...И до 1990 года

Подобная универсальность физики, ее важная роль в развитии многих, если не всех, естественных наук и большинства областей техники есть исторически сложившаяся реальность, причем вполне объяснимая: физика исследует процессы и структуры, из которых формируется все то, что изучают и используют химия, биология, техника, природоведение. Это накладывает особую ответственность на физиков и в то же время привлекает к их работе внимание самого широкого круга специалистов, которым не просто хочется, а нужно, необходимо знать, что происходит в многочисленных областях физических наук.

Физика — наука наступающая. Трудно, пожалуй, найти такую ее область, где наблюдался бы многолетний застой, не было бы заметного продвижения. Из-за этого нельзя, конечно, в одном обзоре отметить все победы, все успехи физических наук последнего времени; можно лишь попытаться несколькими штрихами обрисовать ситуацию, сложившуюся на наиболее активных участках научного фронта. Прежде всего, видимо, нужно остановиться на физике высоких энергий. Главные ее интересы — глубинное строение материи, то есть все то, что должно ответить на интригующий вопрос: «Из чего сделан наш мир?»

Еще лет 10—15 назад представлялось, что чем глубже мы проникаем в вещество, чем детальнее видим его, так сказать, устройство, тем больше наблюдаем каких-то фрагментов, какого-то беспорядка, наблюдаем хаос, которому дали название «кипящий вакуум». Связано это с тем, что когда вы уменьшаете масштабы наблюдаемого пространства и уменьшаете масштабы времени наблюдения, а это делается с помощью все более совершенствующихся ускорителей, где частицы разгоняют до все более высоких энергий, то видите рождение все новых и новых частиц. И создается впечатление, что, углубляясь в микромир, мы видим все меньше и меньше порядка. Но в последние годы выяснилось (сначала это было установлено теоретически, а затем подтверждено в экспериментах на ускорителях), что на самом деле есть в микромире порядок и есть совершенно определенная внутренняя, очень красивая и, по существу, очень простая симметрия — симметрия, которая привела к современной кварковой модели строения элементарных частиц. И хотя сами кварки выделить и увидеть не удается — такова, видимо, природа вещей, — физики, и экспериментаторы и теоретики, работающие в этой области, достаточно уверены в их существовании. Кварковые модели являются основой стройной теории — квантовой хромодинамики, — в активе которой уже немало выводов, подтвержденных экспериментом. А это важнейший фактор, определяющий достоверность теории. Причем у квантовой хромодинамики нет пока никакой убедительной альтернативы, нет сколько-нибудь убедительной концепции, которая исходила бы из того, что вещество образовано не из кварков, а как-то иначе.

В «элементарных» частицах, состоящих из кварков, сами кварки связаны какими-то обменными процессами. Переносчики такого межкваркового взаимодействия — глюоны — еще один новый класс частиц. Причем силы, действующие между кварками, для нас совершенно непривычны — они не ослабевают с расстоянием. Именно поэтому нельзя наблюдать изолированные кварки. Если даже затратить огромную энергию, чтобы растащить пару кварков на заметное в масштабах микромира расстояние, то каждый из компонентов этой пары, каждый кварк мгновенно найдет в вакууме другой кварк и, объединившись с ним, родит элементарную частицу, в частности мезон. Экспериментаторы наблюдали подобные процессы по их конечному продукту — по ме-зонным струям.

Эти факты подтверждают достоверность кварковых моделей и свидетельствуют о том, что найдены новые «кирпичи» мироздания, что мы поднялись или, если говорить более строго, опустились еще на одну ступень в понимании конструкций микромира. Теперь мы, кроме того, с оптимизмом смотрим еще и на возможность объединения всех известных в природе сил, о чем мечтали выдающиеся физики нашего века.

Сегодня известны четыре класса сил, четыре вида физических взаимодействий: гравитационное, слабое, электромагнитное и сильное. Сейчас активно обсуждается возможность двух объединений, как говорят, сверхобъединений (гранд-объединений): возможность открытия единой природы сначала трех, а затем и всех четырех сил.

Сразу даже представить себе трудно, как много может дать четкое понимание единства всех сил природы, каким большим продвижением вперед это будет и в нашем понимании микромира, и, видимо, в управлении природными процессами, практическом их использовании. Вспомним: именно открытие единой природы электричества и магнетизма принесло человечеству такие блага, как универсальное использование электроэнергии: электрическое освещение, всевозможные электродвигатели, ставшие основой транспорта и моторизованной промышленности, а также телефон, радио, телевидение, звукозапись...