XX. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ И ФИЛОСОФИЯ ПЛАТОНА (1961 — 1965)

Карл Фридрих: «Продвинулись ли вы сколько-нибудь с вашей единой теорией поля за последний год? Не буду начинать тут сразу с философских вопросов, которые меня, по существу, больше всего интересуют. Но ведь подобная теория — это прежде всего полноценная физика. Она должна получить экспериментальное подтверждение или же быть опровергнута экспериментом. Так есть ли тут какой-нибудь прогресс, о котором вы могли бы мне рассказать. Мне особенно хотелось бы знать, не удалось ли вам разведать что-то новое по теме Вольфганга Паули: «раздвоение и уменьшение симметрии».

Дюрр: «Нам кажется, что смысл раздвоения понят нами теперь, по крайней мере в одном случае право-левой симметрии. Раздвоение действительно возникает за счет того, что в теории относительности масса элементарной частицы выражается квадратным уравнением, имеющим два решения. Но уменьшение симметрии, надо сказать, еще намного более интересно. Похоже на то, что здесь дают о себе знать очень общие и важные взаимосвязи, на которые до сих пор никто не обращал внимания. Если ярко выраженное симметрическое свойство законов природы оказывается нарушенным в спектре элементарных частиц, то причина здесь может быть только та, что мир, или космос, т. е. единая и единственная подоснова, из которой возникают элементарные частицы, менее симметричен, чем законы природы. Это вполне правдоподобно и вяжется с уравнением симметрии поля. Из наличия такой ситуации с необходимостью следует — доказательства я сейчас не буду приводить,— что должны существовать силы большой дальности действия, или элементарные частицы с исчезающей малой массой покоя. Вероятно, таким образом следует понимать электродинамику. Таким же путем может возникать и гравитация, и мы надеемся, что здесь можно установить связь с принципами, которые Эйнштейн хотел положить в основу своей единой теории поля и своей космологии».

Карл Фридрих: «Если я вас правильно понял, вы исходите из допущения, что форма космоса еще не однозначно определена уравнением поля. Следовательно, могут существовать различные формы космоса, не противоречащие уравнению поля. А это должно как будто бы означать, что теория содержит элемент контингентности, т. е. что случай, или, лучше сказать, не поддающаяся дальнейшему объяснению единичность явлений играет в ней определенную роль. С точки зрения прежней физики тут нет ничего особенно удивительного; ведь в ней тоже изначальные условия определяются не законами природы, а контингентны, т. е. могли бы быть и иными. Да и простой взгляд на существующую форму космоса, на бесчисленные галактические системы с очень мало упорядоченным распределением звезд и звездных систем чуть ли не вынуждает думать, что все могло бы быть иначе, т. е. что количество звезд, их положение, число и размеры галактик с равным успехом могли бы быть и несколько иными при сохранении того же самого нашего мира с теми же самыми законами природы. К счастью, занимаясь спектром элементарных частиц, мы не обязаны касаться отдельных частностей внутрикосми- ческих соотношений. Но всеобщие свойства симметрии космоса, по вашему мнению, все-таки оказывают свое воздействие на этот спектр. Подобные всеобщие свойства, пожалуй, можно было бы, как и в общей теории относительности, изобразить с помощью упрощенных моделей космоса, и одни модели допускались бы основополагающим уравнением поля, другие исключались бы им. Для каждой допустимой модели спектр элементарных частиц выглядел бы несколько иначе. Тогда вы могли бы, исходя из спектра элементарных частиц, делать обратные выводы о симметриях космоса».

Дюрр: «Да, именно на это мы и надеемся. Некоторое время назад мы, например, высказали определенные предположения относительно этих свойств симметрии, опровергнутые позднее новыми опытами над элементарными частицами, после чего мы выдвинули другой предположительный ряд допущений, соответствующих экспериментальным данным. Сейчас похоже на то, что всю электроди- намику можно было бы объяснить на основе несимметричности мира по отношению к перестановке протона и нейтрона, или, шире, по отношению к изоспиновой группе. Здесь единая теория поля пока обладает поэтому достаточной гибкостью, чтобы упорядочить наблюдаемые феномены в рамках всеобщей взаимосвязи».

Карл Фридрих: «Если задуматься дальше в этом направлении, то мы придем к одному очень интересному и трудному вопросу. Мне кажется, что в сфере контингентности или случайности, следует проводить принципиальное различение между уникальным и случайным. Космос в целом совершенно уникален (единичен). У его истоков стоят уникальные (единичные) решения относительно свойств космической симметрии. Затем образуются многие галактики и многие звезды, и там имеют место повторяющиеся аналогичные решения, которые в известном смысле, именно ввиду их огромного разнообразия и повторяемости, можно назвать случайными. Только здесь впервые начинают действовать статистические правила квантовой механики. Правда, применение временных концептов в выражениях «у его истоков», «затем» очень проблематично, потому что само понятие времени ведь приобретает отчетливый смысл лишь благодаря модели космоса. Но сейчас, пожалуй, можно пока этого не касаться. К единичным решениям, имеющим место, так сказать, в начале, относятся и те самые природные законы, которые вы хотите описать в вашем уравнении поля. Ибо мы все-таки вправе спросить, почему законы природы имеют конкретно данный, а не какой-то иной вид; равно как мы вправе спросить, почему космос имеет как раз такие вот симметрические свойства и никаких других. Возможно, на подобные вопросы не существует ответа. Но меня не удовлетворяет простое принятие вашего уравнения поля, даже если оно отличается от всех других возможных здесь математических форм своей высокой симметрией и простотой. Не удастся ли придать вашему уравнению поля еще более глубкий смысл, привлекая идеи Паули о процессе раздвоения и уменьшения симметрии?»

— Этого я ни в коем случае не исключаю,— отвечал я.— Но мне хотелось бы сейчас еще больше подчеркнуть неповторимость, уникальность тех первых решений. Этимй решениями раз и навсегда фиксируются симметрии, устанавливаются формы, определяющие почти все последующее развитие природы. «В начале была симметрия»— идея, безусловно, более правильная, чем демокритовский тезис «в начале была частица». Элементарные частицы являются воплощениями симметрий, их простейшими выражениями, однако они — лишь следствие симметрий. В позднейшем развитии космоса вступает в действие случай. Но и случай сообразуется с изначально установленными формами, соответствует статистическим законам квантовой теории. В ходе последующего, все более усложняющегося развития исходная ситуация может повториться еще раз. Снова в силу неповторимых решений могут быть установлены формы, далеко вперед определяющие все будущие события. Похоже, так произошло, например, при возникновении живых существ; и я нахожу здесь край- не перспективными открытия современной биологии. Специфика геологических и климатических условий на нашей планете привела к возникновению сложных химических соединений углерода, сделала возможными цепные молекулы, способные хранить информацию. Нуклеиновые кислоты оказались удобным запоминающим устройством для хранения информации о структуре живых существ. Тут имело место решение уникального рода, сложилась единая форма, определяющая всю последующую биологию на Земле. А в дальнейшем развитии снова важную роль играет случайность. Если на какой- то планете другой звездной системы возникли те же климатические и геологические условия, что и на нашей Земле, и если там углеродная химия тоже привела к образованию цепных молекул нуклеиновой кислоты, мы все равно не вправе считать, что там возникли в точности те же живые существа, как у нас. Но они обязательно должны быть построены вокруг той же основополагающей структуры нуклеиновых кислот. И я не могу здесь не вспомнить о естествознании Гёте, выводившего всю ботанику из одного прарастения. Прарастение у Гёте должно было, наверное, как-то объективно существовать, но вместе с тем оно означает и ту основополагающую структуру, по типу которой построены все растения. В близком к Гёте смысле можно было бы назвать нуклеиновые кислоты «праорганизмами», потому что они, с одной стороны, объективно существуют, а с другой — представляют собой основополагающую структуру всей биологии. Пользуясь подобными выражениями, мы, естественно, попадаем в сферу платоновской философии. Элементарные частицы можно сравнить с правильными объемными телами в платоновском «Тимее». Они первообразы, идеи материи. Нуклеиновая кислота — идея живого существа. Этими первообразами определяется все происходящее в природе. Они — представители центрального порядка. И если даже позднее в развитии всего множества природных форм важную роль играет случай, то не исключено, что и сама случайность как-то соотносится с центральным порядком.

Карл Фридрих: «Меня тут не устраивает словечко «как-то». Ты не мог бы точнее объяснить, что ты имешь в виду? Является ли случайность, на твой взгляд, совершенно бессмысленной? Является ли она, так сказать, простой исполнительницей того, что законы квантовой теории в своих математических формулировках говорят о статистической вероятности процессов, происходящих в природе? Твои тезисы часто звучат так, словно ты, в добавление ко всему прочему, считаешь возможной еще и какую-то соотнесенность всего в природе с неким целым, о котором можно сказать, что оно придает смысл каждому отдельному событию».

Дюрр: «Всякое отклонение от статистических правил квантовой механики сделало бы непонятным, почему остальные феномены не выходят из рамок квантовой теории. Подобные отклонения следует на основании имеющихся в настоящее время данных считать совершенно невозможными. Но, по-видимому, вы этого и не имели в виду. Вопрос касается, наверное, только событий или решений, которые по своей сути единичны, т. е. в которых не имеет место статистическое распределение. С другой стороны, слово «смысл», которое вы применили в своей формулировке, выводит весь этот вопрос из компетенции естествознания».

Тут беседа пока прервалась. Но спустя несколько дней она получила продолжение в дискуссиях, на которох я присутствовал преимущественно как слушатель. В Институте Макса Планка по исследованию поведения, расположенном на небольшом лесном озере в холмистой местности между Штарнбергерзее и Аммерзее, Конрад Лоренц и Эрих фон Хольст вместе со своими сотрудниками занимались поведением местного животного мира. Они «разговаривали» — так гласит заглавие одной из книг Лоренца 30 — со скотом, птицами и рыбой. Регулярно осенью в этом институте проводился коллоквиум, на котором биологи, философы, физики и химики вели дискуссии по принципиальным, преимущественно гносеологическим проблемам биологии. Для простоты его несколько шутливо назвали «коллоквиум о теле и душе». Я иногда принимал участие в этих беседах, почти всегда только слушая, из-за недостаточности своих биологических познаний. Но я пытался чему-то научиться из дискуссий биологов. Вспоминаю, что в тот день речь шла о дарвинистской теории в ее современной форме — «случайные мутации и отбор» и что для обоснования этого учения привлекалось следующее сравнение: возникновение видов аналогично возникновению человеческих орудий. Скажем, вначале для передвижения по воде была изобретена гребная лодка, и озера и берега морей были усеяны такими лодками. Потом кто-то додумался использовать при помощи паруса силу ветра, и на большинстве водных пространств гребные лодки были вытеснены парусными. Наконец, была сконструирована паровая машина, и пароходы на всех морях взяли верх над парусниками. Результаты неадекватных попыток очень быстро аннулируются по мере развития техники. Так, в осветительной технике лампа Нернста почти сразу же вытеснена электрической лампочкой накаливания.

При продумывании этой аналогии мне пришло на ум, что описанный процесс в технике в одном решающем пункте прямо противоречит дарвиновскому учению, а именно там, где в теории Дарвина на сцену выступает случайность. В самом деле, разнообразные человеческие изобретения возникают как раз не случайно, а в результате целенаправленной работы мысли. Я попробовал представить себе, что получится, если провести здесь аналогию с большей последовательностью, чем того хотели придумавшие ее, и что тогда придется поставить на место дарвиновского случая. Не придется ли тут задуматься о понятии «намерение»? Собственно говоря, мы по- нимаем слово «намерение» только когда оно относится к человеку. В крайнем случае мы можем приписать его разве что собаке, прыгнувшей на кухонный стол с «намерением» сожрать колбасу. Но имеет ли бактериофаг, приближающийся к бактерии, намерение проникнуть в нее, чтобы увеличиться там в объеме? А если мы даже и тут готовы сказать «да», то, пожалуй, и генной структуре можно приписать намерение измениться таким образом, чтобы добиться лучшей приспособленности к окружающим условиям? По-видимому, тут мы злоупотребляем словом «намерение». Но, пожалуй, можно было бы выбрать для этого вопроса более сложную формулировку: способно ли нечто потенциальное, а именно подлежащая достижению цель, влиять на причинно-следственный процесс? Тем самым мы, однако, снова возвращаемся почти что в сферу квантовой теории. Ведь волновая функция квантовой теории изображает потенциальное, а не фактическое. Иначе говоря: возможно, случайность, играющая в дарвиновской теории столь важную роль, является чем-то более сложным и тонким, чем кажется на первый взгляд, причем именно потому, что она подчиняется законам квантовой механики.

Цепь моих размышлений была прервана тем обстоятельством, что в ходе дискуссии возникло значительное расхождение мнений относительно значения квантовой теории в биологии. Почвой для подобных расхождений является, как правило, то, что биологи в своем большинстве всегда готовы признать непременную необходимость квантовой теории для понимания атомного и молекулярного мира, однако у них всегда сохраняется при этом желание рассматривать элементы химии и биологии, т. е. атомы и молекулы, по аналогии с предметами классической физики, представляя их в виде камней или песчинок. Подобный подход часто действительно ведет к верным результатам, и все же следует помнить о том, что понятийная структура квантовой теории совсем иная, чем в классической физике. Поэтому, продолжая мыслить в понятиях классической физики, нетрудно прийти к совершенно ложным выводам. Впрочем, здесь не место излагать эту часть дискуссий «коллоквиума о теле и душе».

В моем мюнхенском институте подобралась группа молодых физиков, продолжавшая систематически работать над проблемами, которые были поставлены единой теорией поля элементарных частиц. Бурные споры, будоражившие нас в первые годы, давно уже уступили место более спокойным обсуждениям. Дело шло теперь о том, чтобы шаг за шагом углубляться в теорию, пытаясь по мере возможности нарисовать в ее рамках связную картину отдельных явлений. Эксперименты, проводившиеся на больших ускорителях в Женеве и Брукхейвене, давали новые сведения об отдельных деталях в спектре элементарных частиц, и надо было проверять, соответствуют ли эти данные положениям теории. По мере того как с течением лет единая теория поля приобрела осязаемый физический облик, Карл Фридрих проявлял все больший интерес к ее философскому обоснованию. Старая тема Вольфганга Паули — раздвоение и уменьшение симметрии — никоим образом еще не была исчерпана. Рассмотрен- ный Дюрром пример симметрии правого и левого был всего лишь специальным случаем, едва ли позволявшим увидеть существенные черты проблемы. Карл Фридрих предпринял теперь серьезную попытку вникнуть в суть всей проблематики.

Наши беседы в те годы нередко происходили в Урфельде. Мы дожили до более мирных и спокойных времен, мы могли теперь в выходные дни и в отпускные месяцы чаще возвращаться в свой дом на Вальхензее. Сидя на террасе перед домом, можно было видеть, как озеро и горы сияют красками, вдохновившими 40 лет назад Ловиса Коринта на его пейзажи, и лишь изредка еще мелькал перед моим мысленным взором совсем другой образ из последних дней войны: американский полковник Пэш пригнулся за стеной террасы с автоматом наизготовку, со стороны дороги гремят выстрелы, а дети должны ждать в подвале за мешками с песком, что произойдет дальше. Но те тревожные времена прошли, и мы могли в покое думать о великих вопросах, поставленных Платоном и теперь, возможно, находивших свое решение в физике элементарных частиц.

Посещая нас, Карл Фридрих объяснял мне основную идею своей попытки: «Всякое осмысление природы неизбежно движется большими кругами или по спирали; в конце концов, мы можем понять что- то в природе, только если мы размышляем о ней, а ведь во всех способах своего поведения, в том числе и в своей мысли, мы вышли из природы и продолжаем ее историю. Начинать поэтому можно, в принципе, откуда угодно. Но наша мысль устроена так, что нам кажется целесообразным начинать с самого простого, а самое простое — это всегда альтернатива: да или нет, бытие или небытие, добро или зло. Пока подобная альтернатива осмысливается так, как это обычно происходит в повседневной жизни, она остается бесплодной. Однако мы ведь знаем из квантовой теории, что в ситуации альтернативы помимо ответов «да» и «нет» существуют еще и другие ответы, находящиеся к этим двум в отношении дополнительности; в них устанавливается вероятность ответов «да» и «нет» и сверх того фиксируется известная область интерференции между «да» и «нет», тоже обладающая информационной ценностью. Существует, таким образом, целый континуум потенциальных ответов. Выражаясь математически, мы имеем здесь непрерывную группу линейных преобразований двух сложных переменных. В этой группе заранее уже содержится лоренцова группа теории относительности. Спрашивая о том или ином из этих потенциальных ответов, верен он или неверен, мы тем самым задаемся вопросом о пространстве, сродном пространственно-временному континууму действительного мира. В этом плане я хотел бы развернуть структуру, которую вы фиксируете в уравнении поля и которая в известном смысле дает как бы первую разметку мира, в виде взаимоналожения альтернатив».

— Для тебя, стало быть, существенно то,— заметил я,— что двуделение, о котором говорил Паули, не есть деление на две взаимоисключающие части, как в аристотелевской логике, и противоположности здесь находятся в существенном смысле в отношении дополнительности. Раздвоение в аристотелевском смысле действительно было бы, как справедливо писал Паули, атрибутом дьявола; непрестанно повторяясь, оно ведет лишь в хаос. Но третья возможность, выявляемая отношением дополнительности в квантовой теории, может оказаться плодотворной и ведет при своем повторяющемся воспроизведении в пространство действительного мира. Не случайно в старой мистике число «три» связывают с божественным началом. Чтобы не углубляться в мистику, можно вспомнить о гегелевской триаде: тезис—антитезис—синтез. Синтез не обязательно должен быть смесью, компромиссом между тезисом и антитезисом, но плодотворным он становится только тогда, когда из связи тезиса и антитезиса возникает что-то качественно новое.

Карла Фридриха это удовлетворило лишь наполовину; «Да, это все очень красивые общие философские идеи, но мне хотелось бы более точного знания. Я надеюсь, что на этом пути можно прийти к реальным законам природы. Ваше уравнение поля, о котором еще с полной достоверностью не известно, правильно ли оно описывает природу, выглядит так, словно его можно было вывести из такой философии альтернатив. Но тогда должен существовать способ доказать это с принятой в математике степенью строгости».

— Выходит, ты хотел бы,— вставил я,— выстроить элементарные частицы, а с ними в конечном счете и мир, из альтернатив таким же образом, как Платон хотел выстроить свои правильные объемные тела и тем самым мир из треугольников. Альтернативы настолько же нематериальны, как и треугольники в платоновском «Тимее». Но если исходить из логики квантовой теории, то альтернатива будет той основополагающей формой, из которой через повторение возникают другие, более сложные формы. Если я правильно тебя понял, путь ведет здесь от альтернативы к симметрической группе, т. е. к определенному свойству; представители одного или многих свойств — математические формы, отображающие элементарные частицы, они, так сказать, идеи элементарных частиц, которым в конечном счете соответствует материальная частица как объект. Эта универсальная конструкция мне понятна. Причем альтернатива есть гораздо более фундаментальная структура нашей мысли, чем треугольник. Но математически точное осуществление твоей программы представляется чрезвычайно трудным. Ибо оно требует такой высокой абстракции мысли, какой до сих пор, по крайней мере в физике, еще никогда не было. Мне это было бы явно не под силу. А вот нашему молодому поколению абстрактное мышление дается легче. Так что ты обязательно должен предпринять эту попытку вместе со своими сотрудниками. Тут в беседу включилась Элизабет, прислушивавшаяся к нам издали: «Вы думаете, вам удастся заинтересовать молодое поколение такими трудными проблемами, касающимися мироздания? Если судить по тому, что вы иногда рассказываете о физике в больших исследовательских центрах здесь или в Америке, то создается впечатление, что как раз у молодого поколения все интересы обращены к частностям, словно на изучение широких мировых взаимо- связей наложено какое-то табу. О них не принято говорить. Не происходит ли сейчас с физикой то же, что с астрономией на исходе античности, когда все довольствовались вычислением солнечных и лунных затмений методом наложения циклов и эпициклов и забыли за таким занятием гелиоцентрическую планетную систему Аристарха? Не случится ли так, что интерес к вашим общим вопросам полностью угаснет?» Но я не хотел здесь быть таким пессимистом и возразил: «Интерес к частностям хорош и необходим, потому что мы в конечном счете хотим знать, как все обстоит на деле. Ты помнишь, что Нильс тоже всегда любил цитировать этот стих: «Лишь полнота ведет к ясности». И табу на проблемы мировой взаимосвязи меня не так уж расстраивают. Ведь табу вводится не для того, чтобы запретить вещь, о которой не принято говорить, а для того, чтобы защитить ее от болтовни и насмешек большинства. С незапамятных времен обоснованием табу было то же самое, что и у Гёте: «Только мудрому откройся, ведь толпа лишь насмеется...» Так что не надо восставать против табу. Снова и снова будут появляться молодые люди, задумывающиеся о великих взаимосвязях уже потому, что хотят во всем быть честными; и дело вовсе не в том, много их или мало».

Кто раздумывает о философии Платона, тот знает, что мир определяется образами. Пусть поэтому и мое описание этих бесед завершится образом, неизгладимо запечатлевшимся в моей памяти последних мюнхенских лет. Мы вчетвером, Элизабет, два наших старших сына и я, ехали по пышно цветущим лугам через холмы между Штарнбергерзее и Аммерзее в Зеевизен, чтобы посетить Эриха фон Хольста в Институте Макса Планка по исследованию поведения. Эрих фон Хольст был не только отличным биологом, но и хорошим альтистом и скрипичным мастером, и мы хотели попросить у него совета о музыкальном инструменте. Сыновья, в то время молодые студенты, захватили с собой скрипку и виолончель на случай, если представится возможность помузицировать. Фон Хольст показал нам свой дом, который он с художественным вкусом и фантазией спроектировал и построил во многом собственными руками, и провел нас в просторную гостиную, куда в этот солнечный день через распахнутые окна и двери балкона широким потоком вливался свет. При взгляде наружу взор падал на ярко-зеленые буки под синим небом, на фоне которого носились в воздухе пернатые, опекаемые зеевизенским институтом. Фон Хольст достал свой альт, сел между двумя молодыми людьми и начал играть с ними ту написанную молодым Бетховеном серенаду в ре-мажоре, которая бурлит жизненной силой и радостью и в которой доверие к центральному порядку повсюду берет верх над малодушием и усталостью. И когда я ее слушал, то в ней воплотилась для меня уверенность, что, пока существует человек, всегда будет продолжаться это — жизнь, музыка, наука,— пусть даже мы сами лишь краткое время можем участвовать в общей работе,— по словам Нильса, всегда одновременно и зрители, и действующие лица в великой драме жизни.