Лев Золотайкин - Недоумения дилетанта

Когда ученые получили технические возможности проникать в глубины микрокосмоса, перед ними открылись такие же беспредельные дали, как и в бесконечной Вселенной.

Малюсенький электрон вращается вокруг ядра. Сила гравитации между ними ничтожно мала, но, складываясь, она обеспечивает вращение Земли вокруг Солнца. Если все электроны вдруг сойдут с орбит и начнут по спирали приближаться к ядру, материя начнет стягиваться и Вселенная, упаси бог, закончится.

Квантовая теория объясняет неутомимость и гарантию вращения электрона тем, что гребни его волн, накладываясь на волны аналогичной длины, подпитываются, усиливаются, а, встречаясь с волнами другой длины, гасятся. Наше счастье в беспорядке этих процессов, из-за которого они не могут кончиться.

Но тут вдруг оказывается, что электрон сам начинает «гулять», изменять орбиту и, приближаясь к ядру, высвобождать энергию – реальный фотон. Потом электрон возвращается на более удаленную орбиту, а энергия фотона поглощается.

А еще между частицами происходят два вида ядерных взаимодействий. Слабое взаимодействие ответственно за самопроизвольный распад атомных ядер, а более сильное взаимодействие удерживает кварки внутри протонов и нейтронов и не дает последним покинуть ядро атома. Переносчиком ядерных связей считается глюон – частица, которая «дружит» только сама с собой и кварками.

Таким образом ядерный клубок взаимоотношений частиц – это та сила, которая скрепляет бóльшую часть окружающего нас мира, в том числе без нее отталкивание положительно заряженных протонов (еще одна напасть) разорвало бы все атомные ядра во Вселенной.

Кажется наше мироздание балансирует на острие ножа: слева – сжатие, справа – разрыв, но взаимоисключающих и взаимоподдерживающих действий такое количество, что острие превращается в надежное основание.

Но все эти процессы лишь малая часть движений и связей микрокосмоса.

Погружаясь в его глубины, ученые открывают все новые мельчайшие частицы, которые все усложняют и усложняют пестрый хоровод невидимых элементов. Многие частицы, например, частицы-переносчики взаимодействий частиц материи, являются виртуальными, то есть их нельзя обнаружить, об их существовании свидетельствуют только результаты их деятельности.

Современная наука вышла на уровень парадоксальных идей и теории. Старики могли бы ворчливо заметить, что «у этих умников уже не осталось ничего святого».

Неопределенности, неустойчивости, вероятности и прочие житейские слабости оказались гарантами стабильности мировых процессов.

Веками осуждаемый хаос предстал надежной системой. Именно в хаосе любая прореха заделывается быстрее, чем непрерывное движение успеет ее осознать. Это порядок можно нарушить, а хаос – никогда.

Очень трогательно звучит теория «чувствительности к начальным условиям».

Одной из наиболее увлекательных и многообещающих является теория струн.

Впервые она была сформулирована в 1960-х годах. Идея состояла в том, что такие известные частицы, как протон и нейтрон, можно представить в виде колебания струн. Но тогда теория оказалась слишком «ранней» и не получила широкого развития.

В 1984 году интерес к ней возродился, так как именно она смогла объяснить существование частиц, обладающих врожденной «леворукостью». Имеется в виду, что, если экспериментальную установку заменить ее зеркальным отражением, то свойства большинства исследуемых частиц не меняются, а вот у «леворуких» частиц появляются новые «черты характера».

Дальше теория струн стала одной из самых дискуссионных. Подробности ее разработки слишком сложные, но одна из ее проблем очень интересна: условия ее действия совместимы только с пространством – временем, имеющим обязательно десять или двадцать шесть измерений вместо наших обычных четырех.

Ну, наконец-то! Оказалось, что не врут писатели-фантасты и другие измерения существуют.

Сразу возникает нетерпеливый вопрос: ну почему эта идея не разрабатывается вплоть до практического применения?

И тут же обескураживающий ответ: имеется в виду, что эти измерения свернуты до почти виртуального размера – 10 —30 мм.

В теориях микрочастиц любят манипулировать размерами 10 —30, 10 —5 и так далее. Обычному человеку число со степенью «минус» говорит только одно – предмет крошечный.

Конечно, фантасты могут себя утешить, что это теория слаба и просто еще не открыла крупные другие измерения. А то как-то обидно: четыре наших привычных измерения всегда нараспашку, а в жутко интересные 5-е, 6-е, 7-е и так далее нельзя ступить ногой. Хотя в сложных объяснениях этого явления есть одно, охлаждающее любопытство и нетерпеливость: наличие «лишних» пространственных измерений нарушило бы гармонию законов Вселенной и представляло бы опасность. В этом случае гравитационное притяжение между двумя телами уменьшилось бы: при появлении одного дополнительного измерения – в восемь раз, еще одного измерения – в шестнадцать и так далее.