Знание-сила, 2006 № 03 (945)

Мне кажется, что исчерпание импульса научной революции стало заметно в 60 - 70-е годы, когда в науку вошло понятие кварков. Это было еще одно эпохальное открытие на направлении главного удара в физике, когда стало ясно, что нужно идти дальше в глубь вешества. понять, из чего состоят элементарные частицы. Это понимание в основном достигалось с помощью ускорителей, которые разгоняли элементарные частицы до огромных энергий и сталкивали их с мишенью. По тому, что случалось при столкновении, и судят о свойствах частиц. Само направление главного удара никакого сомнения не вызывало. Красивая цитата из Гете на эту тему украшала все материалы главного немецкого ускорителя, а сейчас я не нахожу этой цитаты на его интернетовском сайте. Вероятно, теперь она кажется неуместной.

Работа превзошла все ожидания. Оказалось, что элементарные частицы состоят из кварков. Это — частицы с дробным зарядом, по 1/3 заряда электрона. Есть от чего захватить дух! Но главное — кварки не существуют в свободном виде. Точнее, существовали в ранней Вселенной, когда была огромная плотность и температура. А сейчас попытка разбить протон на кварки вызывает целый рой новых элементарных частиц, но не кварки по отдельности. Все это удалось описать, объяснить, подтвердить тонкими экспериментами. Осталось, разумеется, много неясностей. Конечно, их тоже нужно прояснять. А для этого нужно идти по проверенному пути, вглубь. Но в глубь чего? Ведь кварков в свободном виде в окружающем нас мире нет. Изучать их строение — значит изучать раннюю Вселенную или создавать такие же экзотические условия в физической лаборатории.

Помню, как поразил меня вопрос одного из пожилых и не очень знаменитых профессоров, назовем его А, после блестящего доклада о новых элементарных частицах и кварках, который сделал профессор В: "Где же существуют S-мезоны, о которых вы нам так интересно рассказывали?" Профессор В не сразу заметил подвох: "Их получают на таком-то ускорителе, расположенном там-то". "Я спрашиваю не об этом! Где они существуют в природе как реальность, не зависящая от физика-экспериментатора?" Обдумывая на досуге общие проблемы физики. я много раз возвращался для себя к этому случаю. Конечно, я знаю теперь, как отбиться от неприятного вопроса: нужно сказать про раннюю Вселенную, про космические лучи сверхвысоких энергий, про мощнейшие взрывы в глубинах космоса. Но суть вопроса остается: дорога вглубь незаметно свернула с магистрали развития физики на ее периферию, на которую заглядывают только специалисты. Я сам принадлежу к одной из групп таких специалистов, но странно было бы выдавать нашу узкую область за магистральный путь физики.

Несколько десятилетий физика делала вид, что ничего не случилось. Как всегда, у теории был большой запас предсказаний, проверка которых требует гораздо более мощных ускорителей. Они были построены и дали еще много первоклассных результатов, но это были результаты совсем другого уровня, чем в предыдущую эпоху. Я уверен, что все эти результаты когда-то так или иначе войдут в нашу жизнь, но они уж точно займут в ней очень экзотическую нишу.

Хуже того, оказалось, что многое в физике совсем не помещается на описанном магистральном направлении. Я иду на кухню и открываю кран водопровода. Из него льется струя воды. Течение в ней не регулярное, гладкое, как говорят, ламинарное, а бурное, случайное. Его называют турбулентным. Турбулентны потоки воздуха, составляющие ветер, и течения в море. Без знания природы турбулентности нельзя предсказывать погоду и строить промышленные установки.

Изучение турбулентности составило целую эпоху в физике XX века. Достаточно сказать о законах подобия Колмогорова, которые наш великий соотечественник открыл в 1941 году и которые принадлежат к таким же великим достижениям физики, как квантовая механика. Получая эти законы, описывающие строение турбулентности, Колмогоров, конечно, отталкивался от опыта классической механики Ньютона, но создал, по существу, новую физическую теорию. И эта теория практически никак не связана с направлением в глубь вещества. Для ее развития полезно понимать, что среда состоит из каких-то мелких частиц, но уж детали строения атома, не говоря о каких-то свойствах элементарных частиц и кварков, совершенно несущественны.

Оказалось, что рядом с путем развития физики в глубь вещества родился ряд областей, для которых глубокое изучение строения материи не так уж важно. Мы плохо понимаем природу климатических изменений, не умеем предсказывать землетрясения, не можем создавать все желательные для нас материалы и многое другое. Нет основания исключать эти области из круга интересов современной физики, а в то же время трудно поверить, что лучшее понимание природы кварков внесет что-то новое в решение всех этих проблем.