Геннадий Горелик - Матвей Петрович Бронштейн

• Название: Матвей Петрович Бронштейн
• Автор: Геннадий Горелик
• Издательство: АКАДЕМИЯ НАУК СССР
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1990
• ISBN: ISBN 5-02-000670-Х

В книге рассказывается о жизни и творчестве замечательного советского физика-теоретика М. П. Бронштейна. Наиболее важный его вклад в науку — первое глубокое исследование квантования гравитации. Полученные им результаты стали особенно актуальны в наше время, когда построение квантовой теории гравитации насущно необходимо для космологии и физики элементарных частиц. Бронштейну также принадлежат важные работы в релятивистской космологии, астрофизике, теории полупроводников. Написанные им замечательные научно-популярные и научно-художественные книги переиздаются в наши дни.

Книга рассчитана на читателей, интересующихся историей советской науки.

---

Исидор Петрович считал, что творческий потенциал брата несравненно превосходил его собственный. Но и его незаурядность была видна невооруженному глазу. Он читал на десяти языках, именно читал, а не только «умел читать». Очень любил украинский язык, в 1941 г. была издана книга, переведенная им на украинский язык. Он удивительно хорошо для неспециалиста ориентировался в физике и ее истории (которыми стал активно интересоваться уже после смерти брата).

Ясный ум и непрерывная интеллектуальная активность были ему присущи до конца жизни. Когда ему было уже за шестьдесят, он выполнил самостоятельное и математически вполне добротное исследование в области комплексного анализа. Обширные интересы, далеко выходящие за пределы точных наук, отражала его огромная библиотека; в небольшой комнате коммунальной квартиры, где он жил, было около 20 тысяч книг. Книги по истории, филологии, русская классика вместе с книгами по физико-математическим наукам образовывали мир, в котором он жил.

Жизнь его не щадила. Незаживающей раной была гибель 30-летнего брата. Не вынесли тягот двойной эвакуации (сначала на Северный Кавказ, потом в Астрахань) родители. С детства он страдал тяжелой формой заикания. Оно передалось и брату, у которого, однако, после лечения в 1922 г. почти полностью исчезло. А у Исидора Петровича это заболевание наложило отпечаток на всю его жизнь, препятствуя живому общению с людьми (он был вынужден предпочитать переписку), мешая ему делиться духовными богатствами с другими. Своей семьи у него не было.

Однако удары судьбы его не ожесточили. Общаясь с ним, нельзя было не ощутить светлую его душу, по-детски наивное и доброе отношение к людям. Был он деликатен, но не уклонялся от того, чтобы высказать свое мнение.

Кружок, в который осенью 1925 г. начал ходить Матвей Бронштейн, полностью назывался «физической секцией киевского студенческого кружка исследователей природы». Его руководителем и создателем был молодой физик Петр Саввич Тартаковский[2]. По характеру этот кружок был близок тогдашним «семинарам повышенного типа», которые готовили студентов к научной работе, давали возможность отбирать наиболее способных. Кружок предназначался прежде всего для студентов, но в те времена, когда в стране происходили интенсивные общественные процессы, границы

Не меньшую роль сыграла, конечно, личность руководителя кружка. Один из участников кружка профессор Д. Н. Наследов писал о Тартаковском: «Не могу забыть того внимательного и заботливого отношения, которое я всегда встречал со стороны Петра Саввича. Он заражал своим энтузиазмом, тщательно наблюдал за развитием научной мысли студентов, всегда и во всем шел навстречу людям, искренне желающим глубоко изучать физику. Это проявлялось решительно во всем: даже в мелочах... Не всегда ученые обладают способностью собирать вокруг себя молодежь, любить ее и заботиться о ее росте. Петра Саввича нельзя себе представить без окружающей его молодежи. Всю свою жизнь он стремился передать свои знания и опыт подрастающему поколению» [240].

Такое отношение сполна ощутил на себе Бронштейн. Он с благодарностью говорил о П. С. Тартаковском и спустя 10 лет в автобиографии 1935 г. не забыл указать: «Теоретической физикой начал заниматься еще до поступления в университет, сперва в Киеве — под руководством П. С. Тартаковского» [103]. Руководство это проявилось и в том, что с помощью Тартаковского он получил возможность заниматься в профессорском зале университетской библиотеки, где были прекрасные условия для работы: свой стол, на котором дожидались оставленные книги, и — немаловажное по тем временам обстоятельство — в зале этом было всегда тепло. Полученным правом заниматься в библиотеке Бронштейн (который тогда, напомним, не был даже студентом университета) пользовался очень усердно. И его участие в работе кружка очень быстро показало Тартаковскому, что он не ошибся в начинающем физике.

В кружке рассматривались и темы, относящиеся к классической физике (например, динамика бумеранга), и самые актуальные вопросы физики того времени. По-видимому, Тартаковский очень быстро обратил внимание на новичка: всего через несколько месяцев — в январе 1925 г.— «Журнал Русского физико-химического общества» получил первую статью М. Бронштейна «Об одном следствии гипотезы световых квантов» [1]. В работе, исходя из предположения о фотонной структуре излучения рентгеновской трубки и на основе законов сохранения энергии и импульса при взаимодействии электронов с атомами антикатода, была получена зависимость границы непрерывного рентгеновского спектра от угла излучения. Результат статьи состоял в том, что обнаружение ожидаемого эффекта добавило бы еще один аргумент в пользу представления о световых квантах, а «в противном случае будет пролит некоторый свет на вопрос о границах применимости теории световых квантов в области рентгеновских лучей». Напомним, что в то время фотонную гипотезу все еще отвергал не кто иной, как Н. Бор (изменивший свое отношение только после экспериментов Боте и Гейгера в 1925 г.). Так что 18-летний Бронштейн сразу же попал в гущу событий современной физики.

Обратим внимание на слова «границы применимости теории», появившиеся в статье юного теоретика. Их можно считать, как мы увидим в дальнейшем, ключевыми для всего научного творчества М. П. Бронштейна, для его мировоззрения.

Важная особенность первой статьи Бронштейна — внимание к практической реализуемости эксперимента. Автор оценил количественно ожидаемый эффект для нескольких режимов работы рентгеновской трубки и обсудил условия наблюдения.

И в теме статьи, и в сочетании позиций теоретика и экспериментатора легко усмотреть влияние Тартаковского. Он был активным приверженцем и пропагандистом квантовых представлений. Начиная с первой публикации [269] его научная деятельность была посвящена квантовой физике. Усвоению квантовых идей в СССР способствовали его книги «Кванты света» (1928)[3] и «Экспериментальные основания волновой теории материи» (1932). В книгах этих основная тяжесть аргументации была в опытных данных, описанных с тщательностью экспериментатора; книги не давали повода усомниться в том, что физика — наука экспериментальная. Вместе с тем книги давали и представление о радикальном преобразовании теории, связанном с квантовой физикой. Такое сочетание теоретика и экспериментатора в одном человеке стало редким в эпоху, когда эти две профессии, два образа мыслей и действий уже явно расслоились. М. П. Бронштейну, несомненно, повезло в том, что первый физик, который встретил его у входа в науку, был таким. Окрыленность теоретической мысли и чувство равновесия, тренированное знанием и пониманием эксперимента, равно необходимы теоретику.

Бронштейн интенсивно работает. В 1925 г. две его статьи по квантовой теории взаимодействия рентгеновского излучения с веществом были опубликованы в известном немецком журнале «Zeitschrift fur Physik», в 1926 г.— еще три статьи. В этих работах впечатляет математическая подготовка начинающего теоретика.

Его быстро узнают киевские физики и астрономы. Он становится членом секции научных работников при Киевском окружном отделении Союза работников просвещения. Директор астрономической обсерватории С. Д. Черный и руководители физических семинаров Л. И. Кордыш и Г. Г. Де Метц высоко оценивали его работу; их отзыв пригодился Бронштейну при поступлении в Ленинградский университет[4].

В 1927 г. А. Г. Гольдман[5] в статье «Физика на Украине в 10-ю годовщину Советской Украины» [166] упомянул три статьи Бронштейна [2—4]: «Из теоретических исследований можно еще отметить публикации М. Бронштейна (молодого киевского физика, позже переехавшего в РСФСР). Он рассматривал вопросы о непрерывном рентгеновском спектре, о квантовой теории эффекта Лауэ и о движении электронов около неподвижного центра поля».

Молодой физик переехал в РСФСР, а точнее в Ленинград, в 1926 г., видимо, по совету Тартаковского. Теоретическая физика в Киеве была все же довольно провинциальной, и М. П. Бронштейну стало в ней тесно.

Глава 2. В Ленинградском университете (1926-1930 гг.)

2.1. В университет

В 1926 г. Ленинград был научной столицей СССР, в Ленинграде (до 1934 г.) находилась Академия наук и ее основные институты. И здесь Бронштейну предстояло найти дорогу в большую физику. Хотя он уже сделал несколько самостоятельных научных работ, не лишним было получить высшее образование. Можно, впрочем, думать, что он без восторга относился к перспективе учиться в рамках официально установленной программы, с определенным перечнем предметов, экзаменов и зачетов. Не потому, конечно, что считал свое образование уже законченным: учиться, осваивать новое — одна из главных составляющих профессии теоретика. Просто 19-летний Бронштейн вырос из чисто студенческого возраста. Однако пребывание в высшем учебном заведении давало простую возможность войти в сообщество физиков.