Восхождение человечества

Конечно, природа устроена не так. Она творит каждое свое создание постепенно, продвигаясь шаг за шагом: атомы образуют молекулы, молекулы объединяются в аминокислоты, которые формируют в белки — основу клетки. Клетки составляют прежде всего простейших существ, а затем сложных, а затем еще более сложных. Стабильные единицы, составляющие один уровень, или слой, — это сырой материал для случайных слияний, которые производят более сложные образования, у и некоторых из них есть шанс стать стабильными. Пока остается потенциал для стабильности, который не реализовался, других шансов нет. Эволюция представляет собой восхождение по лестнице — от простого к сложному, со стабилизацией на каждой ступеньке.

Это очень близкая мне тема. Я даже придумал для нее название: стратифицированная стабильность — то, что заставляет жизнь развиваться, пусть медленно и постепенно, но непрерывно, все больше и больше усложняясь. Это центральная проблема прогресса и эволюции. Теперь мы знаем, что это правило относится не только к жизни, но и к материи. Практически невозможно, чтобы в звездах образовался тяжелый элемент, например железо, или супертяжелый элемент, например уран, путем случайного соединения всех частей. Нет. В звезде водород превращается в гелий, на следующей стадии в другой звезде гелий соединяется с углеродом, с кислородом, с тяжелыми металлами, шаг за шагом мы проходим всю лестницу из 92 элементов.

Мы не можем повторить процессы, происходящие в звездах, потому что не в состоянии достичь тех огромных температур, которые необходимы для сплава большинства элементов. Однако мы уже поставили ногу на первую ступеньку лестницы и скопировали первый шаг — от водорода до гелия.

Конечно, трудно воссоздать температуру в недрах Солнца: она превышает 10 000 000 °C. Еще труднее сделать контейнер, который выдержал бы такую температуру хотя бы долю секунды.

Сегодня нет таких материалов. Контейнер для газа в таком состоянии может иметь только форму магнитной ловушки. Это новая физика — физика плазмы. Ее значение в том, что это физика природы. Теперь преобразования, проводимые человеком, не идут вразрез с ней, а повторяют те же самые шаги, которые природа предпринимает относительно Солнца и других звезд.

Бессмертие и смерть — контраст, которым я хотел бы закончить эту главу. Физика XX века — это бессмертное творение. Никогда человеческое воображение не поднималось до таких высот, даже когда люди возводили пирамиды, сочиняли «Илиаду», писали баллады или строили храмы. Ученые, открывшие эти законы, стали героями нашей эпохи. Менделеев, перебиравший карточки, Томпсон, опровергнувший теорию древних греков о неделимости атома, Резерфорд, превративший идею в планетарную систему, Бор, который сделал модель рабочей, Чедвик, открывший нейтрон, и Ферми, который использовал его для изменения ядра. И во главе этой славной когорты стоят основатели принципиально новых концепций — Макс Планк, который дал энергии атомную характеристику как материи, и Людвиг Больцман, которому больше, чем кому бы то ни было, мы обязаны тем, что атом стал для нас такой же реальностью, как наш собственный мир, который мы чувствуем и осязаем.

Кто бы мог подумать, что еще в 1900 году ученые воевали между собой не на жизнь, а на смерть, решая вопрос, существует атом или нет. Великий австрийский физик, механики философ Эрнст Мах на этот вопрос однозначно отвечал: «Нет». Его мнение разделял знаменитый немецкий химик Вильгельм Оствальд. И только один человек в этот критический момент, совпавший с рубежом столетий, настаивал на реальности атомов, опираясь на фундаментальную теорию. Это был Людвиг Больцман, памяти которого я хочу поклониться.

Больцман был вспыльчивым, необычным, тяжелым человеком, ранним последователем Дарвина, неуживчивым и конфликтным. Восхождение человечества колебалось на тонкой интеллектуальной грани, потому что если бы антиатомные доктрины возобладали, научный прогресс затормозился бы на десятилетия. И не только в физике, но и в биологии, которая зависела от нее. Больцман не просто шел наперекор другим. Он жил идеей реальности атома и умер, не отступившись от своего. В 1906 году, в возрасте шестидесяти двух лет, ученый, чувствуя себя изолированным и проигравшим, решил, что дальнейшее сопротивление бесполезно (хотя до признания его идеи оставалось совсем немного), и совершил самоубийство. Нам в память об этом великом человеке осталась его бессмертная формула:

S = KlnW,

выгравированная на могильном камне.

У меня не хватает слов, чтобы отдать должное красоте лаконичной и точной мысли гения, поэтому я посвящаю ей четыре первые строки поэмы Уильяма Блейка «Прорицания невинности»:

В одном мгновенье видеть вечность,
Огромный мир — в зерне песка,
В единой горсти — бесконечность
И небо — в чашечке цветка.[11]

Глава 11. Знание или достоверность