Строители квантового моста
Зачем физику нужно сильное математическое мышление

Все хитросплетения истории, рассказанной ниже, неожиданно сложились в единую картину, когда академик Роберт Нигматулин показал мне сигнальный экземпляр своей монографии «Механика сплошной среды (Кинематика. Динамика. Статистическая динамика)». Итог многолетней работы оказался несколько неожиданным даже для самого академика: вместо университетского учебника для студентов и аспирантов мехмата МГУ имени М.В. Ломоносова подготовлена фундаментальная монография: 622 страницы, почти треть которых составляют математические уравнения – каждый постулат или тезис четко обоснован математической формулой. Такой насыщенный математический подход практически присущ всем книгам, статьям и лекциям профессора МГУ, Университета Пурду (США) и еще трех вузов России (Тюмени, Уфы и Казани).

И вот как раз в связи с этим мне вспомнился один научный афоризм: «Физический закон должен быть математически изящным». Это изумительное лаконичное выражение принадлежит выдающемуся физику ХХ века, одному из создателей квантовой физики Полю Дираку. Интересна сама история возникновения этой сентенции и то, как она связала трех выдающихся физиков-теоретиков истекшего столетия: Поль Дирак – Абдус Салам – Николай Боголюбов.

Дирак долгие годы руководил знаменитой кафедрой математики Кембриджского университета в Англии. То есть именно той кафедрой, которую в конце XVII века возглавлял легендарный Исаак Ньютон, а после Дирака там «обосновался» наш выдающийся современник Стивен Хокинг.

Поль Дирак (1902–1984), лауреат Нобелевской премии по физике 1933 года, самый молодой участник знаменитого V Конгресса Сольвея, на котором были подведены итоги интенсивных научных исследований первых трех десятилетий ХХ века: квантовая революция в науке совершилась! Когда осенью 1927 года на Европейском континенте участники упомянутого Конгресса Сольвея очертили основные контуры квантовой физики и тем самым завершили возведение квантового моста между микромиром элементарных частиц и макрокосмосом, герой моих трех документальных книг – полуторагодовалый Абдус Салам, появившийся на свет в глухой пенджабской деревне Индостанского субконтинента, едва встал на ноги и учился ходить под покровительством своей матери Хаджеры Бегум.

А его будущий учитель – 25-летний английский физик Поль Дирак – уже сделал заявку на Нобелевскую премию. В 1928 году Дирак предложил теорию математического описания электрона и других частиц. Эти математические теории Дирака великолепно согласовывались и с квантовой механикой, и со специальной теорией относительности Эйнштейна.

1932 год, когда пенджабский мальчик Абдус Салам поступил в первый класс местной школы, был назван мировым сообществом физиков «годом чудес»: к трем известным элементарным частицам – электрону, протону и фотону – в том году прибавились еще две, заранее предсказанные теоретиками Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. Джеймс Чэдвиг экспериментально обнаружил предсказанный главой лаборатории Эрнестом Резерфордом нейтрон – первую атомную частицу без электрического заряда. Карл Андерсон открыл предсказанный Полем Дираком позитрон, первая античастица – положительно заряженный антипод электрона.

Сразу после войны в 1946 году 20-летний Абдус Салам в поисках «научной истины» прибыл в полуразрушенный Лондон. Вскоре он оказался среди основных виновников «года чудес» в Кембриджском университете и в 25 лет там же защитил докторскую диссертацию по квантовой термодинамике. И впервые встретился с Дираком, с которым поддерживал творческие дружеские отношения почти 40 лет.

Лауреат Нобелевской премии по физике 1979 года профессор Лондонского университета Абдус Салам (1929–1996) – один из создателей современной «стандартной модели» структуры атома, проявил исключительную активность одновременно в трех направлениях: в теоретической физике, в сфере международного научного сотрудничества и в подготовке научных кадров для развивающихся стран.

Абдус Салам был основателем и в течение 30 лет бессменным руководителем уникального Международного научного центра теоретической физики в Триесте (Италия), отныне носящего его имя, через учебные и научные залы которого прошли свыше 100 тыс. молодых ученых из 100 стран. Он создал там своеобразный клуб ученых – нобелевских лауреатов, которых привлекал к чтению лекций. Много раз в этом центре выступал его учитель – Поль Дирак. Абдус Салам учредил медаль Дирака, которая ежегодно присваивалась выдающимся ученым-физикам, среди которых, в частности, был и академик Я.Б. Зельдович. Во время одной из церемоний вручения медали Поль Дирак произнес свою знаменитую фразу: Physical law should have mathenatical beuaty.

Научные центры в Триесте и Дубне на протяжении многих лет поддерживали тесные связи. Безусловно, в развитии взаимовыгодного научного сотрудничества между ними решающее значение имели личные дружественные отношения между Абдус Саламом и Николаем Боголюбовым, руководителями двух международных центров, поддерживаемые на протяжении 30 лет. Академик Боголюбов высоко ценил теоретические исследования Салама по взаимодействию слабых ядерных сил и считал его крупнейшим ученым в этой области ядерной физики.

В свою очередь, Абдус Салам был хорошо знаком с исследованиями Боголюбова по разработке методов в квантовой теории поля и статистической физике, приведших по существу к математическому обоснованию теории сверхтекучести и сверхпроводимости. Будучи физиком с сильным математическим мышлением, Абдус Салам быстро осознал, какого сильного математика в лице Н.Н. Боголюбова «приобрело» это важное направление физики, где раньше «господствовали» Ландау и Капица. По некоторым данным, он даже выдвинул Н.Н. Боголюбова кандидатом на присуждение Нобелевской премии по физике.

Показательно и то, что Абдус Салам, будучи уже тяжелобольным, в инвалидной коляске, в сопровождении двух сыновей в последний раз приезжал в Россию, чтобы принять участие в мероприятии, посвященном памяти академика Н.Н. Боголюбова в Дубне. Тогда же Салам сообщил, что Н.Н. Боголюбов за заслуги в развитии физики посмертно награжден медалью Поля Дирака, учрежденной Научным центром в Триесте.

Во время юбилейных мероприятий в Дубне, посвященных столетию Н.Н. Боголюбова, я счел необходимым подчеркнуть, что Абдус Салам и Николай Боголюбов были глубоко верующими в Бога учеными. Они были убеждены в том, что совокупность знаний законов природы и Всевышнего составляет единое целое в системе познания человека. Они считали, что большинство физиков в своих исследованиях исходят именно из философии Единства Бога и Природы.

Можно с уверенностью предполагать, что именно глубокая религиозность этих двух крупных ученых с мировым именем – мусульманина Абдуса Салама и христианина Николая Боголюбова – стала прочным фундаментом их научного содружества, овеянного высокой нравственностью и преданностью науке, что не так уж часто встречается в современном мире.

Возвращаясь к началу нашего повествования относительно монографии академика Роберта Нигматулина по теоретической механике, мне остается лишь отметить, что сразу после завершения этого большого труда, надо полагать, вдохновленный итогами своей работы, Нигматулин передал для публикации несколько новых статей на русском и английском языках по своей излюбленной тематике bubble fusion – пузырьковому термояду, что, на мой взгляд, может подтолкнуть возобновление экспериментальных исследований как в США, так и в России.

Юлдуз Халиуллин

Независимая газета (Наука) 23.10.2013