Под знаком кванта

Даже с последним утверждением согласились далеко не сразу: современники Галилея упрекали его в том, что открытия солнечных пятен и спутников Юпитера на самом деле не открытия, а ошибки зрительной трубы, которой он пользовался.

Предположим, что мы ушли вперед со времен Галилея и верим в истинность показаний приборов. Тогда остается еще свобода для толкования этих показаний. Вопрос «на самом деле» теперь означает: «Насколько однозначно толкование опытов относительно явлений, недоступных непосредственному чувственному восприятию?» Здравый смысл человека, даже причастного к науке, должен признать, что такое толкование неоднозначно. После беглого посещения физической лаборатории это априорное убеждение может только укрепиться. Но физики-то знают, что факты и понятия их науки допускают свободу толкования только в процессе их открытия и становления; как только они включены в общую систему физических знаний и согласованы с ними — изменить их почти невозможно, если не переходить при этом границ их применимости. (Попробуйте выбросить фразу из хорошей поэмы, хотя, казалось бы, все это чистейший «поэтический вымысел».)

При углублении и уточнении системы научных знаний мы вынуждены все дальше и дальше отходить от непосредственных чувственных восприятий и от понятий, которые возникли на их основе. Такой процесс абстракции необратим, но не следует огорчаться по этому поводу: мы вправе гордиться тем, что наш разум способен понять даже то, чего мы не в состоянии представить. Абстрактность научных понятий — такая же необходимость, как изобретение буквенного письма взамен древних рисунков и иероглифов. Ни одна буква в слове «носорог» не похожа на носорога, и тем не менее все слово безошибочно вызывает в воображении нужный образ. Всем очевидно, что нынешняя культура немыслима без книгопечатания. Но далеко не каждому ясно, что без дальнейшей абстракции научных понятий развитие науки невозможно. Одним словом, абстрактная наука, как и музыка, требует не оправдания, а глубокого понимания; только с ее помощью можно познать непривычную квантовую реальность, хотя реальность эта совсем иного рода, чем весомые и зримые камни или деревья.

Но даже эту «абстрактную реальность» человек всегда пытается представить наглядно, то есть свести ее к неболь-

тому числу проверенных образов. Такое стремление заложено в человеке очень глубоко, и поэтому у физиков постепенно развилась своя причудливая система образов, которая почти наверное ничему реальному в природе не соответствует, о ней нельзя рассказать словами, но тем не менее она помогает отыскивать связи между явлениями в моменты наивысшего напряжения мысли.

Те цепочки познания, которые мы рисовали,— от явления, через понятия и формулы, к образам — не более чем схемы, дающие довольно слабое представление о сложных процессах, происходящих в сознании ученого, когда в беспорядочном наборе фактов он пытается увидеть простые связи, определить их словами и найти им место в общей картине природы.

Отдельное слово еще не образует языка,— необходим набор слов и правила грамматики, по которым они сочетаются. Точно так же отдельный научный факт, каким бы важным он ни казался, еще ничего не означает сам по себе, если неизвестно его место в общей системе знаний, и лишь вместе со своим толкованием он получает смысл и значение.

Вспомните историю D-линии натрия. Ее наблюдал уже Фраунгофер, но разве мог он подозревать, что держит в руках ключ ко всей квантовой механике? Он видел, что D-линия расщеплена на два компонента. Но разве знал он, что это — влияние спина электрона? Электрон, квантовая механика, спин — во времена Фраунгофера эти понятия еще не были изобретены. А без них D-линия натрия — просто любопытный факт, не ведущий ни к каким глубоким следствиям. Лишь после опытов Крукса, Резерфорда, Томсона, после создания системы понятий и формул, которую назвали квантовой механикой, стало ясно, что D-линия натрия — это один из тех фактов, понимание смысла которых меняет самую основу наших представлений о природе.

Понятия возникают на основе новых фактов,— с этим согласны все. Однако не все отдают себе отчет в том, насколь-

ко смысл новых фактов зависит от понятий, которые используются для их толкования. Гармонию явлений атомного мира мы можем оценить лишь благодаря теории: всякое описание только экспериментальной установки будет безнадежно скучным и неинтересным. Теория делает картину природы не только связной, но также эстетически приемлемой. «Лишь идеи делают экспериментатора — физиком, хронолога — историком, исследователя рукописей — филологом»,— писал и говорил Планк.

Теория — это интуитивное проникновение в сущность наблюдаемых явлений. Она позволяет описать те их свойства, которые лежат по ту сторону нашего сознания и чувственного опыта, и с их помощью объяснить видимую сложность явлений их невидимой простотой. Именно эта форма мышления гением ученых, подобных Дальтону и Бору, создала современную атомистику.