Млечный Путь № 2 2021

В конце сороковых годов, решая уравнения квантовой электродинамики, физики получали в результате сингулярности. Квантовая механика "работала", а квантовая электродинамика топталась на месте, и если бы выход не был найден, у нас сейчас не было бы смартфонов, быстродействующих компьютеров, гигантских коллайдеров и многого другого, без чего мы не представляем сегодняшнюю цивилизацию.

Физики нуждались в новой, неожиданной идее, способной избавить теорию от сингулярностей. Такая бунтарская идея пришла в голову Ричарду Фейнману в 1949 году. То, что он придумал, получило название "диаграмм Фейнмана", поскольку внешне его рисунки действительно напоминали диаграммы: линии, прямые и волнистые, изображали траектории частиц, точки пересечения соответствовали самим частицам. Точки, линии и стрелки символизировали определённые физические процессы. Диаграммы получались очень сложными, но сингулярности исчезали. Однако мало кто в то время в диаграммах Фейнмана мог разобраться, и одним из немногих оказался Фримен Дайсон. Он не просто разобрался в диаграммах, но увидел и сумел объяснить физикам-теоретикам, какой глубокий физический смысл в диаграммах заключался. Можно сравнить фейнмановские диаграммы с замечательным механизмом, к которому Дайсон подобрал горючее и заставил работать. Теоретическая квантовая электродинамика сдвинулась, наконец, с "мертвой точки" и начала быстро и успешно развиваться.

В его стиле - найти нерешаемую задачу, подобрать к ней ключ, дать толчок, и пусть другие, более терпеливые, разбираются в деталях. Сам же переходил к другой "неразрешимой" задаче. Стиль Дайсона - бунтовать, в том числе и против своих же вчерашних убеждений.

Прочитав работы Дайсона о фейнмановских диаграммах, Роберт Оппенгеймер, возглавлявший в ту пору Институт перспективных исследований в Принстоне, предложил ему пожизненную должность в этой цитадели самой передовой науки, где работал Эйнштейн.

В конце 1950-х годов на орбиту вышли первые советские и американские спутники, но никто не предполагал, что до полёта человека осталось всего несколько лет. И никто, кроме фантастов, не мечтал, что человек сможет полететь к далеким планетам и даже к звёздам. Именно тогда Дайсон принял участие в уникальном проекте: создании космического корабля "Орион" с атомными двигателями.

Суть его идеи такова: в камере сгорания происходит ядерный взрыв, колоссальная энергия которого нагревает плазму до температуры в миллионы градусов. Плазма с огромной скоростью вылетает из сопла и создает ускорение, разгоняющее корабль. В следующее мгновение взрывается другая атомная бомба..., за ней третья..., двадцать пятая... Такую ракету за очень короткое время можно разогнать до скоростей в тысячи километров в секунду!

Дайсон увлёкся идеей. Прежде всего - это была чрезвычайно интересная физика. Но главное: уже в те годы Дайсон стал убеждённым сторонником полного ядерного разоружения. Более того, он полагал, что, если государствам не удастся прийти к всеобщему соглашению, Соединенные Штаты должны отказаться от ядерного арсенала в одностороннем порядке. Этой позиции, которая многим (почти всем!) представлялась странной и еретической, Дайсон придерживался до конца жизни.

Выступая в марте 2009 года в Москве на семинаре в Физическом Институте им. П. Н. Лебедева, Дайсон сказал, что по-прежнему убежден: "действия, предпринимаемые в одностороннем порядке, обычно приближают кардинальное разоружение эффективнее, чем многосторонние переговоры". В пример он привёл президента США Ричарда Никсона, который в 1969 году приказал уничтожить всё американское биологическое оружие. Он рисковал? Безусловно. Но в результате три года спустя была подписана международная конвенция, объявившая биологическое оружие вне закона.

Участие Дайсона в проекте "Орион" отразило его стремление к воплощению идеи полного атомного разоружения. Уже накопленный огромный ядерный арсенал нужно отправить в космос и заставить могучий корабль с ядерным двигателем полететь к далеким планетам, а, может быть, к звёздам!

Напомню, дело происходило в конце пятидесятых - начале шестидесятых годов прошлого века. Создать корабль не удалось, проект "Орион" закрыли. Но не потому, что учёные столкнулись с непреодолимыми трудностями. В 1961 году был подписан договор о запрещении всех ядерных испытаний, кроме подземных. Под запрет, естественно, попали и атомные взрывы в космосе, а значит, и космические аппараты на атомных двигателях взрывного типа. Наверняка Дайсон испытал противоречивые чувства. С одной стороны, он был сторонником ядерного разоружения, с другой - из-за договора работу над "Орионом" пришлось прервать (как оказалось - навсегда).

В шестидесятых-семидесятых годах Дайсон опубликовал немало интересных и важных работ в области физики твёрдых и жидких тел. Такие тела называют конденсированными, и для описания их свойств без квантовой механики не обойтись. Вспомнил Дайсон и своё юношеское увлечение математикой и опубликовал несколько работ по теории чисел и топологии.