1915–2015

«Наука, пользуясь опытами и логикой, пытается понять порядок и структуру Вселенной. Религия, пользуясь богословским вдохновением и размышлением, пытается постичь цель и смысл Вселенной. Наука и религия взаимосвязаны. Цель предполагает структуру, а структура должна каким-то образом объясняться целью. По крайней мере, я это вижу так. Я – физик. Кроме того, я – христианин. Пытаясь понять природу Вселенной с этих двух позиций, я вижу много точек соприкосновения науки с религией. Мне представляется логичным, что, в конечном счёте, они даже сольются». Автор этих слов – американский физик Чарльз Таунс. В 1964 г. ему была присуждена Нобелевская премия по физике «за фундаментальную работу в области квантовой электроники, которая привела к созданию осцилляторов и усилителей, основанных на мазерно-лазерном принципе». Проще говоря, Чарльз Таунс стал одним из первооткрывателей мазеров и их собратьев лазеров. Такие выражения как «лазерный принтер», «лазерная эпиляция», «лазерная коррекция зрения», «лазерная сварка (варианты: резка, пайка)», «лазерная указка», «лазерное шоу» стали в нашем обществе частью повседневного лексикона. И если изобретение лазера связано с пониманием устройства Вселенной, то что же его изобретатель думает о её смысле?

Таунс родился 28 июля 1915 г. в Гринвилле, штат Южная Каролина, и был четвёртым из шести детей адвоката Генри Кейта Таунса. Его детство, как и у Ньютона, прошло на ферме, где он проявляет живой интерес к природе, учится наблюдать и задавать вопросы. Школьное образование много времени не отняло: благодаря блестящим способностям он досрочно оканчивает школу и в 16 лет становится студентом Фурманского университета в том же Гринвилле. В 1935 г. он на отлично заканчивает его, получая сразу два научных звания – бакалавра наук в области физики и бакалавра искусств в области современных языков. Он мог бы стать прекрасным лингвистом или филологом, поскольку в совершенстве владел пятью языками, помимо родного английского, но выбирает физику, поскольку видит в ней воплощение логики и элегантности мысли. Продолжив обучение в Калифорнийском технологическом институте, он защищает в 1935 г. докторскую диссертацию на тему: «Разделение изотопов и определение спина ядра углерода-13».

Наука становится его увлечением, где интеллект приходит в соприкосновение с верой: «Научное открытие сопровождается сильнейшим эмоциональным потрясением, которое, мне кажется, сродни тому, что некоторые назвали бы религиозным переживанием, откровением. На самом деле, я бы описал откровение как внезапно пришедшее осознание того, что такое человек и каким образом он связан со Вселенной, с Богом, с другими людьми». Вера Чарльза Таунса – не абстрактная и не формальная. В одном из интервью на вопрос: «Что вы думаете о существовании Бога?» он заявляет: «Я убеждён в существовании Бога – на основании интуиции, наблюдений, логики и научного знания». Бог Таунса – не просто «высший разум» или «космическая энергия», он – Личность, с которой учёный стремится развить отношения: «Как человек верующий, я сильно ощущаю присутствие и действие созидающей Сущности, которая значительно превосходит меня, но в то же время всегда остаётся личностной и близкой». В автобиографии он также подчёркивает: «Бог присутствует всегда, везде, во всём. Для меня Бог – это личность, и в то же время Он вездесущ. Он стал для меня великим источником силы и совершенно изменил мою жизнь».

В 1941 г. Чарльз Таунс обвенчался с Фрэнсис Браун. Они создали прекрасную семью и воспитали вместе четырёх дочерей.

С 24 лет Таунс начинает свою работу в компании «Белл телефон», занимаясь разработкой авиационного радара, а 11 лет спустя становится профессором физики в Колумбийском университете. С 1961 по 1966 гг. он является профессором и президентом Массачусетского технологического института. Кроме того, с 1967 г. он руководит физическим отделом Калифорнийского университета и занимает пост президента Американского физического общества. Наконец, в период между 1966 и 1970 гг. он возглавляет научно-консультационный комитет NASA по программе Apollo, посвящённой высадке астронавтов на Луну.

Но путь к вершинам не бывает лёгким. Вынашивая идею создания лазера, Таунс натыкается на целый ряд технических проблем, но это – полбеды. Хуже то, что он не находит поддержки среди коллег, а именитые мэтры современной физики, такие как Нильс Бор и Джон фон Нейман прямо высказывают сомнения в осуществимости задуманного им проекта. Вспоминая об этом, учёный говорил: «Я несколько лет бился над тем, чтобы излучение света усилить в миллионы и даже миллиарды раз. Повышал частоту излучения, температуру вещества, которое излучало свет. Но ничего не получалось. И вот однажды я сидел в парке на скамейке и был близок к отчаянию. Следовало признать: все попытки добиться успеха на вроде бы очевидном пути себя исчерпали… В один из дней ко мне пришли двое ведущих учёных нашего университета и сказали: «Чарли, ты зря тратишь деньги. Прекращай!».

Большинству из нас знакомы чувство разочарования и искушение отказаться от намеченной цели, от своего призвания и мечты просто по причине повторяющихся неудач и отсутствия элементарной поддержки окружающих. Для Таунса решение было найдено в том, чтобы продолжать искать новые идеи, а также объединять свои усилия с теми единомышленниками, которых удастся встретить. Продолжая монолог о своих переживаниях, учёный говорит: «И вдруг в голове что-то промелькнуло. Почему-то вспомнилась лекция Вольфганга Паули, которую я слышал несколько месяцев назад. Он говорил, что, в принципе, возможно собрать в единый пучок свет от молекул с определённым энергетическим состоянием. Я чуть ли не подпрыгнул – это же подсказка!». Приближаясь небольшими шагами к цели, Таунс ищет в разных уголках мира учёных, занимающихся подобными проектами. Он приезжает для знакомства с коллегами в Англию, Францию, Японию. Его вдохновляет возможность учиться у других, сотрудничая с ними в научном поиске: «В какой-то момент я понял одну простую вещь: в науке множество прекрасных идей, но они бродят в разных головах. Надо держать мозг открытым для чужих идей».

Наконец, он встречает двух физиков – Николая Басова и Александра Прохорова, которые также работают над созданием квантовых генераторов электромагнитного излучения. Общение и совместная работа, наконец, приводят к долгожданному результату. Свои переживания в этот момент Таунс описывает так: «Мы сконструировали первый промышленный лазер и начали его демонстрировать. Однако к нам продолжали относиться скептически. Говорили, это интересно, но кому нужно? Меня даже дразнили: ну придумай какую-нибудь область применения. Честно говоря, идей у меня не было. Если бы тогда сказать, что лазер войдёт почти во все сферы науки и техники, что двенадцать Нобелевских премий получат учёные, которые используют его в своей работе, никто не поверил бы».

Таунс знает, что новое в науке пробивается с огромным трудом. Он вспоминает Кельвина, который в конце XIX века заявлял о невозможности создания летательных аппаратов (самолётов), о Резерфорде и Милликене, которые не верили, что человечество научится использовать ядерную энергию. Оглядываясь на историю научных открытий, он сопоставляет её со своим опытом и говорит: «Истина, в конце концов, пробьёт себе дорогу, а заблуждения и ошибки будут преодолены. Но без них наука невозможна».

Таким образом, в 1954 г. Чарльз Таунс создаёт первый квантовый генератор – мазер на аммиаке, а четыре года спустя, совместно с Артуром Шавловым, патентует изобретение оптического квантового генератора – лазера. В итоге, Чарльз Таунс совместно с Николаем Басовым и Александром Прохоровым были удостоены в 1964 г. Нобелевской премии по физике «за фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию излучателей и усилителей на лазерно-мазерном принципе».

Будучи христианином и веруя в библейское откровение, Таунс выступает против теории эволюции, считая, что «вопрос происхождения остаётся без ответа, если рассматривать его только с научной точки зрения. Поэтому, – продолжает он, – я вижу необходимость в религиозном или метафизическом объяснении. Я верю в идею Бога и в Его существование». Для научных взглядов учёного имеет решающее значение тот порядок, гармония и закономерность в природе, которые служат предметом изучения науки: «Я считаю, что в каком-то смысле вся наука начинается с веры в упорядоченность Вселенной. Научная вера предполагает существование порядка, постоянства и так далее, а иудеохристианская традиция говорит о существовании единого Бога». В одной из своих последних работ, опубликованной в 2001 г., он развивает эту же мысль, говоря: «Религия с её богословскими рассуждениями опирается на веру. Наука также опирается на веру. Каким образом? Чтобы наука могла существовать в том виде, в котором мы её знаем, мы должны верить, что Вселенная управляется постоянными законами и что человек способен открывать эти законы. На логику человеческого поиска можно положиться только в том случае, если сам мир устроен логично. В основе науки лежит вера в то, что человеческая логика способна постичь законы природы, и что эти законы надёжны. Это вера, основанная на разуме. Мы, учёные, работаем, основываясь на постулате о разумности, заложенной в природе и в человеческом уме, – постулате, считающемся главным принципом веры. Однако эта вера настолько общепринятая и само собой разумеющаяся, что мы попросту не признаем в ней основу науки».

Благодаря усилиям Чарльза Таунса появилась и активно развивается новая область в науке – квантовая электроника. Применение созданного им лазера (от английского выражения «light amplification by stimulated emission of radiation» – световое усиление с помощью индуцированного (стимулированного) излучения) обеспечило качественно новые результаты в медицине и машиностроении, технике связи и искусстве. Научные достижения Таунса, помимо Нобелевской премии, были отмечены медалями Румфорда (1961) и Юнга (1963), международной золотой медалью Нильса Бора (1979) и национальной научной медалью США (1982), а кроме того – Темплтоновской премией 2005 г. К слову, последней премией, названной в честь сэра Джона Темплтона, английского предпринимателя и филантропа, награждаются те, кто имеет «особые заслуги в укреплении духа перед лицом нравственного кризиса в мире» и в наибольшей степени служат примером «поиска различных путей открытий и прорывов, что расширяют человеческое восприятие Божественного и помогают ускорению богословского творчества».

Чарльз Таунс не дожил всего полгода до своего столетия, он умер 27 января 2015 г.