Воспоминания - Андрей Сахаров

Открытие нарушения СР-инвариантности завершило тот путь пересмотра законов симметрии при "отражениях", который был начат в 1956 году Ли и Янгом (оба они - китайцы по происхождению, работали в США; за работу 1956 года им была присуждена Нобелевская премия; с точки зрения психологии научной работы интересно, что одновременно со статьей по "отражениям" они проводили изящные и трудоемкие вычисления по другой, гораздо менее известной работе по статистической физике и уделяли ей не меньше внимания; Янгу, совместно с Миллсом, принадлежит еще одна фундаментальная работа - о так называемых калибровочных полях). До Ли и Янга в физике элементарных частиц считалось самоочевидным и бесспорным, что существует три точных дискретных симметрии (слово "дискретная" тут антоним слова "непрерывная"; пример непрерывной симметрии - симметрия относительно вращения шара или цилиндра):

1) Симметрия относительно так называемого Р-отражения (пространственного), эквивалентного отражению в зеркале (т. е. предполагалось, что все, что мы видим в зеркале, может происходить и в реальном мире).

2) Симметрия относительно С-отражения, отображающего частицы в античастицы. Другое название С-отражения - зарядовое сопряжение, так как заряды (электрический, барионный, лептонный) частиц и античастиц противоположны. Все процессы с участием античастиц, согласно этому предположению, должны происходить так же, как процессы с частицами.

3) Симметрия относительно Т-отражения, меняющего направление процесса на обратное, превращающего, например, распад частицы на две частицы в их слияние.

Идея Ли и Янга была необыкновенно смелой и плодотворной. Они высказали мысль, что все эти симметрии являются приближенными; в особенности они подчеркнули, что в слабых взаимодействиях, возможно, сильно нарушаются Р-симметрия и С-симметрия, а в сильных, гравитационных и электромагнитных взаимодействиях симметрии не нарушаются. Эта идея имела огромное значение для всей физики элементарных частиц, стимулировала множество экспериментальных и теоретических исследований.

Еще за несколько лет до этого Паули и Людерс установили, что из основных принципов квантовой теории поля следует симметрия относительно совместного преобразования С, Р и Т (так называемая СРТ-симметрия). Затем этот вывод был сильно подкреплен другими авторами. Поэтому физики имеют некий рубеж, дальше которого им, по всей вероятности, отступать не придется. Но сначала была сделана попытка "закрепиться на промежуточном рубеже". Ряд авторов, среди них Ландау и Салам, высказали предположение, что точной симметрией является "комбинированная симметрия" СР. Предпосылка, из которой при этом исходил Ландау - равенство нулю массы нейтрино, - по-видимому, неправильна. Но сама идея оказалась плодотворной, и вскоре на ее основе была построена теория слабых взаимодействий (для процессов с изменением заряда частиц, в частности - бета-распада), хорошо согласующаяся с опытом.

СР-симметрия (или инвариантность - это синоним) означает, что любой процесс с античастицами происходит так же, как процесс с частицами, если античастицы расположены и двигаются в пространстве зеркально-симметрично по сравнению с частицами. Как следствие, полная вероятность любой реакции превращения частиц одинакова для частиц и античастиц (таким образом, для проблемы барионной асимметрии следствия СР-симметрии были бы такими же, как С-симметрии).

Между тем, червь сомнения, порожденный Ли и Янгом, продолжал свою работу... Начались проверки "комбинированной" СР-симметрии (можно сказать, частично комбинированной, если СРТ-инвариантность называть полно комбинированной). При этом одновременно решалась судьба Т-инвариантности - в силу СРТ-теоремы Паули-Людерса, либо одновременно и СР и Т симметрии точные, либо обе эти симметрии приближенные.

Физики усиленно искали явления, в которых происходит нарушение СР-симметрии и Т-симметрии. Как я уже писал, таким явлением оказался распад ка-лонг-мезона на два пи-мезона. Я не буду объяснять, почему этот распад свидетельствует о нарушении СР-симметрии. Через несколько лет было открыто другое явление, где нарушение СР-симметрии и отличие частиц от античастиц проявляются более наглядно. Среди многих способов распада ка-лонг-мезона существуют два способа (как говорят - два канала), являющиеся СР- или С-отражением друг друга, - распад на пи-плюс-мезон, электрон и нейтрино и распад на пи-минус-мезон, позитрон и антинейтрино (мы будем интересоваться полными вероятностями каждого канала, поэтому СР- и С-симметрии для нас эквивалентны).

Оказалось, что полные вероятности распада по этим двум каналам отличаются на 0,6%! Это как раз эффект того типа, который был мне необходим для объяснения возникновения барионной асимметрии Вселенной из нейтрального состояния.

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

ГЛАВА 1

Перед поворотом

1965-1967 годы были не только периодом самой интенсивной научной работы, но и временем, когда я приблизился к рубежу разрыва с официальной позицией в общественных вопросах, к повороту в моей деятельности и судьбе.

Я по-прежнему продолжал в эти годы свою работу по тематике объекта, проводил там большую часть времени. Однако разработка изделий перестала занимать в этой тематике подавляющее место. Возникли новые направления работ: проблема взрывного бридинга (получение активных веществ, образовавшихся в результате нейтронного захвата в уране и тории, путем сбора продуктов подземных камерных взрывов), использование энергии ядерных взрывов для космических полетов - я уже упоминал об обоих этих проектах. Особенно большой размах приобрела разработка специальных зарядов для взрывных работ в мирных целях (вскрышные работы на рудных месторождениях, в том числе меднорудном в Удокане, сооружение плотин и прокладка каналов, взрывы с целью освобождения связанной нефти - которой очень много в природе, взрывы с целью перекрытия аварийного фонтанирования нефти и газа), теоретические и экспериментальные исследования возможных способов мирного использования ядерных взрывов. 1-й и 2-й объекты наперебой выступали с разнообразными проектами в этих областях. Однако на пути практического осуществления всех этих идей стояла серьезнейшая опасность радиоактивного заражения почвы, почвенных вод и воздуха. Были и некоторые другие идеи. Но главными на обоих объектах стали темы, так или иначе связанные с "исследованием операций" (я тут буквально перевожу общепризнанный со времен второй мировой войны английский термин).

Первой по времени проблемой этого рода, с которой пришлось столкнуться, была ПРО и способы ее преодоления. Было много горячих обсуждений, в ходе которых я, как и большинство моих коллег, пришел к двум выводам, сохраняющим, по-моему, свое значение и до сих пор:

1) Эффективная противоракетная оборона невозможна, если потенциальный противник обладает сравнимым военно-техническим и военно-экономическим потенциалом. Противник всегда - с затратой гораздо меньших средств - может найти такие способы преодоления ПРО, которые сведут на нет ее наличие.

2) Вложение больших средств в развертывание ПРО не только очень обременительно, но и опасно, так как может привести к потере стратегической стабильности в мире. Главным результатом наличия у сторон мощной ПРО является повышение порога стратегической устойчивости (скажем, упрощая проблему, порога гарантированного взаимного уничтожения).

Эти выводы, разделявшиеся, по-видимому, и американскими экспертами, вероятно, повлияли на заключение в 1972 году "Договора об ограничении систем ПРО". Я продолжал уточнять свою позицию по вопросам ПРО в книге "О стране и мире" в 1975 году, в письме Сиднею Дреллу в 1983 году, в дискуссиях о "стратегической оборонной инициативе" (СОИ) в 1987 году.

Во второй половине 60-х годов диапазон проблем, к обсуждению которых я в той или иной мере имел отношение, расширился еще больше. Я в эти годы ознакомился с некоторыми экономическими и техническими исследованиями, имевшими отношение к производству активных веществ, ядерных боеприпасов и средств их доставки, принял участие в нескольких экскурсиях в секретные учреждения ("ящики") и в одном или двух информационных совещаниях по военно-стратегическим проблемам. Поневоле пришлось узнать и увидеть многое. К счастью, несмотря на высокий гриф моей секретности, еще больше все же не попадало в мой круг. Но и того, что пришлось узнать, было более чем достаточно, чтобы с особенной остротой почувствовать весь ужас и реальность большой термоядерной войны, общечеловеческое безумие и опасность, угрожающую всем нам на нашей планете. На страницах отчетов, на совещаниях по проблемам исследования операций, в том числе операций стратегического термоядерного удара по предполагаемому противнику, на схемах и картах немыслимое и чудовищное становилось предметом детального рассмотрения и расчетов, становилось бытом - пока еще воображаемым, но уже рассматриваемым как нечто возможное. Я не мог не думать об этом - при все более ясном понимании, что речь идет не только и не столько о технических (военно-технических, военно-экономических) вопросах, сколько в первую очередь, о вопросах политических и морально-нравственных.