Эйнштейн (Жизнь, Смерть, Бессмертие)

10 Гейзенберг В. Замечания к эйнштейновскому наброску единой теории поля.
– В сб.: Эйнштейн и развитие физико-математической мысли. М., 1962, с. 65.

11 Эйнштейн, 4, 280,

Разумеется, "теория масштабов и часов" или "поведение масштабов и часов" - фигуральные выражения. Буквальное, конкретное понимание подобных выражений существовало издавна. Быть может, во II в. до нашей эры некоторые жители Сиракуз всерьез думали, что во дворе одного из домов их родного города лежит рычаг, при помощи которого Архимед перевернет Землю, как только получит в свое распоряжение точку опоры. Быть может, иные, не веря в существование такого рычага, уличали Архимеда во лжи. Примерно в такой же мере наивно думать, что "поведение масштабов и часов" имеет смысл лишь при наличии линеек, рулеток, хронометров и пользующихся ими наблюдателей. Речь идет о вещах, существовавших за миллиарды лет до любых наблюдателей и принадлежащей им аппаратуры. Мы уже имели случай заметить, что Эйнштейн описал объективные про

365

цессы с помощью "масштабов" и "часов", т.е. жестких стержней и периодически повторяющихся движений, а также с помощью "наблюдателей", которыми могут быть приборы, регистрирующие показания часов (число оборотов или число отрезков, пройденных телом после некоторого момента) и число уложенных между двумя точками твердых стержней. Устранить подобное понимание термина "поведение масштабов и часов" очень легко. Что действительно трудно (и что не сделано и не могло быть сделано Эйнштейном), - это указать микроскопические процессы, объясняющие соотношения между пространственными и временными измерениями ("поведение масштабов и часов") в движущихся одна относительно другой системах. Мы не можем и сейчас однозначным и достоверным образом показать, как микроскопическая структура вещества (быть может, атомистическая структура пространства-времени) приводит к соотношениям теории относительности Эйнштейна. Этим соотношениям подчинены все процессы в мире галактик, планет, молекул и атомов. Подчинено ли им поведение элементарных частиц в сколь угодно малых пространственно-временных областях? Мы этого пока не знаем. Если подчинено, то объяснение поведения масштабов и часов их атомистической структурой недостижимо: мы не можем отсылать "от Понтия к Пилату" и, объясняя природу соотношений теории относительности, апеллировать к процессам, подчиненным этим же соотношениям.

Однако можно предположить, что в очень малых, ультрамикроскопических областях имеют место соотношения, из которых вытекают соотношения теории относительности при переходе к большим областям пространства, к большим интервалам времени.

Переход к принципиально иным соотношениям и понятиям встретился нам при знакомстве с термодинамическими работами Эйнштейна и с классической термодинамикой XIX в. Это был переход от микроскопических движений отдельных молекул к состояниям макроскопических тел. Теперь мы имеем подчиненные соотношениям Эйнштейна движения. Быть может, задача состоит в том, чтобы перейти к этим движениям от ультра микроскопических состояний. Такая точка зрения в известной мере восходит к идеям Эйнштейна. Вспомним, что из теории относительности выросла новая, релятивистская теория

366

электрона, предполагающая превращение электронно-позитронных пар в фотоны и порождение электронно-позитронных пар из фотонов. Вспомним также то, что было сказано в связи с изложением квантовой механики и позиции Эйнштейна: за тридцать лет, прошедших после указанных открытий, трансмутации элементарных частиц, превращения частиц одного типа в частицы другого типа, объяснили множество фактов. За это время появилось и развилось представление об излучении частицей частиц иного типа и их последующем поглощении.

Мы знаем, что частица, которая макроскопически обладает непрерывным бытием, на самом деле (в ультрамикроскопическом аспекте) превращается в иные частицы и вновь возникает из них.

Поэтому кажется естественным предположение о трансмутациях как об основе прерывности, дискретности атомистической структуры пространства-времени. Частица определенного типа переходит из одной элементарной, далее неделимой пространственной клетки в соседнюю в течение элементарного интервала, превращаясь в частицу иного типа и вновь возникая уже в другой клетке.

Такое предположение о неотделимости элементарных трансмутаций от элементарных переходов дает наглядное представление о дискретности пространства-времени. Если частица исчезает в данной клетке и возрождается в соседней, никакой сигнал не может быть отправлен на расстояние, меньшее элементарного, и в течение времени, меньшего элементарного. Два события пребывание частицы в точке х в момент времени t и пребывание частицы в точке х в момент времени t' - не могут быть разделены расстоянием, меньшим элементарного расстояния, и временем, меньшим элементарного интервала.

Предположение о дискретности пространства-времени кажется естественным хотя бы потому, что оно высказывалось на каждом этапе развития науки. Уже Эпикур - об этом речь пойдет в главе "Эйнштейн и Аристотель" - говорил о "кинемах", о микроскопических перемещениях атомов в течение "мгновений, постижимых лишь мыслью", с одной и той же скоростью. Тела, состоящие из атомов, могут двигаться с меньшей скоростью; они даже могут быть неподвижными, если число "кинем", направленных в одну сторону, примерно равно числу "кинем", направленных в обратную сторону.

367

Мир современных аналогов эпикуровских "кинем", мир элементарных трансмутаций-смещений может служить иллюстрацией, - разумеется, совершенно условной - тех закономерностей, которые Эйнштейн искал за кулисами закономерностей квантовой механики. Движение тождественной себе частицы подчинено соотношениям квантовой механики Рассматривая результат большего числа элементарных трансмутаций-переходов, игнорируя отдельные переходы, принимая во внимание макроскопическое движение частицы, мы не можем выйти за пределы этих соотношений: зная положение частицы в данный момент, мы можем узнать лишь вероятность ее скорости. Частица движется в определенную сторону, ее макроскопическая траектория имеет определенное направление, если вероятность элементарных сдвигов в эту сторону больше, чем вероятность элементарных сдвигов в другую сторону, В атом случае частица после большого числа переходов окажется прошедшей свой макроскопический путь, на котором определенное положение несовместимо с определенной скоростью. Здесь все подчинено статистическим закономерностям квантовой механики. Но это еще ничего не говорит о закономерностях, стоящих за кулисами квантовой механики.

Речь идет отнюдь не о каких-то "скрытых параметрах", не о каких-то неизвестных процессах, позволяющих точно определить в одном эксперименте положение и скорость движущейся частицы, найти закономерности движения этой частицы, определяющие достоверным образом не вероятность ее пребывания в данной точке, а самое пребывание. Подобных "скрытых параметров" нет, движение частицы (частицы, тождественной все время самой себе, частицы, движущейся, не исчезая и не возникая) определяется статистическими законами квантовой механики. Но такое движение представляет собой, быть может, только статистический результат большого числа элементарных процессов, к которым неприменимо понятие определенных или неопределенных динамических переменных.

Подобные схемы не претендуют на что-либо большее, чем роль условных иллюстраций, показывающих одно обстоятельство, важное для понимания и исторической оценки "бесплодных" идей Эйнштейна. Эти идеи отнюдь не тянули физику вспять, от квантово-статистической причинности к классической причинности. Приведенная

368

схема иллюстрирует принципиальную возможность такого развития теории микромира, которое отводит эту теорию еще дальше от классических представлений, чем квантовая механика, к идеям, еще более парадоксальным и "безумным" с точки зрения классической физики. Все дело в том, что процесс познания, каким он представлялся Эйнштейну, не встречает абсолютных границ в виде окончательно завершенных теорий и не возвращается назад. Процесс познания повторяет иногда уже пройденные циклы, но всегда на новой основе.

Уже в начале сороковых годов Эйнштейн подходил очень близко к идеям, созревающим сейчас, в семидесятые годы, в релятивистской квантовой физике в связи с изучением свойств элементарных частиц и различных взаимодействий полей. В начале этой главы приводились строки из письма Эйнштейна Гансу Мюзаму в 1944 г.
– в них говорится о "безжалостных тисках математических мучений".

Перед этими строками изложен общий замысел единой теории:

"Целью служит релятивистская характеристика физического пространства, но без дифференциальных уравнений. Последние не приводят к разумному пониманию квантов и вещества. Это в известном смысле отказ от принципа близкодействия, в котором мы со времен Герца были столь твердо уверены. У меня нет сомнений, что это возможно. В принципе это возможно без использования статистического метода, который я всегда считал гнилым выходом..." [12]