Охота за кварками - Чирков Юрий Георгиевич

Это чрезвычайно удачное сочетание физических констант (в частности, электрон просто обязан быть лилипутам среди других элементарных частиц) представлялось бы просто невероятным, если бы существование «наблюдателей», то есть нас с вами, не было бы бесспорным фактом. И жизни необычайно повезло, что в момент Большого Взрыва набор основных физических констант оказался столь уникальным. Другие сочетания дали бы негармонические миры. В них ядра, атомы, звезды, галактики, не говоря уже о высокоорганизованных формах существования материи — живых созданиях, скорее всего бы отсутствовали…

«Сфинкс засмеется и жизнь на Земле иссякнет»

«Я не нашел в вашей «Небесной механике» бога, сударь», — сказал Наполеон Бонапарт выдающемуся французскому астроному и математику П. Лапласу. «Я не нуждаюсь в этой гипотезе, чтобы построить картину мира». вежливо ответил ученый.

Этот обмен репликами состоялся примерно два века назад. Но и в наши дни любой любознательный, но далекий от науки человек может сделать космологу замечание а-ля Наполеон Бонапарт. Услышав рассказ о Большом Взрыве, трудно удержаться от мыслей о каких-то сверхъестественных силах. Слова «бог», «создатель» так и просятся на язык.

«Что означает эта неизменная удача? — как-то при встрече спросил я у И. Розенталя. — Почему фортуна так к нам благосклонна? Невольно создается впечатление, что кто-то хочет, чтобы жизнь в нашей Вселенной обязательно состоялась. Как все это понять?»

«Есть два взгляда на этот счет. Многие ученые на Западе склоняются к теологической точке зрения. Фактически они толкуют об акте творения, о том, что мир создан (слово «господь-бог» тут можно произносить явно тгли нет — это роли не играет) именно таким, чтобы в нем мог существовать человек».

«Что же этому можно противопоставить?»

«То, что мир не один-единственный, что он вовсе не создан творцом, а что есть множество миров, образующихся по законам случая. И что со Вселенной нам просто чертовски повезло — мы вытянули, так сказать, счастливый номер в лотерее жизни. Могли быть варианты, которые не оставили бы для высокоразвитой жизни никаких шансов…»

* * *

Числа правят миром. Так полагали древние (Платон свое знаменитое учение об идеях в конце жизни переработал в духе пифагореизма, усматривая теперь источник идей «в идеальных числах»). Так думают и ныне живущие ученые. Но, конечно же, между космогонией древних греков и воззрениями современных физиков дистанция огромного размера. Неизмеримо возросли уровень и глубина понимания процессов, происходящих во Вселенной. А главное отличие все же в другом.

У древних космологов математика играла роль идеального кормчего в хаосе идей, вещей, явлений, буквально захлестывающих древних мудрецов. Это была палка слепца, с трудом нащупывающего дорогу. Современные же ученые ставят конечной целью понимание природы чисел, управляющих нашим миром. И нет сомнения: рано или поздно тут им будет сопутствовать удача. Вот этому пример.

Мы живем в трехмерии. Но это вовсе не означает, что, углубляясь в микромир, в средоточие материи, или же стремясь к бескрайности мегамира, к далеким галактикам, человек не может столкнуться с областями, где царит иное измерение, отличное от трехмерного.

Существует подозрение, что кварки, эти загадочные субчастицы, как бы обретаются в особом одномерном (мезонные кварки, в каждом мезоне сидит кварк и антикварк) или двухмерном (кварки, составляющие протон или нейтрон, тут они собраны по трое) мире. В свободном состоянии их никак не могут обнаружить. Возможно, трудность состоит здесь в том, что кваркам нелегко «вырваться» в пространство большего числа измерений: из одно- и двухмерия в наш трехмерный мир…

И еще замечание. Мы начинаем постигать, почему попытки понять Вселенную, несмотря на практическую бесполезность этого занятия, так необходимы натуре человека. Интуитивно мы чувствуем, что между нами и всей необъятной Вселенной как бы протянуты незримые нити. Что человеческая жизнь не просто завершение длинной цепочки случайностей, но что наше существование каким-то пока непостижимым образом предопределено с самого начала.

В одной из древнейших иероглифических надписей, найденных в Египте, сказано: «Когда люди узнают, что движет звездами, сфинкс засмеется и жизнь на Земле иссякнет».

Человек уже начал постигать механику небес. Вселенная как бы оказалась у него на ладони под увеличительным стеклом. Но пророчество-угроза не сбылась.

Что же, какой-нибудь египетский жрец объяснил бы это тем, что мы все еще не добрались до самого начала — начал мироздания, до его потаенного ядра. Ведь еще не разгадано, откуда берутся вселенные!

Кто мог бы на этот вопрос ответить? Пожалуй, только физики-теоретики. О них — следующая глава.

6

Блудные сыны науки

Жил однажды человек, который был очень крупным специалистом по драконам.

Он самым тщательным образом изучил разновидности драконов, их признаки и привычки, умел прекрасно отличать один вид драконов от другого. Но, к сожалению, за всю жизнь ему ни разу не пришлось встретить ни одного дракона. И он не слышал, чтобы кто-то другой видел дракона. Когда же этот ученый приблизился к старости и утомился от вдумчивого изучения драконов, он стал обучать своему опыту молодых людей, чтобы и они так же хорошо разбирались в этой важнейшей области знания — драконологии.

Из книги В. П. Шелеста «Осколки»

История науки хранит в своей памяти следующий курьезный случай. В 1912 году немецкий физик (не теоретик!) Дж. Франк принимал кафедру физики в Пражском университете. Заканчивая беседу с ним, декан сказал:

— Мы хотим от вас только одного — нормального поведения.

— Как? — поразился Дж. Франк. — Неужели для физика это такая редкость?

— Не хотите же вы сказать, что ваш предшественник был нормальным человеком? — возразил декан…

А предшественником Дж. Франка был Альберт Эйнштейн.

Наука XX века требовала бунтарей, еретиков, радикалов, безумцев, восставших против очевидностей физики XIX века. Настоятельно требовалась и постепенно оформилась в физике (как из маленькой затравки в расплаве вырастает прекрасный кристалл) и совершенно новая, необычная профессия, профессия, требующая большого напряжения духовных сил, умения в мыслях ворочать целыми мирами, из мертвых математических символов и животворных фактов эксперимента лепить правильно работающую физику. Короче, наука требовала профессии физика-теоретика.

О добрых старых временах

Первыми задумались об устройстве мира и о своем месте в нем древние греки. Эти поиски они называли философией (буквально с греческого — любовь к мудрости или любомудрие).

И отголоски этой страсти к знаниям у древних эллинов живы в науке и сейчас. Еще и в наши дни на Западе ученый после защиты диссертации неважно, в области математики это или биологии — удостаивается степени доктора философии, хотя естественнее было бы употребить тут слова «доктор такой-то науки».

На фоне поисков, длящихся долгие тысячелетия, удивительно, что слово «ученый» — изобретение сравнительно недавнего времени.

В английском (видимо, и в других языках) еще века полтора назад этого слова не было. Тогда исследователей законов природы просто называли «людьми науки».

Даже в 1895 году лондонская газета «Дейли ньюс» объявляла слово «ученый» американским новшеством, а английский писатель-фантаст Г. Уэллс до конца своих дней считал выражение «человек науки» наиболее правильным.

Показательно и то, что еще пару веков назад тон в науке задавали непрофессионалы (сейчас бы их назвали дилетантами, любителями).

Открывший людям с помощью микроскопа мир микроорганизмов А. ван Левенгук был купцом, занимался торговлей мануфактурой и галантереей. Создатель учения о фотосинтезе Дж. Пристли был священником. Один из основоположников термодинамики, С. Карно, был профессиональным военным.