Даниил Данин - Вероятностный мир
Но по удивительному стечению обстоятельств он не знал, что тем летом такая предсказанная ломка шла уже полным ходом.
Глава пятая. Идеи и страсти.
1
Теперь, когда приближается кульминация эпохи бури и натиска, слова «удивительно», «странно», «причудливо», кажется, и вовсе не перестанут сходить у нас с языка. А ведь есть в них очевидная нескромность. Мы присваиваем себе право соотносить повадки природы с человеческим мерилом обычного и необычного, будто человек и вправду есть мера всех вещей.
Отчего мы доверяемся этой древней мудрости? Конечно, ее можно по–разному толковать. Но, право же, есть в ней привкус самозванства человека: он объявил себя высшим судьей в делах природы на том единственном основании, что действительно некому возразить. По–видимому, верно, что никто в природе, кроме человека, не способен создавать умопостигаемые и проверяемые модели самой природы. Но опыт человека ограничен. И разве не подчеркиваем мы эту ограниченность, когда обыденно сущее в природе называем причудливым, а естественно происходящее — странным?
Вселенная начала открываться человеку «не с того конца». Точнее, вообще не с конца, а с середины: с вещей и событий земного масштаба. Лишь потом люди смогли заглянуть своими формулами и приборами в дали галактик — в сторону большого — и в глубины атома — в сторону малого.
А примись они за дело познания по правилам разумной очередности, — сначала простое, потом все более сложное, — наверняка ни на одном этапе не возникало бы никакой мучительной драмы идей. Все раскрывалось бы последовательно — по заведенному самой природой порядку. Все узнавалось бы, как при освоении чужого языка, начиная с алфавита: с законов поведения в пространстве–времени элементарнейших первооснов материи. Необъятный том непротиворечивого знания рос бы страница за страницей, без нарушения нумерации, без пропусков и без ссылок на другие источники понимания (вроде всеведущего Провидения). И всего заманчивей, что нашим представлениям о природе удавалось бы обогащаться, не требуя от нас жертв: не надо было бы отрекаться от прежних взглядов и спорить об их применимости. И никто не ведал бы огорчения оттого, что так трудно вникать в самое простое…
И уж если продлить это голубое видение, то оказалось бы, что, скажем, квантовая механика — это арифметика физики, а теория относительности — таблица умножения. То и другое учили бы в школе дети (иные, конечно, без любви, но все без особого труда).
Однако физики пришли в микромир не из его недр. Они ворвались в него извне. Удивительно ли, что примитивные тексты на дощечках с острова Пасхи оказались труднее для понимания, чем вторая часть «Фауста» или полотна абстракционистов?
У физиков одно оправдание (оно же утешение): это сама природа повинна в том, что разумным существам пришлось начать ее изучение с середины. Она сама предопределила макромасштаб для такого существа. Оно не могло бы образоваться на микроуровне бытия материи и явиться туземцем в микромире. Доводов множество. Один из них дает автоматика (или кибернетика).
Можно построить машину, выпускающую в качестве продукции собственные подобия. Но доказано, что такая самовоспроизводящаяся машина обязана обладать высоким уровнем сложности. Простое, конечно, легче воспроизвести, однако процесс воспроизведения своего подобия очень не прост. Простому он недоступен. Вирус, умеющий сотворять вирус, вынужденно являет собою мудреную конструкцию из множества атомов. И с физической точки зрения он — кажется, мельчайший представитель живого — есть уже макротельце. А ему еще нечем мыслить.
Столь виртуозное достижение инженерного гения живой природы, как человек, не могло бы состояться без выхода далеко за пределы микромира. Потому–то как раз благодаря своему совершенству мыслящее существо не может не удивляться элементарным частицам, потому–то они для него причудливые кентавры: «частолны» или «волницы». Это оно, биологическое совершенство человека, лишает его права полагать себя «мерой всех вещей». Не всех!
И это же биоинженерное совершенство заставляет любого из нас заново переживать ту «драму идей», какую первыми пережили в середине 20–х годов создатели механики микромира — механики волн–частиц…
2
Один из них пошутил так:
«Квантовая теория очень похожа на иные победы: месяца два вы смеетесь, а потом плачете долгие годы».
Другой однажды воскликнул:
«Если эти проклятые квантовые скачки действительно сохранятся в физике, я простить себе не смогу, что вообще связался когда–то с квантовой теорией!»
Третий признался в воспоминаниях:
«…Мы начали приходить в состояние полного изнурения, и наши нервы были напряжены до предела…»
Четвертый — впрочем, это был Эйнштейн, а о нем в таком контексте грешно говорить «четвертый», «третий» или «второй» — уже в старости написал Луи де Бройлю:
«Я, должно быть, похож на страуса, который все время прячет голову в песок относительности, чтобы не смотреть в лицо гадким квантам».
Шутка о кратком веселье и долгих слезах принадлежала ассистенту Нильса Бора, известному теоретику Гендрику Антони Крамерсу. А проклятья по адресу квантовых скачков — знаменитому Эрвину Шредингеру. А слова о полном изнурении — не менее знаменитому Вер–неру Гейзенбергу, который уверял вдобавок, что полным бывало и «отчаяние из–за непонятности квантовой теории».
Таких свидетельств, психологически нас утешающих, сколько угодно. Без преувеличения: каждый из ветеранов квантовой революции, независимо от его вклада в общий успех, хотя бы однажды выразил те же чувства. Если не в научной статье, то в мемуарном эссе, если не в публичной речи, то в частном письме. И мы уже понимаем: иначе–то и быть не могло!
Пожалуй, лучше других в середине 20–х годов выразил общее умонастроение коллег Сергей Иванович Вавилов. Он начал теми же точно словами, какими впоследствии независимо от него говорил о своем умонастроении Эйнштейн:
«Современному физику порою кажется, что почва ускользает из–под ног и потеряна всякая опора. Головокружительное ощущение, испытываемое при этом, вероятно, схоже с тем, которое пришлось пережить астроному–староверу времен Коперника, пытавшемуся постичь неподвижность движущегося небесного свода и солнца. Но, — довольно неожиданно продолжал свою мысль Вавилов, — это неприятное ощущение обманчиво, почва тверда под ногами физика, потому что эта почва…»
Любопытно, что поставил бы сегодня на место многоточия историк физики? У Вавилова стоит короткое — «факты». Почва тверда потому, что «эта почва — факты». Такое убеждение видится бесспорным.
Еще в 10–х годах нечто похожее сказал однажды Вильям Брэгг. Он уверен был, что рентгеновские лучи — поток частиц, а сам в это время проводил вместе с сыном замечательное исследование волнового поведения — дифракции — этих лучей на кристаллах. Какую же теорию ему следовало исповедовать — корпускулярную или волновую? Самочувствие у него было не из лучших. Теоретическая почва и от него ускользала. «Однако, — написал он тогда Резерфорду, — об этом можно поспорить отдельно: я же дам Вам сейчас факты». Та же интонация, что у Вавилова: прибежище от духовной смуты — надежные факты.
Но приходит невольно в голову, что ведь как раз по причине надежных фактов и возникают духовные смуты — те, что томят исследователей природы. Оттого и появляется ощущение ускользающей почвы, что обнаруживаются неопровержимые факты, на прежний лад необъяснимые.
Так было и с опытом Майкельсона, и с тепловым излучением, и с рассеянием альфа–частиц на большие углы, и с линейчатыми спектрами атомов…
Эти экспериментальные факты, каждый на свой лад, покрывали глубокими трещинами фундамент прежнего здания физики. И для того, чтобы восстановить нарушенную экспериментами цельность физической картины природы, вернуть опоре прочность, понадобились дьявольски проницательные теоретические догадки.
Эйнштейну надо было открыть относительность пространства–времени. Планку — квант действия. Резерфорду — планетарность атома. Бору — квантовые постулаты. Де Бройлю — волнообразность вещества.
Что же обнаруживается? Вовсе не факты, а цемент надежных теорий скрепляет воедино расползающийся под напором новых наблюдений фундамент физического осмысления действительности! И стало быть, скорее с теориями вяжутся слова о твердой почве под ногами физика? Пожалуй, так оно и есть. Да ведь это совершенно понятно: суть и значение фактов раскрываются не раньше, чем они объяснены. И только с этого момента можно на них опираться.
Еще и еще раз вспоминается эйнштейновская мысль, что лишь теория решает, каково содержание наших наблюдений. До этой мудрости каждый мог бы дойти и самостоятельно, задумавшись однажды над подлинным смыслом хотя бы такого достовернейшего наблюдения, что солнце «всходит и заходит». Делает ли оно это действительно — решают не наши глаза, а наше понимание мироустройства. Иначе говоря, теория! Она говорит, что восходы и закаты — знак вращения самой Земли вокруг своей оси, а Солнцу вовсе не приходится для этого эффекта с сумасшедшей скоростью обегать нашу планету.
