Когда мы перестали понимать мир - Бенхамин Лабатут

Когда Бор вернулся из отпуска, Гейзенберг сказал ему: существует абсолютный лимит того, что мы можем узнать о мире.

Не успел его руководитель переступить порог университета, как Гейзенберг взял его под руку и потащил в парк, не дав ему даже оставить чемоданы и стряхнуть снег с пальто. Гейзенберг сказал, что смог объединить свою гипотезу с теорией Шрёдингера. Они с Бором шли всё глубже в парк, он нес чемодан своего шефа и не обращал внимания на его жалобы. Объединив эти две теории, он понял, что у квантовых частиц нет какой-то одной идентичности, они живут в пространстве возможностей, которые накладываются друг на друга. Электрон, объяснил Гейзенберг, не существует только в одном месте, а сразу в нескольких; у него не одна скорость, а множество. Волновая функция показывает все эти возможности, наложенные одна на другую. Гейзенберг забыл проклятые споры между волнами и частицами и снова сосредоточил внимание на числах, чтобы найти направление. Проанализировал вычисления Шрёдингера и свои и обнаружил, что некоторые свойства квантового объекта – положение, количество движения – существуют парами и вступают в престранную связь. Чем четче становится одна идентичность электрона, тем более размывается другая. Например, если электрон занимает только одно положение, с абсолютной уверенностью можно сказать, что, как только он замрет на орбите, как насекомое, приколотое булавкой к стене, его скорость станет совершенно неопределенной. Он может быть неподвижным, может перемещаться со скоростью света, но этого не узнать. Справедливо и обратное! Если у электрона есть точное количество движения, его положение становится таким же неопределенным: он может быть и у тебя в ладони, и на другом конце Вселенной. Эти две переменные абсолютно математически комплементарны. Зафиксируй одну, и растворишь другую.

Гейзенберг остановился перевести дух. До сих пор он говорил без остановки и так перенапрягся, влача чемоданы Бора по снегу, что покрылся испариной. Он настолько увлекся собственными мыслями, что не заметил, как Бор отстал от него на несколько метров и крайне сосредоточенно смотрел себе под ноги. Гейзенберг, кажется, даже слышал, как работают шестеренки у его учителя в голове, перемалывают мысли, извлекают из них суть. Когда он подошел к Бору, тот спросил: такие двойственные связи справедливы только для этих двух переменных? Не успев отдышаться, Гейзенберг ответил, что нет: эти отношения определяют разные аспекты квантового мира, например время, которое электрон провел в этом состоянии, заряд, который у него был в тот момент. Бор хотел понять, возникают ли эти отношения на всех уровнях материи или только на уровне субатомных частиц. Гейзенберг заверил его: они есть и между электронами, и между ним и Бором; влияние на макроскопические объекты неощутимое, зато на частицы – колоссальное.

Гейзенберг достал листы, на которых делал свои новые вычисления, Бор уселся в снегу и начал читать. Он молча смотрел записи, и Гейзенбергу показалось, что прошла целая вечность, прежде чем он досмотрел и попросил помочь ему подняться. Они продолжили прогулку, чтобы согреться. Бору было интересно, можно ли проверить эту теорию? Быть может, это сделают будущие поколения ученых, когда появятся более совершенные технологии. Нет, ответил Гейзенберг. Речь идет об основном свойстве материи, о принципе, который лежит в основе устройства вещей; из-за него у явлений не может быть несколько совершенно определенных свойств одновременно. Его первое предчувствие оказалось верным: «увидеть» квантовую частицу невозможно по той простой причине, что у нее не одна природа. Подсветить одно ее свойство – значит скрыть другое. Лучше всего описывает квантовую систему не образ и не метафора, а комбинация цифр.

Они вышли из парка и пошли по улицам города, живо обсуждая последствия открытия Гейзенберга, которое Бор назвал краеугольным камнем в основании по-настоящему новой физики. Говоря философскими категориями, добавил он, беря ученика под руку, налицо конец детерминизма. Принцип неопределенности Гейзенберга вдребезги разбил надежды тех, кто верил в физику Ньютона, которая обещала понятный, как часовой механизм, мир. Детерминисты считали, что достаточно открыть законы, по которым существует материя, чтобы узнать самое давнее прошлое и заглянуть в самое далекое будущее. Если всё, что происходит, – прямое следствие более раннего состояния, то нужно лишь посмотреть в настоящее, поскорее всё рассчитать, и тогда обретешь знание, подобное божественному. В свете открытия Гейзенберга прежние предположения превращались в химеры: то, до чего нам не дотянуться, – не будущее. Но и не прошлое. Это настоящее. Даже состояние одной крохотной частицы нельзя постичь до конца. Как бы мы ни разглядывали основы под лупой, всё равно что-нибудь останется размытым, неопределенным, неточным; реальность будто позволяет нам всегда видеть мир четко лишь одним глазом.

Гейзенберга пьянило вдохновение, и он заметил, что они с Бором проделали практически тот же самый путь, что и той ночью, когда ему было озарение, только в обратном направлении. Наставник сразу же ответил ему в тему беседы: если мы не можем одновременно знать столь простые вещи, как положение и траектория движения электрона, то предугадать путь от одной точки до другой не сможем и подавно – можем иметь в виду только множество возможных путей. Вот в чем гениальность уравнения Шрёдингера: он сумел приметать бесконечное множество жизней частицы, все ее состояния и траектории к одному полотну – к волновой функции, которая показывает их наложение друг на друга. Там, где прежде каждой причине соответствовало следствие, теперь раскрылся целый веер возможностей. По сути своей физика не нашла прочную и безошибочную реальность, о которой грезили Шрёдингер и Эйнштейн; ту, где правит рациональный бог и дергает за ниточки мироздания. Они нашли царство странностей и чудес, детище капризной многорукой богини, которая играет со случаем.

Они проходили мимо того бара, откуда Гейзенбергу удалось сбежать, и Бор сказал, что его открытие стоит отпраздновать за бокалом пива. Хозяин только что открыл заведение, внутри было пусто, но при мысли о том, чтобы снова сесть там, Гейзенбергу стало тошно. Он предложил найти какое-нибудь кафе и выпить чего-нибудь горячего. Датчанин возразил: кто же празднует за кофе? И подтолкнул своего подопечного внутрь.

Они сели за тот же столик, который Гейзенберг занял той ночью. Бор заказал два пива, и они неспешно смаковали. Потом еще два, которые выпили залпом. Потом взяли еще, и Гейзенберг рассказал учителю о событиях той ночи: как незнакомец чем-то его напоил, как было страшно, как он поставил бутылку на стол, какие у него были ручищи, ну точно медвежьи лапы, и как сверкнуло лезвие ножа. Вспомнил горький вкус зеленого пойла, россказни того незнакомца, хлеставшие через край эмоции и свой позорный побег. Рассказал, что на улице стоял мороз, а у него начались завораживающие галлюцинации; корни деревьев пульсировали, в воздухе танцевали светлячки, он спрятал в ладонях одного, а потом огромная тень шла за ним по пятам до самого университета. Он рассказал всё о той ночи и о том, как провел следующие недели, как предчувствовал будущие события; как в голове вдруг началась настоящая буря идей и как с той ночи его одолевает неудержимое воодушевление. Однако почему-то кое-чего он так и не смог объяснить ни Бору, ни себе. Десятилетия спустя он поймет, а пока не может признаться, что видел мертвого ребенка у своих ног, а вокруг него в лесу стояли сотни темных фигур, словно предупреждали о чем-то, а потом вспышка света превратила их в пепел.