Лев Кокин - Пути в незнаемое

Вернер Гейзенберг, один из творцов квантовой механики, установил фундаментальный принцип (так называемый «принцип неопределенности»), из которого следует, что в любом случае нам доступно только вероятностное описание явлений природы. Этот принцип заставляет изменить ряд основных представлений об окружающем нас мире, где само понятие о реальности происходящего мы инстинктивно связываем с точным знанием состояния исследуемого объекта — например, с одновременным заданием импульса и координат какой-либо элементарной частицы.

Однако на каком языке можем мы описать эксперимент над микрообъектом (впрочем, не только над микрообъектом) и изложить его результаты? Единственный доступный нам язык — это язык классической физики, язык, основанный на понятиях, связанных с укоренившимися представлениями о пространстве и времени. Отсюда возникает парадоксальное положение, состоящее в том, что все наши суждения о микромире по необходимости должны быть выражены в классических терминах. Но поскольку язык классической физики в принципе не приспособлен для этой цели, каждое такое суждение будет неточным. Следствием этого и является статистический, вероятностный характер закономерностей, устанавливаемых квантовой механикой для процессов, протекающих в том удивительном мире, объекты которого, отражаясь в зеркале наших обыденных представлений, обнаруживают совершенно противоположные, казалось бы несовместимые, черты: в некоторых явлениях они выступают перед нами в облике волн, непрерывно распределенных в пространстве, в то время как на основании других экспериментов их следует трактовать как частицы — то есть крупинки вещества, занимающие ничтожно малый объем. Частицы-волны — нечто совершенно невообразимое для нашего «классического» разума. Этот удивительный дуализм нашел свое отражение уже в основных соотношениях квантовой механики, связывающих энергию и импульс «частицы» с частотой и волновым числом соответствующей ей «волны».

Из сказанного возникает, казалось бы, совершенно естественный вопрос: а что же представляют они, эти частицы-волны, на самом деле? Ответ может быть только один: и то и другое — иного нам знать не дано. Именно такое утверждение следует из знаменитого «принципа дополнительности», введенного в науку Нильсом Бором. В разных экспериментах микрообъект появляется то в одной, то в другой маске, и только совокупность этих взаимоисключающих, если их рассматривать в отдельности, но в действительности взаимодополняющих друг друга аспектов позволяет нам в конечном счете интуитивно составить какие-то правильные представления о странной природе мира атомов.

Вероятно, не будет ошибочным утверждение, что интуиция, способность к подсознательному построению сложных логических конструкций, которые не всегда удается однозначно и ясно перевести на обыденный «классический» язык, никогда еще не играла такой решающей роли в науке, как в наше быстротекущее время. Блестящим подтверждением этого является история квантовой механики, возникшей из целого ряда гениальных догадок.

Но все постепенно меняется. И развитие новой науки явилось мощным толчком к дальнейшей «абстрактизации» человеческого разума: мы легко оперируем теперь такими отвлеченными понятиями, которые в недавнем прошлом казались ошеломляющими и непостижимыми. Это явление, по-видимому, совершенно закономерно, ибо новые концепции никогда не принимаются без сопротивления. Макс Планк, открывший квантовую природу излучения, на склоне лет произнес однажды бесконечно справедливые слова, полные горького юмора: «К счастью, люди умирают. Через некоторое время все, кто не смог осмыслить различные новые понятия, постепенно исчезают, и на смену им приходит новое поколение».

Френкель протирал очки, близоруко щурясь на темный поплавок, который, вздрагивая, то погружался в воду, то снова всплывал на поверхность.

— Да, я часто размышляю теперь о прошлом. Это — возрастное явление, так утверждают медики…

— Простите, Яков Ильич, но в моем представлении Френкель и старость — две вещи несовместные.

— У Шекспира есть чудесный сонет, в котором он говорит, что свои седины мы замечаем только в зеркале… Это очень верно: мы смотрим на мир как бы изнутри своего собственного «я», и он кажется нам вечно юным. И поэтому многие из нас, если их не гнетут болезни, не чувствуют своего возраста… Кажется, Бальзак сказал, что старость приходит неожиданно, как зима: проснешься однажды утром и видишь, что все кругом бело…