Евгений Фейнберг - Эпоха и личность. Физики. Очерки и воспоминания
Он немедленно принялся за расчеты, производил их по ночам во время Харьковской конференции и получил обескураживающий результат: этот обмен действительно дает новый вид сил, и притом, как нужно, короткодействующих, убывающих с расстоянием r, как r–5, но на много порядков более слабых, чем нужно для объяснения устойчивости ядер. Формулу для потенциала взаимодействия Игорь Евгеньевич опубликовал в виде краткого письма в «Nature» и был чрезвычайно огорчен неудачей.
В течение двух последующих лет Тамм безуспешно рассматривал другие варианты реализации этой своей идеи. В 1934 г. Игорь Евгеньевич заканчивает статью меланхолической фразой: «Представляется бессмысленным дальнейшее исследование огромного разнообразия возможностей такого рода без знания каких-то общих принципов, которые пока еще не открыты». Я сам помню это его настроение. Он посылал статью в печать «через силу».
Однако он был неправ. Таммовская теория β-сил описывает реально существующие так называемые слабые силы между нуклонами (и эти силы были несколько десятилетий спустя обнаружены на опыте), но не они определяют устойчивость атомных ядер.
Очень скоро, в 1935 г., Юкава, прямо ссылаясь на работу Тамма, выдвинул смелую идею, согласно которой ядерные силы обусловлены обменом тогда еще не известной, гипотетической частицей с массой порядка одной трети массы нуклона — мезоном. Теперь мы знаем, что это пион. Исходным пунктом для Юкавы была идея Игоря Евгеньевича о межчастичных силах, обусловленных обменом частицами, имеющими массу.
Итак, за какие-нибудь 6-7 лет Тамм опубликовал три цикла работ: по рассеянию света твердым телом (введя при этом понятие квазичастицы, фонона) и электроном (включая аннигиляцию электрона с дыркой, доказав необходимость дираковских отрицательных уровней энергии); по квантовой теории металлов (предсказав существование поверхностных «уровней Тамма» и объяснив фотоэффект на металле) и по ядерной физике (высказав утверждение о наличии магнитного момента у нейтрона и, главное, дав теорию ядерных β-сил).
Это сразу принесло ему признание, уважение мирового сообщества физиков. Как говорил мне Б. Понтекорво, его высоко ценил Ферми. С ним дружил и работал вместе Дирак. Эренфест предлагал его в качестве своего преемника по кафедре, которую до него занимал Лоренц. Оценили его и наши физики: в 1933 г. Игорь Евгеньевич был избран членом-корреспондентом АН СССР, у него установились хорошие отношения с Л. Д. Ландау и В. А. Фоком, старая дружба связывала его с Я. И. Френкелем. Но завоевал он также репутацию «буржуазного идеалиста» среди наших марксистских философов и физиков-реакционеров.
Было вполне естественно, что когда С. И. Вавилов организовал (после переезда Академии наук СССР в Москву в 1934 г.) Физический институт им. П. Н. Лебедева (ФИАН) и пригласил туда лучших московских физиков, среди них был и Игорь Евгеньевич, организовавший и возглавивший Теоретический отдел. Он руководил им до смерти. Отдел носит теперь имя И. Е. Тамма. Очень скоро он перенес туда из университета свой еженедельный семинар и вообще сосредоточил здесь свою деятельность.
* * *И в это время вторгся совсем новый эпизод. В 1933 г., как уже говорилось, аспирант Вавилова, исключительно тщательный и внимательный экспериментатор П. А. Черенков, изучая по заданию Вавилова свечение растворенных в жидкости ураниловых солей, их флюоресценцию под действием γ-лучей радия, с ужасом увидел, что жидкость светится почти так же сильно и без ураниловых солей. Это делало его изучение ураниловых солей безнадежным занятием (как был убежден и он сам). Но С. И. Вавилов сразу заинтересовался «паразитным» свечением и быстро установил, что это новый, не известный ранее тип излучения, испускаемого быстрым электроном, выбитым из атома γ-лучами. Это по некоторым причинам казалось невозможным, вызывало многочисленные насмешки. Но в 1937 г. Тамм и Франк показали, что Вавилов прав, дали физическое объяснение и теорию этого «излучения Вавилова-Черенкова» (на Западе говорят просто «черенковского излучения», оставляя в стороне важную роль Вавилова в этом открытии). Как уже говорилось выше, именно за это открытие Тамм, Франк и Черенков получили в 1958 г. Нобелевскую премию (С. И. Вавилов скончался задолго до того, а посмертно эта премия не присуждается).
Забавно, что в научной биографии Игоря Евгеньевича эта его работа, удостоенная почетнейшей награды, была, по существу, эпизодическим отклонением в сторону. Ведь все эти и последующие годы его главной темой была физика ядра и элементарных частиц.
В основной же интересовавшей его области в довоенные годы заслуживает быть отмеченной одна работа. Дело в том, что когда были открыты (в космических лучах) мюоны и обнаружен их распад, то ошибочно их спин считали равным единице. Тамм обнаружил, что точная полная система волновых функций такой частицы в поле кулоновского центра необходимо приводит к падению частицы на центр. Выход из этого положения возможен, если приписать этой частице конечные размеры, как это предложил Ландау. Ландау считал, что радиус мезона со спином единица должен быть rμ ~ e2/mμс2, где mμ — его масса.
Конечно, это была грубая оценка. Ведь никто не знал, как можно ввести в локальную теорию релятивистскую частицу конечного размера. Тем не менее она вместе с выводом Игоря Евгеньевича о падении на центр в точной теории послужила для Ландау и Тамма основанием для гипотезы, что такой мезон падает на протон, пока не достигнет расстояния порядка rμ. А на таком расстоянии энергия электромагнитного взаимодействия мезона и протона имеет порядок, нужный для ядерных сил. Согласно этой гипотезе, нейтрон, например, состоит из протона и отрицательно заряженного мезона со спином единица. Эта работа двух крупнейших теоретиков ярко показывает, в каком глубоком тумане пробивались физики к пониманию природы ядерных сил, какие далекие от истины гипотезы они иногда выдвигали. Вплоть до открытия пионов положение оставалось тупиковым.
* * *Обратим, однако, внимание на то, что в период с середины 30-х годов и вплоть до войны деятельность Тамма была отмечена лишь тремя работами: во-первых, это «нобелевская» работа по теории излучения Вавилова-Черенкова, которую при всем высоком профессионализме, понадобившемся при ее выполнении, как это ни парадоксально, вряд ли можно считать особенно выдающейся среди всех работ Игоря Евгеньевича, хотя, конечно, она была одной из лучших; во-вторых, одна, совместная с С. З. Беленьким, работа по усовершенствованию теории электромагнитных ливней космических лучей; в-третьих, тоже существенная в принципе работа о заряженных частицах со спином единица в кулоновском поле.
Много это или мало? Конечно, очевидно, что эти работы выполнены теоретиком высокого класса. И все же можно сказать, что от автора фонона и теории β-сил можно было бы ожидать и большего. В чем же дело? Нельзя объяснить это возрастным снижением творческой активности. В это время Игорю Евгеньевичу было 40-45 лет — akme, период расцвета, по мнению древних. Да и последующая его деятельность служит достаточным опровержением такого предположения.
Однако на самом деле можно только удивляться тому, что Игорь Евгеньевич сделал все это. Ведь это были годы страшного сталинского террора. Друзей Игоря Евгеньевича, его коллег уничтожали, ссылали в лагеря Гулага. Один за другим шли чудовищные лживые судебные процессы. Как уже говорилось в очерке «Тамм в жизни», в семье Игоря Евгеньевича это привело к поистине трагическим событиям.
Удивительным может казаться то, что в этой атмосфере все же люди оставались личностями, даже неплохо работали. До сих пор трудно понять, как мозги, зажатые, перекрученные страхом и идеологическим прессом, могли в то же время независимо, творчески мыслить в своей профессиональной области. По-видимому, дело в том, что работа была спасением, родом внутренней эмиграции, давала возможность сохранить свою личность. Как иначе можно понять, например, то, что Л. Д. Ландау после года тюрьмы, проведенного в условиях принятых тогда жестоких методов следствия, в течение последующих полутора-двух лет смог опубликовать чуть ли не десяток работ, в том числе фундаментальную теорию жидкого гелия (за которую, собственно, и получил потом Нобелевскую премию).[48]
В эти годы Игорь Евгеньевич был придавлен, загнан преследованиями, угрозами, гибелью близких людей, осознанием превращения режима, обещавшего социализм (мечта всей его жизни со времен юности), в деспотическую, безжалостную диктатуру. Но он был человеком сильной воли и внешне в обычной обстановке в Институте не обнаруживал этого состояния перед другими. Для такого творческого человека чистая атмосфера честной научной работы была тем глотком свежего воздуха, который еще позволял выжить «с петлей на шее». Впрочем, так оно было и для большинства людей, посвятивших свою жизнь науке.
