Владимир Карцев - Приключение великих уравнений

Но если окажется, что уравнения все же умнее нас, в чем был убежден Генрих Герц, то на все, даже самое очевидное, придется посмотреть с новых позиций на этот раз с позиций уже принципиального "неравноправия" электрических и магнитных явлений.

Пока уравнения стоят незыблемо...

Правда, позиции их ослабляются еще и с другой стороны. В последнее время среди физиков начинает утверждаться еретическая мысль: заряд электрона, зарядовая единица, основной кирпичик электронной и квантовой теорий - вовсе не так элементарен и неделим, как казалось в начале века.

Чем больше становится ускорителей, тем больше открывают новых "элементарных" частиц.

Прошли те времена, когда элементарные частицы насчитывали в своем семействе два члена: электрон и протон. То был золотой век электромагнитных теорий, когда все в мире, казалось, можно было объяснить электромагнитными взаимодействиями.

Затем был открыт позитрон - положительный электрон. Первая античастица. Теллер ввел термин "антимир":

Далеко, за атмосферой,

Есть район пустынный, звездный,

На вершине антитела

Проживает Анти-Теллер.

Раз утром гулял он у моря

И видит - сосуд подплывает.

Вдруг верхняя крышка открылась

Пришелец с Земли вылезает.

Они подбежали друг к другу

И правые руки пожали.

На месте их встречи тотчас же

Лишь гамма-лучи побежали.

"Электромагнитный мир" рухнул, когда был открыт нейтрон (Чадвик, 1932 г.) - электрически нейтральная частица с массой протона, принципиально не способная ввиду отсутствия заряда на электромагнитное взаимодействие.

Затем - всего за 25 лет - еще тридцать "элементарных" частиц.

В 1947 году появились "странные" частицы с особым, неэлектрическим видом заряда, не подчиняющиеся законам сохранения, - К-мезоны и гипероны. Затем мюон, "тяжелый электрон", эквивалентный электрону по свойствам, но тяжелее его в 208 раз. Зачем нужна такая частица, когда уже есть электрон? "Посмотрите на мюон, - говорил один видный физик. - Кем и когда заказана эта частица?"

А ведь были еще лептоны, андроны, барионы, анти-барионы, гипероны, резонансы.

Каждый год - десяток новых частиц. Уже - неслыханное дело! - не хватает букв всех алфавитов для их обозначения. Физики считают, что общее число "элементарных" частиц перевалило за несколько тысяч. Не многовато ли для "элементарных"?.

Не мудрено, что нашлись ученые, решившие покончить с беспорядком в мире частиц и свести их все к комбинациям "поистине элементарных" частиц.

И тут появились "кварки". Частицы, отрицающие и электрические и магнитные единичные заряды. Кварки - против монополей.

Кварк - по-немецки - творог, в переносном смысле - чепуха. Название взято американцем М. Гелл-Маном из романа английского писателя Джойса "Поминки по Финнегану".

Нейтрон? О, это очень просто: Он является частью фундаментального октета со спином 1/2, лептонным числом 0 и странностью 0. В общем, возьмите несколько кварков, и он - перед вами!

Из сборника "физики продолжают шутить".

...Финнеган (а может быть, и не Финнеган, а вытеснивший его из жизни Хэмфри Эквикер, понять из романа трудновато) в бреду, ему чудится, что он вовсе не бедный горбун-трактирщик, а древний король Марк, у которого племянник Тристан, рыцарь короля Артура, отнял прекрасную Изольду. Марк гонится за беглецами на корабле, преследуемом кричащими чайками (а может быть, это вовсе и не чайки, а судьи). Злобные крики чаек сливаются в бессвязную песню:

"Три кварка для мистера Марка! Вот он весь без прикрас - в чем мать родила! Будет забавно увидеть, как охотится он за своими штанами в парке, как ловит рубашку. Он смешной старый петух, который когда-то шлепнулся из Ноева ковчега. А Тристан - молодой щеголь, который настигнет Изольду и овладеет ею, не моргнув глазом. Три кварка, три кварка, три кварка!"

Итак, нечто "бредовое, чепуховое, немыслимое, абсурдное, невообразимое" вот что такое кварки. И это в большой мере оправданно, потому что свойства частиц, придуманных Гелл-Маном, никак не назовешь заурядными.

И первое, самое дикое - заряд кварка не равен единице (заряду электрона) и не кратен ему! Один из квар-ков обладает зарядом +2/3, другой -1/3!

И еще масса других безумных свойств - но здесь уже не наша тема. Один пример: для того, чтобы составить всего один протон, нужны три кварка массой в 30 (!) протонов.

Кварки ищутся не менее настойчиво, чем монополи. И с тем же успехом. (Такая же участь у поисков "тузов" - частиц столь же необычных, как и кварки, придуманных немецким физиком Цвейгом.)

Ищут на ускорителях. Ищут в космосе. Уже при запуске первой двенадцатитонной орбитальной лаборатории "Протон-1" в 1965 году "Правда" сообщила:

"...В будущем открывается возможность для решения одной из фундаментальных задач - поиска элементарных частиц, в частности, предсказываемых теорией так называемых кварков..."

Ищут на далеких звездах, где излучаются частицы громадных энергий, способные создать "кварко-атомы", в которых вокруг протона вращается не электрон, а кварк.

Ищут физики и астрономы.

Ищут зоологи и биологи. Известно, что некоторые растения могут избирательно потреблять элементы из почвы. Нет ли растений - поедателей и накопителей кварков?

Вообще, если бы кварки на Земле были, их было бы нетрудно отыскать - ведь из-за своего дробного заряда они не могут ни к чему присоединиться. Как выразился профессор А. С. Компанеец, "кварк непременно валяется у нас под ногами, если он когда-либо вообще был. Но никто не сумел пока найти его".

В 1969 году журнал "Физикс тудей" сообщил, что на Международной конференции по космическим лучам, проводившейся в Будапеште, сиднейский физик Чарлз Маккаскер сообщил о "пойманном" им следе кварка. Ученые лихорадочно проверяют опыты Маккаскера. Пока новых сообщений, подтверждающих сенсационное открытие или опровергающих его, нет.

Итак, ни монополи, ни кварки еще не найдены, и еретические веяния никак не затрагивают уравнений Максвелла и основанных на них теорий.

Но стоит ли бояться "ереси"?

Ведь любое открытие, уточняющее картину мира, неизбежно приведет отнюдь не к краху, а к упрочению, укреплению уравнений Максвелла.

Единственное, что может "случиться", - то, что будут вскрыты какие-то более глубокие закономерности, будет построена еще более общая теория.

Теория, частным случаем которой обязательно будут уравнения Максвелла.

Уравнения Максвелла, сами бывшие в свое время достаточно "безумными", не боятся новых, даже самых неожиданных открытий. А новые открытия еще и еще раз подтвердят правильность ленинских слов:

"Ум человеческий открыл много диковинного в природе и откроет еще больше, увеличивая тем свою власть над ней..."22.

1 Интересно, что этот узор так же характерен для данного человека, как, скажем, отпечатки его пальцев, или "отпечатки голоса". Так что по полю человека его можно было бы легко идентифицировать - какая находка для пишущего научно-фантастические детективы!