Теория поля

– И в той группе тоже оказался находчивый студент, – продолжил свой рассказ Козырев, – который после некоторого раздумья спросил профессора-провокатора:

– Скажите, профессор, как по-вашему, существует ли холод?

– Холод? – удивился тот. – Конечно, существует!

– Судя по сегодняшней погоде, холод однозначно существует! – как всегда, сострил Голиков и нарочито поежился.

– Да, – согласился Арсений. – Вот и в той группе многие студенты тут же стали смеяться над примитивным вопросом своего товарища. Он же, ничуть не смутившись, продолжил:

– Нет, профессор! На самом деле холода не существует! Холод суть отсутствие инфракрасного излучения. Холод – это минус 273 градуса по Цельсию, абсолютный ноль по Кельвину, полное отсутствие какого бы то ни было тепла. Только нагретые тела способны излучать в инфракрасном диапазоне. Так что холод – всего лишь термин, который придумали люди, дабы объяснить недостаток тепла.

Профессор нехотя согласился с логичными рассуждениями смелого оппонента и собрался было продолжить лекцию. Но не таков был наш студент. Он снова спросил:

– Скажите, профессор, как по-вашему, существует ли тьма?

– Конечно, существует. К чему все эти вопросы? – начал раздражаться преподаватель. Но настырный студент вновь ему возразил:

– К сожалению, вы опять ошиблись! Тьмы тоже не существует! Мы знаем, что такое свет, а не тьма. Свет – это электромагнитное излучение в диапазоне видимого спектра. Свет мы можем разложить на составляющие, используя призму Ньютона. Мы можем измерить его различные параметры. Тьму невозможно измерить! И лишь состояние полного отсутствия света мы называем тьмой. Таким образом, тьма – это тоже термин, который призван описать ситуацию, когда человеку не хватает света.

Профессору пришлось согласиться и с этим. Студент был настроен по-боевому и униматься не собирался:

– Так вернемся к тому вопросу, который вы нам задали сегодня, профессор. Существует ли зло?

Профессор теперь в значительно меньшей степени был уверен в своей позиции, но все же ответил:

– Конечно, я же только что объяснил это! Похоже, что вы, молодой человек, невнимательно меня слушали. Мы наблюдаем зло ежедневно. Мы постоянно сталкиваемся с ним тут и там. Оно проявляется в жестокости человека к человеку, во множестве преступлений, совершаемых повсеместно. Так что зло определенно существует!

– Нет, профессор! Зла тоже нет! Оно не существует само по себе! Зло лишь термин, который придумали люди, чтобы описать нехватку в своих сердцах Бога. Подобно тому, как тьма и холод – суть отсутствие света и тепла. Не Бог создал зло. Зло – результат того, что случается с человеком, в сердце которого нет Бога! Это как холод, наступающий при отсутствии тепла, или тьма – при отсутствии света.

Арсений замолчал. В аудитории повисла непривычная тишина.

– Как вы думаете, кто был этим студентом?

– Неужели Альберт Эйнштейн? – предположил Голиков.

– Почему вы так решили?

– Ну, раз вы спросили, значит, мы скорее всего можем догадаться, и ответ достаточно очевиден. Одновременно он должен быть и довольно неожиданным. А поскольку вы все время цитируете Эйнштейна, логичнее всего предположить, что это он и есть.

– Если за что и ценю вас, Сергей, несмотря на ваше разгильдяйство, так это за вашу сообразительность, – ободряюще смеясь, прокомментировал Козырев. – Вы совершенно правы! Студента звали Альберт Эйнштейн.

Лица студентов выражали заметную заинтересованность. Рассказанная Арсением история несомненно произвела на них должное впечатление. Желая усилить достигнутый эффект, он продолжил:

– Ну что же. Раз уж пошел такой разговор, представлю на ваш суд еще одну историю, которая тоже произошла с одним из студентов одного из престижнейших университетов.

Сэр Эрнест Резерфорд, президент Королевской академии наук и лауреат Нобелевской премии по химии 1908 года, которого по праву считают родоначальником ядерной физики, которую, в свою очередь, мы с переменным успехом здесь с вами пытаемся изучать, рассказывал следующую историю. Кстати сказать, за добрый нрав студенты прозвали Резерфорда Крокодилом[21 - Капица так объяснял придуманное им прозвище: «Это животное никогда не поворачивает назад и потому может символизировать Резерфордовскую проницательность и его стремительное продвижение вперед». И несмотря на то, что со слов самого Капицы «в России на Крокодила смотрят со смесью ужаса и восхищения», именно необычайное добродушие Резерфорда допускало подобную свободную манера общения со студентами и подчиненными учеными. В 1931 году «Крокодил» выхлопотал 15 тысяч фунтов стерлингов на постройку и оборудование специального здания лаборатории для Капицы. В феврале 1933 года в Кембридже состоялось торжественное открытие лаборатории. На торцевой стене 2-х этажного здания был высечен по камню огромный, во всю стену крокодил. Его по заказу Капицы сделал известный скульптор Эрик Гилл. Резерфорд сам с удовольствием объяснил, что это он сам и есть. Входную дверь открыли позолоченным ключом в форме крокодила. Любопытна также история знакомства Капицы с Резерфордом. Петр Капица мечтал работать в Кембридже у Резерфорда, но тот ему отказал, сославшись на укомплектованность штата. Тогда Капица спросил:– Какую допустимую погрешность вы допускаете в экспериментах?– Обычно около 3 %.– А сколько человек работает в лаборатории?– 30.– Тогда 1 человек составляет примерно 3 % от 30.Резерфорд рассмеялся и принял Капицу в качестве «допустимой погрешности».]. Однажды над его лабораторией даже появился барельеф крокодила, автором которого стал небезызвестный нам Петр Капица. Так вот, Резерфорд рассказывал, что однажды на экзамене по физике преподаватель задал вопрос:

– Объясните, каким образом можно измерить высоту здания с помощью барометра.

Ответ студента был таким:

– Нужно подняться с барометром на крышу здания, спустить барометр вниз на длинной веревке, а затем втянуть его обратно и измерить длину веревки, которая и покажет точную высоту здания.

После такого ответа студента выгнали из аудитории, но он после подал на апелляцию, основываясь на том, что ответ его был абсолютно правильным. Для решения возникшей проблемы Резерфорд был вызван в качестве арбитра.

Случай и впрямь представлялся сложным, так как формально ответ являлся абсолютно полным и верным! С другой стороны, экзамен проводился по физике, а ответ имел мало общего с применением знаний в данной области.

Преподаватель предложил студенту попытаться еще раз. Дав ему десять минут на подготовку, предупредил, что ответ должен демонстрировать знание физических законов. По истечении пяти минут тот так и не написал ничего в экзаменационном листе. Резерфорд спросил, сдается ли он, но студент заявил, что у него есть несколько решений задачи и он просто выбирает лучшее. Заинтересовавшись, Резерфорд попросил молодого человека приступить к ответу, не дожидаясь истечения отведенного срока.

Новый ответ на вопрос гласил: «Поднимитесь с барометром на крышу и бросьте его вниз, замеряя время падения. Затем, используя формулу, вычислите высоту здания».

Резерфорд спросил преподавателя, доволен ли он таким ответом. Тот, наконец, сдался, признав ответ удовлетворительным. Однако студент упоминал, что имеет в запасе несколько вариантов, и ученый попросил его открыть их.

– Существует множество способов измерить высоту здания с помощью барометра, – начал студент. – Например, можно выйти на улицу в солнечный день, измерить высоту барометра и высоту его тени, а также измерить длину тени здания. Затем, решив несложную пропорцию, определить высоту самого здания.

– Неплохо, – согласился Резерфорд, – есть и другие способы?

– Да, – ответил студент. – Есть очень простой способ, который, уверен, вам понравится. Вы берете барометр в руки и поднимаетесь по лестнице, прикладывая барометр к стене и делая отметки. Сосчитав количество получившихся отметок и умножив его на размер барометра, вы получите высоту здания. Вполне очевидный метод.

– Если вы хотите более сложный способ, – продолжал он, – то привяжите к барометру шнурок и, раскачивая его, как маятник, определите величину гравитации у основания здания и на его крыше. Из разницы между этими величинами в принципе можно вычислить высоту здания. В этом же случае, привязав к барометру шнурок, вы можете подняться с вашим маятником на крышу и, раскачивая его, вычислить высоту здания по периоду прецессии. – Наконец, – заключил он, – среди множества прочих способов решения задачи лучшим, пожалуй, является такой: возьмите барометр с собой, найдите управляющего зданием и скажите ему: «Господин управляющий, у меня есть замечательный барометр. Он ваш, если вы скажете мне высоту этого здания».

Тут Резерфорд спросил студента – неужели он действительно не знал общепринятого решения этой задачи. Он признался, что знал, но сыт по горло школой и колледжем, где учителя навязывают ученикам свой способ мышления.

Студентом этим был Нильс Бор, впоследствии великий датский физик, лауреат Нобелевской премии. – закончил рассказ Арсений. – Послушайте еще известный анекдот про Нильса Бора, тем более что он, как и Эйнштейн, будет основным действующим лицом нашей сегодняшней лекции по физике. Рассказывают, что Бор часто приглашал своих учеников и коллег в гости к себе на дачу, расположенную на одном из многочисленных прибрежных датских островков. Однажды молодой физик заметил над входной дверью дачного домика прибитую гвоздем лошадиную подкову.

– Но вы же, профессор Бор, – возмутился он, – не верите во всю эту чушь, будто бы подкова приносит удачу?!

– Я, конечно, не верю, – улыбнулся в ответ Бор. – Но говорят, что подкова приносит удачу даже тем, кто в нее не верит!

Аудитория взорвалась дружным смехом.

– И надо же такому случиться, – продолжал Козырев, – что двое этих талантливых студентов, ставших позднее знаменитыми, признанными учеными, сошлись в тридцатых годах двадцатого века в непримиримом поединке, настоящей битве титанов на поле великой физической науки. Стоит заметить, что к тому времени оба, и Эйнштейн, и Бор, успели ярко проявить себя, и научное сообщество по достоинству оценило их усилия. Один за другим они стали лауреатами Нобелевской премии по физики: Эйнштейн в 1920-м «За заслуги перед теоретической физикой и особенно за объяснение закона фотоэлектрического эффекта», а Бор в 1921-м «За заслуги в исследовании строения атомов и испускаемого ими излучения». Проходила вышеозначенная битва в Копенгагене. По иронии судьбы Эйнштейн, который сам явился разрушителем классических представлений, теперь как раз защищал объективную классическую реальность. На его стороне сражались легендарные рыцари науки: Гейзенберг, Розен, Подольский. Вот ведь как иногда любопытно случается в жизни: если бы не «предательство» Эйнштейна со своими теориями относительности и Гейзенберга со своим принципом неопределенности светлого и ясного ньютоновского мира, не пришлось бы им же самим потом его и защищать! Очень точно один неизвестный поэт описал ситуацию, сложившуюся в физике после работ Эйнштейна:

Был мир земной кромешной тьмой окутан.
Да будет свет! – и вот явился Ньютон.
Но сатана недолго ждал реванша —
Пришел Эйнштейн, и стало все как раньше!

А Нильс Бор, казалось, выступал против очевидной реальности, представляя молодое, новое поколение физиков. Итак, тема сегодняшнего занятия – парадокс Эйнштейна-Розена-Подольского и теорема Белла.

Козырев крупными буквами написал на доске обозначенную тему, аудитория дружно зашуршала тетрадями.

– Картина, которую квантовая теория открыла перед учеными, оказалась парадоксальной. Эйнштейн со своей природной интуицией буквально почувствовал, что она сломает ту идеальную, стройную и рациональную картину мира, которая просвечивала через строки философских трактатов Декарта и Спинозы. Он говорил о теории Бора: «Если все это правильно, то здесь – конец физики». Эйнштейн увидел в новой теории общую и глубокую черту – крушение, или, по крайней мере, ограничение того идеала, который в глазах творца теории относительности являлся опорой самого существования физики. Незыблемая почва классической, строго детерминированной науки стала уходить из-под ног буквально на глазах.

В 1935 году Эйнштейн со своими сторонниками опубликовал статью, которая называлась «Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?» Бор не заставил себя долго ждать и вскоре ответил ему статьей с точно таким же названием, в которой…

Студенты напряженно вслушивались в слова преподавателя, ловя каждое его слово.

* * *