Как я стал физиком-теоретиком

Я вернулся в Москву из эвакуации в июне 1943 года. Мне было 17 лет, и я окончил 9 классов. Передо мной встал вопрос: что делать дальше? Продолжать учиться в школе не имело смысла: в следующем году мне исполнялось 18 лет, и меня должны были взять в армию. А такие юноши, как я, не имеющие опыта и малоприспособленные к жизни, попавшие на фронт, как правило, погибали в первой же атаке (я знал это, потому что в 1942 году полгода работал в госпитале). Летом.

1943 года, в нескольких московских ВУЗах открылись подготовительные отделения, куда принимали школьников, окончивших 9-й класс. За 2−3 месяца они проходили программу 10-го класса, сдавали экзамены и поступали на 1-й курс ВУЗа. Студентам ВУЗа давалась броня — отсрочка от призыва в армию (уже в 1943 году правительство понимало, что после войны стране будут нужны инженеры). В университете подготовительного отделения не было, в энергетическом (МЭИ) и авиационном (МАИ) институтах прием уже был завершен. Единственным институтом, куда можно было поступить на подготовительное отделение, был Московский Электро-Механический Институт Инженеров Транспорта (МЭМИИТ). Я стал его студентом и в 1944 году окончил 1-й курс.

Летом 44 года студентов 1-го курса МЭМИИТа послали на месяц на лесозаготовки под Канаково около канала Москва-Волга. Нас, четырех человек поселили в маленькой комнате в деревенской избе. Мы были подготовлены к тому, что нас ожидает, захватили с собой пиретрум — порошок от клопов — и посыпали им пол и стены до примерно 1 м высоты. Ночью, когда мы проснулись и зажгли фонарик, оказалось, что выше этой линии вся стена шевелилась — по ней сплошь ходили клопы. Далее выяснилось, что туалетов в деревне не существует, ни в доме, ни во дворе — всего лишь в 100 км от Москвы мы попали в средневековье. Столовая, где нас кормили два раза в день, находилась в 3−4 км от деревни в одну сторону, а лес, где мы работали, в 3−4 км в другую сторону. То есть нам надо было, помимо работы, проходить в день около 20 км. Если человек выполнял норму, он получал в день 600 г хлеба, утром кашу, вечером суп и кашу с мясом или рыбой; если не выполнял, норма хлеба снижалась на 200 г; если перевыполнял, то ему полагались «стахановские»: норма хлеба увеличивалась на 400 г и выдавалось дополнительное второе. На валке леса, чем мы занимались, выполнить норму было невозможно. Поэтому мы поступали следующим образом: один день мы сдавали десятнику лишь 20−30% нормы, а остальные прятали — ведь было неважно, насколько не выполнишь норму, зато на следующий день мы перевыполняли норму и получали «стахановские».

Перспектива стать железнодорожником меня не воодушевляла, хотелось заниматься физикой. Я решил поступить на заочное отделение физфака МГУ. Для этого нужно было получить разрешение в МЭМИИТе, и я легко его получил, поскольку был там на хорошем счету. Более того, мне дали свободное (не обязательное) посещение лекций, что было большой редкостью. Я поступил на заочное отделение физфака осенью 1944 года и успешно сдал зимнюю сессию, получив все пятерки. В марте-апреле на физфаке был объявлен набор в специальную группу, куда принимали студентов из других институтов без всяких экзаменов причем, если человек был зачислен в эту группу, то его в обязательном порядке должны были отпустить из его прежнего института, и он освобождался от призыва в армию. Теперь ясно, что это был набор для атомного проекта, и происходил он до появления информации о взрыве атомной бомбы. Я попытался попасть в эту специальную группу, но получил отказ, хотя у меня было преимущество над всеми остальными студентами других институтов — я сдал 1-ю сессию на физфаке. Также получил отказ Давид Абрамович Киржниц, будущий член-корреспондент РАН, у которого была рекомендация от Ландау. Интересно, как он получил эту рекомендацию. Киржниц учился в МАИ. У них была преподавательница физики, которая заметила его неординарные способности. Она была знакома с Ландау, сказала ему об этом способном студенте, и Ландау пригласил его для беседы. После разговора Ландау сказал: я напишу письмо-рекомендацию декану физфака Предводителеву. Он взял лист, перо, сел и задумался. Я не могу писать: «Дорогой Александр Саввич» — сказал Ландау, он мне вовсе не дорог, я не могу писать: «Уважаемый…» — я его не уважаю. Он подумал еще немного, потом воскликнул: «Dear, dear по английски ничего не значит».

Весной мне пришлось сдавать экзамены в МЭМИИТе и на физфаке. Я решил экзамены по железнодорожным дисциплинам в МЭМИИТе сдать на тройку с тем, чтобы мне потом было легче уйти. У нас был предмет — топливо, вода и смазка — ТВС. Я его почти не учил, лишь в течение нескольких часов перед экзаменом проглядел учебник. На экзамене мне задали вопрос: Есть смесь воды с керосином. Как отделить одно от другого? У меня просто не повернулся язык, чтобы сказать что-либо иное, чем: дать постоять, сверху будет керосин, внизу вода. Я получил пять.

Весеннюю сессию на заочном отделении физфака я сдал на пятерки и получил очень хорошие рекомендации от тамошних профессоров — Градштейна и Моденова. С осени я снова стал предпринимать попытки перейти с заочного отделения на очное. При этом я не говорил, что учусь в МЭМИИТе, а только о том, что хочу перейти с одного отделения физфака на другое. Мне пришлось прийти к тому же заместителю декана физфака Георгию Петровичу 3., который отказал мне, когда я пытался попасть в специальную группу. Результат был тот же, а аргументация была: с заочного на очное переходить нельзя. Тогда я пошел к проректору МГУ профессору Спицину. Тот сказал то же самое, но сочувственно добавил: А Вы жалуйтесь, жаловаться можно до бесконечности. А куда жаловаться? — спросил я. — В Министерство Просвещения — ответил проректор. Я пошел в Министерство Просвещения к заведующему отделом университетов. И тут мне повезло! Заведующий отделом — Зацепин (увы, я не знаю его имени и отчества) оказался порядочным человеком, он сказал: «Вы хотите перейти с заочного отделения на очное? Ну и переходите». «А Вы подпишите бумагу о том, что Вы не возражаете?» — спросил я. Конечно, — ответил он и тут же продиктовал текст машинистке. С этой бумагой я пошел на физфак, и тут мне опять повезло: Георгий Петрович был в отпуске, и вместо него был другой человек. Глядя на него невинными глазами, я сказал: «Георгий Петрович обещал мне, что если у меня будет письмо из Министерства Просвещения о том, что оно не возражает против моего перевода с заочного отделения на очное, то он меня зачислит студентом на физфак. Вот это письмо. «Я оформлю приказ — был ответ. Когда Георгий Петрович вернулся из отпуска, он уже ничего не мог поделать. Но надо было уйти из МЭМИИТа и уйти без скандала — иначе на меня были бы направлены бумаги в военкомат. Мне удалось этого добиться после 7 визитов к декану и директору МЭМИИТа — железнодорожному генералу Федоренко.

Так я стал физиком. Но прошло еще много времени пока у меня появилась надежда, что я смогу стать физиком — теоретиком. Я долго колебался, но потом решился и стал сдавать Ландау теоретический минимум. Первые экзамены — вступительный по математике, механику, теорию поля и первую часть статистической физики я сдал сравнительно легко. Но при подготовке квантовой механики я застрял: некоторые вопросы были мне непонятны, их надо было изучать по оригинальным статьям, книги «Квантовая механика» Ландау и Лифшица еще не было.

На 4-м курсе студентов распределяли по кафедрам. Я подал заявление на кафедру теоретической физики и был зачислен. Но вскоре пришло новое распоряжение и меня перевели на кафедру «Строение вещества». Это было зашифрованное название, на самом деле оно означало кафедру ядерной физики. Тогда я очень огорчился такому переводу и пытался добиться его отмены, но потом понял, что мне опять повезло. Дело в том, что на этой кафедре разрешалось, чтобы руководителем дипломной работы был любой физик, участвующий в атомном проекте, тогда как на остальных кафедрах требовалось, чтобы он преподавал на физфаке. На кафедре «Строение вещества» студенты предпочитали сами найти себе руководителя и с ним договориться. Киржниц и я хотели взять себе руководителя из школы Ландау. Один старшекурсник — Б. В. Медведев — дал Киржницу два телефона — Померанчука и Компанейца. И мы решили, что сначала будет звонить Киржниц и если ему удастся договорится, то по второму телефону буду звонить я. Киржниц стал звонить Померанчуку, звонил несколько раз, но все неудачно — с Померанчуком связаться не мог. Тогда он позвонил Компанейцу и тот легко согласился взять его своим дипломником. Мне оставалось звонить Померанчуку. Я сделал много таких звонков и каждый раз мужской голос мне отвечал: Померанчука здесь нет! Уже потом, когда я стал работать в ИТЭФ, я понял, в чем дело. Телефон, номер которого мне дали, стоял не в кабинете Померанчука, а в холле, и за ним сидел солдат. Наконец, один раз — о чудо! — тот же голос позвал Померанчука. По-видимому, в тот момент Померанчук проходил через холл или, может быть, стоял в холле и с кем-то разговаривал. Мне опять повезло! Я сказал, что я студент университета, сдал 3 курса из минимума Ландау и хочу делать у него дипломную работу. Для Померанчука тот факт, что я сдал Ландау три экзамена из теорминимума был достаточен, чтобы взять меня в дипломники — в то время сдавших теорминимум было мало — 10 человек — и он пригласил меня к себе домой для оконтельного разговора. Я пришел. В тот день был сильный мороз. У меня не было шубы или пальто: я был в короткой лётной курточке, под которую мама подшила беличий мех из старой бабушкиной шубы. Почему-то именно этот факт произвел на Померанчука сильное впечатление. Эта курточка решила мою судьбу — впоследствии Померанчук сам сказал мне об этом — я стал его дипломником. Померанчук мне сильно помог в подготовке к экзамену по квантовой механике: он дал мне верстку тех глав готовящейся к печати «Квантовой механики», где были изложены непонятные мне вопросы. После этого квантовая механика была сдана, сданы еще несколько курсов. Я начал дипломную работу, тему которой мне дал Померанчук. Но у меня не было уверенности, что из меня получится физик-теоретик. Скорее наоборот, не было даже и надежды. Как говорил один из героев в книге Синклера Льюиса «Эроусмит»: «Не всякий, кто работает в науке — ученый. Лишь очень немногие.» Еще в большей степени это относится к теоретической физике: одно дело сдавать экзамены и решать задачи и совсем другое — работать творчески.

Впервые надежда, что я смогу стать физиком-теоретиком, появилась у меня во время работы над задачей, поставленной Померанчуком. Ясно помню это мгновение — звездное мгновение в моей жизни.

Померанчук предложил мне вычислить поляризацию медленных (резонансных) нейтронов, при их рассеянии на ядрах. Такая поляризация возникает за счет интерференции ядерного рассеяния с взаимодействием магнитного момента нейтрона с кулоновским полем ядра (релятивистский эффект). Амплитуда взаимодействия магнитного момента с кулоновским полем — чисто мнимая. Поэтому интерференция возможна только тогда, когда ядерная амплитуда содержит мнимую часть. Подобную задачу ранее решил Швингер, который рассмотрел рассеяние нейтронов при высоких энергиях, когда ядерное рассеяние носит дифракционный характер, и его амплитуда чисто мнимая. В случае Швингера передаваемые импульсы были много больше обратных размеров атома и взаимодействие магнитного момента нейтрона с атомными электронами можно было не учитывать. Померанчук предложил мне рассмотреть рассеяние нейтронов низких энергий в области резонансов, где ядерная амплитуда также имеет мнимую часть. Здесь, однако, рассеяние происходило с передаваемыми импульсами порядка обратных размеров атома и взаимодействие магнитного момента нейтрона с атомными электронами было существенно. Я пытался найти область, где можно было применить метод Швингера, т. е. не учитывать взаимодействие магнитного момента нейтрона с атомными электронами, но результаты были неубедительными, и я был в унынии. И сидя в читальном зале библиотеки МГУ — ясно помню это мгновение — вдруг сообразил, что могу провести вычисления точно, не используя никаких приближений — мне нужно лишь учесть атомный формфактор, и я могу это сделать, используя описание электронной атомной оболочки по методу Томаса — Ферми. Это была моя идея, ее не было у Швингера! И тут у меня впервые появилась надежда, что я смогу стать физиком-теоретиком.