Исхудавшая бескровная девушка лежала в окружении подушек, словно устрашающего вида цветок. Она показалась ему такой тоненькой, что он подумал: вдруг время шло для каждого из них по-разному? Не может человек так перемениться всего за два дня. Кожа у нее на шее стала совсем прозрачной, вены проступили, и Шрёдингер мог измерить ее пульс, не прикасаясь к ней. Лоб усыпали капельки пота, руки дрожали из-за жара, а вся она словно усохла и теперь походила на девочку девяти лет. Шрёдингер не решался войти в комнату. Он так и стоял на пороге, а доктор Гервиг ждал позади него. Девушка открыла глаза и посмотрела на гостя с тем же упреком, что и в день первого урока. Она попросила отца оставить их наедине и велела Шрёдингеру сесть.
Эрвин хотел было взять стул, но она похлопала ладонью по матрасу, приглашая его сесть на постель. Шрёдингер не знал, куда смотреть; как примирить образ девушки, о которой он столько мечтал, с той, что он видит сейчас? Она попросила его проверить упражнения, и у него будто камень свалился с души. Она решила последнюю задачу. Шрёдингер смотрел ее записи и сначала ничего не мог разобрать; он был настолько поражен, что не мог решить простейшие школьные уравнения, которые сам же придумал для нее. Выглядеть профаном не хотелось, и он попросил ее объяснить, как она решила одно, самое сложное, уравнение. Мадемуазель Гервиг ответила ему, что объяснить не может; решение появилось в голове, а ей пришлось приложить немало сил, чтобы вернуться к началу. Шрёдингер признался, что с ним тоже такое бывало, но он бросил этот интуитивный способ решения задач, чтобы поступить в университет и потрафить своим учителям. Только теперь он начал снова отпускать интуицию и зашел так далеко, что не может найти обратный путь. Мадемуазель Гервиг спросила, удалось ли ему продвинуться с его уравнением. Шрёдингер встал с постели и заходил из угла в угол, рассказывая ей о самой необычной черте его формулы.
На первый взгляд, сказал он, всё просто. Если применить формулу к физической системе, можно узнать, как она будет развиваться в будущем. Применимо к частице вроде электрона формула показывает все его возможные состояния. Главная загвоздка в центральной части уравнения, в самом его сердце. Шрёдингер передал ее греческой буквой Ψ, пси, и назвал «функцией волны». Вся информация, какую только можно узнать о квантовой системе, закодирована в функции волны. Однако Шрёдингер не знает, что она такое. У нее форма волны, но она не может быть реальным физическим явлением, потому что движется за пределами этого мира, в многомерном пространстве. Быть может, она лишь математическое изобретение. В одном сомневаться не приходится: у нее неограниченная сила. Во всяком случае, в начале работы Шрёдингер мог применить уравнение ко всей Вселенной. В итоге получилась функция волны, в которой заключена эволюция всех объектов. Но как убедить остальных в том, что нечто подобное реально существует? Ψ невозможно вычислить, она не оставляет следов, ее не запечатлеешь никаким, даже самым совершенным, прибором и не смоделируешь в ходе самого точного эксперимента. Это нечто абсолютно новое, и ее природа совсем не похожа на явления мира, который она описывает с пугающей точностью. Шрёдингер знал: он сделал такое долгожданное великое открытие, но не умеет описать его. Он не вывел свое уравнение из более ранних формул. Не работал на базе чего-то уже известного. Его уравнение – само по себе начало, и он пришел к нему с нуля, из ниоткуда. Когда он обернулся, чтобы посмотреть, уловила ли мадемуазель Гервиг суть его тирады, он увидел, что она забылась глубоким сном.
Она показалась ему прекрасной, как прежде. Он раздвинул подушки, хотел убрать прядь волос, упавшую на лицо, и не смог устоять, чтобы не прикоснуться к ней. Провел рукой по ее шее, плечам, ключицам; по бретельке ночной рубашки дошел до небольшой ложбинки на груди, обвел то место, где должны быть соски. Вот ее пупок, а вот его рука застыла в нескольких миллиметрах от лобка девушки. Он дрожал, не смея шевельнуться. Закрыл глаза и не дышал, слушая прерывистое дыхание мадемуазель Гервиг, а когда открыл глаза, откинул одеяло и увидел, как девушка превращается в богиню из его кошмаров. В мертвеца с черной кожей, покрытой язвами и гнойными ранами. Изо рта, искривившегося в улыбке, высовывается язык, а руками она раздвигает половые губы, где огромный жук шевелит лапками – он не может выбраться из клубка белых волос. Видение длилось всего миг, а потом одеяло снова укрыло мадемуазель Гервиг, она спала, как и прежде, но Шрёдингер уже бежал куда глаза глядят. Он собрал свои бумаги и спешно покинул санаторий, не заплатив. Тащил за собой чемодан, а в лицо бил ветер со снегом. Он шел на железнодорожную станцию и не знал, сможет ли уехать из-за метели.
4. Царство неопределенности
В Цюрихе Шрёдингер не просто восстановился после болезни. Создавалось впечатление, что в него вселился гений.
Он развил свое уравнение и превратил его в полноценную механику, описанную в пяти статьях, которые написал всего за полгода, и каждая новая статья была гениальнее предыдущей. Первым о существовании квантов энергии заявил Макс Планк. Он написал Шрёдингеру, что прочитал его статьи «с тем удовольствием, с каким ребенок узнает ответ к загадке, которая много лет не дает ему покоя». Поль Дирак пошел еще дальше: эксцентричный и гениальный англичанин, о чьих математических способностях слагали легенды, сказал, что уравнение австрийского коллеги заключает в себе практически всё, что на тот момент известно о физике и, во всяком случае в начале, все знания о химии. Шрёдингер почувствовал вкус славы.
Сначала никто не решался оспаривать важность новой волновой механики, однако стали появляться точно такие же вопросы, как те, что задавал себе Шрёдингер в санатории доктора Гервига. «Красивая теория. Одна из самых совершенных, точных и прекрасных, что когда-либо открыл человек. Однако есть в ней кое-что странное. Она будто предупреждает нас: «Не принимайте меня всерьез. Мир, который я показываю, совсем не похож на тот, который представляете себе вы, когда используете меня», – писал Роберт Оппенгеймер. Он одним из первых усомнился в том, что волновая функция сообщает о реальности. Шрёдингер отправился в путешествие по Европе: презентовал свою теорию, повсеместно срывал овации, а потом столкнулся с Вернером Гейзенбергом.
В Мюнхене австриец не успел толком закончить свою презентацию, когда на подиум поднялся его молодой соперник и начал стирать с доски его расчеты, а вместо них чертить свои ужасные матрицы. Гейзенберг считал, что формула Шрёдингера – непростительная деградация. Нельзя пытаться объяснить квантовый мир, используя методы классической физики. Атомы – это вам не стеклянные шарики! Электроны – не капельки воды! Пусть уравнение Шрёдингера красивое и практичное, но в его сути кроется ошибка: оно не признает крайнюю странность этой шкалы материи. Гейзенберга выводила из себя не сама волновая функция (хотя поди разбери, что это за чертовщина такая). Для него делом принципа было доказать: пускай научное сообщество околдовано новым инструментом, который ученым подарил австриец, он-то знает, что это тупик, они идут вслепую и только удаляются от истинного понимания. Никто из них не отважится сделать то, что удалось Гейзенбергу во время его хождения по мукам на Гельголанде: он не просто всё рассчитал, он научился мыслить квантовым образом. Гейзенберг кричал всё громче и громче, стараясь перекричать шиканье толпы. Безуспешно. Шрёдингер, напротив, сохранял спокойствие. Впервые в жизни он чувствовал полный контроль над собой. Он был настолько уверен в несомненной ценности своей работы, что гнев молодого немца не заставил шевельнуться ни один волосок у него на теле. Прежде чем организатор вытолкал Гейзенберга за дверь под улюлюканье толпы, Шрёдингер сказал ему: без сомнения, в мире есть вещи, о которых нельзя рассуждать, используя метафоры и здравый смысл, но внутренняя структура атома к ним не относится.
Гейзенберг вернулся домой поверженным, но не сдался. Следующие два года он критиковал все публикации и все выступления Шрёдингера, однако на его оппонента словно снизошла божественная благодать. В смертельной схватке двух ученых Шрёдингер нанес сокрушительный удар: опубликовал статью, в которой доказал, что их с Гейзенбергом взгляды на проблему математически эквивалентны. Если решать задачу с использованием их теорий, ответы получаются абсолютно одинаковыми. Это два взгляда на один и тот же предмет, только гипотеза Шрёдингера имеет преимущество: она позволяет понимать процессы интуитивно. Он частенько говорил молодому Гейзенбергу: не нужно выкалывать себе глаза, чтобы увидеть субатомные частицы, достаточно закрыть их и представить. В конце статьи, словно смеясь Гейзенбергу в лицо, Шрёдингер написал: «Обсудив теории о субатомных частицах, вполне можно остановиться только на одной».
Матричная механика Гейзенберга была обречена. Озарение, которое он пережил на Гельголанде, не останется даже в анналах науки. Казалось, каждый день кто-нибудь публикует новую статью, выполнив расчеты по его матрицам, но переводит свои изыскания на изящный язык волн Шрёдингера. Когда сам Гейзенберг не смог вывести даже тень атома водорода, используя собственные матрицы, и был вынужден использовать теорию соперника, его ненависть достигла точки кипения. Он делал вычисления, скрипя зубами, словно ему выдергивали их один за другим.
Пусть он был довольно молод, родители всё равно давили на него: сколько можно понапрасну растрачивать свой талант? Лучше устроиться в какой-нибудь немецкий университет и стать профессором. Гейзенберг уехал в Данию, где работал ассистентом Нильса Бора и жил в крохотной мансарде на последнем этаже Института Нильса Бора при Копенгагенском университете. Из-за наклонного потолка в мансарде у него выработалась привычка ходить, опустив голову, и каждый день эта привычка служила напоминанием того, что он лишь суррогат датчанина, как говаривал его отец.
У Гейзенберга и Бора было много общего: учитель, подобно ученику, прославился благодаря едва ли не намеренной непрозрачности своих аргументов, и, хотя он пользовался огромным уважением, многие говорили, что в его гипотезах больше философии, чем физики. Бор одним из первых принял постулаты Гейзенберга, однако стал неизменным источником разочарований своего ассистента, поскольку предлагал учитывать также и волны Шрёдингера, объединить две гипотезы в один принцип, который назвал комплементарностью.
Вместо того чтобы разрешить противоречия между двумя видами механики, Бор хотел их объединить. Он верил: атрибуты элементарных частиц возникают из некоторых связей, они имеют значение в строго определенном контексте. Не может быть одной точки зрения на вопрос. Если измерять их с помощью одного эксперимента, то у частиц наблюдались свойства волны; если провести другой эксперимент, то – свойства частицы. Два подхода исключают и в то же время дополняют друг друга: ни один из них не отражает мир в совершенстве, но предлагает взглянуть на возможную модель мира. Гейзенберг ненавидел комплементарность. Он знал: нужна единая система понятий, а не две дополняющие друг друга, и готов был пойти на всё, только бы создать такую систему. Если для того, чтобы постичь квантовую механику, придется разрушить концепцию реальности, он сделает это.
Когда он не работал, закрывшись в комнате, где ходил из угла в угол, повесив голову и скруглив плечи, то до рассвета спорил с Бором. Их споры длились несколько месяцев и становились с каждым разом всё более ожесточенными. Однажды Гейзенберг так кричал на Бора, что потерял голос, и тогда датчанин решил продлить зимний отпуск, хотел отдохнуть от своего взбеленившегося ученика, чье упрямство вступало в конфликт с его собственным, да и характер ассистента физику порядком надоел. Больше спорить было не с кем, Гейзенберг остался один на один со своими демонами и вскоре стал себе злейшим врагом. Пускался в длинные монологи, в ходе которых как бы раздваивался: сначала аргументировал свою точку зрения, потом Бора. Он так увлекался, что научился в точности повторять невыносимо педантичную манеру своего учителя говорить, как если бы у него было расщепление личности. Интуиция предала его, и он решил представить себе электрон как связку волн. Что описывает уравнение Шрёдингера применимо к электрону, обращающемуся вокруг ядра? Не настоящую волну – в этом нет никаких сомнений; у электрона есть несколько «лишних» измерений. Может, оно описывает все возможные состояния электрона? Его уровни энергии, скорости, координаты. И в то же время они – как несколько фотографий, наложенных одна на другую. Что, если это волна из возможностей? Статическое распространение? Название волновой функции перевели на французский язык так: densité de présence[12]. Вот всё, что показывает механика Шрёдингера: нечеткие образы, призрачное присутствие, неопределенное и размытое, следы чего-то не из этого мира. Однако что будет, если одновременно использовать эту точку зрения и его собственную? Ответ показался ему настолько абсурдным, что стало интересно. Электрон – одновременно частица, заключенная в одной точке, и волна, растягивающаяся во времени и пространстве. Парадоксально настолько, что голова кругом. Бесит невозможность опровергнуть гипотезу Шрёдингера. Гейзенберг вышел в парк возле университета – пройтись.
Он осознал, что уже полночь, когда совсем замерз, и пришлось зайти в единственное место, открытое в это время суток, – бар, где собирались самые маргинальные представители столичной богемы; художники, поэты, преступники и проститутки покупали там кокаин и гашиш. Гейзенберг придерживался едва ли не пуританского принципа соблюдать трезвость, и хотя он практически каждый день проходил мимо этого заведения, а некоторые из его коллег постоянно проводили там время, сам он не заглядывал туда никогда. Как только он открыл дверь, в лицо, как пощечина, ударила сильная вонь. Если бы не холод, он бы немедленно вернулся в свою комнату. Он прошел вглубь зала и сел за единственный свободный стол. Поднял руку – хотел подозвать официанта, за которого принял мужчину в черном. Однако мужчина не принял у него заказ; он сел напротив и посмотрел на гостя горящими глазами.
– Что вам предложить сегодня, профессор? – спросил он, вынимая из внутреннего кармана пиджака флакон. Он оглянулся и устроился так, чтобы владелец заведения не видел, как Гейзенберг робко пытается привлечь его внимание. – За него не волнуйтесь. Здесь всем рады, даже таким, как вы. – Он подмигнул и поставил флакон на стол. Гейзенберг сразу почувствовал отвращение к этому незнакомцу. С какой стати он ведет себя так высокомерно? На вид он всего на десять лет старше Гейзенберга. Гость продолжал подавать знаки официанту, но плечи незнакомца, нависшего над столом, как огромный пьяный медведь, закрывали обзор. – Вы не поверите, профессор, но еще совсем недавно на этом самом стуле сидел мальчик семи лет. Сидел и всё плакал, плакал. Самый грустный мальчик на свете! Его плач до сих пор стоит у меня в ушах. А как тут сосредоточиться, если пишешь? Вы пробовали гашиш? Нет, как же. Сегодня ни у кого нет времени для вечности. Только у детей. У детей и у пьяниц, но не у вас, серьезных людей, которые вот-вот изменят этот мир. Или я не прав, профессор?
Гейзенберг не ответил. Он решил не отвечать на провокации и уже собирался встать и уйти, как заметил – что-то металлическое блеснуло у незнакомца в руке.
– Торопиться некуда, профессор. Вся ночь впереди. Расслабьтесь, давайте я вас угощу. Хотя, по-моему, вам лучше выпить чего покрепче. Я прав? – Он вылил жидкость из флакона в стакан, где оставалось немного пива, и пододвинул его к Гейзенбергу. – Выглядите уставшим. Вам нужно лучше себя беречь. Вы знаете, что первый признак психологических проблем – неспособность распоряжаться собственным будущим? Подумайте об этом, и вы поймете, до чего невероятно, что мы вообще можем контролировать хотя бы час собственной жизни. Как трудно следить за своими мыслями! По вам, например, видно: вы одержимый. Вы одержимы собственным интеллектом, как извращенец женским лоном. Вы околдованы, профессор; вам высосали мозг. Пейте. Не заставляйте себя уговаривать.
Гейзенберг отпрянул, но незнакомец схватил его за плечо и поднес стакан к его губам. Физик озирался по сторонам, искал, кого бы позвать на помощь, но все посетители смотрели на него без толики удивления, как если бы лицезрели ритуал, который должен пройти каждый. Он открыл рот и залпом выпил зеленую жижу. Незнакомец улыбнулся, отклонился на спинку стула и заложил руки за голову.