Пути в незнаемое

Опять, уже совершенно сознательно, я посмотрел сквозь картину — так, как смотрел бы в окно на далекое море. И снова мелькнуло жуткое — неопределенное и неуловимое — очертание темной фигуры, возникшей, казалось, уже в другом месте и снова исчезнувшей под отделившимися от фона серыми пятнами.

— Что это? — спросил я.

— The fear — страх…

Страх… Художник изобразил страх, абсолютно точно уловив самую его сущность. Ибо настоящий страх — слепое, первобытное чувство — возникает у нас при столкновении с непонятным, с чем-то неосознанным и темным. Здесь, по-видимому, действует древний инстинкт самосохранения, заставляющий человека отступать перед неведомым, перед тем, в чем может скрываться смертельная опасность. Художник, написавший картину (Хаббард — ничего не говорившее мне имя), оказался тонким психологом, сумев найти удивительно точный зрительный образ для такого отвлеченного понятия, как страх.

Физику наших дней на каждом шагу приходится сталкиваться с необходимостью описания реального, но недоступного непосредственному восприятию мира. Связанное с этим возникновение многих абстрактных понятий, не имеющих классических аналогов, привело к величайшей революции в человеческом сознании. Проникновение в область совершенно невероятных с точки зрения «здравого смысла» явлений привело к построению существенно новой картины мира. Понадобился пересмотр привычных представлений о нем, глубокая реформа основных, казалось бы незыблемых, законов естествознания. Наиболее значительные события, которые привели к возникновению новой физики, разыгрались в течение трех первых десятилетий нашего века и были связаны с появлением теории относительности и квантовой механики — науки, рассматривающей явления микромира.

Я не случайно обращаю внимание читателя на специфические, никогда ранее не встречавшиеся трудности, которые возникают при попытке описания мира атомов. Эти вопросы имеют глубоко принципиальный характер и в значительной мере определяют место, которое мыслящий человек занимает во вселенной. Квантовая механика отчетливо обозначила границы, за которыми оказываются неприменимыми обычные представления о вещах и явлениях, где единственным орудием исследования становится математика, тот, по выражению Гиббса, «язык природы», который только и позволяет овладевать абстрактными понятиями, лежащими в основе новой науки.

Вернер Гейзенберг, один из творцов квантовой механики, установил фундаментальный принцип (так называемый «принцип неопределенности»), из которого следует, что в любом случае нам доступно только вероятностное описание явлений природы. Этот принцип заставляет изменить ряд основных представлений об окружающем нас мире, где само понятие о реальности происходящего мы инстинктивно связываем с точным знанием состояния исследуемого объекта — например, с одновременным заданием импульса и координат какой-либо элементарной частицы.

Однако на каком языке можем мы описать эксперимент над микрообъектом (впрочем, не только над микрообъектом) и изложить его результаты? Единственный доступный нам язык — это язык классической физики, язык, основанный на понятиях, связанных с укоренившимися представлениями о пространстве и времени. Отсюда возникает парадоксальное положение, состоящее в том, что все наши суждения о микромире по необходимости должны быть выражены в классических терминах. Но поскольку язык классической физики в принципе не приспособлен для этой цели, каждое такое суждение будет неточным. Следствием этого и является статистический, вероятностный характер закономерностей, устанавливаемых квантовой механикой для процессов, протекающих в том удивительном мире, объекты которого, отражаясь в зеркале наших обыденных представлений, обнаруживают совершенно противоположные, казалось бы несовместимые, черты: в некоторых явлениях они выступают перед нами в облике волн, непрерывно распределенных в пространстве, в то время как на основании других экспериментов их следует трактовать как частицы — то есть крупинки вещества, занимающие ничтожно малый объем. Частицы-волны — нечто совершенно невообразимое для нашего «классического» разума. Этот удивительный дуализм нашел свое отражение уже в основных соотношениях квантовой механики, связывающих энергию и импульс «частицы» с частотой и волновым числом соответствующей ей «волны».

Из сказанного возникает, казалось бы, совершенно естественный вопрос: а что же представляют они, эти частицы-волны, на самом деле? Ответ может быть только один: и то и другое — иного нам знать не дано. Именно такое утверждение следует из знаменитого «принципа дополнительности», введенного в науку Нильсом Бором. В разных экспериментах микрообъект появляется то в одной, то в другой маске, и только совокупность этих взаимоисключающих, если их рассматривать в отдельности, но в действительности взаимодополняющих друг друга аспектов позволяет нам в конечном счете интуитивно составить какие-то правильные представления о странной природе мира атомов.