Знание-сила, 2005 № 11 (941)

Бронштейн прекрасно понимал (и был первым в этом понимании), что главные физические задачи, которые требовали квантовой гравитации, не меньше требовали сильного поля — конец жизни звезды и начало жизни Вселенной. Но прежде всего он построил квантовую теорию слабого гравитационного поля, когда искривление пространства-времени очень мало. В этом приближении он получил два первых физических результата — не удивительные, но совершенно необходимые для здоровой теории и требуемые принципом соответствия. Представляя гравитационное взаимодействие материальных тел посредством «промежуточного агента — гравитационных квантов», он из cGh-теории слабого поля получил в неквантовом пределе эйнштейновский cG-закон гравитационного излучения, а в классическом пределе — ньютоновский G-закон всемирного тяготения.

Дружеский шарж выражает отношение К.П. Бронштейна к научно-социалистическому планированию науки (когда на эту тему проводились Всесоюзные конференции): «Всякий план есть предсказание». Однако предсказание о теории квантовой гравитации он сделал без помощи гадальных карт; лишь силой научной логики.

Единственным способом пощупать сильно-квантовый случай был анализ измеримости в cGh-теории.

Именно проводя этот анализ, Бронштейн обнаружил «принципиальное различие между квантовой электродинамикой и квантовой теорией гравитационного поля». Различие это коренится в физическом свойстве гравигации, открытом еще Галилеем и ставшим основой эйнштейновской теории гравитации: движение тела в гравитационном поле не зависит от его массы, движение брошенного камня зависит только от его начальной скорости. Другими словами, гравитационный заряд и масса тела в сущности одно и то же. Поэтому в гравитации и неприменим метод, указанный Бором для электродинамики.

В результате этого различия, как показал Бронштейн, гравитация измерима лишь с ограниченной точностью, рубеж измеримости определяют константы с, G и h, из которых уже можно составить длину Ipi = (hG/C³)1/2 = 10^-33 сантиметра, — знаменитую планковскую длину. Но поскольку, благодаря Эйнштейну, гравитация — это геометрия пространства-времени, то значит, включение в игру квантов делает и саму геометрию неопределимой. На этом основании, семьдесят лет назад, ленинградской осенью 1935 года, Бронштейн сделал такое предсказание:

«Устранение связанных с этим логических противоречий требует радикальной перестройки теории и, в частности, отказа от римановой геометрии, оперирующей, как мы здесь видим, принципиально не наблюдаемыми величинами — а может быть, и отказа от обычных представлений о пространстве и времени и замены их какими-то гораздо более глубокими и лишенными наглядности понятиями. Wers nicht glaubt, bezahlt einen Thaler».

Вывод сформулирован решительно и с полным пониманием его радикальности. Об этом говорит и немецкая фраза, заменяющая восклицательный знак и означающая — «Кто этому не верит, с того талер». Этой фразой завершается — после невероятных приключений — сказка братьев Гримм «О находчивом портняжке». В 1936 году, когда статья Бронштейна была опубликована, радикальное предсказание слишком напоминало приговор Ландау пятилетней давности, отмененный Бором, и поэтому пафос предсказания просто необходимо было смягчить — и одновременно подчеркнуть.

А в 1937 году Матвея Петровича Бронштейна арестовали. Ему было 30 лет. При аресте от него потребовали сдать оружие и отравляющие вещества, — он рассмеялся... Спустя полгода его казнили в Ленинградской тюрьме.

Внутреннее совершенство без внешнего оправдания?!

Эйнштейн говорил о двух критериях в оценке физической теории: ее «внешнее оправдание» — соответствие с опытом, и «внутреннее совершенство» — логическая простота теории. Критерии эти естественны, и даже тривиальны, для всей истории физики... за исключением проблемы квантовой гравитации.

«Внешнему оправданию» не дает работать астрономическое число 1039 — во столько раз гравитационные силы в микромире слабее электрических. Теоретически справиться с таким числом можно было бы, переходя от физического опыта к астрономическим наблюдениям, но практического пути к cGh-объектам наблюдения не известно.