Эксклюзив
04 декабря 2014
5404

Алексей Мельников: Юбилей пространства и времени

Main shtern
Итог столетним изысканиям современной космологии подводит известный российский астрофизик, доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Института ядерных исследований РАН и астрокосмического центра ФИАН, главный редактор газеты "Троицкий вариант - Наука" Борис Евгеньевич Штерн

"У нас здесь очень красиво. Приезжайте", - сразу же откликнулся на просьбу об интервью известный ученый. "У нас" - это в уютном наукограде Пущино, вблизи которого Борис Евгеньевич обитает в уютном деревянном домике собственной конструкции с массой хитрых лесенок, веранд, балкончиков, уютных кабинетиков и добродушных собак. На верху, под самой крышей у окна - любимое место астрофизика. Маленький стол, два стула, монографии по космологии, ноутбук и морской бинокль. Линзы прибора обращены на живописные приокские дали.
Ока, в самом деле, обладает аномальным космическим притяжением. Сначала на ее берегах, в Калуге, Циолковский конструировал космонавтику. Здесь же, в начале XX века познакомился с молодым калужским учителем Леохновским и "заразил" того своими звездными мыслями. Мысли эти не пропали даром и резонировали сначала в дочери Леохновского, а затем - и во внуке, ставшим со временем одним из авторитетных российских астрофизиков. Плюс - самым ярким из современным подвижников новой космологии.
В своем деревянном домике на Оке, но уже под Пущино, внук "зараженного" космическими мыслями калужского учителя Борис Штерн размышляет о строении Вселенной и пишет захватывающие книги о том, как "всё началось". Причем, не только - Вселенная, но и современная наука о её происхождении. Начало той, как известно, положил Эйнштейн. Ровно 100 лет назад. Своими изысканиями в общей теории относительности. Потом руку к этому делу приложила масса талантливых российских исследователей: от Александра Фридмана до Андрея Линде и Алексея Старобинского. Ключевую, как выяснилось, роль в этом деле сыграл и Константин Эдуардович Циолковский.
Отец космонавтики и прадедушка космологии
- Борис Евгеньевич, расскажите, как судьба свела Вашего деда с Циолковским?
- Мой дед Борис Васильевич Леохновский закончил Московский университет. Причем, с Золотым дипломом. Но, как это говорят - не на свои деньги. А конкретно - на деньги тестя. Дед был из довольно бедной семьи священников. А тесть - бывший крепостной, после реформы 1861 года разбогател и стал, можно сказать, капиталистом: гончарный завод и все такое... Поэтому после окончания университета дед решил сам зарабатывать деньги и отправился работать в Калугу. Это был 1912 год. По-моему он преподавал в реальном училище - там же, где и Циолковский. В училище они и познакомились.
- Получается, дед Ваш был гораздо моложе Константина Эдуардовича?
- Да, он был с 1887 года - ровно на 30 лет моложе Циолковского. Но разница в возрасте не стала помехой. Они сошлись на почве рассказов Циолковского о космосе. Тот рассказывал, а дед, очевидно, раскрыв рот, слушал. Был он замечательным слушателем. Так они и подружились. Циолковский приходил в гости. Моя бабушка его даже подкармливала. Говорила, что он, наверное, плохо питается. Жили они, как я понимаю, поблизости. Мама мне что-то рассказывала об этой истории, но помнила она мало, потому что уехал дед из Калуги, когда ей было всего 4 годика. Это был уже 1919 год, когда стало совсем голодно.
- Дед тоже был физик по специальности?
- Нет, чистый гуманитарий. Преподавал литературу и русский язык. Еще - историю. А в итоге - заразился астрономией и космосом. Циолковский даже подарил деду книжку и подписал: "Моему юному другу Борису Леохновскому". Правда, во время войны она пропала. Я, к сожалению, дедушку не застал. Он умер в 1951 году, когда мне был всего лишь год. Но мне достались книги от него. В частности, например, такая замечательная книга Игнатьева "Наука о небе и земле". Книжку я эту читал, когда мне было, наверное, лет семь. Потом другие книжки появились. Но это была уже в основном заслуга моей мамы.
- Можно сказать, первый толчок в астрофизику и космологию вам достался от самого Циолковского?
- Связь, конечно, с влиянием Константина Эдуардовича есть, но она не столь явно выраженная, скорее - пунктирная. Мой путь в космологию оказался неблизким. После окончания Физтеха я занялся астрофизикой и физикой частиц. Это - немножко разные вещи. Хотя космологией я интересовался всегда потому, что я дружил с космологами. Много общался с людьми, которые потом стали классиками этой науки. По сути - создателями современной космологии. Это - Андрей Линде, Алексей Старобинский, Слава Муханов. Я с ними знаком с 80-х годов. Много беседовал. Но потом Андрей Линде уехал в Америку, Слава Муханов - в Германию. Но остались другие люди, с которыми я тоже контактировал - Валерий Рубаков, Алексей Старобинский. Это было как раз то время, когда теория инфляции, то есть - современная космология, и возникла. Тогда она еще была "горячей"...
Гимн инфляции
- Сегодня теория космологической инфляции претендует на статус классической?
- Да, она уже стала своеобразным мейнстримом. Но и тогда она уже производила на меня впечатление: да, это то, что надо. Она отвечает на все самые каверзные вопросы. Скажем, однородности Вселенной, проблему горизонта решает, проблему близости плотности к критической и т.д. Давала такие простые, элегантные ответы. Но я все равно продолжал заниматься свое астрофизикой. И сейчас продолжаю. И тогда, в 80-х годах у меня не было мыслей писать какие-либо книги по космологии. Просто потому, что я этим тогда профессионально не занимался. Да и особых литературных способностей в ту пору за собой, честно говоря, не замечал. Но потом, в начале 2000-х появились сайт scientific.ru , газета "Троицкий вариант". И, в конце концов, я понял, что может быть и написать что-то большое получится.
Короче я решил сделать серию интервью с этими ребятами: Старобинским, Линде, Мухановым. И дать их в "Троицком варианте". Потом идея трансформировалась. Я почему-то долго тянул. Все-таки идея мне самому показалась умозрительной. Я стал сам что-то писать про космологию в "Троицком варианте". Часто - по результатам бесед с еще одним нашим классиком, академиком Рубаковым. В итоге созрел окончательно и понял: все, пора садиться за настоящую книгу.
- Вы назвали ее довольно смело - "Прорыв за край мира". Почему?
- В книге мы попытались осветить сравнительно недавний прорыв за пределы реальности, данной нам в ощущениях. За последние тридцать с лишним лет люди добрались-таки до края, за которым пока еще нечетко, словно сквозь дымку или слой льда, увидели грандиозные очертания того, что может оказаться новым уровнем мироздания.
- Можно ли современную теорию космологической инфляции изложить кратко и понятно для людей, не обладающих специальными физико-математическими знаниями? Скажем, тот же Циолковский потратил немало сил на популяризацию своих космических теорий... Не попробуете тут пройти по его стопам?
- В двух словах, конечно, объяснить это невозможно. Чтоб все всё поняли. Но, думаю, можно показать, куда люди продвинулись. Итак, в общих чертах поняли, откуда взялась Вселенная. То есть прояснился механизм ее возникновения. Он стал понятен. Впрочем, осталось непонятным самое-самое начало. Люди продвинулись в понимании до момента, который исчисляется временами ?10?^(-35) - ?10?^(-38) секунды. То есть - чудовищно малое время от какого-то начала, которое мы пока не можем описать. Тут мы приближаемся к так называемым планковским временам, на которых современная наука не работает. Там нет пространства. Там нет времени. В классическим понимании. Но как только мы чуть-чуть отступили от этих планковских времен, где нет ничего - даже пространства и времени - у нас появился ничтожный пузырек классического пространства. И дальше мы все понимаем. В общем, конечно. Остаются детали, разные модели. Но в целом картина ясна.
- То есть она способна выдержать любую критику?
- Да, это так. Есть, правда, некие альтернативные воззрения, но они гораздо слабее. Они если что-то и объясняют, то с большим напрягом и требуют привлечения дополнительных сущностей. А теория космологической инфляции в этом смысле гораздо изящней. Она основана на том, что плотность энергии вакуума там, в очень ранней Вселенной, может сильно отличаться от нуля. При этом происходит поразительная вещь: пространство вместо того, чтобы сжиматься - растягивается. Оно работает как антигравитация.
- Это все происходит в период планковских времен?
- Да, примерно в ?10?^(-35) секунды от рождения. То есть пространство удваивается каждые ?10?^(-35) или даже ?10?^(-37) секунды. В итоге маленький пузырек, зародыш Вселенной, с неимоверной скоростью разрастается. А потом в какой-то момент этот тяжелый вакуум с ненулевой плотностью энергии берет и выгорает. Переходит в частицы. И это мы называем Большим взрывом, который и произошел 13,8 млрд. лет назад.
Когда воображение буксует
- "Тяжелый вакуум" - удивительное словосочетание. Звучит как "тяжелая пустота" или что-то в этом роде? Это научный жаргон?
- Отчасти - да. Хотя в целом правильно отражает суть: энергия вакуума может быть ненулевой. Первые догадки на эту тему появились где-то в 70-ые годы. Хотя на самом деле: отсутствие энергии в вакууме - это парадокс. Это очень странно. Тут замешана квантовая механика, поэтому объяснять широкой публики такие вещи нелегко. Нужно потратить очень много времени. Когда я писал свою книжку, я этим, пожалуй, пренебрег. Потому что это была бы такая боковая ветка повествования и достаточно тяжелая.
- Видимо в природе есть масса мест, где наше воображение буксует?
- В самом деле. И в космологии - в особенности. Как так, чтобы энергия вакуума не была равна нулю? Непонятно. Или - воображение наше вновь буксует, когда мы пытаемся представить замкнутую Вселенную. Далее: что такое Большой взрыв? Люди представляют себе, что что-то такое в пространстве взорвалось и расширяется в пустоту. Что совершенно неверно.
- То есть говорить о том, что что-то в чем-то взорвалось и вот теперь во все стороны разлетается некорректно?
- Корректно говорить о Вселенной целиком. Проще всего ее можно представить в виде поверхности раздувающегося пузырька, которая замкнута, и все живут на этой поверхности - все частицы, все объекты, все люди - и для них нет лишнего измерения. И обойти этот пузырек люди не могут из-за конечности скорости света. И все эти вещи на самом деле людям довольно сложно объяснить. Но, когда человек начинает понимать, то дальше для него все становится прозрачным. Такой получается барьер.
- Ваш профессиональный интерес как астрофизика тоже имеет отношении к космологии?
- Пожалуй, лишь с точки зрения космологических расстояний, на которых располагаются объекты, которые я изучаю. Это, как правило, миллиарды световых лет. Я занимаюсь квазарами и струями, которые они, эти самые квазары, испускают. Они излучают огромные потоки гамма-квантов. Задача - их правильно описать. Больших загадок тут на самом деле нет, а - только масса недоработок и недопониманий механизмов. Хотя они и не представляют из себя какой-то тайны. Нужно просто точное численное моделирование. Задача достаточно тяжелая. Но главным образом в количественном аспекте.
Светлое будущее темных перспектив
- Борис Евгеньевич, как бы Вы оценили нынешний уровень развития отечественной науки? Скажем, в наиболее близких Вам отраслях знаний: физике, астрофизике и космологии?
- У нашей науки было великое прошлое, но сегодня наступил период выживания. Причем, непонятно: выживет она все-таки или нет? Сильнейшие люди разъехались. Правда, часть из них все-таки осталась. Но все эти люди уже приличного возраста: моего и даже старше. Очень мало тридцати и сорокалетних. Самая тягловая сила. Молодежь приходит в науку, какое-то время там удерживается, а потом уходит, либо уезжает за рубеж. Здесь в России застревают в науке очень мало.
- Есть риск окончательно утратить старую отечественную научную школу?
- Она еще не утрачена до конца, но риск такой существует. Пока люди живы, пока работают, какие-то знания они могут передать. Тем не менее, перспектива того, что в какой-то момент нашу науку придется возрождать с нуля - она вполне реальная. Немножко лучше в биологии. Просто физика свой героический период уже пережила. Космология пережила этот героический период последней. А в биологии он продолжается.
- Получается, что в физике уже все открыто и нечего больше открывать?
- Интересная рутина есть всегда. Наука двигается не только во времена революций, но и между ними. И вот сейчас как раз такой период - между революциями в физике. Может быть, где-то на Западе этот этап переживается не так болезненно - там есть достаточно технических и финансовых инструментов, позволяющих не погрязнуть в этой рутине, ее преодолеть и сделать хорошую науку. Больших прорывов в самом деле пока что не предвидится. Может быть, на Большом адроном коллайдере обнаружат еще что-нибудь интересное. Может быть суперсимметрию, или - ту же темную материю, например.
- Что-то про нее известно уже?
- Почти ничего. Только то, что она существует. Тут просто деваться некуда. Примерно где и сколько. Но она ни с чем практически не взаимодействует. А найти ее можно только, если она где-то себя проявит.
- Глупый вопрос: нужна ли она нам, эта темная материя? Кроме физиков, кому от нее станет лучше? Что в нашей жизни поменяется?
- Опосредованно - многое. Такого рода открытия способны привлечь в науку талантливую молодежь, ее зажечь. Эти люди поднимут не только науку, но - образование в целом. Мы говорим тут уже о функции просвещения. И эта функция на самом деле - главная в науке. В этом смысле та же темная материя - источник просвещения. И это важней любых прикладных выходов в науке. Хотя на том же БАКе перевариваются огромные потоки информации. Наверняка они найдут какой-то полезный выход и не один. Не даром же именно там, в ЦЕРНе был придуман протокол WWW, который лег в основу интернета. Так что, когда люди работают над чем-то сложным, всегда обнаруживаются очень сильные утилитарные ответвления. Но просветительский эффект все-таки мне кажется тут наиболее ценным.
- А как сейчас, по-Вашему, обстоит дело с популяризацией научных знаний?
- Стало лучше. Хотя в начале 2000-х был полный мрак. Причем не только у нас, но и на Западе.
- И почему вдруг люди стали вновь интересоваться знаниями?
- Мне трудно объяснить. Тут какие-то нелинейные процессы. Может быть, общество просто насытилось потреблением. Или же в самом деле сыграли свою просветительскую роль некоторые успехи на том же Большом адроном коллайдере.
- Новые космологические откровения, о которых мы сегодня говорим, наверное, тоже подтолкнули людей к умным книжкам и раздумьям?
- Я думаю, что новая космология чисто в мировоззренческом плане гораздо важней для людей, чем, скажем, тот же бозон Хиггса. Картина, которую сегодня рисует космология, гораздо объемней, чем один механизм Хиггса. Он - лишь составная часть всего космологического действа. А из него вытекают глубочайшие принципы. Космология, например, показывает, что Вселенных на самом деле бесконечное число. Что они, скорее всего, разные. То есть, грубо говоря, в каждой из них - свои законы физики. Есть даже наметки, показывающие, как случайным образом формируются законы физики в той или иной вселенной. Так что с мировоззренческой точки зрения - это гигантское продвижение.
- Увы, но эти исследования, похоже, нас, нашу Вселенную, ставят в разряд мелких крошек мироздания...
- Что поделаешь...
- Как с этим смириться человеку, которого на протяжении всей его истории приучали (той же религией, например, или даже доэнштейновской физикой) к несколько иным схемам сотворения мира? Для человека такие откровения всякий раз оборачиваются серьезным стрессом. Раньше от него избавлялись сжиганием на костре еретиков. А сегодня что жечь придется?
- Слава Богу - ничего. Хотя я слышал: мол, да, от ваших умозаключений у простого человека "крышу" сносит. Но на самом дел-то - не сносит, человек остается сам собой и продолжает познавать мир, который гораздо сложнее, чем раньше казалось. И это же страшно интересно.
Гравитация мысли и антиматерия телевизора
- Борис Евгеньевич, вопрос к Вам, как коллеге-журналисту. Вы редактируете научную газету "Троицкий вариант". Для чего это Вам, серьезному ученому, нужно? Эта морока? Явно никаких материальных благ тут не сыщешь. Тогда - зачем?
- Сопротивляться. Газета - это сопротивление надвигающемуся мракобесию. Оно есть, оно продолжается и поощряется. Мы с Вами тут говорили о возрождении интереса к науке. Но это - лишь слабый проблеск на фоне наступления каких-то темных сил.
- Например - телевизора: включаешь и тут же выключаешь...
- Вот именно. Я, правда, давно его уже не смотрел - не могу просто, не выдерживаю. Поэтому в меру сил приходиться сопротивляться, влиять как-то через научную газету на среду. Ну да - может быть эта еще и общественная работа. Наше дело газетное - поддерживать дух просвещения. Причем, везде, где мы можем это делать. Одни, конечно, с этой задачей мы не справимся, но свои "пять копеек" пытаемся внести.
- Чтобы Вы могли сказать тем мальчикам и девочкам, что сидят сегодня еще за партой и только начинают задумываться о том, что такое наука, стоит ли ей посвящать всю жизнь, насколько это занятие может быть важным и судьбоносным? Ваше напутствие? Можно ли тут молодежь как-то "зажечь"? Как, скажем, Циолковский "зажег" в свое время космосом вашего дедушку, а тот, надо полагать, передал этот огонь по наследству детям, а потом и внуку, то есть - Вам.
- Наукой зажечь можно. Но для этого сначала надо показать, как это здорово. Не разжевать, а показать так, чтоб человек понял и сделал последний шаг в познании сам. И тут для любознательного человека потрясение практически гарантировано. Потрясение и восхищение: какая же это мощная вещь - наука! Я тут недавно выступал с лекцией в Новосибирске. Полный зал народу. В конце встает маленький такой мальчишка, как выяснилось потом, 9-классник с длинным-предлинным списком вопросов, которые он составил во время лекции и которые он еще не понимал. И то, что я недостаточно хорошо объяснил, он это по-своему сформулировал и стал уточнять. Причем с самого начала: что такое экспонента? Что такое мультиполь? И т.д. Разве плохо?.. Я ему тут же свою книжку подарил.
- Серьезная, получается, публика в физике подрастает? А потом этот мальчишка выучится и уедет...
- Даже если и уедет - все равно: российская научная диаспора за рубежом - это наше достояние. Они поддерживают контакты. Они иногда возвращаются. Они приезжают и что-то рассказывают. На самом деле то, что часть нашей науки разъехалась - это не такая уж большая катастрофа. Потому что они там тоже играют роль для нас, для России. И причем - довольно существенную. Скажем, конструируют великие теории. В том числе и ту, о которой мы сегодня с вами говорим.

Беседовал Алексей Мельников, Калуга.

Персоны (1)

Рейтинг всех персональных страниц

Избранные публикации

Как стать нашим автором?
Прислать нам свою биографию или статью

Присылайте нам любой материал и, если он не содержит сведений запрещенных к публикации
в СМИ законом и соответствует политике нашего портала, он будет опубликован