Формула бессмертия

Вот столкнулись два одинаковых упругих шара под такими-то углами, а потом разлетелись. Зримо. Наглядно… Два сталкивающихся бильярдных шара — символ классической физики! Молекулы газа — это маленькие абсолютно упругие шарики, или точечки. Они, крохотульки, мельтешат в баллоне, стукаясь о его стенки и тем самым создавая то, что мы называем давлением. Если газ нагреть, скорости шариков увеличатся, они будут барабанить интенсивнее, значит, давление газа вырастет. Собственно говоря, нагрев — это и есть увеличение скорости молекул. Чего тут непонятного?

Первые сложности начались с открытием в начале позапрошлого века электричества, а с ним и такой странной формы материи, как поле. Но и тут наука не сплоховала! Для наглядности придумали силовые линии, они невидимые, но их можно визуализировать — вдоль них располагаются металлические опилки, насыпанные на листок, положенный на магнит… А электромагнетизм — это вообще волны. Понятный и представимый процесс. На море волны видели? Законы распространения волн можно изучить. Вот вам дифракция, вот дисперсия, вот интерференция.

Настоящие сложности начались, когда добрались до атомов. Поначалу-то никто ничего страшного не заподозрил. Атом? Не проблема! Планетарная модель! В центре — положительно заряженное ядро, вокруг летают полоумные отрицательные электроны. Наглядно. Понятно. Хотя, конечно, есть некие неясные тонкости, но с помощью определенных допущений мы их обойдем. Тонкости такие: если электрон крутится вокруг ядра, то он должен непрерывно излучать электромагнитные волны и терять энергию. Значит, электроны должны, в конце концов, упасть на ядро. Почему не падают? Щас чего-нибудь придумаем… Предположим, что энергия излучается порциями, квантами. И существуют такие фиксированные орбиты, на которых электрон не излучает. Это придумал Макс Планк. Который сам к этой идее серьезно не относился, полагая ее чисто математической формальностью — для удобства обсчета. Но потом кванты были открыты Альбертом Эйнштейном.

Вот с этих квантов все и началось…

И постепенно изучение микромира привело к мировоззренческому кризису — сначала в физике, потом в философии. Не зря Эйнштейн так не любил квантовую физику, отказывал ей в высоком звании науки и обзывал магией. Не зря английский физик Пол Дэвис называл квантовую механику наукой, ведущей в «потустороннюю реальность». А американский физик Эдвин Джейнс писал: «Вполне ясно, что современная квантовая теория не только не использует, она даже не отваживается упоминать понятие «физической реальности». Защитники теории говорят, что это понятие является философски наивным, представляет собой возврат к устаревшим способам мышления, и что осознание этого составляет глубокое новое знание о природе науки. Я же говорю, что эта теория составляет крайнюю иррациональность, что где-то в этой теории утратилось различие между реальностью и нашим знанием о реальности, и результат имеет характер скорее средневековой черной магии, чем науки».

Человеческий трагизм ситуации состоял в том, что величайшие физики, заложившие в начале XX века первые мины в здание классической физики (которую еще можно было бы назвать «физикой реальности»), потом за эту самую реальность отчаянно боролись с новыми поколением физиков, которые пошли еще дальше в разгребании завалов рухнувших представлений. Макс Планк, придумавший кванты; Альберт Эйнштейн со своей теорией относительности и подтверждением квантов; Вернер Гейзенберг, получивший нобелевку за — цитирую сайт нобелевского комитета — «создание квантовой механики»; Эрвин Шредингер, также стоявший у истоков квантовой механики, а потом от горя ушедший в индийскую философию, — все они на дух не переносили того, к чему квантовая механика их в итоге привела. И что потом получило название «копенгагенской интерпретации», которую разделяла школа Нильса Бора.

По сути, весь XX век шла невидимая простым людям война. Война физиков. Тех традиционалистов, душа которых отчаянно протестовала против «магии» квантовой механики, и тех циников, которые, посмеиваясь, считают реальность устаревшим понятием из лохматого XIX века.

Тут, наверное, нужно, наконец, объяснить, что физики понимают под словом «реальность» и почему от нее пришлось отказаться. А также растолковать, отчего многие из них протестуют против такого отказа.

Начнем с последнего. Протестуют, потому что это психологически трудно — отказаться от привычного. Многим кажется, что вся физика должна быть интуитивно понятна — как механика. Когда сталкиваются и разлетаются твердые тела, или волны образуют дифракционную картину, это понятно, потому что представимо. Наглядно. Однако углубление в микромир привело к тому, что наглядные картинки исчезли, осталась одна математика. А вот представимой физической картины за ней никакой нет. Нет того, что физики называют физическим смыслом формул. Физика превратилась в крючочки на бумаге. Интуитивная понимаемость исчезла. Это нервирует.

А зря!