©"Семь искусств"
    года

 848 total views,  3 views today

Можно заключить, что пространный труд Анатолия Власова был значительным вкладом в физику плазмы и несомненно значительно поспособствовал ее прогрессу. Не выясненная тогда (в известной степени и сейчас) научная проблема была связана с якобы чисто «техническим» (на самом деле, математическим) вопросом.

Александр Габович, Владимир Кузнецов

Александр Габович  Владимир Кузнецов

ОЦЕНКА АНАТОЛИЯ ВЛАСОВА: ШЕСТИДЕСЯТИЛЕТНЕЕ ПРОТИВОСТОЯНИЕ

Эта статья написана на основе раздела нашей будущей книги, посвященной философии науки[1]. Одной из целей этой науки является анализ развивающего теоретического знания per se, рассматриваемого как наиболее адекватное на данный момент представление его предметной области в отвлечении от всех культурных, социальных, политических и психологических факторов его порождения. Однако детальное развернутое описание свойств, структур, типов системности и функций научных теорий как носителей полученного и генераторов нового знания открывает перспективы выявления конкретного влияния этих факторов на процессы его создания и признания научным сообществом.

В процессе работы над этим разделом мы с удивлением обнаружили, что физика, философия, история и политика так переплелись в данном контексте, что материал может представить интерес не только для философов, историков, социологов и психологов науки, но и для более широких кругов интеллектуальных читателей. Поэтому мы и осмелились представить её на их строгий суд. Побочным обстоятельством является то, что одним из главных героев обсуждаемых событий является Виталий Лазаревич Гинзбург[2], которого мы высоко чтим и с которым один из авторов (А. Г.) был в своё время хорошо знаком, хотя, к сожалению, именно историю, связанную с творчеством Анатолия Власова, и не обговаривал. Кстати, мы эти вопросы ни с кем предварительно не обсуждали, так что наше рассмотрение является оригинальным, но поэтому, быть может, и сырым, не отшлифованным. Шлифовать, однако, нет времени, ибо в нынешних обстоятельствах всякое может случиться.

Начнём с всегда болезненных вопросов о приоритете, но не в том скандальном смысле, который исповедуется сторонниками дутых сенсаций, лживых преувеличений и прямой клеветы[3]. Вместо этого мы хотим опереться на тех исследователей[4] (профессиональных научных работников, историков или философов науки), которые стремились разобраться в том, что можно считать фактом открытия (событием открытия) и кого следует считать автором (авторами). Конечно, при этом возникают и вопросы, а почему кто-то не открыл что-то, хотя над этим работал и был близок к открытию[5]. Почему он (она, они) не опубликовали результаты измерений, казавшихся им некорректными или незначительными? Почему он (она, они) отвергали полученные ими теоретические формулы, которые потом прославили других? Таким образом, складывается история науки, которая является неотъемлемой частью истории человечества и входит в последнюю как важная составная часть. Так же, как и всеобщая история, история науки зависит от взглядов историков, поэтому никогда не бывает полностью объективной и окончательно выясненной.

Действительно, поскольку историю пишут заинтересованные и всегда пристрастные участники событий или потомки, которые не менее предвзяты, но знают о событиях еще меньше, чем прямые свидетели, то «обще приемлемая» история причудливо меняет вид в процессе появления новых поколений историков. Поэтому, скажем, «основополагающая типологичность средневекового историописания, то есть повторяемость языковых и оценочных штампов, приводила к тому, что императоров и королей, описывая их деяния, изображали не такими, какими они были на самом деле, а такими, какими должны быть согласно своему статусу»[6]. Аналогично, постмодернист не может согласиться с тем, что существует хоть какая-то истина в науке, к которой можно приближаться, и следовательно, его перо превращает историю науки в полный хаос[7]. Однако научную и философскую истину практически никогда не следует понимать как отдельно взятый простой факт. По большей части, истиной в естествознании оказывается совокупность взаимно связанных утверждений относительно объекта или явления природы, полученная в рамках системы взглядов, которую и следует называть практической научной теорией[8] и которая больше схожа на мифический корабль Тезея, и ни в коем случае не является математически завершенной неизменной конструкцией. Эта система утверждений изменяется с течением времени, отражая бесконечный процесс приближения к истине. Последняя, конечно, остается недостижимой и в полном объеме, и в абсолютном смысле. Сошлёмся на собственный опыт изучения квантовой механики, курс которой нам читал академик АН УССР Соломон Исаакович Пекар[9] в нашу бытность во второй половине 60-х годов прошлого столетия, студентам физического факультета Киевского государственного университета им. Т.Г. Шевченко. При сохранении ее общих принципов соответствующее преподавание предмета как практической теории в конце 90-х годов прошлого и середине 10-х годов нынешнего столетия нашим детям (студентке мехмата —      дочери В. К. и студенту физфака — сыну А. Г.) отличалось от нашего, так как в той или иной мере учитывало ее развитие. Если кого-то это смущает, то это дело его (ее) вкуса, а совокупное человечество радуется приближению к истине, потому что делает его (человечество) более могущественным и более осведомленным.

Политика, космология и плазма

О том, как сложно разобраться в перипетиях истории науки, претензиях на первенство и встречных претензиях, свидетельствует интересное переплетение событий, связанных с так называемыми уравнениями Власова[10] в физике плазмы[11]. С чисто философской точки, зрения эта проблема весьма интересна, поскольку показывает, что история науки неотделима от сущности последней. Поэтому нельзя ограничиваться исследованием формальной или поверхностной стороны дела, не вникая в, казалось бы, мельчайшие, но по сути принципиальные детали самой физики (биологии, химии и т. п.), что типично для многих философов науки постсоветского пространства. Они в обилии продуцируют пустые многостраничные разглагольствования о социальной природе научного знания, о влиянии общества на функционирование науки, о значении категорий культуры, заменивших категории диалектического материализма, на развитие науки. При этом происходит замена псевдонаучной коммунистической схоластики на фразеологию постмодернистской философии и фантазии про постнеклассическую науку, постулируется вмешательство сознания исследователя в изучаемые им явления, в особенности процессы микромира[12], пропагандируются прочие бессмысленные натурфилософские медитации. Поэтому философ науки должен обладать незаурядной эрудицией в естествознании как таковом.

Есть еще один урок-предостережение, который мы должны извлечь из этой непрерывающейся истории. А именно – он еще раз подтверждает явление, хорошо известное историкам науки (не только им, но и, скажем, географам, если вспомнить, в честь кого назвали континент в Западном полушарии Земли): очень часто открытие или закон называют не именем первооткрывателя, а какого-то другого человека, так или иначе причастного к этому[13].

Итак, рассмотрим наш исторический эпизод как case study, проведенное одновременно в области философии науки, истории науки, практики тоталитаризма, социологии науки, физики плазмы, статистической физики и физики конденсированных сред.

Физика плазмы, начало которой положил[14] выдающийся американский учёный Ирвинг Ленгмюр[15] (он занимался именно газоразрядной плазмой[16], ибо есть ещё плазма жидких растворов электролитов[17], твердых электролитов[18] и квантовых жидкостей, типичным представителем которых является коллективизированная электронная жидкость металлов[19], нейтрализованная фоном ионов кристаллической решётки), которая характеризуется дальнодействующими кулоновскими силами (электрическими полями), которые сами по себе, то есть без учёта экранирования, затухают в пространстве как R-2, где R является расстоянием от электрического заряда — источника поля. Для дальнейшего важно, что закон затухания совпадает с другим основополагающим законом гравитационного взаимодействия тел, открытым великим англичанином Айзеком Ньютоном[20].

Для того, чтобы исследовать модели кинетических свойств классической электрон-ионной плазмы и коллективных колебаний в ней, следует исходить из предложенного в 19 столетии великим австрийским физиком Людвигом Больцманом[21] для электрически-нейтральных газов кинетического уравнения[22] для функций распределения f(v,r) по скоростям v и координатам r, которое носит имя автора. Впоследствии выдающимся советским математиком и физиком Николаем Боголюбовым[23] было показано, что это уравнение является первым приближением для цепочки уравнений, полученного для достаточно разреженных газов[24]. Так вот, записать уравнение Больцмана для плазмы (квазинейтральной, но составленной из заряженных ионов и электронов) было сложно, потому что в ней присутствуют электромагнитные поля, которые сами зависят от функции f. Кроме того, член, описывающий столкновения между частицами (парные для достаточно разреженной плазмы), тоже модифицируется кулоновским взаимодействием[25].

Успех и большое значение вклада Власова заключались в том, что он пренебрег столкновениями и записал совместную систему уравнений для функции распределения и уравнений, сформулированных великим британским физиком Джеймсом Кларком Максвеллом[26] для электромагнитного поля, где заряд и ток, а, следовательно, и электрическое и магнитное поля, зависели от f(v,r). То есть, эта система была самосогласованной. Если плазма настолько разрежена, что пренебрежение столкновениями является справедливым, то система уравнений Власова, где главную роль играют коллективные процессы, оказалась уместной, очень важной и плодотворной, поскольку позволяла решать многие задачи. С этим не стоило и спорить, и поэтому никто и не спорил.

Но Власов пошел дальше, что вполне понятно — ведь каждый теоретик предпочитает довести свои расчеты до такого уровня, когда можно сделать конкретные предсказания. После линеаризации и в отсутствие столкновений (разреженная плазма!) он рассчитал спектр собственных колебаний системы. Оказалось, что в этом приближении могут существовать как поперечные, так и продольные электромагнитные волны, дисперсию (зависимость частоты от волнового вектора) которых также нашел Власов[27]. При этом он (совершенно правильно!) доказал, что и в вырожденном электронном газе, где вместо распределения Максвелла справедливо распределение Ферми электронов по энергиям[28], частота колебаний остается ленгмюровской[29]. На самом деле, точные результаты для квантовой плазмы металлов с учетом пространственной и временной дисперсий диэлектрической проницаемости были получены значительно позже[30].

Отметим, что в первом приближении движением тяжелых (по сравнению с электронами) ионов можно пренебречь и в классической плазме газового разряда, и в квантовой плазме металлов. То есть в такой модели ионы рассматриваются как компенсирующий положительный фон для электронов, а колебания в такой квази-нейтральной среде являются относительно слабыми, так что они никак не могут разрушить плазму[31],[32]. Таким образом, наличие двух типов зарядов во Вселенной уменьшает влияние кулоновских сил (очень могущественных самих по себе!) на ход событий в различных кинетических процессах в газах, жидкостях и твердых телах. Поэтому все силы электромагнитной природы между телами разного масштаба являются лишь «рябью на поверхности» нейтральных сред, где первоначальное кулоновское взаимодействие является в определенной степени скрытым. На первый взгляд, впечатляющие разряды молний[33], которые верующие разных конфессий считают гневом богов[34], на самом деле свидетельствуют о счастливом стечении обстоятельств, которое умеряет действие результирующих электромагнитных явлений в природе. По сути, и само уравнение Власова является следствием факта квазинейтральности. Заметим, что очень слабые гравитационные силы тем не менее правят миром именно потому, что существуют только силы притяжения между телами, которые могут нарушать равновесие в гравитационных системах, на чем мы подробно остановимся в нашем повествовании спустя некоторое время[35].

Можно заключить, что пространный труд Анатолия Власова был значительным вкладом в физику плазмы и несомненно значительно поспособствовал ее прогрессу. Не выясненная тогда (в известной степени и сейчас) научная проблема была связана с якобы чисто «техническим» (на самом деле, математическим) вопросом. А именно, решение показало, что в выражении для продольной диэлектрической проницаемости знаменатель содержал член ω — kv, где v —      скорость электрона, а ω и k — частота и волновой вектор электромагнитной волны. Итак, в уравнении Власова имеет место сингулярность, с которой физику-теоретику нужно определенным образом иметь дело.

Анатолий Власов сделал довольно просто: пренебрег возможным ослаблением волны (т. е. мнимой частью указанного знаменателя, которая могла бы сгладить особенность уравнения) и взял расходящийся интеграл в смысле его так называемого главного значения[36] по терминологии выдающегося французского математика (а заодно, католического реакционера) Огюста Коши[37]. Да и откуда взяться этой мнимой части, если затуханием за счет столкновений электронов (или/и других заряженных частиц — ионов) он уже пренебрег, формулируя свою систему уравнений? Мало того, закрыв глаза на сингулярность, которую можно было легко «обойти», Власов подтвердил уже известный и подтвержденный в эксперименте теоретический результат Тонкса-Ленгмюра, полученный самым простым, электродинамическим способом. Естественно, что, пользуясь более общим методом Больцмана и учитывая зависящую от температуры, Т, равновесную функцию распределения Максвелла для электронов, Власов смог также пройти далее, чем Тонкс[38] и Ленгмюр, и найти закон дисперсии плазменных волн (зависимость ω от k). Очевидно, что эта дисперсия для классической плазмы оказалась зависящей от Т. И этот результат был также подтвержден дальнейшими теоретическими исследованиями.

Конкретность истины: важность уместных аппроксимаций

Понятно, что с этой физико-математической проблемой столкнулись и другие теоретики, которые начали изучать плазму без столкновений[39] после Власова, признавая его приоритет в постановке самосогласованной задачи для бесстолкновительной плазмы и получении дисперсионного уравнения для продольных плазменных колебаний. Однако, ко времени их приобщения к этой области знаний, в Советском Союзе появилась еще одна научная работа[40], сделанная выдающимся соотечественником Власова Львом Ландау[41], которая радикально изменила отношение к результатам Власова и к проблеме в целом. А именно, Ландау показал, что сингулярность (полюс) в уравнении для диэлектрической проницаемости кавалерийским наскоком брать нельзя. Надо применить всю мощь теории функций комплексной переменной[42]. И тогда затухание, которого якобы нет, выплеснется в решении уравнения, то есть, столкновения формально отсутствуют, а волны тем не менее затухают. Кстати, предсказания Ландау оправдались: затухание было найдено в водородной плазме[43]. Концепция затухания Ландау также применялась в рамках кинетического подхода и к газу звезд[44].

Ландау показал, что хотя закон дисперсии, найденный Власовым, исходя из действительной части диэлектрической проницаемости, был в принципе правильным, но волны, распространяющиеся в плазме, практически всегда затухают, а коэффициенты затухания зависят от температуры (тем не менее, парными и более сложными столкновениями Ландау пренебрегал так же, как и Власов!). Итак, мнимую часть функции ω(k) необходимо учитывать. На основании этих результатов Ландау утверждал (а его соавторы соглашались), что «никакого дисперсионного уравнения [в статье Власова] не существует»[45].

Понятное дело, что последнее утверждение является слишком категоричным. Действительная часть формул Ландау и Власова для ω(k) совпадают и были множество раз воспроизведены другими методами. Но заданный нами выше вопрос никуда не делся: что вызывает затухание Ландау в бесстолкновительной плазме? Какова его природа? На это есть ряд ответов в разных источниках[46], хотя и не общепринятых с точки зрения их восприятия научным сообществом. Рассмотрим их более подробно.

Во-первых, считать затухание Ландау таким, которое вовсе не учитывает столкновений, не следует, так как оно принимает во внимание коллективное самосогласованное электростатическое поле, аккумулирующее в себе взаимодействие многих частиц[47], а называть это взаимодействие «столкновениями с далёкими частицами» или нет, является уже терминологическим или, по крайней мере, методическим вопросом. Однако, соответствующее, важное для нас и общепризнанное толкование сущности коллективного поля, на наш взгляд, пока отсутствует, хотя существование или отсутствие существования подобной интерпретации и не влияет на физические результаты, полученные до сих пор в этой области, или на те, которые еще будут получены. В этой связи отметим, что затухание Ландау бездиссипативно, то есть не связано с ростом энтропии, о чем свидетельствуют наблюдение плазменного эха[48].

Возникает вопрос: «А если наряду с затуханием Ландау учесть также вполне реальные столкновения (хотя бы только парные) между электронами, то как интерферируют между собой эти два процесса?» Есть два класса ответов. Согласно первому, в первом приближении соответствующие члены в уравнениях, а, следовательно, и вклады от двух типов процессов, ослабляющих плазменные колебания, складываются, хотя относительная роль каждого процесса зависит от параметров плазмы[49]. Другая точка зрения состоит в том, что, на самом деле, член Ландау можно получить из стандартного члена Больцмана, если устремить амплитуду первого к нулю[50]. Тогда частота столкновений выпадает из конечного результата, но, тем не менее, ее неявное влияние, как улыбка Чеширского кота[51], остаётся. Учитывая такое происхождение члена Ландау, ответственного за затухание, русский физик Юрий Климонтович[52], который разделял эту точку зрения, считал этот член диссипативным[53], что противоречит мнению его соотечественников Евгения Лифшица[54] и Льва Питаевского[55], указанной выше.

Широко распространена вполне правильная интерпретация затухания Ландау как ослабления электромагнитных волн за счет их поглощения электронами[56], скорости v которых распределены согласно равновесной классической функции распределения Максвелла f0(v)[57]. В процессе поглощения участвуют только так называемые резонансные электроны, поскольку амплитуда затухания пропорциональна производной  в точке v =ω/k (вспомните знаменатель в интеграле, полученном Власовым!). Но ведь эта производная отрицательна, потому что доля электронов с большими скоростями уменьшается с ростом v! Поэтому электроны и поглощают энергию, а не отдают ее электромагнитной волне. На самом деле вполне возможна и раскачка волн, но для определенных неравновесных распределений электронов по энергиям[58], например, при прохождении электронного пучка через плазму[59]. Но эти очень важные для практики ситуации не касаются ограниченной постановки задачи, рассматриваемой здесь.

Дополнительные рассуждения связывают затухание или усиление продольных ленгмюровских волн в плазме с обратным или прямым эффектом Вавилова[60]Черенкова[61], когда электроны, двигающиеся в среде, соответственно поглощают или излучают электромагнитную энергию[62]. Естественно, что в такой интерпретации тоже имеет место явление резонанса между фазовой скоростью волн ω/k и скоростью электронов v[63].

Однако, окрыленный успехом своих уравнений для плазмы, Власов решил применить их к твердому телу. Соответствующие труды были опубликованы в Вестнике Московского университета, поскольку «конкуренты» и «недоброжелатели» не допустили Власова к «Журналу экспериментальной и теоретической физики (ЖЭТФ)», единственному в то время приличному журналу по физике, где публиковались оригинальные работы. Для нас, читатель, это не препятствие, поскольку все эти труды Власова были немного позднее перепечатаны в доступной книге[64]. Именно эти, новые, результаты вызвали яростное сопротивление так называемых «академических физиков», напечатавших подробную критику[65] на страницах того же ЖЭТФ, о котором говорилось выше. Что же не понравилось уважаемым академикам (тогда еще молодым людям) в трудах уважаемого профессора (тогда тоже молодого)? А не понравилась попытка Власова применить метод самосогласованного поля не для дальнодействующих полей типа кулоновского поля в разреженной плазме или гравитационного (о чём речь пойдёт ниже), а для короткодействующих взаимодействий между атомами в конденсированной среде.

Понятно, что силы, действующие между частицами твёрдого тела, тоже имеют электромагнитную природу, но, в отличие от менее плотной газоразрядной плазмы, происходит более полная компенсация между электрическими зарядами, из которых состоят элементарные «кирпичики» среды, так что становится справедливой, например, теория упругости, а частицы твёрдого тела в итоге взаимодействуют только с ближайшими соседями. Выходит, что в случае диэлектриков нет дальнодействующих электромагнитных полей, самосогласованных в духе уравнения Власова для плазмы. Для металлов ситуация с электрическими полями совсем другая, а поэтому там нужно учитывать коллективизированные электроны, которые рассеиваются на так называемом «псевдопотенциале». Эту теорию создали[66] значительно позже послевоенных трудов Власова, но она не имеет с подходом Власова ничего общего. Власов вместо абсолютно точного в принципе метода[67] великого американского фізика Джозайи Гиббса (Джиббса)[68] задумал создать новую простую статистическую теорию кристаллического состояния, которая описывала бы как диэлектрики, так и металлы[69]. Именно эта теория оказалась ошибочной, более того, неконструктивной, поскольку не объясняет определенные нюансы и не делает предсказаний, которые можно проверить.

Неизбежность ошибок при применении моделей за пределами сферы их пригодности

Помимо того, критики нашли целый ряд противоречий в данной работе. Читая сейчас книгу Власова, понимаешь, что ее писал квалифицированный человек, искренне ошибавшийся, вдохновленный ранее добытым успехом. Психологически это понятно, с точки зрения истории науки —      это досадно и поучительно, а по сути, после десятков лет прогресса теории твердого тела очевидно даже для студента четвертого курса университетского физфака. Резюмируя этот эпизод, отметим, что сокрушительная критика была правильной по существу (о форме мы ещё поговорим), а метод Власова оказался некорректным и тупиковым.

В дальнейшем Власов развивал уже сформулированный им метод и применял его к кристаллам различной формы и так называемым «плазмоидам», то есть совокупностям частиц, которые удерживаются вместе в компактной форме[70]. Теоретический образ таких объектов очень напоминает наблюдаемые в природе шаровые молнии, природа которых до сих пор окончательно не выяснена[71]. Эти яркие и опасные метастабильные шарики можно считать методологическим примером справедливости точки зрения великого американского физика Фила Андерсона[72] о том, «что больше означает другое»[73], потому что в пределах применимости классической физики возникает макроскопический объект с причудливыми свойствами, существенно отличающийся от вещества в обычных состояниях и нетривиально «сконструированный» природой из стандартных компонентов.

Но Власов остался в пределах чисто теоретического подхода и существования шаровых молний не касался. Опять же, просматривая эти книги, читатель может подумать, что время остановилось, и он знакомится не с исследованиями второй половины двадцатого века, а, по крайней мере, с работами, созданными в его начале. При этом эрудиция автора представляется очень избирательной. Скажем, никакой ссылки на Джеймса Джинса, что очень странно, учитывая близость подходов. А может быть, именно поэтому ссылки и отсутствуют? Мы, к сожалению, о причинах такой «забывчивости» никогда не узнаем.

В этой связи характерны слова Николая Боголюбова, содержащиеся в его предисловии к книге[74]. А именно, он написал, что рецензенты (их фамилии отсутствуют, что не соответствует традиционной практике советского книгоиздания в области физики) сделали много замечаний по методу, результатам и выводам. С некоторыми, по его словам, автор соглашался, но сделать коррективы не успел. В отличие от 1946 года, скандала в связи с этой книгой не произошло, но горький осадок все равно остается, о чем пойдет речь ниже.

Для полноты картины следует указать на другой случай в теории твердого тела, а именно в физике чистых металлов, когда уравнение теории упругости следует рассматривать с учетом вклада от коллективизированных электронов металлов. На электроны действуют колебания кристаллической решетки через введенный выдающимися учёными американцем Джоном Бардиным[75] и англо-американцем Уильямом Шокли[76] так называемый деформационный потенциал[77], а электронный газ оказывает влияние на ионы решетки. Попутно возникают макроскопические электромагнитные поля, вызванные неравновесной составляющей в функции распределения электронов по импульсам, так что необходимо включить в систему уравнений также уравнения Максвелла для поля[78] (теорию, разработанную на основе указанной системы уравнений, обычно называют теорией Силина[79]Конторовича[80]). Возникает, по крайней мере, формально, аналогия с уравнениями Власова. Только в теории Власова в первом приближении тяжелые ионы плазмы остаются в покое. Теория Силина-Конторовича много объясняет и предсказывает, являясь типичным примером модельной системы, хорошо описывающей сложные явления и упрощающей их на основании краткого модельного представления об описываемом объекте.

Во всех рассмотренных выше случаях классической или квантовой плазмы она была квазинейтральной. С другой стороны, в случае гравитационного поля, когда гравитационная масса имеет только один знак и между массивными телами действует закон притяжения Ньютона, уравнения британца Джеймса Джинса, аналогичные уравнениям Власова, должны демонстрировать решения, совершенно отличные от уравнений Власова. Даже объекты исследования у них разные. Действительно, рассматривать гравитационное взаимодействие между сантиметровыми пылинками или метровыми камнями было бы нелепым, поскольку даже небольшой внешний налипший заряд или так называемый «поверхностный диполь», который всегда существует на поверхности твердого тела[81], вызывают более сильное взаимодействие между составляющими системы, чем всемирное тяготение. Но Джинс рассматривал как точечные объекты не эти крупинки вещества, а огромные звезды, разбросанные во Вселенной[82]. Эти звезды играли у него роль молекул Больцмана-Максвелла или электронов плазмы.

В результате тонких рассуждений, исходя из уравнений гидродинамики[83], которые можно получить огрублением[84] кинетических уравнений Больцмана, Джинс теоретически открыл неустойчивость (которая с тех пор носит его имя) однородной среды с гравитационным взаимодействием между элементарными составляющими относительно фрагментации, то есть образования комков вещества, его скоплений, из которых, согласно мнению Джинса, должны впоследствии формироваться галактики и звезды[85].

С точки зрения истории науки, чрезвычайно интересен факт, что на самом деле гипотезу (непосредственно не подкрепленную математикой!) о неустойчивости однородного распределения вещества вследствие само-гравитации впервые высказал великий Ньютон[86] в известной переписке со священником, ученым и поэтом Ричардом Бентли[87]. Тем не менее, первую конструктивную математическую теорию развил именно Джинс. Отметим, что в этой космогонической проблеме возникновения структур следовало бы, вообще говоря, анализировать на основе общей теории относительности[88] Альберта Эйнштейна[89], что и было сделано много позже Евгением Лифшицем[90], но для малых скоростей преобразования пространственно ограниченной системы ньютоновская теория может служить неплохим приближением при решении многих задач. Поэтому теорию Джинса, которую очень часто и, вообще говоря, несправедливо поносят за непоследовательность (смотри ниже), следует считать успешным первым приближением к истинному поведению системы частиц с гравитационным взаимодействием. К сожалению, достаточно обоснованная теория структурообразования галактик и звёзд до сих пор не построена, хотя над этим работали и работают лучшие физики и астрофизики планеты.

Специфика нашего рассмотрения не предполагает глубокого погружения в математику. Поэтому, излагая отдельные результаты Джинса, будем опираться главным образом на самые простые качественные соображения[91]. Итак, в своем подходе Джинс исходил из модели однородной газовой среды с плотностью ρ0, связанной гравитационными силами, которая в любой точке противодействует попыткам гравитации её сжать, поскольку возникает дополнительное давление. Разница давления P внутри сжатого сферического объёма радиуса R, которое хочет расширить сжатый объём, и (меньшего, чем P) давления окружающей среды P’ является действующим фактором сопротивления. В расчете на единицу объёма упругая сила сопротивления на границе этого объёма с несжатым пространством составляет FP = ΔP/R ≡ (P — P’)/R.

С другой стороны, на единицу объёма сферического уплотнения радиуса R действует сила тяготения

                                   

Здесь M — масса уплотнения, G — гравитационная постоянная, ρ0 — плотность газа в уплотнении до процесса сжатия (такая же плотность присуща газу вне уплотнения), Δρ —      дополнительное увеличение плотности в уплотнении. Подставим в приведенную формулу вместо массы M её выражение через изменённую плотность:

Тогда с точностью до первого порядка малости получим следующий результат

                                 

Первое слагаемое в предыдущей формуле отвечает тормозящей силе, которая препятствует космологическому расширению всей Вселенной[92], то есть веществу как внутри уплотнения, так и вне его. Это слагаемое на величину и характер исследуемой неоднородности никак не влияет, а поэтому его можно в дальнейшем не учитывать.

С другой стороны, второе слагаемое описывает излишек силы тяготения, вызванный локальным изменением плотности газа. Указанный излишек силы стремится сжать неоднородность, которая возникла. Он-то нам и нужен. Однако, для малых неоднородностей он является несущественным, поскольку пропорционален R. В то же время сила сопротивления FP пропорциональна .и возрастает с уменьшением R.

Наоборот, для больших R доминируют уже гравитационные силы FG. Если такие большие скопления вещества возникли (про источник подобных флуктуаций мы преждевременно писать не будем), то они возрастают и в дальнейшем, то есть имеет место положительная обратная связь. Это и есть знаменитая неустойчивость Джинса. Для того, чтобы найти предельное (критическое) значение неоднородности, надо приравнять абсолютные значения сил притяжения и отталкивания. В результате получаем критический размер Джинса:

Величина  —      это адиабатическая скорость звука в газе в предположении, что во время распространения волны в среде не успевает установиться равновесие. Иначе, вместо адиабатической следует подставить[93] изотермическую скорость звука, которая имеет тот же порядок величины[94].

Следовательно, если возникнет флуктуация плотности с размером R < RJ, то силы внутреннего давления перевесят и флуктуация рассосётся. Если же радиус флуктуации R превысит RJ, то уплотнение будет расти. Естественно, что линейная теория (а мы подсознательно находимся пока что именно в линейном режиме) не может предсказать, как будут расти флуктуации, как будут образовываться скопления галактик, галактики, звёзды, планеты и другие космические объекты. Для этого нужно развить нелинейную теорию. Но ведь мы до сих пор делали только оценки. Теория является чем-то более сложным и многоуровневым. Зато и результатов она дает гораздо больше, чем элементарные оценки. Учтем также, что оценки, приведенные выше, были сделаны после создания теории Джинсом («остроумие на лестнице»). В то же время Джинс получил свой результат, рассматривая нелинейное гидродинамическое уравнение Леонарда Эйлера[95] для движения жидкости под давлением и в гравитационном поле совокупно с уравнением Пуассона[96] для гравитационного потенциала φ. Последнее в современных обозначениях имеет следующий вид

где V — оператор Гамильтона (Уильям Гамильтон — выдающийся британский математик и механик[97]), а ρ = ρ0 + Δρ — полная плотность вещества (равновесная плотность плюс возмущение).

Результат Джинса на пороге неустойчивости совпадает с вышеприведенной простой оценкой. Но, к сожалению, при решении задачи автор был непоследовательным, поскольку в начальном однородном состоянии плотность ρ0 и начальное давление Р0 являются постоянными, а средняя скорость газа (или жидкости) в уплотнении v0 равняется нулю. Тогда из уравнения Эйлера следует, что и Ñφ = 0, а это противоречит уравнению Пуассона. Действительно, в его правой части стоит источник потенциала ρ = ρ0, а, следовательно, и гравитационный потенциал отличен от нуля. Такая непоследовательность Джинса привела к тому, что ученые, рассматривавшие его теорию после него, называли ее «мошенничеством Джинса» (Jeans swindle)[98]. Как бы то ни было, но гениальная догадка Ньютона (17 век!) превратилась в теорию, созданную на основе довольно причудливой модели флуктуационного скопления вещества, окруженного тем же веществом, способным на отделение и трансформацию. С тех пор подобные модели и соответствующие теории стали нормой в астрофизике, поскольку прямые эксперименты в этой области науки ставить невозможно по определению. Но они хорошо работают, о чём свидетельствуют астрономические наблюдения!

А теперь про то, был ли Джеймс Джинс мошенником в науке? На самом деле, никакого мошенничества у Джинса не было. Он просто интуитивно пренебрёг несущественным и получил правильный результат, который затем подтвердили ученые, улучшившие и обобщившие результат. Более того, «высокий суд» потомков Джинса полностью оправдал. Приведем одно из оправданий полностью[99]: «Однако, как мы увидим в этом документе [имеется в виду статья, из которой взята эта цитата — А. Г., В. К.], такое «формальное оправдание пренебрежения невозмущённым гравитационным полем» легко удается. Если кратко, то трудности преодолеваются рассмотрением проблемы в динамике, потому что для определения равновесия важны силы, а не потенциалы. Как мы покажем, можно установить некоторый разумный предел с четко определенными гравитационными силами Ньютона, которые исчезают, когда плотность массы является постоянной, ρ0. Эти исчезающие силы равновесия не вытекают из ньютоновского потенциала, удовлетворяющего известному уравнению Пуассона для ρ0. Однако, в том же предельном случае, уравнение Пуассона действительно описывает связь между возмущенной плотностью и возмущенным ньютоновским потенциалом, что делает бессмысленным всякую потребность постулировать эту связь ad hoc». Вспомним, что и приведенная выше простая оценка длины Джинса без обращения к какой-либо формальной схеме как раз и основывалась на анализе сил, а не потенциалов (энергий), а потому сразу же привела к надлежащему результату.

Неустойчивость Джинса может выплеснуться и в другом варианте теории, а именно, газе без столкновений (кинетический формализм Больцмана-Джинса-Власова[100]). Предположение об отсутствии столкновений особенно привлекательно с учетом огромной доли темной материи во Вселенной [101]. Расчеты, проведенные на основе кинетического уравнения плюс того же уравнения Пуассона для гравитационного потенциала, которое было указано выше, дают для радиуса Джинса такой же результат[102] с точностью до замены скорости звука cs на определенную усредненную скорость молекул (т. е. звёзд, в нашем случае)

Эта скорость удовлетворяет соотношению,

 

где m — масса молекулы, kB — постоянная Больцмана, а Т — абсолютная температура газа. То есть результат качественно не изменился (учтите, что мы только что сравнили два противоположных случая: доминирующую роль столкновений и их полное отсутствие!).

Понятно, что теоретики не ограничились анализом нестабильности классической статической Вселенной, поскольку Эйнштейном в 1915 году была создана величественная общая теория относительности[103], то есть теория гравитации, обобщившая, а где надо, и подправила не менее величественную теорию всемирного тяготения Ньютона. Из теории Эйнштейна вытекает новая релятивистская космология, где появляется возможность нестационарнсти Вселенной. Однако интересно, что при рассмотрении динамики гравитационной неустойчивости можно даже остаться в пределах ньютоновского мира[104], но привлечь для этого расширение пространства по определенному закону, согласованному с наблюдениями[105]. Оказывается, формула Джинса и тогда остается справедливой.

Неустойчивость как отличительная черта сложных явлений

Как было показано в ряде теоретических исследований[106], неустойчивость Джинса «выживает» также и в квазистатической Вселенной[107] Эйнштейна —      Де Ситтера[108], и в истинно нестационарной Вселенной[109] Фридмана[110]Леметра[111], хотя и не для любых значений знаменитого космологического параметра Эйнштейна Λ[112]. Поскольку неоднородности Вселенной вплоть до скоплений галактик первоначально возникают из флуктуаций[113], то одной из задач астрофизики был анализ возможного характера флуктуаций-зародышей астрономических структур. Среди них можно выделить адиабатические (рассмотренные Джинсом), энтропийные, нейтринные, вихревые, а, возможно, и другие, еще неизвестные нам, потому что мы практически не знаем свойств темной материи[114].

Формально неустойчивость Джинса или ее обобщения описываются дисперсионными уравнениями типа[115]

где  

Это уравнение определяет волновое число Джинса, которое обратно пропорционально длине волны (критическому размеру) Джинса, который мы подробно обсуждали выше. Как уже отмечалось, источником неустойчивости является наличие не скомпенсированного притяжения между любыми массами. Дисперсионное уравнение продольных плазменных колебаний в классической плазме (тяжелые ионы считаются неподвижными в первом приближении, а движутся только легкие электроны) имеет принципиально иной вид, потому что там наблюдается практически полная компенсация между притяжением и отталкиванием зарядов двух знаков (иначе нам было бы трудновато, поскольку электромагнитные силы являются очень сильными по сравнению с гравитационными, а радиус действия у обоих взаимодействий является бесконечным)[116]:

Здесь Т — температура электронной компоненты, m — масса электрона, которая в газоразрядной плазме практически совпадает с массою свободного электрона, а

 — квадрат ленгмюровской частоты, про которую мы писали выше, а n та e — концентрация электронов и заряд одного электрона, соответственно.

Взгляд на два дисперсионных уравнения показывает, что в плазме продольные колебания являются настоящими устойчивыми колебаниями, а в связанном гравитационным взаимодействием газе звезд (звуковые) колебания являются стабильными только при условии: k > kJ. Следовательно, аналогия между электростатикой и ньютоновской гравитацией является неполной, хотя объединяющий элемент в соответствующих теориях существует: это зависимость силы от расстояния, которая формально определяется уравнением Пуассона. Приведенное выше уравнение Власова для частоты колебаний следует переписать в эквивалентном виде, который нам сразу же понадобится в последующих рассуждениях:

где

определяет радиус экранирования кулоновского взаимодействия в классической плазме. Эта формула впервые возникла в работе[117] голландца Петера Дебая[118], а поэтому радиус и называется дебаевским или радиусом Дебая-Хюккеля.

Очевидно, что гравитационное слагаемое в дисперсионном уравнении Джинса имеет «неправильный» знак по сравнению с экранирующим дебаевским членом. Чтобы исправить ситуацию, к члену, описывающему ньютоновскую гравитацию, следовало бы добавить член той же структуры, но с противоположным знаком. И это было сделано безо всякой связи с проблемой гравитационной нестабильности Джинса. Сделал это Эйнштейн в 1917 году[119]. А именно, он, поначалу размышляя в духе ньютоновской космологии[120], предложил феноменологически «исправить» уравнение Пуассона для гравитационного поля таким образом, чтобы обеспечить правильные предельные значения и устранить противоречия между теорией всемирного тяготения Ньютона и статистической механикой Больцмана, приложенной к газу звёзд:

То есть уже в ньютоновской теории появилась необходимость в Λ-члене, который сейчас является неотъемлемым атрибутом космологии. Далее, в той же статье, переходя к своей общей теории относительности, Эйнштейн попытался определенным образом (опираясь на требование статичности Вселенной) оправдать введение этой «антигравитации».

Следовательно, Λ-слагаемое является в определенной степени аналогом экранирующего «облака» вокруг пробного заряда в классической или квантовой плазме[121]. Идеи о каком-то экранировании (ослаблении) ньютоновской гравитации (тогда общей теории относительности еще не существовало) высказывали уже неявно упомянутые выше Карл Нойман[122] и Хуго фон Зелигер[123] в конце 19 века (цитируем по книге [124]). Однако, выдающийся английский физик и астроном Артур Эддингтон[125], несмотря на то общее мнение об не обязательности Λ-члена, считал его признаком всеобъемлющего космического отталкивания как причины расширения Вселенной[126]. Следует заметить, что подход Ноймана-Зелигера в первом порядке малости по параметру экранирования даст ту же формулу Эйнштейна с Λ-членом, которая была приведена выше. Но Эйнштейн «исправил» уравнение Пуассона, формально не касаясь закона Ньютона для всемирного тяготения, то есть ввел своеобразную антигравитацию. С другой стороны, Нойман и Зелигер модифицировали сам ньютоновский закон, придав ему вид Дебая-Юкавы[127] (последний сделал это для атомного ядра, предвидя существование π-мезонов с конечной массой) задолго до их эпохальных трудов. Следовательно, несмотря на родство указанных подходов, они не были тождественны, хотя и привели к тем же последствиям. Впрочем, в той же публикации Эйнштейн применил идею о наличии Λ-члена при рассмотрении поставленной задачи в пределах своей общей теории относительности, что существенно лишило актуальности сам ньютоновский подход при рассмотрении проблем Вселенной.

Возвращаясь к идейной основе исследований и результатов Власова и Джинса, констатируем, что аналогия между гравитационной и электростатической ипостасями уравнения Пуассона основывается как на сходстве кинетических уравнений Власова и Джинса с самосогласованным полем, так и на подобии экранирующего воздействия подвижных зарядов плазмы и отталкивающего космологического Λ-члена. Поэтому и структуры соответствующих теорий должны иметь (и имеют!) много общих черт.

Про теорию, эксперимент, истину и соотношение между ними

Выше мы описали причудливым образом взаимосвязанные (как это не удивительно, принимая во внимание различную природу материальных объектов исследования!) самосогласованные теории Власова и Джинса и их достижения. Но это теории. А ведь физика является наукой про природу. Она основывается на экспериментах и наблюдениях. Как соотносятся высокие теории, где речь идёт о способе обхода по контуру в комплексной плоскости, с затуханием волн в реальной газоразрядной плазме? Описывает ли красивейшая концепция Джинса-Лифшица реальное формировании звёзд и галактик?

Ответ, очевидно, даёт практика нашей жизни и науки. Успех теории заключается не только в её красоте, логичности, парадоксах и неожиданных следствиях (хотя и в них тоже!), но и в её влияние на развитие экспериментальной науки, инженерии, медицины. По нашему мнению, ни в коем случае нельзя сводить это влияние к буквальному согласию какой-либо формулы с отдельно взятым набором экспериментальных данных. Соответствующий вывод является совершенно примитивным упрощением и без того излишне категоричной точки зрения знаменитого австрийско-английского философа Карла Поппера[128] о «фальсифицируемости» и «верификации» теорий[129].

На самом деле, сравнение теории с экспериментом является сложной неоднозначной процедурой, а в случае проверки важнейших концепций, вообще говоря, не может описываться простым логическим заключением[130]. Эксперименту всегда не хватает точности, а теоретической модели, лежащей в основе теории, —      общности. Выбор между теориями, как, например, в случае столкновения гелиоцентрической и геоцентрической картин Солнечной системы[131], осуществляется по многим критериям, а окончательный консенсус (если таковой и достигается) может наступить через десятки лет. Для квантовой механики общепринятой интерпретации процесса измерения, то есть, иными словами, правильного понимания происходящих процессов нет до сих пор[132].

В случае уравнений Власова-Ландау или Джинса-Лифшица важнейшим достижением оказалось не непосредственное сравнение с экспериментом (наблюдением), а прояснение сущности соответствующих явлений. Кстати, как мы отмечали выше, до логического конца здесь ещё очень далеко. Постижение истины приближается неотвратимо, но медленно.

Следует подчеркнуть, что настоящие теоретики в своих успешных теориях общего характера не подстраиваются под эксперимент, а создают приемлемую для самих себя конструкцию, способную удовлетворительно объяснять некую совокупность фактов. Таких конструкций может быть не одна, а несколько, и некоторая сторона физических реалий лучше интерпретируется одной теорией, а другая сторона —      альтернативной. Классическим примером подобного дуализма являются капельная и оболочечная модели атомного ядра, причём, конечно, нельзя утверждать, что одна модель (теория) правильная и хорошо описывает объект исследования, а вторая — неправильная[133].

Эксперимент (даже, если научная общественность считают его experimentum crucis) может играть стимулирующую роль непосредственно или опосредовано, но может и не влиять на автора теории. Последнее имело место при создании специальной теории относительности Эйнштейном[134], когда великий эксперимент Майкельсона по обнаружению эфира с отрицательным результатом даже не был процитирован в основополагающей работе Эйнштейна.

На философском выводе из нашего исторического исследования, стимулированного не прекращающимися дискуссиями вокруг работ Власова, можно было бы и остановиться, но это было бы абсолютно неправильно, ибо физическая наука делается в обществе (в каждой стране оно своё, это общество), и в случае Власова общество вмешалось и физика, к сожалению, приобрела политическую окраску. Поэтому мы вынуждены будем поговорить и об этом. Заметим, что и Джинс неоднократно оказывался участником политических и общественных споров, но он жил в благословенной Богом или судьбой (пусть читатель выбирает для себя) Британии, а это совсем не то, что СССР или его наследник — тоталитарная Россия. Как бы там ни было, о «приключениях» Джинса в английском обществе рассказывать здесь не стоит, а о Власове повествование окончим, резко сменив ракурс.

Политическая основа научной критики в тоталитарном государстве

Итак, очертив несомненную важность и незаурядность работ Анатолия Власова, мы должны объяснить одно очень интересное обстоятельство: почему к нему негативно, чтобы не сказать, враждебно, относилась одна часть его компатриотов-физиков и так увлеченно, вплоть до зализывания, другая часть? Ведь, на первый взгляд, физика плазмы является абсолютно беспартийной наукой, даже в условиях тогдашнего послевоенного Советского Союза? Ключевое слово здесь: «на первый взгляд». В СССР партийным и патриотическим должно было быть всё, а право определять, что такое «всё» принадлежало руководству страны. На то время это был диктатор Иосиф Сталин[135], который тогда, после выигранной войны против своего друга-соперника Гитлера, был на вершине. А идеологической платформой для высокомерных ученых должны были стать слова умершего, но до сих пор не похороненного вождя Советской России Владимира Ленина[136]: «жить в обществе и быть свободным от общества нельзя»[137]. Кстати, существование влияния общества на развитие науки в определенной социальной среде или глобальном плане является довольно универсальным явлением, и не только в естествознании, которое тесно связано с развитием производства, торговли и военного дела, но и в «чистой» математике (а бывает ли она «чистой»?)[138], [139], [140].

В науке сталинского авторитарного государства действовали несколько факторов, которые определяли её судьбу. Во-первых, наука должна обеспечивать процветание и мощь военно-промышленного комплекса[141]. Поэтому не только физико-математические и химические, но и биологические науки (биологическое оружие!) развивались и поддерживались с этой целью (другое дело, как именно поддерживались[142], но, по крайней мере, планировалась поддержка всех наукоёмких областей двойного предназначения). По сути, Академия наук СССР и Академии союзных республик задумывались как придаток военно-промышленного комплекса. Не «вина» правящей номенклатуры, что свободолюбивые физики под омофором, где были нашиты самолеты, танки и ядерные бомбы, скрывали чисто научные исследования, некоторые из которых впоследствии, после смерти Сталина, даже принесли их авторам Нобелевские премии[143].

Гуманитарные и социальные науки были откровенно извращены, выхолощены и превратились в орудия обмана населения, ячейки пропаганды, начётничества и подчинения всех народов Советского Союза одной идее. Первоначально это была интернациональная по форме идея всемирной революции[144], а с конца 30-х годов на ее место пришла национал-социалистическая идея российского приоритета (в том числе, в науке), российского превосходства и всяческого российского доминирования[145]. При этом большинство работ в соответствующих областях знаний были пустой болтовней и ритуальными безосновательными утверждениями. В частности, история была обезображена таким образом, что не только оценки, но даже большинство фактов было выдумано.

Вторым фактором, негативно и всесторонне влияющим на любую советскую науку, была марксистско-ленинская философия[146]. Она после Второй мировой войны уже не была пусть марксистской, искривленной, но наукой. Теперь она превратилась в своеобразную религию, требовавшую постоянных жертв, иногда кровавых. Эта философия считала себя царицей наук и носителем сакральных знаний и методов, которыми должны руководствоваться естествоиспытатели и гуманитарии. Шаг в сторону приравнивался к бегству со всеми ужасающими последствиями.

Третьим фактором, который, в частности, «сработал», стимулировав противостояние учёных в связи с работами Власова, был лютый государственный антисемитизм[147], [148], который, начиная с конца тридцатых годов, бурлил в быту, науке и культуре всех «советских республик». Он создавал атмосферу, приближавшуюся к ситуации в обществе гитлеровской Германии перед началом Второй мировой войны. Конечно, евреи не были единственным народом, на который нацеливался Сталин. В своё время репрессиям подвергались поляки, немцы, украинцы, белорусы, крымские татары, калмыки, угро-финские народы севера европейской части России и некоторые кавказские народы[149]. Но для советской науки в силу её демографической специфики именно антисемитизм стал гробовщиком, которому вместе с экономической ущербностью коммунистического способа производства удалось окончательно её уничтожить в конце советской эпохи.

О завершении процесса распада мы здесь писать не будем, поскольку упадок науки во время горбачёвского временного промежутка заслуживает отдельного тщательного анализа. Заметим для полноты картины, что, несмотря на все попытки нынешнего российского руководства восстановить надлежащий уровень российской науки для успешности военных исследований, этого сделать не удаётся, как не удалось бы оживление трупа. Что касается других бывших «союзных республик», в частности Украины, то здесь даже подобные попытки не предпринимаются, поскольку власти абсолютно не понимают, для чего нужна наука вообще[150].

Понятно, что эти три фактора научной жизни страны уничтожали научную свободу, тягу к знаниям, способствовали ложной кадровой и организационной политике. Они привели к погрому целых наук: генетики и кибернетики. Они нанесли огромный вред физиологии, экономике и языкознанию. Готовился разгром физики[151]. Но тут неожиданно для погромщиков возникло препятствие в виде необходимости создания ядерного оружия, и сталинский монстр неохотно выпустил физику из своих когтей.

В таких условиях шла непрерывная борьба за место под «сталинским Солнцем», за огромные средства, которые выделялись на науку в бедной запущенной стране. Если Академия наук СССР служила условным оазисом для настоящей науки и настоящих ученых, то университеты, в частности Московский университет, стали базой и кормушкой для маргиналов, псевдоученых, бездарей разного толка. Несмотря на отчаянные усилия таких порядочных руководителей, как кратковременный ректор МГУ Иван Петровский[152], процесс подошел к концу при ректорстве пламенного борца с теорией относительности Эйнштейна Анатолия Логунова[153] и нынешнего главы МГУ, выходца из Украины, академика Виктора Садовничего, бывшего комсомольского секретаря советской поры[154]. Профессор МГУ Анатолий Власов оказался на передовой необъявленной войны между так называемой «академической» (настоящей) и так называемой «университетской» (фальшивой) науками. Сам того не желая, настоящий физик Власов стал заложником ситуации и знаменем сплоченной антинаучной мафии, поскольку другие лидеры этой сплоченной группировки не баловали ни любимую Родину, ни прогрессивное человечество высококачественным научным продуктом.

В этом смысле следует вскользь остановиться на роли одного из руководителей «университетской физики» Дмитрия Иваненко[155],[156]. Уроженец Полтавы дворянского происхождения, окончивший Ленинградский университет, он сначала радостно сотрудничал и общался с будущими «идейными врагами», в частности, со Львом Ландау, но со временем их пути разошлись. Иваненко был подвергнут необоснованным политическим репрессиям в 1935 году, но он отделался высылкой, а впоследствии снова начал успешно карабкаться по карьерной лестнице, пока в 1943 году не оказался в Московском университете. Там Иваненко развернул не только научную и научно-организационную деятельность, но и стал под знаменем марксизма-ленинизма, который сам и толковал, и руководителем борьбы с инакомыслящими, с которыми когда-то поддерживал вполне дружеские связи. Можно предположить, что эта моральная деградация была, прежде всего, связана с неудовлетворением собственными достижениями в науке как таковой, занятия которой «требовали» времени и напряженной мозговой работы, которая у Иваненко уходила на повышенную активность в научно-организационной сфере и повседневную борьбу за действительный или выдуманный собственный приоритет. По нашему мнению, достижения Дмитрия Иваненко вполне заслуживают уважения, но те физики, с кем он общался, особенно во времена его молодости, имели гораздо большие достижения и были известны гораздо больше, чем он. Такое недовольство собой иногда встречается среди творческих людей. Главное, чтобы оно не приводило к плохим поступкам, как в случае с Иваненко, или к трагическим последствиям для самого закомплексованного лица, как это произошло с талантливым физиком Паулем Эренфестом[157].

Остальные коллеги Анатолия Власова, вышедшие вместе с ним на тропу философско-административной войны, до его уровня или уровня Иваненко не дотягивали, но в травле коллег оказались незаурядными мастерами. Итак, сначала началась борьба между двумя упомянутыми группами физиков за должность заведующего кафедрой теоретической физики, куда после многих перипетий по конкурсу прошел[158] Анатолий Власов, опередив своего научного руководителя Игоря Тамма[159]. А в дальнейшем, после вмешательства руководства Советского Союза, причем на стороне «университетских физиков», Московский университет стал безопасным убежищем этих бездарей, какие бы нелепые «научные труды» ни выходили из-под их перьев и что бы они ни говорили о своих противниках[160]. Всех выдающихся ученых, выступавших против победившей на факультете мафии, уволили с соответствующих должностей.

Это отнюдь не означает, что физики университета ничему путному не учили и никаких «нормальных» научных исследований не делали. Но доля таких работ была мизерной, а физический факультет в целом стремительно падал в бездну невежества. Такая ситуация явно вредила милитаризованному советскому государству. Поэтому после смерти вождя народов в 1953 году власть самопровозглашенных патриотов и философски подкованных марксистов слегка ограничили, а академиков Михаила Леонтовича[161], Льва Ландау, Льва Арцимовича[162], Исаака Кикоина[163] и других квалифицированных физиков привлекли к чтению лекций[164]. Деканом был назначен Василий Фурсов, создавший «новый» физический факультет. Об этой эпохе существования факультета и его многолетнего декана много написано[165], но эта тема и эти сведения выходят за пределы противостояния Анатолия Власова с его оппонентами, которое является предметом нашего исследования.

Итак, вернемся к событиям 1946–1948 годов. В 1946 году с должности декана физического факультета МГУ был уволен[166] сторонник «академической» (т. е. настоящей) физики Сергей Конобеевский[167]. После короткого периода хаоса, когда на главы «космополитов» и их единомышленников непрерывно сыпались политические обвинения и в отношении которых применялись все более чувствительные организационные выводы, должность декана в 1948 году занял Арсений Соколов[168], окончательно закрепивший доминирование группы, к которой принадлежал и Анатолий Власов. Победа «университетских физиков» была достигнута, но у их противников осталось в руках мощное оружие: работа над ядерной и термоядерной бомбами. Еще одно преимущество заключалось в том, что их научный уровень был несравненно выше. Именно этим непреодолимым преимуществом «академические» физики и воспользовались.

Статья четырех авторов, которую мы уже несколько раз цитировали, нанесла страшный удар лучшему из «команды» противников. Понятное дело, что за содержание статьи отвечают все авторы, физики наивысшей квалификации. А вот стиль изложения не оставляет сомнений, что писал его тогдашний молодой парень, а впоследствии всемирно известный ученый, Виталий Гинзбург. Для того чтобы в этом убедиться, достаточно прочитать его популярные и публицистические произведения или вспомнить личное общение с ним (например, как один из авторов этого теста — А. Г.). Если не погружаться в сущность проблем физики плазмы и физики конденсированных сред, то у читателя обсуждаемой статьи в ЖЭТФ сложится впечатление, что Анатолий Власов является невеждой, а его (до сих пор популярная!) статья по физике плазмы является полной чушью. Конечно, это не так, ведь идея заменить влияние далеко расположенных частиц на усредненное поле оказалась правильной и плодотворной, но тяжёлые конкретные обвинения касательно использования родственных идей в физике кристаллов, содержащиеся в статье четырех, также оказались правильными. В дальнейшем эти идеи действительно зашли в тупик.

Запоздавшая, но такая животворная, смерть вождя всех народов частично (отнюдь не полностью!) сняла противостояние между двумя группами физиков. Кроме того, физиков в СССР стало так много, что и групп было уже не две, а, по крайней мере, несколько. О личности Власова как-то забыли, а «уравнения Власова», напротив, заняли свое достойное место на страницах учебников, монографий и журнальных статей. Его дальнейшие изыскания растворились среди подобных маргинальных исследований и больше уже никого не интересовали. А много позже, когда Власова не было в живых, рассыпался и СССР, являвшийся реинкарнацией Российской империи, которая, в свою очередь, была реинкарнацией Московского княжества и Золотой орды.

Добавим, что смерть Сталина и последующее гниение режима привели к ещё одному знаковому для интеллигенции, но не очень заметному для обычных людей, явлению: марксистско-ленинская философия окончательно стала ритуальной службой большого количества своеобразных священников коммунистического режима, но, по сути, отмерла и никогда более не применялась в спорах между философами и учеными в качестве идеологической дубинки. (Зато русский национализм, вызванный из небытия сталинскими опричниками, рос и развивался.) Фальшивые марксисты радовались своему обеспеченному благосостоянию в результате довольно прибыльного приспособленчества и имитационной активности. В то же время научные работники с отвращением относились к марксистам, распространяя своё неприятие на философию в целом, что было совершенно бессмысленно, но понятно: подлинная философия, включая философию науки, была в СССР истреблена на корню. Государственный антисемитизм тоже практически исчез в странах-наследниках СССР. Однако история о противостоянии между, условно говоря, Анатолием Власовым и, условно говоря, его врагами не окончилась, а получила весьма причудливое продолжение.

Запоздалые споры и научный этос

В 1997 году (когда пепел споров уже давно остыл, Анатолия Власова, Льва Ландау, Михаила Леонтовича та Владимира Фока[169] уже не было в этом мире) известный советский, а затем русский, физик Анри Амвросиевич Рухадзе обвинил авторов статьи 1946 года в том, что они оклеветали Власова и не учли доказательство Боголюбова справедливости подхода, предложенного Власовым[170]. У Рухадзе в цитируемой статье был еще младший соавтор, его ученик, но не стоит считать его автором этой клеветы — фрагмента статьи — поскольку он не знал персонажей бывшей драмы и был лицом, не заинтересованным бередить якобы давно зажившие раны. Симптоматично, что ради правдоподобия обвинений Гинзбурга, Ландау, Фока и Леонтовича в предвзятости Рухадзе сделал маленькое, но важное передёргивание: в ссылке на их статью поставил дату «1949» вместо «1946». Итак, вопреки утверждениям Рухадзе, четыре автора в 1946 году не могли знать о монографии Боголюбова 1946 года и пространных комментариях Власова 1946 года (Рухадзе и здесь неправильно указал год публикации, а именно, 1949). На это указал в своем ответе Виталий Гинзбург[171], единственный из авторов раскритикованной Рухадзе статьи, остававшийся живым в 1997 году и даже доживший до Нобелевской премии 2003 года[172] за совместный с Ландау труд 1950 года [173].

Но Рухадзе не успокоился. В своих публицистических и очень критичных по отношению ко многим персоналиям воспоминаниях, вышедших пятью изданиями[174], он набросился на Гинзбурга (123 упоминания своего «противника» в книге, причем критика перемежается со снисходительным одобрением!) не только за недостаточное признание Власова и критику его трудов, но и еще за много мировоззренческих вещей, где пути Виталия Лазаревича и Анри Амвросиевича радикально разошлись, хотя в свое время они были соавторами[175]! В частности, Рухадзе возмущенно критикует[176] Гинзбурга за пренебрежительное отношение к так называемой «Новой хронологии»[177] российского академика-математика Анатолия Фоменко, выходца из украинского Донбасса. Согласно этой хронологии, историки-профессионалы придумали тысячелетнюю мировую историю, а некоторые события и исторические персонажи дублируют другие события и других персонажей. Естественно, мы соглашаемся с мнением Гинзбурга, а не с бредом Фоменко, о котором с восторгом пишет Рухадзе, пытаясь к тому же «пристегнуть» взгляды Фоменко к соображениям великого Ньютона, что вообще выходит за пределы здравого смысла, научного метода и исторической правды. На странице 61 своих воспоминаний Рухадзе даже обвиняет Гинзбурга в «лженауке», а именно «высокотемпературной сверхпроводимости». Поскольку покойный Рухадзе никогда и ничего в оплёванной им науке не понимал, а один из авторов этой книги (А. Г) к этой проблеме, по крайней мере, причастен[178], то и в данном конкретном случае читателю рекомендуется пренебречь именно мнением Рухадзе.

Еще одним «пороком» Гинзбурга профессор Рухадзе считает его поддержку исследований по поиску гравитационных волн, которые Рухадзе считал «очковтирательством». Опять-таки, узкий специалист в области физики плазмы осмелился выйти далеко за пределы своей компетенции и сделать прогноз, который вскоре «блестяще» провалился. А именно, предсказанные Эйнштейном гравитационные волны нашли и получили за это Нобелевскую премию[179]. А в завершение обсуждения весьма субъективной точки зрения профессора Рухадзе на историю науки приведём один маленький характерный фрагмент из его цитированной выше книги (страница 90): «эта чисто еврейская надменность перешла от В. Л. Гинзбурга к В. М. Аграновичу[180]». При этом Рухадзе утверждал, что он не антисемит. И впрямь, перед читателем предстал портрет злостного юдофила.

Итак, старинная история с оценкой вклада Анатолия Власова в физику была продолжена много лет спустя. Только о науке как таковой благополучно забыли. Именно поэтому мы старались поведать читателю не только и не столько о скандалах в неблагородном семействе советских физиков, сколько о плазме и астрофизике. Однако, злокачественные рецидивы антисемитизма, который, как оказалось, никак не исчезает из голов российских даже после краха СССР, реанимировали дело Власова с другой стороны. Думается, что и здесь точка не поставлена.

Некоторые выводы

Какие же выводы общего характера можно сделать из извилистой истории уравнений Власова и родственных уравнений Джинса, из страстей, бурливших в течение нескольких десятилетий вокруг, вроде бы, рутинного (хотя и важного) сугубо научного вопроса? Вспомним, что при написании книги «Эволюция физики»[181] Альберт Эйнштейн сказал своему польскому соавтору Леопольду Инфельду[182]: «Это драма, драма идей»[183]. Позже эту метафору вынесли в название популярной книги русские физики[184]. Это совершенно правильно. Но все же, идеи не существуют вне человеческого мозга, поэтому развитие науки —    это также и драма людей. Поэтому философия науки неотделима от истории науки и ее социологии.

Выше был рассмотрен лишь один эпизод из реальной истории физики, философско-научный и политико-исторический анализ которого не может быть осуществлен, если оперировать только общим представлением о научных теориях. В таком случае он будет похож на описанную в античные времена борьбу за какие-то пустяки вроде Батрахомиомахии (грец. βατραχομυομαχια— «Войну лягушек с мышами»). Для адекватного анализа этого обширного эпизода мы ссылались на некоторые составляющие научных теорий (названия, законы, языки, модели, аппроксимации, аналогии, проблемы, методы их решения, оценки решений в соответствии с экспериментальными и наблюдательными данными и т. д.). Кроме того, сложность изучаемых явлений требовала использования составных частей различных теорий и их согласования, упоминания их составляющих, применения многочисленных приближений и качественных соображений, которые оценивались на основе различных критериев. В обсуждаемом нами случае было продемонстрировано, что явления, обозначаемые одним именем, примером чего является слово «плазма», могут быть разными. Их объединяет определенный общий признак, но отделяют признаки, проявляющиеся при разных физических условиях их существования и наличии средств их исследования.

Хотя в анналы науки и стандартные учебники входят только «чистые» научные результаты, но следует понимать, что они получаются не только в научной среде в результате научных дискуссий, но и в определенной социально-политической среде. Последняя может как способствовать, так и мешать функционированию и прогрессу науки как социального института получения новых знаний об изучаемых реалиях. В науке учебников и профессиональных обзоров либо исчезают перипетии вокруг открытий, либо история переписывается в виде красивых легенд по типу «ньютоновского яблока». А между тем, достижение научных результатов было бы более быстрым и безболезненным без некомпетентного вмешательства политически мотивированных невежд во власти, которые способны лишь затормозить и без того сложное развитие науки.

Примечания к статье опубликованы отдельным файлом

Print Friendly, PDF & Email
Share

Александр Габович, Владимир Кузнецов: Оценка Анатолия Власова: Шестидесятилетнее противостояние: 8 комментариев

  1. Александр Шнирельман

    В этой статье имя АЙНШТАЙН встречается 6 раз, а имя ЭЙНШТЕЙН 11 раз. Замечательный пример толерантности.

    1. Alexander Gabovich

      Дали маху. Как и с Петровским. Но с Хохловым его не путали. Просто в Википедию не заглянули. Всё, что касается Власова, Джинса и науки, читали в оригинале и прослеживали даты. Общий ответ Вам и Дмитрию: будем работать.

  2. Дмитрий

    Как всегда, если авторы сами начинают радоваться своей «блестящей» эрудиции, подгонять всё под свою концепцию и выходят за пределы своей компетенции, то выходит чепуха.

    Иван Георгеиевич Петровский не был «кратковременным ректором» МГУ, который якобы «отчаянно» что-то там пытался. Он был ректором 22 года: 1951—1973. Это был выдающийся ученый и прекрасный человек (кстати, беспартийный!), который очень много сумел сделать для развития Университета и естественных наук, в ососбенности. Это было золотое время МГУ (насколько это было тогда возможно)!
    Авторы, видимо, путают Петровского с Ремом Викторовичем Хохловым (ректор в 1973—1977), который тоже был настоящим ученым и настоящим человеком. К сожалению, он безвременно погиб из-за последствий альпинистского восхождения на Памире летом 1977 года. И это, конечно, стало трагедией
    для Университета, ибо после него ректором стал Логунов…

    Кстати, всё-таки, существует сложившаяся русскоязычная традиция написания имён ученых и географичиских названий. Так что, если Париж остается Парижем, Рим — Римом, и т.д., то и Ньютон все-таки зовется Исааком. (Айзек — это Азимов.)
    Да и с Эйнштейном надо хотя бы выбрать одну версию написания имени.

    1. Владимир Кузнецов

      Спасибо за скрупулезное прочтение текста. Судя по реплике, Ваша эрудиция значительно превосходит авторскую. Правда, слона-то Вы так и не приметили.

  3. Alexander Gabovich

    Спасибо, господа Бормашенко и Шнирельман, за положительную оценку статьи. Что делать с Айнштайном и Эйнштейном, Гайзенбергом и Гейзенбергом, Ляйбницем и Лейбницем, еще никто не сообразил, хотя правильное произношение известно всем.

  4. Александр Шнирельман

    В последнее десятилетие сильно возрос интерес математических физиков к уравнению Власова (точнее, Власова-Пуассона). Это уравнение описывает сложнейшую нелинейную систему, и ее строгий нелинейный анализ представлял почти непреодолимые трудности. Замечательный прорыв был сделан Седриком Виллани в 2010 году. Он впервые строго обосновал существование затухания Ландау в одномерном случае. В его анализе на возмущение плотности в фазовом пространстве наложены жесткие условия, как в смысле малости возмущения, так и в смысле его регулярности. При этом замечательно, что главное препятствие к реализации простейшего (ламинарного) сценария затухания — возникновение «эха» (аналогичного обрушению волны на поверхности воды). Это не значит, что затухания нет, наоборот, оно может быть еще более энергичным; но оно происходит в турбулентном режиме, который сейчас еще далеко за пределами наших возможностей анализа. Таким образом, два замечательных эффекта, затухание Ландау и эхо, взаимодействуют весьма нетривиальным образом.

    Еще раз спасибо авторам за замечательную статью!

  5. Бормашенко

    Блестящая работа. В тексте: «Это совершенно правильно. Но все же, идеи не существуют вне человеческого мозга, поэтому развитие науки — это также и драма людей. Поэтому философия науки неотделима от истории науки и ее социологии». Я бы сформулировал: «Это совершенно правильно. Но все же, идеи не существуют вне человеческой личности, поэтому развитие науки — это также и драма людей. Поэтому философия науки неотделима от истории науки и ее социологии». Различие существенное.

Добавить комментарий для Alexander Gabovich Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован.

Арифметическая Капча - решите задачу *