Путь Андрея Дмитриевича в науку оказался непростым. Поздней осенью трагического 1941 года в университетском эшелоне, вместе с другими студентами и аспирантами Московского университета, Андрей Дмитриевич эвакуируется в Ашхабад.
После окончания университета в Ашхабаде весной 1942 года Андрей Дмитриевич несколько месяцев пробыл на лесозаготовках в глухой сельской местности под Мелекессом, а в сентябре того же года был направлен на большой военный завод на Волге, где работал инженером. На заводе он изобрел несколько приспособлений для контроля за качеством продукции.
Через некоторое время Дмитрий Иванович получает от сына рукопись статьи по теоретической физике — листы, заполненные сложными формулами, символика векторного анализа. Дмитрий Иванович показывает эту работу своему другу А. М. Лопшицу, математику, специалисту по векторному и тензорному анализам. Тот понял, что в работе есть незаурядное физическое содержание, и передал рукопись Игорю Евгеньевичу Тамму. Последовал вызов Андрея Дмитриевича в столицу и поступление в аспирантуру Физического института Академии наук (1945—1947 гг.). С 1950 года Андрей Дмитриевич работал в нашем институте. «Последние двадцать лет — непрерывная работа в условиях сверхсекретности и сверхнапряженности сначала в Москве, затем в специальном научно-исследовательском центре. Все мы были тогда убеждены в жизненной важности этой работы для равновесия сил во всем мире и увлечены ее грандиозностью»,— так писал об этом времени Андрей Дмитриевич.
Однажды Я. Б. Зельдович сказал мне: «Завидую Андрею Сахарову. Мой мозг устроен так, что может работать как хорошо отлаженная, быстродействующая электронно-вычислительная машина. Но эта машина работает только по заранее составленной программе. Мозг же Андрея Дмитриевича сам задает себе программу».
В 1953 году в возрасте 32 лет Сахаров избран действительным членом Академии наук по физико-математическому отделению. Представлявший его академик И. В. Курчатов сообщил на собрании отделения: «Этот человек сделал для обороны нашей Родины больше, чем мы все, присутствующие здесь». На отделении Андрей Дмитриевич получил требуемое число голосов с первого голосования. Это был самый молодой академик. За свой вклад в создание оборонной мощи Советского Союза А. Д. Сахаров был удостоен званий лауреата Государственных премий, лауреата Ленинской премии и трижды — в 1953, 1956 и 1962 годах — Героя Социалистического Труда.
Принадлежность к высшей научной иерархии создавала для Андрея Дмитриевича и нескольких других руководителей необычные, иногда комические ситуации. Каждый из них являлся охраняемой собственностью государства. Функции охраны выполняли вооруженные телохранители, неотступно сопровождавшие их на работу, на прогулки, в магазин, в гости. Было занятно видеть задумавшегося Андрея Дмитриевича, шагающего в сопровождении конвоя.
В 1950 году И. Е. Тамм и А. Д. Сахаров пришли к идее магнитной термоизоляции плазмы для получения управляемой термоядерной реакции. Они вплотную подошли к решению величественной проблемы XX века. По словам Тамма, «Сахаровым не только была выдвинута основная схема метода, согласно которой можно надеяться осуществить управляемые термоядерные реакции, но были проведены также и обширные теоретические исследования свойств высокотемпературной плазмы, ее устойчивости и т. д.». В результате многолетних усилий большого коллектива советских ученых была создана система «Токамак», признанная сейчас оптимальной. Она наиболее близка к первоначальной идее Сахарова и Тамма.
В те же годы Андреем Дмитриевичем предложена магнитная кумуляция. Это новое явление заключается в концентрации магнитного поля, позволяющей в сотни и тысячи раз увеличить его начальную интенсивность. В простейшем случае МК-генератор представляет собой заряд взрывчатого вещества в виде цилиндра, который помещается снаружи соленоида, намотанного на полый металлический цилиндр. До взрыва заряда соленоид создает первичное магнитное поле. При взрыве заряда происходит сжатие цилиндра. Напряженность магнитного поля из-за сохранения магнитного потока возрастает во столько раз, во сколько уменьшается сечение сжатого взрывом цилиндра.
Первые эксперименты по магнитной кумуляции, проведенные весной 1952 года, подтвердили бесспорную перспективность этого направления. В первом же опыте магнитное поле увеличилось в 25 раз по сравнению с первоначальным. В экспериментах 50-х годов получались магнитные поля напряженностью пять миллионов гаусс. Позднее, применив усовершенствованные МК-генераторы, были созданы воспроизводимые сверхсильные магнитные поля, превышающие десять миллионов гаусс. В настоящее время разработка различных взрывомагнитных генераторов (взрывных динамомашин) развилась в самостоятельное направление. Получены импульсные токи амплитудой до 300 миллионов ампер.
Теоретическая физика была первой любовью Андрея Дмитриевича. Он остался ей верен на всю жизнь. «Больше всего на свете я люблю реликтовое излучение, доносящее до нас информацию о первых мгновениях существования Вселенной». Андрей Дмитриевич внес существенный вклад в фундаментальные проблемы физики и космологии. Основополагающей стала его работа, посвященная фундаментальной проблеме строения нашей Вселенной,— вопросу о том, почему в ней вещество преобладает над антивеществом, или, как говорят физики, вопросу барионной асимметрии Вселенной. Если бы Вселенная была симметричной, число частиц в ней равнялось бы числу античастиц, при столкновении они бы взаимно уничтожались (аннигилировали), и вместо окружающей нас материи и нас с вами существовали бы одни кванты света. Почему же возникла «спасительная» барионная асимметрия Вселенной? В рамках традиционных представлений это было необъяснимо. В своей работе 1967 года Андрей Дмитриевич выдвинул революционную идею о распаде протона, о его неустойчивости. Речь идет о времени жизни этого основного «кирпичика» мироздания, которое в миллиарды миллиардов раз больше времени существования Вселенной. По теории Сахарова оказалось, что этот очень слабый эффект объясняет, почему в первые мгновения возникновения Вселенной не произошло полного взаимного уничтожения материи и антиматерии и возник небольшой остаток протонов, достаточный для образования всех галактик, звезд и планет.
Этот парадоксальный, в полной мере революционный вывод, затрагивающий самые основы микромира, был принят учеными с большим недоверием. Однако через несколько лет развитие физики пошло в русле концепции Сахарова. Проведенные затем детальные расчеты времени распада протона позволили надеяться обнаружить этот распад экспериментально и тем самым мотивировали строительство и запуск сложнейших установок в разных странах мира.
Таким образом, одна из самых «сумасшедших» идей физики XX века, выдвинутая Андреем Дмитриевичем в 1967 году, перешла в начале восьмидесятых годов из области чистой теории в область практически осуществимых экспериментов.
С неослабевающей энергией он продолжает работать в этом направлении, выпустив с 1969 года около 20 работ (с 1969 года он — старший научный сотрудник Физического института Академии наук).
Судьба привела Сахарова к созданию водородной бомбы. В отличие от Ферми он не мог видеть в этом только «интересную физику». «Вначале,— говорит Андрей Дмитриевич,— я воспринимал неизбежные последствия взрыва водородной бомбы чисто умозрительно. Чувство особой ответственности возникло у меня на испытаниях, когда видишь обожженных птиц, бьющихся на обгорелых пространствах степи, видишь, как ударная волна сдувает здания, чувствуешь запах битого кирпича, расплавленного стекла и, наконец, сам момент взрыва, когда ударная волна несется по степи, прижимает стебли, подходит к тебе и швыряет на землю».
Это обостренное чувство ответственности ученого заставило Андрея Дмитриевича проанализировать последствия применения ядерного оружия, его влияние на возрастание онкологических и наследственных заболеваний. В 1959 году в Атомиздате был выпущен маленький сборник, центральной статьей которого стала работа Сахарова «Радиоактивный углерод ядерных взрывов и непороговые биологические эффекты». Сахаров рассматривает неконтролируемые мутации, вызываемые ядерными испытаниями, как дополнительную к другим причину гибели десятков и сотен тысяч людей. «Единственная специфика в моральном аспекте проблемы — это полная безнаказанность преступления, поскольку в каждом конкретном случае гибели человека нельзя доказать, что причина лежит в радиации, а также в силу полной беззащитности потомков по отношению к нашим действиям». В 1969 году Сахаров передал почти все свои сбережения — более ста тридцати пяти тысяч рублей — Красному Кресту и на строительство онкологического центра в Москве.
