Путь Тамма в науку
Рассказывая о своей первой встрече с Таммом, Сахаров вспоминал:
В комнате была та же обстановка, которую я потом видел на протяжении десятилетий; над всем главенствовал письменный стол, засыпанный десятками пронумерованных листов с непонятными мне вычислениями, над столом - большая фотография умершего в 1944 году Леонида Исааковича Мандельштама, которого Игорь Евгеньевич считал своим учителем в науке и жизни.
Уходя тогда от Тамма, Сахаров получил для изучения книгу на немецком языке о теории относительности и неопубликованную рукопись Мандельштама о квантовой механике.
Биография Тамма настолько не благоприятствовала его научным успехам, что только действительно замечательный учитель мог скомпенсировать жизненные обстоятельства. Достаточно сказать, что первую научную работу Тамм опубликовал в 29 лет, а только что упомянутую немецкую книгу о теории относительности написал двадцатилетний автор. Для физика-теоретика, которому предстоит нобелевское признание, первое намного удивительнее. "Физика - игра молодых", - гласит афоризм. А в молодые годы Тамма врезалась российская революция.
Будучи подростком - страстным, искренним и не лишенным здорового честолюбия - он оказался во власти двух сил: науки и социализма. Семнадцатилетний Игорь Тамм записал в дневнике:
Наука меня не удовлетворит, личное благо (в грубом смысле - деньги, кутежи) только самообман для меня, мещанином не буду. Остается только революция. Но сможет ли это оказаться всецело поглощающим? Вопрос…
Нетрудно понять его родителей, которые отправили сына после окончания гимназии учиться в Эдинбургский университет - подальше от российской революции. Он согласился лишь на год и совмещал науку, студенческий социалистический кружок, нелегальные русские издания и общение с русскими эмигрантами.
Вернулся в Россию накануне мировой войны и поступил в Московский университет. Физика там - после ухода Лебедева - пребывала в жалком состоянии. Электродинамика Максвелла, которую на рубеже веков окончательно подтвердили опыты Лебедева, для занявшего его место преподавателя была все еще слишком сложна.
Такой уровень науки не мог удовлетворить природный темперамент Тамма и перевесить его чувство социальной ответственности. Двадцатилетний студент физмата, не знающий, что ему предстоит создать первый русский курс электродинамики, записывает в дневнике:
К черту науку. Одно фарисейство… Господская это выдумка, наука, - сколько хороших людей от жизни оторвала, не она бы - пошли бы они по другой дорожке и здорово господам понапакостили. Господи, да разве "человек науки" слово-то какое гордое - живет? Это какой-то суррогат жизни, суррогат нелепый кошмарный. Лучше руки-ноги себе отрубить… Да это какой-то алкоголизм мысли, да хуже: водка на время тебя от жизни отрывает, а мысль норовит навек заполнить и все остальное в тебе высушить. <> Я замалчивал перед собой страх перед наполненной бедствиями "политической" жизнью. Да, так вот, я допускал будущее, посвященное науке. И не видел, что это было бы смертью души. В конце концов тем же интеллигентным мещанством, страх перед которым, может быть, единственный глубокий страх во мне…
Этот страх летом 1915 года отправил Тамма медбратом на фронт и привел его в партию меньшевиков-интернационалистов. Он выступал на митингах, писал политические брошюры о братстве рабочих всех стран. При этом, однако, сожалел: "Все никак не могу найти работы 1) интересной, 2) важной, 3) поглощающей время целиком, а то мне все кажется, что я преступно бездельничаю".
Двадцатидвухлетнего Тамма выбрали в Совет Елизавет-града и в июне 1917-го направили на 1 Всероссийский съезд Советов рабочих и солдатских депутатов. Он узнал, что такое "большая политическая жизнь", и стал более зорким:
Воочию дважды убедился, что большевизм в массе существует только как демагогический анархизм и разнузданность. Конечно, это не относится к его вождям, которые просто ослепленные фанатики, ослепленные той истиной, действительно большой истиной, которую они защищают, но которая мешает им видеть что бы то ни было помимо ее.
Сейчас легко оценить проницательность двадцатидвухлетнего студента-физика за несколько месяцев до большевистского переворота. Но и успех переворота не помешал ему видеть:
Свершилась "Великая пролетарская революция", а у меня не то чтобы особого энтузиазма, а наоборот, меньше работать хочется, чем до "революции". Начинает что-то накипать против большевиков у меня… <> соприкоснулся с наукой, и она меня вновь поманила. Останусь ли политиком и после, когда все уляжется? Сейчас, в данную минуту, кажется мне это более чем сомнительным.
"Действительно большая истина" социализма была целью и большевиков, и меньшевиков. Разница в том, что для большевиков эта цель оправдывала любые средства. А Тамм и другие меньшевики догадывались, что некоторые средства могут разрушить саму цель, они были за эволюционное развитие социализма средствами парламентской демократии и в сотрудничестве с другими партиями.
Несоответствие цели и средств, которое Тамм увидел в политике, навсегда увело его оттуда под власть другого своего устремления - к науке, но выношенный в юности идеал социализма до конца жизни оставался для него "действительно большой истиной".
Теоретически он еще уравнивал две сферы: "Ценность жизни придает творчество. Только творец - человек; творчеством он выделяется из копошащейся массы людишек. Род творчества безразличен - научное или политически-общественное, все равноценно" - так он писал весной 1918 года из Киева, куда после окончания Московского университета его занес вихрь гражданской войны.
Однако фактически и в досоветском Киеве, и в белом Крыму он занимался только физикой. Занимался, как позволяли обстоятельства. Изучал немецкие физические журналы, попавшие в Киев благодаря германской оккупации. В Симферополе вел практические занятия по физике в Таврическом университете.
Преподавание, конечно, помогает самообразованию, но вряд ли Тамму удалось бы восполнить научное безлюдье Московского университета и ненаучные обстоятельства гражданской войны, если бы осенью 1920 года он - по совету знакомого профессора-биолога Таврического университета - не отправился в Одессу к Мандельштаму. "В Л.И. Мандельштаме я нашел учителя, которому я обязан всем своим научным развитием", - напишет он два десятилетия спустя.
Это было действительно огромной удачей - после запустения Московского университета и беспризорничества гражданской войны Тамм получил первоклассного учителя, за спиной у которого было высшее европейское образование в Страсбургском университете и преподавание там же в течение десяти лет.
Страсбургскую школу физики основал Август Кундт сразу после франко-прусской войны, в 1872 году. Из этой школы вышел первый Нобелевский лауреат по физике - В. Рентген, из нее вышли П. Лебедев и Ф. Браун, учитель Мандельштама.
С 1903 года Мандельштам работал ассистентом Брауна, в 1913-м получил звание профессора, а в 1914-м, накануне войны, вернулся в Россию.
Сорокалетний европейский профессор - в расцвете творческих сил - десять лет не мог найти места для приложения этих сил. Петербург, Тифлис, Одесса. "Ни приборов, ни книг, ни журналов, ни настроения… О публикациях нет и речи", - писал он Рихарду фон Мизесу - математику, с которым подружился в Страсбурге. Если бы не продовольственные посылки Мизеса, голод и сыпной тиф могли бы добавить к списку жертв гражданской войны и европейского профессора Мандельштама. Не меньше значили посылки с книгами и журналами - ведь в мировой физике продолжалась революция, захватывающе интересная. Что бы чувствовал музыкант, лишенный своего инструмента и даже возможности слушать музыку? Это стояло за отчаянной фразой из письма: "Все стремление мое направлено сейчас на одну цель, - снова заниматься наукой в Германии".
И все же нет худа без добра. Тамму повезло, что он приехал к Мандельштаму именно в такое бесплодное для того время. Истосковавшийся по научному общению Мандельштам весь свой научный пыл, знания и педагогический дар направил на молодого физика. Два года их общения дали возможность недоученному выпускнику Московского университета выйти на европейский уровень науки и сделать впоследствии первоклассные работы, включая теорию излучения "сверхсветовых" электронов, принесшую ему Нобелевскую премию.
Эти работы он делал, одновременно помогая своему учителю выводить на европейский уровень новое поколение физиков - ту самую "группу студентов, жаждущих настоящего научного руководства" из письма Ландсберга. Это были А.А. Андронов, А.А. Витт, М.А. Леонтович, С.Э. Хайкин, С.П. Шубин.
Школа Мандельштама в физике и в жизни
Свой путь в науке Мандельштам начал с радиофизики, когда эта область только рождалась, и под руководством Брауна, достижения которого в этой области отмечены Нобелевской премией 1909 года. Радио тогда было передним краем и науки, и техники. Торжествовала электродинамика Максвелла, и электромагнетизм считался единственной силой, отвечающей за свойства вещества и света. Последнее слово науки стремительно воплощалось в высоконаучную технику радио. Участвуя в этом воплощении, Мандельштам глубоко освоил теорию колебаний, которая служит "интернациональным языком", как говорил он, для самых разных областей физики. Особую роль при этом сыграли труды английского физика - классика теории колебаний и волн - Рэлея, с которым Мандельштам не встречался лично, но который может считаться его учителем наравне с Брауном.
Как подобает настоящему ученику, Мандельштам не был скован авторитетом своих учителей.
Теоретический анализ привел его к важному открытию в радиотехнике - он обнаружил, что для улучшения радиоприема нужна так называемая слабая связь между приемником и антенной, а вовсе не сильная, как думали другие, включая Брауна.
А в своей первой работе по оптике (1907) Мандельштам поставил под вопрос знаменитую работу Рэлея о голубом цвете неба. Всем знакомую картину Рэлей в 1871 году объяснил тем, что разные лучи солнечного света по-разному - в зависимости от цвета лучей - рассеиваются на молекулах атмосферы. "На отдельных молекулах или на их микроскопических скоплениях флуктуациях?" - усомнился Мандельштам. Впрочем, в 1907 году еще само понятие флуктуаций не было по-настоящему осознано. Это произошло несколькими годами позже, и особо важную роль в этом сыграл Эйнштейн. Флуктуации хоть и возникают случайно, но подчиняются вполне определенным законам и отвечают если не за голубизну небес, то за многие другие менее наглядные, но не менее важные явления природы.
В 1913 году Эйнштейн на своем семинаре доложил работу Мандельштама "О шероховатости свободной поверхности жидкости". Название наводит на мысль о волнистой поверхности океана в ветреную погоду, однако на самом деле речь шла об идеально гладкой поверхности жидкости в лабораторном стакане. Шероховатость такой поверхности видна только умственным очам и физическим приборам, но это проявление тех же самых флуктуаций - случайных и закономерных.
Теория колебаний и ее важнейшие приложения - радиофизика и оптика - на всю жизнь остались в центре интересов Мандельштама, но сама область его интересов "непрерывно расширялась и углублялась", по свидетельству Н.Д. Папалекси - его друга со страсбургских лет и до конца жизни. В эту область вошли две революционные идеи, преобразившие физику: кванты и относительность. Обе возникли в лоне электромагнетизма: первая статья по теории относительности называлась "К электродинамике движущихся тел", а первая квантовая идея была выдвинута, чтобы объяснить взаимодействие света с веществом.
Мандельштам по существу не делал различия между наукой чистой и прикладной: Математика, физика и техника так тесно переплетаются, что нет ни потребности, ни возможности расчленить живое единое целое на отдельные части".
Фундаментальные проблемы теории занимали его наравне с конкретной радиофизикой. В 30-е годы в разгаре была дискуссия о природе квантовой теории. Один из ее отцов-основателей, Эйнштейн, стремясь к классической ясности, задавал трудные вопросы своим коллегам о недостаточности теории. Речь шла о хитрых мысленных экспериментах, о кошке ни мертвой и ни живой, о свободной воле электрона, но, в сущности, вопрос был о природе научного знания.
Ровесник Эйнштейна, Мандельштам, по словам Тамма,
сразу же проводил анализ и находил опровержение каждой очередной критической статьи Эйнштейна. Когда мы просили его опубликовать свои соображения, он всегда отказывался на том основании, что, мол, Эйнштейн такой великий человек, что, наверное, знает что-то, чего он сам, Леонид Исаакович, не знает. Проходило несколько месяцев, появлялась ответная статья Н. Бора, и всегда оказывалось, что ее доводы совпадали с соображениями Леонида Исааковича.
Когда говорят об универсальности физика, обычно имеют в виду, что он может работать в разных областях своей науки, но все же - в XX веке - в пределах либо теории, либо эксперимента. Мандельштам был одним из редких исключений. Он был профессионально свободен в обеих частях единой науки. Столь же органично в его размышления входили вопросы теории познания, остро поставленные физикой XX века. Эти вопросы он включал в свои лекции по физике, не заботясь о том, укладываются ли его взгляды в регламентированную государственную философию. Мандельштам родной страной считал всю физику в целом. Этот его "научный космополитизм" вместе с педагогическим даром объясняет разнообразие его учеников: от радиоинженеров до теоретиков в области физики элементарных частиц.
Пример его видения науки - доклад на общем собрании академиков в 1938 году. Тема звучала совсем не увлекательно: "Интерференционный метод исследования распространения электромагнитных волн". Но вот что записал в дневнике В.И. Вернадский, геохимик по специальности: "Вечером в академии - интересный и блестящий доклад Мандельштама. Я слушал его, как редко приходилось слушать. Отчего-то вспомнился слышанный мной в молодости в Мюнхене доклад Герца о его основном открытии" (об экспериментальном открытии электромагнитных волн).
Мандельштам в своем докладе не просто подытожил некие исследования, он их представил как органическую часть развивающейся науки. Без каких-либо ухищрений и внешних эффектов он свел воедино радиотехнические идеи и философские уроки квантовой физики, ход исторического развития чистой науки и перспективы практических применений. Это была картина живой физики, передающая ее дух неспециалистам и углубляющая понимание коллег.
Разнообразные таланты, которые быстро и мошно расцвели под влиянием Мандельштама, были схожи в своем отношении к учителю. Их чувства любви и уважения порой кажутся преувеличенными и непонятными. Никаких признаков проблемы "отцов и детей"! О Мандельштаме его "научные дети" говорят в столь возвышенных тонах, что легче приписать это парадному стилю социалистического реализма.
Однако был у Мандельштама и крупный недостаток, который, как и положено, продолжает его достоинства и потому помогает понять тональность высказываний его почитателей: Мандельштаму сильнейшим образом недоставало честолюбия. Даже того, называемого иногда "здоровым", без которого творческая личность кажется невозможной. Ведь говоря новое слово - в науке, искусстве, где угодно, - человек говорит тем самым, что считает себя вправе сказать это новое слово раньше других и вопреки их молчанию, что он, значит, готов считать себя "умнее, смелее" других.
Мандельштаму хватало смелости браться за проблемы, над которыми ломали головы величайшие теоретики - Эйнштейн и Бор, и предлагать свое решение этих проблем в кругу сотрудников и учеников, но недоставало честолюбия, чтобы спешить опубликовать свое решение, "застолбить" свой приоритет.
Занимала его наука сама по себе, а не ее спортивная сторона - кто открыл раньше.
С этим связано несколько особенностей его научной биографии.
Он, мало сказать, не спешил с публикациями, проверяя и перепроверяя полученный результат. Сотрудникам и коллегам приходилось убеждать, уговаривать его отправить работу в журнал. Но тем, кто общался с ним повседневно, было ясно, что это шло от чувства ответственности перед научным знанием - чувства морального.
Оттягивание публикации об открытии, сделанном им совместно с Ландсбергом, привело к тому, что они упустили Нобелевскую премию 1930 года. Ученые открыли новый тип взаимодействия света с веществом, но не спешили опубликовать свой результат (их опередил на несколько недель индийский физик Ч. Раман, который и получил премию).
О научной сдержанности Мандельштама его соавтор сказал, что она "проистекала отнюдь не из того, что Л.И. недооценивал значения полученных результатов, наоборот, он очень хорошо его понимал и поэтому считал себя особенно обязанным не выступать с важными утверждениями без самой тщательной проверки".
Правда, в данном случае в задержку публикации внесла вклад и отечественная история. След остался в письмах того времени другу семьи Рихарду фон Мизесу после перерыва в переписке более года: