Когда мы перестали понимать мир - Бенхамин Лабатут
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
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
