На
дворе стоял 1981 год. Джон Шварц услышал в коридоре знакомый голос.
«Эй, Шварц, ты нынче в скольких измерениях?» Это Фейнман, в те времена
еще не «открытый», — культовая фигура лишь в разреженных сферах физики.
Фейнман считал теорию струн сумасбродной. Шварц не возражал. Он уже
привык, что к нему не относятся серьезно. В тот год один
старшекурсник представил Шварцу нового юного коллегу по фамилии
Млодинов. Когда Шварц вышел, старшекурсник покачал головой. «Он лектор, а
не настоящий профессор. Девять лет тут уже, а все никак постоянное
место не получит». Смешок. «Работает над этой своей безумной теорией в
двадцати шести измерениях». Вообще-то старшекурсник заблуждался: все
начиналось, да, с теории двадцати шести измерений, но с тех пор она
усохла до десяти. Все равно многовато. Долгие годы теория кишела и
другими «затруднениями», как их называют физики, — содержала
предсказания, мало походившие на реальность. Отрицательными
вероятностями. Частицами мнимых масс, движущимися быстрее света. И все
равно Шварц оставался предан своей теории — ценой собственной карьеры. Есть такой фильм, «10 причин моей ненависти», он нравится Алексею. Это кино о группе старшеклассников, в котором
героиня выходит к доске и читает всему классу стихотворение о десяти
причинах ее ненависти к бойфренду, хотя на самом деле это стихотворение о
ее любви к нему. Легко представить Джона Шварца, читающего подобный
опус, посвященный его теории: он любил ее и не бросал — вопреки, а
иногда и благодаря ее трогательным маленьким погрешностям. Шварц
видел в струнной теории нечто такое, чего не замечали прочие: некую
глубинную математическую красоту, которая, по его ощущениям, не могла
быть случайна. То, что развитие теории давалось с большим трудом, никак
его не обескураживало. Он пытался решить задачу, о которую преткнулся
Эйнштейн и все остальные после него: согласование квантовой теории с
относительностью. И простого решения не предвиделось. В отличие
от теории относительности, первая обобщенная квантовая теория не
рождалась десятки лет после открытия Планком квантования энергетических
уровней. Все изменилось в 1925–1927 годах благодаря усилиям австрийца
Эрвина Шрёдингера и немца Вернера Гейзенберга. Независимо друг от друга
они открыли — возможно, точнее будет сказать «изобрели» — элегантные
теории, объяснявшие, как заменить ньютоновы законы движения другими
уравнениями, включавшими принципы квантовой теории, выведенные за
последние несколько десятилетий. Две новые теории получили названия волновой механики и матричной механики соответственно.
Как и в случае специальной теории относительности, следствия квантовой
теории были заметны лишь в отрыве от повседневной жизни, на сей раз — не
из-за бешеной скорости, а из-за малости размеров. Поначалу не только
связь между двумя теориями и теорией относительности оставалась
невнятной, но и их отношения между собой. Математически они выглядели
столь же разными, сколь их первооткрыватели. Вообразите
Гейзенберга — добропорядочного немца, в идеальном костюме и при
галстуке, на столе у него полный порядок. Постепенно превратившись из «всего лишь националиста»
в «умеренного пронациста», Гейзенберг возглавил работу Германии над
атомной бомбой. После войны он пытался отбиваться от издевок методом
«ну-да-но-я-на-самом-деле-это-все-через-силу». Гейзенберг создал свою
теорию, активно опираясь на экспериментальные данные, в сотрудничестве с
коллегой-физиком Максом Борном и будущим штурмовиком Паскуалем Йорданом.
Вместе они разработали теорию, объединившую разрозненные физические
правила и закономерности, наблюдавшиеся физиками более двадцати лет.
Физик Мёрри Гелл-Манн описывал этот процесс так: «Они слепили это все воедино. Выработали всякие правила сложения. Как-то раз Борн был в отпуске, а
они при помощи этих правил переизобрели матричное умножение. Они и не
знали, что это. Когда Борн вернулся, он, должно быть сказал: "Постойте,
господа, это же теория матриц”». Физика привела их к рабочей
математической структуре. А вот Шрёдингера представьте Дон Жуаном
физики. Он как-то писал: «Не бывало такого, чтобы женщина переспала со
мной и не пожелала бы, как следствие, прожить со мной всю ее жизнь». Тут самое время и место заметить, что Гейзенберг, а не Шрёдингер предложил принцип неопределенности. В
своем подходе к квантовой теории Шрёдингер более полагался на
математические рассуждения, нежели на экспериментальные данные, как у
Гейзенберга. Представьте серьезного Шрёдингера — с легчайшей тенью
улыбки на лице, лохматого, почти как Эйнштейн. Он задумчиво что-то пишет
во вполне школьную тетрадку. Пошумите — и он, нимало не заботясь об
этикете, засунет в каждое ухо по жемчужине, чтобы не отвлекаться. Но
одной тишины его творчеству мало. Его волновая теория появится не во
время протяженного монашеского отшельничества, а в разгар того, что
принстонский математик Герман Вайль назвал «поздним эротическим
всплеском его жизни». Шрёдингер
впервые записал свое волновое уравнение на свидании на горнолыжном
курорте, пока его жена была в отъезде в Цюрихе. Говорят, что общество
его загадочной визави питало его безумную плодовитость целый год. Такое
сотрудничество обычно не отмечают в статьях; не было соавторов и у
статей Шрёдингера. Имя этого конкретного соавтора, похоже, утеряно
навсегда. Хотя у Шрёдингера условия труда были получше,
эквивалентность его волновой механики и матричной механики Гейзенберга
вскоре доказал английский физик Поль Дирак. Единая теория, которую они
представляли, получила нейтральное название квантовой механики. Дирак
также расширил квантовую механику и включил в нее принципы специальной
теории относительности (и разделил Нобелевские премии за квантовую
механику 1932 и 1933 годов). Дирак, однако, общую теорию относительности
в свои рассуждения не включил. И на то есть причина: сделать это
невозможно. Эйнштейн, родитель обеих теорий, отчетливо видел
конфликт между ними. Хотя общая теория относительности глубоко
ревизовала взгляды Ньютона на Вселенную, она сохранила одну из
«классических» догм: определенность. Располагая нужной информацией о
системе — хоть о вашем теле, хоть обо всей Вселенной, — вы могли бы,
согласно парадигме Ньютона, рассчитать события будущего. А вот по
квантовой теории это не так. Именно это Эйнштейн терпеть не мог в
квантовой механике. Сила чувства привела его к отвержению этой теории.
Последние тридцать лет жизни он пытался расширить общую теорию
относительности так, чтобы она включала все силы природы, и надеялся,
что в процессе ему удастся разобраться с противоречием между теорией
относительности и квантовой теорией. Не удалось. Через тридцать лет
после смерти Эйнштейна Джон Шварц почуял, что нашел ответ. |