Александр Александрович Фридман
Если бы открыл звезду я, —
я её назвал бы: Фридман, —
лучше средства не найду
я сделать всё яснее видным.
Леонид Мартынов
Ученым редко посвящают стихи, но этому ученому известный русский поэт Леонид Мартынов посвятил почти поэму — восторженную и вдохновенную. А еще о его короткой жизни можно было бы снять приключенческий фильм и даже сериал: с рискованными трюками, погонями и, конечно же, любовью. А. А. Фридман умер в 1925 году, более чем за 30 лет до основания ИФА РАН, прожив всего 37 лет. Но его портрет на стене нашего зала конечно же не случаен.
Александр Александрович Фридман — человек, который сумел прожить как будто несколько жизней сразу. Математик, метеоролог, гидродинамик, авиатор, боевой офицер, организатор науки, блестящий преподаватель и один из главных космологов XX века. Сегодня его чаще вспоминают из-за теории нестационарной Вселенной и спора с Эйнштейном, но Фридман был прежде всего математиком, который умел работать с движениями в атмосфере и жидкости — и делал это на уровне, определившем развитие целых научных областей. Он занимался атмосферными вихрями, порывистостью ветра, распределением температуры и разрывами непрерывности в атмосфере, турбулентностью, в том числе атмосферной — в то время, когда её теория только начинала развиваться: чуть после Рейнольдса и Ричардсона, но до Колмогорова и Тейлора. Собственно, его можно считать основателем физики атмосферы как науки.
После физико-математического факультета Петербургского университета, где он был учеником у В. А. Стеклова и уже на первых курсах публиковался в «Математических анналах», Фридман пришел в Аэрологическую обсерваторию в Павловске. Там начались его работы в области, которая позже стала называться динамической метеорологией. В 1913 году Фридман напечатал в «Географическом сборнике» важную статью «О распределении температуры воздуха с высотою», которая положила начало пониманию атмосферы как стратифицированной среды. В 1914 году его отправили в Лейпциг к работавшему там норвежцу Вильгельму Бьеркнесу, создателю теории атмосферных фронтов и первых математических методов прогноза погоды, и оттуда он привез взгляд на атмосферу как на сложную физическую систему. Главный его гидромеханический труд — «Опыт гидромеханики сжимаемой жидкости» (1922). Там он дал наиболее полную для своего времени теорию вихревого движения, вывел уравнение переноса вихря, которое стало фундаментальным для динамической метеорологии и прогноза погоды. Позже, в 1924–1925 годах, вместе с Львом Келлером он построил замкнутую систему уравнений для пульсаций скорости и давления в двух точках потока — это заложило основы статистической теории турбулентности. Фридман по праву отмечен среди тех, кто превратил прогноз погоды из набора примет и эмпирических построений в математику.
Но его закрутили совсем не атмосферные вихри времени, от штормовых ветров которого он не смог остаться в стороне. Еще гимназистом он с головой ринулся в омут революции 1905 г. Тогда судьба отвела от ареста — и математика в его жизни победила политику. Но с началом Первой мировой войны Фридман добровольцем ушёл на фронт в авиационный отряд и быстро стал одним из лучших летчиков российской армии. Он был лётчиком-наблюдателем, участвовал в боевых вылетах, бомбил немецкие позиции, вёл авиаразведку, составил таблицы для прицельного бомбометания и проверял их в бою. Его заслуги отмечены главными боевыми наградами Российской империи: орденом Святого Георгия, золотым оружием, орденом Святого Владимира с мечами и бантом. И после фронта он не расстался с авиацией. В Киеве преподавал в Военной школе лётчиков-наблюдателей, читал курсы аэронавигации, опубликовал первое учебное пособие по аэронавигации и заведовал Центральной аэронавигационной станцией. А в 1917 году стал первым директором завода «Авиаприбор» в Москве — первого авиаприборостроительного предприятия в России. В 1925-м, уже будучи известным учёным, он вместе с пилотом Павлом Федосеенко поднялся на аэростате с целью исследования процессов в верхних слоях тропосферы на рекордные для СССР 7400 метров. Это не просто факты биографии: в них человек, который не боялся сам проверять то, что рассчитывал на бумаге.
Но мировая слава ученого пришла к нему из области космологии — физического учения о Вселенной как едином целом. В1917 году в рамках развития общей теории относительности Эйнштейном были предложены две стационарные модели вселенной, и физики обсуждали, какая из них лучше. Но в 1922 году в ведущем научном журнале по теоретической физике Zeitschrift für Physik вышла статья «О кривизне пространства», где Фридман показал: уравнения Эйнштейна допускают не только статические, но и нестационарные решения. Вселенная может расширяться, сжиматься, пульсировать — в зависимости от кривизны и плотности. Эйнштейн сначала резко раскритиковал работу, но затем признал свою ошибку и правоту Фридмана. Это был редкий и красивый научный спор: молодой петроградский профессор спокойно доказал, что великий Эйнштейн поспешил. А в 1929 году Хаббл открыл красное смещение галактик, подтвердив, что Вселенная действительно расширяется. Так модель Фридмана стала основой современной космологии. И отдать должное Эйнштейну — он всегда говорил о Фридмане с уважением.
В 1924 году Фридман предлагает еще одну революционную идею о возможности существования динамической Вселенной с отрицательной кривизной, а значит, бесконечной по объему и неограниченной в пространстве, и это со временем также подтвердилось. А в 2011 году трем американским астрономам, обнаружившим ускоренное расширение Вселенной, была присуждена Нобелевская премия по физике. При обосновании важности этого открытия Шведская королевская академия наук сослалась на работы Фридмана.
Но откуда в творчестве специалиста в области теоретической гидромеханики и динамической метеорологии возникла общая теория относительности? Здесь сыграло стремление к познанию всего нового. Сразу после создания А. Эйнштейном общей теории относительности Фридман проявил глубочайший интерес к этому великому открытию, особенно к «мировым уравнениям», введенным Эйнштейном. На базе решения этих уравнений Эйнштейн пытался определить геометрические свойства Вселенной. Он не просто прочитал труды Эйнштейна и понял их значение. Совместно с физиком В. К. Фредериксом он написал капитальный труд «Основы теории относительности», в котором достаточно строго с логической точки зрения на основе тензорного исчисления, многомерной геометрии, электродинамики, специального и общего принципа относительности излагались идеи Эйнштейна. К сожалению, труд не был завершен, но изданный первый том, посвященный геометрии пространства-времени, стал основой российской школы теоретической физики.
Но Фридман считал, что новое знание о Вселенной и законах мира должно быть доступно не только специалистам. В 1923 г. он опубликовал популярную книгу «Мир как пространство и время», посвящённую общей теории относительности, открыв мир Эйнштейна для всех.
Фридман умер в 1925 году от брюшного тифа на самом пике научной карьеры, только став директором Главной геофизической обсерватории. Он не успел увидеть признание и подтверждение своих теорий. Но его имя осталось и в уравнениях, и в метеорологии, и в авиации, а также это премия РАН, лунный кратер, гипотетическая частица фридмон и конечно же Вселенная Фридмана. Главное же — он показал, что наука не делится на «небо» и «формулы». Можно одновременно летать на аэростате, быть боевым офицером, учить лётчиков, выводить уравнение вихря и предсказывать расширение Вселенной. Для этого нужна не только голова, но и характер. У Фридмана было и то, и другое.
А. А. Фридман рано начал педагогическую деятельность — еще на университетской скамье, и не расставался с ней всю жизнь: читал лекции по механике, аэродинамике, математике, теории воздухоплавания, теоретической физике. В 1918 году судьба забросила его в Пермь, где он два года был профессором, а потом и проректором Пермского университета — причем не только по науке, но и по хозяйству. Вызывает удивление, что в годы гражданской войны и разрухи работали университеты, преподаватели разрабатывали новые курсы, студенты учились — в том числе таким далеким от требований времени наукам, как абстрактная математика и теоретическая физика. Сохранились конспекты пермских лекций Фридмана — удивительно глубоких, при том, что достаточно сложные вещи он умел объяснять простыми словами. На одной из страниц он написал: «Мир вещей, их свойств и взаимоотношений, суждения о которых мы получаем через наши органы чувств, есть сплошной хаос. Только наша мысль способна упорядочить этот хаос.» Это было главное кредо его короткой жизни — упорядочение, понимание законов того, что внешне кажется хаосом: в земной атмосфере, во Вселенной, в жизни.
На фото: Конспект лекций А. А. Фридмана. 1920 г. Фрагмент. ГАПК. Ф. р-1653. Оп. 1. Д. 732. Л. 2об
