Юрий Апенченко - Пути в незнаемое

Голос Бора. Заслужил, заслужил…

В Геттингене тем временем было доведено до конца фундаментальное изложение аппарата квантовой механики. 16 ноября 1925 года оно поступило в редакцию «Цайтшрифт фюр Физик», подписанное тремя именами: М. Борн, В. Гейзенберг, П. Иордан. И теперь уже всем стало казаться удивительным, с какой замечательной быстротой явилась на свет новая научная дисциплина.

…А через восемь лет не очень справедливый постскриптум к истории ее возникновения дописала Шведская академия. Она присудила Нобелевскую премию лишь одному из трех соавторов. И в ноябре 1933 года Гейзенберг вынужден был усесться за трудное письмо к своему геттингенскому учителю. Тот получил его вдали от Германии.

«Дорогой Борн!

Если я так долго не отвечал и не поблагодарил Вас сразу за Ваши поздравления, то это объясняется отчасти угрызениями совести, которые я испытываю по отношению к Вам. Тот факт, что я один получил Нобелевскую премию за работу, сделанную в Геттингене нами тремя, угнетает меня, и я, право, не знаю, что сказать Вам… Я верю при этом, что все достойные физики хорошо знают, сколь многое сделали Вы и Иордан для возведения здания квантовой механики. И тут ничего не может измениться из-за ложного решения, принятого посторонними. Но я сам не могу сделать ничего иного, кроме как еще раз поблагодарить Вас за дни прекрасного сотрудничества и признаться, что мне немножко стыдно.

С сердечным приветом — Ваш В. Гейзенберг».

А еще через четверть века, когда старый Борн писал о тех временах в неопубликованных воспоминаниях, он прибавил от себя: «Место и дата отправления этого письма говорят о многом: Цюрих, ноябрь 1933 года! Гитлер был уже у власти, и я жил изгнанником в Кембридже. Гейзенберг не мог написать из нацистской Германии того, что он чувствовал, и должен был дождаться случая, который привел его в Швейцарию».

Бор и Паули, ведя свою нечаянную изустную летопись осенью 1927 года, о будущем Европы не гадали. Их мысли были тогда далеки от трагизма социальной истории века. И драмы людей шли для них пока еще только на подмостках драмы идей.

Она продолжалась.

Теперь они прослеживали, как все обострилось с появлением в начале 26-го той фундаментальной работы трех геттингенцев. Туже всего завязался узел вокруг все того же физически таинственного свойства матричного умножения: A · B не равняется B · A …

…От этой смущающей формулы уже нельзя было укрыться за первоначальной надеждой Гейзенберга на Гельголанде: «К счастью, это не очень важно!» ЭТО оказалось сверхважным. И потому стало выглядеть еще более мистическим, чем в те июльские дни, когда впервые поразило своей несообразностью Макса Борна. Оттого-то, напротив, всего поразительней бывал редчайший случай, когда оно кого-нибудь не поражало. Судя по всему, так случилось с Бором.

Неужели он сразу прочитал этот ребус?

Сразу он увидел очевидное: A и B не могут быть числами. Перемножаясь в любом порядке, обычные числа всегда давали бы одно и то же произведение. Нет. Квантовая механика имеет дело не с самими наблюдаемыми величинами, но с операциями над ними. А тут уж возможны непредвиденности: почему бы результату двух операций — A и B — не зависеть от последовательности их проведения?

Самые естественные операции над наблюдаемыми величинами — их наблюдение. Иначе — измерения. Так не в том ли и вся проблема, что ничего нельзя измерить в глубинах материи, не получив оттуда сигнала в ответ на свой вопрос? Сигнал требует энергии и времени. И ответное действие электрона или атома может стоить им дорого. Для них даже самый минимальный сигнал из возможных — квант действия — весьма ощутимая величина. И если при двух операциях — A и B — эксперимент по-разному вторгается в микросистему, мудрено ли, что совсем не безразличен их порядок. Это так несомненно, что просто должно было найти для себя выражение в истинной механике микромира. Вот и нашло:

A · B не равняется B · A …

Но когда результат зависит от порядка двух операций (то есть важно, какая сначала и какая — потом), они не могут быть проведены одновременно. Иначе порядок был бы тут ни при чем.

Так забрезжил физический смысл неперестановочности умножения: в микромире есть пары наблюдаемых величин, почему-то не поддающихся одновременному измерению!

Старая, как сама физика, проблема возможностей измерения всегда представлялась лишь технической, но никак не философической. А теперь оказалось, что это вовсе не лабораторная проблема. Микромир, как андерсеновская принцесса, чувствует горошину сквозь толщу перин. И это меняет само устройство нашего знания! Формула неперестановочности умножения превращалась из поражающей нелепости в непредвиденное ручательство за плодотворность найденного пути.

…Как двигалась мысль Бора в действительности — не узнать. И без должной строгости языка не восстановить. Доверимся этой схеме — у нее есть преимущество словесной понятности. И психологически она приводит к верному итогу.

«Можно выразить надежду, что открылась новая эра взаимного стимулирования математики и механики. Наверное, физики сначала будут сожалеть, что в познании атома нам не миновать ограничения обычных способов описания природы. Но хочется думать, что это сожаление сменится чувством благодарности к математике, дающей нам и в этой области инструмент для продвижения вперед».

Написанные в декабре 1925 года, эти боровские слова появились на страницах английского журнала даже раньше, чем на страницах немецкого — фундаментальная работа трех геттингенцев.

Голос Паули. Ты хотел всех утешить и обнадежить?

Голос Бора. И себя тоже.

Отдаются легким эхом сквозь годы его шаги по половицам виллы Маунт Пенсада… Вот он остановился у настежь распахнутого окна, привлеченный прозрачными далями озерного сентября и голосами озерных птиц. А вспоминать продолжал слова. Он мысли вспоминал, как события. Он говорил о приступах уныния и даже отчаяния среди физиков, недовольства и даже гнева среди философов, когда вынужденная ломка старых понятий стала свершившимся фактом.

Пожалуй, никогда еще естествознание не подвергало таким непосильным испытаниям здравый смысл. Новая механика принципиально отказывалась описывать перемещение атомных частиц и квантов во времени и пространстве, признав такое намерение заведомо безнадежным. Так чем же она собиралась заниматься, называя себя на прежний лад Механикой?

Было ясно: раз уж A и B не числа, значит, эти символы ведут о микрособытиях какой-то особый рассказ. И вправду: числа — вполне определенные значения измеряемых величин — появляются в теоретических расчетах не раньше, чем измерение проделано и наблюдаемое превратилось в наблюденное. На языке диалектической логики — не раньше, чем возможное стало действительным.