Даниил Данин - Неизбежность странного мира

Очевидно и другое: все элементарные частицы — заряженные и нейтральные, устойчивые и неустойчивые, обладающие и не обладающие массой покоя, просто частицы и античастицы — все они благодаря одной своей малости не могут подчиняться законам движения обычных тел. Все они — и те, что в минувшие десятилетия нашего века были открыты в атомных недрах, в космических лучах, в продуктах распада ядер при бомбардировке на мощных ускорителях, и те, что еще будут открыты завтра или когда-нибудь, — все они двойственностью своего поведения никогда не будут напоминать большие тела, для которых классическая механика установила верные, но не всеобщие законы.

В середине 20-х годов физикам стало совершенно ясно, что невидимый и неслышный микромир должен с неизбежностью оказаться странно устроенным миром.

Квантовые скачки Бора и волны де Бройля положили начало созданию новой механики.

Несколько слов в утешение. — Вначале были два пути. — Цюрихский профессор и геттингенский ассистент. — Односторонние страсти. — «Чудо 26-го года». — В тумане приблизительности. — Ограниченность и могущество. — Вопрос без ответа. — Способ Диогена нам не годится! — Нельзя увидеть несуществующее.

Мир причудливых сущностей.

Странно устроенный мир.

Есть что-то навязчивое, что-то досаждающее в этих полу-поэтических фразах, в этом примеривании обычного в природе на человеческий аршин необычного, словно человек и вправду имеет законное право считать себя и свой весьма ограниченный опыт всеобщей мерой вещей.

В конце концов не пустая ли это игра в слова называть нормальное — причудливым, естественное — странным? Виновата ли природа, что люди стали изучать вселенную «не с того конца»? Вернее — «с середины», с вещей и событий земного масштаба, а потом только смогли направиться в дали галактик — в сторону большого, и в глубины атома — в сторону малого…, Примись люди за дело по разумным правилам логики, то есть начни они с простого, чтобы постепенно подниматься к сложному, и, право же, не происходило бы никакой драмы идей. Все раскрывалось бы последовательно, по заведенному самой природой порядку. Все узнавалось бы, усложняясь от ступеньки к ступеньке, начиная с законов поведения элементарных частиц материи и течения элементарнейших процессов в пространстве-времени. Лепясь вокруг первой снежинки, как снежный ком, росло бы непротиворечивое знание. Наши понятия обогащались бы, не требуя жертв: не надо было бы отрекаться от прежних представлений, а только развивать их. И мы не ведали бы унизительного огорчения от сознания, что нам так трудно понимать самое простое в природе. Наверное, квантовая механика была бы арифметикой физики, ее учили бы дети.

Часто даже в книжках пишется, что атом устроен гораздо сложнее солнечной системы, хотя это заведомая нелепость по одному тому, что любое небесное тело сработано природой из мириад атомов. Сложнейший из них — несравненно менее причудлив, чем мельчайшая пылинка земного. Но, несмотря! на всю очевидность этого, именно в микромире мы усматриваем странность за странностью.

Так ученые, владевшие тончайшими тонкостями современного языка и не затруднявшиеся чтением, скажем, Пушкина или Канта, десятилетиями бились над расшифровкой египетских иероглифов или дощечек с острова Пасхи, примитивных, как надписи на памятниках, упрощенных, как вывески.

Мы ворвались в атом со стороны — пришли туда с представлениями, выработанными при узнавании механизма событий, в которых волнообразность материи не проявляется ни в чем, и удивляемся, что на нашем физическом языке там нельзя объясняться запросто.

У человечества одно оправдание: сама природа виновата, что люди стали изучать ее «с середины». У нее нет первой снежинки — нет самого простого. Если бы случилось невозможное и древние некогда начали бы с элементарных частиц, все равно ведь вышло бы, что не сначала начали! И, наконец, это сама природа определила человеческий масштаб, завязав когда-то жизнь на Земле. Мыслящее существо не могло бы оказаться микросуществом — туземцем в атомном мире. Есть один неожиданный довод, объясняющий это, кроме всех биологических и исторических истин.

Кибернетика показала, что можно построить машину, которая в качестве своей продукции будет выпускать точно такие же машины, как она сама. Но вот что замечательно: доказана теорема, по которой такая «самовоспроизводящаяся машина» должна обладать определенным уровнем сложности. Она не может быть простой конструкцией! Казалось бы, простое легче воспроизвести, но процесс воспроизведения себе подобного такая мудреная вещь, что простое на это не способно. Лопата не сделает лопаты. Так, даже одноклеточные вирусы — это сложнейшие конструкции из атомов, высокомолекулярные образования из микромиров. Иначе они, примитивнейшие, мельчайшие, невидимые, не были бы способны на первое всеобщее чудо жизни — на создание в подходящих условиях собственных копий.

А мышление — не первое и уж совсем не всеобщее, а редчайшее чудо жизни. Оно — ее высшее достижение. И с инженерной точки зрения от атома до вируса ближе, чем от вируса до человека. Сложность и гибкость человеческой конструкции были бы неосуществимы без выхода далеко за пределы микроуровня бытия материи. Законами природы задан масштаб человека — тот макромасштаб, при котором двойственность вещества реально не обнаруживается.

Вот и получается, что вовсе не из-за своей ограниченности, а как раз благодаря своему совершенству мыслящие существа вынуждены удивляться элементарным частицам, как причудливым образованиям. Слово «странно» недаром не сходит у нас с языка, когда мы спускаемся в глубины материи. Необъяснимо было бы обратное — если бы наше воображение чувствовало себя «как дома» среди волн-корпускул. Тогда природа попросту не смогла бы в человеке дойти до самопознания: он был бы для этого слишком примитивным существом.

Зачем высказано здесь все это?

По правде говоря, прежде всего для утешения. Сейчас нам предстоят новые жертвы: расставание с представлениями, которые, казалось бы, должны были остаться нетронутыми даже в передрягах современной физики.

Не думайте, что за долгими разговорами о двойственности элементарных частиц забылось наше намерение — увидеть, как получилось, что микромир возник перед мысленным взором физиков в неожиданном образе «мира утраченных траекторий». Напротив, все эти разговоры о волнах-частицах только тому и служили, чтобы в утрате траекторий не было для нас никакой неожиданности. На первый взгляд, может почудиться, что эта цель и впрямь уже достигнута. Конечно, частицы с волновыми свойствами не могут вести себя как твердые шарики. И очень понятно, что пути их движения, наверное, лишены строгой определенности классических траекторий. Это «на ощупь» чувствуется — без доказательств. Во всяком случае, тут уж нечему удивляться, если мы только справились с изумлением перед двойственностью материи! Вот снова получается — грозились непостижимостью, а на деле все так очевидно…