· История науки

В своё время теоретик литературы и театра Жорж Польти, изучив 1200 произведений всех времён и народов и проанализировав 8 тысяч литературных героев, выделил 36 драматических положений, на которых держится вся мировая драматургия. Есть свои сквозные сюжеты и в истории науки. Чтобы построить базис, пришлось бы повторить подвиг Польти, проштудировав десятки книг по истории науки и перечитав сотни научных биографий. Но некоторые сюжеты лежат на поверхности, как, например, неожиданное открытие. Такими подарками судьбы были открытие сверхпроводимости и сверхтекучести, рентгеновских лучей и радиоактивности, космических лучей и расширения Вселенной. Вариации на эту тему: ложное, преждевременное и незаслуженно забытое открытие. Сюжет № 2, борьба за приоритет: Ньютон и Лейбниц, Ньютон и Гук, Пристли и Лавуазье, Флёров и другие. Сюжет № 3, конфликт учителя и ученика: Платон и Аристотель, Дэви и Фарадей, Фрейд и Юнг. История первого открытия ОИЯИ (по типу, хотя и не по значимости, это сюжет № 1) восходит к тем секретным временам, когда городок физиков ещё не был нанесён на карту и менял названия. Вопрос об открытиях уже через год после пуска первого дубненского ускорителя поставил не кто иной, как И. В. Курчатов, сделав это в свойственной ему манере: «Мишель? Физкульт-привет! Ну что, открытия есть? Достижения есть. Это хорошо, но давай открытия. Денежки народные большие истрачены, теперь давай результаты...». И результаты были. Они остались в сейфах первого отдела, а за успешное выполнение задания государственной важности сотрудники Гидротехнической лаборатории удостоились Сталинской премии и были награждены орденами Ленина. 1953 год. Страна на пороге больших перемен. Происходят перемены и в научной биографии директора Гидротехнической лаборатории М. Г. Мещерякова. Он избран в Академию наук, профессор Московского университета, начинает обзаводиться аспирантами. Его первый аспирант, выпускник МГУ Г. А. Лексин вспоминал, как у Дома учёных на Кропоткинской улице в Москве он увидел перед собой крупного солидного человека «с харизмой руководителя», который пригласил его в солидный, не менее крупных габаритов ЗИМ. Через несколько часов они въехали в засекреченный городок физиков, который тогда назывался «хозяйством Мещерякова». «Хозяйство» тогда состояло из трёх-четырёх улиц, и всё находилось друг от друга в двух-трёх шагах: коттеджи, административный корпус, двухэтажная гостиница и теннисные корты напротив, по другую сторону гостиницы — лагерь заключённых, но это уже хозяйство генерала Лепилова. И, конечно, страшно засекреченная Гидротехническая лаборатория. МГ определил тему диссертации, познакомил аспиранта с сотрудниками сектора и благословил: «Действуйте». Косых взглядов на себе молодой человек не замечал, но своё особое положение чувствовал: он пришёл, чтобы в отведённый срок сделать диссертацию и защититься, а остальные работали на общий результат и видели свою защиту в туманной перспективе. С другой стороны, вспоминал Г. А. Лексин, экспериментаторы уже тогда работали группами, а ему приходилось трудиться одному. Классика: уходя в отпуск, профессор даёт ученику задание, а по возвращении узнаёт, что тот получил новый, неожиданный результат. Нечто подобное случилось и с Лексиным. В его распоряжении был пучок протонов и сосуд с тяжёлой водой; ему надо было измерить рассеяние протонов на ядрах тяжёлого водорода в диапазоне энергий от 480 до 680 МэВ, которые стали доступны после реконструкции ускорителя. Мелочной опекой МГ не докучал. Человек получил задание, пусть работает. Молодым людям, особенно тем, кто знаком с историей науки, подчас приходят в голову причудливые идеи. В своё время Резерфорд посоветовал своему ассистенту, считавшему вспышки от альфа-частиц, пролетающих через тонкую металлическую мишень понаблюдать, а не летят ли они назад? И что из этого вышло? Было открыто атомное ядро. «А не летят ли и у меня протоны назад?» — вот о чём, может быть, подумал молодой человек, настраивая аппаратуру на большие углы рассеяния. До него так никто не делал, потому что считалось, что ядро как целое отразить удар не может и от прямого удара просто развалится. Г. А. ЛЕКСИН: «Выполнив измерения, я из «чувства полноты коллекции» продвинулся в область больших углов рассеяния протонов, когда дейтрон, как целое, должен был вылетать вперёд. Такой процесс был обнаружен, но шёл с малой вероятностью. Статистику хотелось увеличить, но необычный эффект был виден: частица с энергией связи порядка 2,3 МэВ не разваливалась при передаче ей импульса около 1 ГэВ». Теория этого не предсказывала и объяснить не могла. Что может быть лучше для экспериментатора? Работа над диссертацией переросла в открытие. Мало кто так эффектно входит в науку: статья в ЖЭТФ под единственной фамилией (МГ вычеркнул свою), оппонент на защите — директор Объединённого института Д. И. Блохинцев. Однако случилось это далеко не сразу. Сомнения украшают философов, но губят солдат, говорил Николай Грибачёв, и в этом физики на стороне философов. Что если обнаруженный эффект есть следствие методической ошибки? Великий Гук, например, считал, что экспериментально доказал вращение Земли, но никто не смог повторить его результат, а так хорошо в спорте, но не в науке. Ещё не отшумели страсти вокруг братьев Алиханова и Алиханьяна, которые открыли несуществующие частицы варитроны, получили Сталинскую премию, а потом оказалось, что никаких варитронов нет и никогда не было, а было только страстное желание их открыть. Не подтвердились впоследствии и первые сообщения о синтезе 102-го (Стокгольм, 1957), 103-го (Беркли, 1961) и 104-го (Дубна, 1964) элементов. Сдерживала МГ, вероятно, и неудачная попытка теоретического описания этого эффекта. Ситуация изменилась в 1956-ом, когда из Обнинска пришёл Д. И. Блохинцев. Заинтересовавшись необычным эффектом, Дмитрий Иванович построил для его объяснения теорию флуктонов — локальных флуктуаций плотности ядерного вещества, которые позднее были интерпретированы его учеником А. В. Ефремовым как многокварковые образования; Г. А. Лексин в научно-популярной статье «Кварки в ядрах», написанной в середине 90-х годов, назвал флуктон «мгновенной элементарной частицей». Из воспоминаний участников и очевидцев тех событий неясно, когда Дмитрий Иванович подключился к проблеме — случилось это до того, как был открыт ещё один неожиданный эффект, или после этого. В науке встречаются такие «цепные реакции идей», когда открытия как будто рождаются друг от друга: одно порождает другое, то, в свою очередь, — третье, и так далее. Между отдельными открытиями могут пройти годы, десятилетия, иногда это сотни лет. Но вмешался случай, и между открытием Лексина и последующим открытием прямого выбивания дейтронов из ядер прошло всего несколько месяцев. В. П. Зрелов вспоминал: «Как-то, просматривая январский журнал «Physical Review» за 1956 год, я натолкнулся на статью Силова (W. Selovе), в которой он сообщал о наблюдении при энергии протонов ~ 95 МэВ так называемого «пикап-процесса», то есть, «подхвата» налетающим протоном периферийного нейтрона ядра мишени с образованием дейтрона. Эти дейтроны образовывали компактную группу у высокоэнергетичной границы спектра. Мне пришла в голову мысль: «Не происходит ли что-либо подобное при наших энергиях?» После дополнительного анализа результатов, полученных на мишенях бериллия, углерода, меди и урана ещё до реконструкции ускорителя, появилась похожая картинка: «В хвостовой части спектра отчётливо обозначился пик неизвестного происхождения». Контрольные опыты показали, что это дейтроны. Но каков механизм их рождения? МГ собрал группу и устроил мозговой штурм. Когда все предложения, одно за другим, были отброшены, участники штурма вспомнили о летящих вперёд дейтронах Лексина. Вот почему В. П. Зрелов назвал его исследования «своеобразным прологом к открытию флуктонов»: в секторе МГ психологически уже были готовы к тому, что группа нуклонов при определённых условиях может взаимодействовать с налетающим протоном как целое. В серии сравнительных экспериментов по рассеянию протонов на свободных дейтронах и ядрах гипотеза о ядерных кластерах — «квазидейтронах» была убедительно подтверждена. Г. А. ЛЕКСИН: «Хорошо запомнился волнующий момент: МГ позвал меня в свой кабинет, разложил на столе большой лист миллиметровки, где были сопоставлены данные об обратном протон-дейтронном рассеянии, и прикрыв рукой точку, сказал: «Ну, посмотрите: вот — Ваша точка, а вот — наша». Они были близки». Результат Лексина впоследствии был осмыслен как первое наблюдение кумулятивного эффекта в ядерной физике, а открытие прямого выбивания дейтронов из ядер в свою очередь открыло ещё одно направление в науке — исследование ядерных кластеров. Для МГ это было эпизодом в его научной биографии, для Г. А. Лексина стало делом его жизни. После защиты Георгий Александрович вернулся в Москву и продолжил исследования ядерных кластеров в ИТЭФ, став одним из ведущих специалистов в этой области. В 60-е годы эти исследования возобновились и в Дубне. Через 10 лет после публикации 1957 года явление прямого выбивания дейтронов из лёгких ядер заново открыли американцы. Прошло ещё несколько лет, и они начали ссылаться на своих дубненских предшественников. К середине 70-х годов В. П. Зрелов пришёл к выводу, что пора подавать заявку на открытие. В конце 1979 года, когда соавторы наконец-то получили свои дипломы, в Государственном реестре было уже более 20 дубненских открытий. Такова история первого открытия, сделанного в Объединённом институте. Г. А. Лексин не вошёл в число соавторов открытия № 221, но сохранил признательность своему научному руководителю. Одно из свидетельств тому — стихотворный вариант его диссертации: Задача наша — измеренье   pd-упругого сечения. Гигантский синхроциклотрон    Нам быстрый выдаёт протон,    Затем бросаем мы его    В контейнер с чистой D2O,    Там происходит столкновенье,    И, всем умам на удивленье,    Не взад, не вбок, почти вперёд Летит тяжёлый водород.    Каков же вывод мудрых лиц?    Открыт эффект от трёх частиц.    Да будет славен средь веков    Мой шеф М. Г. Мещеряков! Из воспоминаний соискателя: «Много лет спустя я как-то прочёл МГ эту «диссертацию». Она ему очень понравилась: «Ну почему Вы не прочли её при защите?». Александр Расторгуев. Дубна