Чудеса обычных вещей

Я испытал невероятное возбуждение. Но тут же забеспокоился — не повторю ли я самого себя? Тем не менее у меня есть надежда, что, хотя я и возвращаюсь к вещам, о которых говорил в предыдущих книгах, например в «Волшебной печи» (1999) или в той, что называется «Квантовая теория не может вам навредить» (2007), на сей раз я сделаю рассказ более глубоким и представлю вещи в новом свете. Хороший пример этому — загадка, которой уже более четырехсот лет: почему ночью небо темное? Как и 99 процентов астрономов, я склонен был полагать, что чернота ночного неба говорит нам следующее: Вселенная не существовала вечно, а зародилась, и доказательство того, что все началось с Большого взрыва, было у нас перед глазами каждую ночь, на протяжении всей истории человечества, нам только не хватало смекалки, чтобы понять это. По-моему, я даже писал об этом в книге «Зарница Творения» (1993). Теперь же я понимаю, что полуночная тьма говорит нам совсем не об этом. Большинство астрономов не правы. И, как ни странно, первым из всех людей на свете, кто уловил проблеск истины, был Эдгар Аллан По.

Еще одна тема, к которой я здесь возвращаюсь, с тем чтобы сказать больше и лучше, — бесконечное разнообразие мира, в котором мы живем. В конечном счете этим разнообразием мы обязаны принципу Паули, который запрещает электронам сидеть друг на друге и, таким образом, отвечает за то, что существует много видов атомов, а не только один. Я знал, что в книге «Квантовая теория не может вам навредить» мое объяснение было неполным. Я сумел показать, как природа позволяет двум, казалось бы, неразличимым частицам проявлять две отчетливо различимые манеры поведения: либо стадную, либо асоциальную. Затем я сообщил, что природа пользуется обеими возможностями. Частицы с определенным типом «спина» получаются асоциальными — например, электроны, — тогда как частицы с другим типом спина — допустим, как фотоны — ведут себя как стадо. Но вот что я не пояснил: какое, черт побери, отношение имеет спин к поведению, выбираемому частицей?! Я дал только половину объяснения. В свое оправдание могу сказать, что самому Вольфгангу Паули[2], предложившему принцип запрета в 1925 году, потребовались пятнадцать лет, чтобы объяснить, каким образом спин увязывается с «общественным» или «антиобщественным» поведением частиц. Лишь в 1940 году он сформулировал свою теорему о связи спина со статистикой. Поэтому я не считаю, что я так уж плох. Однако надеюсь, что здесь, в этом своем сочинении, я смог дать исчерпывающее объяснение — такое, какого не существует, насколько я знаю, ни в одной другой книге. Все это должно показать, что мое собственное понимание различных вещей и явлений постоянно развивается и что в моих книгах я не только пытаюсь поведать читателям то, что знаю, но и сам всячески стараюсь как можно лучше разобраться в этих вещах и явлениях, дабы удовлетворить собственное любопытство.

Да, я говорю о том, насколько важно для нас разнообразие природы и насколько значительна картина темного ночного неба, но помимо этого я рассуждаю и о другом: сложность нашего мира сообщает нам не только то, что Бог играет в кости со Вселенной (у Эйнштейна эта идея вызывала глубокое отвращение), но также то, что, если бы Он этого не делал, никакой Вселенной не было бы вообще. Я также размышляю о том, как получилось, что однонаправленность времени — причина, по которой мы становимся старше, а не молодеем, — возникла, судя по всему, тогда же, когда «включилась» гравитация, — примерно через 380 тысяч лет после Большого взрыва. Это открытие совершил американский астрофизик Ларри Шульман (р. 1941), пока я писал свою книгу. И еще я описываю открытие Стивена Хокинга, также сделанное, пока я работал над этой книгой: тот факт, что мы живем в не-квантовом мире, в мире, в котором ни один человек никогда не пройдет сквозь две двери одновременно, подразумевает, что в прошлом наша Вселенная претерпела взрывное, сверхбыстрое расширение. Это, безусловно, одно из самых поразительных заключений, к которым нас подталкивает повседневная практика, и вместе с тем оно подчеркивает, насколько уникален гений Хокинга. В книге есть еще много чего другого, однако вступление и так получилось слишком длинным. Надеюсь, вы получите удовольствие от чтения.

Маркус Чоун Лондон Февраль 2009 г.

Часть 1 Что повседневная реальность рассказывает нам об атомах

1. Лицо в окне

Когда вы стоите перед окном, самое потрясающее открытие в истории науки — то, что все происходящее в конечном счете не имеет никакой причины, — буквально таращится на вас

Всякая трудность есть свет. Трудность непреодолимая — солнце.

Поль Валери[3]