Воспоминания о Л. Д. Ландау

Б. Л. Иоффе ЕСЛИ БЫ ЛАНДАУ ЖИЛ СЕЙЧАС…

В последнее время я часто думаю о том, как действовал и что думал бы Ландау, если бы он дожил до наших дней. Ведь если бы не нелепая случайность, то Ландау, скорее всего, дожил бы по крайней мере до 70-х годов, когда произошел великий перелом в физике элементарных частиц, а может быть, и до наших дней, и не просто дожил бы, а был бы творчески активен и сам бы внес немало в эту революцию в физике. Думая об этом, я с течением времени все острее ощущаю, как мне, да и не только мне, а всей физике не хватает «мэтра» с его четкостью оценок, умением мгновенно прояснить ситуацию и выделить разумное из моря заблуждений[49].

Возможно, в том, что Ландау нет сейчас, есть неумолимая логика истории, чему много примеров: великий человек не может существовать, когда великие события, породившие его, кончились, — он должен уйти. Так и Ландау, величайший энциклопедист в физике, человек, который не только знал всю физику и имел определенное мнение по всем ее проблемам, но и работал почти во всех ее областях, вероятно, не смог бы существовать по-прежнему в современной науке, разветвившейся на ряд обособленных направлений.

Я приведу два примера того, как Ландау прояснял ситуацию и как после этого сразу возникал новый этап в развитии если не всей физики, то, во всяком случае, очень большой ее части.

Первый пример относится к истории создания цикла работ Ландау, Абрикосовым и Халатниковым по нахождению асимптотик функций Грина в квантовой электродинамике. Как известно, Ландау долго не принимал работ Фейнмана по квантовой электродинамике и идей перенормировок, а когда принял, то относился к ним скептически, считая, что они внесли мало нового и что фактически все содержалось в уравнениях поля (так называемых гейзенберговских уравнениях, хотя Ландау не употреблял этого термина). Положение сразу изменилось после того, как Ландау понял, что при вычислении радиационных поправок в области больших виртуальностей р² возникают члены, когда на каждую степень квадрата заряда е₁² приходится одна степень In р², т. е. члены ~(е² ln р²)ⁿ. (С гордостью я хотел бы отметить, что в выяснении этого вопроса определенную роль сыграли обсуждения Льва Давидовича с теоретиками ИТЭФа.) Отсюда Ландау пришел к совершенно новой в то время идее бегущей константы связи, которую он сформулировал следующим образом: квантовая электродинамика (КЭД) имеет смысл только после размазывания взаимодействия, т. е. введения параметра обрезания Λ. При этом затравочный заряд е₁² зависит от Λ: е₁² = e₁²(Λ) и для вычисления нулевого приближения в КЭД необходимо просуммировать все члены, в которых малость е₁² компенсируется большим In Λ². В первом разговоре в ИТЭФе на эту тему (январь 1954 г.), когда задача была сформулирована, но еще не решена, Ландау, излагая программу дальнейших действий, сказал, каков, по его мнению, должен быть ответ — он ожидал убывания затравочного заряда е₁ с ростом Λ, т. е., в переводе на современный язык, асимптотически свободной теории и даже, может быть, за счет этого полного устранения бесконечностей из теории. (Эта надежда отражена в названии первой из серии статей Ландау, Абрикосова и Халатникова.) На вопрос Померанчука, полностью ли он уверен в ответе и нет ли каких-либо других возможностей, Ландау сказал, что в принципе есть еще одна возможность — это когда перенормировочный множитель будет таким, что при любом е₁²(Λ) физический заряд окажется равным нулю, т. е. теория внутренне противоречивой. Тогда в первом разговоре Ландау эту возможность считал малоправдоподобной. В таком стремлении предвидеть ответ на начальной стадии проявился весь стиль мышления Ландау, который он сам выражал так: «Как вы можете решать задачу, если вы заранее не знаете ответа?»

Решение задачи не подтвердило первоначальных оптимистических надежд Ландау: в КЭД «возник» нуль физического заряда, т. е. осуществилась вторая возможность. Вскоре (в основном благодаря работам И. Я. Померанчука) выяснилось, что такая же ситуация имеет место и в (юкавских) мезонных теориях. И тут Ландау резко изменил свою точку зрения — он пришел к выводу, что КЭД и мезонные теории не существуют как последовательные физические теории: КЭД является хорошим, но в принципе только приближенным описанием реальности, а мезонные теории вообще не имеют области применимости, и занятие ими — это потеря времени. Такая позицмя Ландау в корне отличалась от позиций многих теоретиков, которые не верили в «нуль-зарядную» ситуацию и либо просто ее игнорировали, либо пытались найти какие-то погрешности в доказательстве. Как показало дальнейшее развитие науки, Ландау был абсолютно прав.

Другой пример относится к истории того, как Ландау выдвинул гипотезу о сохранении комбинированной (или GP) четности. В 1956 г., когда остро стоял вопрос о природе «загадки υ—τ», т. е. распада вроде бы одной и той же частицы (K-мезона) на 2 и 3π-мезона, Ландау и слышать не хотел об объяснении этого явления за счет несохранения четности и не желал даже обсуждать работу Ли и Янга. Его аргумент состоял в том, что несохранение четности должно привести к анизотропии пространства. Однако, после того как Л. Б. Окунь, А. П. Рудик и я рассказали ему содержание нашей работы о том, что, согласно СРТ-теореме, при нарушении пространственной четности должна обязательно нарушаться зарядовая четность пли инвариантность относительно обращения времени[50] и каждой из этих возможностей отвечают определенные парные корреляции в распадах, Лев Давидович сразу изменил свою точку зрения и буквально в течение нескольких часов им были сделаны работы о сохранении комбинированной четности и теории двухкомпонентного нейтрино. Вечером того же дня, когда состоялся наш разговор со Львом Давидовичем, мне позвонил И. Я. Померанчук и сказал: «Дау решил проблему несохранения четности. Немедленно едем к нему». Когда мы приехали, Лев Давидович рассказал две эти работы практически в окончательной версии, включая все вычисления. Рассматривая работы Ландау по сохранению СР и двухкомпонентному нейтрино с позиций сегодняшнего дня, видно, какую колоссальную роль они сыграли в развитии физики слабых взаимодействий.

Из этих двух примеров видно, что догматизм в науке был совершенно чужд Ландау: он не цеплялся за старую точку зрения, а мгновенно менял ее, если того требовали факты. Эти примеры показывают также, что для Ландау не было трудностей в решении задач — трудности были только в постановке. В том, что Ландау не брался за решение задач, ответ которых он не мог предвидеть, была не только его сильная, но и слабая сторона. Тем самым он отказывался от попыток решить проблемы, которые, как он считал, были выше его класса. Хотя такая скромная самооценка[51] и заслуживала всяческого уважения, она, как мне кажется, приводила к тому, что Ландау не сделал всего того, что он мог бы сделать. (Это не только моя точка зрения. Такой же точки зрения придерживался И. Я. Померанчук, который, в частности, считал, что, если бы Дау занялся квантовой теорией поля не в 1954 г., а раньше — в конце 40-х годов, он сделал бы там намного больше.)

Сейчас физика элементарных частиц, по-видимому, стоит в преддверии грандиозных событий — создания всеобъемлющей теории, объединяющей все существующие в природе взаимодействия, включая гравитационное. Есть разные пути, и выбор между ними затруднен тем, что, поскольку всеобщее объединение должно возникнуть при энергиях порядка массы Планка (10¹⁹ ГэВ), эксперимент почти ничего не подсказывает для построения теории. Другая трудность построения единой теории состоит в том, что все эти пути требуют новую, непривычную для физиков и весьма глубокую математику. В этой ситуации как нам всем был бы нужен Ландау с его даром предвидения, физической интуицией, глубоким пониманием математики и критичностью! Сейчас в мире я не вижу человека, который обладал бы всеми этими качествами в той степени, какая необходима для решения этой грандиозной задачи. Так что даже сильный теоретик, занимающийся этой проблемой без ясного ориентира, может оказаться на тупиковом направлении. И тут уместно вспомнить слова Ландау: «Ввиду краткости жизни мы не можем позволить себе роскошь тратить время на задачи, которые не ведут к новым результатам» (Ландау Л. Д. О фундаментальных проблемах // Теоретическая физика в XX веке: Пер. с англ. М.: Изд-во иностр. лит., 1962. Статья, посвященная памяти В. Паули).

Ландау очень был бы нам нужен сейчас не только как физик, прокладывающий новые пути в науке, научный лидер, но и как человек, поддерживающий своим авторитетом чистую моральную атмосферу в науке, бескомпромиссный враг всякой фальши и суесловия. Как-то Померанчук так высказался по этому поводу: «Вы не можете себе представить, какую громадную ассенизаторскую работу проводил Дау в теоретической физике».

Ландау считал, что физика, и не только физика, а любая настоящая наука, должна приводить к конкретным результатам, и с презрением относился ко всякому наукообразию, которое он с насмешкой именовал «die Neubegrundungen der Grundlegenden» или даже хуже — «кислощенством».

Ландау очень скептически относился ко всяким рассчитанным на рекламу сенсациям в науке. Типичным для него высказыванием по такому поводу было: «Люди, услышав о каком-то необыкновенном явлении (в науке или в жизни), начинают предлагать для его объяснения малоправдоподобные гипотезы. Прежде всего рассмотрите простейшее объяснение — что это все вранье».

Ландау считал, что научный лидер обязательно должен иметь свои собственные и значительные научные результаты, только в этом случае он имеет моральное право руководить людьми и ставить перед ними задачи. Он говорил: «Нельзя делать научную карьеру на одной порядочности — это неминуемо приведет к тому, что не будет ни науки, ни порядочности».

И этого Дау — «ассенизатора в науке» — теперь нам очень не хватает.