Роман Подольный – По образу и подобию (страница 13)
Разумеется, ни Ньютон, ни Гук и не собирались утверждать, что их модели верны во всех случаях и при любых условиях. То же относится и к многочисленным моделям атомного ядра.
Ну, а которая из них не только позволяет точнее рассчитывать происходящие в нем процессы, но и вернее раскрывать сущность их, структуру ядра?
Вот что пишут, например, такие известные советские физики, как Л. Ландау и Я. Смородинский: «Ясно, что никакая простая модель не может передать всех свойств столь сложной системы, какой является ядро… Не следует удивляться, если разные области явлений будут требовать для своего описания различные модели, иногда даже взаимоисключающиеся по своим свойствам». Вот как!..
В числе прочих причин очень мешает решению проблемы то, что на уровне элементарных частиц модели перестают быть наглядными.
Чтобы смысл этого превращения и значение его для науки стали яснее, начать придется издалека.
Страсть к наглядности
Есть имена, известные каждому культурному человеку. Одно из них — имя Пифагора. Даже марсианам в знак доказательства своей разумности герои Уэллса намеревались показать именно знаменитые «пифагоровы штаны». Но Пифагор был не только великим геометром, но и не очень великим мыслителем и политиком. Его ученики — пифагорейцы — довели недостатки гения до крайности. Они, например, захватывали города и учреждали там свою диктатуру, пытаясь провести в жизнь принципы — отнюдь не математические — своего учителя.
Даже города Великой Греции (включавшей собственно Грецию, Сицилию и побережье Малой Азии), терпевшие чуть ли не всякое тиранство в ту жестокую пору, восставали и изгоняли пифагорейцев.
Понятно, что у реакционной политико-философской организации было немало секретов. Но самая священная тайна учеников Пифагора была все-таки математической. Даже среди самих пифагорейцев в нее посвящались только избранные, достигшие высоких степеней посвящения. Это была тайна существования иррациональных чисел.
Для последователей Пифагора, славившего чистоту и ясность числа, объяснявшего сочетаниями чисел все в мире, утверждавшего, что все можно измерить, иррациональные числа были неприемлемы своей ненаглядностью, неопределенностью.
Здесь в крайней форме проявилось человеческое стремление к наглядности. Так уж устроено человеческое сознание, что ему удобнее постигать мир в конкретных формах, которые легко представить, обозреть, понять.
Все модели в конечном счете служат знанию, но можно попробовать все же выделить среди них модели познания сути — сути вещества, сути устройства мира. Здесь нет места, чтобы разобраться в их истории. Что ж, ограничимся примерами.
Знаете, что было первой моделью атома? Пылинка, пляшущая в солнечном луче! Когда-то Демокрит и за ним Лукреций пришли к выводу, что все в мире состоит из мельчайших невидимых частиц — атомов. Но о невидимом тоже нужно было составить представление. Вот его и помогла получить пылинка, «исчезающая» в темноте и «появляющаяся» в луче.
Я знаю серьезных физиков, считающих, что Демокрит не имел права на свою гениальную догадку; во всяком случае, говорят они, Демокрит должен был подчеркнуть гипотетичность положения об атомах — ведь на строгий опыт оно не опиралось. Однако за Демокритом, а не за человеком, впервые увидевшим атомы, осталась слава основателя атомистики.
А вот с микробами — «атомами» эпидемических болезней — вышло иначе. Слава их открытия принадлежит великому Левенгуку — тому, кто их увидел, но не понял их значения. Пастеру, увидевшему опасность микробов, вполне хватит своих признанных заслуг. Но и до Пастера и до Левенгука жил человек, утверждавший, что холеру и чуму переносят от человека к человеку мельчайшие, невидимые живые существа. И действовал он сообразно с этим утверждением — немецкий врач Филипп Теофраст Бомбаст Парацельс фон Гогенгейм. Правда, ему приходилось называть злостных невидимок маленькими злыми духами. Что делать — у каждой эпохи своя терминология, и откуда странствующему лекарю XVI века было взять определение «понаучнее»? Для нас важно здесь то, что «маленькие злые духи» были мысленными моделями неизвестных еще ядовитых микроорганизмов. Но эта модель была лишена наглядности — даже для суеверного XVI столетия. Идея погибла, едва родившись, чтобы воскреснуть лишь через триста лет.
Но вернемся к атому. Пылинка прослужила его моделью почти две с половиной тысячи лет. Зато потом ни одна модель его не могла удержаться на своем месте больше нескольких десятилетий.
Чем только не был атом — вернее, что только его не заменяло! И что-то вроде детской погремушки — модель, предложенная лордом Кельвином, представляла собой шар, по которому равномерно распределен положительный заряд, плюс — несколько «горошин», носителей электрических зарядов.
Резерфорд превратил атом из детской игрушки в солнечную систему, сосредоточив положительный заряд посередине его, а носителей отрицательных зарядов, электроны, сделав планетами. «Превратив», «сделав» — конечно, все эти слова относятся здесь не к самому атому, а к его модели.
Но в атоме — солнечной системе происходили совершенно невероятные вещи. Согласно «древним» законам Максвелла, заряженные тела, проходя через электромагнитное поле, должны терять энергию. Электроны при своем движении обязаны излучать часть своей энергии. И тогда… тогда непонятно, почему они до сих пор существуют! Ведь вместе с энергией неизбежно теряется масса. И электроны — все! — должны были давным-давно исчезнуть.
Тут-то великий земляк Гамлета Нильс Бор установил, что электроны теряют энергию только «порциями». Причем, для того чтобы такая порция — квант света — была излучена электроном, он должен перейти на новую орбиту вокруг ядра.
Знаете знаменитую английскую детскую сказку «Дом, который построил Джек»? Самуил Маршак перевел ее на русский язык. А физик В. Турчин из славного города Обнинска перевел на русский язык «физический» вариант этой сказки:
Написавший сказку англичанин посвятил свое сочинение ограбленному «Джеку, с извинениями».