Академик Виктор Матвеев: "Увидеть невидимое - Преисподнюю!"

"Чаепития в Академии" — постоянная рубрика Pravda. Ru. Писатель Владимир Губарев беседует с выдающимися учеными. Его собеседник — директор Объединенного института ядерных исследований в Дубне, академик Виктор Матвеев. Ученый рассказывает о физике элементарных частиц, о своем выборе профессии, о том, как еще мало знает человечество о мироздании…

Фото: Академик Виктор Матвеев

Виктор Матвеев: Увидеть Преисподнюю!

Читайте также: Чаепития в Академии: Истина прекрасна и в лохмотьях!

Сначала возвращаюсь в прошлое.

Много лет тому назад я беседовал с академиком Яковом Борисовичем Зельдовичем. Он вернулся из Арзмаса-16, перестал заниматься созданием ядерного оружия и полностью переключился на космологию. Я расспрашивал его о Вселенной, о первых этапах ее жизни, о ее зарождении. Материал был опубликован в "Комсомолке", а название я придумал, как мне показалось, очень интересное: "Когда Вселенной еще не было…"

Боже, и что тут началось! На Якова Борисовича, на газету и даже на меня обрушились не только философы, но и работники ЦК партии. В общем, пришлось потом публиковать какой-то материал философа, в котором "идеалистические взгляды крупного физика" (фамилия не называлась) разбивались в пух и прах. А академик Зельдович при каждой нашей встрече обязательно укорял: "Ну, разве так, молодой человек, можно поступать: вы испортили мне жизнь окончательно и бесповоротно!" И только позже я понял, что академик иронизирует, так как я сразу же пытался оправдываться…

Теперь новый грех! В заголовок я вынес слова о "Преисподней", хотя академик Виктор Анатольевич Матвеев предпочитал говорить о "темной материи". Но такая ассоциация родилась в моем воображении, и избавиться от нее я уже не мог — вдруг, действительно, вмешались "темные силы"?!

Впрочем, то, что большинству покажется невероятным, выплыло в нашем разговоре не случайно: весь ход беседы вел к этому… Кто-то скажет "сенсация", кто-то недоуменно пожмет плечами, мол, физики опять что-то выдумывают, но разве дело в оценках? Мы делаем еще один шаг к познанию окружающего мира, а если это оказывается Преисподняя, то просто надо воспринимать это как должное — и не такое случалось в нашей жизни! Благо, сам академик Матвеев невольно подсказал мне это. Мы сначала поговорили о той кампании, что велась против Института и Академии в целом, когда некоторые предприниматели и чиновники попытались забрать галлий, что находится в Нейтринной обсерватории. Они намеревались выгодно продать его за границу для аналогичного телескопа. Шум был поднят невообразимый, но пока с помощью руководства Академии наук и мировой научной общественности наш уникальный телескоп удалось сохранить. И, безусловно, главной фигурой в этой борьбе был академик В. А. Матвеев.

— На наш Институт ядерных исследований иногда нападают, и приходится защищаться, — говорит он. — Чаще всего это просто пустая трата времени, но как директор я обязан отвечать чиновникам. Но однажды мне подарили книжку "Оракул". Я машинально открыл ее и прочитал: "Никогда не надо оправдываться, так как оправдание увеличивает сомнение в вашей правоте". Это очень хороший совет: мудрый, древний и простой.

На этих словах прерываю наш разговор, чтобы сообщить о том, что происходит на Байкале. Между событиями нынешнего дня и прошлым протягивается нить. Та самая, что связывает в науке прошлое с будущем.

Информация с Байкала такова:

"Учеными Института ядерных исследований Российской академии наук (Москва) и Объединенного института ядерных исследований (Дубна), а также ряда российских научных организаций, входящих в коллаборацию "Байкал", развернут и введен в эксплуатацию уникальный экспериментальный комплекс — глубоководный нейтринный телескоп мультимегатонного масштаба "Дубна" на оз. Байкал. Детектор предназначен для исследования природного потока нейтрино высоких энергий… Кластер "Дубна" содержит в своем составе 192 оптических модуля, погруженных на глубины до 1300 м и уже является одним из трех наиболее крупных детекторов нейтрино в мире. Следующим этапом развития проекта является последовательное увеличение объема телескопа за счет развертывания новых кластеров. Регистрация нейтрино на Байкале позволит понять высокоэнергичные процессы, протекающие в далеких астрофизических источниках, установить происхождение космических частиц самых высоких когда-либо зарегистрированных энергий, открыть новые свойства элементарных частиц и узнать много нового об устройстве и эволюции Вселенной в целом".

Директор Объединенного института ядерных исследований в Дубне академик В. А. Матвеев так прокомментировал это событие:

"Идея регистрации элементарных частиц на крупномасштабных черенковских детекторах в естественных прозрачных средах была впервые высказана в начале 60-х годов прошлого века выдающимся советским ученым М. А. Марковым. По предложению академика А. Е. Чудакова в СССР началась разработка метода глубоководного детектирования, ориентирующаяся на оз. Байкал как на полигон для испытаний и место развертывания будущих крупномасштабных нейтринных телескопов. Выбор Байкала был обусловлен высокой прозрачностью пресных глубинных вод, глубиной озера, наличием ледового покрова, позволяющего в течение двух зимних месяцев вести с него монтаж глубоководной аппаратуры.

Датой начала Байкальского нейтринного эксперимента можно считать 1 октября 1980 г., когда в Институте ядерных исследований АН СССР (ныне ИЯИ РАН) была создана лаборатория нейтринной астрофизики высоких энергий под руководством Г. В. Домогацкого, ставшая впоследствии ядром Байкальской коллаборации, в состав которой на разных этапах входили Объединенный институт ядерных исследований (Дубна), Иркутский государственный университет, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, исследовательский центр DESY-Zeuthen (Германия), Нижегородский государственный технический университет, Санкт-Петербургский государственный морской технический университет и ряд других научно-исследовательский организаций России, Венгрии, Германии, Чехии, Словакии. В настоящее время, на стадии обсуждения — участие Краковского Института ядерной физики (Польша).

В период с 1993 г. по 1998 г. на Байкале был развернут первый в мире глубоководный нейтринный телескоп НТ200, содержавший 192 фотодетектора, сгруппированных в восемь вертикальных гирлянд, размещенных на глубине 1100--1200 м и охватывающих 100 000кубических метров пресной воды. Уже из набора экспериментальных данных 1994 года были выделены первые в мировой практике глубоководных и подледных экспериментов события от нейтрино. Была реализована широкая программа научных исследований…"

А теперь хочу вернуться к нашей беседе, когда столь грандиозный проект как нейтринный телескоп на Байкале еще только пробивал себе дорогу, а директор Института ядерных исследований РАН, которым в то время был академик Матвеев, всячески старался спасти уникальные установки и комплексы, которые были в распоряжении ученых.

Как всегда, беседу я начал издалека:

— Начнем "от печки": почему и каким образом физика вошла в вашу жизнь?

— Главную роль сыграл мой отец. Мы жили во Владивостоке. Там сопки над бухтой Золотой Рог. Сверху открывается великолепная панорама. Мы шли с отцом, он держал меня за руку и рассказывал мне про атом.

— Сколько же вам было?

— В школу я еще не ходил… И тогда он сказал слова, которые меня поразили и которые показались очень загадочными. Он сказал: "Расщепление атома". Понять их, конечно же, не мог, но, вернувшись домой, я записал их… Это было для меня нечто необычное!

— А отец кем был?

— Он — кораблестроитель. Работал на знаменитом Дальзаводе, где были сделаны первые сварные суда. Кстати, американцы их заказывали там. Был такой случай. Они сделали у себя одно такое судно, но в первом же плавании оно раскололась пополам, его отбуксировали во Владивосток и на Дальзаводе оно было отремонтировано… Продолжу о том, как отец меня воспитывал. Я поступил в первый класс, и он принес две брошюрки. Одна о детекторных приемниках, вторая — о ламповых. Сначала дал мне одну из них, а вторую, мол, пока рано. Естественно, меня разбирало любопытство. Я быстренько освоил одну, потом получил вторую… Я делал приемники в огромном количестве. И так пристрастился к технике. Вообще-то в то время любовь к технике, как говорится, "витала в воздухе"…

— Какие это были годы?

­— 1948-49-й…

— Создание атомной бомбы…

— Но радиотехнику я считал "высшей наукой"! Днями и ночами я ею занимался… Так что в каком-то смысле я не теоретик, как считаюсь, а экспериментатор: многое умею делать своими руками… Тогда в школе шла очень активная жизнь: постоянно организовывались всевозможные конкурсы, и я обязательно в них участвовал. Проводились соревнования и между школами, и все, что касалось техники, лежало на мне.

— А физика не привлекала?

— В какой-то степени она меня интересовала, так как очень много статей о теории относительности, о тех или иных работах физиков печаталось в научно-популярных журналах — "Наука и жизнь", "Техника-молодежи", "Знания — сила". Каждый свежий номер изучался от корки до корки. Так что выбор профессии большинству из нас, школьников, был ясен: техника. Я со своим другом поступил во Владивостокский университет. Однако вскоре судьба наша резко изменилась, и решающую роль в этом сыграл Александр Данилович Александров, который был ректором Ленинградского университета. Академик приехал во Владивосток с группой ученых, чтобы прочитать цикл лекций для студентов. Темы были самые различные, но это был самый высокий научный уровень. У меня осталось в памяти, что мы старались попасть на все эти лекции! Мы с другом вдруг поняли, что надо ехать в Ленинградский университет — именно там, на наш взгляд, был центр знаний…

— Помню, академик Александров выступил с блестящей статьей о том, что Знание — это факел, который должен вести молодых по жизни! Он был страстным пропагандистом науки и умел зажигать людей…

— Могу это подтвердить на своем опыте, так как вскоре после его отъезда из Владивостока мы с другом перевелись в Ленинградский университет. Причем мы попали на кафедру теоретической физики. Это было огромное везение!

— Почему?

— Кафедру возглавлял академик Владимир Александрович Фок. Невероятное счастье было попасть именно к нему… Дух, атмосфера на кафедре, стандарты наивысочайшие, и это, безусловно, определяло судьбу всех, кто был близок к кафедре.

— Почему в судьбе ученого такую большую роль играет научная школа? А талант? А удача? А везение, наконец?

— Талант необходим. Удача не помешает. Везение должно присутствовать. Но главное все-таки — школа. Причем не только в науке. К примеру, в той же живописи. В школе человек старается преодолеть то, что сделали другие, в том числе и учитель. В ней хорошо видна грань, которая достигнута, а потому нужно идти дальше. Подражательство, копирование сразу же видны… Молодежи, и в первую очередь талантливой, надо знать те стандарты, что существуют в науке. И именно школа позволяет это сделать. В ней же возникает желание шагнуть дальше, преодолеть непреодолимое…

— Нечто аналогичное в спорте: если кто-то берет высоту, казавшуюся ранее непреодолимой, то у него сразу же появляются последователи. Обычно в лидерах удержаться долго не удается, хотя еще вчера показанный им результат казался фантастическим!

— Чемпионы и лидеры показывают сколь высокие результаты можно достичь, и одновременно они призывают побеждать их. Лидеры в науке поэтому и окружают себя учениками, создают свои школы. Во главе школы обычно стоят крупные ученые, крупные личности. Их мысли, взгляды, черты характера также влияют на молодых, и это очень важно для становления исследователя.

— Наверное, вам было проще: вокруг физиков создавался ореол исключительности, они ходили в героях, так как совсем недавно создали атомную бомбу. Вы ощущали на себе такое отношение?

— Нет. Дело в том, что бомба меня не интересовала. Я увлекался совсем другой областью физики — в первую очередь мне казались увлекательными элементарные частицы, проблемы пространства, времени. Конечно, о ядерной физике и физиках писалось много популярных статей, но все-таки я занимался другим.

— В то время крупные физики — создатели ядерного оружия начали покидать закрытые атомные центры, они переключались на другие проблемы — астрофизику, космологию, происхождение Вселенной. Я имею в виду уход от оружия Зельдовича, Сахарова, чуть позже Феоктистова. То есть в физике готовилась новая революция. Вы это чувствовали?

— Предчувствие появления чего-то нового время от времени возникает. Есть ощущение, что произошло насыщение и нужен новый шаг, который ты можешь сделать. Но надежды не всегда оправдывают ожидания. Однако случаются и революции, и в физике они происходили неоднократно. Кстати, недавно мы обсуждали "отношения" физики элементарных частиц, которые мы изучаем на ускорителях, и физики внеземных объектов. Мы вспомнили о той дискуссии, что происходила тридцать лет назад, когда очень известный физик Дайсон опубликовал статью о том, что исследования на ускорителях не очень-то нужны. И тогда возмутился один из "отцов" нашего института академик Моисей Александрович Марков. Он утверждал, что не может быть деления в физике — на физику низких и высоких энергий, на другие области, а главное — фундаментальность проблемы. И Марков предположил, что она как раз в том, что есть единство Знаний о микромире и макромире. Речь шла о единстве сил природы.

— Проще говоря, звезды и элементарные частицы очень похожи?

— Они не могут существовать друг без друга. И если мы найдем ответ, к примеру, как появляется элементарная частица, то мы сможем узнать и о происхождении звезд.

— Рождалось новое направление в физике?

— И академик Марков это очень остро почувствовал. Он и стал инициатором создания нашего Института… Это очень непростой процесс появления такого рода институтов. Они не возникают на базе того, что уже сделано. К примеру, есть разработки оружия и можно создавать институт, который суммировал бы все, что сделано. В данном же случае возникла фундаментальная проблема — познание истории Вселенной, и чтобы ее решать, и нужен был специальный институт, отличный от других. То есть появились совершенно новые проблемы, совершенно новые задачи, и мудрость наших прародителей состояло в том, что они сумели это почувствовать. Более того, они поняли, что необходимо уникальное оборудование — мезонная фабрика, ускорители, подземные и подводные лаборатории с детекторами для регистрации нейтрино. То есть надо изучать редчайшие явления, и именно за ними скрывается то, что нас интересует.

— Образно можно сказать так: звездные системы рождают элементарные частицы, которые в свою очередь рождают новые звезды, и именно этот "круговорот во Вселенной" вас интересует? Или это слишком уж примитивно?

— Несколько упрощенно. Ощущаете вы правильно, но слова не те… Развитие Вселенной с самых первых этапов было одновременно и развитие микромира, и в то же время в нем уже появлялись ростки того, что станет позже галактиками и супергалактиками. Очень многие выдающиеся физики пытались понять и объяснить, как это происходит. Эйнштейн, Гамов, Фридман, который предложил расширяющуюся Вселенную, Зельдович… Десятки имен следует назвать…

И вот теперь создается впечатление, что все работы привели к "критической точке" в развитии представлений о Вселенной. И вот если говорить о том, с чем физика переходит в новое тысячелетие, то следует говорить о единстве макро- и микромира, об их общих истоках и общих законах. Казалось бы, известно многое, но тем не менее на горизонте вырисовывается глобальная проблема о "темной материи", и сразу же начинаем понимать, что нам известно лишь малая толика того, что есть во Вселенной, а главного мы пока не имеем возможность увидеть, остается лишь о нем догадываться…

— Стоп! Я хотел начать вас расспрашивать о том, как родилась наша Вселенная, как она развивается и что с ней будет, но вы сразу обезоружили меня, мол, мы не то что "одноглазы", но и слепы!? Это то же самое, что взять одну песчинку и пытаться представить по ней, как выглядит Земля с ее тропическими лесами и ледяными куполами, не так ли?

— "Песчинка" — ближе к истине…

— Значит, очень мало знаем? Человеческий разум очень маленький?

— Напротив! Видим меньше, чем известно, а понимаем еще больше! Не случайно еще Эйнштейн любил пользоваться выражениями типа: "Я верю, что господь играет в кости…" Дело не в религии, не в вере, а в том, чтобы понять, почему Природа или Господь наградили человека возможностью понимать, как произошла Вселенная. Жизнь человека и человечества всего лишь мгновение даже в той истории Вселенной, которая сейчас наблюдается, но он способен проникнуть к истокам рождения Вселенная. Зачем?… И ему дано понять, что есть "темная материя", которую мы не наблюдаем, но она есть в жизни, влияет на нее, она окружает и нас и далекие галактики.

— Итак, зачем же?

— Ответа не существует! Это и есть загадка природы, загадка жизни.

— И все-таки, простите за настойчивость, но что такое "темная материя"?

— "Темная материя", говоря образно, материя, которая очень слабо взаимодействует с веществом, из которого состоит видимый нами мир. Этой материи гораздо больше, чем той, из которой построена обитаемая Вселенная. Физики постоянно ищут те элементарные составляющие, из которых она построена, они пытаются создать детекторы, которые могли зафиксировать те слабые взаимодействия с земным веществом, которые есть или должны быть. Появляются криогенные детекторы, способные обнаружить ничтожное выделение тепла, что будет свидетельствовать о взаимодействии "темной материи" с нашим веществом. Это тончайшие эксперименты, но они необходимы.

— Это следующий шаг после исследований нейтрино?

— Все, что происходит с нейтрино, нам более или менее понятно.

— Вас увлекает все необычное?

— Эта "необычность" правит миром!

— Виктор Анатольевич, вольно или невольно, но вы говорите об очень странных вещах! По сути дела вы утверждаете, что есть некие "темные силы", которые правят нашим маленьким миром. Таким образом, мы своеобразные заложники потустороннего мира!?

— Это не потусторонний мир, а мир, в котором мы живем и который должны понимать!

— В таком случае нам нужно учиться переходить грань, которая разделяет нашу "светлую" материю и "темную"?

— Мы это и делаем! Например, наблюдаем за спутниками звездных тел и понимаем, что только их гравитационным полем нельзя объяснить и их существование и их движение. Значит, спутник и звезда погружены в невидимую систему, которая и меняет законы притяжения. И количество подобного рода данных и наблюдений многочисленны.

— То есть вы видите очень много странного во Вселенной?

— Конечно.

— В таком случае я просто обязан задать вопрос: что такое Вселенная? Как понять ее бесконечность?

— Ребенок, познавая цифры, всегда пытается представить эту бесконечность, и сразу же понимает, насколько мал наш мир. Потом это ощущение с возрастом уходит. Но мы обязаны его вернуть, чтобы понимать, что все в окружающем мире взаимосвязано, и тогда бесконечность начинаешь воспринимать как реальность. Тут же возникает новая проблема: если все конечно, то когда Вселенная прекратит свое существование? Мы можем представить, когда погаснет Солнце, когда умрет та или иная звезда, однако нам не дано воспринимать, что человечество прекратит свое существование. Если осознают это все люди, то не исчезнет ли желание творить? Конечно, речь идет об огромной дистанции по времени, но тем не менее финиш виден. Поэтому мне кажется, хорошо, что понятие "бесконечность" существует — оно рождает надежду.

— Значит, физики думают о будущем нашей Вселенной?

— Существуют различные сценарии. К примеру, она может распасться на элементарные частицы… Не буду перечислять все варианты, так как мы вынуждены будем углубиться в теоретические проблемы астрофизики.

— Но тем не менее вас сегодня интересуют не правила, а исключения?

— В природе существуют силы, которые нами не поняты, но они действуют. Материя, грубо говоря, напоминает "матрешку" — элементарное вложено в еще более элементарное: каждый новый уровень познания раскрывает новые законы, и процесс этот не только увлекателен, но и бесконечен.

— Благодарю за этот рассказ, но если не возражаете, хочу немного изменить тему беседы. Сейчас весьма модно критиковать наших ученых, а также сетовать на отсутствие финансирования, которое приводит к деградации науки России. Возьмем конкретный пример — ваш Институт. Какое место вы занимаете в мировой науке?

— Я только что вернулся с большой международной конференции, которая называлась "Кварки — 2000". Съехались на нее крупнейшие ученые мира. На этой конференции в числе "главных" было несколько докладов сотрудников нашего Института. В частности, сообщались результаты работы нейтринного телескопа Баксанской обсерватории. Данные, полученные там, всегда вызывают широкое обсуждение. Большой интерес был, конечно, к исследованиям на Байкальском телескопе. Впервые в мире там удалось зафиксировать акустический сигнал при прохождении частиц высокой энергии…

— Оказывается, частицы еще и "поют"?!

— Вы правы. Это свойство "петь" позволяет физикам обнаруживать огромную энергию частицы… Многие экспериментаторы в мире ставили задачу обнаружить акустический сигнал частицы, но удалось это сделать впервые сотрудникам нашего Института.

— Значит, где-то собрался оркестр Вселенной, и вы наконец-то начали слышать, что именно он играет?

— Пока лишь звук одного инструмента… Физики очень изобретательны, они придумывают весьма необычные эксперименты.

— Еще один пример, пожалуйста.

— Прохождение радиоизлучения и частиц через Луну. Физика нейтрино и та физика, которая сейчас развивается, использует Землю, небесные тела, звездные системы как инструменты для своих опытов.

— Много лет вы, физики, были гордостью страны, а потому для вас создавались уникальные установки, денег не жалели… Помню, когда президентом Академии наук был Мстислав Всеволодович Келдыш. Он заставлял правительство создавать даже новые отрасли промышленности, чтобы обеспечить вас уникальными материалами, принципиально новыми телескопами… Как вы считаете, его усилия оправдались? Помню, его за глаза даже ругали, мол, президент "бездумно тратит народные деньги!"

— Он был мудрым ученым и мудрым руководителем. Во многом благодаря М. В. Келдышу наука России еще сегодня занимает в мировом сообществе достойное место. А тем, что он привлекал промышленность к созданию уникальных обсерваторий и телескопов, то тем самым он поднимал ее на более высокий уровень… Сегодня идеи у ученых рождаются, но реализовывать их наша промышленность не может… Однако, повторяю, идеи и проекты есть, и они воплощаются за рубежом. Я не вижу в этом ничего страшного или позорного, совсем напротив — это вклад наших физиков в развитие мировой науки.

— Спасибо за искренность и за добрые слова о нашей России. К сожалению, сейчас они звучат не так часто, как это хотелось бы.

— Все зависит от нас самих.

Читайте все материалы в серии "Чаепития в Академии"