Даниил Данин - Неизбежность странного мира

Короче говоря, для предсказанных де Бройлем волновых свойств вещества индивидуальные особенности движущейся массы не имели решительно никакого значения. В его знаменитой формуле длина «волн материи» была связана только с величиною массы и скорости тела.

Но ведь и протон — тело, и свинцовая дробинка — тело, и Земля — тело. Все это кусочки материи, крупицы массы. Протон в две тысячи раз массивней электрона. Дробинка в миллиарды триллионов раз массивней протона. Земля, со всеми ее горами и океанами, городами и людьми, невообразимо массивней дробинки. Однако для механики и она — только движущаяся масса . Так что же, стало быть, и Земле, и дробинке, и протону должна быть присуща раскрытая де Бройлем некая волнообразность?

Несомненно!

Природа не знает жестких границ. Нет оснований думать, что она могла прикомандировать волновые свойства только каким-то очень маленьким движущимся массам, а тем, что побольше, сказала — «обойдетесь и так». Маленькая масса, побольше, очень большая — все это наши, человеческие, земные мерки, а в хозяйстве вселенной такие оценки — чистейшая условность. Так ли мал электрон, если он в сотни тысяч раз массивней квантов видимого света?

Да, это было не так уж громко сказано, что открытие двойственности электрона явилось как бы вторым открытием вещества: двуликость — волна-частица — лежит в природе всех физических тел. Электрон — не исключение, а только нагляднейшее подтверждение правила.

Так, значит, классическая механика была слепа. Сама того не подозревая, она уже имела дело с причудливыми кентаврами? Конечно. Но вернее было бы сказать, что ньютонова механика была не слепой, а лишь наполовину зрячей: она прекрасно видела корпускулярность всех тел и не замечала только их волновых свойств. Однако как же могло случиться, что такая фундаментальная черта движущейся материи ускользнула от ее внимания?

Нам уже пришлось задаться похожим вопросом в рассказе о теории относительности. Там тоже возникло недоумение: как могло укрыться от проницательности физиков прошлых веков такое естественнейшее и вместе с тем удивительнейшее, на каждом шагу происходящее и вместе с тем незримое событие, как возрастание массы тел при возрастании их скорости? Ответ был прост и неотразим: в нашем мире медленных вещей такое увеличение массы столь ничтожно, что не могло ощутимо проявиться и дать знать о себе ни в одном реальном опыте. Все видимые события на Земле, даже самые быстрые, протекают так, словно скорость ни в малейшей степени не влияет на массу. Формулы Эйнштейна наглядно показали это. В них содержалось не только новое знание, но и безусловное оправдание прежнего неведения физиков. Массивность земных тел никогда не позволяла им разгоняться до скоростей, даже отдаленно приближающихся к световой. Иначе секрет был бы давно разгадан! Лишь в легком и быстром атомном мире, где околосветовые скорости — явление обычное, этот всеобщий закон природы заговорил о себе громким голосом. И физики-атомники каждый день явственно слышат его в своих лабораториях.

Это наводит на очевидную мысль: не так же ли обстоит дело и с волновыми свойствами земных тел, планет, звезд? Наверное, мера их дебройлевской волнообразности тоже слишком ничтожна и потому никогда и никем не могла быть замечена прежде.

Да. И формула де Бройля для длины «волн материи» показала это с полнейшей наглядностью. В ней тоже содержалось не только новое знание, но еще и абсолютно убедительное объяснение невольной слепоты классической механики. Длина «волн материи» у разных тел, движущихся с одинаковой скоростью, очень просто зависит от их массы: чем больше масса, тем она короче, эта длина дебройлевских волн. Для громадных масс она становится исчезающе малой.

И очень занятно, хотя бы ради оправдания Ньютона и всех экспериментаторов всех веков, представить себе, какою мерой волнообразности обладает наша Земля, летящая вокруг Солнца со скоростью 30 километров в секунду. Впрочем, реально представить себе длину «земной волны», — хотя бы только представить, а отнюдь не измерить на опыте! — намерение совершенно невыполнимое: так неотличима она от нуля.

В самом деле, прикиньте:

Масса Земли — 6 000 000 000 000 000 000 000 000 000 граммов.

Это число с 27 нулями. А масса электронов столь невелика, что на один грамм их пошло бы столь же неимоверное количество, измеряемое по чистой случайности тоже числом с 27 нулями. Перемножьте эти два числа: вы узнаете, во сколько раз Земля массивней электрона, — примерно в 10 54раз!