НАУКА И ХРИСТИАНСТВО

НОВАЯ ЗЕМЛЯ ГЕЙЗЕНБЕРГА

(Окончание. Начало на предыдущей странице)

Видение матрицы

Почувствовав недомогание, Вернер попросил у Бора двухнедельный отпуск и отправился на остров Гельголанд, чтобы на морском воздухе справиться с болезнью. Из окон домика, притулившегося на краю скалистого утеса, открывался вид на водный простор, и Вернер не раз вспоминал слова Бора о том, что при взгляде на море человек словно впитывает крупицу бесконечности. И это произошло!

«Несколько дней оказалось достаточно, – вспоминал Гейзенберг, – чтобы отбросить математический балласт, всегда неизбежно накапливающийся в таких случаях... Было уже три часа ночи, передо мной лежал окончательный результат расчетов. В первый момент я до глубины души испугался. У меня было ощущение, что я гляжу сквозь поверхность атомных явлений на лежащее глубоко под нею основание поразительной внутренней красоты, и у меня почти кружилась голова от мысли, что я могу теперь проследить всю полноту математических структур, которые там, в глубине, развернула передо мной природа». Математик был так взволнован, что, не в силах уснуть, пошел на оконечность острова, взобрался на одиноко выступавшую в море скалу-башню и на вершине ее встретил рассвет.

При расчетах Гейзенберг догадался использовать «уравнения для линейных алгебраических форм», проще говоря, матрицу – таблицу, в ячейки которой подставляются цифры. До него механические законы внутри атома пытались описать обычными уравнениями для координат и скоростей электронов, но это не действовало: местонахождение и движение никак между собой не согласовались. Физики тогда еще не знали, что микрокосмос устроен весьма странно: у частицы можно определить или ее скорость, или ее координату, но одновременно они не наблюдаются. Гейзенберг же интуитивно сумел составить такую матрицу, по которой можно представить и координаты, и импульс (скорость) электрона, не коммутирующие друг с другом. Причем, как ни удивительно, его уравнения не противоречили законам старой механики, например, закону сохранения энергии. Позже, в 1932 году, Гейзенберг получил за это (за создание основ современной квантовой механики) Нобелевскую премию.

Кто его не понял

Европа продолжала безмятежно жить, не замечая марширующих по улицам Германии колонн горластых парней в коричневых рубашках. В пивных Мюнхена гремели речи низенького, дерганого человечка – Адольфа Гитлера, но его визгливый голос не долетал до правительственных кабинетов. Тем более не реагировал на это научный мир – он был занят обсуждением открытия Гейзенберга.

Большинство сразу оценило квантовую теорию. Среди немногих сомневающихся, как ни странно, оказался человек, которого уж никак не заподозришь в косности мышления, – Альберт Эйнштейн. После доклада в Берлинском университете он пригласил Вернера зайти к нему домой и пару часов «пытал» его, не веря, что у электронов нет орбит, что они не вращаются вокруг атомного ядра, а пребывают не понять где – и в пространстве, и вроде как вне пространства... Гейзенберг не знал, как объяснить, и ответил:

– Надеюсь, моя математическая схема происходящего в атоме в полном порядке, однако ее связь с обычным языком еще не установлена.

Спустя несколько лет озарение, посетившее ученого на острове Гельголанд, было подтверждено новым его открытием. О нем Гейзенберг позже писал так: «Когда спрашивают, в чем, собственно, заключалось великое достижение Колумба, открывшего Америку, приходится отвечать, что дело было не в идее шарообразности Земли, позволяющей проникнуть в Индию западным путем, – эта идея рассматривалась и другими. Дело было и не в тщательной подготовке экспедиции, что также могли осуществить другие. Самым трудным в этом путешествии-открытии было решение оставить всю известную до тех пор землю и плыть так далеко, имея провиант только в один конец... Когда вступаешь на действительно новую землю, может случиться так, что мало воспринять содержание новых идей, надо еще и изменить саму структуру мышления, чтобы понять новое».

Не играет в кости?

Итак, в 1927 году Гейзенберг сформулировал неслыханный доселе «принцип неопределенности», который все расставил по своим местам и который сейчас считается «одним из основополагающих и всеобъемлющих во всей науке». Гейзенберг окончательно доказал, что невозможно одновременно получить точную информацию и о положении, и о скорости элементарной частицы. Более того, НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ – это «условие существования» всех материальных предметов во вселенной. Стоит вглядеться в мир пристальней (на атомном уровне), как окажется, что его состояние зависит от того, каким именно образом мы его наблюдаем. Сей факт не укладывается в голове, но экспериментально он подтвержден: если посмотреть на «первокирпичик» материи с одной стороны, то перед нами будет телесная частица, а если взглянуть с другой – то это будет волна, не имеющая тела.

Объяснить такую двойственную неопределенность можно лишь тем, что «первокирпичик» имеет особую, нематериальную сущность. Он «не является вещью» в нашем понимании и вообще неизмерим, его нельзя измерить целиком. Единственный способ охватить его своим пониманием – это представить его образно или математически, как это сделал Гейзенберг.

В каком-то смысле «первокирпичик» и есть образ. Когда мы смотрим на картину, созданную художником, мы точно так же, как и в случае с «первокирпичиком материи», не имеем возможности измерить ее художественность. И открывается она также двояко. Если мы всмотримся внимательно, приставив нос к полотну, то увидим наплывы масляной краски. Но стоит отойти на несколько шагов – и перед нами уже чудесный пейзаж, синее небо, солнечный свет, струящийся сквозь листву, и т.д. В этой картине живет «принцип неопределенности», ибо измерительными приборами ее содержание неопределимо.

Несмотря на фантастичность открытия, научный мир его признал, поскольку оно подтверждалось всеми физическими наблюдениями и экспериментами. Среди немногих сомневающихся оказался все тот же Эйнштейн. В ресторане отеля, где жили участники Брюссельского конгресса физиков, во время спора с Нильсом Бором он припечатал «принцип неопределенности» своей знаменитой фразой: «Господь Бог не играет в кости».

Позже Гейзенберг пытался оправдать упрямство Эйнштейна, который до конца жизни не принял квантовой теории, хотя она уже стала составной частью физики: «Эйнштейн посвятил труд своей жизни исследованию объективного мира физических процессов, которые в пространстве и времени протекают независимо от нас по своим незыблемым законам. А тут вдруг стали утверждать, что если углубиться в атомы, то такого объективного мира в пространстве и времени вовсе и нет... Он не мог позволить, чтобы почва ушла из-под его ног». Фразу Эйнштейна «Бог не играет в кости» сам Гейзенберг не комментирует, но приводит ответную реплику своего друга Нильса Бора: «Все-таки наша задача не может состоять в том, чтобы предписывать Богу, как Он должен править миром».

Щелка в заборе

Действительно, знаменитая фраза про «кости» хоть и впечатляет, но внутри пуста. Есть в ней что-то от иудейской традиции, ведь именно евреи, имея «договорные» отношения с Богом, подчас берут на себя смелость прогнозировать Его действие в мире, для них все определено. Христианина же «неопределенность» в мироздании не может смутить. Страх Божий и доверие к Нему вообще снимают все вопросы: раз так устроен мир, значит, так Ему угодно. А если все же возникают вопросы, то ответы могут найтись самые разные, вплоть до противоположных по смыслу. Например, «неопределенность» в материи можно понять как ее поврежденность, ведь из рая человек был переселен в мир несовершенный, смутный, где есть место хаосу и смерти. Или же, наоборот, в «неопределенности» можно увидеть непременное условие для Божьего Произволения. Из христианской аскетики мы знаем, что Бог посещает лишь сокрушенные сердца, в которых порушена «самость» и которые поэтому способны стать глиною в руцех Божиих. Точно так же можно толковать и «принцип неопределенности» в материи: он позволяет Творцу в любой момент вылепить из нее новые формы. Так что странные, не постижимые уму свойства элементарных частиц – это всего лишь эластичность материала, из которого Бог выстроил мироздание.

Возможно и третье объяснение открытого Гейзенбергом принципа. Существует такая универсальная теория: ни одна замкнутая система сама по себе существовать не может, у нее обязательно должна быть связь с иным, более высшим, надсистемным уровнем. В противном случае она гибнет – и тому есть множество примеров в природе, в биосфере, да и в духовной жизни. И вполне возможно, наш материальный космос невидимо связан с более высшим, тонким, ангельским миром. Если это так, то непонятная неопределенность, обнаруженная физиками в атоме, – это всего лишь взгляд с «нашей» стороны. Мы не видим атом целиком, поскольку частично он находится в ином мире, и поэтому не можем составить о нем правильного мнения. Иными словами, наблюдаемые в атоме невещественные сполохи-кванты – это узкие щелки в заборе, которым ангельский мир отделен от нашего мира. Издали этот забор с плотно подогнанными досками кажется непроницаемой стеной, но стоит поднести к ней огромный микроскоп – и вот они, маленькие дырочки, из которых льется непознаваемый свет...

Как бы там ни было, открытие, явленное Гейзенбергу, никак не противоречит христианскому мировоззрению, поэтому его верующая душа и сумела вместить это.

Бог и физики

Тот знаменитый конгресс физиков, на котором прозвучала фраза «Бог не играет в кости», Гейзенберг подробно описал в книге «Часть и целое». На нескольких страницах он передает религиозный спор, возникший между физиками в ресторане гостиницы. Из него видно, как по-разному ученые верили в Бога. Эйнштейн, по словам Вольфганга Паули, обладал «чувством центрального порядка вещей, но едва ли имел представление о личностном Боге». Сам Паули (Нобелевский лауреат, предсказавший существование нейтрино) придерживался «золотой середины» и отшучивался. Когда в споре англичанин Поль Дирак (также Нобелевский лауреат, разработчик квантовой статистики) заявил себя атеистом, Вольфганг воскликнул: «Нет-нет, у нашего друга Дирака есть религия; главный догмат этой религии гласит: «Нет никакого Бога, и Дирак – пророк его». Гейзенберг почти не принимал участия в разговоре, но рассказал собравшимся о самом авторитетном немецком физике Максе Планке: «Он и в мыслях, и в поступках принадлежит христианской традиции, но субъективные и объективные стороны мира, то есть религия и естествознание, у него четко разъединены. Признаться, мне такое разделение не по душе. Я сомневаюсь, что человеческие общества смогут долгое время жить с таким резким отграничением знания от веры».

Христианин Гейзенберг тогда и представить не мог, что в ближайшие годы ему под угрозой пыток и смерти предстоит доказать, что научное знание нельзя отделять не только от религии, но и просто от человеческой совести.

В гестапо

В 1933 году Гитлер пришел к власти в Германии. О том, как повел себя Гейзенберг при новом режиме, к сегодняшнему дню написано литературы, пожалуй, больше, чем о его научной деятельности. Всякого рода свидетельства, воспоминания утверждают диаметрально противоположное. Некоторые источники (преимущественно американские и английские) акцентируют на том, что Гейзенберг «радовался успехам немецкой армии», получившей реванш в Европе после позорного Версальского мирного договора. А бывший его аспирант Эдвард Теллер (будущий создатель американской водородной бомбы) вспоминал, что в 1939 году он указал на бесчинства нацистов и спросил учителя, почему бы тому не покинуть Германию. И Гейзенберг ответил: «Если мой брат украдет серебряную ложку со стола, он не перестанет быть моим братом». Другие же источники свидетельствуют, что Гейзенберг ездил к Максу Планку советоваться, стоит ли ему покидать родину... Впрочем, будем придерживаться документов.

Один из таких документов – газета «Der Schwarzer Korps» («Черный корпус»), официальный орган СС. В июле 1937 года в ней появилась статья Йоханнеса Штарка, который вместе с Филлипом Ленардом (оба Нобелевские лауреаты) был инициатором кампании за «арийскую физику». В погромной статье Штарк пишет о «белых евреях» в науке и называет имя Гейзенберга. Хотя Гейзенберг был «чисто арийского происхождения», он – и это в газете звучало обвинением – не вступил в национал-социалистическую партию, отказался подписать манифест ученых в поддержку Гитлера и «пропагандировал теорию относительности Эйнштейна». Обеспокоенный Вернер попросил свою мать поговорить с ее подругой, матерью Гиммлера, и, кроме того, написал письмо лично рейхсфюреру СС, требуя оградить его от нападок. Гиммлер в ответ поручил шефу гестапо Гейдриху провести дознание. Гейзенберга стали вызывать в берлинскую штаб-квартиру гестапо на допросы. Из тех посещений Вернеру запомнилась надпись на стене подвала: «Дышите глубоко и спокойно».

После проверки устрашением ученого пригласили... возглавить крупнейший финансируемый государством НИИ Германии – Институт физики Общества кайзера Вильгельма. За «кнутом» последовал «пряник». Гейзенберг отказываться не стал. В 1940 году он как-то обронил: «В происходящей сейчас катастрофе никто из нас не может ничего изменить. Но после нее жизнь будет продолжаться – здесь, и в России, и в Америке, повсюду...» Ученый надеялся, что работа его института пригодится в будущем для мирной атомной энергетики. Но вскоре ему «предложили» иное: возглавить исследования в Uranverein («Урановом клубе») по созданию супероружия – атомной бомбы.

Быть или не быть

Самое страшное заключалось в том, что бомбу действительно можно было сделать. Немецкая школа физики считалась самой передовой в мире, и, хотя много ученых эмигрировало из Германии (в основном, евреев), «Урановый клуб» представлял мощный коллектив светил с мировыми именами. В их числе, например, был Отто Ган – тот, кто первым расщепил ядро атома и открыл цепную реакцию. Как это ни странно, немцы же первыми... запатентовали бомбу. В британском журнале «Мир физики» была опубликована их схема плутониевого оружия, в которой использовалась реакция расщепления. Кроме лучших «мозгов», Германия, завоевавшая пол-Европы, обладала и мощной индустрией, специально для уранового проекта в Норвегии был построен большой завод по производству тяжелой воды. К 1941 году «Урановый клуб» далеко опередил американцев в исследованиях деления ядра. Как писал позднее сам Гейзенберг, «в сентябре 1941 года мы увидели, что перед нами прямая дорога к созданию атомной бомбы». Эта «дорога» и привела его к порогу дома Нильса Бора.

Осенью под благовидным предлогом уговорить Бора принять участие в немецко-датской научной конференции Вернер приехал к другу в оккупированный немцами Копенгаген. Нильс принял его настороженно. Тот факт, что он наполовину еврей, теперь был существенен: он ожидал репрессий со стороны соотечественников Гейзенберга. Вернер, опасаясь «прослушки» гестапо, намеками дал понять другу, что его исследования вплотную подошли к созданию бомбы. Это была первая часть послания – и, как считал Гейзенберг, через Бора она дойдет до союзников. Вторая часть касалась трудного вопроса: что делать физикам в такой ситуации? Если саботировать создание бомбы, то нужно это делать с обеих сторон. Гейзенберг не хотел, чтобы его родину превратили в радиоактивные руины...

Вторую часть речи с подтекстом вспыльчивый и уязвленный Нильс Бор не услышал. Он даже не понял, чем рискует его друг, сообщая ему важнейший военный секрет Германии. Он услышал только одно: Вернер делает бомбу. И ничего не ответил. Расстались они холодно, дружбе их пришел конец.

Вопрос «быть или не быть» так и повис в воздухе. 4 июня 1942 года имперский министр вооружений Альберт Шпеер созвал в Берлине совещание, желая выяснить перспективы уранового проекта. От Гейзенберга ждали прямого ответа: будет бомба или нет? Вернер ответил: нет. Мол, потребуется слишком много лет и средств. Поверив ученому, проект закрыли, и группе Гейзенберга поручили делать «урановую машину» (ядерный двигатель) для подводных лодок. А Нильс Бор тем временем был тайно переправлен в Америку и подключен союзниками к проекту «Манхэттен» – созданию американской бомбы.

Союзники не знали, как продвигаются урановые дела в Германии, и решили ликвидировать Гейзенберга. В Швейцарию, где ученый в декабре 44-го должен был делать доклад перед студентами Цюрихского университета, американцы послали агента Берга, сына украинского еврея-эмигранта. Берг пришел на лекцию, внимательно прослушал доклад о чудном мире квантовой механики, о котором Гейзенберг говорил с увлечением, и взялся проводить его до гостиницы. Всю дорогу этот молодчик сжимал в кармане пистолет... Стрелять в профессора он не стал.

Опасения американцев были небезосновательны. Что-то у немцев все-таки делалось. Как утверждают историки, в конце войны, помимо «Уранового клуба» Гейзенберга, в Германии была собрана группа Курта Дибнера, которому поручили разработать тактическое ядерное оружие против наступления советских войск. Есть свидетельства очевидцев, что это оружие испытывалось 12 октября 1944 года на о.Рюген в Балтийском море: «Сверкнула ослепительная вспышка, и появилось густое облако в форме гриба. Деревья, стоявшие вокруг, превратились в уголь. Не осталось ничего живого». Но время все равно было упущено, построить бомбу для армии уже не успевали.

Открытая дверь

Конец войны Гейзенберг встретил около циклотрона в подвале, который был вырыт в горе под церковью старинного замка, недалеко от южно-немецкого городка Хайгерлох. Когда появились французские танки, Вернер на велосипеде отправился в соседний городок, где оставались его жена и двое детей. Там его и арестовали. Затем последовал многомесячный плен немецких физиков на территории Англии. Там 6 августа 45-го года они узнали о бомбардировке Хиросимы и Нагасаки. Гейзенберг вспоминал, что всех больше был поражен Отто Ган, первооткрыватель расщепления урана и ярый противник атомного оружия. «Потрясенный и разбитый, Ган ушел в свою комнату, и мы серьезно опасались, что он что-то сделает с собой».

Жизнь продолжалась. В новообразованной ФРГ Гейзенберг возглавил институт физики, активно боролся с президентом Аденауэром, чтобы Германия, в отличие от Франции, не обзаводилась ядерным оружием, и добился своего. Он еще дальше продвинулся в изучении квантового мира, выступал на международных конференциях, встречался на них с бывшим другом Нильсом Бором. Неоднократные попытки объясниться с ним не удавались – Нильс упрямо отмалчивался, мол, что было, то было. После смерти Бора в его бумагах нашли начатое письмо с упреками в адрес Гейзенберга. Если бы он отправил его по назначению, то конфликт, может быть, и разрешился.

К концу 60-х годов Гейзенберг в сотрудничестве с Вольфгангом Паули вплотную подошел к открытию «единой теории поля» – универсального уравнения «праматерии», которое должно было всеохватно описать все виды материи. Но смерть Паули прервала работу. Сам же Гейзенберг, так многими и не понятый, прекратил свой земной путь в 1976 году и был похоронен по христианскому обычаю.

После себя он оставил новую научную картину мира. Если в прежней, классической, физике не было места для Бога, то теперь ее двери широко распахнуты для явления миру удивительного, не постижимого умом знания.

М.СИЗОВ

назад

вперед