Материал: Шахбазян Ю. АМБАРЦУМЯН. Этапы жизни и научные концепции

из исследовательской лаборатории — головы ученого — на бумагу. И чем точнее, ровнее и чеканнее передана эта мысль, тем большую ценность она представляет, ибо тем лучше она будет понята и воспринята».

Виктор Амазаспович считал своим долгом просматривание и корректирование деловых писем и статей своих коллег и не жалел на это времени. Практически всегда находилось, что исправлять. Часто в обсерватории спорили, кто сможет подготовить такой совершенный черновик письма, чтобы Амбарцумян не исправил его. И еще, Амбарцумян всегда советовал не торопиться с печатанием статьи, а дать рукописи «отлежаться» некоторое время, чтобы иметь возможность внести окончательные коррективы.

Память

Необходимым для ученого врожденным качеством является память. Конечно, в известной степени можно заниматься усовершенствованием памяти различными способами или ассоциативными методами. Однако память, сидящая глубоко, естественным образом, может творить чудеса. Вот что говорит по этому поводу И. Кант: «Достоинство памяти — быстро запоминать, легко вспоминать и долго помнить. Но эти качества редко встречаются вместе. Если кто-нибудь полагает, что имеет что-то в памяти, но не может довести это до сознания, то говорят, что он не может припомнить. Усилия, прилагаемые для этого, очень мучительны; в таком случае лучше всего, на некоторое время заняться другими мыслями и только иногда, и то между делом, вспоминать искомый объект. Так обычно ловят одно из связанных по ассоциации представлений, которое наводит на верный след. Изобретательное запоминание — это способ запечатлевать в памяти представления по ассоциации с побочными представлениями, которые сами по себе (для рассудка) не родственны между собой».

Искусства запоминания фактически не существует. Платон говорил что «умение писать погубило память».

Об этих необходимых качествах научных исследователей Амбарцумян говорил часто и убедительно и предупреждал:

Не всякого полюбит счастье, Не все родились для венцов. Блажен, кто знает сладострастье Высоких мыслей и стихов...1

1 А. С. Пушкин. Жуковскому.

И еще об одном, казалось бы, очень простом качестве исследователя и созидателя, о котором развернулось упорная полемика между отцом и сыном. Дело в том, что в первые годы работы в институте Виктор Амазаспович обзавелся большим количеством учебников и в особенности задачников по математике, физике и астрономии и регулярно с большим удовольствием решал подряд все задачи. Особенно ему нравились те задачники, где каждая задача требовала для решения нового подхода. Судя по тому, сколько задачников он осилил за короткий промежуток времени, было ясно, что он проделывал это с колоссальной скоростью. В то же время в кружке «Мироведение» он увлеченно измерил фотометрические величины многих сотен звезд в Плеядах. Трудно назвать эти работы особенно творческими или особенно серьезными. Но как было заведено, он подробно писал отцу об этой работе. Однако отец, по натуре нетерпеливый, ждал от сына больших и серьезных работ и регулярно сокрушался, что тот занимается всякой мелочью и требовал взяться за серьезное дело. Сын упорствовал, считая себя правым. Вот исчерпывающее письмо Виктора Амазасповича, не требующее никаких комментариев:

«Я знаю, что когда это читает папа, он сердится: “Что за мелкая работа, какое мелкое плавание, — и это называется наукой! Необходимо научиться решать великие научные проблемы, а тут определение постоянной какого-то призматического спутника, и плюнуть на него не хочу!”

Но я с этим не согласен. Только в процессе повседневной научной работы человек может научиться творить. Если я не научусь в мелкой работе определять причины какого-нибудь явления, его периодичность и т. д., то я тем более не смогу применять методы научного исследования при решении более крупных вопросов.

В каждой маленькой работе по встречающимся на пути науки вопросам человеческая мысль выковывается, делается упругой и гибкой, и именно от этой ковки зависит способность разрешать широкие проблемы.

Надо заострить нож научной мысли, ибо ученому часто на своем трудном пути приходится перерубать запутанные Гордиевы узлы.

Куда я пойду с незаостренным, тупым ножом? Боюсь, что при первом ударе он может разломаться, ибо природа крепится и гранитом завешивает свои тайны от взоров людей.

Для каждого научного работника необходимы острота, упругость, гибкость и сноровка мысли, и поскольку я стремлюсь стать научным работником, мне необходимо приобрести

Но есть ли принципиальная разница между астрономией и физикой? Искусственно можно разобщить эти дисциплины по методам добывания информации. В то время как астрофизики добывают новую информацию посредством астрономических наблюдений, физики получают ее из лабораторных экспериментов. Это не означает, что астрофизики не создают себе физические лаборатории, где готовят астрономическую наблюдательную аппаратуру, калибруют и обрабатывают информацию. Физики же с большим успехом, начиная с середины прошлого века, осваивают новые спектральные окна в наблюдательной астрономии. Достаточно вспомнить мощный рывок радиофизиков в радиоастрономию. Не менее впечатляет создание физиками астрономической космической аппаратуры для исследования излучений в инфракрасном, рентгеновском и γ-диапазонах.

А как делят теоретики астрофизики и теоретики физики область своих исследований? Да никак, эти области практически полностью совпадают. Однако астрофизики чаще используют наблюдательные, эмпирические данные, и поэтому их теоретические построения бывают более выигрышными по сравнению с построениями физиков-теоретиков. Физикитеоретики, зачастую пользующиеся абстрактными моделями астрофизических систем, часто находятся в плену умозрительных построений и пренебрегают наблюдательной информацией.

Взаимоотношения астрономов и физиков

История отношений между физикой и астрономией полна интересных событий и поучительных примеров.

Обычно у астрономов глубина знаний двух этих фундаментальных наук в значительной степени колеблется. Однако великие умы как-то умудрялись не впадать в бесперспективную крайность, возвышая астрономию над физикой или, наоборот, физику над астрономией. С древних времен плодотворные мысли появлялись в головах тех исследователей, в ком гармонично сочетались эти области знаний.

Ведь невозможно определить, кем в большей степени были — математиками, физиками, астрономами или вообще философами — такие личности, как Пифагор, Аристотель, Птолемей, Евклид, Галилей и, наконец, Ньютон, Кеплер, Максвелл, Лоренц, Пуанкаре, Менделеев, Планк, Гейзенберг, Гамов или Амбарцумян.

Известен интересный поучительный факт из жизни Ке-

плера. Наряду с созданием фундаментальных законов движения планет солнечной системы (законы Кеплера), он много лет с фантастическим упорством выяснял, казалось бы, пустяковый вопрос, почему снежинки бывают только шестиугольными? Это его сильно интриговало.

Конечно, очень интересно и даже таинственно, что снежинки не могут быть четырехугольными, пятиугольными или семиугольными, а только шестиугольными, а ведь их образование, казалось бы, есть случайный свободный процесс замораживания атмосферной влаги.

Кеплер так глубоко и профессионально изучил причину образования снежинок и обнаружил такие закономерности в их шестиугольности, что его размышления и разъяснения легли в основу теории современной кристаллографии. Завидный пример для любого исследователя.

После революции в естествознании, связанной с великими именами Коперника, Кеплера, Галилея и Ньютона, стало ясно, что астрономия и физика — это одна наука о природе,

ичто одни и те же законы управляют движением и небесных,

иземных тел. Законы физики выводились и проверялись на астрономических явлениях.

Вдальнейшем, однако, бурное развитие и дифференциация наук о природе постепенно привели к все более растущему обособлению физики от астрономии.

Сейчас почти во всех разделах науки происходит сужение области исследований. Причиной является необходимость более глубокого изучения отдельных ее областей. Но часто это приводит к тому, что даже ученые одной и той же специальности редко понимают результаты своих коллег и редко могут их оценить.

Иногда дело доходит до того, что, например, число математиков, работающих над одной и той же проблемой и понимающих друг друга, не превышает десятка человек.

Oб отношениях астрономов и физиков много писал И. С. Шкловский. Он хорошо знал и тех, и других. Сам он окончил физический факультет и был хорошим астрофизиком.

Попробую пересказать его отношение к физикам и астрономам своими словами.

В ХХ веке у физиков как-то постепенно, исподволь, росло пренебрежение к астрономии, сопровождаемое недооценкой роли астрономии для общей системы физического знания. Закономерным следствием этого нездорового процесса явилось прогрессивно растущее невежество в области астрономии среди подавляющего большинства физиков. На физических факультетах университетов преподаванию астрономии уделя-

лось все меньше и меньше внимания. Так выросло поколение физиков, имеющее об астрономии самое поверхностное представление.

Еще хуже обстояло дело с астрономами. Астрономы с трудом усваивали «новинки» теоретической физики, методы физического эксперимента, оптики, электроники и радиофизики, которые решительно и властно вторгались в практику астрономических исследований. Астрономия стремительными темпами становилась «всеволновой», от регистрации гамма квантов, рентгеновского и ультрафиолетового излучения до инфракрасного и радиоизлучения небесных объектов. А ведь основой основ этих новых методов была физика.

Образовался даже непростительный разрыв между астрономами-наблюдателями и астрономами-теоретиками, интерпретаторами астрономических наблюдений.

В пятидесятых годах прошлого столетия произошло гипертрофированное развитие релятивистской астрофизики, основывающейся на общей теории относительности. Возглавил релятивистов в Советском Союзе физик, академик Яков Борисович Зельдович, покинувший поприще атомных проектов в Арзамасе-16. Зельдович стал работать в Институте прикладной математики, руководимом президентом АН СССР,

академиком Мстиславом Всеволодовичем Келдышем. Зельдович считал релятивистскую астрофизику самой

передовой областью теоретической физики, призванной научить уму–разуму традиционных, по его мнению «отсталых и полуграмотных» астрономов, и его харизматическая натура рвалась в лидеры.

И. С. Шкловский в своей книге «Эшелон» весьма остро описывает эти события. Вот что он пишет.

«В то время пышным цветом расцвела релятивистская астрофизика — “детище” академика Я. Б. Зельдовича, привыкшего к “средмашевским”1 масштабам. Каждый четверг заседал их семинар — “театр одного актера” Рашида Сюняева, которому благоволит сам Яков Борисович».

И еще, продолжает Шкловский: «...гипертрофированное развитие одного органа, в ущерб другим — верный признак тяжелой болезни. Студенты быстро поняли, что попасть в орбиту релятивистской астрофизики — верный способ в «домашних условиях» и с гарантией защитить в срок диссертацию. А эксперимент и наблюдения — дело хлопотное и при нашем бардаке весьма ненадежное. Что и говорить — нынешняя молодежь все это «просекает» мгновенно!

1 Атомную бомбу делали под эгидой министерства среднего машиностроения.

В результате вот уже 10 лет идет процесс “отсоса” всего способного и толкового в релятивистскую астрофизику — бесконтрольное размножение никому не нужных, хотя и вполне квалифицированных теоретиков.

Все это похоже на ненормальное развитие, аналогичное раковой болезни, возникающей от бесконтрольного размножения патологических клеток. С точки зрения каждой такой клетки, все обстоит прекрасно, но вот организм почему-то гибнет».

Общее впечатление, которое оставляют работы этих физиков примерно таково: происходит многократное раскладывание «пасьянсов» из невероятных и неправдоподобных значений начальных и граничных условий для абстрактно поставленных теоретических моделей. При этом, не заботясь о реальности входящих в задачу величин, они получают ответы на «животрепещущие» вопросы. Например: пусть начальная энтропия нулевая или бесконечно большая, допустим, что вещество состоит на 99 процентов из нейтронов, а лептонные заряды равны нулю, или, пусть плотность излучения во много раз выше плотности барионов и т. д., после чего вычисляют, пойдут или не пойдут те или иные термоядерные реакции. Хотя давно известно, что термоядерными реакциями невозможно объяснить зарегистрированное сверхмощное излучение многих астрономических объектов, тем более их гигантских взрывов.

Амбарцумян, в статье «Некоторые особенности современного развития астрофизики» пишет, сравнивая методы познания астрономии и физики:

«Сегодня астрономия не только принадлежит к числу наиболее быстро развивающихся дисциплин, но и открывает новые пути перед другой важнейшей областью современной науки — физикой. Астрономия, как и в прежние времена, продолжает оставаться, главным образом, наблюдательной наукой. Терпеливое собирание фактов, постоянное стремление к точности наблюдений, если необходимо, многократное повторение однотипных наблюдений — все это остается незыблемой традицией астрономов. Остановимся особенно на вопросе взаимной связи теоретических и наблюдательных работ, а также на некоторых чертах, отличающих астрофизику от других разделов физических наук. Столкнувшись с новым явлением, сущность которого им еще не понятна, физик обычно повторяет свой опыт для того, чтобы установить зависимость явления от изменения условий, в которых поставлен эксперимент. Он не только старается хорошо знать физические условия, в которых происходят явления, но име-

ет возможность управлять ими и их изменять. Совершенно иначе дело обстоит в астрофизике. Пронаблюдав один раз необычное явление, мы не в силах ни управлять внешними условиями, в которых оно произошло, ни повторить его по нашему желанию. Мы иногда даже не имеем представления о тех условиях и внешних обстоятельствах, в которых замеченное нами явление произошло.

Физик, наблюдая новое явление, ставит сразу перед собой или перед физиками-теоретиками вопрос о его причинах. Астрофизик же, ставя такой вопрос, часто оказывается в положении слишком торопящегося человека, ибо прежде чем объяснить причину нового явления, нужно понять, что и в каких условиях произошло. Чтобы быть конкретнее приведем один пример.

Уже в прошлом столетии астрономы проявили большой интерес к вспышкам новых звезд. К концу его было выяснено, что возникающая вспышка происходит не на пустом месте неба, а связана с возгоранием какой — то уже существовавшей до этого слабой звезды. Астрофизики получили в свое распоряжение первые кривые изменения блеска новой звезды, характеризующийся тем, что увеличение блеска происходит неожиданно и продолжается короткое время — два, три дня, затем наступает все более замедляющееся его падение, и через два-три года или более звезда возвращается к своему прежнему состоянию, которое было до вспышки.

Была высказана с сегодняшней точки зрения совершенно наивная гипотеза, согласно которой вспышка новой звезды вызвана столкновением двух звезд. Гипотеза о столкновениях, как о причине вспышек новых звезд, была очень давно отвергнута.

Постепенное накопление наблюдательных данных о вспышках новых звезд в первой половине двадцатого столетия, особенно накопление спектроскопических наблюдений, позволило построить приближенную картину явления. Оказалось, что в звезде происходит быстрое, почти мгновенное выделение энергии, взрыв. В результате вещество внешних слоев звезды выбрасывается в окружающее пространство, и вокруг нее возникает газообразная оболочка, которая расширяется со скоростью порядка тысячи километров в секунду. С течением времени вещество оболочки образует вокруг первоначальной звезды туманность, которая продолжает расширяться и рассеиваться. Сама же звезда приходит в стационарное состояние, более или менее близкое к первоначальному. Сказанное не является объяснением причины вспышки. Это только внешнее описание явления.

Таким образом, многолетние труды астрономов, как наблюдателей, так и теоретиков, дали возможность понять, что происходит во время вспышки. Но у нас нет теории, объясняющей причину взрыва. Несомненно, она будет создана в ближайшее время.

Такая последовательность в изучении явления очень характерна для многих астрофизических проблем. Она состоит из трех этапов: наблюдения, выяснения того, что происходит в наблюдаемом объекте и, наконец, теоретического объяснения причин явления.

В случае вспышки Новых звезд вначале была сделана попытка перескочить через второй этап, не разобравшись в том, что же происходит во время вспышек, понять их причины. На этом же примере видно, что второй этап требует иногда длительного изучения, продолжающегося десятилетия.

Называя кратко этот второй, существенный этап интерпретацией явлений, мы приходим к тому, что исследование астрофизических процессов состоит из наблюдений, их интерпретации и теоретического объяснения. Последнее включает в себя вскрытие причин явления».

Примерно по такому же пути («перескок» через второй этап) прошел процесс познания радиогалактик в 1952 году со стороны Бааде и Минковским, пока не выяснилась роль активности ядер галактик.

Далее Амбарцумян пишет:

«В отдельных случаях приемы астрономов очень похожи на приемы, применяемые в физике. В качестве примера приведем замечательные работы академика Г. А. Шайна, относящиеся к проблемам эмиссионных линий в спектрах холодных гигантов. До работ Шайна было известно, что эмиссионные линии возникают в пространстве, окружающем звезду, иногда на значительном расстоянии от ее поверхности. Что касается эмиссионных линий в спектрах холодных гигантов, то здесь вопрос оставался невыясненным. Вскоре Шайн пришел к выводу, что чем сильнее поглощение в полосах окиси титана, тем сильнее проявляется замеченная аномалия. Это заставило его заподозрить, что окись титана поглощает кванты, испускаемые водородными атомами. Возникло очень смелое для того времени предположение, что эффективный слой, дающий эмиссию, расположен ниже слоя, где находятся поглощающие молекулы окиси титана. Однако эта гипотеза требовала доказательств. И Шайн ее доказал, изучив спектры переменных красных гигантов, в спектрах которых нет полос окиси титана. Нам современникам, почти казалось, что