» сказали вы с Петром Ивановичем!». Конечно, в случае неудачи такой подход может привести к трениям между участниками и, в конечном итоге, к распаду группы. Организация коллективных исследований с когерентным эффектом относится к слабо развитой области организации творчества, и нам следовало решить сначала фундаментальные вопросы: возможно ли такое вообще и может ли оно быть полезным. Наш ответ на эти вопросы состоял из двух «да», но только жизнь смогла подтвердить нашу догадку, основанную тогда лишь на энтузиазме.
Результаты работы Вальтера говорят сами за себя. Построенная им Пирамида сработала эффективнейшим образом. Ему удалось организовать такую группу, которую известнейшие физики считали невозможной, и даже само существование которой полагали контрпродуктивным. Казалось более естественным, что каждый ищет сам свою полянку, и обрабатывает её в меру способностей и сил. Мы же толковали о выборе очень большой задачи, которая требовала совместной работы — иначе с ней не справиться, но которая в процессе решения становилась бы всё больше и больше, привлекая новых людей.
Я помню острые дискуссии между многими физиками в СССР на тему, которая была «подожжена» визитом Вальтера. Не только я, но и мои значительно более старые и опытные коллеги были очень впечатлены его глубокой интуицией как физика, и широким спектром идей. Напомню, что тогда ему было около тридцати лет. Мои разговоры о нем со старшими коллегами, включая А. Мигдала и Я. Смородинского продемонстрировали, что его считают перспективным научным руководителем, однако все, кроме Мигдала, были уверены, что его эксперимент по новому способу организации научных исследований провалится. К счастью, подавляющее большинство оказалось неправым. О своих замыслах я в разговорах со старшими коллегами даже и не заикался.
Со временем Вальтеру удалось построить великую Пирамиду. Ряд его бывших учеников и членов группы стали выдающимися учеными. Написано множество статей, (не помню точной цифры, но в районе тысячи), и книг, включая курс теоретической физики в 15 томов, всего эдак 25. Под его руководством защищено 150 кандидатских, по принятой в СССР/РФ классификации, диссертаций. По всему миру работают профессора, его ученики, 50 человек. Научные интересы Вальтера охватывали буквально всю физику — от пра-частиц микромира до всей Вселенной. Он не был обойдён признанием, наградами, однако не достигнутой для построенной им Пирамиды осталась одна, но желанная и главная — Нобелевская премия. У него была великолепная фантазия, но, вероятно, не возникло того взаимопонимания с окружающим миром, которое и приводит к тому, что странная мысль исследователя вдруг оказывается важным законом Природы.
Как я упоминал выше, во время запомнившихся мне бесед Вальтер описал интересные формальные отношения, которые он планировал установить со своими учениками. Двадцать лет спустя я почти год имел честь быть свидетелем таких отношений, и обнаружил, что они были полезными и плодотворными. Хотя вовсе и не формальными, а скорее — родительскими — от отца — сыновьям. Но система работала чётко, дважды в неделю, в понедельник и четверг, шли семинары. Все знали английский — международный язык физики, но докладчики — немцы пользовались немецким. После одного из них, четвергового, называемого палавером, шли в ресторан, на нахзицунг, где Вальтер угощал докладчика (остальные платили каждый за себя).
Ещё во время наших первых разговоров, в середине шестидесятых, Вальтер предсказал также Великое Объединение или Великое Слияние. Эти эффекты не надо путать с Великой чисткой в СССР, но и к объединению теории сильных и слабых взаимодействий с гравитацией они отношения не имеют. Несмотря на свою важность, это предсказание никогда не публиковалось, не было доложено на семинаре, и даже не обсуждалось сколь-нибудь широко с коллегами — ситуация удивительная для научного сообщества. Поэтому, пожалуй, я единственный, кто может сейчас подтвердить, что такое предсказание действительно имело место. Оно было экспериментально подтверждено почти четверть века спустя, в 1989 году. Я имею в виду объединение Германий путём поглощения ГДР куда большей и высокоразвитой ФРГ.
Как ясно из сказанного, уже во время наших первых обсуждений мы затрагивали и чисто политические вопросы. Когда я в ходе разговора упомянул ныне покойную, ликвидированную просто за ненадобностью ГДР как немецкое государство, Вальтер неожиданно резко ответил, пристукнув ладонью по столу: «Может быть, и будет только одно немецкое государство, государство всех немцев». Это было пророческое предсказание исторического процесса, которое казалось мне просто невозможным, учитывая тогдашнюю силу и власть в мире СССР, да и всего Восточного блока. Упомяну, что во время того разговора я с опасением смотрел на телефон на столе в моей рабочей комнате, который мог сообщить «заинтересованным», что мы смеем обсуждать!
Напомню, что тогда части Германии разделяла Берлинская стена, которую Вальтер будто в упор не замечал. Ну, здесь у него был предшественник, тоже естествоиспытатель своего рода. Когда тому сказали: «Зря бунтуете, молодой человек, перед вами стена», он ответил «Стена, да гнилая. Ткни — и развалится!». И оказался прав, как и Вальтер, который в прямом смысле слова стенку не тыкал. Иное дело — в переносном. Я тогда ещё не знал, что Грайнер родом из крохотной деревеньки, которая после 1945 оказалась в советской зоне оккупации Германии, в двух километрах от западной зоны. Район был закрытый, для всех, кто там не жил постоянно. Вальтер был сыном сапожника, но близость к пролетариату не удержала его от того, чтобы двенадцати лет от роду переплыть на свой страх и риск речку, разделяющую зоны, и пойти к своим дедушке и бабушке. Он начать учиться, и почти сразу работать с самого низа, затем, довольно быстро достигнув и научного верха, уже в 1965 став полным профессором физики университета во Франкфурте, а затем директором Института теоретической физики этого университета.
Более или менее случайно я побывал во Франкфурте-на-Майне весной 1989 года. Просто, меня пригласили в Университет Кайзерслаутерна на 3 месяца, но именно в момент моего приезда хозяева вынуждены были на несколько дней уехать. Они спросили, кого я знаю в Германии. Я сразу назвал Вальтера, и он предложил мне провести несколько дней гостем его института. Моими хозяевами там были Грайнер и Г. Зофф. Вальтер предложил мне провести во Франкфурте более длительный период, и выдвинул идею номинировать меня на премию Гумбольдта за исследования по теории ядра. Я получил её в 1990 году, и провел в Германии пять месяцев в 1991 году и пять — в 1992 году. Эта премия сильно и позитивно изменила мою жизнь во многих аспектах. Глубоко впечатляла восторженная, полная энтузиазма научная атмосфера большого коллектива Грайнера. Эту поразительную атмосферу я чувствовал в течение всего моего пребывания. Там я приобрел ряд новых друзей, и не только среди ученых, как немцев, так и иностранцев. Это пребывание было очень плодотворным для меня, и я благодарен за это.
Когда Вальтер пригласил меня приехать на год во Франкфурт, некоторые из моих друзей предсказывали, что мне будет крайне трудно, так как мой «хозяин» попытается заставить меня стать его соавтором. Хорошо мне знакомые известнейшие ядерные физики О. Бор, Б. Моттельсон, Д. Браун видели в Вальтере человека, просто приписывающего свою фамилию ко всем работам своих сотрудников. Как они были не правы! У нас с Вальтером было много дискуссий, общих интересов по ряду направлений. Оказалось, что у нас почти одинаковые взгляды на многие научные (а также ненаучные) проблемы, но нет не только ни одной совместной публикации, но даже и доклада на конференции. Я не чувствовал с его стороны ни малейшего толчка к соавторству. Почти год я посещал дважды в неделю семинары в Институте Грайнера. При мне докладывались очень многие работы, которые затем публиковались в виде статей, в которых докладчик был первым в списке авторов, а Грайнер — последним. Во всех этих работах участие Вальтера было важно, иногда — решающе важно, главным образом на уровне замысла работы, её идеи.
Вальтер косвенно, в качестве положительного примера, научил меня, как проводить семинар, чтобы сделать его источником вдохновения для докладчика. Ему всегда удавалось сосредоточиться на чем-то интересном и полезном в представленной работе, находя причину, за что поблагодарить докладчика. Его вежливость во время палаверов, неизменная похвала каждого выступающего, даже если представленная работа или сам доклад с моей точки зрения не заслуживали ничего, кроме сильной критики, поражали меня. Буквально, его девиз был «Не забывайте говорить «спасибо» не только тем, кто находится у власти и над вами, но и тем, кто зависит от вас». Для меня это сильно отличалось от того, что я видел в СССР, особенно среди членов знаменитой школы Ландау, и от того, за чем я следил, проводя свой семинар, в те же понедельник и четверг, что и Вальтер, в течение более двадцати лет. Знакомые мне до того семинары нередко ставили целью победу над докладчиком. Тут уж было не до добрых слов…
Через несколько лет после нашей первой встречи он написал мне, что переходит к атомной физике, имея в виду, как оказалось, процесс генерации позитронов из вакуума под действием сильного, так называемого надкритического электрического поля. Насколько я знаю, он был одним из двигателей, если не самым сильным, идеи создания такого поля в столкновениях тяжелых ионов. Идея была очень интересной. Сильное Кулоновское поле ядра с электрическим зарядом (–ZяеЭ) притягивает электрон с зарядом еэ , противоположного, чем у ядра, знака. В пустоте это поле может в принципе привести к интересному эффекту — самопроизвольному порождению электрон-позитронных пар — двух частиц равной массы mэ, но с противоположными зарядами ±eэ.
Нейтральность вакуума не позволяет порождать отдельно позитроны или электроны — только парами. Есть основания считать, что и вся Вселенная в целом электрически нейтральна mэ.
Для рождения пары в пустоте требуется, согласно формуле Эйнштейна, энергия не меньшая, чем Eпок=2mэc2. В присутствии притягивающего поля ядра она уменьшается на величину энергии связи электрона с ядром
Екул = — еэ4Zя2mэ / 2ℏ2 (формула Н. Бора).
Заметим, что положительно заряженный позитрон от ядра может улететь и с нулевой энергией. В этой формуле ℏ есть постоянная Планка. Видно, что полная энергия электрона и позитрона в поле ядра Епол = Екул + Епок может обращаться в нуль при критическом значении заряда ядра (–еэZя,крит), определяемым соотношением:
В этом случае заряд просто порождает пару из вакуума, без затрат энергии. Видно, что Zя, крит = 2ℏс/еэ2 = 2/α ≈ 2*137 ≈ 274 Однако таких зарядов в природе нет. Кроме того, легко убедиться, что скорость электрона, связанного таким ядром была бы υ=eя2Zя,крит/ℏ = 2c, т.е. вдвое превосходила бы скорость света, что, согласно теории относительности, невозможно. Чтобы устранить противоречие, необходимо учесть по меньшей мере то, что с ростом скорости увеличивается масса электрона, входящая в (1). Учтём это с помощью формулы теории относительности:
Подставляя mэ (Zя) из формулы (2) вместо mэ в формулу Бора (1), получаем уравнение для Zя,крит-отн с учётом поправок теории относительности:
Уравнение (3) имеет решение Zя,крит-отн ≈ 0,97/α ≈ 134 вместо 137х2=274, а для скорости электрона υ ≈ 0,97с. А вот заряд Zя ≈ 134 можно уже искусственно создать, пусть и на короткое время, путём сталкивания ионов урана с ураном (заряд 92х2=184) или выбирая более лёгкие пары — свинец со свинцом (82х2=164). В этом и состояла идея Грайнера. Надо только построить соответствующий ускоритель ионов, и при их столкновении полетят позитроны, получившие заранее название «сверхкритических».
Это была одна из самых важных идей[1], реализованных в специально построенном в Дармштадте (ФРГ) ускорителе тяжёлых ионов GSI. Хотя трудности с отделением «сверхкритических» позитронов от позитронов, созданных из-за самого процесса столкновения двух ионов, преодолеть не удалось, строительство GSI стало большим и продолжительным успехом.
Вальтер обладал замечательным ассоциативным мышлением, позволяющим быстро переносить идеи из одной области физики в другую. Приведу пример. Известно, что тело, движущееся в газе со сверхзвуковой скоростью, создаёт весьма специфические волны, называемые ударными. Вальтер предполагает, что ядро, своего рода сгусток протон-нейтронного газа, сталкиваясь с другим ядром, порождает и в себе, и в ядре-мишени ударные волны, поиск проявлений которых занимает экспериментаторов уже многие годы.
Во время моего пребывания во Франкфурте-на-Майне в разговорах со мной Вальтер неоднократно обращался к проблеме еврейской катастрофы при нацистском режиме. Он чувствовал буквально личную ответственность за произошедшую трагедию и хотел хотя бы как-то возместить ущерб не только еврейскому народу, но и немецкой науке и культуре. Это были не одни лишь слова, но и конкретные действия, например, организация длительного пребывания и сотрудничества с Й. Айзенбергом, профессором Тель-Авивского университета, и увенчавшиеся успехом уговоры В. Майерхофа, сына О. Майерхофа, лауреата Нобелевской премии по медицине, вернуться в Германию хотя бы на короткий срок. Обращу внимание, что В. Мейерхоф пообещал никогда не посещать Германию после того, как его отец и он бежали из этой страны после прихода к власти нацистов.
Грайнер несколько раз был в Израиле и стал почетным профессором Тель-Авивского университета. В 1999 году он планировал разделить Международный симпозиум «Ядерная материя — горячая и плотная», посвященный памяти Й. Айзенберга, на две части, которые пройдут в Тель-Авиве и Вифлееме — одна за другой. Однако поступившая из надёжного источника информация о запланированном арабскими бандитами теракте против участников Симпозиума в Вифлееме помешала осуществлению этого, странноватого, на мой взгляд, плана, и вся конференция прошла в Тель-Авиве.
Грайнер глубоко интересовался тем, что происходило в Советском Союзе в период, который назывался перестройкой. Он принял близко к сердцу неожиданные трудности, которые почти за одну ночь сделали жизнь советских ученых исключительно сложной. Он был не только абстрактно увлечён этой проблемой, но и активно помогал в установлении новых отношений между учеными Германии и СССР. Был неоднократно в РФ. В Петербурге мы последний раз виделись в 2003 (Фото.2).
Санкт-Петербург, Симпозиум «Столкновения кластеров», в первом ряду пятый справа — В. Грайнер, четвёртый — я. Есть и Атланты, многим знакомые, Санкт-Петербург, 2003
Он приглашал на длительное время в Германию ряд молодых советских ученых, включая также и моих бывших учеников. Они были хорошо приняты Институтом Грайнера во Франкфуртском университете. и после в FIAS (Франкфуртском Институте Высших Исследований). Этот институт возник потому, что Вальтер просто не мог уйти на пенсию, как это делает абсолютное большинство его коллег, т.е. в 68 лет. Поэтому он придумал фактически новый тип организации — исследовательский институт, который бы существовал на деньги частных лиц и фирм, но при Университете. Этот институт начал функционировать с 2004, а в почётную отставку Вальтер вышел в 2003.
Его помощь включала не только приглашения ряда советских ученых провести в Германии значительный период. Вместе мы писали письма министру науки и технологии ФРГ Ризенхуберу, некоторым другим сотрудникам Министерства науки и образования с целью, которую можно сформулировать кратко: «Спасти советскую науку!». Имея в виду гораздо более широкое сотрудничество, чем наука, он связал меня с вице-президентом Deutsche Bank. Мало чего вышло из всех этих начинаний — слишком разнились наши цели и цели тех, что пришли к власти в РФ. Но за усилия — спасибо.
Доброта и внимательность Вальтера не имели границ, и не только я, но и ряд людей из бывшего СССР и из Израиля благодарны ему навсегда.[2]
Иерусалим
Примечания
[1] Эта идея несколько ранее была высказана Я. Зельдовичем и С. Герштейном (СССР). Но теоретической разработки, нужной для экспериментального поиска, а также самого воплощения в экспериментальной установке, она в СССР не получила.
[2] Эта заметка есть существенно расширенная часть моего доклада «Photon Absorption and Electron Scattering by Endohedrals», которая называется «Walter Greiner—A Colleague and Friend». Доклад прочитан в конце июня 2017 на международном симпозиуме «Открытия на границах науки», и опубликован в сборнике «Discoveries at the Frontiers of Science (From Nuclear Astrophysics to Relativistic Heavy Ion Collisions)», Ed. J. Kirsch, S. Schramm (deceased), J. Steinheimer-Froschauer, H. Stöcker, FIAS Interdisciplinary Science Series, Springer Nature Switzerland AG 2020, рр.376, https://doi.org/10.1007/978-3-030-34234-0
Оригинал: http://7i.7iskusstv.com/y2020/nomer10/amusja/
