Неизбежность странного мира

Этот давний эпизод ярче яркого осветил муки рождения квантовой физики.

Миновало три года со времени защиты дебройлевской диссертации. И вот в научных журналах всего мира печатаются «электронные снимки» кристаллов, совершенно подобные хорошим рентгенограммам. И опытные данные подтверждают с желанной точностью дебройлевскую формулу для длины электронных волн! Согласитесь, такие события не могли оставить современников равнодушными.

(Пожалуй, удивительно, что волновые свойства вещества не были впервые открыты в лаборатории на улице Байрона в Париже, где столько лет работал с рентгеновскими лучами де Бройль-старший, Морис. Ведь там, в этой лаборатории, проводилось множество опытов по фотоэлектрическому эффекту, в которых рентгеновское излучение обнаруживало свойства потока частиц. И там у де Бройля-младшего впервые родились его теоретические идеи…)

Подтверждение кабинетной истины пришло сначала от Дэвиссона и Джермера из Америки, потом от Томсона — сына старого Джи-Джи — из Англии, потом от Кикучи из Японии, потом от Руппа из Германии, потом от Тартаковского из Советской России. И еще и еще — из лабораторий различнейших стран. Многократно доказанная на всевозможные лады, но всякий раз прямо и непосредственно, волнообразность электрона стала таким же неопровержимым физическим фактом, как и его корпускулярность.

Это было второе открытие электрона.

И еще громче — это было, в сущности, второе открытие вещества, второе — после открытия его атомной зернистости.

В конце 20-х годов везде, где люди спорят о злобе дня — на улице и за домашним чаем, в поездах и за столиками кафе, — совсем незнающие расспрашивали относительно знающих о «волнах материи», как сегодня люди расспрашивают друг друга о таинственном антивеществе, о непонятном крушении еще более непонятного закона сохранения четности, о неведомой праматерии и тому подобных вещах.

Тот давний всеобщий интерес к новым странностям микромира был и в самом деле того же происхождения, что интерес сегодняшний к странностям новейшим. Конечно, для природы любые странности — и новые и новейшие — стары, как она сама. Но человеку они открываются постепенно. И мы не знаем, какие удивления нам еще суждены.

Одно несомненно — последнего удивления не будет. И радость узнавания мира — единственная, у которой не бывает конца в жизни человека. Чем отвлеченней она, тем бескорыстней. И она равно доступна всем — и академику и ребенку: дело тут не в степени образованности — перед лицом неизлечимой человеческой страсти знать, как устроен мир, равны первоклассник и доктор наук. Жажда одна, утоляется она только по-разному.

Но если радости познания у них в общем-то очень похожи, то печали неведения совсем различны. Ах, если бы академику — детскую убежденность, что есть на свете взрослые, знающие все! Но нет, ученому, идущему впереди, не к кому обращаться за ответами, кроме самой природы. И не школьные неприятности, вроде двоек, сопутствуют в его жизни радостям узнавания мира, а треволнения посущественней.

Знал ли де Бройль, какие огорчения принесет ему и какую смуту посеет в физике, а за физикой — и в философии естествознания открытие неких «волн материи»?

В 1923 году он этого не знал. Но через тридцать лет он вынужден был сказать уже знакомые нам слова, что открытие двойственности волн-частиц было «наиболее драматическим событием в современной микрофизике».

7

Мы убедились: первые же открывшиеся науке элементарные частицы — фотон и электрон — выдали физикам такую непредвиденную тайну материи, что микромир предстал перед ними в совершенно неожиданном обличье. Фотон с помощью Эйнштейна и электрон с помощью де Бройля рассказали физикам, что материя в своих глубинах двулика. Одинаково двулика и в атомных глубинах вещества и в структурных глубинах силовых полей, так что и разница-то между веществом и полями в мире элементарных частиц стирается: все «первоосновы материи» — «кентавры», частицы со свойствами волн или волны со свойствами частиц.

Ничего подобного не знала классическая физика. Она никогда не имела дела с миром таких причудливых сущностей. Не потому ли, что она раскрывала законы природы в явлениях других — несравненно больших — масштабов?

Да, именно поэтому. Прежде всего поэтому. Тут очень ярок переход количества в качество.