Главное - постигнуть строение вещества

Главное - постигнуть строение вещества

На пороге XXI века: Интервью с ленинградскими академиками

У каждого математика не только своя дорога в науке, но н... своя тропа к музыке.
К числу ученых — любителей и знатоков музыкального искусства, я знаю, относится и академик Людвиг Дмитриевич Фаддеев, заведующий Ленинградским отделением Математического института имени В. А. Стеклова, заведующий кафедрой математической физики Ленинградского университета имени А. А. Жданова. И поэтому наша беседа с ним прежде всего коснулась музыки. Разговор пошел о том, какое место она занимает в жизни ученого. Людвиг Дмитриевич рассказывает:
— С детства жил в атмосфере высокой любви к музыке. Мои родители хотели, чтобы я стал музыкантом, дирижером,
и приобщали меня к музыке. Я получил хорошие уроки игры на фортепиано, но профессиональному образованию в этой области помешала война. Из композиторов в нашей семье особенно чтили Бетховена, пожалуй, не просто чтили, а беззаветно любили. Именно в его честь, между прочим, и меня назвали Людвигом. Должен ! признаться, что иногда это приносит мне некоторое неудобство: нет-нет, а кто-нибудь обязательно спросит, откуда ! в русской, корнями крестьянской семье такое имя... Ие будешь ведь всем и везде объяснять...
Я тоже люблю музыку, много слушаю. Бывает, что пишу работу на фоне музыки, она не отвлекает от размышлений над проблемами физики. Могу сказать, что и помогает мне.

— А что еще, кроме музыки, вам в жизни по душе? Конечно, если вынести за скобки
физику и математику, о которых разговор впереди.
— О! Очень многое! Я с удовольствием занимаюсь фотографией. Когда-то
в студенческие годы увлекался академической греблей, а тут, полтора года назад, на базе «Спартака» мне разрешили вместе с моим коллегой
профессором ЛГУ Алексеем Алексеевичем Киселевым снова сесть в «скиф». Весной и осенью гребем в «двойке». Зимой хожу на лыжах. А если позволяют время и обстоятельства, то выбираюсь в горы — встаю на горные лыжи.
— Этот вопрос в нашей беседе не случаен. Однажды вы сказали мне, что ни одно из «побочных» занятий не в силах отвлечь вас от главного — вашей работы, что, бывает, какая-то математическая проблема находит свое решение в самый непредвиденный момент — в автобусе, на лыжне, в обычном житейском разговоре. Сохранилось ли это свойство сегодня?
— Бесспорно! Не только сохранилось, но и углубилось. С годами я все меньше занимаюсь вычислениями, а все больше общим продумыванием, беседами с учениками. И чем бы я ни занимался, а тем более, если говорю с учениками, коллегами, мое подсознание ведет зримое и незримое обдумывание научных проблем. И опыт, который накопился с годами, очень помогает думать о науке всегда и везде.
А теперь представьте себе молодого ученого. Он полон сил, энтузиазма, сидит и считает. Считает и считает. И интерпретирует результат после того, как он получен. Я же возможный результат научился обдумывать до того, как он вычислен. Видите, какая с возрастом происходит метаморфоза? Общее продумывание встает впереди конкретного действия. Но приходит это, повторяю, только с возрастом и опытом. И, наконец, будет нелишним добавить, что особенно хорошо мне думается под музыку.
— Теперь, когда мы с вами выяснили обстановку, со-путствующую вашей работе, поговорим о том, что хорошо понятно и интересно вам и читателю тоже интересно, но не всегда понятно,— о проблемах математической физики, которым вы посвятили жизнь.
— Пожалуйста... Но давайте условимся: проблемы на самом деле трудные, говорить о них популярно весьма сложно, но не стоит пугаться этого. Например, я с самого детства следовал одному правилу — любил читать книги, выходящие за пределы моего понимания. И оказалось, что поступал правильно: непонятное откладывалось в сознании, откладывалось непроизвольно, с тем чтобы позднее проявиться, стать более ясным или даже усвоенным.
Вот теперь, сделав это предупреждение, я готов. Задавайте вопросы.
— Оглядываясь на пройденное и сделанное, наверное, можно найти в своей биографии такое, что сегодня представляется наиболее значительным?
— Если подразумевать под этим замечанием вопрос о том, какая же из работ, сделанных мною, кажется мне сегодня самой важной, то ответить на него затруднительно. Но если вы настаиваете на необходимости сделать выбор, то скажу, что самая дорогая для меня — работа, посвященная квантованию полей Янга-Миллса. К этой проблеме я подошел задолго до того, как ее научная ценность стала ясна многим и физики занялись ее изучением.
Над этой проблемой я работал не один, а вместе со своим коллегой Виктором Николаевичем Поповым. И наши имена стоят рядом, когда говорится о решении основной проблемы этой теории — проблемы нахождения правил квантования полей Янга-Миллса.
Наверное, надо объяснить, что такое поля Янга-Миллса...

— Желательно...
— Но это не так легко. Научно-популярная литература еще не скоро найдет общедоступный язык для описания понятий, подобных этому. Итак, это понятие имеет отношение к объединенному описанию различных взаимодействий элементарных частиц. По ходу развития теории элементарных частиц, да и вообще наших знаний о них, выяснилось: то, что мы привыкли называть элементарными частицами, далеко не элементарно. А ведь, казалось бы, сам термин «элементарные» указывает на немногочисленность частиц, их неразделимость, вроде атомов в старой теории.

— Здесь уместно напомнить хорошо известное: еще сто лет назад атом действительно считали неделимым. Ученые того времени убеждали, что здание физики уже построено. Классическая механика — великолепное творение Галилея, Ньютона, Лагранжа — шла от успеха к успеху. Ее расчетами пользовались инженеры и строители, физики и астрономы. Ей повиновалось движение пылинок и звезд... И только два облачка омрачали ясный горизонт классической физики. О них мы вспомним чуть позже.
— А сейчас мы знаем, что этот, казалось бы, неделимый атом имеет сложное строение. В нем были обнаружены элементарные частицы. И этих частиц находили все больше и больше. Потом открыли, что они превращаются друг в друга, и в этом смысле состоят друг из друга. Так что и они разложимы.
По ходу развития теории элементарных частиц, или, как мы по-другому ее называем, физики высоких энергий, потому что для наблюдений элементарных частиц нужны огромные энергии, выяснилось, что имеется ряд взаимодействий, которые весьма значительно отличаются друг от друга. Давайте перечислим их. Существуют так называемые сильные или ядерные взаимодействия — они «отвечают» за ядерные силы. «В ответе» за электрические силы, которые лежат в основе всей химии, электромагнитные взаимодействия. Знаем мы и про так называемые слабые взаимодействия, они «ответственны» за бета-распад и радиоактивность. Наконец, существуют гравитаци-онные силы, которые макроскопически проявляются во всем описании Вселенной.
Я перечислил этот ряд в порядке убывания сил. Последними назвал гравитационные, хотя эти силы мы ощущаем больше других...
— Буквально с первых шагов в младенчестве. Мы знаем, какие мощности нужно развить космическому кораблю, чтобы преодолеть притяжение Земли.
— И все же силы гравитации оказываются несравненно слабее, чем ядерные, с которыми физикам приходится иметь дело при описании строения атомного ядра.
Со времен Эйнштейна, который работал в те времена, когда считалось, что существуют только электромагнитные и гравитационные силы, среди физиков живет идея и даже надежда, что, несмотря на колоссальные различия между этими типами взаимодействий, они должны иметь единое происхождение. За этой мечтой закрепилось название «единая теория поля».
Небезынтересно, что сама по себе идея о тесной связи геометрии пространства и времени со свойствами физических процессов выдвигалась и до Эйнштейна. Знаменитый немецкий математик Бернгард Риман, которому мы обязаны рождением теории искривленных и многомерных пространств, высказал ее суть еще более ста лет назад, а Эйнштейн, создав теорию тяготения, придал убеждениям четкую форму. Последние сорок лет своей жизни он целиком посвятил созданию единой теории электромагнитных и гравитационных сил. Однако экспериментальных данных, которые могли бы подсказать ему ведущую идею, в то время было еще недостаточно, а на основании одних только теоретических соображений построить единую теорию поля не удалось.
Итак, полвека прошли в поисках единой теории поля. Надежды сменялись разочарованиями и снова — надеждами. Но очень редко в науке поиски бывают никому не нужными. Как правило, они всегда приводят к какимлибо конкретным результатам. Так появились калибровочные поля Янга-Миллса.
Здесь надо сказать, что в физике всякое взаимодействие между частицами — объектами материи — переносится полями. И поле само выступает как материальная основа во взаимодействии элементарных частиц. Так вот, оказалось, что все взаимодействия (как мы их понимали в течение 70-х годов) основаны на полях Янга-Миллса, которые имеют очень интересное и красивое геометрическое происхождение. И в этом смысле они гораздо более фундаментальны, чем те поля, о которых мы говорили, скажем, в 50-х годах, когда считалось, что ядерные силы обусловливаются обменами пи-мезонного поля.
Большинству физиков универсальность калибровочных полей стала ясна только в начале 70-х годов, а мы с Виктором Николаевичем Поповым занимались ими уже за несколько лет до этого, то есть в середине 60-х.
— Почему именно в эти, годы? Может, к тому были предпосылки объективного и субъективного характера?
— Случилось так, что именно тогда я впервые понял: имею, наконец, возможности и силы взяться за квантовую теорию поля. Физический факультет Ленинградского университета я закончил за десять лет до того, занимался вопросами квантовой механики и связанными с ней разделами математики. Мне казалось, что я получил достаточное образование и накопил некоторый опыт. Все это позволило мне обрести такое моральное состояние, при котором я уже твердо решил, что могу заняться теорией поля.
Теперь надо было выбрать, на чем же остановиться в этой теории поля, на каком ее разделе. И вот я читаю немногочисленную по тем временам литературу и понимаю, что наиболее интересным объектом являются гравитационные поля и поля Янга-Миллса. К последним мое внимание привлекло чтение лекций известного американского физика Фейнмана о теории гравитации, а как раз гравитация привлекала и меня. Читая его лекции, я понял, что поля Янга-Миллса обладают замечательной красотой, а способы работы с ними неизвестны. Кстати, совсем незадолго до этого мне эти же поля казались фор-мальным и неинтересным объектом.
В это время В. Н. Попов был моим ближайшим сотрудником, и я привлек его к работе над полями ЯнгаМиллса. В 1966 году мы с ним очень быстро поняли
верные правила квантования этих полей. Кстати, у Фейн-мана они были ошибочными. Найдя верные правила, мы быстро закончили всю работу, которая вышла в свет в начале 1967 года. Спустя три года она привлекла к себе внимание многих ученых, получила признание. До сих пор эту работу считаю наиболее интересной среди сделанных мною.
— Вы сказали, что «поля Янга-Миллса обладают замечательной красотой». Как это понять и в чем выражается эта красота?
— С самого начала я почувствовал, что эти поля не выдуманы... Трудно объяснить ощущения эстетического порядка, возникающие при работе с формальными матема-тическими объектами, такое эстетическое чувство у каждого профессионала свое, но все же попробую.
Никто, наверное, не станет оспаривать красоту геометрии. А мое внимание к полям Янга-Миллса как раз и привлекло их геометрическое происхождение. Получилось это так. Одновременно я читал лекции Фейнмана и учебник по дифференциальной геометрии. И увидел, что формулы в физической работе и формулы в математическом учебнике, который в данном случае никакого отношения к физике высоких энергий не имел, совпадают. Значит объект, который появился в физике, в то же время был и в математике как очень важное математическое понятие — «параллельный перенос». Итак, я уяснил, что эти поля имеют четкий геометрический смысл. Следовательно, они не случайны. И естественно было ими заняться.
Теперь поясню свои слова насчет невыдуманности полей Янга-Миллса. Я — математический физик. То есть в физике я работаю, по большей мере отправляясь от математической стороны — формулировок физических задач и т. д. Мне известно, что специалисты, которые, если можно так сказать, «происходят» из чистой физики, иногда вводят в оборот понятия, которые появляются только потому, что с их помощью можно установить взаимозависимость экспериментальных данных. И в этом случае эти выдуманные объекты, как мы говорим, работают. Работают в данный момент, в данное короткое время. При этом их авторы, как правило, не задумываются над тем, а что же с ними будет дальше.
Вот такие объекты я и называю выдуманными. Но так как любой, кто вводит такой объект в научный оборот, убежден в его натуральности, то понятие естественности у каждого физика вырабатывается свое и основывается на предыдущей практике. И у меня, как у профессионала, есть свое понятие: что естественно, что красиво, что интересно, что будет работать, а что работать откажется... С моей точки зрения, поля Янга-Миллса обладают таким универсальным характером: красивы, интересны, работают.

— Видимо, исследование полей Янга-Миллса и было тем самым ключевым моментом, который определил сферу ваших дальнейших интересов?
— Вряд ли в своей работе я выделю что-то как ключевое. Но если говорить о ключевом моменте, думаю, нужно вспомнить биографию более молодого человека.
— Давайте вспомним...
— Мою жизнь определил однажды сделанный выбор. После школы я поступил на физический факультет Ле-нинградского университета, а на самом факультете выбрал кафедру математической физики. В итоге я получил сразу и математическое, и физическое образование. Замечу, что комплексное образование в теоретической физике и математике, которое дается в стенах ЛГУ, уникально. Я не знаю ни у нас в стране, ни за границей такого университетского центра, где бы давалась такая хорошая математическая подготовка физикам. И это обстоятельство можно считать ключевым моментом; оно объективно повлияло на всю мою дальнейшую судьбу.
— Очертите, пожалуйста, сферу ваших сегодняшних научных забот.
— Последние пять-шесть лет мы здесь, в Ленинградском отделении Математического института имени Стеклова, занимались нашей собственной теорией, которую сейчас в существенном закончили. Тему можно назвать так: «Квантовая теория солитонов».
Теперь надо объяснить, что такое солитон. Ну, вы знаете, что в физике любят элементарным частицам присваивать названия, оканчивающиеся на «-он»: электрон, пион, мезон, фотон... Вот почему «солитон». Это о названии, а теперь — о сущности. Понятие это появилось в физике твердого тела, или, как теперь называется, в физике конденсированных сред. Устойчивое возбуждение нелинейной среды, распространяющееся в ней с сохранением формы, назвали солитоном. По свойствам это нечто схожее с элементарными частицами.
— Советский энциклопедический словарь понятие солитона формулирует четко, но читателю, незнакомому с вузовским курсом физики, эта четкость не приносит ясности: «Солитон, структурно устойчивая уединенная волна, распространяющаяся в нелинейной среде. Солитоны ведут себя подобно частицам...» Вот такой любопытный объект исследования.
— К этому можно добавить, что солитоны проявляются в гидродинамике, плазме, полупроводниках, квантовой оптике — лазеры позволяют нам исследовать нелинейные эффекты по распространению света в конденсированных средах и т. д.
Чтобы не запутывать вас еще больше, прошу поверить на слово, что солитоны заслуживают самого пристального внимания. К ним привела меня область моих основных интересов — теория элементарных частиц. А мои матема-тические занятия в начале 60-х годов очень помогли мне в формулировке основных понятий в теории солитонов. Мы убедились, что солитоны проявляют себя и в квантовой области. Здесь солитоны выступают как элементарные частицы. Мы выяснили, что макроскопическое проявление солитонов — в гидродинамике, плазме... — в какомто смысле сродни проявлению квантовых эффектов в классической области. Такие вещи физики знают.
Теперь скажу, кто такие «мы». Мы — это мои ученики — Евгений Константинович Склянин, самый молодой среди них Леон Арменович Тахтаджан, Петр Петрович Кулиш, Владимир Евгеньевич Корепин и другие.
Мы интересовались проявлением солитонов как эле-ментарных частиц в чисто квантовой области. В традиционной для 70-х годов теории поля мы с каждой элементарной частицей связывали ее индивидуальное поле. И если частиц очень много, то и полей много. Это громоздко и не очень красиво. Возникла иотребность в некоем механизме, который позволил бы в теории с малым количеством полей увязать много элементарных частиц.
Одна из возможностей — это так называемое связанное состояние. Но возможность, прямо скажем, не очень интересная. А солитонный механизм на самом деле позволяет увязать в модели с небольшим количеством взаимодействующих полей очень богатый спектр элементарных частиц. В связи с этим возникла необходимость понять, что такое квантовая теория солитонов, как упомянутый механизм проявляется. И на модельных примерах мы разработали эту теорию.
Метод, который получился в результате разработки, мы назвали «алгебраический анзатц-Бёте». При этом не столь важно, почему назвали именно так. Сегодня этот метод более или менее завершен, поэтому я сейчас (снова буду говорить «я») нахожусь на своеобразном этапе, когда нужно думать и решать, чем заниматься дальше. На разработке метода, об этом надо сказать обязательно, группа очень хорошо воспиталась. Сейчас она исключительно сильна. Она признана в международном сообществе математических физиков, а это высокая оценка. И вот для этой группы надо подобрать новую задачу, поставить новую цель, во всяком случае не менее трудную и не менее интересную, чем предыдущая. Видимо, мы снова вернемся к квантовой теории поля, будем продолжать в ней развитие математических проблем.
— Как вы ищете тему для новой работы?
— Мы живем не в безвоздушном пространстве, читаем литературу, общаемся с коллегами, у нас хорошие связи со специалистами в СССР и за рубежом. Мы следим за развитием теории элементарных частиц в целом и выбираем в ней то направление, которое кажется нам наиболее интересным и перспективным.
При этом ваяшо, чтобы оно не было слишком «заполнено» исследователями. Я, знаете ли, не люблю работать, расталкивая вся и всех локтями. Люблю работать над своим направлением. И группу так воспитал.
— Многие физики часто приводят слова Ньютона: «Мне всегда казалось, что я похож на мальчика, играющего ракушками на берегу моря, а весь океан знаний, нетронутый, расстилается передо мною».
— Я хочу сказать, что на этом берегу знаний всегда найдется неизведанное и нетронутое место. Во всяком случае, мне до сих пор удавалось найти такое, и мы успевали поработать там до того, как приходила «большая толпа». Так было с квантовой задачей трех тел, с полями Янга-Миллса и вот теперь — и с квантовыми солитонами.
— В наши дни, возможно, снова наступил переломный момент в физике высоких энергий. Сегодня мы уже вспомнили одну из страниц истории науки: на рубеже прошлого и нашего веков многим казалось, что здание физики в целом построено и осталось работать над ее приложениями.

— И только два облачка омрачили ясный горизонт классической физики — отрицательный результат опыта Майкельсона и так называемая ультрафиолетовая катастрофа в теории черного излучения.
Американский физик Майкельсон попытался с помощью изобретенного им интерферометра обнаружить движение Земли относительно гипотетического эфира. В принятой тогда теории эфира подразумевалось, что скорость распространения световых сигналов зависит от скорости движения наблюдателей: тогда никто не сомневался в том, что скорость светового сигнала, пущенного из окна движущегося поезда, будет выше, чем скорость сигнала, пущенного из объекта, находящегося в покое. Майкельсон же по существу установил, что скорость распространения сигналов постоянна и равна скорости света в вакууме.
Значит, в природе было что-то такое, что не укладывалось в каноны классической физики. Не будем разбирать второй пример — с ультрафиолетовой катастрофой в теории черного излучения, скажем лишь, что и он приводил к выводу, пугающему ученых, привыкших к логике ньютоновской физики. Атом и электрон перестали пониматься как неделимые, появилась армия элементарных частиц.
А теперь мы знаем, что эти два облачка привели к созданию основ современной физики: релятивистской механики и квантовой теории. Теория элементарных частиц также покоится на этих основах. С каждым десятилетием развития науки мы все глубже спускались по этажам элементарности. И еще год назад казалось, что этому спуску не будет конца.
Однако весной 1985 года появилось новое направление в теоретической физике высоких энергий, которое обобщает теорию поля. Если до недавнего времени мы были совершенно уверены, что квантовая теория поля — это и есть последний шаг в теории физики высоких энергий, что это основная концепция, с которой мы когда-нибудь получим полное описание элементарных частиц, то сейчас родилась более общая конструкция, в которой квантовая теория поля является неким предельным переходом.
Физика как наука всегда развивается таким образом, что в новую теоретическую концепцию предыдущая входит как некий предельный случай. Так, классическая ньютоновская физика живет и действует до сих пор, став составной частью релятивистской механики, и верна она, как известно, только в определенных пределах.
Итак, в последние три-четыре года была разработана, а весной 1985 года среди физиков вошла в моду новая концепция, которая называется теорией суперструны.
Ученые, которые работали в теории суперструны, считают, что она действительно обобщает теорию поля в качестве предельного случая и в то же время позволяет продвинуться в описании теоретических явлений на гораздо более высокие уровни энергии.
Поясню, что квантовая теория поля должна описывать энергии, конечно, гораздо большие, чем те, которые нам привычны, но которые все же доступны современным ус-корителям или будут доступны в ближайшие годы. А теория суперструны уже включает в себя энергии самых высоких порядков, которые только можно вообразить. То есть эта теория доходит до энергий, которые мы иногда называем «длиной Планка». Эта энергия уже связана с гравитационными эффектами.
Бесспорно, очень интересно знать, выживет ли теория суперструны, покажет ли себя реалистической или отомрет, как многие, которые время от времени соперничали с квантовой теорией поля. И я думаю, что ближайшее будущее все расставит по местам. Но как бы там ни было, сегодня физиков чрезвычайно занимает один вопрос, и он тоже связан с теорией суперструны,— будет ли конец уровню элементарности частиц, спустимся ли мы когданибудь в своих исследованиях на самый нижний этаж строения материи? Кончится ли когда-нибудь фундаментальная формулировка понятий в теории структуры материи? Или мы будем переходить на все более низкий уровень ее элементарности, как происходило в течение двадцатого столетия, когда все более глубокие этажи структуры материи открывались перед нами?
Обсуждается и такая точка зрения: что в один прекрасный момент мы все же опустимся на самый последний этаж и теоретическая физика на этом закончится. Кстати, сторонники теории суперструны нам обещают это в самом ближайшем будущем.
Закончится физика или нет? Пожалуй, эта проблема наиболее интересна сейчас.

— А какого мнения придерживаетесь вы?
— Я придерживаюсь точки зрения, что в итоге будет найдена единая формулировка структуры материи, которая полностью в себе замкнута.
— Кстати, откуда такое странное название — «теория суперструны»?
— Слово «супер» сейчас любимо в теоретической ли-тературе и связано с тем, что помимо обычных чисел, с которыми мы имеем дело в привычном математическом анализе, начинаем оперировать объектами, обобщающими их. При этом добавляем слово «супер». А струна — это более ясное физическое понятие. Это действительно струна, как в рояле — некий одномерный объект, который может связывать элементарные частицы.
Перед этим я вам говорил: да, раньше считали, что элементарные частицы друг с другом взаимодействуют по-средством обмена квантовыми полями. А в теории суперструны этому взаимодействию придается даже более осязательный характер: предполагается, что между частицами имеются струнки, которыми они стянуты между собой. Понятно, что эти струнки совсем не похожи на струны в рояле! Но тем не менее между ними немало общего. Слово «струна» вошла в название теории, которая сейчас активно обсуждается.
— Есть ли у вас собственная картина физического строения мира, пусть даже еще не доказанная, но отличная от тех, о которых мы привыкли читать на страницах популярных изданий?
— Как вам сказать... В области теоретической физики работают наиболее сильные специалисты — что поделать, область познания такова. И у каждого ученого должна быть своя картина строения мира, хотя бы как рабочая гипотеза, хотя бы на ближайшее время, ведь надо представлять себе, что может получиться из ваших занятий, в какую сторону движется ваша мысль. Есть и у меня своя картина, которая отличается от других тем, что я включаю в нее солитонный механизм, о котором я уже рассказывал. Он не всеми физиками принимается, но я надеюсь, что он войдет как составная часть в теорию элементарных частиц.

— Чего бы вам как ученому хотелось достичь?
— Хотелось бы понять лучше то, о чем я вам уже говорил, то есть строение материи. Здесь помимо всего прочего лимитируют экспериментальные возможности — нужны очень высокие энергии, которых не так просто достичь в нашем веке.
Хотелось бы более отчетливо понять структуру эле-ментарных частиц. В частности, научиться считать массы этих частиц. Трудная задача — не только объяснять заряды элементарных частиц и реакции, которые с ними могут произойти, а явным образом считать массы. Например, известен электрон. У него есть масса. Известен мюмезон, который во всем аналогичен электрону, а массой отличается. Конечно, хочется сосчитать их массы и понять, почему между ними такое различие, чем оно вызвано.

— Если бы у вас появилась фантастическая возможность прожить еще век сверх отпущенного человеку, то какой научной проблеме вы отдали бы эти сто лет?
— Вопрос действительно гипотетический... Если считать, что формулировка теоретической физики — дело, которое вскоре будет завершено, то, бесспорно, надо бы взяться за другую важную проблему. Такой проблемой мне представляется изучение микроскопических основ биологии.
Мы сейчас понимаем, что химия объяснена обычной квантовой механикой, потому что в основе химии лежат кулоновские силы, действующие между электронами и атомным ядром. И эти силы наука прекрасно и точно опи-сывает. И сейчас в той части химии, которую мы называем неорганической, проблемы существуют, но они не носят принципиального характера, с теоретической точки зрения, они, если так можно сказать, счетные. Конечно, эти задачи и проблемы сложны — я не хочу преуменьшать трудности их разрешения, но, повторяю, они не относятся к числу фундаментальных, способных изменить наши взгляды на строение вещества, совершить переворот в науке.
В то же время в биологии, где мы имеем дело с огромными молекулами, еще много нерешенных проблем принципиального характера. И описание их в терминах квантовой механики перспективно и очень интересно. Я бы именно этим занимался.
— Вас и раньше привлекала биология?
— Нет. Специально я никогда биологией не интересовался и сейчас как следует не знаю ее проблем. А говорю о ней лишь потому, что считаю: именно в биологию вскоре будут направлены основные усилия науки. И биология станет применять квантовую механику, то есть основу теоретической физики.
— Значит, теоретическая физика выступит как рабочий инструмент для постижения основ жизни?
— Да! Я повторяю, химия уже с этой точки зрения обслужена. На очереди следующая естественная наука — биология.
— И это станет возможным уже на базе завершенного строительства здания теоретической физики?
— Я все же хочу сказать о возможности завершения теоретической физики. И для этого мысленно опять вернемся в конец прошлого века, когда известные ученые, среди них Освальд, заявили, что наступил конец теоретической физики. Ирония судьбы заключается в том, что буквально через пять лет после высказывания Освальда появилась работа Планка, которая легла в основу квантовой механики. И вот сегодня, живя теми знаниями, которыми мы обладаем, мы можем не знать, что нас ожидает новая революция в физике, вслед за которой откроется новый поворот. Да, не можем знать...
Конечно, быть пророком — неблагодарное занятие. И лучше не заниматься предсказаниями, чтобы не попасть в ситуацию Освальда и его коллег. Но ведь ситуация может и не возникнуть, если сторонники теории суперструны окажутся правы. Поэтому давайте остановимся на такой осторожной точке зрения: если в нашем понимании структуры материи совершится какая-то революция, то в ее основе должны лежать эксперименты, которые еще не скоро можно будет провести, потому что они требуют столь высоких энергий, которые нам на Земле создать трудно.

— Иными словами, человек должен стать могущественным, чтобы позволить себе эксперименты в масштабах космоса?
— Именно так.
— Мы уже заглядывали с вами чуть ли не на сто лет вперед. А если снизить футурологический порог? Какие, на ваш взгляд, проблемы будут более всего волновать физиков и математиков на рубеже XX и XX веков?
— В теоретической физике высоких энергий, конечно, ученых будет волновать возможность объединения взаи-модействий элементарных частиц и поиска тех частиц, которые лежат в основе современных теоретических воззрений. Частицы эти еще не обнаружены, поскольку для этого требуются сверхвысокие энергии, более высокие, чем доступны экспериментаторам сейчас. А большие ускорители начнут работать в середине 90-х годов. Так что к концу века экспериментальные данные поступят в научный оборот, и они должны взволновать ученых.
Думаю, что к концу века должна бурно развиваться физика конденсированных сред. Уже сейчас мы наблюдаем революцию в электронике, информатике, а они основаны на физике тердого тела. Информатика особенно резкое ускорение получила сейчас. Так что требования к физике конденсированных сред будут расти. И можно ждать интересных открытий. Например, сверхпроводимости при более высоких температурах, новые материалы, новые свойства — вроде возбуждения солитонов — в этих материалах...
— А какие научные открытия, с известной долей осторожности, прогнозируете вы на это время?
— Основное открытие — это формирование теории эле-ментарных частиц, которая объяснит полностью структуру, свойства и взаимодействия частиц, известных нам сегодня п доступных нам при мыслимых сегодня энергиях.
Это обязательно должно случиться до конца века. Не-которые наиболее горячие головы утверждают, что теория суперструны — это конец науки. Естественно, не всей науки, речь идет о физике высоких энергий, об окончательной формулировке ее концепций. Я думаю, что об этом говорить рано: окончательная ли формулировка концепций предстает перед нами в теории суперструны, или до этого еще далеко^ — в этом теоретики разберутся, конечно, до конца века.
— До сих пор речь шла о физике. Но давайте вспомним и математику — все-таки вы возглавляете математическое научное учреждение, да к тому же ваше образование тоже наполовину принадлежит этой науке.
— Это правда. Вторая половина моего образования в нашей беседе как-то прошла стороной. Восполним пробел.
Здесь мы занимаемся тем, что развиваем ту математику, которая прямо тут же используется в физике. Наша математика призвана обслуживать и одновременно подсказывать физикам новые возможности в развитии теории элементарных частиц.
— Продолжим сравнение двух наук. Для физиков существует возможность окончательного возведения здания их науки, во всяком случае эта проблема дискутируется. А в математике есть ли нечто аналогичное или уже заранее ясно, что она как наука может развиваться беспредельно?
— Думаю, что математика беспредельна. Такой вопрос перед математикой не стоит, потому что ее основа более, чем у физики, теоретическая, новые концепции в ней появляются непрерывно. А фундаментальная основа математики уже существует, и она развивается непрерывно.
Физика и математика, как известно, науки разные. В каком-то смысле перед физикой стоит одна главная задача — понять и объяснить строение окружающего нас мира, структуру материи. Аналогично биология имеет одну задачу — понять жизнь. Эти задачи вытекают из существа естественных наук. И когда-нибудь они будут решены. До этих дней еще далеко, но теоретически они возможны. Математика тоже своими корнями уходит в естественные науки, но отличается от них. Она — игра ума в значительной степени. Значит, ей обеспечено бес-конечное развитие. Иного я и вообразить не могу.
Беседу вел Виктор Сидоров