ЗАРИСОВКИ к 7-му АРКАНУ ТАРО
59. БИБЛИОТЕКА. СТАТЬИ.
Миры Фреда Хойла.
Владимир Сурдин.
Ж «ЗНАНИЕ - СИЛА» №02/2003 г.
Астрофизик, писатель, администратор, драматург, в молодости — вундеркинд, в старости — затворник; невероятно плодовит на идеи, статьи и книги, но безразличен к публичной славе... Рассказывая о профессоре Хойле, постепенно начинаешь сомневаться, что все это — об одном человеке.
После встречи с Хойлом один из журналистов написал: «Он имел вид основательного и общительного рабочего». Хорошо сказано: тут и уровень английского рабочего, которого можно принять за профессора, и неброская внешность кембриджского аристократа (сэр Фред!); и весьма точное наблюдение — настоящего профессора не разглядишь в толпе. Пенсне и бородка — это для кино и для неудачников. А истинный профессор — просто работник высшей квалификации, настоящий рабочий в науке.
Очкарик с мясистым носом, Фред Хойл не исключение; многих других английских астрофизиков экстракласса мы также не угадали бы в толпе. Удостоенные всех мыслимых званий и наград, они так и не обзавелись золотым пенсне и бабочкой под смокинг. Объединяет их что-то едва заметное: время от времени на их немолодых лицах мелькает странное выражение, как у мальчишки, которого на секунду оторвали от «Таинственного острова» Жюля Верна. Да это просто восторг от любимого занятия! С возрастом ощущение счастья уходит вглубь, но сила его лишь возрастает.
Мне не посчастливилось лично познакомиться с Хойлом. Когда я входил в науку, он уже перестал посещать конференции, считая это слишком суетным занятием. Но его работа и личность притягивали меня; приятно было ощущать себя его современником. Постоянно я узнавал о Хойле что-то новое. И вот наступил момент, когда о нем можно рассказать все. Все, что знаю я. Потому что недавно, в возрасте 86 лет, он умер. Фред Хойл уже не сделает ничего нового, но мы еще долго будем наслаждаться тем, что он успел сделать.
Итак, позвольте представить...
Сэр Фред Хойл родился 24 июня 1915 года в местечке Бингли графства Йоркшир, в семье торговца шерстью. В 10 лет Фред заинтересовался звездами и стал изучать небо. Окончив школу, он продолжил обучение в колледже Эммануэля в Кембридже, отдавая предпочтение точным наукам. Физике он учился у великого Поля Дирака, предсказавшего антивещество. В 1939 году Хойл окончил университет с отличием по математике.
В годы войны Хойл работал над системами радиолокации. В тот период он познакомился с математиком Германом Бонди и астрономом Томасом Голдом, которых гитлеровская оккупация заставила эмигрировать из Австрии в Англию. Это сотрудничество оказалось плодотворным. В 1944 году вышла из печати работа Бонди и Хойла о падении межзвездного вещества на поверхность звезд, заложившая фундамент теории аккреции*, чрезвычайно востребованной в современной астрофизике. А в 1948 году Бонди, Голд и Хойл опубликовали знаменитую теорию стационарной Вселенной, дискуссии вокруг которой не утихали несколько десятилетий.
Буквально за несколько лет Фред Хойл стал одним из ведущих теоретиков: он создал теорию гравитационной фрагментации разреженного вещества, объясняющую рождение звезд и галактик, а также интенсивно разрабатывал стационарную модель Вселенной. Совместно с Мартином Шварцшильдом он изучил заключительные этапы эволюции звезд. Разрабатывал теории различных процессов, происходящих в звездах. Перечислять не буду; скажу лишь, что для астрофизики каждая из его работ была пионерской и очень важной.
Было бы странно, если бы ученый с такими заслугами оказался незамечен. Карьера Хойла выглядит весьма успешной; не было разве что Нобелевской премии, но об этом речь ниже. Впрочем, Шведская академия наук не забыла Хойла: в 1997 году его вместе с американским астрофизиком Эдвином Солпитером наградили премией Крэфорда «за пионерский вклад в исследование звездной эволюции и ядерных процессов в звездах». Эта малоизвестная у нас премия учреждена в 1980 году супругами Крэфорд за достижения в математике и астрономии, биологии и науках о Земле, одним словом — за фундаментальные исследования в тех областях, которые не отмечаются Нобелевской премией. В денежном выражении Крэфордская премия ненамного уступает Нобелевской.
Завершилась жизнь сэра Фреда 20 августа 2001 года в Борнмуте, на юге Англии, где все последние годы они с женой жили в высотном многоквартирном здании. Он оставил после себя не только десятки интереснейших книг и сотни статей, но и многочисленных детей и внуков.
Такова вкратце история жизни Фреда Хойла. Казалось бы, безукоризненная биография крупного ученого. Почему же его называли «самой белой из всех белых ворон»? Почему Нобелевскую премию получил не он, а его соавтор? Почему, в конце концов, так не любили Хойла философы-марксисты?
Вселенная — рождающая себя
Наибольшую известность среди профессионалов принесла Хойлу модель стационарной Вселенной, созданная в противовес теории Большого Взрыва — Вig Ваng. Кстати, именно Хойл мимоходом назвал так конкурирующую теорию; хотел пошутить, а оказался крестным отцом. Сегодня теория Большого Взрыва общепризнана, но так было не всегда.
Многие физики и философы не хотели принимать идею о рождении Вселенной, ведь при этом неизбежно встает вопрос: «А что было до того?». Кроме этой мировоззренческой проблемы имелся и чисто технический парадокс: до 1950 года расстояния до галактик недооценивались, что приводило к завышенному значению постоянной Хаббла и малому возрасту Вселенной, меньшему возраста Земли. В рамках модели Большого Взрыва это противоречие казалось неразрешимым.
Хойл с коллегами предложил выход из этого тупика. Они сказали: «Расширение Вселенной происходит, но начала у него не было. Оно происходит вечно!». Как это понимать? Если расширение происходит вечно, то пространство должно быть пустым. Чтобы объяснить присутствие вокруг нас звезд и галактик, Бонди, Голд и Хойл предположили, что в пустоте постоянно происходит самопроизвольное рождение вещества с такой скоростью, что средняя плотность Вселенной всегда остается одинаковой. Из этого вещества постепенно формируются новые звезды и галактики, заполняющие промежутки между разлетающимися старыми. Согласитесь, очень красивая теория, полностью отвечающая принципу Коперника: нынешнее положение Человека не только в пространстве, но и во времени перестает быть исключительным.
Однако творение вещества для классической физики выглядит диковато. Впрочем, для любой научной теории, какой бы сумасшедшей она ни казалась на первый взгляд, главное, чтобы ее выводы согласовывались с фактами, причем со всеми надежно известными фактами. В космологии 1950-х годов таких фактов было немного, поэтому теория Бонди-Голда-Хойла вполне конкурировала с теорией Фридмана-Леметра. В 1960-е ситуация резко изменилась: было открыто реликтовое излучение, предсказанное теорией Большого Взрыва, и большинство астрофизиков потеряли интерес к теории стационарной Вселенной. Но не сам Хойл!
Он весьма изобретательно находил новые возможности для поддержки своих взглядов на историю Вселенной, чем в немалой степени стимулировал работу «бинг-бэнговцев». Последняя книга Хойла по космологии, написанная совместно с Джефри Бербиджем и Джаянтом Нарликаром, вышла в 2000 году в издательстве Кембриджского университета. Она называется «Иной подход к космологии: от Статической Вселенной через Большой Взрыв к Реальности». В ней модель стационарной вселенной представлена в обновленном виде: Вселенная Хойла теперь вечно пульсирует, а новое вещество рождается в ядрах галактик.
Кроме чисто астрофизических проблем, современная космология несет в себе изрядный запас мировоззренческих вопросов: чего стоят, например, различные трактовки популярного ныне антропного принципа! Нужно признать, что именно с космологией философы-марксисты попали в наиболее трудное положение: как ни крути, ни одна из космологических моделей не удовлетворяла строгим правилам идеологического отбора. Не могу удержаться и не процитировать «Краткий очерк истории философии» (М.: Мысль, 1971): «...Идеалисты продолжают утверждать, что, наблюдая «красное смещение», астрономы лицезреют «продолжающееся творение мира богом». Несколько более замаскированно идеалистические выводы содержались в космологической теории, выдвинутой в 40-50-е годы представителями кембриджской школы астрономов (Ф. Хойл, Г. Бонди и др.). Для того чтобы объяснить сравнительно постоянную плотность вещества при расширении Вселенной, эти ученые предложили принять постулированное ими непрерывное творение материи из ничего... Нетрудно понять, что подобное объяснение широко открывает двери для религии. Поскольку «творение из ничего» противоречит основным законам физики — законам сохранения, эта теория тоже провалилась».
Так Хойл попал в немилость к советским философам, выражавшим официальную идеологию и «линию партии». Тем более удивительно и приятно, что в те же самые годы наши астрономы и физики отзывались о Хойле с большим уважением. В предисловии к книге Хойла «Галактики, ядра и квазары» известный физик Д.А. Франк-Каменецкий пишет: «Автор этой книги — один из виднейших представителей современной астрофизики, зачинатель многих ее направлений. Он выделяется смелостью и оригинальностью мышления. Вся его научная деятельность - это блестящий фейерверк смелых идей. Пусть они не всегда прочно входят в науку, но, во всяком случае, они всегда способствуют ее прогрессу, вызывая острую дискуссию, а в борьбе мнений, как известно, рождается истина».
Звезды рождают атомы
Развивая свою модель стационарной Вселенной, Хойл столкнулся с проблемой происхождения химических элементов. В те годы считали, что почти все вещество Вселенной сосредоточено в звездах. Сегодня мы знаем, что это не так: привычное нам вещество, действительно сосредоточенное в звездах и планетах, составляет около 4-х процентов массы Вселенной; еще около 30 процентов приходится на какое-то темное вещество неизвестной пока природы; это то, что обычно называют «скрытой массой галактик». Остальные почти 70 процентов наполняющей Вселенную материи вообще не поддаются пока определению: одни ученые считают, что это неизвестный ранее атрибут вакуума, другие думают, что это новая форма космической материи, которую предлагают называть квинтэссенцией.
Однако в середине XX века о таких сложностях еще никто не подозревал. По представлениям тогдашних астрономов, мир состоял из звезд, имеющих весьма простой состав: 75 процентов водорода, 23 процента гелия и около 2 процентов всех прочих элементов Периодической таблицы. От теоретиков требовалось объяснить, почему состав нашего мира именно таков.
Хойл и решил проблему как теоретик: он использовал эксперименты, поставленные самой природой, ведь каждая звезда — это термоядерный реактор. По известной распространенности элементов в природе Хойл восстановил ход реакций в звездах. Иной раз логика его работы граничила с манипуляциями фокусника. Именно эти хитроумные рассуждения позволили Хойлу в 1953 году предсказать важный энергетический уровень ядра углерода-12, и эксперименты физиков подтвердили его прогноз!
А изучение звездных недр с помощью листа бумаги и механического арифмометра продолжается. Фред Хойл напряженно работает вместе с астрономами Маргарет и Джефри Бербидж и физиком Уильямом Фаулером; в 1957 году они завершают большое исследование термоядерного синтеза химических элементов в ядрах звезд. Результаты опубликованы в виде одной большой статьи, и этот труд сразу стал классическим. Многие десятилетия, вопреки принятым правилам библиографии, специалисты ссылаются на него не иначе как В2РН.
Эта работа возвестила о рождении ядерной астрофизики. Спустя три десятилетия, в 1983 году, Нобелевский комитет присудил свою ежегодную премию двум астрофизикам — Субраманьяну Чандрасекару (Чикагский университет, США) «за теоретические исследования физических процессов, ответственных за структуру и эволюцию звезд», и Уильяму Фаулеру (Калифорнийский технологический институт, США) «за теоретические и экспериментальные исследования ядерных реакций, формирование химических элементов во Вселенной».
А как же В2РН? Ну что же, по-видимому, Нобелевский комитет не любит белых ворон (а супруги Бербидж оказались почти такими же «альбиносами», как и сам Хойл).
Вот что говорил сам Хойл: «Фаулер вернулся из Стокгольма и рассказал мне историю. Я уж и не знаю, звучит это очень необычно. Он сказал, что у них есть железное правило: если кто-то критиковал их, то не видать ему никогда премии. Вообще-то это правда, что я не особенно учтиво отзывался о них после той истории с премией за пульсары». Именно пульсары были в центре предыдущего прокола Нобелевского комитета. В 1967 году кембриджская аспирантка Джоселин Белл открыла первый радиопульсар, а в 1974 году за это дали Нобелевскую премию... ее научному руководителю.
«История с Джоселин Белл выглядела очень плохо, — соглашается Джефри Бербидж. — Фред решил, что это несправедливо; так же думали и многие другие мои коллеги». В результате Хойл написал протест, который опубликовала лондонская «Тайме». И хотя сам Хойл и другие астрономы относились к этому протесту иронически, вероятно, именно он и стоил Хойлу премии.
Как бы там ни было, Нобелевская премия 1983 года разорвала старую дружбу между Фаулером и Хойлом. «Чертовы шведы» — говорил Фаулер в 1993 году. Но Хойл к тому времени уже смирился с этим решением. «Все это уже быльем поросло, — говорил он. — Я оставляю это на их совести. Если только у них она есть».
Жизнь порождается жизнью
В одной из публикаций о Хойле он был назван «Великим инакомыслящим». Уверен, что сэр Фред не стал бы спорить с таким определением.
В автобиографии он пишет: «Чтобы в процессе исследования достигнуть чего-то действительно стоящего, необходимо пойти против мнения коллег. Но чтобы это было не простое сумасбродство, а нечто серьезное, требуется тонкий анализ, особенно в тех вопросах, над решением которых бьются уже давно». В своем инакомыслии Хойл всегда был чрезвычайно серьезен. Впрочем, кто у нас не знает, что инакомыслие — дело серьезное.
Как любой естествоиспытатель, Хойл не мог не интересоваться биологией; но к оригинальным идеям в этой области его привела… астрофизика.
В начале 1970-х Фред Хойл вместе со своим бывшим студентом, выходцем с Цейлона, Чандрой Викрамасингом изучал свойства межзвездного вещества. Помимо газа, там присутствует что-то еще: оно поглощает свет далеких звезд и само испускает инфракрасное излучение так, как будто бы это микроскопические твердые частицы, за что их и называют пылинками. Но что это на самом деле, с полной определенностью не известно до сих пор. А 30 лет назад об этом можно было только гадать.
Долго не удавалось найти на Земле вещество, которое поглощало бы свет так же, как космические пылинки: в какой-то степени подходили и графит, и кремний, и железо, и лед. В 1974 году Викрамасинг заметил, что инфракрасные спектры космической пыли очень похожи на спектры органического вещества, в частности — сухих бактерий! С этого и началось увлечение Хойла и Викрамасинга идеей панспермии — заселения планет органическим веществом из космоса.
Именно эти работы принесли Хойлу скандальную популярность. Идею панспермии отвергали и астрофизики, и биологи. За нее уцепились теологи. Но Хойл и Викрамасинг спокойно развивали свои взгляды. У них не было причин переживать за свою репутацию: научные заслуги Хойла были уже несомненны, а Чандра Викрамасинг помимо панспермии занимался и другими интересными темами, став ныне профессором и главой факультета прикладной математики и астрономии в одном из лучших английских университетов.
Размышляя над возможностью зарождения жизни в космосе, Хойл и Викрамасинг пришли к удивительным заключениям. Чего стоит, например их гипотеза о космическом происхождении эпидемий гриппа! Хойл подверг критике даже идеи дарвинизма, точнее, его современной, генетической интерпретации, известной как неодарвинизм. Такому повороту взглядов знаменитого ученого очень обрадовались сторонники библейской гипотезы сотворения жизни — креационисты. «Рано радуетесь, — ответил им Хойл. — Ваша гипотеза еще менее убедительна».
Хойл весьма глубоко проанализировал количественную сторону биологической теории эволюции и пришел к выводу, что ее скорость слишком мала, чтобы за несколько миллиардов лет создать совершенство жизни. Возможно, вы слышали его «притчу о боинге».
Представьте, что на огромной свалке в беспорядке разбросаны части авиалайнера «Боинг-747», разобранного до последнего винтика. И вот налетел ураган, прошелся могучим смерчем по свалке, перемешал и закрутил весь этот «металлолом». Велики ли шансы, что после такой «мясорубки» на свалке будет стоять полностью собранный «боинг», готовый отправиться в полет? Так вот - они не меньше, чем шанс случайно собраться простейшему живому организму из разрозненных химических «кирпичиков». Это со скрупулезной точностью подсчитал Хойл, выяснив, что уровень сложности простейшей живой клетки сопоставим с количеством деталей авиалайнера.
Эта притча впервые была опубликована в 1983 году в книге Хойла «Разумная Вселенная». Он и до этого вмешивался в дискуссии эволюционистов и креационистов, например, своими книгами «Эволюция из космоса» (1981) и «Почему неодарвинизм не срабатывает» (1982). А его последний труд на эту тему — «Математика эволюции» (1999), оказался наиболее вызывающим. Многие биологи обрушились на эту книгу с холодным презрением. А в одном из отзывов было сказано примерно так: ««Последняя книга Фреда Хойла «Математика эволюции» — это его лучшее научно-фантастическое произведение со времен «Черного облака»». Думаю, Хойл воспринял эту насмешку как комплимент.
«Черное облако» и другие
Хойл-ученый неотделим от Хойла-популяризатора и литератора. По окончании Второй мировой войны англичане осознали, что над их великим островом столкнулись самые высокие военные технологии того времени и что, в конце концов, их спасла наука. Только против Великобритании фашисты применяли суперсовременное оружие — крылатые и баллистические ракеты Фау-1 и Фау-2. Защищались англичане от бомбардировок не менее современным и секретным изобретением тех лет — радиолокатором. Лучшие инженеры и ученые были привлечены к этой работе; из их числа вышли и знаменитые ныне «инженер-фантасты» — Артур Кларк и Фред Хойл.
Широчайшая эрудиция Хойла не могла удержаться в рамках чисто научной работы и учебных лекций; ей требовался выход «в массы». Хойл написал много блестящих научно-популярных книг. На русском языке мы имеем пока лишь одну: «Галактики, ядра и квазары». Думаю, издатели поймут мой намек. Было бы очень интересно прочитать и автобиографию Хойла, озаглавленную весьма поэтично: «Ноmе is Whеге thе Wiпd В1оws» («Дом, где гуляет ветер»); в ней много любопытного и о самом Хойле, и о других великих ученых и «неученых» XX века.
Живой ум и колоссальная энергия нашего героя проявились и в беллетристике. Как писатель Хойл творил в традициях Жюля Верна; сегодня это называют «твердой НФ». В значительной мере ему удалось объединить литературу с наукой. В романе «Черное облако» он описал появление вблизи Земли гигантского межзвездного облака, наделенного разумом, способностью к целеустремленному движению и бессмертием. Это живой организм размером с орбиту Венеры и массой, почти равной массе Юпитера. Процессы жизнедеятельности в облаке определяются электромагнитными силами, а мыслит оно, посылая радиосигналы от одной своей части к другой. Его визит в окрестности нашего Солнца вызван необходимостью периодически пополнять запасы энергии, поглощая излучение звезды, в данном случае — Солнца. Облако открывает, что на одной из планет Солнечной системы есть разумные существа, поскольку им удается установить радиосвязь с облаком, которое сообщает им массу интересных фактов о Вселенной... Стоп! Что было дальше — не расскажу. Замечу только, что это не «фэнтези», а настоящая НАУЧНАЯ фантастика.
Кстати, насколько она научная, я понял, когда писал вполне академическую книжку о гигантских межзвездных облаках: то, о чем фантазировал Хойл в «Черном облаке», спустя четверть века оказалось реальностью или почти реальностью. Обычно я скептически отношусь к литературным эпиграфам в научных произведениях, но в данном случае был вынужден каждую главу предварять строками из «Черного облака» — по многим научным вопросам Хойл своей фантастикой «попал в десятку».
Можно ли назвать кого-то еще, кто бы на высочайшем профессиональном уровне занимался ядерной физикой и космологией, читал радиолекции и публиковал литературные произведения, выдвигал новые идеи в биологии, вошедшие во все современные энциклопедии? А мы еще не рассказали про археологические работы Хойла, ведь он одним из первых исследовал обсерваторию каменного века Стоунхендж. А еще он серьезно размышлял над эволюцией культуры, отразив свои мысли в книгах «Люди и материализм» (1956), «Происхождение Вселенной и происхождение религии» (1993). А еще были приключенческие и детские книги, мемуары «Малый мир Фреда Хойла» (1986). Теперь я понимаю тех биологов, которые считают, что мозг среднего человека загружен работой лишь на 4 процента. Им есть по кому устанавливать 100-процентную отметку.
Фред Хойл самозабвенно отдавался творчеству в той области, которая увлекала его в данный момент, и не относился чересчур серьезно к тому, что уже сделано. Я уверен, он останется в нашей памяти отнюдь не как человек, который чуть не получил Нобелевскую премию. Думаю, мы запомним его как одного из талантливейших творцов XX века; он был -по гамбургскому счету — одним из лучших.
* С 1958 г. Хойл — профессор Кембриджского университета; с 1969 г. — профессор Королевского института Великобритании, затем — почетный профессор Манчестерского и Кардиффского университетов.
* У теоретика Хойла обнаружилась и практическая жилка: в 1967-1973 гг. он директор созданного им же Института теоретической астрономии; в 1972 этот институт слился с обсерваториями университета и образовал Институт астрономии Кембриджского университета. * В 1957 г. Хойла избирают членом Лондонского королевского общества, пост вице-президента в котором он занимает в 1970-1971 гг. В 1972 г. он посвящен в рыцари; в 1971-1973 гг. — президент Лондонского королевского астрономического общества.
* В эти же годы Хойла преследуют высокие награды: премия Калинги от ЮНЕСКО за популяризацию науки (1968), Золотая медаль Лондонского королевского астрономического общества (1968), высшая астрономическая награда — медаль им. К. Брюс Тихоокеанского астрономического общества (1970), Королевская медаль Лондонского королевского общества (1974).
* Аккреция (от лат. accretio – приращение, увеличение), падение вещества на космическое тело под действием силы тяготения. Аккреция сопровождается выделением гравитационной энергии. Эффективность выделения энергии при аккреции на нейтронные звезды в десятки раз больше, чем в ядерных реакторах. [46]