VIVOS VOCO: Научные заметки С.И. Вавилова

Эти заметки, взятые из дневника Сергея Ивановича Вавилова, были им сделаны для себя в ноябре и декабре 1950-го и в начале января 1951 года; в конце января его не стало. В заметках последние мысли крупнейшего исследователя, главы замечательной физической школы, одного из виднейших руководителей нашей Академии наук (с 1945 года он был ее президентом), мысли о своем труде: о том, что нужно разработать, исследовать, организовать, написать, обдумать, развить.
Часть их - заметки очень практические: о конкретных проблемах работы, просто об опытах, какие надо поставить в лаборатории. Другие - о научно-популярных очерках и книгах, которые хорошо бы издать, даже написать самому. Научно-популярную литературу физик Вавилов ощущал непременной частью своей жизни, своего призвания. Недаром он был не только исследователь, но и университетский профессор, не только директор крупнейшего в стране физического института и президент Академии, но и главный редактор Большой Советской Энциклопедии, и первый председатель общества "Знание", и литератор, оставивший после себя популярные книги о науке.
А главную часть публикации составляют заметки, в которых Вавилов размышляет о самом сложном - о ходе познания, о философии естествознания. В них многое недосказано, ведь это рабочие, сделанные для самого себя наброски. Иногда даже еще не тезисы, а пункты, на которые должна была в будущем опереться его мысль. Если бы Вавилов жил дольше, из этих заметок мог родиться важный философский труд.
И хотя они беглы и недосказаны, в них очень четко ощущается масштаб Вавилова-ученого, Вавилова-мыслителя. Из них становится понятным, почему такую ценность в его наследии приобрели для науки не только работы, завершенные при его жизни, но идеи, им оставленные, но направления изысканий, им завещанные, - то что развили и воплотили в конкретные труды его ученики, его коллеги, его последователи.
Сергей Иванович Вавилов был среди тех немногих ученых, которые еще до войны, когда ядерная физика еще считалась абстрактно-теоретическим, почти бесперспективным для практики разделом науки, сумел оценить принципиальное значение сделанных в ней открытий и взялся за организацию работ в этой области физики. Сам он занимался люминесценцией, сделал в ней ряд открытий, но, важнее того, он дал толчок новым научным направлениям, лежавшим за пределами его собственных работ. Одним из таких направлений была реализация полузабытой идеи Эйнштейна об усилении излучения излучением же. В итоге, когда Вавилова уже не было в живых, появились на свет знаменитые лазеры и мазеры, а работы, в которых были развиты идеи, впервые высказанные Сергеем Ивановичем, - труды П.А. Черенкова, И.Е. Тамма, И.М. Франка и труды Н.Г. Басова и А.М. Прохорова были отмечены высшим отличием нашей страны - Ленинскими премиями и высшими международными научными наградами - Нобелевскими премиями.
У С.И. Вавилова была великолепная научная интуиция. Из дневниковых заметок видно, как это его чутье рождалось из огромной и всесторонней эрудиции, из той философской глубины, с которой он ощущал все естествознание, сам ход постижения мира наукой.
Возможность познакомиться с дневником, из которого взяты публикуемые заметки - большая их часть впервые приводится в печати, - была предоставлена мне вдовой Сергея Ивановича О.М. Вавиловой и его сыном, профессором В.С. Вавиловым для работы над книгой, ныне готовящейся к изданию в серии "Жизнь замечательных людей". Приношу им за это глубокую благодарность.

Владимир Келер

Мозжинка, 8 ноября 1950 г.

Самоограничения современного естествознания

В современном естествознании, несмотря на его общность, есть, однако, самоограничения. Не берусь перечислять их все, но вот некоторые:

I. Принимается, что мир однороден, однородны пространственно-временные свойства, однородны элементарные частицы, однородны законы везде и всегда. На опыте это широко оправдывается. Но это не обязательно и должно рассматриваться только как эмпирический постулат.

II. Из I, почти как следствие, вытекает атомизм, тенденция к построению мира, начиная с малого - в большое. Между тем возможно пытаться, как стремится сделать Эйнштейн, идти в обратном направлении - от большого к малому, от мира к атомам.

III. Совершенно исключается сознание и его рудименты, несмотря на полную, можно сказать, максимальную (для человека) его несомненность. Сознание не может быть ненужным, "невесомым" фактором, с которым можно не считаться. Сознание не может не быть физическим, т. е. влияющим фактором.

* * *

Мозжинка, 12 ноября

О роли математики в современной физике

Об особой, эвристической роли математики в современной физике я много раз писал. Сейчас я хотел отметить только чересчур большую гибкость и емкость математики. Посредством вероятностных функций, многомерных пространств, функций комплексного переменного, она, оставаясь в пределах логики, точности, в состоянии заводить в явно метафизические области, причем получающиеся выражения могут вполне соответствовать опыту. Где же критерий истины?

Как будто бы все в порядке - и опыт, и логика. Говорят, что есть еще один критерий - философский. Если разобраться в этом заявлении конкретно, то обнаружится требование модельности. Но ведь это требование привычки и житейского удобства.

О национальной и "мировой" науке

Следовало бы дать серию очерков таких характерных фигур, как Галилей (итальянец), Кеплер (немец), Спиноза (еврей), Декарт (француз), Ньютон (англичанин), Ломоносов (русский), на фоне мировой науки и национальных особенностей.

Обнаружилось бы многое интересное и практически важное.

* * *

Мозжинка, 25 ноября

Общий принцип использования радиоактивных изотопов для фотографических целей

1) Нужна твердая среда, содержащая светочувствительные молекулы.

2) Под действием света эти молекулы должны практически полностью терять растворимость в некоторых растворителях (напр., вода, спирт и т.д.).

3) В светочувствительные молекулы должен входить радиоактивный изотоп.

Бромистое серебро в фотографической пластинке в желатине - частный случай, удовлетворяющий этим требованиям.

В рабочем кабинете президента АН СССР, 1946 г.

Барвиха, 18 декабря

О сознании как предмете естественной науки

Несмотря на намерения И.П. Павлова (о некоторых я сам слышал 40 лет назад), сознание не стало предметом естествознания. Учение Павлова верно, нужно, но это не все, совсем не все.

Вот уже больше пяти лет из факта биологического развития сознания (а следовательно, его нужности) пришел я к выводу, что сознание - физически действующий агент. Не камень, сознающий, что он летит, но не могущий ничего сделать (такова обычная "теория" сознания), а камень, через сознание воздействующий сам на себя и на окружающее.

Рудиментарное сознание тоже действенно, только в нем и особенности живого (все остальное легко имитировать и в неживом), но действие его ничтожно. Сознание человеческое - могущественно. Если заключить в адиабатную оболочку Землю, то благодаря сознательной деятельности человека обнаружатся нарушения второго начала (одна атомная бомба чего стоит, таковы же железные дороги и пр.). Думаю, что я не ошибаюсь. Но если так, надо создать особую естественную науку психики (не психологию, это что-то жалкое до сих пор): 1. вне пространства, 2. для нее совершенно необходимо "я", хотя бы в самой элементарной форме. Но можно ли здесь ввести количество? По-видимому, да. Количественные измерения сводятся к утверждению равенства (напр., совпадение двух течений в пространстве) и счету. Можно ли изучить свое сознание? По Бору - нет... А чужую психику? Не будет ли это обычной психологией?

Не ясно, но надо же с этим что-то сделать.

* * *

Барвиха, 19 декабря

Муравейник, пчелиные соты, паутина сами по себе механическая система и не больше, но создание таких систем "спонтанное", т.н. естественное, запрещает термодинамика с ее "наиболее вероятными состояниями". Вчера по поводу декартовских взглядов на" живое существо как машину прочел восклицание какого-то француза по поводу электронной машины памяти. Конечно, эта машина действительно есть машина, но создать ее без миллионо-лет, сотен тысяч поколений, мутаций, естественного отбора могло только человеческое сознание, направляющее, отбирающее, "максвелловский демон". Все это к тому, что сознание не просто "свидетель физики", а физический фактор. Нет сомнения, что само сознание во многом (может быть, во всем) зависит от физических факторов, но оно нс сводимо, так же как электричество, вероятно, в еще большей степени. Самое замечательное-это чувство себя, "я". Это громадный творческий двигатель, именно "я" и определяет возможность "максвелловского демона".

И вместе с тем "я" совсем не "божественно".

В большинстве случаев маленькое оно, примитивное, все па службе физиологии. Сознание и "я", бесконечно экстраполируя его развитие [...], можно почти довести до "всемогущего" состояния, но этот "конструированный бог" едва ли кому-нибудь для чего-нибудь нужен.

И наконец, последнее. Человек в клетке с зеркальными стенками ничего, кроме себя, не видит, и цена нашей философии только прагматическая. Это одно из средств борьбы за существование.

* * *

Барвиха, 27 декабря

О свежевыпавшем густом снеге

Ходить по полям, покрытым этой свежей белой пеленой, по-видимому, великое благо. Снег унес пыль, микробов, унес механически, заключил и свою белую пелену. П потом озон, выделяющийся свежим снегом. Но медицинские [работники] об этом, по-видимому, мало знают.

* * *

Барвиха, 29 декабря

О популярных книжках, которые следовало бы написать

Считаю это обязанностью. Темы такие:

I. "Вещество" (вариация на тему моей статьи "Развитие идеи вещества"). Осветить вопрос от электрона до человека. Полезно бы для других и для себя.

II. Пространство и время (очень трудная и очень нужная тема про Ньютона, Лобачевского, Эйнштейна и др.).

III. Действие света (вариация на старую тему).

* * *

Барвиха, 5 января 1951 г.

Действие частиц, вызываемых нейтронами в жидкости

Располагая источниками, нейтронов в растворе флуоресцирующих веществ, к которым добавлены борные соединения, можно по всей толщине вызывать b-излучение и [соответствующую] люминесценцию. Интересно изучить выход этой люминесценции пространственное распределение и поляризацию (в вязкой среде).

Можно ли ожидать аналога черенковского свечения при прохождении пучка нейтронов через жидкость?

При прохождении нейтронов со скоростью больше фазовой скорости света в жидкости вследствие некоторого рассеяния нейтронов на ядрах и электронах можно ожидать видимого свечения. О величине его трудно что-либо сказать, но опыт интересен.

* * *

Барвиха, 7 января

О больших физических вопросах

Физика завязла в установившихся понятиях массы, энергии, зарядов, элементарных частиц, сил. Это, конечно, неизбежно и перешло в физику из практики, но сама та практика настолько сложна, вторична, третична, и т.д., что основой для принципов физики служить не может. (Это не так при решении конкретных и технических задач.)

Глубже всего на дело смотрел, по-видимому, Спиноза (основное: пространство время и психика). Потому же пути пошел Эйнштейн (о последнем, т. е. психике, он просто молчит).

Итак, есть пространство-время (не ньютоновское, конечно, а что-то вроде эйнштейновского). Дальше на основании наглядных, модельных, привычных представлений, пожалуй, ничего не скажешь. Атом (или вообще микрочастица) - [это] какой-то поток пространства-времени в пространстве-времени, вызывающий поля ядерные, гравитационные, электромагнитные.

Почему образуются эти "клубки", почему они строго одинаковые, почему они подчиняются квантовым законам, как объясняются гравитационные, э[лектро]-м[агнитные] и прочие поля?

Чем объсняются спонтанно-статистические свойства процессов в сложных элемен[тарных] частицах (важно, что эти статист[ические] свойства обнаруживаются только в сложных системах), ядрах, химических] атомах, в системе ядро-фотон и т.д.?

Существуют ли статист [ические] свойства в действ[ительно] элемен[тарных] частицах? Статистический распад нейтронов и мезонов не свидетельствует ли об их сложности?

Об этом следует подумать.

Наконец, психика! Об этом еще у Эпикура и Лукреция, и у Ибсена "Легче ль песчинки в деснице твоей воли людской quantum satis?" * Очевидно, не легче.

* Полностью эти заключительные слова трагедии Г. Ибсена "Бранд" звучат так:

Боже, скажи хоть в час смерти моей
Легче ль песчинки в деснице твоей
Воли людской quantum satis"

Quantum satis (лат.) - сколько угодно достаточное количество. - В.К.

Наконец, все атомы в их диалектической противоречивой связи. Всего этого в физике пока нет. Не знаю, какой путь ведет к решению. Математический? Экспериментальный? С моделями ничего не сделаешь. * * * Барвиха, 8 января

О "спонтанных" статистических процессах новой физики

Вчера я отметил, что "спонтанные" процессы (одна из самых непонятных загадок новой физики) наблюдались до сих пор только в сложных системах (атомные ядра сложного состава, возбужденные атомы распад мезонов и т.д.). Это очень важно с принципиальной стороны. Система всегда допускает необходимость расположения частей в пространстве и по времени (расстояния, фазы и т.д.). Мы не знаем моделей структур [этих систем], но то, что [это] структуры, а не элементарные частицы, по-видимому, несомненно... Электроны сами по себе не успокоятся, заряды, массы элементарных частиц "спонтанно" не изменяются, поэтому статистическая "спонтанность" новой физики принципиально не отличается от хаотического беспорядка классической теории вещества.

В последнем случае мы знаем только довольно достоверно, что дело идет о статистич[еском] беспорядке координат и скоростей. В случае же радиоактивного ядра или возбужденного атома до сих пор неизвестно, что в них хаотически распределено.

* * *

Барвиха, 9 января

К анализу памяти

Вернулся тут к писаниям "Воспоминаний". И вот развертываются в памяти большие страницы с многими мелкими подробностями о событиях, виденных 45-50 лет назад. Можно, конечно, пустить кинокартину, снятую полвека назад, для этого нужно только, чтобы она сохранилась и был проекционный аппарат. Но где же место в человеческом мозгу, полностью изменившемся за 50 лет, для хранения всех этих картин, более полных и сложных, чем кинокартина? Эти картины памяти вовсе не отпечатки "ощущений" - это сложный комплекс понятий, слов, наблюдений, мыслей. Но замечательно вот что. В этих "картинах памяти" почти не осталось ничего личного. Ни самолюбия, ни восторгов, ни ненависти, ни любви. "Добру и злу внимая равнодушно", память разворачивает эти картины прошлого с поразительной глубиной, рельефностью. По этим картинам можно читать и даже рассматривать их в "лупу". Целого эти картины не составляют, они разрозненны, эти листы, произвольно завязанные в общую папку.

Сны, конечно, комбинируются из этих папок. Нет сомнения, что все "картины памяти" в живом человеке связаны с его машиной. Человек может забывать, терять память, пропадает ключ от папок. Мы веруем, что с распадом мозгового вещества данного человека навсегда исчезают "картины памяти", как при пожаре архива навсегда погибает написанное в документах, в нем хранившихся. Верна ли эта аналогия? Как представить себе безграничное разнообразие "картин памяти", опирающихся на дискретную клеточную мозговую структуру? Этого никто не знает, но теперь на это отвечают "машинами памяти", хотя им очень далеко до того, о чем идет речь. "Картины памяти" при этом чисто "психического характера". Они "поэтичны" и "художественны", носят элементы обобщения, типизации и предназначены для данного "я". Все это к вопросу о сознании.

* * *

Барвиха, 11 января

О снежной "пыли"

Сегодня чудесная погода. Солнце. Тишина, -12°. Воздух кажется чистым и далеко прозрачным на солнце (в рассеянных солнечных лучах видны довольно редко блестящие снежные кристаллики). Кристаллизующийся водяной пар. Старая проблема образования кристалликов из газообразной среды. Здесь она особенно ясна и красива. Это - замена пылинок, играющих в солнечных лучах.

Но это земное зрелище заслуживает внимания. Впервые его заметил.

О количестве, переходящем в качество

Изречение это глубокое, но понимают его обыкновенно самым примитивным атомистическим способом (по способу построения башен и домиков из кубиков). Там нет никакой глубины, тавтология и тривиальность. Но возможна ведь и другая точка зрения. Построение из целого частного, из Вселенной - атомов. Вот при таком подходе переход количества в качество может иметь совершенно непонятное и специфическое значение.