Звёзды кино, сцены, телевидения и прочих зрелищ прекрасно знают, что оборотной стороной популярности является повышенное внимание к их персонам, к их положительным и отрицательным сторонам. Первым особое внимание уделяют поклонники, вторым — недоброжелатели.
Одним из первых и наиболее упорных недоброжелателей Хойла стал Мартин Райл — тот самый молодой человек, который, по словам Фримена Дайсона,
«прихватил с войны целую платформу различного хлама — всякой электроники и батарей — и пытался использовать его, чтобы обнаружить небесные радиоисточники».
Во время войны Райл тоже работал над радаром, но на другом полигоне и с Фредом не встречался.
Радиоастрономия тогда только-только становилась на ноги, и Райл был одним из её первопроходцев. По словам Хойла,
«к 1950 году было известно достаточное количество радиоисточников, чтобы сделать вывод об их примерно изотропном распределении, то есть их примерно одинаковом количестве во всех направлениях. Отсюда следовало, что либо они находятся достаточно близко к Солнцу, то есть локальны, либо очень далеки, за пределами нашей Галактики. Предпочтение отдавалось локальному объяснению, вплоть до того, что эти источники называли “радиозвёздами”. Имелось в виду, что это просто местные звёзды, которые по каким-то причинам излучали в радиодиапазоне более интенсивно, чем Солнце. Если бы положение таких радиоисточников было известно с достаточной степенью точности, то, конечно, это предположение можно было бы проверить непосредственно, попытавшись оптически обнаружить искомые звёзды, но в те времена точность определения положения радиоисточников не позволяла этого сделать».
Райл как раз и собирался заняться подсчётом числа наблюдаемых радиоисточников и их местоположением.
Мартин Райл (1918–1984), лауреат Нобелевской премии по физике 1974 года «за пионерские исследования в области радиофизики»
Райл и его группа составили первый каталог источников радиоизлучения и представили свои результаты на конференции в Лондоне в апреле 1951 года. Там и произошла первая открытая стычка между Райлом и Голдом с Хойлом. Поначалу всё шло в рамках обычной научной дискуссии. Райл представил свои результаты, из которых сделал вывод о том, что обнаруженные им источники радиоизлучения находились в нашей Галактике. Голд возразил, что это не единственное возможное объяснение — источники вполне могли быть внегалактическими. Он даже не настаивал на этом предположении, а предложил его в качестве рабочей гипотезы. И тут Мартин Райл взорвался.
Хойл в автобиографии описал эту сцену так:
«Когда Райл начал говорить, у меня отвисла челюсть, а потом с громким стуком захлопнулась. Есть огромная разница между корректным ответом типа “Я с этим не согласен” или “У меня по этому поводу другое мнение” и внезапным выпадом Райла. Он же сказал следующее: “Теоретики, видимо, не в состоянии понять…” (при этом он произнёс слово “теоретики” так, как будто это был некий низший и презренный вид). Кстати, как впоследствии оказалось, теоретики-то как раз поняли всё правильно».
Слева направо: Томми Голд, Герман Бонди, Фред Хойл
Голд с Хойлом взяли реванш через год, в сентябре 1952 года на очередной ассамблее Международного астрономического союза, проходившей в Риме. Чуть раньше один из членов Кавендишской группы радиоастрономов, кстати, муж сестры Райла, попросил Вальтера Бааде идентифицировать один из мощных источников радиоизлучения в созвездии Лебедя. Бааде провёл наблюдения и установил, что искомый объект, судя по его красному смещению, должен находиться далеко за пределами нашей Галактики. Бааде показал Райлу результаты своих наблюдений в фойе римского конференц-зала. О реакции Райла со слов присутствовавшего при этом Голда рассказывает биограф Хойла.
«Вальтер продемонстрировал свои снимки и объяснил их значение. Мартин, не сказав ни слова, бросился ничком на стоявший в холле диванчик, обхватил голову руками и зарыдал. Он рыдал навзрыд и долго не мог остановиться. Он, с его болезненной гордостью, не мог сдержаться, ведь он так уверенно обвинял нас в непонимании на крупной конференции в Лондоне всего год назад, и тут такой удар. Этого он нам никогда не простил»[1].
Кстати, сразу после войны Голд какое-то время пытался работать в группе Райла, но его оттуда очень быстро выжили.
Хойл тоже считал, что единственной причиной нападок Райла на теорию стационарной Вселенной, продолжавшихся два десятилетия, был этот инцидент, ведь Райл никогда не занимался космологией, и первый составленный каталог рассматривался им как чисто техническая работа. Лишь позднее он понял, что подсчёт источников радиоизлучения может быть важным космологическим фактором.
Гамов позднее так рассказывал о своём визите в Кембридж.
«Там был знаменитый теперь радиоастроном Райл. Он был просто инженером, занимался только аппаратурой, и его совершенно не интересовали полученные результаты. У него был огромный телескоп, длиной в милю, но когда я там оказался, то выяснилось, что нам совершенно не о чем говорить. Он был очень любезен, показывал мне своё хозяйство, в котором я ничего не понимал, и его совершенно не интересовали космологические следствия его наблюдений. Наука Райла не занимала вовсе, хотя, возможно, у меня сложилось такое впечатление просто потому, что он был очень занят»[2].
* * * * *
Прежде чем вернуться к битве за стационарную Вселенную, вкратце расскажу о ещё одном важном для космологии событии, происшедшем на римской астрономической ассамблее, в котором непосредственное участие принимал Фред Хойл. Вальтер Бааде был председателем комиссии по внегалактическим туманностям, и в последний момент попросил Хойла быть секретарём этой комиссии, потому как, забыв по своему обыкновению о бюрократической стороне, не позаботился о секретаре заранее. Хойл даже не был членом этой комиссии, но секретарские функции на себя принял. Бааде терпеть не мог писанины и, как он часто делал, выступал не по бумажке.
Сделанное им сообщение вызвало сенсацию — из его наблюдений, основанных на верном определении населения сверхновых, следовало, что возраст Вселенной должен быть не 2 миллиарда лет, как то вытекало из данных Хаббла конца 1920-х годов, а 3 миллиарда 600 миллионов лет, что приближало возраст Вселенной к оцениваемому радиоизотопными методами возрасту Земли. Появлялась надежда избавиться от одной из самых неприятных проблем космологии.
Дальше я процитирую Хойла:
«Сообщение Бааде было сделано устно. Когда кто-то делает ясное заявление перед большим количеством людей, то, казалось бы, не может быть сомнений в том, как всё происходило. Однако опыт показывает, что лишь очень немногие присутствующие точно помнят как было дело. Уже через год невозможно восстановить, кто что говорил, если при этом не велись записи. Несовершенство человеческой памяти открывает массу возможностей для плагиата и поставляет питательную среду для субкультуры, некоторые члены которой путешествуют с одной конференции на другую, подбирая крохи информации здесь и там, а потом выдавая их за свои идеи. Биологи прекрасно знают, что если имеется благоприятная для выживания ниша, то она непременно окажется занятой. Далёкий от мира сего Бааде об этом не знал. Как это ни поразительно, но были попытки оспаривать его приоритет в установлении нового возраста Вселенной. К счастью, сохранившиеся у меня заметки не позволили этого сделать».
Хойл благоразумно не называет здесь никаких имён, хотя биограф Бааде рассказывает эту неприглядную историю в деталях, которые не хочется здесь пересказывать.[3]
* * * * *
Судя по воспоминаниям о нём, Мартин Райл обладал мощным интеллектом и был чрезвычайно эмоционален. Он легко возбуждался и мог в ярости швырнуть чернильницу в голову обидчика (к счастью, без телесных повреждений). Райл был настолько нервным, что отказался ехать в Стокгольм получать присуждённую ему в 1974 году Нобелевскую премию. Его медаль из рук шведского короля получал коллега — Энтони Хьюиш, удостоенный премии в том же году. Команда Райла была предана ему беспредельно, он был в ней непререкаемым авторитетом. От всего остального мира их отгораживала непроницаемая стена секретности.
Друг и многолетний соратник Хойла Джефри Бербидж (один из соавторов «нобелевской статьи» B2FH) в конце жизни опубликовал заметку о кратком периоде своей работы в группе Райла под красноречивым названием «Попытки теоретика поработать в Кавендише с Мартином Райлом, 1953–1955»[4]. Бербидж с женой Маргерит (той самой, что «контрабандой» вела наблюдения на телескопе в обсерватории Маунт-Вилсон) вернулся из США в Кембридж в 1953 году в качестве штатного теоретика команды Райла. Очень скоро он понял, что теоретики там не в чести, потому как никакие данные наблюдений ему не показывали, а теоретические обсуждения как правило заканчивались скандалом.
Джефри Бербидж (1925-2010)
Бербидж был громогласным человеком впечатляющих размеров. Кроме того, он отличался независимым мышлением и не стеснялся отстаивать свою правоту. В то время физическая природа радиоизлучения была ещё непонятна, и на неё существовали различные точки зрения. Райл с коллегами полагали, что излучение вызывалось когерентными осцилляциями плазмы, а Бербидж настаивал, что причиной излучения было некогерентное синхротронное излучение. Вскоре теоретические результаты советских учёных, прежде всего И.С. Шкловского, подтвердили его правоту. Споры Бербиджа с Райлом были настолько жаркими, что последний из-за них иногда заболевал и днями не появлялся на работе. Маргерит Бербидж вспоминала, что между собой они называли группу Райла «Белоснежкой и семью гномами», поскольку «гномы» изо всех сил обхаживали и оберегали свою «Белоснежку».[5]
В то время Джефри Бербидж никак не был связан с Хойлом, не работал с ним и был знаком лишь шапочно. Но он не мог не заметить одной странности — стоило Фреду войти в холл лаборатории Райла в Кавендише, как тут же кто-то из команды Райла, повинуясь поданной взглядом команде, покидал место чаепития и отправлялся проверять, хорошо ли заперты все двери. Как уверяет Бербидж, Хойл не имел об этом ни малейшего понятия, он просто заходил пообщаться с коллегами, но каждый визит Фреда воспринимался как потенциальная попытка похитить их секреты. Маргерит Бербидж прямо сказала в своём интервью 1978 года, что, по её мнению, у Мартина Райла были серьёзные проблемы с психикой.
Несмотря на все трудности, Джефри Бербидж позднее вспоминал, что те два года в группе Райла были всё же очень хорошими годами.
«Да, Мартин Райл был очень трудным человеком, надменным, скрытным и законченным шовинистом, но он же мог быть очень добрым и щедрым, студенты его боготворили, да и меня он всё-таки не выгнал, хотя мы с ним явно не могли ужиться».
Позднее, один из руководителей Кавендишской лаборатории спросил у Хойла, почему они на ножах с Райлом. В мозгу у Фреда пронеслась масса вариантов ответа, но в конце концов он остановился на одном:
«Это потому, что у меня нет чувства юмора».
Впрочем, с Хойлом тоже было нелегко общаться даже его близким друзьям и коллегам. Томми Голд назвал его «очень трудным человеком. Даже нам с Бонди было тяжело с ним разговаривать. Он просто не слушал, можно было повторять ему одно и то же много раз, доказывать ему, что в какой-то мелочи он неправ, и всё бестолку. Иногда он доводил меня до бешенства. У него было крайне независимое мышление, настолько независимое, что иногда до него нельзя было достучаться». А Бонди сказал так:
«Очень часто и в статьях, и в наших обсуждениях Фред прибегал к совершенно недопустимой аргументации, что меня страшно раздражало. Но когда мне удавалось найти корректное решение задачи, то я приходил в точности к тому же выводу, что и он. Это, конечно же, признак гения».
* * * * *
Как уже упоминалось, первый каталог источников радиоизлучения, составленный группой Райла, был чисто технической работой и космологии прямо не касался. Однако после «римского унижения» 1952 года Мартин Райл решил приложить все усилия для совершенствования методов своих наблюдений, которые могли бы продемонстрировать несостоятельность теории стационарной Вселенной Хойла и его друзей, тем более, что их теория предсказывала некоторые проверяемые наблюдениями явления, то есть была фальсифицируемой. Этим Райл и решил воспользоваться.
Начиная с 1954 года, все усилия его команды были, похоже, направлены на доказательство несправедливости теории Хойла, Бонди и Голда. Для этого группа Райла составила новый Кембриджиский каталог источников радиоизлучения, получивший название 2С. Идея Райла состояла в том, чтобы подсчитать число таких источников, а затем на основе теоретических соображений посмотреть, насколько предсказания теории стационарной Вселенной соответствуют наблюдениям.
Позволю себе здесь политически некорректное соображение. В Англии тех времен еще довольно сильно ощущалось социальное расслоение. Мартин Райл принадлежал к высшим слоям — его отец был известным врачом и пользовал членов королевской семьи, дядя его был профессором философии Оксфордского университета, сам Мартин обучался в закрытом колледже для знати. Вполне возможно, что подсознательно он не мог допустить, чтобы сын мелкого торговца шерстью из захолустного Йоркшира, говоривший с тамошним акцентом, даже не защитивший диссертации, мог оказаться прав. Конечно, Райл ни за что в этом не признался бы, а скорее всего даже не отдавал себе в этом отчета, но подсознание вполне могло оказывать свое влияние.
Но вернемся к источникам радиоизлучения. Подсчёт основывался на их интенсивности, так что в итоге получалась зависимость интенсивности от числа источников, в логарифмическом масштабе выражаемая зависимостью log N — log S, где N — число источников, а S — их интенсивность. Угол наклона касательной к получаемой кривой служил параметром, по которому проверялась справедливость теории Хойла с друзьями. Из их теории следовало, что этот угол наклона должен быть равен —1.5; бóльший по абсолютной величине угол наклона означал бы, что их теория неверна.
В 1955 году Райл, проанализировав данные своего каталога 2С, пришёл к выводу, что угол наклона составляет —3. Этот результат он прокомментировал в лекции в Оксфорде.
«Если признать, что большинство радиозвёзд расположено за пределами нашей Галактики, а такого вывода трудно избежать [напомню, что именно это послужило причиной первого конфликта с Голдом и Хойлом, и теперь Райл был вынужден признать их правоту], то теория стационарной Вселенной никак не может объяснить полученные нами результаты».[6]
О том, как приняли эти известия друзья-теоретики, рассказал Томми Голд.
«Хойл воспринял эти результаты всерьёз, а я говорил ему: “Не доверяй этим данным, в них может быть масса ошибок”. Но Фред возражал: “Нет-нет, мы обязаны относиться к данным наблюдений очень серьёзно, потому как иначе мы ни к чему не придём”. Я же отвечал, что буду относиться к ним серьёзно только тогда, когда буду убеждён в их верности. Так что однажды я заглянул в лабораторию Райла, просто чтобы убедиться в правильности данных. Я очень дружелюбно поинтересовался, насколько они уверены в том, что правы. Они тоже были весьма любезны и снисходительно улыбались, убеждённые в том, что ухватили нас… ну, за одно место».
Райл даже показал исходные данные и построенные на их основе графики, а дальше состоялась краткая беседа, в ходе которой Голд продемонстрировал, что его оппоненты допустили простую, но не очевидную логическую ошибку. Они полагали, что ошибки измерения интенсивности источников при статистической обработке устраняются, а Голд показал, что при их методе подсчёта это не так. Голд привёл убийственный аргумент:
«Если по-вашему получается, что не так уж важно, какую интенсивность имеет источник, то зачем вам вообще нужен радиотелескоп?»,
после чего покинул ошеломлённое собрание.
Так Райл получил новый болезненный удар от Голда, бросился перепроверять свои результаты и убедился в его правоте — полученные результаты были статистически недостоверны. Группа Райла принялась спешно готовить новый каталог источников радиоизлучения, естественно, получивший название 3С.
Тем временем, неожиданная помощь авторам стационарной теории подоспела с другой стороны земного шара. В то время исследования, аналогичные поискам Райла, проводились и в Австралии. Данные австралийских радиоастрономов никак не подтверждали выводов кембриджской группы. Об этом впервые было заявлено на очередной ассамблее Международного астрономического союза в августе 1955 года, а через два года австралийцы опубликовали свои данные, из которых следовало, что они почти во всём расходятся с кембриджскими. Угол касательной к графику log N — log S, по расчётам учёных из Сиднея, составлял не —3, а всего-лишь —1.8, причём погрешность не исключала и величины —1.5, предсказанной Хойлом с коллегами. Это, конечно, не могло считаться подтверждением теории стационарной Вселенной, но в значительной степени ослабляло позиции её критиков. Получалось, что точности методов радиоастрономии пока не хватало для космологических приложений.
Не остались в стороне и советские учёные. Видный астрофизик Иосиф Самуилович Шкловский во второй половине 1950-х годов упоминал о результатах кембриджской и сиднейской групп, отмечая, что, по-видимому, наделавшие столько шума выводы Райла оказались ошибочными. Правда, он тут же оговорился, что теория стационарной Вселенной пока ни в коей мере не является общепринятой[7]. Шкловский, как и почти все советские физики и астрономы, с самого начала был убеждён в справедливости Большого взрыва. Вообще, как отмечали не только Хойл, Бонди и Голд, которых можно было бы заподозрить в предвзятости, но и многие исследователи и историки науки, с конца 1940-х по начало 1960-х годов отношение к конкурирующим космологическим теориям было скорее эмоциональным, чем рациональным. Там где не хватало фактов, господствовали убеждения.
За океаном Гамов с сотрудниками продолжали разрабатывать свой подход, основанный на горячем происхождении Вселенной. В 1948 году Гамов в двух публикациях[8] попытался определить условия в ранней Вселенной и заодно коснулся тревожившей всех проблемы образования галактик. Альфер с Херманом развивали свои ранние работы по происхождению элементов и заодно уточняли температуру предсказанного ими фонового излучения, оставшегося от Большого взрыва. Последний расчёт они проделали в 1951 году на основе новых, только что появившихся тогда значений средней плотности материи во Вселенной, которые, к их большому сожалению, вскоре оказались ошибочными. А сожалеть им пришлось потому, что при принятых ими тогда параметрах возраст Вселенной оказывался неприемлемо малым. Такого рода недостатки не дискредитировали модель горячей Вселенной, но и не способствовали её популярности. Стационарная модель оставалась достойным конкурентом.
В это время Хойл стал получать всякого рода соблазнительные предложения, в основном из-за океана. Он начал тяготиться большой преподавательской нагрузкой, которая оставляла мало времени для занятий наукой. За отпуск, предоставленный ему в Кембридже для работы в США над статьёй о синтезе элементов, пришлось расплачиваться непомерно большим количеством лекционных часов, да притом для каждой отлучки нужно было испрашивать согласия руководства университета. Переезд в Штаты представлялся реальным способом избавления.
Один из американских университетов предложил Фреду постоянный контракт с огромным по тем временам бюджетом и предоставлением полной свободы действий. Он отклонил это предложение.
«Оно означало бы прекрасный офис, тогда как я предпочитал работать дома. У меня была бы супер-эффективная секретарша и нужно было бы очень постараться, чтобы загрузить её работой, иначе от безделья она бы затосковала. У нас был бы отличный особняк, но были бы мы в нём так же счастливы, как когда планировали устройство своего домика в Кембридже? Я восседал бы в роскошном кадиллаке, но получал бы я от него то же удовольствие, что от моей купленной за 5 фунтов машины? А кроме того, денно (и особенно нощно) надо мной висел бы огромный груз ожиданий свершения чего-то выдающегося. А потому мне хватило ума отказаться. Вряд ли можно сделать что-то стоящее, если от тебя постоянно ожидают выдающихся свершений. Сомневаюсь, что даже Моцарт расцвёл бы в таких условиях. Он достиг невиданных высот именно потому, что все считали его странным чудаком».
Популярность Хойла проявилась и в многочисленных приглашениях принять участие в международных конференциях и конгрессах. Можно сказать, что в конце 1950-х годов он стал яркой звездой среди астрономов и астрофизиков. В марте 1957 года его наконец избрали в члены Лондонского Королевского общества (он ждал этого давно, но избрание всё затягивалось и когда оно состоялось, Барбара Хойл не выдержала и от счастья разрыдалась), а в октябре 1958 года он принял предложение занять пост Плюмианского профессора астрономии в Кембридже, того самого «прилежного и высокоучёного профессора астрономии и экспериментальной философии», для которого основал эту кафедру в 1704 году архиепископ Рочестерский Томас Плюм.
Одной из самых запомнившихся Фреду стала конференция, проходившая в мае 1957 года в Ватикане. Она была посвящена различным населениям звёзд, и на неё были приглашены все мировые астрономические светила, включая Вальтера Бааде и Жоржа Леметра. Хойл был единственным приглашённым англичанином, что не могло не вызвать зависти и обиды у традиционных британских астрономов. Речь там шла о распределении звёзд в нашей Галактике и о звёздной эволюции, вызывавшейся ядерными реакциями, и тут прослеживалась связь с нуклеосинтезом.
Конференция проходила под патронажем Папы Пия XII (он дал учёным аудиенцию, а позднее любезно согласился оплатить выпитое ими вино, чем спас их от разорения), и должна была принять рекомендации по дальнейшему развитию работ в этой области. Эти рекомендации хотел одобрить сам Папа. Подготовка их астрономической части была поручена Яну Оорту, а физической части — Хойлу. Фред с женой решили воспользоваться пребыванием в Италии и посетить курортный городок Амальфи, неподалёку от Неаполя, где и предполагалось написать требуемые резюме конференции и её рекомендации. Поскольку у них была машина, к ним в попутчики напросился Леметр. До Амальфи они добрались без приключений, там к ним присоединились Бааде и Оорт, и они втроём быстро проделали всю работу.
Аббат Жорж Леметр (1894-1966) с наградами, полученными за участие в Первой мировой войне, где он служил рядовым артиллеристом
Фред вспоминал, что Леметр оказался отличным попутчиком. Он прекрасно знал Италию и рекомендовал посетить места, которые были в стороне от принятых туристских маршрутов, за что супруги Хойл были ему очень признательны. Единственным разногласием был обед — Хойл хотел днём лишь слегка подкрепиться, чтобы сразу вести машину дальше, а Леметр предпочитал поесть основательно, с бутылочкой вина и послеобеденным отдыхом. Компромисс был найден тут же — после своего плотного обеда Леметр укладывался в машине на заднем сидении и мирно спал до вечера, правда, просыпался он обычно с головной болью. Обсуждали ли они по дороге космологические проблемы и радикальные различия в своих подходах, Хойл не упоминает.
Небольшой конфликт возник лишь однажды вечером в ресторане, где Леметр заказал постное блюдо — рыбу, а атеист Хойл — сочный бифштекс. Когда заказы принесли, Хойл, заметив, что рыба очень большая, а бифштекс маленький, съязвил: «Теперь я понимаю, почему вы аббат». Леметр очень рассердился, и Хойл лишь позднее догадался, что дело было не в оскорбленных религиозных чувствах — просто Леметру тоже очень хотелось съесть сочный бифштекс, но, увы, была пятница, а для католиков во все пятницы года, за небольшим исключением, предписано воздерживаться от мяса…
* * * * *
В июне 1958 года в Брюсселе состоялся очередной, одиннадцатый по счёту Сольвеевский конгресс на тему «Структура и эволюция Вселенной». Сольвеевские конгрессы проходят до сих пор и считаются одними из самых престижных научных конференций, а потому о них стоит рассказать подробнее.
Эрнест Сольве
Эрнест Сольве (1838–1922) был бельгийским промышленником, в конце XIX века невероятно разбогатевшим на патенте по промышленному производству соды. Он был человеком передовым во всех отношениях — создавал хорошие условия труда для своих рабочих и даже строил для них удобные для жилья и недорогие посёлки. Но его страстью была наука, он много читал и размышлял о тайнах природы, внимательно следил за развитием научной мысли своего времени. Результатом его трудов стала «гравито-материальная» теория, описывающая все физические явления. Сольве горел желанием поделиться своими достижениями с крупнейшими физиками того времени, а потому прибег к помощи Вальтера Нернста (1864–1941), будущего Нобелевского лауреата и автора третьего закона термодинамики. Тот предложил Сольве блестящую идею — созвать «Совет» из крупнейших учёных, предложив им за участие солидный гонорар плюс оплату проживания и пропитания. Нернст взялся за дело и не подкачал — в 1911 году в Брюссель съехались учёные, имена которых навсегда запечатлелись на страницах истории и на страницах учебников.
Каждый из приглашённых получил от Сольве письмо следующего содержания:
«С энтузиазмом, вызванным появлением новых задач, и в надежде на углубление наших познаний о природе, я полагал бы, что письменный и устный обмен мнениями между исследователями, более или менее непосредственно занимающимися этими задачами, мог бы привести если не к окончательному их решению, то по крайней мере к определению пути их решения на основе предварительного критического разбора. Не будучи сам учёным-специалистом, я не могу глубоко заняться этими проблемами, однако, поскольку я давно изучаю тяготение в общем плане с целью выявить его влияние на строение вещества и энергии, то позволю себе изложить свои соображения в краткой форме при открытии Совета в надежде на то, что некоторые из моих мыслей могут быть учтены в его работе».[9]
Первый «Совет», который позднее стал называться конгрессом или конференцией, был посвящён теории излучения и квантам. К тому времени прошло уже больше десяти лет с тех пор, как Макс Планк выдвинул свою квантовую гипотезу, но излучение и строение атомов по-прежнему представляли загадку. До первой теории строения атома Нильса Бора оставалось ещё два года.
Участники Сольвеевского конгресса 1911 года.
Председателем был назначен Хендрик Лоренц, а среди участников — что ни имя, то легенда. Мария Кюри, Анри Пуанкаре, Альберт Эйнштейн, Макс Планк, Джеймс Джинс, Эрнст Резерфорд, Поль Ланжевен, и конечно Вальтер Нернст, причём это ещё не все присутствовавшие там выдающиеся учёные. Этим-то титанам науки и представил свои «соображения» Эрнест Сольве. Не могу удержаться, чтобы не процитировать часть его вступительной речи.
«Я хотел бы сказать несколько слов о своём гравито-материальном исследовании, текст которого был напечатан по случаю нашего собрания. Вы все получили по экземпляру, но, по-видимому, слишком поздно для того, чтобы внимательно изучить его. Когда представится возможность, вы увидите, что ваши исследования и моя работа посвящены одному и тому же — структуре материи, пространству и энергии. Если бы господину Нернсту первому не пришла мысль созвать этот «совет», то, возможно, я и сам, если бы осмелился, сделал бы то же самое, чтобы предложить вашему вниманию свои исследования. Я твёрдо убеждён в том, что они приводят к точному, а потому окончательному представлению о конечных фундаментальных элементах активной Вселенной.
Я следую дедуктивному методу. Я исхожу из общей концепции, которая, по моему мнению, может удовлетворять самому строгому, конструктивному философскому подходу: в нём рассматриваются эфиры прямой и обратный, эфиры атомно и неизменно кубичные; материальные границы, образуемые поверхностями последовательно чередующихся положительных и отрицательных атомов; универсальное взаимодействие этих двух различных, но по существу идентичных эфиров через посредство промежуточных пространственных и суперпространственно разделяемых молекул; вызванное энергией пространственное и суперпространственное разделение; и энергия, высвобождаемая исключительно за счёт молекулярных столкновений. Игнорировавшиеся до сих пор молекулярные столкновения в моей теории становятся важнейшим существенным элементом.
Далее я исхожу из неоспоримого и прекрасного закона Ньютона, а затем, чтобы удовлетворить наиболее строгому научному подходу, я использую замечательный третий закон Кеплера, который закрепляет суть решения моей проблемы. На основе лишь этих двух законов я воссоздаю активную Вселенную при помощи тонкого детерминистского механизма, базирующегося на исходных элементах. Конечно, как можно заметить, мой фундаментальный труд ещё не завершён; он неполон и далёк от совершенства; в нём ещё не хватает многих элементов, хотя они уже практически установлены. Я, к моему большому сожалению, был вынужден представить результаты своих трудов преждевременно. Через год моё исследование, вероятно, было бы уже на приемлемом уровне, и я сожалею, что созыв Совета нельзя было отложить до того времени».
Надо полагать, корифеи выслушали эту чушь с непроницаемыми лицами. Как реагировал Эйнштейн, сам бившийся в то время над тем, что впоследствии стало теорией тяготения, общей теорией относительности, неизвестно. Дипломатичный Лоренц не стал останавливаться на деталях подхода щедрого хозяина к тяготению и к «активной Вселенной», а сразу перешёл к обсуждению по существу, конечно же поблагодарив Сольве за его инициативу. К сожалению, здесь не место обсуждать результаты этой первой конференции, и я рассказал всё это только потому, что хотя великие учёные так и не рассмотрели «фундаментальный труд» бельгийского магната, после его смерти конгрессы продолжились и считались одними из самых престижных конференций, поскольку участвовать в них можно было только по приглашению, а приглашали лишь самых выдающихся. Потому вернёмся в 1958 год на конгресс номер одиннадцать, куда были приглашены все трое создателей теории стационарной Вселенной.
* * * * *
Как уже упоминалось, темой конгресса 1958 года была «Структура и эволюция Вселенной».[10] Следует сразу отметить, что в числе приглашённых не было ни Гамова, ни Альфера, ни Хермана — по какой причине организаторы конгресса не сочли теорию горячего происхождения Вселенной достойной обсуждения не совсем понятно. Позднее Гамов вспоминал, что член оргкомитета Вольфганг Паули поинтересовался, не хочет ли он быть в списке приглашённых. Гамов ответил согласием, но в следующем письме Паули смущенно уведомил, что глава оргкомитета Брэгг не нашёл для него места.[11]
Список участников впечатлял — помимо Хойла, Бонди и Голда там были Илья Романович Пригожин, Джон Оппенгеймер, Вольфганг Паули, Вальтер Бааде, Оскар Клейн, Жорж Леметр, Ян Оорт, Алан Сэндидж, Уильям МакКри, Леон Розенфельд, Джон Арчибальд Уилер и несколько других не менее крупных учёных. Были там и двое советских участников — астрономы Виктор Амазаспович Амбарцумян и Борис Васильевич Кукаркин.
Честь выступать первым была оказана Жоржу Леметру. Тот вновь напомнил о своей идее «протоатома», упомянув при этом о возможности существования «Вселенной-Феникс», как он её назвал. Он рассматривал модель, в которой наблюдаемое теперь расширение вызвано «отскоком» ранее сжимавшейся Вселенной, которая, как легендарная птица Феникс каждый раз возрождалась из пепла. Возраст такой Вселенной он «с уверенностью» оценивал лежащим в пределах от 20 до 60 миллиардов лет. По поводу теории стационарной Вселенной он повторил общее возражение, сводящееся к тому, что в этой теории нарушается сохранение энергии и вещества.
Хойл выступал на конгрессе дважды — сначала с докладом о стационарной теории, а позднее о происхождении элементов. В первом докладе он подробно, с массой уравнений, изложил свой подход и привёл конкретные предсказания, следующие из его теории. В частности, из неё следовало, что галактики образуются постоянно, а потому не могут иметь одинаковый возраст. Кроме того, теория предсказывала ускоренное расширение Вселенной, к чему мы ещё вернёмся. Он утверждал, что вещество Вселенной никогда исходно не находилось в состоянии высокой плотности, а потому любые процессы, требующие высокой плотности, должны протекать локально, в звёздах, и именно там из водорода образуются все элементы.
Дискуссия по первому докладу протекала довольно мирно, касаясь, в основном, технических, хотя и очень важных деталей, относящихся к предполагаемому порождению материи. Некоторая агрессивность сквозила, пожалуй, лишь в вопросах немецкого учёного Отто Хекмана. Он выразил неудовольствие по поводу того, что теоретически возможно бесконечное количество произвольных модификаций уравнений поля, а потому не полагает ли Хойл, что все их нужно проверять или опровергать. По его мнению, такой подход направил бы исследования по ложному пути. На это Фред возразил:
«О бесконечном количестве модификаций речь не может идти хотя бы потому, что теория должна согласовываться с наблюдениями. Такое же возражение можно было бы высказать и в адрес закона тяготения Ньютона. Этот закон был лишь одной возможностью из бесконечного их числа, и кстати, его до сих пор не удаётся объяснить с точки зрения явлений микроуровня».
Казалось бы, за десять лет, прошедших с момента опубликования статей Хойла, а также Бонди и Голда, они должны были бы объединить усилия и выступать единым фронтом, однако в ходе дискуссии по докладу Фреда Бонди счёл возможным заявить, что они с Голдом придерживаются иной позиции, чем Хойл.
«Мы полагаем, что раз уж предположение о стационарной модели Вселенной приводит к проверяемым наблюдениями следствиям без какой-либо полевой формулировки, то такая формулировка никаких преимуществ не даёт, а лишь приводит к смутной и крайне амбициозной программе, вытекающей из такого полевого подхода».
Голд также попытался высказать свои соображения, но был прерван Хекманом, который потребовал вернуться к теме обсуждаемого доклада.
В конце дискуссии Хойл вернулся к возражению Леметра.
«Я не согласен с тем, что в теории стационарной Вселенной нарушаются законы сохранения. Моя теория изменяет природу величины, которая сохраняется, но следует помнить, что по ходу истории законы сохранения в физике постоянно менялись».
Наиболее ясно фундаментальные причины, по которым столь многие были несогласны со стационарной теорией, выразили в своём докладе «Модели мира» немецкие физики Шюкинг и тот же Хекман.
«Со времён сэра Исаака Ньютона учёные руководствовались принципом, который можно сформулировать так: ни одну теорию, построенную на прочной основе эмпирических данных, не следует отбрасывать, пока не появятся новые факты, не укладывающиеся в данную теорию. Без этого принципа физика превратится в безнадёжную затею, поскольку существует бесконечное число способов, которыми можно видоизменить известные законы природы, игриво вводя в их математическую формулировку члены, недоступные наблюдению. Прогресс совершенно застопорился бы, если бы экспериментаторы были вынуждены тратить время и усилия на проверку таких произвольно вводимых поправочных членов. Похоже, что некоторые космологи отказались от упомянутого выше методологического принципа. Десять лет назад Бонди, Голд и Хойл предложили свою теорию стационарной Вселенной. Они отвергли справедливость законов локального сохранения энергии и импульса. По нашему мнению, отвергать эти законы нет никакой необходимости. Мы полагаем, что пока не появятся надёжные эмпирические свидетельства постоянного порождения энергии и импульса, от теоретизирования в духе Бонди, Голда и Хойла следовало бы воздержаться».
Дискуссия по этому докладу была очень краткой, и никто из трёх авторов теории стационарной Вселенной не сказал ни слова.
Крупные астрономы не смогли внести ясности. Из наблюдений радиоисточников чёткая картина не вырисовывалась, точности не хватало для подтверждения или опровержения какой-либо космологической модели. Вальтер Бааде, верный своей нелюбви к письменным докладам, выступил устно, но хотя явно не благоволил к теории стационарной Вселенной, убедительных возражений против неё представить не смог.
Неординарным было выступление Амбарцумяна, который мягко, но последовательно поставил под сомнение преобладавшее представление о том, что источниками мощного радиоизлучения служат сталкивающиеся галактики. Он предположил, что галактики не сталкивались, а напротив разлетались в результате каких-то очень мощных процессов, происходивших в областях, которые он назвал активными ядрами галактик.
«По-видимому, придётся отказаться от представления о том, что ядра галактик состоят только из звёзд», — сказал он.
Проблема заключалась в том, что не удавалось, хотя бы приблизительно, предложить какой-то механизм, описывавший физические процессы, вызывающие столь колоссальные выбросы энергии. Идея Амбарцумяна об активных ядрах галактик предполагала наличие неких неизвестных науке источников энергии, требовала «новой физики», не исключала возможности порождения там материи, а к этому отнюдь не все были готовы.
Такую же мысль высказывал ещё в конце 1920-х годов Джеймс Джинс.
«Само собой напрашивается представление о том, что центры туманностей [галактик] есть “особые точки, сингулярности”, из которых в нашу Вселенную из какого-то другого пространственного измерения изливается материя, так что с точки зрения нашей Вселенной они выглядят как области, в которых эта материя творится постоянно»[12].
Один из крупнейших астрономов того времени голландец Ян Оорт отреагировал так.
«Я согласен с Амбарцумяном в том, что наблюдаются явления в высшей степени загадочные. Однако я всё же сомневаюсь, действительно ли явления, происходящие в мире галактик, требуют столь революционной идеи, как процесс их деления».
Такого же мнения придерживались практически все астрономы. (Может быть, поэтому Хойл однажды воскликнул, что астрономы живут в страхе открыть что-нибудь действительно новое?)
В перерыве к Амбарцумяну подошёл Вальтер Бааде и сказал:
«Вы из Советского Союза, а я из Америки. По логике вы должны быть материалистом, а я идеалистом. Но то, что вы сейчас сказали есть чистейший идеализм! Это просто фантастика! Вы говорите о неких незвёздных объектах, которых никто не видел. Тогда это должно быть нечто необъяснимое, загадочное».[13]
Второй доклад Хойла на конгрессе был посвящен его теории звёздного нуклеосинтеза. Он вкратце пересказал ставшую к тому времени знаменитой статью B2FH, и его сообщение вызвало оживлённую, но доброжелательную дискуссию. В заключение, Оппенгеймер сказал:
«Хекман высказал сомнения по поводу произвольного изменения основных уравнений общей теории относительности в “стационарной теории” и в этом я с ним согласен. Однако, побудив дальнейшее исследование, приведшее к более глубокому пониманию происходящих сейчас во Вселенной процессов, эта теория вызвала к жизни прекрасную доложенную Хойлом работу о синтезе элементов. Хотя его стационарная теория, по моему убеждению, ошибочна, она, тем не менее, позволила добиться значительного прогресса в другой области».
Хойл полагал, что отсюда и пошло неверное мнение о том, будто теория звёздного нуклеосинтеза явилась прямым следствием теории стационарной Вселенной. Он неоднократно возражал против этого мнения, приводя хронологию публикации статей, утверждал, что всё было как раз наоборот, что к стационарной Вселенной он пришёл в результате размышлений над нуклеосинтезом, но авторитет Оппенгеймера возобладал, и многие до сих пор считают, что верная теория нуклеосинтеза вытекает из ошибочной теории стационарной Вселенной.
(окончание следует)
Примечания
[1] J. Gregory, Fred Hoyle’s Universe, Oxford University Press, 2005.
[2] Interview with George Gamow by Charles Weiner, April 25, 1968,
http://www.aip.org/history/ohilist/4325.html
[3] D.E. Osterbrock, Walter Baade: A Life in Astrophysics, Princeton University Press, 2001.
[4] G. Burbidge, Attempts by a theorist to work with Martin Ryle in the Cavendish, 1953–1955, Astron. Nachr., 328, No. 5, 2007.
[5] Interview with Dr. Margaret Burbidge by David DeVorkin at the University of California, Santa Cruz, July 13, 1978, http://www.aip.org/history/ohilist/25487.html
[6] M. Ryle, Radio stars and their cosmological significance, Observatory, 75, 1955.
[7] И.С. Шкловский, Космическое радиоизлучение, Гос. изд-во технико-теорет. лит-ры, 1956; Избранные труды, М. Наука, 2007.
[8] G. Gamow, Phys. Rev. 74, 505, 1948; Nature, 162, 680, 1948.
[9] J.-P. Auffray, Einstein et Poincaré: sur les traces de la relativité, Editions Le Pommier, 2005.
[10] La structure et l’évolution de l’univers, R. Stoops, Ed., Bruxelles, 1958.
[11] Г. Гамов, Моя мировая линия, М. Наука, Физматлит, 1994.
[12] J. Jeans, Astronomy and Cosmogony, Cambridge University Press, 1929.
[13] “Southern Stars”, vol. 36-37, Royal Astronomical Society of New Zealand, 1994.
Оригинал: https://7i.7iskusstv.com/y2022/nomer11/macarsky/
