Глава 1. Детство и юность. Путь в науку. Первые научные работы

Глава 1. Детство и юность. Путь в науку. Первые научные работы

Семью, в которой родился Матвей Петрович Бронштейн, можно назвать обыкновенной семьей, принадлежащей к провинциальной еврейской интеллигенции в пределах черты оседлости —₁ черты, проведенной на карте России самодержавием[1]. Отец, Петр Осипович, был врачом. Происходя из семьи мелкого торговца, он все же смог кончить гимназию (в украинском городке Немирове) и медицинский факультет Киевского университета. Мать, Фани Моисеевна, систематического образования не получила, умела лишь читать и писать. Это была добрая, от природы очень деликатная женщина, свою жизнь посвятившая заботам о муже и детях. Детей в семье было трое. У Матвея Петровича был брат Исидор, младше его минут на десять, и сестра Михалина, старше их на четыре года. В то время, когда родились мальчики (2 декабря 1906 г.), семья жила в Виннице — уездном городе в центральной части Украины. Здесь же прошли первые девять лет их детства.

Согласно данным, накопленным генетикой, близнецы при рождении получают в среднем меньшее наследство (поскольку его приходится делить) и соответственно могут рассчитывать на меньшие достижения. В нашем случае эта закономерность подтвердилась только в отношении физических данных братьев — богатырским телосложением они не отличались. Что же касается интеллектуального «приданого», которое братья получили от родителей с благословения природы, то оно оказалось явно больше среднего. Сходство между братьями не было поразительным, но, как всегда у близнецов, в детстве они были неразлучны, жили общими интересами.

Впечатлений о жизни в Виннице у братьев почти не сохранилось. Наиболее сильные впечатления были связаны с книгами и с событиями духовного взросления.

Отец, хотя и получил высшее образование, наукой и литературой интересовался мало, мать была целиком поглощена благоустройством семейного быта. Однако детям покупали много книг, считалось, что это им надо. Действовал традиционный культ образования, сестра Михалина училась в гимназии. У отца, не имевшего особых трудностей в воспитании своих не по годам тихих и любознательных мальчиков, была только забота регулярно снабжать их книгами, среди которых были роскошные подарочные издания, посвященные славе русского оружия, книги о путешествиях, о звездах и т. д.

По роду образования и в соответствии с духом времени отец был совершенно равнодушен к религии. Атеистических убеждений у него не было, просто он этим не интересовался. Поэтому в домашней жизни религиозные установления и обычаи предков игнорировались (впрочем, не демонстративно). Об этом, в частности, свидетельствует «нестандартность» имен, которые получили дети. Кстати, Матвея дома с самого детства звали Митей, вопреки всем законам русской ономастики. Так его впоследствии называли и близкие друзья, к удивлению всех, впервые слышащих, что Матвей и Митя — это один человек.

Размеренная и устроенная (а по детским воспоминаниям «серая и скучная») жизнь семьи была нарушена в августе 1914 г. С самого начала войны отец, как врач, был мобилизован в армию (вернулся он только через четыре года). Положение семьи значительно ухудшилось, и в 1915 г. мать с детьми, воспользовавшись тем, что высшее образование главы семьи делало черту оседлости проницаемой для них, переехала в Киев, к своему отцу, который был управляющим в доме богатого купца.

Дед был человеком религиозным, и, обнаружив безбожность воспитания мальчиков, он сразу же начал наставлять их на путь истинный. Перед братьями встала первая проблема мировоззренческого характера. Ее решение было важным событием их духовной жизни.

Это решение опиралось на ... эксперимент, который заключался в следующем. Надо встать в центре комнаты и громко крикнуть: «Бог — дурак!» Если богохульника сразу же не разразит гром небесный, то значит, это вовсе не богохульство, а просто проверка — рискованная, но зато прямая. Конечно, без теоретического анализа ситуации, сам по себе эксперимент мало в чем может убедить, даже если экспериментатору нет еще 13 лет. И умственное напряжение, с которым мальчики самостоятельно выработали убеждение, что «бога нет», запомнилось им надолго. Ну, а если у человека есть способность самостоятельно решать подобные сложные проблемы, то авторитет собственного деда, даже освященный многовековой традицией, значит немногое. И деду пришлось оставить своих внуков в покое. Тем более, что никаких других поводов для недовольства мальчики не давали. За ними почти не водилось детских шалостей, они любили читать и читали запоем.

Получилось так, что в средней школе братья не учились. В Виннице для гимназии они были еще малы, а в Киеве поступить в гимназию мешали сразу несколько причин: процентная норма (которая в Киеве была еще меньше, чем в черте оседлости), весьма умеренный достаток семьи и возраст мальчиков. Каждое из этих препятствий в отдельности было, видимо, преодолимо. Сестра, например, кончала гимназию в Киеве, причем гимназию самую аристократическую — Ольгинскую (помогло то обстоятельство, что глава семьи служил отечеству в действующей армии). Самой серьезной преградой для поступления в гимназию был слишком юный возраст мальчиков. Однако было ясно видно, что их интеллектуальный возраст уже вполне достаточен для систематического образования. И было решено, что мальчики будут учиться дома, а экзамены в гимназии сдавать экстерном. Учились они по книгам, домой приходила только преподавательница французского языка. Братья сдавали последовательно экзамены (за первые три класса), получали пятерки, но заметного места в их жизни это не занимало. Мир, открывающийся перед ними в книгах, давал гораздо более сильные впечатления.

В 1917 г. вихрь истории смел социальный уклад старой России. Революция перестраивала все сферы жизни общества, Гимназию и реальное училище заменяла советская единая трудовая школа. В Киеве этой замене несколько лет мешали события гражданской войны. После того как в феврале 1918 г. здесь впервые была установлена Советская власть, город по очереди занимали войска Германии, гетмана Скоропадского, Директории, деникинцы и белополяки. Окончательно Советская власть в Киеве установилась только летом 1920 г.

Но и в школе нового типа братьям не пришлось учиться. В этом, впрочем, и не было необходимости. Они уже привыкли самостоятельно извлекать знания из книг. Научились справляться с потоком идей и фактов из разнообразных изданий, подобранных не педагогом, а самими юными книгоучками.

Грандиозные события, о которых рассказывалось в книгах, не шли в сравнение с событиями их обыденной жизни. Общение с природой ограничивалось тем, что происходило в замощенном дворе в центре Киева. Даже когда в голодные годы гражданской войны семья переехала поближе к природе-кормилице, в Пущу Водицу, ничего не изменилось — внимание души к цветам, деревьям, птицам и всему такому дремало. Впрочем, даже и такая — геометрическая — близость к природе длилась недолго,— спасаясь от петлюровских погромов, семье пришлось вернуться в центр города.

Возраст мальчиков и семейный уклад оберегали их от событий, происходящих за стенами дома, и мешали им разглядеть исторический масштаб этих событий. Пищу для ума и души они находили в книгах. Интересней всего им была История людей — История с большой буквы — и все то, что люди — с увлекательными приключениями — старались понять и изменить в окружающем мире. Узнавать, как устроена Природа — тоже с большой буквы — было несравненно интереснее, чем безо всякого умственного напряжения любоваться небом и цветами. Природа состояла из звезд, планет, кристаллов, атомов, электричества... Только позже, после того как Митя в какой-то мере утолил жажду знаний, он стал замечать в природе и другое. Проснулось чувство, не разбуженное в детстве, заслоненное гораздо более сильными страстями. И он начал учиться отличать сосну от ели и овес от пшеницы. Начал учиться грести, ездить на велосипеде... Это оказалось тоже очень интересным.

А тогда, в самом начале 20-х годов, души мальчиков были целиком заполнены желаниями узнать, понять. Для другого просто не оставалось места.

Что же читали они тогда? Вначале — все, что попадалось: от истории Египта до теории множеств. Будущая энциклопедическая образованность Матвея Петровича свое начало брала с этого вольного плавания в море книжных знаний. Такие путешествия без карты и компаса кого-то могли бы сделать всезнайкой, слышавшим понемногу обо всем. Но Мите, с его интеллектом, великолепной, пожалуй, даже феноменальной памятью и силой духа, такие кругосветные плавания шли на пользу. Он узнавал многое об очень многом.

Разнообразие интересов со временем не уменьшалось, но быстро умневшие от книг и вызванных ими бесед мальчики постепенно учились находить каждый свою дорогу. Эти дороги начинали расходиться. На Митиной все чаще появлялись книги по физике и астрономии.

Книги попадались очень разные. Те, которые были изданы до революции, казались изданными несколько веков назад: роскошные переплеты с золотым тиснением, плотная бумага, гравюры. На одной из таких гравюр был изображен молодой человек в элегантном камзоле, с локонами до плеч. Сидя на изящной скамейке в яблоневом саду, подперев голову, он смотрел задумчиво вдаль. Вдали висела Луна, а вблизи висело яблоко. Человек этот был, разумеется, Исаак Ньютон. Он смотрел на Луну, на срывающееся с ветки яблоко и размышлял над тем, почему яблоко падает на Землю, а Луна — нет. Автор книги легким французским слогом рассказывал, как в результате размышлений, изображенных на гравюре, Ньютон открыл знаменитый закон всемирного тяготения. Как он понял, что и Луна упала бы на Землю, не будь у нее огромной скорости. Упала бы, по собственноручным расчетам автора, через 4 дня 19 часов 54 минуты 57 секунд. «Мы предоставляем читателю судить о том, как отразилось бы на Земле и на ее обитателях падение такого громадного шара с такой ужасной высоты»,— закончил главу автор.

О том же всемирном тяготении Митя читал и в книгах совсем других, напечатанных порой на газетной, быстро желтеющей бумаге, совсем без картинок и в жиденьких переплетах. Но в этих книжках, изданных в Петрограде, Одессе, Берлине (советские книги печатались тогда и в Берлине), о всемирном тяготении, или о гравитации, говорилось уже совсем по-другому. Говорилось о двумерцах, путешествующих по поверхности шара, о кривизне пространства и времени, о том, что в силу теории Эйнштейна возможна ситуация, когда человек, глядящий прямо перед собой в пустоту, видит собственные уши. Революционные физические теории, радикально преобразующие представления о пространстве, тяготении, атомах, свете, легко сопоставлялись с революционными социальными изменениями. В некоторых книжках даже чересчур легко.

Но где же брали книги эти ненасытные читатели? Домашняя библиотека исчерпалась быстро. В развалах у букинистов книги по точным наукам были далеко не в почете. Да и денег на покупку книг в семье не хватало. Поэтому главным источником знаний служили библиотеки, в 1921 г.— Городская публичная библиотека (ныне библиотека им. КПСС), до того, впрочем, момента, пока изменение правил не закрыло библиотеку для слишком юных читателей. Это изменение застало Митю за чтением «Популярной астрономии» Фламмариона, фрагмент которой был пересказан два абзаца тому назад. Книгу пришлось дочитывать в библиотеке Академии наук, где возраст читателя не был препятствием.

Но книги книгами, а для 16-летних юношей настала пора заботиться о своем жизненном положении — приобретать профессию. В 1923 г. братья поступили в электротехникум, однако уже в следующем году были вынуждены его оставить — заработка отца не хватало на содержание семьи. Петр Осипович, несмотря на свое мелкобуржуазное происхождение, был начисто лишен способностей к частной практике, да и весьма средняя его квалификация ничего особенного не обещала. Поэтому он довольствовался службой в государственном медицинском учреждении и соответственно небольшим окладом. Техникум братья покинули без сожаления: инженерно-технических склонностей у них не обнаружилось. Они пошли работать на завод.

Человек в 17 лет, однако, не живет только «насущными» заботами, и братья продолжали искать свои пути. Эти пути впервые начали расходиться зримо. Видимо, генетическое различие братьев, умноженное на их возраст, стало ощутимой величиной. Собственно, некоторые признаки этого проявлялись и раньше. Как-то незаметно, даже для глаз брата, Матвей стал решительно обгонять его в точных науках. Случайно обнаружилось, что Матвей знает тригонометрию, которая брату была совершенно неизвестна. Так было и в других физико-математических областях. Это было странно, в семейных «начальных» условиях такого ничто не предвещало.

В 1924 г. Матвей узнал, что при университете действует кружок любителей физики, и стал его посещать, а Исидор, желая поскорее встать на ноги, поступил на курсы стенографии.

В этом месте, на развилке жизненных дорог братьев, расскажем кратко об Исидоре Петровиче, который многое дал этой книге и, к сожалению, не дождался ее появления (он умер в 1984 г.).

Осваивая стенографию, И. П. сразу придумал некоторые ее усовершенствования, и уже в 1925 г. учащийся И. Бронштейн совместно с несколькими преподавателями стал автором литографированного «Практического курса стенографии». В 1926 г. поступил в Киевский институт народного хозяйства, желая заняться математизацией экономической науки. После окончания КИНХа в 1930 г. и до пенсии работал экономистом в Киевских государственных архитектурных мастерских (с четырехлетним перерывом, связанным с войной), участвовал в разработке трех генеральных планов развития Киева. Работа и научные публикации И. П. Бронштейна были посвящены экономическому и демографическому обоснованию планов градостроительства.

Исидор Петрович считал, что творческий потенциал брата несравненно превосходил его собственный. Но и его незаурядность была видна невооруженному глазу. Он читал на десяти языках, именно читал, а не только «умел читать». Очень любил украинский язык, в 1941 г. была издана книга, переведенная им на украинский язык. Он удивительно хорошо для неспециалиста ориентировался в физике и ее истории (которыми стал активно интересоваться уже после смерти брата).

Ясный ум и непрерывная интеллектуальная активность были ему присущи до конца жизни. Когда ему было уже за шестьдесят, он выполнил самостоятельное и математически вполне добротное исследование в области комплексного анализа. Обширные интересы, далеко выходящие за пределы точных наук, отражала его огромная библиотека; в небольшой комнате коммунальной квартиры, где он жил, было около 20 тысяч книг. Книги по истории, филологии, русская классика вместе с книгами по физико-математическим наукам образовывали мир, в котором он жил.

Жизнь его не щадила. Незаживающей раной была гибель 30-летнего брата. Не вынесли тягот двойной эвакуации (сначала на Северный Кавказ, потом в Астрахань) родители. С детства он страдал тяжелой формой заикания. Оно передалось и брату, у которого, однако, после лечения в 1922 г. почти полностью исчезло. А у Исидора Петровича это заболевание наложило отпечаток на всю его жизнь, препятствуя живому общению с людьми (он был вынужден предпочитать переписку), мешая ему делиться духовными богатствами с другими. Своей семьи у него не было.

Однако удары судьбы его не ожесточили. Общаясь с ним, нельзя было не ощутить светлую его душу, по-детски наивное и доброе отношение к людям. Был он деликатен, но не уклонялся от того, чтобы высказать свое мнение.

Кружок, в который осенью 1925 г. начал ходить Матвей Бронштейн, полностью назывался «физической секцией киевского студенческого кружка исследователей природы». Его руководителем и создателем был молодой физик Петр Саввич Тартаковский[2]. По характеру этот кружок был близок тогдашним «семинарам повышенного типа», которые готовили студентов к научной работе, давали возможность отбирать наиболее способных. Кружок предназначался прежде всего для студентов, но в те времена, когда в стране происходили интенсивные общественные процессы, границы

Не меньшую роль сыграла, конечно, личность руководителя кружка. Один из участников кружка профессор Д. Н. Наследов писал о Тартаковском: «Не могу забыть того внимательного и заботливого отношения, которое я всегда встречал со стороны Петра Саввича. Он заражал своим энтузиазмом, тщательно наблюдал за развитием научной мысли студентов, всегда и во всем шел навстречу людям, искренне желающим глубоко изучать физику. Это проявлялось решительно во всем: даже в мелочах... Не всегда ученые обладают способностью собирать вокруг себя молодежь, любить ее и заботиться о ее росте. Петра Саввича нельзя себе представить без окружающей его молодежи. Всю свою жизнь он стремился передать свои знания и опыт подрастающему поколению» [240].

Такое отношение сполна ощутил на себе Бронштейн. Он с благодарностью говорил о П. С. Тартаковском и спустя 10 лет в автобиографии 1935 г. не забыл указать: «Теоретической физикой начал заниматься еще до поступления в университет, сперва в Киеве — под руководством П. С. Тартаковского» [103]. Руководство это проявилось и в том, что с помощью Тартаковского он получил возможность заниматься в профессорском зале университетской библиотеки, где были прекрасные условия для работы: свой стол, на котором дожидались оставленные книги, и — немаловажное по тем временам обстоятельство — в зале этом было всегда тепло. Полученным правом заниматься в библиотеке Бронштейн (который тогда, напомним, не был даже студентом университета) пользовался очень усердно. И его участие в работе кружка очень быстро показало Тартаковскому, что он не ошибся в начинающем физике.

В кружке рассматривались и темы, относящиеся к классической физике (например, динамика бумеранга), и самые актуальные вопросы физики того времени. По-видимому, Тартаковский очень быстро обратил внимание на новичка: всего через несколько месяцев — в январе 1925 г.— «Журнал Русского физико-химического общества» получил первую статью М. Бронштейна «Об одном следствии гипотезы световых квантов» [1]. В работе, исходя из предположения о фотонной структуре излучения рентгеновской трубки и на основе законов сохранения энергии и импульса при взаимодействии электронов с атомами антикатода, была получена зависимость границы непрерывного рентгеновского спектра от угла излучения. Результат статьи состоял в том, что обнаружение ожидаемого эффекта добавило бы еще один аргумент в пользу представления о световых квантах, а «в противном случае будет пролит некоторый свет на вопрос о границах применимости теории световых квантов в области рентгеновских лучей». Напомним, что в то время фотонную гипотезу все еще отвергал не кто иной, как Н. Бор (изменивший свое отношение только после экспериментов Боте и Гейгера в 1925 г.). Так что 18-летний Бронштейн сразу же попал в гущу событий современной физики.

Обратим внимание на слова «границы применимости теории», появившиеся в статье юного теоретика. Их можно считать, как мы увидим в дальнейшем, ключевыми для всего научного творчества М. П. Бронштейна, для его мировоззрения.

Важная особенность первой статьи Бронштейна — внимание к практической реализуемости эксперимента. Автор оценил количественно ожидаемый эффект для нескольких режимов работы рентгеновской трубки и обсудил условия наблюдения.

И в теме статьи, и в сочетании позиций теоретика и экспериментатора легко усмотреть влияние Тартаковского. Он был активным приверженцем и пропагандистом квантовых представлений. Начиная с первой публикации [269] его научная деятельность была посвящена квантовой физике. Усвоению квантовых идей в СССР способствовали его книги «Кванты света» (1928)[3] и «Экспериментальные основания волновой теории материи» (1932). В книгах этих основная тяжесть аргументации была в опытных данных, описанных с тщательностью экспериментатора; книги не давали повода усомниться в том, что физика — наука экспериментальная. Вместе с тем книги давали и представление о радикальном преобразовании теории, связанном с квантовой физикой. Такое сочетание теоретика и экспериментатора в одном человеке стало редким в эпоху, когда эти две профессии, два образа мыслей и действий уже явно расслоились. М. П. Бронштейну, несомненно, повезло в том, что первый физик, который встретил его у входа в науку, был таким. Окрыленность теоретической мысли и чувство равновесия, тренированное знанием и пониманием эксперимента, равно необходимы теоретику.

Бронштейн интенсивно работает. В 1925 г. две его статьи по квантовой теории взаимодействия рентгеновского излучения с веществом были опубликованы в известном немецком журнале «Zeitschrift fur Physik», в 1926 г.— еще три статьи. В этих работах впечатляет математическая подготовка начинающего теоретика.

Его быстро узнают киевские физики и астрономы. Он становится членом секции научных работников при Киевском окружном отделении Союза работников просвещения. Директор астрономической обсерватории С. Д. Черный и руководители физических семинаров Л. И. Кордыш и Г. Г. Де Метц высоко оценивали его работу; их отзыв пригодился Бронштейну при поступлении в Ленинградский университет[4].

В 1927 г. А. Г. Гольдман[5] в статье «Физика на Украине в 10-ю годовщину Советской Украины» [166] упомянул три статьи Бронштейна [2—4]: «Из теоретических исследований можно еще отметить публикации М. Бронштейна (молодого киевского физика, позже переехавшего в РСФСР). Он рассматривал вопросы о непрерывном рентгеновском спектре, о квантовой теории эффекта Лауэ и о движении электронов около неподвижного центра поля».

Молодой физик переехал в РСФСР, а точнее в Ленинград, в 1926 г., видимо, по совету Тартаковского. Теоретическая физика в Киеве была все же довольно провинциальной, и М. П. Бронштейну стало в ней тесно.