Когда физики в цене - Ирина Львовна Радунская
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Спасибо за внимание.
Глава 5. Предтечи
Жизнь наша в силу многих причин стала более суетливой, приземленной. Возник и культивируется зачастую гипертрофированный интерес к проблемам мелким, и даже мелочным, которые и проблемами назвать затруднительно. Тогда как Человечество неуклонно движется по пути Познания Великих Истин Природы. Первопроходцев — ученых, мыслителей — увлекают неожиданные парадоксальные идеи. Без этих идей не было бы сегодняшних достижений. Познакомимся с некоторыми из низ. Они — фундамент наших знаний.
Отрицательные рыбы
На рождественский конкурс, ежегодно устраиваемый Кембриджским студенческим математическим обществом, пришел юноша Поль. Ему досталась простенькая задачка. Она была не о бассейнах, в которые вода наливается, а потом почему-то выливается; не о поездах, выходящих из пункта А и никогда не попадающих в пункт Б. Фантазия кембриджских педагогов изобрела для английских студентов задачку о трех рыбаках, которые удили на острове в темную-темную ночь и улеглись спать, не поделив улова.
Под утро один из них проснулся и уехал домой, взяв с собой треть добычи. При дележе у него осталась одна рыбина, и он, не имея весов и боясь обидеть товарищей, выбросил эту рыбину в воду.
Потом проснулся второй рыбак и, не зная, что один из компаньонов уже на пути домой, снова поделил улов на три части. Он тоже делил честно, и у него осталась лишняя рыбина, и он выбросил ее в воду. Захватив свою долю, он уехал. А потом проснулся третий рыбак и проделал ту же операцию — ему также пришла в голову мысль выбросить лишнюю рыбу. В задачке спрашивалось: сколько рыб выловили рыбаки?
Юноша Поль склонился над бумагой, взъерошил чуб. Уголки губ кривились каверзной усмешкой. И вот, глубоко вздохнув и поерзав на стуле, он встал и положил перед жюри свою работу. Она пошла по рукам, и каждый из членов жюри мог подивиться ответу: рыбаки выловили минус три рыбины.
Мальчик начитался сказок, решили члены жюри, уж не вообразил ли он себя Алисой в Зазеркалье? — и лишили юного Поля приза.
Но это не возымело на него никакого воспитательного действия.
В 1928 году Поль Дирак, уже известный физик-теоретик, вновь склонился над листком бумаги (может быть, опять взъерошил чуб — было ему всего 26 лет) и вывел математическое уравнение, в котором предлагал современникам не какие-то мелочи вроде отрицательных рыб, но… отрицательные миры! Миры — наоборот. Миры, сотканные, в отличие от нашего, не из вещества, а из антивещества!
Если соблюдать точность, следует оговориться: в уравнении Дирака не поместился целый антимир. Там обнаружилась лишь его малюсенькая частичка — так сказать, первый лазутчик. Это был всего лишь электрон. Но не тот всем уже известный электрон — сгусток отрицательного электричества. Это был положительный электрон! О таком еще никто не слыхивал. По представлениям того времени положительный электрон все равно что отрицательная рыба — нонсенс! Это было неслыханно и даже… даже невежественно. Тогда еще никто не предполагал, что открытие прославит Дирака, что он станет нобелевским лауреатом и ему достанется кафедра физики в Кембридже, которую некогда возглавлял сам Ньютон.
Пока все просто пожимали плечами, а незаконный электрон назвали позитроном, и он спокойно дожидался признания. Времени, когда его найдут. И его действительно обнаружили! Это случилось в 1932 году. Позитрон оказался не миражем, не бредом, он существовал наяву.
Теперь уже не казалась столь невероятной мысль, что все частицы в природе существуют парами. Но если позитрон — пара электрона, значит, должны быть в мире и пары для других частиц. Если существуют атомы водорода, должны существовать и атомы антиводорода! Уравнения утверждали, что в природе наравне с веществом должно равноправно существовать и антивещество.
Начался невиданный ажиотаж. Многие физики побросали текущие дела и пустились на ловлю позитрона и других античастиц. Ловля продолжается по сей день. Но десяток-другой античастиц — это еще не антимир. Да есть ли вообще мир- оборотень, мир, вывернутый наизнанку, своеобразный потусторонний мир? Существует ли он на самом деле?
Озарения и заблуждения, как они уживаются между собой? Что за мосты связывают отрицательных рыб с античастицами? Где граница между вымыслом и реальностью? Как безмолвные размахи люстры или падение яблока дают толчок мысли, способной потрясти мир?
«Невозможно избавиться от ощущения, что математические формулы умнее нас и умнее даже их создателей, ибо мы извлекаем из этих формул много больше того, что было в них заложено сначала», — эти наивные, восхитительно беспомощные слова принадлежат Генриху Герцу, одному из величайших физиков прошлого века, виртуозному экспериментатору и превосходному теоретику. И сказаны они по поводу четырех уравнений, рожденных под пером английского ученого прошлого века Максвелла.
Сходно значение открытий Дирака и Максвелла: первый познакомил людей с миром антивещества, второй — с миром электромагнитных волн.
Сходна и судьба уравнений, разделенных полувеком. Непонимание, почти бойкот со стороны современников. Недоумение самих виновников рождения «джиннов».
Это подобие отражает логику развития человеческих знаний. К какой области науки мы ни обратимся, окажется, что ее развитие идет похожими путями. От все более возрастающего количества несвязанных фактов к первой попытке осознать их и далее к все углубляющемуся единству теоретических построений.
Такой путь проделало и учение об электромагнитных явлениях. Уже в древности были известны свойства магнита указывать на север и способность натертого суконкой янтаря притягивать пушинки.
Максвелл получил от своих предшественников весьма совершенные формулы, описывающие свойства электрических токов, электрических зарядов и магнитных стрелок. Но это были не связанные между собой формулы, отражающие закономерности явлений, зависимость между которыми никто не мог уловить.
Строй мыслей Максвелла не позволил ему мириться с таким положением. Он стремился понять природу, а с его точки зрения это значило — обнаружить единство в явлениях природы.
Уравнения Максвелла и есть результат объединения известных ранее независимых законов. Для такого объединения ему пришлось сделать, по существу, лишь один скачок. Но это был огромный скачок в неизвестность. Результат величайшего интеллектуального напряжения.
Максвелл предположил, что электрический ток распространяется не только по проводникам, но и сквозь изолятор. Конечно, это не
