Когда физики в цене

Стремительное развитие современной науки не могло кончиться лишь количественными результатами, то есть рождением новых теорий, объясняющих законы природы; появлением новых машин, облегчающих труд человека, и, в итоге, повышающих материальное благосостояние людей. Как утверждает материалистическая философия количественные изменения обязательно приводят к изменениям качественным. То же случилось с современной наукой и техникой. Сейчас в науке назревают такие перемены, которые иногда невозможно предсказать, трудно понять.

Экспериментальная техника благодаря первоклассным исследовательским инструментам и приборам дала ученым возможность получить огромный фактический материал, сделать ценнейшие наблюдения. Однако, далеко не вся эта уникальная информация уже понята. Большая часть ее лежит перед учеными загадочной, непознанной глыбой. Она манит ученых, как манит прекрасная глава Фудзиямы, но человеческая мысль пока не в состоянии взобраться на эту вершину и увидеть мир в его действительной сущности.

Говоря обывательским языком, ученые во многих областях зашли в тупик. Старые теории, которые помогли сделать в начале ХХ века головокружительные открытия, проникнуть в макромир космоса и микромир атома, сегодня бессильны повести человечество вперед, на штурм дальнейших бастионов природы. Сейчас, в такой области как физика, назрела атмосфера грозы, шторма, цунами. Если продолжить наше сравнение с цунами, можно сказать, что современная физическая мысль отступила назад, чтобы затем с невиданной энергией ринуться в непознанные области.

Чтобы пояснить ситуацию в науке я приведу лишь один пример, близкий японскому народу, так как в нем главным действующим лицом является замечательный японский ученый.

Этот пример относится к недалекому прошлому, к концу первой трети нашего века, когда ученым на какой-то миг показалось, что они знают об окружающем мире все, или почти все. Мир казался ясным как дважды два и сотворенным из двух сортов частиц, заряженных разноименным электричеством — электронов и протонов. Из этих элементарных частиц ученые мыслили себе строение всех окружающих нас вещей и предметов: звезд и земли, цветов и людей. Из них казался построенным весь, простой и сложный многообразный мир: вода и воздух, горы и долины, Азия, Африка и Европа — в общем все и вся.

Но физики постепенно все больше ощущали чувство неблагополучия. Им никак не удавалось понять как же практически из этих двух сортов материи образуется множество различных элементов.

Сомнения усилились еще больше после того, как в 1932 г. англичанин Чедвик открыл еще одну частицу — нейтрон, во многом похожий на знакомый уже протон, но совершенно лишенный электрического заряда. Советский ученый Иваненко и немецкий физик Гейзенберг сразу попытались пустить новую частицу в дело: с ее помощью они начали мысленно строить новую модель ядра атома. Партнером нейтрона они взяли протон, — старую частицу. Модель хорошо описывала многие свойства атомных ядер, но в ней не хватало самого главного. Тайной за семью печатями оставался вопрос о том, как протонам и нейтронам удается сплестись в столь прочный клубок, каким является атомное ядро. Ведь это не дом, где кирпичи связаны цементом; не котел, части которого соединены заклепками; не живой организм из клеток. Что же это такое — атомное ядро? Что связывает его в единое целое? Короче, какова природа ядерных сил?

В том же 1932 году наш соотечественник, академик Тамм предположил, что протоны и нейтроны удерживаются внутри ядер неизвестными еще мощными силами, В их создании участвуют знакомые нам электроны. Удивительно привлекательная гипотеза! Но расчеты показали Тамму, что поле, создаваемое электронами, в тысячу миллиардов раз слабее, чем нужно для удержания протонов внутри ядра. А они удерживаются, существуют, и мир все еще не развалился на части! Скрепя сердце Тамм отказался от своей гипотезы.

Чем же заменить ее? В чем тайна строения материи?

Следующий важнейший шаг сделал японский физик теоретик, лауреат Нобелевской премии, почетный член Академии наук СССР, профессор Юкава. Его не обескуражила неудача Тамма. Сила духа, непоколебимая логика и вера в мощь уравнений, помогли ему сделать великое открытие. Ход его рассуждений можно упрощенно воспроизвести так. Ядра существуют. Вероятно, они действительно построены из нейтронов и протонов. Несомненно, какие-то силы удерживают их в ядрах. Но совсем не обязательно, что эти силы создаются именно электронами. Кто знает — может быть тут замешаны еще какие-то неизвестные частицы. Чтобы выяснить это нужно описать то, что мы знаем о ядрах строго математически, без натяжек и упрощений, с учетом всех известных фактов. Пусть уравнения сами вскроют природу новых частиц, найдут поле, способное сцементировать атомное ядро.