Юрий Чирков - Охота за кварками

Запутаны и связи теоретической физики с математикой. Физики охотно пользуются математическим аппаратом, берут и самые тонкие ее разделы, но обращаются с ними очень своеобразно.

Математик — так считает польский писатель-фантаст С. Лем — похож на портного-безумца. Он словно бы ничего не знает ни о людях, ни о птицах, ни о растениях.

Его будто бы и не интересует мир — он шьет одежды.

Для кого? Он не ведает, не думает об этом. Он заботится лишь о последовательности, симметрии и о прочих странных правилах шитья.

Готовую продукцию портной-математик относит на громадный склад. Там залежи одежды. Всякой. Одни костюмы подошли бы осьминогу, другие деревьям и бабочкам. Есть образчики и для людей, кентавров, единорогов и для таких созданий, которых даже трудно себе представить. Безумие?

И да, и нет. Ибо физики, перетряхивая груды «пустых одежд», созданных математикой, взяли, например, матричное исчисление и создали (фактически это сделал в 1925 году В. Гейзенберг) квантовую механику — эту основу для физики элементарных частиц.

Главное различие между физиком-теоретиком и математиком в методе мышления. Первый мыслит индуктивно — от частного к общему, идет к обобщениям от догадки, он знает, что его взгляды всегда приближенны и потом их наверняка придется пересматривать. Физик-теоретик все время как бы решает невообразимой сложности уравнение, единственным корнем которого являются фундаментальные законы, правящие миром.

Не то — математик. Его стихия — дедукция: он предпочитает искать общее, а уж из него вылавливать частное; да, собственно, частности его не так уж и волнуют, частности он оставляет другим.

Подведем итоги наших размышлений. Непростое положение у физика-теоретика. Ни физики-экспериментаторы, ни математики не признают этого иммигранта за своего.

Экспериментаторам теоретическая деятельность кажется подозрительной и малоплодотворной; она-де не прибавляет новых законов в копилку знаний. Математикам же не по душе то, что физик-теоретик, говорящий на языке математики с заметным акцентом, часто действует недостаточно строго и что у него нет тех красивых и головоломных проблем, которыми так богата Топология, Теория чисел и другие «горячие точки» новейшей математики.

Вот и оказался теорфизик, так сказать, в положении блудного сына, убежавшего из отчего дома — физической лаборатории — и скитающегося на чужбине, перебиваясь подаянием (что-то даст очередной «решающий» эксперимент!).

«Хотя имена великих ученых-теоретиков хорошо известны, — пишет шведский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии X. Альфвен, — не каждый представляет себе, каким образом они работают. Часть их работы напоминает деятельность художника: и художник и ученый отделяют существенное от хаоса чувственных восприятий и представляют это существенное в возможно более концентрированной и элегантной форме. Подобно тому как художник выражает свои мысли и чувства в красках, скульптор — в глине, музыкант — в звуках, так и профессионал от искусства науки использует формулы и законы, которые, подобно всякому обогащенному отражению окружающего нас мира, являют собой степень красоты. Высочайшая похвала, которую теоретик может заслужить, показывая вновь выведенную формулу, это восторженный возглас его коллеги: «Как она красива!»

Подобные мысли не всегда были общепринятыми.

Вначале века один из великих теоретиков физики, человек, объяснивший смысл загадочной энтропии, австриец Л. Больцман, провозгласил: «Оставим изящество портным и сапожникам!..»

Все это похоже на давний спор о физиках и лириках — заметит читатель. Нет, не совсем так. И вообще не будем отвлекаться, а лучше повнимательнее приглядимся к действиям теоретика. Вот он что-то рассказывает, стоя у черной доски. В руках — исписанные листочки бумаги да мел. Еще указка — и это все его оружие.

Однажды спросили А. Эйнштейна, где находится его лаборатория. Он быстро вынул из нагрудного кармана авторучку и сказал: «Вот здесь».

Конечно же, обладают теоретики и особыми профессиональными секретами. «Чем сложнее рассматриваемая система, — любил повторять член-корреспондент Академии наук СССР, автор первых отечественных курсов теоретической физики Я. Френкель (1894–1952), — тем, по необходимости, упрощеннее должно быть ее теоретическое описание… Физик-теоретик в этом отношении подобен художнику-карикатуристу, который должен воспроизвести оригинал не во всех деталях, подобно фотографическому аппарату, но упростить и схематизировать его таким образом, чтобы выявить и подчеркнуть наиболее характерные черты…»