Даниил Данин - Неизбежность странного мира

Физические закономерности, которые смогли бы поколебать диалектический детерминизм, это совершенно такой же миф, как элементарная частица, опровергающая философское представление о материи. Для подобного подвига эти воображаемые закономерности должны были бы обладать сверхъестественным свойством: не быть закономерностями природы!

Квантовая механика поссорилась с детерминизмом механистическим, но вовсе не с детерминизмом вообще.

Она показала, что механика классическая — ее частный, или, как говорят физики, предельный, случай: старые законы движения сами вытекают из новых, когда волновые свойства масс можно не принимать во внимание.

Постоянную Планка — ничтожно малый квант действия — дробь с двадцатью семью нулями в знаменателе — можно считать неотличимой от нуля, когда рассматриваются крупномасштабные физические события.

Разве не позволительно считать невесомой песчинку, налипшую на шасси «ТУ-104»? Разумеется, ее вес не исчезает оттого, что мы им пренебрегаем. Но он таков, что ему не дано оказать никакого реального влияния на движение самолета, и потому самый осторожный инженер вправе положить его равным нулю, то есть сделать вид, будто этой песчинки не существует на свете.

Законы классической механики автоматически получаются из квантовых формул, когда масштаб изучаемых явлений позволяет физикам без заметного ущерба для ретины предположить, что знаменитая «h» равна нулю.

(Хотите убедиться в этом? Тогда дайте себе труд подумать, что изменилось бы в природе, если бы мировая постоянная Планка и впрямь равнялась нулю. При измерениях в принципе была бы достижима любая точность: ответный сигнал измеряемой системы, который не может быть меньше кванта действия, мог бы стать сколь угодно малым, потому что этот квант был бы равен нулю. Ни о какой минимальной «каморке неточностей» не имело бы смысла говорить: ее площадь определяется величиною кванта действия, и если бы «h» равнялась нулю, то и площадь нашей каморки могла бы становиться нулевой. Ну, а тогда ничто не мешало бы ее ширине и ее длине одновременно обращаться в нуль: неопределенности в координате и скорости частицы стали бы устранимы. Соотношение Гейзенберга потеряло бы всякое значение: любое тело могло бы в каждый момент Времени обладать совершенно точной координатой и точной скоростью. Иными словами, тела двигались бы всегда и — всюду по траекториям. Квантовые законы ничем не отличались бы от законов классических. Вот это и происходит, когда крупный масштаб физических явлений разрешает ученым закрыть глаза на существование такой малости, как постоянная Планка.)

За пределами микромира сама собой отпадает практическая нужда в «диких идеях» квантовой физики. И это лучший способ определить саму границу между микро- и макромирами. Она ведь условна: ее, эту границу, проводит наука, а не природа. Природа едина, и когда мы пренебрегаем для наших целей ее тонкими тонкостями, они от этого не исчезают из реальной действительности. Во вселенной, наверное, одинаково существенно все. Любые физические теории — только приближение к сложному устройству реальности. И прозрачно ясно, что квантовая механика — приближение более тонкое, чем механика классическая.

Более тонкое и более глубокое. А потому и более истинное. И даже более красивое. Это утверждает такой выдающийся теоретик, как Поль Дирак. «Основные идеи классической механики и законы, управляющие применением этих идей, — писал он, — образуют простую и изящную схему. Казалось бы, эта схема не может быть улучшена без утраты всех ее привлекательных свойств. Тем не менее оказалось возможным ввести новую схему, названную квантовой механикой, которая более пригодна для описания явлений атомного масштаба и… в известном смысле, более изящна и удовлетворительна, чем классическая схема». Дирак забыл только прибавить, что оттого и «более изящна», что «более удовлетворительна». (Впрочем, «забыл» — это сказано неверно. Просто Дирак думает как раз наоборот. Однажды, приехав в Москву и читая публичную лекцию в Политехническом музее, он уверял изумленную аудиторию, что именно красоту физической теории нужно признать критерием ее истинности. Не порождением истинности, а ее критерием! К сожалению, Дирак не объяснил, почему он так думает.) Итак, вероятности, законы случая, статистические законы в недрах материи! Это, пожалуй, самое сокровенное открытие современной физики. Так что же в нем страшного? Да, право, ничего.

Наука о микромире обнаружила лишь нечто такое, чего никто не ожидал: открылось, что вероятностные закономерности — более общий и более тонкий тип закономерностей в природе, чем тот, с которым исследователи имели дело в мире большого опыта, породившего классическое представление о простой причинности.

Вот и все!

Сколько раз уже встречалось на предыдущих страницах это успокаивающее восклицание — «вот и все!» Но не стоит думать, что за ним скрывается лишь нехитрый авторский прием утешения читателя в трудные минуты пути («Смотри, как легко мы взяли подъем, а ты боялся!»). Нет, это не утешение. Подъемы и вправду преодолеваются сравнительно легко, если только сбросить груз нашей извечной логической привычки — объяснять новое посредством старого.

Мне вспоминается тут одна маленькая история фронтовых времен, забавная и, кажется, очень идущая к делу.

Однажды за Вислой, в 44-м году, артиллеристы захватили в плен сбитого гитлеровского аса. В штабной землянке лежали на столе оружие, документы и разные вещички пленного. Среди этого добра чье-то внимание привлекли необычные ручные часы: у них не было головки для завода пружины.

«Что за чертовщина, — сказал кто-то, — они же не заводятся? Придумал ерунду какой-то ловкач!» Однако за качество ручалась марка — «Сделано в Швейцарии». Часы исправно тикали, стало быть, каким-то образом все-таки заводились. И у них был вид дорогой новинки (асу — по карману). Мы тотчас стали спорить об устройстве непонятного механизма. Хотели открыть заднюю крышку, но она была плотно привинчена, вручную справиться с нею не удалось. Послали к связистам за подходящим инструментом. А спор продолжался…

Не помню всех гипотез, какие высказывались. Однако помню, что большинство склонялось к различным вариантам одной и той же идеи: швейцарцы научились делать такие тонкие пружины, что часы заводят, наверное, сразу на месяц, на год, на десять лет, потом открывают и снова заводят — изнутри. Кто-то усовершенствовал общую идею, сказав, что пружину закручивают снаружи посредством магнита. Даже это показалось вполне правдоподобным. Словом, скрытый механизм всячески толковали на старый лад. И подняли на смех одного пророка, который простодушно предположил, что часы «заводятся сами»! Технически обосновать свою мысль он не смог, а сказал только: «Надо подумать как…»