Зеркальный мир

Зеркально-симметричное движение, возможное в соответствии с (ложной или устаревшей) теорией, в природе не происходит! Благодаря этому нам удается с помощью такого опыта различать левую и правую стороны. Единственная необходимая предпосылка заключается в том, что получатель нашего послания живет в пределах обычной материи, а не антиматерии. Ведь у нас есть две возможности отражения: обращение направления вращения и перемена знаков заряда частиц. Существует античастица ⁺– мезона - ^– – мезон. Этот ^– – мезон при своем распаде предпочитает другие направления спинов для возникающих продуктов деления.

Представлен ли портрет профессора Ли в отраженном виде? Или он только писал левой рукой и зеркальным шрифтом? Обратите внимание на пуговицы его костюма

Сравнив между собой рисунки, изображающие распад обоих мезонов, мы увидим, что в «антимире» направление спина у продуктов распада должно было бы быть таким же, как в случае зеркального отражения процесса распада в нашем мире. Симметрия вновь восстанавливается, если только рассмотреть достаточно большой участок Вселенной и принять во внимание существование античастиц.

Таким образом, симметрия мира, нарушаемая на расстояниях порядка 10^{– 14} см, вновь восстанавливается в масштабах 10²⁵ см. Расстояние порядка 10²⁵ см примерно соответствует самому большому удалению, на котором наиболее мощные телескопы еще способны различать миры как раз того же размера, что и наш Млечный Путь.

Не станем умалчивать о том, что, как полагают физики, они тем временем обнаружили еще один случай распада элементарной частицы, который позволяет различать действительное и зеркальное изображения. Но в настоящее время этот вопрос представляет собой еще широкое поле для исследования.

Взгляните на интересный фотопортрет профессора Ли. Он демонстрирует не только сияющую улыбку, но и некоторые странности: мел у него в левой руке, а уравнения, относящиеся к распаду ⁺– мезона, написаны на доске зеркальным шрифтом. Возникает вопрос: не левша ли профессор Ли и не вынуждены ли его студенты читать все написанное им с помощью зеркала? Или перед нами просто зеркальный снимок? Если вы не разберетесь в этом с первого взгляда, одна маленькая подсказка: присмотритесь к профессорскому пиджаку. Читательницы теперь сразу поймут, истинная перед ними фотография или зеркальная. Но мужчинам придется пояснить. Пиджак профессора застегнут «правильно»: так же, как застегиваются все мужские пиджаки. Пуговицы расположены на правом его борту, а петли - на левом. Следовательно, мы видим фотоснимок, отображающий правильное положение предметов. Только для того, чтобы ввести зрителей в заблуждение, профессор Ли писал уравнения на доске левой рукой и зеркальным шрифтом.

ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ

В известной сказке злая царица, обращаясь к своему волшебному зеркальцу, спрашивает:

«Свет мой, зеркальце! скажи

Да всю правду доложи:

Я ль на свете всех милее,

Всех румяней и белее?»

Отражение в зеркале ответило и на этот, и на огромное множество самых разных вопросов, о которых мы попытались рассказать в этой книге. Когда она создавалась, одна проблема набегала на другую, и было непросто решить, что следует отбросить. Автор стремился как можно полнее реализовать способность человека к наглядному восприятию. Поэтому в книге уравнены в правах зеркало на туалетном столике и строение белковой молекулы, «на равных» обсуждаются хоккей и кристаллические структуры. Порядок величин, с которыми мы встречались, охватывает диапазон, представленный числом с 40 нулями, - от 15^{– 15} см до 10²⁵ см.

У автора был выбор между научной глубиной и доступностью для самой широкой читательской аудитории. И он с легким сердцем предпочел последнее. Приняв такое решение, автор обнаружил, что он далеко не одинок - многие крупные специалисты придерживались тех же позиций. И если автору казалось, что кто-то до него изложил ту или иную проблему лучше, чем смог бы это сделать он сам, то он считал нечестным по отношению к читателю подсовывать ему худший вариант.

Физик Вернер Гейзенберг (1901-1976), разработав новую теорию строения атомных ядер, писал в 1932 г.:

«Полагают, будто видимая материя состоит из малых единиц, и если ее делить все дальше, то наконец придешь к мельчайшим единицам, которые Демокрит назвал «атомами» и которые теперь стали бы, пожалуй, называть «элементарными частицами», например «протоном» или «электроном». Но возможно, что вся эта философия неверна. Возможно, что вовсе и не было никаких мельчайших структурных единиц, не поддающихся дальнейшему делению. Возможно, что материю можно было бы делить все дальше и дальше...».

СИММЕТРИЧНО ИЛИ НЕТ - ВОТ В ЧЕМ ВОПРОС

После чтения предыдущего раздела может, пожалуй, сложиться впечатление, будто физики и сами не знают, чего они, собственно, хотят. С одной стороны, они постоянно говорят о симметрии, с другой - непрерывно ставят эксперименты, доказывающие ее отсутствие.

Но если отдельные читатели и придут к подобному мнению, то винить в этом следует не физиков, а автора настоящей книги, который, стремясь к сохранению наглядности, слишком сузил отбор материала. Мы занимались в основном вопросами пространственного отражения. В этой области асимметрия возможна в исключительных случаях, как утверждает теория и доказывают эксперименты. В последних разделах наряду с рассказом о пространственном отражении мы сообщили также про обращение зарядов у античастиц.

Но в книге до сих пор умалчивалось о возможности обращения времени. Эта тема не обсуждалась из-за того, что ее нельзя представить в наглядном виде. Мы, далее, не стали заниматься обсуждением различных теорий, касающихся поведения мельчайших частиц, как бы ни были такие теории интересны сами по себе. К примеру, многие теоретики думают, что при делении элементарных частиц осколки от их деления «равноправны» с самими исходными частицами. Пусть те, кому это покажется невероятным, подумают о том, что величина «бесконечность», поделенная пополам или на 1000, или на миллион, все равно, каждый раз будет давать в результате бесконечную величину. Но если - так говорят физики - одновременно произвести операцию пространственного отражения, поменять знаки зарядов частиц и изменить ход времени на обратный, то новая система будет столь же мало отличаться от прежней, как изображение от своего зеркального отражения. И тут уж исключений нет (пока).

На этом наш рассказ о зеркальном отражении и симметрии заканчивается.

Мир симметричен. В нем найдется в принципе зеркальное соответсвие каждому изображению. Лишь в крошечном уголке зеркала есть малюсенькое пятнышко, в котором отражение не происходит.

Так ли это на самом деле и в чем здесь причина, предстоит выяснить и доказать в будущем.

ЛИТЕРАТУРА

Ahrens W. Mathematische Unterhaltungen und Spiele. Leipzig, 1918.

Wallis W. A., Roberts H. V. Methoden der Statistik. Reinbek b. Hamburg: Rowohltl Verlag GmbH, 1975.

Вейль Г. Симметрия.
– M.: Наука, 1968.

Wie funktioniert das? Mannheim: Bibliographisches Institut, 1967.

Вульф Г. В. Симметрия и ее проявление в природе.
– М.: Изд. отд. Наркомпроса, 1919 (Добавлено редактором перевода).

Гарднер М. Этот правый, левый мир.
– М.: Мир, 1967 (Добавлено редактором перевода).