Книги

Когда мы перестали понимать мир

22
18
20
22
24
26
28
30

– А теперь можем поговорить, как цивилизованные люди. Вы уж мне поверьте, я в этом понимаю. Пусть пространство и время ткутся из одной нити, профессор; нужно постоянно двигаться. Разве можно всю жизнь оставаться на одном месте? Только камни так могут, но не такой человек, как вы. Вы радио слушаете? Я делаю программу, она может вас заинтересовать. Программа для детей, но только для таких любознательных, как вы. В ней я рассказываю обо всех крупных катастрофах нашего времени. Обо всех трагедиях, убийствах и ужасах. Вы знали, что в прошлом месяце во время наводнения в Миссисипи погибло пятьсот человек? Вода хлынула с такой силой, что сносила плотины на своем пути, а люди захлебывались во сне. Некоторые думают, что детям не стоит рассказывать такое, но я другого мнения. Ужас не в том, что тела гниют в воде, раздуваются, мясо отходит от костей. Нет. Самый ужас в том, что я узнал об этом практически мгновенно. На другом конце света я узнал, что мой дорогой дядюшка Вилли и дражайшая тетушка Клара, эти чертовы старики, спаслись, поднявшись на крышу магазинчика, где торгуют конфетами. Конфетами! Если это не черная магия, то что тогда? Какая разница, кто погиб, а кто выжил, профессор? Мы все сейчас жертвы. Вы слишком умны, вы должны понимать. Прекрасно помню, как мне впервые позвонили по телефону. Я был дома у моего деда, а мать позвонила из отеля, куда она ездила отдохнуть от меня. Только я услышал звонок, как сорвал трубку и поглубже вложил в нее свою голову, чтобы ничто не мешало этому насилию; я отдался голосу, который доносился из трубки. Я, беспомощный, так страдал, наблюдая, как рушится мое понимание времени, моя твердая решимость, чувство долга и пропорции! Кто повинен в существовании этого ада, если не вы, ученые? Скажите, профессор, когда началось это безумие? Когда мы перестали понимать мир? – Незнакомец положил ладони на лицо и потянул кожу к ушам, а потом рухнул на стол, будто больше не мог держаться под весом собственного тела. Гейзенберг воспользовался моментом и сбежал.

В тумане он не видел дороги, вытянул перед собой руки, щупал воздух, а когда ноги свело судорогой, упал на корни огромного дуба и почувствовал, что сердце вот-вот разорвется. Он забежал в глубь парка и потерял из вида свет фонарей. Что этот урод ему налил? Он дрожал от холода, язык сухой, перед глазами пелена, адреналин по всему телу, и до смерти хочется плакать. Всё, что сейчас ему нужно, – дойти до своей мансарды, но его так мутит, что на ноги не встать. Он было поднялся, но картинка начала вращаться так быстро, что он обхватил ствол дуба и закрыл глаза.

Когда он открыл глаза, крохотные языки пламени парили в воздухе, мерцая, как стайка светлячков. Ему больше не было холодно, ноги не дрожали. В голове прояснилось, но в то же время он не знал, где находится, как если бы проснулся во сне. Лес изменился до неузнаваемости. Корни деревьев пульсировали, как вены, ветки качались без ветра, земля под ним вздымалась, будто дышала, но тревоги он не чувствовал. Гейзенберга охватило чувство покоя, и ему оно показалось настолько ненормальным, учитывая обстоятельства, что он испугался: как бы этот покой не сменился паникой. Чтобы не запаниковать, он стал наблюдать за игрой света: огоньки заполняли всё пространство, спадали с крон, появлялись из-за листьев, заслонявших небо. Бо́льшая часть мгновенно исчезала, а некоторые горели дольше, оставляя маленький след. У него расширились зрачки, и он заметил, что этот след – не непрерывная линия, а серия точек. Как если бы огоньки вдруг запрыгали с места на место, не проходя через промежуточное положение. Галлюцинации загипнотизировали ученого, и он почувствовал, как разум сливается с тем, что он видит: каждая точка в цепочке появляется без причины, а полный след существует только в его голове, разум переплетает точки между собой. Гейзенберг сосредоточился на одной, но как ни старался сфокусироваться, она всё больше расплывалась. Он на четвереньках пополз за огоньком, стараясь его поймать, и смеялся, как ребенок, бегущий за бабочкой. Еще немного, и он поймает искорку, но тут он увидел, что его окружил легион теней.

Мужчины и женщины с раскосыми глазами тянули к нему руки, хотели дотронуться до него, тела у них перепачканы сажей и пеплом. Они толпились вокруг и не могли сделать ни шага вперед, гудели, как пчелиный рой, застрявший в невидимой сети. Гейзенберг протянул руки к малышу, который будто разорвал невидимую преграду и пополз ему навстречу, но раздался гром, и фигуры обратились в прах, а он так и стоял на коленях, рылся в опавшей листве, искал следы привидений, хоть что-нибудь. Нашел крохотный огонек, единственный уцелевший. Гейзенберг взял его с невероятной осторожностью, прижал к груди и пошел в обратный путь, домой, а порывистый ветер трепал его волосы и фалды пиджака. Гейзенберг не хотел, чтобы этот огонек погас, ни за что на свете. Он нашел выход из парка и повернул к институту. Увидев окно своей комнаты, он почувствовал, как что-то огромное идет по пятам. Посмотрел через плечо, позади черный силуэт, от которого исходит тьма. Он испугался и побежал, но споткнулся и понял: тень отбрасывает его тело, а источник света у него в руках. Он обернулся, чтобы посмотреть в лицо своему призраку, вытянул руки и разомкнул ладони. Свет и тень исчезли одновременно.

Когда Бор вернулся из отпуска, Гейзенберг сказал ему: существует абсолютный лимит того, что мы можем узнать о мире.

Не успел его руководитель переступить порог университета, как Гейзенберг взял его под руку и потащил в парк, не дав ему даже оставить чемоданы и стряхнуть снег с пальто. Гейзенберг сказал, что смог объединить свою гипотезу с теорией Шрёдингера. Они с Бором шли всё глубже в парк, он нес чемодан своего шефа и не обращал внимания на его жалобы. Объединив эти две теории, он понял, что у квантовых частиц нет какой-то одной идентичности, они живут в пространстве возможностей, которые накладываются друг на друга. Электрон, объяснил Гейзенберг, не существует только в одном месте, а сразу в нескольких; у него не одна скорость, а множество. Волновая функция показывает все эти возможности, наложенные одна на другую. Гейзенберг забыл проклятые споры между волнами и частицами и снова сосредоточил внимание на числах, чтобы найти направление. Проанализировал вычисления Шрёдингера и свои и обнаружил, что некоторые свойства квантового объекта – положение, количество движения – существуют парами и вступают в престранную связь. Чем четче становится одна идентичность электрона, тем более размывается другая. Например, если электрон занимает только одно положение, с абсолютной уверенностью можно сказать, что, как только он замрет на орбите, как насекомое, приколотое булавкой к стене, его скорость станет совершенно неопределенной. Он может быть неподвижным, может перемещаться со скоростью света, но этого не узнать. Справедливо и обратное! Если у электрона есть точное количество движения, его положение становится таким же неопределенным: он может быть и у тебя в ладони, и на другом конце Вселенной. Эти две переменные абсолютно математически комплементарны. Зафиксируй одну, и растворишь другую.

Гейзенберг остановился перевести дух. До сих пор он говорил без остановки и так перенапрягся, влача чемоданы Бора по снегу, что покрылся испариной. Он настолько увлекся собственными мыслями, что не заметил, как Бор отстал от него на несколько метров и крайне сосредоточенно смотрел себе под ноги. Гейзенберг, кажется, даже слышал, как работают шестеренки у его учителя в голове, перемалывают мысли, извлекают из них суть. Когда он подошел к Бору, тот спросил: такие двойственные связи справедливы только для этих двух переменных? Не успев отдышаться, Гейзенберг ответил, что нет: эти отношения определяют разные аспекты квантового мира, например время, которое электрон провел в этом состоянии, заряд, который у него был в тот момент. Бор хотел понять, возникают ли эти отношения на всех уровнях материи или только на уровне субатомных частиц. Гейзенберг заверил его: они есть и между электронами, и между ним и Бором; влияние на макроскопические объекты неощутимое, зато на частицы – колоссальное.

Гейзенберг достал листы, на которых делал свои новые вычисления, Бор уселся в снегу и начал читать. Он молча смотрел записи, и Гейзенбергу показалось, что прошла целая вечность, прежде чем он досмотрел и попросил помочь ему подняться. Они продолжили прогулку, чтобы согреться. Бору было интересно, можно ли проверить эту теорию? Быть может, это сделают будущие поколения ученых, когда появятся более совершенные технологии. Нет, ответил Гейзенберг. Речь идет об основном свойстве материи, о принципе, который лежит в основе устройства вещей; из-за него у явлений не может быть несколько совершенно определенных свойств одновременно. Его первое предчувствие оказалось верным: «увидеть» квантовую частицу невозможно по той простой причине, что у нее не одна природа. Подсветить одно ее свойство – значит скрыть другое. Лучше всего описывает квантовую систему не образ и не метафора, а комбинация цифр.

Они вышли из парка и пошли по улицам города, живо обсуждая последствия открытия Гейзенберга, которое Бор назвал краеугольным камнем в основании по-настоящему новой физики. Говоря философскими категориями, добавил он, беря ученика под руку, налицо конец детерминизма. Принцип неопределенности Гейзенберга вдребезги разбил надежды тех, кто верил в физику Ньютона, которая обещала понятный, как часовой механизм, мир. Детерминисты считали, что достаточно открыть законы, по которым существует материя, чтобы узнать самое давнее прошлое и заглянуть в самое далекое будущее. Если всё, что происходит, – прямое следствие более раннего состояния, то нужно лишь посмотреть в настоящее, поскорее всё рассчитать, и тогда обретешь знание, подобное божественному. В свете открытия Гейзенберга прежние предположения превращались в химеры: то, до чего нам не дотянуться, – не будущее. Но и не прошлое. Это настоящее. Даже состояние одной крохотной частицы нельзя постичь до конца. Как бы мы ни разглядывали основы под лупой, всё равно что-нибудь останется размытым, неопределенным, неточным; реальность будто позволяет нам всегда видеть мир четко лишь одним глазом.

Гейзенберга пьянило вдохновение, и он заметил, что они с Бором проделали практически тот же самый путь, что и той ночью, когда ему было озарение, только в обратном направлении. Наставник сразу же ответил ему в тему беседы: если мы не можем одновременно знать столь простые вещи, как положение и траектория движения электрона, то предугадать путь от одной точки до другой не сможем и подавно – можем иметь в виду только множество возможных путей. Вот в чем гениальность уравнения Шрёдингера: он сумел приметать бесконечное множество жизней частицы, все ее состояния и траектории к одному полотну – к волновой функции, которая показывает их наложение друг на друга. Там, где прежде каждой причине соответствовало следствие, теперь раскрылся целый веер возможностей. По сути своей физика не нашла прочную и безошибочную реальность, о которой грезили Шрёдингер и Эйнштейн; ту, где правит рациональный бог и дергает за ниточки мироздания. Они нашли царство странностей и чудес, детище капризной многорукой богини, которая играет со случаем.

Они проходили мимо того бара, откуда Гейзенбергу удалось сбежать, и Бор сказал, что его открытие стоит отпраздновать за бокалом пива. Хозяин только что открыл заведение, внутри было пусто, но при мысли о том, чтобы снова сесть там, Гейзенбергу стало тошно. Он предложил найти какое-нибудь кафе и выпить чего-нибудь горячего. Датчанин возразил: кто же празднует за кофе? И подтолкнул своего подопечного внутрь.

Они сели за тот же столик, который Гейзенберг занял той ночью. Бор заказал два пива, и они неспешно смаковали. Потом еще два, которые выпили залпом. Потом взяли еще, и Гейзенберг рассказал учителю о событиях той ночи: как незнакомец чем-то его напоил, как было страшно, как он поставил бутылку на стол, какие у него были ручищи, ну точно медвежьи лапы, и как сверкнуло лезвие ножа. Вспомнил горький вкус зеленого пойла, россказни того незнакомца, хлеставшие через край эмоции и свой позорный побег. Рассказал, что на улице стоял мороз, а у него начались завораживающие галлюцинации; корни деревьев пульсировали, в воздухе танцевали светлячки, он спрятал в ладонях одного, а потом огромная тень шла за ним по пятам до самого университета. Он рассказал всё о той ночи и о том, как провел следующие недели, как предчувствовал будущие события; как в голове вдруг началась настоящая буря идей и как с той ночи его одолевает неудержимое воодушевление. Однако почему-то кое-чего он так и не смог объяснить ни Бору, ни себе. Десятилетия спустя он поймет, а пока не может признаться, что видел мертвого ребенка у своих ног, а вокруг него в лесу стояли сотни темных фигур, словно предупреждали о чем-то, а потом вспышка света превратила их в пепел.

5. Бог и кости

Утром 24 октября 1927 года под серым брюссельским небом двадцать девять физиков пересекли парк Леопольда по заиндевевшему газону и вошли в одну из аудиторий Института физиологии, не подозревая, что через пять дней пошатнут основы науки.

Промышленник Эрнест Сольве построил институт с четкой целью: доказать, «что феномен жизни можно и дóлжно объяснить законами физики, которые управляют Вселенной и которые познаваемы через наблюдения и объективные исследования явлений этого мира». На пятый Сольвеевский конгресс, самое престижное научное событие своего времени, съехались и признанные мастера, и молодые революционеры от науки со всех концов Европы. Ни до, ни после него столько гениев больше не собиралось под одной крышей. Шестнадцать участников конгресса уже получили или готовились получить Нобелевскую премию, среди них Поль Дирак, Вольфганг Паули, Макс Планк и Мария Кюри – у нее уже было две премии, и она возглавляла комитет конференции вместе с Хендриком Лоренцем и Альбертом Эйнштейном.

Хотя конгресс назывался «Фотоны и электроны», все знали: главная цель мероприятия – проанализировать положения квантовой механики, области знания, которая немало пошатнула теоретическую часть, а ведь на теории строилась вся физическая наука.

В первый день выступали все. Все, кроме Эйнштейна.

Утром второго дня Луи де Бройль представил свою новую теорию «пилотных волн», согласно которой электрон движется как бы на гребне волны, как серфингист. И Шрёдингер, и физики из Копенгагена раскритиковали де Бройля в пух и прах. Он не смог постоять за себя и посмотрел на Эйнштейна, но тот промолчал, и робкий герцог не проронил ни слова до конца конгресса.

На третий день встретились две версии квантовой механики.

Исполненный уверенности Шрёдингер представил свои волны. Он объяснил, что его уравнение прекрасно объясняет поведение электрона, хотя ему пришлось признать, что, чтобы представить хотя бы два из них, понадобится как минимум шесть измерений. Шрёдингер смог убедить себя в том, что его волна может оказаться настоящей, она – не просто серия возможностей, но внушить то же самое остальным ему не удалось. В конце его выступления Гейзенберг сказал: