«“Звичайні генії” підштовхнули мене до печальної думки, чи ще коли-небудь світ знову побачить співпрацю таких яскравих інтелектуалів, які вміють тішитися життям».
Джiно Сегре
Джеймз Д. Вотсон, автор книжок «Подвійна спіраль», «Гени, дівчата і Гамов: після подвійної спіралі»
Макс Дельбрюк та Георгій Гамов, так звані звичайні генії, про яких пише Джіно Сеґре, були не такі відомі чи титуловані, як деякі їхні колеги-фізики середини ХХ століття, та все ж ці двоє друзів дуже значною мірою вплинули на наше сучасне бачення світу, як у найбільшому його масштабі (Всесвіт), так і найменшому (генетичний код). Їхній дивакуватий підхід до фізики привів до по-справжньому новаторської науки. Хай за що ці двоє бралися, вони ставали каталізаторами великих відкриттів. У своїй книжці автор вшановує їх і показує читачам, чому вони були далеко не «звичайні». Розповідаючи про цих двох великих науковців та їхню тривалу дружбу, Сеґре, і сам науковець, цікаво й елегантно розповідає, як робиться наука — про співпрацю й суперництво, перемоги й поразки, вплив політики, роль інтуїції та удачі, прагнення нового та допитливість, що живили їхні незвичайні уми.
«Георгій Гамов та Макс Дельбрюк були вільнодумці й жартівники. Вони відхилилися від основного напрямку науки в 1930-х і знайшли нові способи мислення, які проклали шлях новим наукам у 1950-х. Георгій відкрив космологію Великого вибуху, а Макс винайшов молекулярну біологію. У цій книжці вони постають, як живі. Вона надає свіжий погляд на те, як народжуються нові науки». Фрімен Дайсон, Інститут передових досліджень, Прінстон
ЗВИЧАЙНi ГЕНii
Це біографія двох науковців-диваків, чиє постійне прагнення інтелектуальних пошуків дало поштовх сучасним геноміці та космології, розповідь про батьків-засновників двох найзахопливіших на сьогодні галузей науки. Завдяки їм ми тепер маємо схему генома та розуміння наслідків Великого вибуху.
ЗВИ АЙНI Джiно ГЕНII Сегре Як два диваки проклали шляхи сучасноi науки
Георгiй ГАМОВ Макс ДЕЛЬБРЮК
ЗВИЧАЙНІ ГЕНІЇ
Gino Segrè
ORDINARY GENIUSES How Two Mavericks Shaped Modern Science
PENGUIN BOOKS
Джіно Сеґре
ЗВИЧАЙНІ ГЕНІЇ Як два диваки творили сучасну науку
Київ 2017 Видавництво К.І.С
УДК 530(73)(092) ББК 22.31(7Спо)д С28
Сеґре Дж. С28 Звичайні генії : як два диваки творили сучасну науку / Джіно Сеґре ; з англ. пер.: О. Гординчук, Г. Лелів. — Київ : К.І.С., 2017. — 392 с. ISBN 978-617-684-173-9 Багато в чому завдяки відкриттям Макса Дельбрюка і Георгія Гамова, сьогодні ми склали карту геному людини і зрозуміли Великий вибух. Але вони ніколи не були такими загальновідомими, як їхні колеги Айнштайн і Гайзенберґ, бо Макс і Джо активно проводили дослідження, не модні для свого часу. Це історія двох великих науковців і їхньої тривалої дружби, а також захопливий погляд зсередини на те, як люди роблять науку, за її лаштунки – на співпрацю і конкуренцію, дивацтва і невдачі, роль інтуїції і талану, а також почуття подиву і зацікавлення, що надихали ці надзвичайні уми. УДК 530(73)(092) ББК 22.31(7Спо)д
Джіно Сеґре, заслужений професор фізики і астрономії Пенсильванського університету, всесвітньо відомий фахівець у галузі теоретичної фізики елементарних частинок високих енергій. Був директором з теоретичної фізики Національного наукового фонду, отримав стипендії та нагороди від Національного наукового фонду, Фонду Алфреда П. Слоуна, Фонду Гуґенгайма, Рокфелерового фонду. Автор книжок: «Дещо про градуси» (2003), «Фауст у Копенгаґені» (2008), «Папа фізики» (2016). Як він сам зазначає, попри те, що в родині його оточували фізики – дядько (нобелівський лавреат), тесть, брат, племінник – але саме читання книжок Г. Гамова привело його до рішення стати фізиком.
З англійської переклали Олександра Гординчук (вступ, розділи 1–23) та Ганна Лелів (розділи 24–45). Редактор Олександер Телемко.
ISBN 978-617-684-173-9
© Gino Segrè, 2011. All rights Reserved © О. Гординчук, Г. Лелів, 2017. Переклад © К.І.С., 2017. Макет
Дивакам від науки, молодим і літнім. Приємних шукань!
6
Звичайні генії
Зміст
Переднє слово до українського видання . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Вступ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1. Перше знайомство Макса і Джо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2. Зростання Макса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3. Зростання Джо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4. Ґетінґен і Копенгаґен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 5. Частинка чи хвиля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 6. Початок кар’єри Макса та Джо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 7. Копенгаґен, 1931 рік . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 8. Цюріх, 1931 рік . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 9. Макс, Бор і біологія . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 10. Макс, Берлін і біологія . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 11. Джо тікає з Росії . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 12. Росія, яку Джо покинув . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 13. Джо приїжджає в Америку . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 14. Розкриття секретів Сонця . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 15. Макс їде з Німеччини . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 16. Макс у Новому світі . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 17. Поділ ядра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 18. Наднові та нейтронні зорі . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 19. Макс знайомиться з Мені та Салом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 20. Великий куш . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 21. Що таке життя? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 22. Фагова група зростає . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 23. Джо та Всесвіт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 24. Гра Гамова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 25. Бор, Джо й Макс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
7 26. Назад до Німеччини . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 27. Новий Манчестер . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 28. Альфа-бета-гама . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 29. Великий вибух проти усталеного стану . . . . . . . . . . . . . . . . 213 30. ДНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 31. Подвійна спіраль . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 32. Джо й ДНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 33. Джо починає спочатку. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 34. Макс починає спочатку . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 35. Молекулярна біологія, що була . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 36. Трійця церкви фагів їде до Стокгольма . . . . . . . . . . . . . . . . 265 37. Тріумф Великого вибуху . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 38. Космічне мікрохвильове фонове проміння . . . . . . . . . . . . . 275 39. Нова ера в космології . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 40. Найбільша помилка Айнштайна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 41. Каченя чи лебідь? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 42. Після Золотої епохи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 43. Неминучий і немодний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 44. З’являється містер Томпкінз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 45. Останні послання Джо та Макса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 Подяки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 Примітки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326 Бібліографія . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 Показник . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
9
Переднє слово до українського видання Книжка Д. Сеґре «Звичайні генії» — про двох знаменитих американських науковців, відповідно українського та німецького походження, що покинули свої батьківщини в час, коли там панували тоталітарні режими. Це захоплива історія життів Георгія Гамова та Макса Дельбрюка і становлення та розвитку квантової фізики, космології, молекулярної біології. За видатні праці їх відзначили численними нагородами за життя, їх пам’ятають і вшановують як дивовижних людей, яким ми завдячуємо революційними досягненнями в науці. У Берліні в січні 1992 року в результаті злиття трьох інститутів (молекулярної біології, дослідження раку, досліджень серцево-судинної системи) засновано Центр молекулярної медицини Макса Дельбрюка Товариства Гельмгольца. Центр щорічно присуджує медаль Макса Дельбрюка, якою нагороджують під час Берлінських лекцій з молекулярної медицини. Відділ біологічної фізики Американського фізичного товариства присуджує з 1981 року премію з біологічної фізики, 2006 року перейменовану на премію Макса Дельбрюка. Фізичний факультет Колорадського університету запровадив 1971 року лекції пам’яті Георгія Гамова. На сьогодні прочитано 50 лекцій, з якими виступали всесвітньовідомі науковці, 25 з них — нобелівські лавреати. На базі Одеського національного університету ім. І. Мечникова проводяться Гамовські міжнародні конференції і щорічно проходять Гамовські літні школи. Удостоєний найвищої нагороди ЮНЕСКО за заслуги в популяризації науки — премії Калінги, Г. Гамов належить до найвідоміших авторів науково-популярної літератури: близько двох десятків
10
Звичайні генії
книжок, неодноразово виданих і перевиданих різними мовами (серед останніх — «Містер Томпкінз у м’якій обкладинці», що вийшла 2012 року в серії «Кентоу класікс», найуспішніших видань, опублікованих видавництвом «Кембрідж юніверсіті прес» за останні пів століття і більше, «найліпших, найвпливовіших і найприємніших книжок»). Готуючи книжку про двох вільнодумців, уже якось і незручно було дотримуватися деяких норм чинного (досі!) правопису, накинутих ще в 30-і роки. Це насамперед стосується написання слів іншомовного походження. Тут основний орієнтир — Український правопис (1928) з поправками, а щодо термінології — Англійсько-українсько-англійський словник наукової мови (фізика та споріднені науки) О. Кочерги і Є. Мейнаровича, 2010 (http://e2u.org.ua). Видавництво щиро вдячне Ярославу Гукові за щедру фінансову підтримку, завдяки якій стало можливим видання книжки, і за продовження традиції свого земляка Євгена Чикаленка: «Мало любити Україну до глибини душі, треба любити її й до глибини кишені». І насамкінець. Науково не доведено, але цілком можна припустити, що розвиток «суспільства знань» залежить не так від обсягу балачок про нього, як від наявності читацької авдиторії загалом і природничо-математичної літератури зокрема. Кількість перекладних науково-популярних книжок, виданих українською за останнє чверть століття — а їх є кілька — хоч і навіює деяку бентегу, але живить і певну надію, підставовість якої може ствердити чи розвіяти лише читач. На нього і сподівання. Олександер Телемко
Вступ 11
Вступ
Я вирішив знайти собі ніким не зайняту нішу, тож вибрав ядерну фізику. Георгій Гамов Уникайте модних досліджень. Макс Дельбрюк
Одна першокурсниця на занятті з курсу «Вступ до фізики» недавно запитала мене, яку галузь науки я нині вважаю найзахопливішою. Ця студентка була дуже старанна, серед найкращих на курсі. А ще вона хотіла зробити кар’єру в одній із фундаментальних наук, тільки не мала певності, в якій саме. Я вважав, що вона досягне успіху в усьому, хоч за що візьметься, але не наважувався назвати якусь конкретну галузь, тож дав їй загальну пораду: розглянути всі варіянти, попрацювати в кількох лабораторіях, дістати якусь дослідницьку роботу на літо й подивитися, що припаде до душі. Але їй хотілося почути щось конкретніше, тож вона далі допитувалася. Прагнучи дати їй задовільну відповідь, я сказав, що мої фаворити — космологія, наука про Всесвіт, та геноміка, аналіз геному організмів. Перша вивчає світ на макрорівні — безмежний космос, частину якого становимо ми самі, а друга — на мікрорівні — найдрібніші складники живих істот. Космологія вивчає те, що я вважаю найвагомішим нерозв’язаним питанням у природничих науках чи принаймні найвагомішим серед тих, які, цілком ймовірно, будуть успішно розв’язані за наступні двадцять років: з чого зроблено Всес-
12
Звичайні генії
віт? Дія гравітаційних сил засвідчує, що всі зірки, планети, пил, тощо становлять лише 5 % Всесвіту. Решту 95 % ми називаємо темною енергією та темною матерією. Вибір цих назв мотивовано тим, що ці структури, як наразі відомо, не випромінюють ніяких ідентифіковних сигналів; розкриття їхньої сутності, безсумнівно, стане вирішальним моментом у нашому пізнанні Всесвіту. У геноміці, як і космології, є кілька великих нерозв’я заних питань. Одне з них можна коротко викласти як розшифрування набору інструкцій щодо складання живих організмів. У 1970-х, зробивши перші спроби розшифрувати ДНК, науковці зі здивуванням виявили, що переважна частина інформації, яка міститься в генетичному коді, здавалося, не має ніякої конкретної функції. Можливо, аналогія з космологією була б виразніша, якби біологи вирішили назвати цю, на перший погляд, зайву інформацію «темною ДНК», але натомість вони вибрали кольоритнішу назву — «зайва ДНК». Останнім часом, відкривши деякі її функції, вони замінили це потішне, але негативне позначення терміном «некодувальна ДНК». Та ще залишилося безліч загадок щодо її призначення. На додачу, тоді як секвенування гена1 стає дедалі потужніше й не таке дороге, дуже ймовірно, що ми здійснимо довгоочікувану революцію в медицині, що обіцяє пізнання нашої генетичної будови. Моя студентка пішла, явно захопившись усіма цими цікавими викликами. Я цілком упевнений, що до того моменту, коли вона починатиме кар’єру, нові дослідницькі інструменти надаватимуть такі дані, які наразі неможливо передбачити. Після того як вона вийшла з мого кабінету, мої думки перекочували з майбутнього космології та геноміки до їхнього минулого — я замислився над тим, як досягнуто теперішнього статусу і хто відіграв ключову роль у їхньому розвитку. А це, своєю чергою, підштовхнуло мене згадати про двох пов’язаних між собою людей, дорогих моєму серцю. Фізики за освітою, вони
Вступ 13
обидва продовжували вважати себе фізиками, навіть коли розгорнули діяльність в інших галузях. І той, і той народилися на самому початку ХХ століття; вони зустрілися мимохідь у німецькому університетському містечку Ґетінґені й іще раз познайомилися у Копенгаґені, столиці Данії. Там вони стали друзями й навіть якийсь час працювали разом, перш ніж піти різними шляхами, а відтак знову зустрітися, переїхавши до США. Георгій (Джордж) Гамов, якого зазвичай кликали Джо, був росіянин2, а Макс Дельбрюк, що його називали просто Максом, — німець. Джо стали вважати батьком космології Великого вибуху, бо він перший збагнув, як розширення гарячого казана Всесвіту в перші хвилини його існування могло утворити елементи нинішнього світу. Макс став знаковою фігурою в дослідженні бактеріофагів — вірусів, що надають найпростіші засоби вивчення генетичної реплікації. Зосередження на цих вірусах стало ключовим елементом у відкритті структури ДНК. Джо та Макса по праву можна вважати засновниками сучасної космології та геноміки — двох передових галузей, кар’єру в яких я радив своїй студентці. Однак, хоч кожен із них посприяв початкові революції в науці, я не вважаю їх незвичайними геніями. Макс і Джо не схожі на тих трьох науковців, які долучилися до початку революції у квантовій механіці: Вольфґанґа Паулі, Вернера Гайзенберґа та Пола Дірака. Вони не отримали Нобелівської (Нобелевої) премії за досягнення молодості, як і не дістали престижних професорських посад в юному віці, та й не прославилися у своїй галузі ще до тридцятиріччя. Також вони не написали, як Крік та Вотсон, своєчасної роботи, що змінила напрям розвитку науки, не кажучи вже про таку, яка змінила наше уявлення про простір та час, як це зробив Айнштайн 1905 року. Але їхня робота залишила тривалий слід та змінила сучасну науку. Паулі, Гайзенберґ, Дірак та, звісно, Айнштайн були незвичайні генії, тоді як Макс та Джо — лише звичайні. Вони були
14
Звичайні генії
розумніші та з багатшою уявою, ніж у нас із вами, але не якісно відмінні від нас. Знаменитий математик Марк Кац3 окреслив цю відмінність дещо інакше, протиставляючи звичайних геніїв чарівникам, чиї винаходи такі разючі, що важко збагнути, як простому смертному вони могли спасти на думку, але досягнення чарівників не конче найвпливовіші. За правильних обставин, завдяки здоровому розумові, наполегливості й характерові — а ще не забуваймо про удачу — навіть звичайні генії можуть очолити революцію в науці. Віддамо їм належне — саме це Макс із Джо й зробили. Вони такі дорогі мені почасти через вагомість їхніх досягнень, але є й інші причини, чому я вважаю їх такими привабливими. Безсумнівно, я високо ціную послідовність їхнього намагання враховувати ситуацію в цілому, мислити глобально й не зупинятися навіть у разі невдачі. Особливо мені запам’яталася одна заувага, яку зробив Алфред Герші, біолог, що розділив із Максом Нобелівську премію. Він описував, як Макс «…міркував над глобальними питаннями навіть до того, як вони були сформульовані. Це до снаги небагатьом науковцям»4. Ці слова точнісінько так само можна прикласти й до Джо — людини, що, здавалося, постійно на багато років випереджала своїх сучасників. А це вимагає неабиякої інтуїції — достеменно, риси, якою я захоплююся і в Макса, і в Джо, але дещо я ціную навіть вище — їхню інтелектуальну сміливість. Кожен із них мав її задосить і поєднував з оригінальністю мислення та дій, що часто скеровували їх геть від протоптаного шляху. Розповідь про них була б менш цікава, якби вони обидва так не любили розваги. Джо повсякчас намагався перетворити будь-яке зібрання на гульню, а його розіграші стали мало не легендами. На перший погляд Макс здавався тихішим, але, як сказав його близький друг та колега Сальвадор Лурія: «Максів світогляд був діонісійський: будь-яка група студентів мало не відразу перетворювалася на веселу компанію, і для кожного їхнього покоління він був наче перехідне свято»5.
Вступ 15
І ці слова Лурії про Максів світогляд стосувалися не тільки студентів. Я вкотре переконався у правильності свого рішення об’єднати життя та діяльність цих двох людей в одній книжці, нещодавно відвідавши Джіма Вотсона, співвідкривача ДНК. Ми познайомилися ще на початку 1960-х й бачилися колине-коли; я був радий ще раз із ним зустрітися. Його гарний кутовий офіс у Колд-Спрінг-Гарборі, біологічній дослідницькій лабораторії6, до облаштування якої він так вагомо долучився, був прикрашений цікавими картинами, книжковими полицями й портретами Джеферсона, Лінколна й Менделя. Колаж Кріка та автопортрет Далі висіли на стіні, просто за його робочим столом. Були там також і кілька фотографій; дві з них відразу привабили мій погляд. На одній із них був усміхнений Джо, а на другій — молодий Макс. Ми проговорили кілька годин: Джім хотів більше дізнатися про досягнення Макса у фізиці, а я хотів обговорити його вплив на біологію. В результаті нам удалося й те, й те. Яке велике значення Макс мав для Джіма, я особливо відзначив, коли пізніше прочитав слова, що він їх сказав на церемонії прощання із Максом, проведеній у Каліфорнійському технологічному інституті: «Я й досі не можу прийняти того, що Макса більше з нами немає, й не перейматися, що мої слова йому не сподобаються. Мені так хочеться сказати те, в чому мені завжди бракувало сміливості зізнатися, — що, крім дружини та дітей, Макс означав для мене більше, ніж будь-хто інший».7 А щодо Джо, одного з героїв потішної книжки Вотсона «Гени, дівчата і Гамов», то Джім не хотів погоджуватися з моєю характеристикою Джо як звичайного генія. Він вважає, що Джо заслуговує на більше пошанування за те, «що так часто бував на крок попереду решти»8.
16
Звичайні генії
Життя Макса та Джо, втягнуті у вихор великих наукових та політичних драм ХХ століття, надають цікаву ілюстрацію того, що могло статися. Макс, нащадок одного зі славетних пруських родів, був штатним фізиком-теоретиком у берлінській групі з ядерної фізики Лізе Майтнер; вона перша, хто уявив можливість поділу ядра. На той час, коли склалося бачення поділу, Макс збагнув, що його політична прямолінійність стоїть на заваді науковій кар’єрі в нацистській Німеччині. Він покинув батьківщину й перемкнувся на біологію. Якби все склалося інакше, кар’єрний шлях Макса міг привести до професорства у Ґетінґенському університеті, подібно до старшого двоюрідного брата, що в дитинстві навчав його фізики, Карла Фрідріха Бонгофера. З другого боку, на нього міг чекати такий самий кінець, як і молодших братів Карла Фрідріха, Дітріха й Клауса Бонгоферів, Максових друзів дитинства. Перший був знаний протестантський теолог, а другий — адвокат (одружений із Максовою сестрою Емілі); нацисти стратили обох в останні дні Другої світової війни за їхній опір Гітлерові9. Така доля мог ла спіткати й Макса. Джо навіть ближче за Макса підійшов до розвитку поняття поділу ядра, бо він перший вважав ядро коливною краплиною ядерного плину, а це — ключ до припущення можливості розщеплення його надвоє. Згодом Джо міг стати учасником Мангетенського проєкту й створювати атомну бомбу, якби раніша служба офіцером у російській10 армії не зіграла проти нього11. З другого боку, якби Джо не втік зі сталінської Росії 1933 року, то майже гарантовано був би заарештований під час репресій кінця 1930-х. Найкращий друг Джо, великий російський фізик Лев Ландау, в той час мало не загинув, провівши рік у в’язниці. Джо точно чекала б не ліпша доля. Макс і Джо також поділяли рису, що вимагає неабиякої впевненості. Гамов підсумував її в інтерв’ю, яке дав під кінець життя, сказавши: «Мені подобається бути піонером»12. Він пояснив, що в кінці 1920-х, коли найкращі фізики-теоретики, такі
Вступ 17
як Паулі, Ґайзенберґ та Дірак, намагалися розв’язати проблему атома, він пішов іншою дорогою. «Я вирішив знайти собі ніким не зайняту нішу, тож вибрав ядерну фізику. І тоді ядерна фізика раптом набула популярності, тож я перейшов до ядерної астрономії, ядерної астрофізики, космології».13 Макс, бувши готовий 1932 року посісти посаду фізика-асистента Паулі, натомість вирішив почати повільний перехід. Постановивши собі стати біофізиком, він вибрав дорогу, що вимагала тривалої тяжкої праці в суцільній пітьмі. Через двадцять років, коли Вотсон і Крік відкрили структуру ДНК, Макс перебував на гребені своєї впливовості, названий багатьма батьком нової галузі, що почала окреслюватися. Та все ж згодом він перейшов до дечого інакшого, вивчення грибів Phycomyces, а це далеко не крок у бік слави. Багато хто здивувався, але Макс просто втілював у життя свій власний часто цитований афоризм: «Уникайте модних досліджень». Роза Бете, вдова видатного фізика, лавреата Нобелівської премії Ганса Бете, поділилася зі мною своїми враженнями про них двох. Коли я сказав їй, що збираюся написати книжку про Макса й Джо, які обидва були її друзями, Роуз усміхнулася й швидко відказала: «А, про тих двох диваків!»14. Звісно, я з нею погодився. Є в науці романтика, схожа на ту, що буває в інших аспектах життя. Вона полягає в тому, щоб братися до нового, здавалося б, досягнувши своїх цілей. Ми бачимо її в західних фільмах, коли принциповий стрілець зникає на горизонті шукати нового міста, або ж у спорті, коли зірка полишає його на вершині своєї слави. Ми бачимо цю романтику в літературі — наприклад, у пісні XXVI «Божественної комедії», де Одісей Данте збирає свою стару команду й знову відпливає геть, замість тішитися старістю в Ітаці. Її ж ми бачимо і в науці. В усіх цих випадках відхід має ціну — втрату захищеності, яку забезпечує членство в усталеній громаді, та підтримки, що
18
Звичайні генії
її надає група колег. Є ще й додатковий ризик того, що нова дорога нікуди не приведе або, що гірше, унеможливить безпечне повернення. Але деякі люди мають сміливість на неї зважитися й навіть відчувають потребу це зробити; для них пошук — це необхідність, а не варіянт. Більшість людей, які вирушають у такі мандрівки, зникають у забутті, але частина романтики будь-якої галузі полягає в гонитві за мрією, а не задоволеності звичним і комфортним. Це розповідь про двох незвичайних чоловіків, які вирушили в такі мандрівки і в процесі започаткували дві найважливіші наукові революції ХХ століття.
1. Перше знайомство Макса і Джо 19
1. Перше знайомство Макса і Джо
Я виявив у ранньому віці, що наука — це прихисток для сором’язливих, для дивних, для «білих ворон». Напевно, це більше стосується минулого, ніж сучасності. Макс Дельбрюк щодо атмосфери в Ґетінґені
Це було 1928 року в невеличкому університетсько-
му містечку Ґетінґені, що в Центральній Німеччині. Двадцятидворічний Макс сидів за столиком у кафе, коли хтось із друзів показав йому пальцем на дивного щойно прибулого в місто молодика, який проходив повз. То був Джо, двадцятичотирирічний Георгій Гамов, дуже високий, з дуже світлим волоссям, з великою головою й короткозорими очима, які примружував за товстими лінзами окулярів. Після революції на Заході бувало мало російських науковців, а студентів — і поготів. Гамов був перший — він приїхав до Ґетінґена на три місяці, здобувши якусь російську стипендію. Як незабаром виявилось, його манера поведінки вельми відрізнялася від властивої фізикам, з якими Макс був знайомий. Незвично високим писклявим голосом, який дещо розходився з його кремезністю, Джо швидко й гучно давав знати про свої погляди, попри погане знання німецької. Нестача повноцінного словника та вмінь правильно складати речення ніколи не заважали Джо висловлюватися, що він робив часто і без запрошення. Він також майже не звертав уваги на традиційну пошану до рангу та статусу або ж на звичну повагу, яку студенти-німці виказували своєму герові професору. В Ґетінґені він був би залишений без уваги як аномалія, дивний і не зовсім приєм-
20
Звичайні генії
ний продукт нової Росії, якби в свій перший тиждень в університеті не зробив сенсаційну знахідку — початкове застосування квантової механіки до вивчення атомного ядра. На противагу Джо, Макс, на перший погляд, скидався на просто-таки ідеального ґетінґенського студента. Він був високий і вродливий, з видатної німецької сім’ї, до якої належало багато дуже знаменитих університетських науковців. Однак він дещо іронічно ставився до традиційних тонкощів поведінки, які позначали університетське життя в Ґетінґені. Йому також була властива особлива впевненість у собі, яку дехто сприймав за зверхність, а хтось — за байдужість. Макс вступив до Ґетінґенського університету двома роками раніше, наміряючись стати астрономом, але швидко перейшов до фізики, піддавшись ажіотажеві, що виник навколо неї з появою квантової механіки. Йому хотілося б краще познайомитися з цим дивним росіянином, але бракувало часу. Їхня дружба по-справжньому почалася лише через три роки, в Інституті Нільса Бора в Копенгаґені. Ґетінґен у 1928 році був Мекою для фізиків, а надто для тих, хто мав сильну математичну підготову. Початок цій традиції за століття до того поклав Карл Фрідріх Ґаус — можливо, найвидатніший математик усіх часів, до того ж ще й палко зацікавлений фізичними проблемами. Цю традицію тепер продовжили його ґетінґенські наступники, завідувачі катедр математики та теоретичної фізики, Давід Гільберт та Макс Борн відповідно, кожен із яких і сам був щонайвидатнішою інтелектуальною фігурою. Ба більше, їм двом надали право вибирати асистента, що допомагав би у викладанні та керуванні студентами, тож їхня власна висока репутація гарантувала, що ці посади посідатимуть надзвичайні молоді науковці. Вольфґанґ Паулі та Вернер Гайзенберґ якраз закінчили свої терміни на посаді асистентів Борна15, а Джон (Янош) фон Нойман, дивовижний угорський науковець-універсал, кілька місяців до того працював асистентом у Гільберта.
1. Перше знайомство Макса і Джо 21
Коли Макс вступив до Ґетінґена, студенти з усього світу, як, наприклад, блискучий двадцятидворічний американець Джуліус Роберт Опенгаймер, прибували в це маленьке німецьке містечко, щоб вчитися у майстрів. Арнольд Зомерфельд у Мюнхені міг надати не менш вагому базову освіту, а Нільс Бор у Копенгаґені мав інтуїтивніший підхід до фізики, але для молодиків на зорі двадцятиріччя в 1924–1928 рр., у вирішальний період розвитку квантової механіки, ліпшого місця за Ґетінґен не було. Вчитися там не конче було легше, бо молоді чоловіки, а іноді й жінки, часто конкурували одне з одним за визнання та успіх. Макс, який наче стояв осторонь цих змагань, на схилі літ згадував про те, як йому вчилося: «Я виявив у ранньому віці, що наука — це прихисток для сором’язливих, для дивних, для “білих ворон”. Напевно, це більше стосується минулого, ніж сучасності. Студент у Ґетінґені в 1920-ті, що вирішив відвідати семінар “Структура матерії”, який проводився під спільним керівництвом Давіда Гільберта та Макса Борна, увійшовши, легко міг подумати, що потрапив у божевільню. Кожен із його учасників явно мав якесь вагоме відхилення. Доводилося хоча б стати заїкою. Роберт Опенгаймер на останньому курсі вирішив за потрібне набути дуже елегантного заїкання, такої собі техніки “ням-ням-ням”. Отож, ставши диваком, можна було почуватися як удома».16 Однак, попри дивакуватість, ні Макс, ні Джо не почувалися в атмосфері Ґетінґена цілком невимушено. Основною причиною цього було те, що стиль з наголошуванням на математичній строгості у пошуку розв’язань фізичних задач для них обох не був комфортний. Вони хотіли знайти свої власні підходи. І, звісно, знайшли, однак, що стосується Макса, як ми далі побачимо, це забрало багато років.
22
Звичайні генії
2. Зростання Макса
… це досить залюднене передмістя після війни стало мало не містом-привидом. Макс Дельбрюк про район Берліна, де він виріс, після Першої світової війни
Макс народився у Берліні 4 вересня 1906 року. Його сім’я належала до найвищих кіл пруської буржуазії. Його дід по матері був начальник медичної служби пруських збройних сил, а прадід, Юстус фон Лібіґ, — один із засновників сучасної хемії. До родини Максового батька, не менш видатної, належали багато поколінь суддів, професорів і державних чиновників найвищого рангу. Максів батько, Ганс Дельбрюк, працював професором історії в Берлінському університеті в ті часи, коли значних університетських викладачів громада боготворила. Раніше він був наставником пруського кронпринца17 і членом парламенту. На додачу до викладацьких обов’язків, старший Дельбрюк став громадським діячем, майже тридцять років працюючи редактором «Пройсіше ярбухер» (Preussische Jahrbucher), ліберального місячника, для якого регулярно писав коментар на шістнадцять сторінок. (Макс пізніше порівняє цей журнал із «Етлентік манслі» (Atlantic Monthly). Ліберальні погляди, які він відстоював у журналі, часто були контраверсійні, аж до того, що начальник берлінської поліції, вочевидь, ображений критикою з боку Дельбрюка, якось викликав того на дуель. Максів батько відмовився битися, оприлюднивши свою
2. Зростання Макса 23
думку, яка полягала в тому, що начальникам поліції не годиться брати участі в дуелях. Позиція Ганса Дельбрюка була делікатна, бо ж трактування історії, а надто історії бойових дій — його особливої спеціялізації — мало велике значення для Німеччини, що дедалі більше поривалася заявити свої претензії на владу на світовій арені. Під керівництвом талановитого й амбіційного лідера ХІХ століття, Ото фон Бісмарка, Прусія перемогла Австрію у війні 1866 року й Францію — 1870 року. Тепер, в серці об’єднаної Німеччини, Берлін перетворився на столицю нової нації, що ставала однією з великих світових потуг. Бісмарк хотів, щоб місто відображало свій новонабутий статус, маючи бульвар, який за своєю красою та грандіозністю перевершить паризькі Єлисейські Поля. Природно, вибір припав на Курфюрстендам, улюблений серед берлінців Кудам. З’явившись у ХVI столітті як стежка, що поєднувала палац Унтер-ден-Лінден тодішнього можновладного князя Йоахіма в центрі міста з його мисливським будиночком у західних лісах за містом, бульвар до другої половини ХІХ століття залишався просто широкою дорогою. Маючи бажаний потенціял для розвитку, він, одначе, явно потребував перетворення, щоб відбивати амбіції нової столиці. Роботи над проєктом почалися на початку 1880-х; вулицю тоді розширили до 150 з гаком футів: уздовж тротуарів постали кафе, ресторани та елегантні крамниці. Цей злет уможливив новонадбаний достаток Прусії: частина фінансування надійшла від швидкого промислового розвитку країни, частина — з п’яти мільярдів франків воєнних репарацій, які Франція була змушена заплатити 1870 року. Віли та елегантні багатоквартирні будинки відображали це нове багатство, а Ку-дам став улюбленим місцем для будівництва. Під кінець ХІХ століття Ґруневальд18, розміщений на західному краю бульвару, також почали забудовувати, що символізувало природне розширення міста.
24
Звичайні генії
Максові батьки, що жили у міській квартирі, захотіли перебратись у зручніше житло, коли народився малий Макс, остання дитина з семи. Отож 1907 року вони переїхали в цей новозбудований берлінський район, в якому прагнули оселитися забезпечені університетські викладачі та успішні підприємці. Цей район привабив Дельбрюків зі зрозумілих причин, серед яких очевидними були більший простір та зелень. Відстань до ділової частини міста тепер не становила проблеми, бо від центру Берліна до Ґруневальда запустили електричку. Але те, що друзі й родичі мешкали прямо тут же, напевно, стало основним аргументом на користь переїзду. Три сім’ї вирішили оселитися за кілька хвилин ходи одна від одної: Дельбрюки, Бонгофери та фон Гарнаки. Це були просто-таки вершки німецької інтелігенції, а до того ще й родичі. Максова матір, Ліна Дельбрюк, і Амелі фон Гарнак були сестри, Бонгофери — їхні родичі. У кожній із сімей батько був видатний професор Берлінського університету, та ще й знаний своїми сильними моральними принципами та зацікавленістю в реформі. Карл Бонгофер був невропатолог і психіятр, один із авторів німецьких програм піклування про психічне здоров’я. Адольф фон Гарнак, передовий німецький ліберальний теолог, наполягав на перегляді всіх аспектів християнства, відкидав існування див і наголошував на зв’язках між грецькою філософією та ранніми церковними писаннями, що для Берліна було контраверсійно. Відомий своїми організаційними здібностями, на час народження Макса фон Гарнак працював директором Королівської бібліотеки19 та ректором університету. Дельбрюки, Бонгофери та фон Гарнаки зазвичай збиралися разом у неділю ввечері, щоб обговорити різноманітні теми, при цьому були присутні старші діти, а молодші гралися окремо. Погляд цих трьох сімей на освіту на той час був незвичний. У сім’ї Бонгоферів казали, що «німцям двічі за життя ламають хребет: спочатку в школі, а потім в армії»20. Як наслідок, восьмеро дітей Бонгоферів навчалися вдома. Дельбрюки
2. Зростання Макса 25
мали свої власні ексцентричні погляди. Якось, споглядаючи, як хлопці грають у шахи на даху біля димаря, Максова сестра Емі (Емілі) чула, як сусід гукнув її батькові: «Хіба ви не знаєте, що ваші сини сидять на даху? Чи ж це не небезпечно?». На що мій батько відповів: «А ви не дивіться на них». Він вважав, що коли діти зайняті чимось таким небезпечним, але не намагаються викаблучуватися, це свідчить, що ситуація в нього під контролем»21. Незалежність заохочували, але також у всіх трьох сім’ях сильно наголошували на моральній поведінці та на ухваленні непростих рішень, навіть якщо ті виявляються непопулярними. Емі згадувала, як дядько Адольф (фон Гарнак) казав їй, десятирічній: «Якщо ти не певна, в який бік іти, ліворуч чи праворуч, вибирай те, що принаймні дає тобі втіху; зазвичай це виявляється правильним вибором»22. Такою наукою керувалися вони, коли через багато років, уже дорослі, боролися проти Гітлера та нацистського режиму замість того, щоб чинити, як усі решта. Щасливе життя цих трьох сімей скінчилося з трагедіями Першої світової війни 1914–18 рр. Спочатку Німеччину охопила хвиля патріотизму. Гарнак сказав, що вона приведе до «однієї волі, однієї сили, однієї важливості мети», спрямовуючи «святе полум’я батьківщини» проти «всього егоцентричного, жалюгідного та обивательського»23, але на 1915 рік настрій змінився й ґруневальдська група тепер намагалася стримувати праву німецьку експансіоністську політику, що поширювалася країною. Коли було ухвалене так зване «звернення інтелектуалів», що виступали за анексію сусідніх територій, Ганс Дельбрюк сформулював контрпетицію, що відкидала такі цілі й підтримувала внутрішні реформи. П’ятдесят берлінських професорів підписали першу декларацію, тоді як Дельбрюкову — лише п’ятнадцять, але серед цих п’ятнадцяти були фон Гарнак, Планк та Айнштайн24. Трагедія втрати молодих життів у шанцях, голодування, що переважало під час війни, подальші колотнеча та відчуження
26
Звичайні генії
особливо боляче ударили по Німеччині. Максів брат Вальдемар загинув, як і син Бонгоферів Вальтер. Максова мати тримала в себе на столі великий набір фотографій друзів та родичів, усіх, хто поліг на війні. А щодо Макса, він пам’ятав, як трагічно змінилося його щасливе дитинство, як «досить залюднене передмістя після війни стало мало не містом-привидом»25. Можливо, прагнучи до відособленості або ж просто намагаючись дистанціюватися від бурхливих течій політики, історії та економіки, Макс присвятив себе пристрасті, що відчував до астрономії, — цілковито нової галузі для його родини. Можливо також, що це була перша маніфестація його бажання «бути піонером». Він придбав дводюймовий телескоп, який встановив на підпорі, розміщеній на маленькому балконі поруч спальні батьків. Коли сеанси спостереження мали відбуватися о другій ранку, а це було нерідко, підліток Макс ставив будильник (за його спогадами, дуже голосний), прокрадався у батьківську спальню, проводив годину на балконі, а тоді повертався до ліжка. Бачачи таке зацікавлення наукою, старший двоюрідний брат Макса, Карл Фрідріх Бонгофер, пізніше уславлений професор біохемії в Ґетінґені26, узяв його під своє крило. На сім років старший, Карл Фрідріх позичав йому книжки й підтримував його поривання. Макс повісив у своїй кімнаті портрет Кеплера, видатного астронома, який трьомастами роками раніше визначив, що орбіти планет — це еліпси, а не кола, а тоді встановив три закони їхнього руху, що лягли в основу Ньютонового великого синтезу. Макс виголосив прощальну промову про Кеплера на випускному зі старшої школи, а наступної осені відбув вивчати астрономію в Тюбінґенському університеті. В ті часи для німецьких студентів було звично переїжджати від університету до університету, здобуваючи освіту, тож він незабаром перевівся до Бона, а звідти до Берліна, і 1926 року прибув до Ґетінґена, наміряючись стати астрономом. Особливо його цікавило яви-
2. Зростання Макса 27
ще «нових» — зір, які за кілька днів ставали яскравіші на кілька порядків. Але Максові хотілося більшого, ніж просто реєструвати їхню дивну поведінку. Він шукав пояснення таких швидких змін у їхній світності й це націлювало його на невідомі сторони генерації зоревої енергії. Він тоді побачив, що навіть джерело енергії Сонця досі залишалося загадкою, тож здавалося, не було чого сподіватися здобути ті фундаментальні знання, яких він шукав. Вони з’являться тільки через десятиліття, коли буде досягнуте краще розуміння атомної та ядерної фізики і його можна буде застосувати до зоревих явищ — галузі, в якій новатором стане Максів майбутній друг Джо. Але Макс не розлюбив астрономії й на схилі літ проводив багато годин, споглядаючи та записуючи рух зір на нічному небі. Однак це ніколи не стане чимось більшим, ніж захопленням тих років. В міру того як Макс усвідомлював перепони, що поставали перед ним в астрономії, він почав дослухатися до дедалі більшого ажіотажу у фізиці. 1925 року, доки ще був у Берліні, він дізнався, що двадцятичотирирічний чоловік із Мюнхена досягнув прориву в атомній фізиці/квантовій теорії. Пізніше того року Макс відвідав лекцію цього молодика, якого звали Вернер Гайзенберґ. Хоч Макс зрозумів дуже мало з того, що той розповів, він був вражений увагою переповненої авдиторії, а до того ж перед цим почув, що на думку Айнштайна, якою той поділився з котримсь берлінським корифеєм, це було дуже важливе відкриття. 1911 року великий фізик-експериментатор Ернест Резерфорд показав, що атом складається з крихітних, але дуже важких ядер, оточених електронами, які рухаються по орбітах. Через два роки Нільс Бор запропонував модель атома, що охоплювала постулат квантової теорії Макса Планка, який полягав у тому, що енергія випромінюється та поглинається так званими квантами, дискретними пакетами. Застосовуючи його, щоб показати, як електрони обертаються навколо ядра, Борова мі-
28
Звичайні генії
ніятюрна сонцева система як модель дивовижно узгоджувалася з даними, отриманими для водню, найпростішого з усіх атомів. Але вона зіткнулася з вагомими труднощами при розгляді складніших атомів, а також потерпала від очевидних суперечностей при намаганні перекинути мости між квантовим та класичним описами субмікроскопічного світу. На 1925 рік ставало дедалі зрозуміліше, що потрібен радикальний відхід від Борової моделі. Тоді Гайзенберґ та, окремо від нього, Ервін Шредінґер, забезпечили шлях до поступу. Народилася квантова механіка. Подальший зсув можна порівняти з тим, що стався у вивченні руху до і після того, як Ньютон сформулював закони механіки та свій аналіз гравітаційної сили. Закони Кеплера надали підказки, але після Ньютонового відкриття деталі планетарного руху стало можливо розрахувати дуже докладно й будь-які відхилення від них у спостереженнях приводили до неймовірних припущень, таких як існування ще не бачених планет. Це був перелом. Величезне збурення у світі фізики сталося також після відкриття квантової механіки, бо класи проблем раптом здалися відкритими до нових підходів з наданими нею інструментами. Звісно, атомна фізика змінилася, але також і поняття молекулярного зв’язку, магнетного поля, електропровідності, випромінювання та багатьох інших явищ. Проблеми, що ставали на шляху пошуку розв’язків, часто були величезні, але на 1929 рік більшість фізиків погодилися з твердженням, яке Дірак зробив того року: «Основні закони фізики, необхідні для математичного опрацювання великої частини фізики та всієї хемії, тепер цілком відомі, і трудність полягає тільки в тому, що застосування цих законів приводить до рівнянь, занадто складних для розв’язання»27. Квантова механіка стала справжньою науковою революцією.
2. Зростання Макса 29
Це був новий світ фізики, появу якого Макс спостерігав у Ґетінґені. Він не міг не відчувати захвату молодих математиків та фізиків, які вивчали висліди цього предмета. Перший, з ким він близько спілкувався, був Юджін Віґнер28, один десь з пів десятка надзвичайних молодих науковців, що народилися в єврейській громаді Будапешта (зокрема, Лео Сілард та Джон фон Нойман). На той час асистент Давіда Гільберта, Віґнер починав розробляти математичні методи, щоб розібратися зі складними властивостями симетрії, що визначали квантовомеханічну поведінку сукупностей багатьох частинок. З часом ця техніка виявиться неймовірно вагомою, але 1927 року цей предмет був іще в зародку, а його головний представник, у свої двадцять п’ять, — ще дуже молодий чоловік. Макс намагався зрозуміти роботу Віґнера, але йому бракувало необхідних знань. Однак він знайшов стару книжку якогось швайцарського математика, яку ще раз видали 1927 року в серії книжок про математику та її застосування. В книжці були розглянуті закономірності на прикладах, що сягали єгипетських гробниць. Заразом у ній розповідалося дещо з основ теорії груп — галузі математики, яку розширяв Віґнер. Макс знайшов у ній інструменти, потрібні для розуміння цієї нової роботи та для проведення кількох перевірок, які його другугорець випустив. Розповівши про це Віґнерові, він дістав пораду оприлюднити свої знахідки. Спочатку Макс відмовився, вважаючи свою роботу надто тривіяльною, але Віґнер наполягав, і правильно, бо наявність цієї публікації дала привід іншим науковцям у Ґетінґені відзначити, що Макс здатен проводити незалежні дослідження. Ця робота не була особливо важлива, й Макс не став глибше її досліджувати, але засвідчила, що він був здатний незалежно рухатися в новому напрямку та опановувати нові засоби, щоб працювати над питанням, що його цікавило. Це була навичка, що далі проявить себе куди яскравіше.
30
Звичайні генії
3. Зростання Джо
За понад двадцять років нашого життя разом найщасливіший Джо бував, коли влаштовував розіграш. Перша дружина Джо, Ро (в книжці Вотсона «Гени, дівчата і Гамов»)
Георгій Антонович Гамов народився в Одесі 4 бе-
резня 1904 року; він був єдиною дитиною в сім’ї. Хірург, якого викликали посеред ночі, зробив терміновий кесарів розтин у домі Гамових, при світлі гасової лампи, яку тримала помічниця. Інструменти, якими той скористався, простерилізували на кухні, а пологи, не найлегші, відбулися на письмовому столі в батьковому кабінеті. Джо стверджував, що до писання книжок спричинило те, що він був оточений ними при народженні. Одеса дуже відрізнялася від решти російських міст. 1794 року, щоб укріпити російську владу на Чорному морі, Катерина ІІ, тодішня цариця Росії, наказала розбудувати це маленьке торговельне селище, нещодавно відібране в турків. На час народження Джо воно перетворилося на четверте за розміром місто Російської імперії після Москви, Санкт-Петербурґа та Варшави. Одеса стала великим торговельним портом, містом, у якому, як саркастично зазначив Пушкін, вино було дешевше за воду. Космополітичне за поглядами, це місто стало основною російською гаванню, де відбувалася закордонна торгівля, містом, де звучало понад п’ятдесят мов, де перша газета вийшла французькою, а назви вулиць іноді траплялися італійською й легко можна було зустріти греків, японців, китайців та індусів. А також там жили євреї, становлячи третину або й більше
3. Зростання Джо 31
місцевого населення. Вони приїжджали з усієї Росії, приваблені торгівлею та обіцянкою кращого життя. Часто оселяючись у єврейському кварталі під назвою «Молдаванка», районі, увіковіченому в «Одеських оповіданнях» Ісака Бабеля, вони сформували свою власну багату субкультуру. Дід Джо по батькові був полковник російської армії. Троє з чотирьох дідових синів, які вслід за батьком стали військовими, загинули в Російсько-японській війні 1905 року29. Четвертий син, батько Джо, Антон, вступив до Одеського університету, вивчав російську літературу й згодом став викладати російську мову в гімназії30. Дід по матері Джо був настоятелем Одеського собору, митрополитом31 Російської православної церкви. Це означало, що обидві сторони сім’ї були добре забезпечені, якщо не заможні. Багатство перебувало здебільшого в руках дворянства, власників переважної частини землі. Росія, хоч і почала індустріялізуватися, ще залишалася загалом аграрною країною, в якій на землі працювали кріпаки. Умови їхнього життя були трішки кращі, ніж у рабів, аж до скасування кріпацтва 1861 року, але навіть після того селянам було важко досягати чогось більшого, ніж просто прогодовувати себе. А що умови життя в містах були не набагато ліпші, до селян приєдналися містяни в загальному прагненні реформ. Коли Російсько-японська війна, почата, на думку багатьох, заради сумнівних цілей, скінчилася принизливою поразкою росіян, розгорілася революція, і в рідному місті Гамова точилися особливо запеклі баталії. Один із таких випадків увічнено у фільмі Сергія Ейзенштейна «Панцерник “Потьомкін”». На панцернику почалося повстання 1905 року і, захопивши владу над кораблем, матроси завели його в одеську гавань, де їх привітали місцеві мешканці. Царистські сили стали відбиватися й стріляти по людях. Подальшого кровопролиття на сходах Одеси, зображеного у фільмі, не відбулося, але багато мешканців міста загинуло
32
Звичайні генії
у міських боях того року. Повстання врешті придушили, але більшовицькі сили розглядали його як важливий поштовх до революції 1917 року, в якій вони захопили владу в Росії. Після 1905 року для Гамових настав період відносного миру й гаразду, але в 1913 сім’ю оглушила трагедія — померла матір Джо. Для короткозорого, чутливого малого хлопчика почалося неймовірно важке десятиліття. Наступного року спалахнула Перша світова війна й Одеса, в якій колись буяли чудові акації, стала гола — дерева спиляли на матеріял для обігріву. Бушував голод, коли їжі або зовсім не було, а якщо й надходила з сільської місцевості, то дуже мало. Навіть питної води часто бракувало через ламання машинерії та брак палива, на якому працювали помпи, що постачали воду з поблизького Дністра. Після того, як більшовицька революція в листопаді 1917 року привела до повалення царистського режиму32, почався ще один турбулентний період в історії країни. Україна, російська територія33, на якій розташовувалася Одеса, постраждала особливо, швидко ставши стратегічним заручником у подальшій громадянській війні. Захоплювана почергово більшовиками, німцями, українськими соціялістами, французькою армією, знову більшовиками та білогвардійцями, вона кінець кінцем приєдналася до решти соціялістичних республік, що сформували Союз Совєтських Соціялістичних Республік, СССР. Настав мир, але не процвітання. Постраждавши від наслідків Першої світової війни, подальшої громадянської війни та катастрофічних революційних правил сукупно, совєтська економіка обвалилася 1921 року. Під час усіх цих перипетій Джо намагався здобути освіту. Його першим спогадом, пов’язаним із наукою, було спостерігання за Галеєвою кометою у шестирічному віці на даху будинку через маленький телескоп, який йому купив батько. Однак Джо стверджував, що експеримент, який підштовхнув його стати науковцем, був виконаний з мікроскопом. Від нього, як від внука митрополита34 Одеси, очікували успіхів у релігієзнав-
3. Зростання Джо 33
стві35, яке тоді у школах було обов’язкове. Але якось він вирішив перевірити, чи шматочок проскурки, вмоченої у червоне вино й покладеної йому на язик під час літургії в російській церкві, перетворився на кров і плоть Ісуса Христа. Замість проковтнути, він тримав його за щокою, а потім побіг додому й розглянув під мікроскопом. Він виявив, що цей шматочок був зовсім відмінний від смужечки шкіри, яку він здер зі свого пальця, але цілковито подібний до шматка проскурки, вмоченого у вино, якого приготував заздалегідь, що підтвердило його пі дозру про те, що проскурка не змінилася. Наука була не єдиним зацікавленням Джо. Він також почав вивчати російських поетів, особливу увагу приділяючи Пушкінові, своєму улюбленцеві. В літньому віці він декламував їх за найменшого приводу. 1922 року, вісімнадцятирічним, він вступив до Одеського університету, щоб вивчати фізику, але всі заняття з фізики були скасовані через недоступність інструментів та матеріялів36. Щодо лекцій з математики, то їх читали в темряві, бо не було електроенергії. Вважаючи ситуацію безнадійною, Джо вирішив перевестися до університету в Петроґраді (1924 року назву змінено на Ленінґрад, а тепер він називається Санкт-Петербурґ), почувши, що там справи кращі. Батько Джо продав більшість сімейного срібла, що ще лишилося, щоб дати синові гроші на дорогу. Прибувши до колишньої російської столиці, Джо пощастило знайти роботу, на якій він заробляв собі на прожиття й ще мав час учитися. Працюючи на метеоролога, старого друга його батька, він записував показники погоди на відкритих ділянках Петроґрадського лісного інституту. Їх треба було брати щодня по двадцять хвилин о шостій ранку, опівдні та о шостій вечора. Розклад був суворий, але, як зазначив Джо, йому доводилося працювати тільки годину на день. 1924 року, ще бувши студентом, Джо дістав кращу, престижнішу та прибутковішу роботу — викладати фізику військовим слухачам в Артилерійській школі Червоного Жовтня. Щоб при-
34
Звичайні генії
значити йому платню, відповідну до його обов’язків, Джо зробили польовим армійським полковником37. Йому видали гарну уніформу, чорні високі чоботи зі шпорами та конічний шолом (будьонівку) із червоною зіркою. На схилі літ Джо шкодував, що загубив ту фотографію, на якій йому двадцять і він вбраний у цю пишну уніформу. Через рік штатний викладач фізики, що перебував в академічній відпустці, повернувся, й кар’єра Джо в Червоній армії скінчилася. Але, як виявилося, не канула в Лету. Через тридцять років і майже за десять тисяч миль, плаваючи біля берега на каліфорнійському курорті, Джо побачив двох чоловіків у ділових костюмах, що бігали туди-сюди пляжем і викрикували його ім’я. Один із них був із ФБР, а другий — із відділу безпеки Комісії з атомної енергії. Не повідомивши про причини такого раптового виклику, вони перевезли його літаком на запасну базу в Лос-Аламос38. Прибувши в лабораторію у Нью-Мехіко, де Джо працював консультантом, він дізнався, що сенатор Джозеф Мак-Карті планував наступного дня оголосити, що Комісія найняла колишнього командира Червоної армії, не провівши відповідної перевірки благонадійності. Коли Джо пояснив керівникові служби безпеки лабораторії, якою була його справжня роль у Совєтській армії, той знову міг усміхатися. Гамов розповідає цю та схожі на неї історії в своєму короткому життєписі «Моя світова лінія». Деякі кумедні історії, безсумнівно, прикрашені, однак, напевно, не так сильно, як це можна подумати про численні пригоди Джо, що часто були досить незвичайні, і часи, в які він жив, що були точно незвичайні. В книжці немає й дрібки жалю до себе, але можна тільки уявити, що йому довелося пережити за ті одинадцять років юності між смертю матері 1913 року та прибуттям до Петроґрада 1924 року39. Та все ж на схилі літ він світився майже безперестанною життєрадісністю. Як сказала Ро, його перша дружина, «За понад двадцять років нашого життя разом найщасливіший Джо бував, коли влаштовував розіграш»40. Розіграші, як ми
3. Зростання Джо 35
Учасники першої конференції з теоретичної фізики в Харкові, 1929 рік. У першому ряду: В. Бурсіян, В. Фок, Д. Іваненко, Я. Френкель, В. Гайтлер, П. Йордан. У другому ряду по центру стоять (у білих сорочках): Л. Ландау, Г. Гамов.
далі побачимо, були зазвичай спрямовані на колег, які сприймали себе занадто серйозно. Можна припустити, що його гумор, часто добре підігрітий алкоголем, був захистом від похмурих думок, але перш ніж робити такий висновок, варто згадати, що дотепність та жарти були повсюдні в його рідній Одесі, місті, де багаті пласти єврейського та російського гумору традиційно збагачували один одного. Закінчивши навчання, Джо дістав змогу вступити в аспірантуру. Спочатку його найбільше зацікавило вивчення гравітації, що розробив Айнштайн у своїй загальній теорії віднос-
36
Звичайні генії
ності. Джо пощастило, що в Петроґрадському університеті на його факультеті працював блискучий молодий математик, Олександр Фрідман, фахівець із цієї теми, та, на жаль, Фрідман невдовзі помер. Джо сподівався працювати над проблемами космології під керівництвом Фрідмана, але тепер мав шукати інший варіянт. Маючи звичку уважно прочитувати всі наявні у бібліотеці закордонні журнали з фізики, він згаМатвій Бронштейн. дав, як натрапив на квантову механіку, читаючи Шредінґерову першу статтю на цю тему у випуску «Анален дер фізік» (Annalen der Physik) за 1926 рік. Здавалося, ніхто з фізиків-викладачів Ленінґрадського університету не зацікавився цим предметом, але Джо швидко збагнув, що він подавав цілковито новий спосіб вивчення проблем атомної фізики і, цілком ймовірно, приведе до значно більшого. На щастя, його думку розділяли ще два ленінґрадські студенти-фізики; вони втрьох вивчили квантову механіку без допомоги з боку викладачів. Вони розвинули свій власний стиль, куди більше покладаючись на інтуїцію, ніж на формальніший підхід, який любили в Ґетінґені. При цьому, і водночас із Максом у Ґетінґені, ця трійця навчилася також незалежності й вирішила, що нікому не дасть себе залякати. Лев Давидович Ландау, Дмитро Дмитрович Іваненко41 та Георгій Антонович Гамов, яких іноді називали Дау, Дім (Дімус) і Джо (Джоні)42, навчалися разом, працювали разом, грали в теніс один з одним, організовували вечірки, писали гумористичні вірші та розігрували старших, яким не хотілося чи не моглося набути спеціяльних знань з нової квантової механіки. І цією трійцею почали захоплюватися молодші студенти за їхні здібності, інтелектуальну сміливість та очевидне joie de vivre43. Ко-
3. Зростання Джо 37
жен із цих трьох пізніше зробив надзвичайну кар’єру, але ніхто не перевершив неймовірно обдарованого Дау. Він прибув у Ленінґрад 1924 року шістнадцятирічним випускником гімназії44 (пізніше він говорив, що не пам’ятає часів, коли не розумів числення45). Через кілька років він приєднався до Джо в Копенгаґені, а згодом став одним із найбільших у світі фізиків-теоретиків. Однак брак наставництва з боку викладачів і спілкування з закордонними фізиками зробило важким інтелектуальне життя трьох «мушкетерів», як їх також називали46. На щастя для Джо, один із викладачів університету 1928 року порекомендував надати йому тримісячну стипендію на навчання у Ґетінґені. Стипендію надали у червні, й махаючи рукою у відповідь Діму, Дау та іншим друзям, що проводжали його біля пірса, Джо сів на корабель з Ленінґрада до німецького порту Свінемюнде47, а звідти потягом поїхав до Ґетінґена.