Леонид Пономарев - По ту сторону кванта

• Название: По ту сторону кванта
• Автор: Леонид Пономарев
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Физика
• Год: 1971

Бытует упорное мнение, что в науке есть факты, которые начинающим с нею знакомиться знать рано, а сообщать искушенным в ней — стыдно. Чаще всего об этом вспоминают, когда пытаются объяснить строение атома. Быть может, поэтому до сих пор не написана книга о квантовой механике достаточно строгая, чтобы не обидеть знатока, достаточно простая, чтобы не отпугнуть новичка, и вместе с тем интересная им обоим.

Эта книга не для знатоков, хотя и они найдут здесь несколько неожиданных фактов. Она для тех, кто заканчивает школу, и для тех, кто пытается посмотреть на мир немного шире, чем позволяет им их специальность — необходимо узкая, чтобы быть продуктивной.

В предлагаемой книге история атома рассказана вполне строго. Но строгость в ней не самоцель: как правило, нам интересны не только сами факты, но и их толкование и обстоятельства, при которых они открыты. Поэтому главное в книге — эволюция идей и понятий атомной физики, образующих единую систему — простую и гармоничную. Именно эта внутренняя красота была побудительной причиной появления книги. Я буду считать свою работу не напрасной, если прочитавший ее почувствует силу логических построений квантовой механики и красоту их неожиданно простых следствий.

---

Несмотря на кажущуюся хрупкость и неоднозначность образов искусства, оно долговечнее и древнее науки. Эпос о Гильгамеше и поэмы Гомера волнуют нас до сих пор потому, что они о чем-то главном в человеке, что не изменилось в нем на протяжении тысячелетий. Наука же едва успевает закреплять те новые возможности мышления, которые открыты совсем недавно. Читать физические книги прошлого века сейчас почти невозможно — настолько они устарели и настолько изменился с тех пор весь стиль научного мышления. Значение научных трудов определяется не их долговечностью, а их плодотворностью: если в свое время они помогли развитию науки — с них довольно.

Можно и дальше искать и находить бесчисленные оттенки различий между искусством и наукой — предмет этот неисчерпаем. Однако польза такого занятия сомнительна: на поверку они различаются между собой не по существу, а лишь по методам познания окружающего мира и человеческой природы. В Древней Греции их не различали и называли одним словом: τεχνη — что означало «умелость», «опытность», «изощренность» (отсюда же — «техника»).

Уже давно поэты мечтают не просто о поэзии, а о «поэзии мысли». Ученые, со своей стороны, берутся объяснить желающим «поэзию в науке». И те и другие вышли, наконец, из своих укрытий, чтобы разрушить искусственные границы кланов и забыть давние споры о древности рода. Нет смысла спорить, какая рука важнее: левая или правая, хотя развиваются и работают они по-разному.

Актер понимает, что ему не достигнуть вершин мастерства, если он предварительно не овладеет наукой дикции, мимики и жеста. И лишь потом (если он талантлив!) он сможет из этих простых и понятных элементов неведомым ему самому способом создать нечто неповторимое и удивительное.

Точно так же ученый, даже овладевший ремеслом физика, еще не физик, если он доверяет только формулам и логике.

Все глубокие истины науки парадоксальны при своем рождении, и нельзя достигнуть их, опираясь лишь на логику и опыт.

Одним словом, настоящее искусство невозможно без самой строгой науки. Точно так же метод открытия глубоких научных истин лежит вне науки и целиком принадлежит сфере искусства. Но при этом всегда существуют границы научного анализа искусства и пре дел, который не позволяет постигнуть науку единым порывом вдохновения.

Существует очевидная дополнительность методов науки и искусства в процессе познания окружающего мира. Рабочий, повседневный метод науки — это анализ фактов и выяснение их причин, стремление «…найти вечный закон в чудесных превращениях случая», попытки «…отыскать неподвижный полюс в бесконечной веренице явлений». В искусстве преобладает бессознательный синтез, который в тех же «превращениях случая» находит единственные и неповторимые, а из той же «бесконечной вереницы явлений» безошибочно выбирает лишь те, которые позволяют почувствовать гармонию целого.

Лишь недавно отгремели никчемные споры о «физиках» и «лириках», непонятную запальчивость которых можно объяснить только недостаточной подготовкой спорящих. Процесс творчества (но не ремесла!) одинаков и в физике и в поэзии. У поэта вначале возникает неясное ощущение ритма, движения стиха, и лишь потом он находит (уже сознательно) подходящие формы и слова для его выражения. У физика сначала возникает смутная общая картина явления, о которой он часто даже не может рассказать словами. Лишь впоследствии он подвергает логическому анализу этот аморфный, умозрительный, но все-таки в какой-то мере цельный и синтетический образ, расчленяет его на понятия, закрепляет на языке формул и, наконец, проверяет опытом.

У разных ученых цепочка «образ — понятие — формула» устроена по-разному и различается по силе, быстроте и прочности. На эту цепочку влияет все: путь развития ученого, его прежние догадки и заблуждения, накопленные знания, чувство языка и даже его темперамент. У некоторых эта цепочка урезается. Например, существует много ученых, которых образы посещают весьма редко. Но те из них, которые владеют всей цепью взаимосвязей, на некотором этапе приобретают способность эстетической оценки конечных результатов науки. Для них понятия: красивая формула, изящные вычисления, остроумная гипотеза — звучат естественно и полны смысла. И для них искусство не только первоначальный толчок в науке, но одновременно и результат в высших ее проявлениях. Это не означает, конечно, что вместо знака интеграла они пишут скрипичный ключ, и только в плохих романах ученые-герои, слушая музыку, помнят, что в основе октавы лежат логарифмы.

Мир человеческих восприятий бесконечно разнообразен, но хаотичен и окрашен личными переживаниями. Человек стремится упорядочить свои впечатления и согласовать их с впечатлениями других. Для этого он изобрел науку и создал искусство. Именно это стремление стало общей побудительной причиной их возникновения. Их объединяет чувство удивления, которое они после себя оставляют: как возникла эта формула, эта поэма, эта теория и эта музыка. («Начало знания — удивление», — говорили в древности.)

Природа творчества едина во всех искусствах и науках. Она определяется интуитивной способностью группировать факты и впечатления окружающего мира таким образом, чтобы удовлетворить нашу эмоциональную потребность в чувстве гармонии, которое человек испытывает, выделив из хаоса внешних впечатлений что-то простое и законченное: статую из мрамора, поэму из слов, формулу из чисел. Эго эмоциональное удовлетворение одновременно и первый критерий истинности созданного, которая, конечно, в дальнейшем проверяется: в науке — опытом, в искусстве — временем.

БУДУЩЕЕ НАУКИ

Когда думают о будущем науки, как правило, представляют себе мир машин, кнопок, прозрачных куполов — одним словом, представляют себе мир вещей, которыми повелевает человек в чистом комбинезоне. Тем самым впадают в ту же ошибку, которую допускает большинство людей после беглого знакомства с квантовой механикой. Как правило, их поражают в ней конкретные, «грубые и зримые» факты: атомная бомба, атомный ледокол, атомная электростанция. Лишь очень немногие догадываются, что все эти достижения — довольно простые следствия квантовой механики. И удивляться надо не им, а изумительно простой и гармоничной системе научных идей атомной физики, благодаря которым стали возможны и ледокол, и электростанция, и, к сожалению, бомба.

Никто не может говорить о будущем науки без риска впасть в наивность или преувеличение. Можно легко доказать ограниченность научного метода в той области, где он неприменим, но нельзя предсказать его возможностей.

Будущее науки

Несомненно, что научный способ мышления лишь одна из способностей человеческого сознания, которая, однако, до сих пор себя не исчерпала. Вполне вероятно, что в дальнейшем человек откроет в себе новые возможности познания окружающего мира и на этой основе лучше поймет свое место в нем. Но это новое, более совершенное знание почти наверное будет включать в себя как составную часть все главные достижения науки.

Можно только гадать, каким будет это новое знание: человек всегда может больше, чем умеет. Быть может, со временем в человеке с новой силой разовьется способность синтетического познания, которая отличала античных мудрецов и которая сейчас почти угасла на фоне успехов научного анализа. Быть может, в дальнейшем интуиция из инструмента научного предвидения станет орудием научного доказательства. В этом нет ничего невероятного: ведь мы же доверяем глазу сортировщика алмазов, а он отличается от обычного только длительной тренировкой. Быть может, точно так же со временем научатся воспитывать интуицию и добьются ее воспроизводимости у разных людей. Если это действительно удастся, то сами собой отпадут вопросы о неоднозначности научных понятий и вообще весь громоздкий аппарат логики. Последствия такой революции в мышлении предсказать невозможно.

В гипотезах о будущем науки недостатка нет: существует их полный спектр — от безудержного энтузиазма до самого мрачного пессимизма. Одни предрекают скорую гибель всей нашей цивилизации от неумелого пользования ею же вызванными силами. Другие верят, что человечество будет жить даже тогда, когда угаснет наше Солнце.

Но как бы ни развивалось человечество — если оно останется живо, — оно всегда с удивлением будет обращаться мыслью в наш бурный и стремительный век науки точно так же, как мы теперь вспоминаем эпоху Возрождения и времена античных мудрецов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В юности меня всегда поражал такой факт: каким образом чтение хороших книг — процесс нематериальный — неузнаваемо меняет весь облик человека: его речь, улыбку, выражение лица и глаз, даже походку и жесты. Лишь постепенно я понял, что это одна из главных и до сих пор нерешенных загадок человеческого сознания.