Книга Восхождение человечества - Джейкоб Броновский

Всё это странно звучит применительно к физике — науке, которая творится в полночь. Разве изучение квантовой механики в 1920-х годах действительно подразумевало публичное предъявление доказательств, споры, семинары, дискуссии? Да, это было именно так, это так и осталось. До сих пор люди, которые большую часть времени проводят в лабораториях, встречаются в больших аудиториях, чтобы обсуждать концептуальные проблемы субатомных частиц, а во время отдыха — решать логические и психологические задачи.

В начале XX века электрон был загадкой из загадок. Среди профессуры тогда ходила весьма распространенная острота о том, что по понедельникам, средам и пятницам электрон ведет себя как частица, по вторникам, четвергам и субботам — как волна (подобное распределение дней связано с университетским расписанием). Как совместить эти два аспекта, взятые из большого мира и втиснутые в микромир атома, словно Гулливер в страну лилипутов? Вот о чем шли споры. И решение требует не расчета, а понимания и воображения, если хотите, метафизического подхода. Я помню фразу, произнесенную Максом Борном после переезда в Англию: «Теперь я убежден, что теоретическая физика — это современная философия».

Макс Борн имел в виду, что развивающиеся идеи в физике помогают обществу формировать новые, различные точки зрения. Мир не статичная модель, не устойчивый массив объектов, потому что реальность невозможно отделить от нашего субъективного восприятия.

Мир изменяется под нашим влиянием, реагирует на нас, и мы должны интерпретировать знания, которые он нам дает. А значит, обмен информацией невозможен без акта суждения. Электрон — это частица? Он ведет себя именно так в модели атома, усовершенствованной Бором. Но Луи де Бройль в 1924 году создал красивую волновую модель, в которой устойчивые орбиты соответствуют целому числу длин волн, выстроенных вдоль орбиты. Макс Борн предложил представить движение электронов в виде цепочки, вращающейся как коленчатый вал, так что в совокупности они представляют собой ряд гауссовых кривых, образующих волну вероятности. Эта концепция родилась во время послеобеденных профессорских прогулок и в берлинском поезде, потому что помимо сильного всплеска эмоций, на фоне которого совершаются открытия, ее появлению предшествовала тонкая совместная работа ученых по разработке системы основных единиц.

Блестящей кульминацией прогулок и бесед стало начало 1927 года, когда Вернер Гейзенберг опубликовал новую характеристику электрона. «Да, — заявил он, электрон представляет собой частицу, которая дает нам только ограниченную информацию». То есть если можно узнать текущее местонахождение электрона, то измерить его скорость нельзя. И наоборот: если точно измерить скорость электрона, то его местоположение станет неопределенным.

На первый взгляд очень сырая характеристика. Однако это не так. Гейзенберг углубляет и уточняет ее: общее количество информации, которую несет в себе электрон, ограниченно. То есть, например, скорость электрона и его положение, взятые вместе, всегда ограничены квантовой неопределенностью. Очень глубокая мысль! Одна из самых великих идей во всей истории науки!

Гейзенберг назвал подобную зависимость принципом неопределенности. В некотором смысле он является надежным критерием повседневности. Мы понимаем, что не можем требовать от мира точности. Если некий объект (например, лицо знакомого) не будет сохранять постоянные характеристики, то мы перестанем его узнавать. При этом объект постоянно меняется и никогда не будет сегодня таким же, как вчера, завтра — таким же, как сегодня, и т. п. В этих изменениях заключается квантовый допуск, относящийся к области неопределенности. Значит, принцип Гейзенберга говорит о том, что не бывает событий, пусть даже самых мизерных, атомных, которые можно было бы описать без учета подобных допусков. Нулевых квантовых допусков не существует. Применение в качестве единицы измерения модуляций и трансформаций кванта, открытого Максом Планком, делает мысль Гейзенберга очень глубокой и точной. Таким образом, в мире атомов область неопределенности всегда измеряется квантами.

Тем не менее принцип неопределенности — плохое название для этого феномена. В науке и за ее пределами мы часто довольствуемся вполне определенным допуском, который ограничиваем на основе наших знаний. Значит, речь все-таки должна идти не об определенности, а о толерантности. При этом слово «толерантность» я использую в двух смыслах. Во-первых, в инженерном значении толерантностью мы называем допуски, которые обязательно должны существовать во время обмена информацией между человеком и природой. Исключать их нельзя, несмотря на то что наука продвинулась далеко вперед. Во-вторых, это слово нельзя исключить из лексикона человека, обобщающего характеристики реального мира. Обмен знаниями и информацией между людьми может строиться только на принципах толерантности. Это правило имеет отношение к науке, литературе, религии, политике — любой форме общественной мысли, стремящейся к догме. Величайшей трагедией моей и вашей жизни является то, что ученые Гёттингенского университета сумели выработать принцип толерантности и отказались от него, посчитав, что событиями второй половины XX века он разрушен и не подлежит восстановлению.

Та же беда творилась во всей Европе. Однако одна конкретная туча нависла над Гёттингеном в начале 1800-х годов. Дело в том, что знаменитый немецкий анатом и естествоиспытатель Иоганн Фридрих Блюменбах собрал коллекцию черепов, получая их от уважаемых джентльменов, проживавших в разных европейских странах.

В работах этого анатома, посвященных изучению и классификации черепов, принадлежащих разным расам, национальностям и народностям, не было и намека на расистское разделение человечества. Тем не менее с 1840 года (с момента смерти Блюменбаха) коллекцию превратили в основное доказательство состоятельности пангерманской теории, а национал-социалистическая партия после своего прихода к власти сделала ее официальной идеологией.

Это случилось в 1933 году, когда Адольф Гитлер пришел к власти. Традиции германской науки были почти в одночасье разрушены. Теперь берлинский поезд стал символом бегства. Европа перестала отзываться на научные идеи, основанные на фантазии и воображении.

В начале 1930-х годов Европа перестала быть подходящим местом для людей с воображением.

Энрико Ферми.

Ушло в прошлое понимание культуры, основанной на личном и ответственном человеческом знании, которое художник обретает в бесконечном путешествии по краю неопределенности. В научном и творческом сообществах наступила тишина, сопоставимая с той, что установилась после суда над Галилеем. Под угрозу физического уничтожения попали Макс Борн, Альберт Эйнштейн, Зигмунд Фрейд, Томас Манн, Бертольд Брехт, Артуро Тосканини, Бруно Вальтер, Марк Шагал, Энрико Ферми, Лео Силард. Поэтому, покинув континент, они переехали в Америку. После нескольких лет скитаний многие из них обосновались в Институте Солка в Калифорнии.

Принцип неопределенности, или, в моей интерпретации, принцип толерантности, означает, что знание ограниченно. Горькая ирония судьбы проявилась в том, что разрабатывался этот принцип одновременно с тем, как в Германии укреплялся диктаторский режим Гитлера, и аналогичные тирании складывались в других странах мира, утверждая принцип чудовищной определенности. Когда смотришь из будущего в 1930-е годы, они представляются временем грандиозного противостояния культур. По одну сторону конфликта стояло Восхождение человека, его развитие, по другую — возврат к абсолютной уверенности деспота в собственной правоте.