"Физика – это привычка думать"

Дмитрий Дьяконов

Публикуем вторую часть интервью с нашим постоянным автором, российским физиком, доктором физ.-мат. наук, зав. сектором, зам. руководителя отделения Петербургского института ядерной физики РАН, лауреатом премии им. А.Гумбольдта (Германия), Дмитрием Дьяконовым. В этом году учёный отметил своё 60-летие. Беседовала Татьяна Максименко.

• Часть 1 интервью. Дм. Дьяконов: «Если вы понимаете квантовую механику, то вы понимаете, как устроен мир вокруг вас»

Дмитрий Игоревич, что для вас физика?

Пожалуй, самое главное – это привычка думать. Это привычка всё время идентифицировать важное и отделять от неважного. Физика – это не математика, хотя мы должны знать математику на очень высоком уровне, как знают математики или, может быть, даже лучше. Но это не математика. Математика – это строгая вещь: вот тебе дано А и В, а ты должен из А и В вывести С. И без всяких пренебрежений, ты это должен сделать точно, это смысл математики. А в физике дано А, В, С, D, E, F, G и нужно из них отобрать, что есть важный фактор, что не важный, оценить важность каждого и посмотреть, как он влияет на действительность. Будь то электронное устройство, или устройство грозы в небе, или протона в атоме. Мы должны понять, как это устроено, и оценить, что важно, что не важно. Естественно, когда у тебя такой тренинг в голове, когда такая привычка всё время оценивать, причём математически оценивать – мы пользуемся строгими методами, – то ты естественно применяешь это ко всему. Ты применяешь это и к истории, и к общественной жизни. К человеческим отношениям даже.

Вы говорите, что физика может понять явления, которые относятся к природе, обществу и даже к отдельным людям. Что физики умеют отделять главное от второстепенного. Вернувшись в Россию, можете ли вы сказать, что происходит в нашем обществе?

Захватывающий вопрос… Можно, я похвастаюсь одним прошлым предсказанием? В 1981 году мы с друзьями, тоже физиками и математиками, интересовались общественными вопросами, анализировали, что происходит в нашем обществе. Я пришёл тогда к неожиданному для себя выводу, что СССР находится в состоянии свободного падения – как человека с крыши дома, когда никакие силы уже не сдерживают. Нужно сказать, что большинство людей вокруг считали иначе – что, дескать, конечно, мы живём в глубокой яме, но что это очень устойчивый минимум. Тысячелетний рейх, так сказать, – я хорошо помню тогдашние разговоры.

Но мы с моими близкими друзьями в 1981 году хорошо представляли, что СССР разобьётся насмерть уже через 10 лет, то есть в 1991 году! Для меня это было абсолютно ясно ещё за 10 лет до того, как это произошло на самом деле. Я даже социальные механизмы предугадал и провёл на карте будущие границы, и почти правильно. Это не слова, есть разнообразные письменные свидетельства.

В частности, мы написали футурологическую пьесу в стихах, где Генеральный секретарь ЦК КПСС получает в 1991 году Нобелевскую премию мира! Это было в 1981 году, мы не знали, кто это будет.

Но ровно через 10 лет, как по нотам, Горбачёв получил Нобелевскую премию, а СССР распался.

Вот это и называется – уметь отобрать из A, B, C, D, E, F, G существенные факторы и просчитать их значение.

Ну, а сейчас куда движется страна? В какую сторону?

Давайте, об этом как-нибудь отдельно поговорим.

Есть сегодня такие проблемы, как 100 лет назад, что мы все должны затаить дыхание, когда физики за них берутся?

Конечно, есть. Материя устроена наподобие матрёшки: мы знаем, что химические вещества состоят из молекул, молекулы состоят из более мелких частей – из атомов. Атомы, как мы уже обсуждали, – из ядра и электронов, которые размазаны вокруг ядра. Ядро состоит из протонов и нейтронов, – это как матрёшка. Мы её открываем-открываем, а внутри всё более мелкие матрёшки. Наконец, протоны и нейтроны состоят из кварков. Кварки вместе с электронами, – это последняя цельная матрёшка, которая находится внутри всех остальных. Кварки – это основные кирпичики, из которых вся материя состоит.

Состоит – это значит, мы можем всё разделить на кварки?

Нет. И это есть одна из самых главных проблем, которая стоит сейчас перед наукой. Действительно, обычно, когда мы говорим «состоит» – это подразумевает, что составляющие мы можем изъять из целого. Скажем, молекулу можно раздробить на отдельные атомы. Атомы можно раздробить на ядро и электроны. Здесь будет электрон, здесь будет ядро. Даже ядро, затратив большую энергию в ядерных реакциях, можно разбить на отдельные составляющие – протоны и нейтроны.

И вот, когда мы доходим до последнего уровня, тут происходит чудо, с которым в науке ещё не встречались. Из тысячи проделанных экспериментов мы знаем абсолютно точно, это не подвергается сомнению, что протоны и нейтроны состоят из кварков. Но они по принципиальным причинам, которые не поняты, не вылетают. Мы говорим, что кварки не вылетают из протонов.

Сейчас на современных ускорителях сталкивают два протона с чудовищной, немыслимой энергией, при столкновении летят брызги в виде разнообразных частиц. Тысячи брызг вылетает, всё что угодно вылетает, но только не кварки, хотя мы знаем, что протоны состоят из кварков. И вот эта проблема – проблема невылетания кварков – одна из самых сложных и непонятных, трудных и важных проблем, которую наука пытается решить сегодня.

Физики – оригиналы: любят давать своим открытиям красивые имена. Почему фундаментальные кирпичики материи названы кварками?

Слово «кварк» ввёл в обиход ещё в 60-е годы замечательный американский физик Гелл-Манн.

Перед самой второй мировой войной ирландский писатель Джеймс Джойс написал странный роман «Поминки по Финнегану». Там каждая фраза - какой-то ребус, и есть даже всемирный клуб любителей книги, которые, как талмуд в своё время, толкуют каждую фразу из этого романа Джойса. Так вот у него среди других странных фраз есть такая: «три кварка для мястера Марка». И вот упомянутый Гелл-Манн позаимствовал отсюда слово кварк. Слово «кварк» на самом деле в немецком языке существует сегодня, и в скандинавских языках существует. Ты заходишь в магазин где-нибудь в Дании, и можешь купить себе кварк. Это просто творог. Кстати, германский «кварк» и славянский «творог», по-видимому, - однокоренные слова.

Гелл-Манн придумал много забавных названий, например, он ввёл понятие «странности» в физику. Причём это не в обывательском смысле странность, а вполне определённая физическая характеристика системы. Странность может быть плюс единица, плюс двойка или минус один или ноль. Наш пентакварк имеет странность плюс единица, в отличие от многих известных частиц, имеющих странность минус единица. Гелл-Манн же придумал сочетание «квантовая хромодинамика». Это современная наука, которая объясняет ядерные силы, микроскопическую природу ядра. «Хромо» говорит что-то о цвете, да? Но к обычному цвету – красному, зелёному – это не имеет ни малейшего отношения. Это просто такое словечко, чтобы нам жилось веселее.

Вообще, ты чувствуешь такое могущество, когда постигаешь никому доселе не известные законы природы, – почему бы не придумать новое слово.

Кстати, Гелл-Манн бросил физику и ушёл в лингвистику. В 2004 году я выступал на коллоквиуме в университете Майями, во Флориде. А передо мной там выступал Гелл-Манн. Но никакие попытки склонить его к разговору по физике успехов не имели. Недавно он приезжал в Москву, но не как физик, а как лингвист. У него всегда была тяга к языкам. Если вы помните, на советских деньгах было написано на языках всех республик СССР «три рубля», «бир сум» и т.д.. Большинство нас, русских, не всё могли прочесть, так вот Гелл-Манн, американец, читал три рубля по-грузински, по-армянски, по-узбекски, по-таджикски… Он всю жизнь интересовался лингвистикой, и когда он, так сказать, стал пожилым человеком, он совсем бросил физику, хотя он сделал очень много – лауреат Нобелевской премии, действительно великий человек – но он полностью ушел в лингвистику.

У вас тоже чувствуется тяга к лингвистике.

Просто я нахватался случайных сведений у своего отца.

Да, ваш отец был лингвистом, историком, известным востоковедом. Как переплеталась за этим столом физика и лингвистика, участвовали ли вы в работе своего отца, или он вам чем-то помогал?

Ну конечно, отец в значительной степени сформировал меня.

Отвечая узко на ваш вопрос, у нас, действительно, один раз было сотрудничество. Одно время отец занимался языками, которые в старину назывались семито-хамитские. Это арабский язык, иврит, эфиопский и многие другие языки. Сейчас принято их называть афро-азиатские языки. Это большая семья языков, такая же, как индоевропейская. И если языки принадлежат одному семейству, это означает, что у них есть генеалогическое древо, то есть был общий предок, но потом языки стали ветвиться. То есть какие-то люди отходили, переставали взаимодействовать с другой группой людей, со временем они стали говорить на схожих языках, но всё-таки различных, как русский и украинский, скажем. Ведь мы же происходим из Киевской Руси, но за несколько сотен лет раздельного существования украинский язык стал немного отличаться от русского языка.

Точно так же разошлись и другие языки. И есть вполне объективные методы, которые позволяют установить, нарисовать это генеалогическое древо, как расходились языки, в какой момент времени арабский язык отошел от древнееврейского, например. И я помогал отцу решать уравнения, потому что это можно было математическим методом определить, и нарисовать генеалогическое древо афро-азиатских языков.

Недавно вышла поразительная книга Н.Н.Никулина о войне, там есть глава с интересным названием «Игорь Дьяконов, или Кто победил немцев в Отечественной войне?»

Я безмерно уважал отца. Он был действительно интересный, яркий человек и учёный, он писал замечательные книжки. Например, я люблю его книгу «Архаические мифы Востока и Запада». Помимо интересных сведений, там ещё чудесная теория, как у невежественного человека мыслительный процесс организован. Ещё рекомендую всем его книгу, которая недавно переиздана, – «Пути истории». Это сравнительно маленькая книжка, так сказать, катехизис, в которой вся история человечества от питекантропа до Брежнева включительно. Вся история там – первая, вторая мировая война, древний Восток, древний Рим, династия Тюдоров – всё что угодно. Каждый человек, если хочет считаться образованным, должен знать мировую историю. И простейший способ – прочитать короткую книгу Игоря Михайловича Дьяконова. Отец обсуждал её со мной, он даже физические термины ввёл в эту книгу вроде фазового перехода. Это термин из физики, а он применил её к истории человеческого общества.

Отец знал бесконечное количество языков. Он знал все европейские языки. Мало того, он читал клинопись, он знал древнееврейский язык, в частности, некоторые куски из Библии он переводил, потому что канонический церковный перевод, как мы все знаем, сделан прозой. На самом деле Библия написана стихами! Он перевёл стихами книгу Екклесиаста, он перевёл Песню песней, он перевёл самую первую книгу человечества с шумерского языка, она написана клинописью. Это Эпос о Гильгамеше, написанный раньше, чем Гомер сочинял свою Илиаду. Так что у него были совершенно безграничные познания.

Я как-то спросил его: а сколько всё-таки языков ты знаешь? Он так посмотрел на меня и сказал, а сколько интегралов ты умеешь брать? И это правильный ответ на дурацкий вопрос, потому что если ты умеешь брать 20 интегралов, то ты, в сущности, умеешь брать все... Ну, более или менее так же с языками. Если ты знаешь 20 языков из разных групп, то это означает, что ты можешь по крайней мере разобрать написанное на очень многих языках.

Как бы вы в двух словах сказали, чем физики отличаются от других?

Для необразованного человека всё вокруг невнятица, один сплошной вопрос. Почему небо голубое? Почему звезды светятся? Почему пиво пенится, а вино, наоборот, не пенится. Как возникла жизнь? Всё непонятно. Отличие образованного человека, профессионала, от нетренированного человека, – он сортирует вопросы: есть как бы лёгкие и трудные вопросы. Вот из того, что я перечислил, почему небо голубое и почему пиво пенится – это вопросы, на которые ответы известны. Они неизвестны людям, которые не получили соответствующего образования, а вообще-то известны. Если ты образован, ты сортируешь вопросы. Вот на этот вопрос мы уже знаем ответ, а на эти вопросы мы ответа не знаем. Дальше внутри тех вопросов, ответы на которые мы не знаем, есть как бы лёгкие и есть трудные.

Есть вопросы более лёгкие, – это те, на которые я сегодня не могу ответить, но я понимаю, что могу найти ответ в какой-то книжке или посмотреть в Интернете. Или просто немного подумать самому, но в принципе того, что мы знаем в целом, – этого уже достаточно. А есть вопросы по-настоящему трудные, которые, грубо говоря, «хоть стой, хоть падай». Что-то настолько необычно, настолько противоречит всему, что мы знаем, что руки опускаются.

Какой вопрос можно отнести к тому, что вы назвали «хоть стой, хоть падай»?

Сейчас есть парочка таких вопросов: почему кварки, эти элементарные кирпичики, никогда не могут вылететь из протонов и нейтронов, в которых они находятся. Мы не понимаем многие вещи в космологии нашей Вселенной, мы не понимаем, из чего сделана тёмная материя. Вы знаете, что звёзды и туманности, которые мы видим на небе, составляют только малую часть массы всей Вселенной, – остальная часть называется невидимой или тёмной материей, и мы не знаем, что это такое. Мы не понимаем, как конкретно возникла самовоспроизводящая жизнь из неорганики. Так что трудные вопросы есть и сейчас.

Дмитрий Игоревич, а как вы решили стать физиком?

Я в 5-ом классе увлёкся радиотехникой. Это было давно, когда были ещё ламповые приёмники, мир только-только переходил на транзисторы. Я паял схемы, сначала я брал эти схемы из книг, из журнала «Радио», потом я стал придумывать, рассчитывать схемы сам, и вот я паял радиоприёмники, магнитофоны, фотоэлементы и другие устройства. А потом в 7-ом классе я прочёл совершенно потрясшую меня книгу Даниила Данина, замечательный был писатель, недавно умерший. Книжка называлась «Неизбежность странного мира». Там в романтичной манере описывалась история физики XX века. И мне это так понравилось, что после 7-го класса я решил, что стану физиком.

Кстати, я немного отплатил Данину: когда я поселился на вилле Карлсберг, я ему написал письмо, что стал физиком благодаря его популярным книгам, и вот, видите, к чему это привело? Данин, видимо, был тронут и написал обо мне статью в «Известиях» – «Наш человек в Копенгагене».

А почему вы стали физиком-теоретиком, раз занимались радиотехникой?

Это, в общем-то, случайно. Когда я учился в университете, я делал, как все, лабораторные опыты, мне это очень нравилось. У меня в столе до сих пор лежат мои студенческие фотографические пластинки с оптическими и рентгеновскими спектрами, мне нравилась работа экспериментатора, но так получилось, что я стал писать формулы.

А что повлияло?

Много что повлияло. В Ленинградском университете (ныне СПбГУ) были очень сильные математики. А я с детства любил математику, так что для меня увлечение теорией было естественно. Но в большой степени это цепочка случайностей. Например, на третьем курсе я решил испытать себя и сдать экзамен из «теорминимума» у теоретиков, а конкретно – Владимиру Наумовичу Грибову, члену-корреспонденту АН, ныне покойному. Надо было решить задачу по классической механике, я её до сих пор помню. Задачу-то я решил, но меня совершенно потрясло, как несколько докторов наук, забравшись в крошечной комнате на провалившийся диван, целый час серьёзно и с воодушевлением обсуждали какую-то задачку с третьекурсником! Это же были для меня Учёные с большой буквы, которые делают небольшие открытия каждую неделю, а крупные – раз в полгода! И я сказал себе: «О, с такими людьми я хотел бы работать». Так и вышло.

Работа актёра, например, – она на виду: все видят, когда актёр талантлив. А вот физик не может показать всему обществу, как он талантлив, и как красиво всё, что он видит. Вы не испытываете некоторой зависти к представителям каких-то более публичных профессий?

Нет, конечно, зависти к актёрам ни малейшей нет. Но в чём-то вы правы: есть небольшая обида, потому что мы такие умные. «Мы» – я имею в виду в широком смысле физики, начиная от Исаака Ньютона, Эйнштейна, Максвелла... Всё, что мы имеем сегодня, – развитие нашей технологии, современная цивилизация – создано учёными и теми, кто на их плечах стоял. Мы очень умные, но, когда мы находимся в компании, с кем-то беседуем, то как донести то, что у нас в голове, тот уровень, на котором мы понимаем мир, как это донести до человека, который не является специалистом? И это бывает обидно. Поэтому я стараюсь со своими друзьями, знакомыми, которые не физики, даже вообще не научные работники, например, актёры – я стараюсь им рассказывать по возможности популярно о том, как устроен мир, что я думаю об обществе и так далее.

Ваши друзья мне рассказали, что вам нравится экстрим, вам нравится ходить в горы, вы гонщик... Новое открытие – это как восхождение в горах?

Горами отчасти заразил мой старший брат, он тоже физик. На самом деле, тут нет никакого противоречия: мне интересно новое, и когда я хожу в горы, меня не столько спортивная часть волнует, сколько совершить первое восхождение, взойти на гору, на которой никто ещё не был, открыть перевал какой-нибудь. И в науке меня интересует ровно то же самое – то, что никто не видел, никто не понимал раньше.

И сейчас это пентакварк, который вы предсказали?

Да, это один из вопросов, который меня сейчас волнует.

А другой?

Другой как бы более глубокий вопрос. Есть наука, которая называется квантовая хромодинамика, которая описывает и объясняет явления, связанные с ядром, с ядерными силами. И есть отдельная наука, которая называется теория гравитации, которая имеет отношение к развитию Вселенной, к Большому Взрыву. И эти две науки, как ни странно, похожи, их математическая структура похожа, но объединить их пока не удалось. И у меня есть разные мысли, не только у меня, но и у многих коллег по всему свету есть мысли, что на самом деле мир един. Математика, которая описывает ядерные силы, и математика, которая описывает Вселенную в целом, – это почти одна и та же математика, и, в сущности, законы одни и те же, они просто проявляются по-разному. И это «великое объединение» всех фундаментальных сил в природе – ещё не решенная проблема, и она меня тоже волнует.

См. также:

• "Каждому свое..." - физик Дмитрий Дьяконов продолжает дискуссию о науке и вносит предложения по совершенствованию ее организации
• Статья Дм. Дьяконова. Смешивание кварков и загадочная масса протонов. Нобелевская премия по физике 2008 года. В чем состоят достижения лауреатов
• Статья Дм. Дьяконова. Большой адронный коллайдер: Изменится ли наше понимание Вселенной?
• Опрос о РАН: "Бюрократический монстр, обслуживающий сам себя, или какая научная администрация нужна России?" - статья Дмитрия Дьяконова
• Дмитрий Дьяконов: большое открытие произошло там, где его совершенно не ждали