Вероятностный мир // Данин Даниил (Заключительная часть)

Глава заключительная.

Конца не будет

 Я описываю характеры, положения, детали, особенности с единственной высшей целью: представить действительность… как видение, движимое выбором и свободой, как определенный вариант среди других вариантов.

Б. ПАСТЕРНАК (XX век)

  1

  Поздней осенью 1927 года — точно затем, чтобы дать на шей хорошей истории впечатляющее завершение, — встретились вместе чуть ли не все ее ведущие участники.

   Они встретились на 5–м конгрессе Сольвея.

   Среди 32 делегатов были: Антон Лоренц и Макс Планк, Альберт Эйнштейн и Пауль Эренфест, Нильс Бор и Макс Борн, Луи де Бройль и Эрвин Шредингер, Вильям Брэгг и Петер Дебай, Вернер Гейзенберг и Вольфганг Паули, Поль Дирак и… впрочем, не довольно ли?

Кажется, никогда еще в эпоху бури и натиска не бывало такой представительной встречи физиков разных поколений — от семидесятилетних до двадцатилетних.

   Вспомним: на 1–м конгрессе Сольвея, когда теперешние двадцатилетние были еще мальчиками, а теперешние старики пребывали в поре своей зрелости, председатель ствовавший Лоренц поставил задачу создания механики микромира. Миновали шестнадцать лет, и вот желанная механика возникла. Снова председателем был Лоренц. И так естественно бы прозвучали из его уст слова благодарной признательности тем, кто эту механику создал. Но ожидаемые слова не прозвучали: искомая механика нашлась, однако не оказалась желанной для великого классика! И на 5–м Сольвее ей пришлось пройти «боевое крещение», как выразился впоследствии Гейзенберг.

  Старейший из присутствовавших, Лоренц яснее и проще всех своих единомышленников высказал недовольство картиной вероятностного мира в глубинах материи:

   — Представление о явлениях, которое я хочу себе составить, должно быть совершенно… определенным. Для меня электрон — это частица, которая в каждый данный момент находится в определенной точке пространства. И если электрон сталкивается с атомом, проникает в него и после многочисленных приключений покидает этот атом, то я… представляю себе некоторую линию, по которой электрон двигался в атоме.

   Что могли возразить старейшему более молодые? Тут даже не было предмета для спора. Он просто возвращал их к началу начал — к их собственным, мучительным и напрасным, бессонным попыткам эту «некоторую линию» найти в эксперименте и описать уравнением. Лоренц не опровергал квантовую механику, а просто отвергал. Но ощутили ли участники конгресса, что втайне им руководило трагическое чувство?

   Он, создатель классической теории электронов, видимо, сознавал неотвратимость нового физического миропонимания. Иначе он в ту пору не сказал бы академику Иоффе то, что сказал:

   «Я потерял уверенность, что моя научная работа вела к объективной истине, и я не знаю, зачем жил; жалею только, что не умер пять лет назад, когда мне еще все представлялось ясным».

   Мало кто отважился бы на такое признание. Великий физик был еще и великим характером. Он доказал, что драма идей — это драма людей.

   А первым заговорил о драме идей Эйнштейн. Не тогда, а позднее. И не только по поводу квантовой физики. Но 5–й конгресс Сольвея не мог не храниться в его памяти как живое воплощение этой драмы, разыгранной в лицах. Он был там главным действующим лицом.

Потому главным, что в отличие от Лоренца он попытался не просто отвергнуть, но опровергнуть неизбежность вероятностной картины микромира.

   2

   Конгресс заседал с 24 по 29 октября в Брюсселе.

   Прошел уже почти год с тех пор, как в декабре 26–го Эйнштейн написал свою ироническую, а вместе с тем и глубоко серьезную фразу о Старике, который «не бросает кости». Известную прежде одному только Максу Борну, он теперь привез ее в Брюссель и довел до общего сведения. Она была его девизом — кратчайшим выражением нерушимой веры в господство классической причинности. Старой, доброй причинности — хорошей, однозначной, не оставляющей места вероятностному выбору возможностей: бросанию костей…

   Твердость его позиции поняли все. Не только сторонники, но и противники. Гейзенберг потом вспоминал:

   «Бог не играет в кости» — то был его непоколебимый принцип, один из тех, какие он никому не позволил бы подвергать сомнению».

   Но, может быть, Эйнштейн, работавший в одиночестве, попросту не знал, что за минувшие месяцы открылось в делах природы соотношение неопределенностей? Ведь он написал свою фразу, когда этот закон еще не был найден и не был строго доказан. А если бы знал он о нем, то, вздохнув с сожалением, покорно признал бы свою неправоту (он умел это делать!).

   Но нет, он отлично знал о появлении в квантовой механике этого фундаментального закона. Нильс Бор еще в апреле 27–го — за полгода до Брюсселя — послал ему корректуру исторической работы Гейзенберга и свои сверходобрительные комментарии к соотношению неопределенностей. Эйнштейн тогда ничего не ответил Бору, а теперь…

   А теперь день за днем шли дискуссии. В маленьком зале конгресса, в ресторане старого отеля, в Королевском парке, на улицах бельгийской столицы. Об этих дискуссиях не писали газеты и не кричало радио. Фоторепортеры не щелкали своими камерами и журналисты не вели репортажей с поля боя. Меж тем шел бой. И может быть, с неисчислимыми последствиями, потому что то была решительная, если не решающая, схватка идей на необозримом поле, где предстояло расти и взрослеть атомному веку.

   Какой случай упустили газетные публицисты всего мира! Впрочем, тут не было их вины: они не могли бы ни прислушаться к спорящим голосам, ни оценить значение спора. На Филиппинских островах, где разобщенные островитяне создали 80 разных языков и не создали единого для всех, есть язык, на котором разговаривают всего 26 человек… Вот примерно таким был еще в 27–м году язык квантовой физики.

   А сегодня видно: та многодневная схватка в Брюсселе была беспримерным единоборством двух сил. Происходившее давно уже сравнил с поединком чемпионов на ринге историк и теоретик Леон Розенфельд — бельгиец, ставший позднее ассистентом Бора. Но, пожалуй, больше подошло бы сравнение с шахматным Матчем Века между двумя гроссмейстерами экстракласса: каждый день — новая партия, и каждая партия — с откладыванием позиции для домашнего анализа, и каждый раз — этюдное решение, потому что иначе выигрыш не достигался. Белыми все время играл Эйнштейн: он делал первый ход и отыскивал стратегию нападения. Черными все время играл Бор: он выбирал дебют и находил стратегию защиты.

   Когда Эйнштейн заговорил вслух о Старике, не играющем в кости, глаза его победительно сияли. Это отметили мемуаристы. Гейзенбергу запомнилась ответная реплика Бора:

   — Но, право же, не наша печаль — предписывать господу богу, как ему следовало бы управлять этим миром!

   А сам Бор через двадцать два года, в статье к 70–летию Эйнштейна, изложил эту реплику, хоть и скучнее, но тоньше:

   «…Я отвечал, что уже мыслители древности указывали на необходимость величайшей осторожности в присвоении Провидению атрибутов, выраженных на языке повседневного опыта».

   Это имело тот смысл, что физики, разговаривая об устройстве микромира, должны с величайшей осмотрительностью пользоваться классическим языком нашего макроопыта.

   Так началась их дискуссия — с обмена афоризмами. Это была коротенькая разведывательная партия — единственная, сыгранная вничью. В ней еще не было физики. А потом пришел черед физических доводов. И у Эйнштейна было то преимущество, что иные из них он заготовил впрок.

   Его руководящую идею легко понять.

  Он знал: вывод соотношения неопределенностей не опровержим. Оно получено из основ квантовой механики и безошибочно подкреплено мысленным экспериментом со сверхчувствительным микроскопом. Но если оно справедливо, то надо смириться: классическая однозначная определенность событий исчезает из физической картины природы навсегда. А так как этого нельзя допустить — да–да, так как его философия природы громко против этого протестует, — то должна найтись система опровергающих аргументов, И конечно, физических, а не каких–нибудь других. «Какие–нибудь другие» — философические, религиозные, психологические — знания законов природы не заменяют. Где же нужные аргументы найти?

  А вот где — в самой квантовой механике. Формула для неопределенностей прекрасно выведена из ее основ, но разве доказано, что эти основы прекрасны, то есть обладают исчерпывающей полнотой? Он сказал себе: нет, они явно неполны, им чего–то крайне существенного недостает. Чем и как дополнить эти основы, он не знал. Он надеялся на будущее.

   Так глубока была его надежда на достижение в будущем такой желанной полноты, что он счел себя вправе сразу же приняться за опровержение соотношения неопределенностей. 

Другими словами, он заранее отказал этому закону в статусе истинного физического закона. И решил продемонстрировать, что он может запросто не выполняться.

   Все тут верно, кроме словечка «запросто». Запросто не получалось. И Эйнштейн стал придумывать тонкие, хитроумные, парадоксальные построения — мысленные эксперименты, — в которых неопределенности неизбежно сводились к нулю. Они исчезали, точно кванта действия h и не существовало! Торжествовал принцип определенности… Так казалось Эйнштейну. В неотразимости своих доводов он не сомневался. Потому и сияли победительно его глаза.

   Но к вечеру первого же дня это сияние погасло. Предложенный утром мысленный эксперимент Эйнштейна Бор в течение дня разобрал, как часовщик неизвестный прежде механизм, и вечером показывал, что вот здесь сцепление деталей нарушается и часы работать не будут… Теперь сияли глаза Бора.

   Однако недолго… Впрочем, лучше всего предоставить слово самому заинтересованному свидетелю — Вернеру Гейзенбергу:

   «Дискуссии обычно начинались уже ранним утром с того, что Эйнштейн за завтраком предлагал нам новый мысленный эксперимент… Естественно, мы тотчас принимались за анализ… И, как правило, вечером во время совместного ужина Нильс Бор уже с успехом доказывал Эйнштейну, что даже и это новейшее его построение не может поколебать соотношение неопределенностей. Беспокойство охватывало Эйнштейна, но на следующее утро у него бывал готов к началу завтрака еще один мысленный эксперимент — более сложный, чем предыдущий, и уж на сей–то раз, как полагал он, неопровержимо демонстрирующий всю несостоятельность принципа неопределенности. Однако к вечеру и эта попытка оказывалась не более успешной, чем прежние…»

   Так после бдительного анализа Бор выигрывал партию за партией: всякий раз ему удавалось обнаружить неприметную ошибку в очередном парадоксе — всякий раз открывалось, что неопределенности устранить нельзя. Матч Века с самым мощным из возможных противников квантовая механика завершала с сухим счетом, если не считать ничейной половинки в исходном обмене репликами о Старике и Провидении.

   Иначе и быть не могло: на стороне Бора — на стороне квантовой физики — была природа.

   Замечательно, что близкий друг Эйнштейна Павел Сегизмундович Эренфест однажды сказал ему во время той дискуссии:

   — Мне стыдно за тебя, Эйнштейн: ты оспариваешь новую квантовую теорию совершенно так же, как это делали с теорией относительности твои враги!

   Еще раз — на великом примере — подтвердилась пра вота Бернарда Шоу, который уверял, что единственный урок истории состоит в забвении ее уроков. Даже Эйнштейну не удалось явить собою исключения из этого вечного правила.

  3

   Был день на конгрессе, когда все его участники, понимающе улыбаясь друг другу, рассматривали карикатурный рисунок, сделанный на черной доске Эренфестом: недостроенная Вавилонская башня и надпись из Книги Бытия — «Там смешал Господь язык всей земли». Изображая квантовую драму идей, Эренфест напоминал, почему по библейской легенде Вавилонская башня осталась недостроенной: «Никто не понимал речи другого». Он юмористически призывал коллег если не к единомыслию, то к взаимопониманию…

   А дело в том, что спорили не только Эйнштейн и Бор. Де Бройль настаивал на теории волны–пилота. Шредингер — на единовластии волн. Паули — на отрицании моделей. И один не находил поддержки у другого, другой — у третьего, третий — у первых двух, четвертый — у всех остальных, все остальные — у пятого… И это смешение языков на конгрессе было как бы репетицией или образом того, что еще ожидало квантовую механику впереди — в незнаемой дали грядущих десятилетий.

   На счастье, к осени 1927 года весь остов башни был уже достроен целым интернационалом ее строителей из разных стран. И уже ничто не могло ее сокрушить — ни знакомые нам разноречия среди самих строителей, ни тем более мнимотаранящие удары из лагеря староверов (вспомните, как Сергей Иванович Вавилов писал об астрономах–староверах времен Коперника). Но всего знаменательней, что неожиданно для себя ей помог утвердиться на земле сильнейший из ее противников — отнюдь не старовер! — Эйнштейн. Дважды помог: сначала — своими квантовыми идеями, потом — своим непримиримым противоборством.

  Да, это так: и противоборством помог… Через тридцать шесть лет после 5–го конгресса Сольвея, в 1963 году, постаревший Вернер Гейзенберг по праву заслуженного ветерана убеждал историков, что исход дискуссии Бора с Эйнштейном породил ощущение поворотного этапа в развитии квантовой физики:

   — Знаете, сегодня я мог бы выразить суть происшедшей перемены в терминах судопроизводства: «Бремя доказательств перешло к другой стороне». Это бремя вдруг перешло к людям типа Вилли Вина, ибо распространилась весть, что существует целая группа ученых, которые могут ответить на каждый вопрос, возбуждаемый экспериментом… И если вам угодно что–нибудь возразить против их взгляда на вещи, вы должны будете найти опровержения. А молва утверждала далее, что опровергнуть их точку зрения до сих пор не удалось никому — даже Эйнштейну… Стало известно, что Эйнштейн не сумел сделать этого за время продолжительного конгресса в Брюсселе… И копенгагенцы получили право говорить еще более молодому поколению: «Теперь все в порядке, идите вперед!»

   Теперь все в порядке!.. Мы–то из нашего сегодняшнего далека едва ли можем по–настоящему оценить тот психологический поворот — тогдашнее чувство облегчения, пережитое ветеранами квантовой революции. Они еще не сознавали себя — возвышенно и с привкусом гордыни — ветеранами той революционной поры: они просто дьявольски работали. 

И сегодня это видится так: у взбиравшихся в гору гора свалилась с плеч — они вышли на вершину и прочно утвердились на ней.

  4

   Здесь и заканчивается наша хорошая история — на вершинной точке вершинного года эпохи бури и натиска.

   Заканчивается? Да нет, только обрывается… И как все хорошие истории — на полуслове, ибо уже дежурит вопрос: а что было дальше? Ведь если вершина, то, стало быть, и спуск?

   Но в познании природы этого не бывает. Время неостановимо движется вперед, и наука неостановимо движется вверх. Время — с монотонной равномерностью по всегда положительно направленной оси, а наука — скачками, по ступеням. Эти ступени могут быть пологими или крутыми, однако никогда не спускаются вниз: знание не убывает, а только растет. Понимание накапливается, но не тратится. В годы научных революций ступени поднимаются круто — потому и трудно их одолевать. Понимание взлетает рывками — потому и трудно за ним поспевать.

  Так что же такое вершина на этой ступенчатой кривой, не знающей спусков? Да всего лишь просторная площадка перед новым подъемом, чьи очертания — еще в непроглядном тумане.

Возникает иллюзия, что выше подниматься некуда. Но это сама крутизна научной революции создает на время такую иллюзию оседланной вершины. А истинной–то вершины нет…

   Годом 1927–м завершилась лишь наиболее драматическая пора эпохи бури и натиска. Но даже совершенно условные временные рамки архива истории квантовой физики отводили этой эпохе еще пять лет — до 1932 года.

   Буря и вправду не затихала. Натиск и вправду не ослабевал. Уже не единицами и десятками, как прежде, а сотнями и тысячами работ стал измеряться ежегодный урожай на открывшихся просторах.

   Фундаментальные исследования привлекали все новые имена. В ряду самых ярких из них засветились на рубеже 30–х годов имена и наших выдающихся физиков — не только Сергея Вавилова, Петра Капицы, Льва Ландау, уже вспоминавшихся на этих страницах, но и многих других — Леонида Мандельштама, Игоря Тамма, Владимира Фока, Якова Френкеля… И тех, кому предстояло в будущем сыграть ведущие роли в эпопее создания нашей атомной энергетики: имена Игоря Курчатова, Анатолия Александрова, Льва Арцимовича, Якова Зельдовича, Исаака Кикоина, Георгия Флерова… Все они начинали в эпоху бури и натиска.

   В ту пору теоретики и экспериментаторы брали в руки свежие номера физических журналов с уже привычным и не напрасным ожиданием радующих новостей. Каждый месяц был чем–нибудь примечателен. И каждый год оставлял в истории свой нестираемый след.

   Словом, наша хорошая история блистательно продолжалась.

   Она длится и сегодня.

   5

   Весной 1975 года мне посчастливилось во второй раз поработать в копенгагенском архиве. 

Там почти ничего не изменилось. Был тот же флигель 20–х годов, где некогда жил Нильс Бор, и та же рабочая комната с окном, занавешенным солнечным туманом, только на сей раз весенним. Был тот же глубокий стальной контейнер, где алфавитной чередой стояли папки с историческими свидетельствами ветеранов, только череда эта пополнилась прежде недостававшими копиями некоторых стенограмм. Была весьма пожилая хранительница архива, знававшая еще молодыми едва ли не всех сподвижников Бора, только на сей раз не тихая Бетти Шульц, а другая его секретарша, приветливо властная Софи Хэллман… 

Чувствовалась твердая рука. Наверное, в этом появилась нужда: интерес к архиву возрос…

   Как во всяком хранилище старых документов, время здесь казалось остановившимся. Но за столом, где семь лет назад архивные материалы разглядывал я, теперь их штудировал юноша из ФРГ — не литератор, а начинающий историк. Невольно пришло в голову, что семь лет назад он был в своем Штутгарте совсем еще мальчиком, а теперь вот со взрослой доскональностью расследует перипетии рождения принципа дополнительности. Вместе с ревнивым чувством, что у него больше прав на этот стол и на эту архивную тишину, вернулось ко мне ощущение летящего времени, которое «уносит и приносит».

   Меня устроили в светлом кабинете наверху. Его вре менный обитатель — теоретик из Польши — уехал в отпуск. Не знаю темы его занятий, но на открытом стеллаже у стены среди журналов и препринтов лежала английская книга по кристаллохимии. А на верхней полке — два коричневых тома, показавшихся мне знакомыми со стародавних студенческих лет. Полез удостовериться и увидел знаменитые «Основы химии» Менделеева — 8–е издание 30–х годов. 

Это было удивительно в Копенгагене 70–х, да еще в институте теоретической физики Бора.

  Все это вместе: немецкий историк и польский теоретик, 30–е годы в гостях у 70–х, великий русский химик в гостях у великого датского физика, классика одной науки в гостях у антиклассики другой, XIX век в XX, — все это вместе вдруг показалось мне живым и наглядным воплощением связи времен, связи народов, связи культур. Воплощение было нечаянным и случайным — одним из миллионов возможных и действительных, но потому–то особенно убедительным в своей непреднамеренности и естественной простоте.

   Этими связями живо человеческое познание.

   Недавно, перебирая свои копенгагенские заметочки для памяти, я наткнулся на запись: «Взять из Предисловия к 8–му изд. «О. X.» Менделеева, стр. XXIII…» Вспомнилось, как однажды под вечер, устав от нелегких иноязычных текстов, я решил ублажить себя чтением по–русски и достал со стеллажа Менделеева. Тогда и сделал эту повелительную запись «взять». Но что же именно?.. Пришлось заново посмотреть. И вот что бросилось в глаза:

   «Сперва науки, как и мосты, умели строить лишь при опорах из прочных устоев и длинных балок. Мне желательно было показать… что науки давно уже умеют, как висячие мосты, строить, опираясь на совокупность хорошо укрепленных тонких нитей, каждую из которых легко разорвать, общую же связь очень трудно, и этим способом стало возможным перебрасывать пути через пропасти, казавшиеся непроходимыми. На дно не опираясь, и в науках научились пересягать пропасти неизвестного, достигать твердых берегов действительности и охватывать весь видимый мир…»

   Подумалось: да ведь это провидчески написано прямо про нашу хорошую историю — про возведение квантового моста между микро–и макромирами!

   Уязвимые тонкие нити… И нерасторжимая общая связь…

   А еще подумалось, что это приложимо и к свершениям тех десятилетий, которые последовали за эпохой бури и натиска, когда квантовая физика, достигнув твердых берегов действительности, стала и впрямь постепенно охватывать весь видимый мир. И при мысли об этом возникло острейшее сожаление, что тут архив замолкает. Время в нем не кажется остановившимся, а вправду остановилось.

   Это не в упрек его собирателям: они–то свою программу осуществили на удивление полно.

Но нашему ненасытному и такому оправданному интересу к жизни замечательных идей хочется продолжения программы — ее расширения за пределы первой революционной поры. 

 Хочется собрания документальных источников ко всей истории квантовой физики — вплоть до наших дней. И прежде всего — свидетельских рассказов самих ученых.

   Легко сказать! Да как представить себе такой необъятный архив? Как его собирать? Не похоже ли это на попытку вычерпать море?

   В 20–х годах у Резерфорда в Кавендишской лаборатории работало три десятка сотрудников. 

Тогда же Бор на чинал работу в своем копенгагенском институте со штатом в семь человек. У Эйнштейна только в конце 20–х годов появилась наконец секретарша… Недаром же лишь около ста ветеранов квантовой революции сумели разыскать историки во всех концах земли, чтобы вызнать у них, «как дело было». А участников всего, что свершила квантовая физика потом, и всего, что создает она сегодня, уже не сотни, а легион. Сколько прозрений и заблуждений, надежд и разочарований, побед и драм… Сколько характеров и судеб!

  Охватывая шаг за шагом весь видимый мир, квантовая физика ветвилась и ветвится на множество, хоть и связанных, но раздельных дисциплин. От квантовой теории полей (ровесницы самой квантовой механики) до квантовой теории процессов сознания (новейшего увлечения отважных теоретиков). И у каждой ветви раскидистого древа — своя история роста.

Так хорошо бы и свой будущий архив первоисточников!

   По нынешним временам это, наверное, единственно реальный путь собирания живых свидетельств и еще не утраченных исторических документов: ветвление хранилищ. И едва ли уже мыслимы архивы мирового масштаба. Надежней создание архивов национальных.

  6

   Вот мощная ветвь квантового познания микромира: изучение элементарных частиц…

   Год 1932–й, условно признанный замыкающим эпоху бури и натиска, был назван физиками «годом чудес». Он удостоился этой чести прежде всего потому, что к трем уже известным элементарным частицам — электрону, протону, фотону — в том году прибавились сразу две новые: Джеймсу Чэдвику открылся предсказанный Резерфордом нейтрон — первая атомная частица без электрического заряда, а Карлу Андерсону открылся предсказанный Дираком позитрон — первая античастица, во всем копирующая электрон, но заряженная положительно.

   5 частиц — весь улов трех с половиной десятилетий. А еще через три десятилетия с лишним «Физический словарь» смог сообщить:

«К 1965 г. общее число элементарных частиц заметно превысило 100»!

   В научной публицистике появился расхожий образ рога изобилия, из которого посыпались «первоосновы материи». Так стали говорить об этом сами физики, с изумлением оглядывая свое нарастающее богатство: никогда прежде они на него не рассчитывали…

   Сначала — два, затем — четыре, а потом и шесть сор тов нейтрино. Два мю–мезона. Три пи–мезона. Четыре К–мезона. Семья нуклонов и целые выводки частиц тяжелее ядерных — дельта–резонансов. Лямбда–гипероны, сигма–гипероны, кси–гипероны. А там и сообщества еще более тяжелых частиц — ипсилон и пси… Разные массы. Разные времена жизни. Разные наборы квантовых характеристик — таких, как издавна знакомый спин и раннее неведомые странность и очарование. Разные роли в основных физических взаимодействиях… А потом еще нежданные–негаданные кварки с дробными электрическими зарядами… И вот в 1978 году энциклопедический том уже оповещает, что число элементарных частиц перевалило за 350!

   В самом деле может почудиться, будто некий рог изобилия с легкостью одаривает физиков небывалыми щедротами. Но символического рога нет, а легкость — иллюзия. Как правило, открытие каждой новой частицы — это научный подвиг, сперва — теоретический, потом — экспериментальный. (Хотя заведомо ясно, что не каждая из них — истинно элементарна, а часто лишь представляется элементарной до поры до времени.)

   Вспоминается одно из таких открытий.

   Оно было сделано весной 1960 года нашими физиками в Дубне. Они показали существование антисигма–минус–гиперона, предсказанного в 50–х годах. Он, этот гиперон, как и все его собратья, нестабилен: время его жизни — от рождения до распада — десятимиллиардные доли секунды (10–10).

   Однако, пронизывая камеру–детектор с околосветовой скоростью, он успевает оставить за собою заметный след. И физики умудряются этот след сфотографировать вместе со следами тех частиц, в которые он превращается, распадаясь. А в камере происходят одновременно десятки других микрособытий. Они тоже регистрируются фотопленкой, маскируя искомый редчайший след. Компьютеры тогда еще не помогали физикам в таких исканиях. Дубенским экспериментаторам пришлось самим обследовать 40 000 кадров научной киносъемки, пока на одном из них они не обнаружили желанного гостя и не убедились после кропотливых обсчетов, что их действительно посетил антисигма–минус–гиперон.

   Первым почувствовал, что он видит искомое, молодой физик Анатолий Кузнецов. Это его собственное признание — «почувствовал»! Мне случилось тогда написать об этом: для повествования в книге «Неизбежность странного мира» важна была такая психологическая деталь. А всей истории того открытия я не касался. И потому получилось, что приписал одному ученому то, что совершено было целым коллективом.

   Потом пришло письмо от Анатолия Кузнецова. Он писал, что мог бы рассказать «много интересного о своих товарищах по работе, которые столько сделали для этого открытия». И перечислил десять своих соавторов да двух учителей, коротко помянув преодоленные трудности.

   А когда через три года американские физики искали предсказанный теоретиками Геллманном и Нееманом омега–минус–гиперон, им пришлось изучить следы на 100 000 кинокадрах!

   Но не в этих числах со многими нулями существенная новизна. На заре эпохи бури и натиска Марии и Пьеру Кюри понадобилось сделать 10 000 перекристаллизаций, чтобы выделить первые крупицы радия. А резерфордовцам Гейгеру и Марсдену потребовалось пересчитать 1 000 000 сцинтилляций — вспышек на экране от рассеянных на разные углы альфа–частиц, чтобы апробировать идею атомного ядра… Новизна в другом.

   Атомы радия и атомные ядра — создания самой природы. А физика элементарных частиц, раскрывая квантовые возможности природы, научилась «собственноручно» создавать объекты своего изучения. Вот этого в эпоху бури и натиска физики делать еще не умели. Да им это было тогда без нужды.

   В принципе дело просто… Неотменимо действует эйнштейновский закон эквивалентности энергии и массы — знаменитая формула Е = тс2. Она допускает как бы овеществление энергии в подходящих условиях. Решающее условие очевидно: нужна колоссальная энергия, дабы возникла «вещь» хотя бы ничтожной массы. И обнаружилось: при столкновении высокоэнергичных частиц с другими таинственный механизм приводит к рождению новых частиц. Это постоянно происходит в космических лучах. Но поток их редок и неуправляем. 

Физики стали снабжать частицы высокой энергией на мощных ускорителях.

   Когда в 1955 году американские физики во главе с Э. Сегрэ и О. Чемберленом открывали антипротон, они сумели создать его в Беркли, благодаря ускорителю на 6 миллиардов электронвольт. Для рождения антипротона с его массой водородного ядра такой энергии более чем хватало. Однако для «производства» более тяжелых гиперонов и антигиперонов лучше было владеть источником еще большей энергии. И когда в 1960 году наши исследователи во главе с академиком Владимиром Векслером открывали антисигма–минус–гиперон, подмосковная Дубна была единственным местом на земле, где физики таким источником владели: там уже три года работал крупнейший по тем временам ускоритель — синхрофазотрон на 10 миллиардов электронвольт.

   Так история открытия самого малого в природе — элементарных частиц — естественно переплелась с историей конструирования самого большого в лабораторной технике нашего века — гигантских ускорителей. А помог им стать гигантскими прежде всего Владимир Векслер.

  Еще во время войны, в 1944 году, он первым — до Эдвина Макмиллана — нашел революционизирующий принцип ускорения (названный «принципом автофазировки»). Это позволило в тысячи раз увеличить энергию разгоняемых частиц: раньше счет шел на миллионы, а теперь пошел на миллиарды электронвольт! Детище Векслера — ускоритель в Дубне — долгие годы первенствовал в семье ускорителей, пока его не обогнали синхрофазотроны в Женеве, в Серпухове, в Батавии… Начальные годы этого первенства и принесли векслеровским ученикам, среди них — Анатолию Кузнецову, тот незаурядный успех.

   И вот что еще. Рассказывая об открытии антисигмы, Кузнецов особо отметил заслугу М. И. Соловьева: создание «прибора, без которого невозможно было бы получить фотографию нашей частицы». Речь зашла об этом неспроста.

   То был дубенский вариант изобретенной в 50–х годах быстродействующей камеры для съемки треков заряженных частиц — не прежней камеры Чарльза Вильсона, где частица оставляет след из капелек тумана, а новой камеры Дональда Глейзера, где похожий след прочерчивается пузырьками пара. Прибор был чувствительный, сложный, оснащенный едва ли не всей доступной в те дни автоматикой. Словом, дубенцы экспериментировали на уровне века. Иначе ничего бы не вышло.

  А когда за пять лет до того американцы искали антипротон, им неоценимую помощь оказал еще и другой современный прибор, который тоже незнаком был экспериментаторам эпохи бури и натиска: черенковский счетчик. В этом тонком устройстве пролетающая частица сообщает о себе и о важных своих параметрах, испуская излучение Вавилова — Черенкова, открытое в 1934 году.

   Академику Сергею Вавилову принадлежала направляющая догадка, а его ученику, тоже будущему академику, Павлу Черенкову — мастерские наблюдения. Голубое свечение жидкости под действием потока гамма–квантов обладало такими интересными свойствами, что строго истолковать его можно было только на совсем особый лад: энергичные кванты при встрече с атомными электронами придают им сверхсветовую скорость, и вот эти–то сверхбыстрые электроны оставляют за собою, как шлейф, голубое свечение.

  Сверхсветовая скорость? Да ведь она невозможна! Конечно. Но с маленьким уточнением: свет нельзя обогнать в пустоте, а сквозь вещество — сквозь жидкость или газ — он сам движется медленнее, чем в вакууме, и превысить ту его скорость законы природы не запрещают. Теорию излучения Вавилова — Черенкова детально разработали в 1937 году будущие академики Игорь Тамм и Илья Франк. Через двадцать с лишним лет, в 1958 году, они вместе с Павлом Черенковым были удостоены Нобелевской премии (к тому времени С. И. Вавилова уже не было в живых, а эти премии посмертно не присуждаются) .

  На торжественной церемонии в Стокгольме профессор К. Зигбан, представляя наших лауреатов, объяснил: 

«Открытие Черенкова, Франка и Тамма нашло в последние годы приложение решающей важности в исследовании структурных основ и природы материи…» 

Да, незаменимая помощь в распознании антипротона стояла уже тогда в длинном ряду добрых услуг, какие оказал экспериментаторам эффект Вавилова — Черенкова.

   Суть происходящего в черенковском счетчике легко уловить: надежно регистрируя по их свечению уникально скоростные частицы, он выделяет их из числа всех остальных, более медленных. Оттого–то в опытах на могучих ускорителях без этого прибора трудно обойтись. И не удивительно, что черенковские счетчики работают ныне не только на земле, а путешествуют еще и на спутниках — в космических лабораториях. Они передают ученым нужные сведения о свойствах микротелец, ускоряемых и рождающихся не в институтах Дубны и Беркли, Серпухова и Женевы, а во Вселенной. Там разгоняет их самый грандиозный ускоритель из возможных — галактические силовые поля…

  Так лабораторный инструментарий квантовой физики служит сегодня своими новшествами и физике космоса.

 7

   …Дубенский антисигма–минус–гиперон. В духе менделеевского размышления о науке можно бы сказать: это — всего лишь одна из хорошо укрепленных нитей, переброшенных через пропасти, казавшиеся непроходимыми. Всего одна. Но стоит ухватиться за эту нить, и вот как много за нею тянется! Всего лишь одна глава из истории открытия элементарных частиц. Да нет, и того меньше: лишь подглавка с беглым рассказом о двух чертах в экспериментальной картине события. А сколько усилий исследователей разных поколений и разной известности! Сколько исканий, растянутых на десятилетия! И как отчетливо выявляется громадный вклад наших физиков в историю раскрытия «первооснов материи»!

   Когда–нибудь эта история, разумеется, будет написана. Но разве не пора собирать для нее документальные материалы уже теперь? И среди них — переписку и живые свидетельства ветеранов. Этого никогда не заменят ни лабораторные дневники, ни протоколы ученых советов, ни институтские отчеты. Наука, как эйнштейновская «драма идей», доподлинно оживает в перекрестных голосах ветеранов. А ветераны уходят. Историкам уже ни о чем не расспросить ни Вавилова, ни Векслера, ни Тамма… Помните, как историки эпохи бури и натиска не смогли ни о чем расспросить ни Эйнштейна, ни Паули, ни Шредингера… 

Безучастную поступь времени ничем не задобрить.

   Хорошо бы историкам, в согласии со старым девизом, торопиться делать добрые дела. И это справедливо не только по отношению к эпопее открытия элементарных частиц — любая ветвь квантовой физики, да и любая ветвь естествознания, взывает о том же.

   …Вот о чем невольно думалось в стенах копенгагенского архива.

   А чем же закончить нашу хорошую историю, на самом деле не имеющую конца?

   Пожалуй, лучше всего — той же поразительной мыслью Менделеева о науках, сумевших «на дно не опираясь, достигать твердых берегов действительности и охватывать весь видимый мир». Да, конечно, квантовая физика, уводящая воображение человека в глубины материи, никогда не могла «опираться на дно»: она тем и занята, что сама его ищет. И будет искать всегда.

  Каждая новая ступень на графике ее роста — это всякий раз временная иллюзия достигнутого дна. Как заметил однажды насмешливо мудрый Ежи Лец:

«Ступив на самое дно, он услышал, как снизу стучат!»

   Глубины природы, очевидно, бездонны. Придет время, — возможно, оно уже близко, — когда и квантовая механика, как в недавнем прошлом классическая, Дойдет до границ своей применимости. Для этого нужно, чтобы исследование микромира углубилось до прежде неведомого уровня физической реальности и проникло в него. Кажется, физики уже слышат, что «снизу стучат»… Во всяком случае они прислушиваются… Так, есть идеи–намеки, что в ультрамалом, куда еще не добрался эксперимент, скажут свое, быть может, законодательное, слово неизбежные изменения геометрических свойств пространства–времени. Последствия этого могут оказаться для описания природы вновь революционными.

   Одно несомненно: в ультрамикромире нас будут ждать не старые радости возвращенной классики, а новые неслыханные удивления. И новые великие огорчения, из которых вырастет радость нового непредвиденного знания.

  1979 Москва

   ЛИТЕРАТУРА

•    Нильс Бор. Атомная физика и человеческое познание. М., Изд–во иностранной лит–ры, 1961.
•    Макс Борн. Физика в жизни моего поколения. М., Изд–во иностранной лит–ры, 1963.
•    Макс Борн. Моя жизнь и взгляды. М., «Прогресс», 1973.
•    Луи де Бройль. По тропам науки. М., Изд–во иностранной лит–ры, 1962.
•    А. Ф. Иоффе. Встречи с физиками. <Л., Физматгиз, 1960.
•    Виктор Вайскопф. Наука и удивительное. М., «Наука», 1965.
•    Д. Данин. Неизбежность странного мира. Изд. 3–е. М., «Молодая гвардия», 1966.
•    Резерфорд — ученый и учитель. Сб. М., «Наука», 1973.
•    А. Эйнштейн. Физика и реальность. М., «Наука», 1965.

______________________

• Вероятностный мир // Данин Даниил (часть – 1)
• Вероятностный мир // Данин Даниил (часть – 2)
• Вероятностный мир // Данин Даниил (часть – 3)
• Вероятностный мир // Данин Даниил (часть – 4)
• Вероятностный мир // Данин Даниил (часть – 5)
• Вероятностный мир // Данин Даниил (часть – 6)
• Вероятностный мир // Данин Даниил (Заключительная часть)