Уроки мудрости - Фритьоф Капра

Действительно, Гейзенберг сказал, что он совершенно согласен с «бутстрэпной» картиной частиц как динамических паттернов во взаимосвязанной сети событий; он не верил в модель кварков до такой степени, что называл их чепухой. Тем не менее Гейзенберг, как и большинство современных физиков, не мог принять точку зрения Чу, что в теории не должно быть ничего фундаментального, в том числе и фундаментальных уравнений. В 1958 году Гейзенберг предложил такое уравнение, скоро ставшее известным как «мировая формула Гейзенберга», и оставшуюся часть жизни он провел, стараясь вывести свойства всех субатомных частиц из этого уравнения. Так что он, естественно, был привязан к идее фундаментального уравнения и не хотел принимать «бутстрэпную» философию во всей ее радикальности. «Существует фундаментальное уравнение, – говорил он мне, – и какова бы ни была его конкретная формулировка, из него может быть выведен весь спектр элементарных частиц. Не следует прятаться за туманом, здесь я не согласен с Чу».

Гейзенбергу не удалось вывести набор элементарных частиц из своего уравнения. Зато Чу недавно осуществил это выведение в своей «бутстрэпной» теории. В частности, ему с сотрудниками удалось вывести и результирующие характеристики кварковых моделей без всякой необходимости постулировать существование физических кварков – получить, так сказать, физику кварков без кварков.

До осуществления этого прорыва «бутстрэпная» программа начинала запутываться в математических сложностях теории S-матриц. В рамках этого подхода каждая частица соотнесена с каждой другой частицей, включая саму себя, что делает математические формулы в высшей степени нелинейными, и эта нелинейность до недавнего времени оставалась непроницаемой. Так что в середине 60-х годов «бутстрэпный» подход переживал кризис доверия, в то время как кварковый подход набирал силу, бросая «бутстрэпщикам» вызов: необходимость объяснить результаты, достигаемые с помощью кварковых моделей.

Прорыв в «бутстрэпной» физике был начат в 1974 году молодым итальянским физиком Габриелем Венециано. Но когда я встречался с Гейзенбергом в январе 1975 года, я еще не знал об открытии Венециано. Иначе я мог бы показать Гейзенбергу, как первые очертания строгой «бутстрэпной» теории вырисовываются из «тумана».

Сущность открытия Венециано состояла в возможности использовать топологию (аппарат, хорошо известный математикам, но не применявшийся до этого в физике частиц) для определения категорий порядка во взаимосвязи субатомных процессов. С помощью топологии можно установить, какие взаимосвязи наиболее важны, и сформулировать первое приближение, в котором только эти связи будут приниматься во внимание, а затем можно добавлять другие в последовательных шагах аппроксимации. Иными словами, математическая сложность «бутстрэпной» теории может быть распутана благодаря введению в аппарат S-матриц топологии. После того как это сделано, лишь немногие специальные категории упорядоченных отношений оказываются сопоставимыми с хорошо известными свойствами S-матриц. Эти категории порядка оказываются как раз кварковыми паттернами, наблюдаемыми в природе. Таким образом, кварковые структуры оказываются проявлением порядка и необходимой последовательности во внутренней связанности, без всякой необходимости постулировать кварки как физические составляющие адронов.

Когда я появился в Беркли в апреле 1975 года, Венециано как раз был гостем Лоуреновской лаборатории в Беркли (ЛБЛ), и Чу с сотрудниками были увлечены новым топологическим подходом. Для меня это стечение событий также было удачным, поскольку давало мне возможность сравнительно легко вернуться к активной исследовательской деятельности в физике после трехлетнего перерыва. Никто из исследовательской группы Чу ничего не знал о топологии. Я же, присоединившись к группе, не имел еще собственной исследовательской программы. И я целиком посвятил себя изучению топологии и вскоре довольно хорошо овладел ею, что сделало меня ценным участником группы. К тому времени, когда все овладели топологией, я восстановил навыки в других областях, так что смог полноправно участвовать в топологической «бутстрэпной» программе.

Беседы с Чу

С 1975 года я (с разной степенью вовлеченности) продолжал быть участником исследовательской группы в ЛБЛ. Это сотрудничество приносило мне большое удовлетворение и обогащало меня. Я был счастлив вернуться к исследовательской работе в физике, а кроме того, я получил уникальную возможность сотрудничества и постоянного обмена мыслями с одним из действительно великих ученых нашего времени. Многочисленные интересы за пределами физики не давали мне возможности полностью посвятить себя участию в исследовательской работе, а Калифорнийский университет никогда не считал уместным оплачивать мое частичное участие или признавать мои книги и другие публикации достойным вкладом в развитие научных идей. Но я и не возражал. Вскоре после моего возвращения в Калифорнию «Дао физики» была опубликована в Соединенных Штатах, сначала издательством «Шамбала», а затем «Бентам Букс», и стала международным бестселлером. Гонорар от этих изданий, а также плата за лекции и семинары, которые я начал проводить все чаще, положили конец моим денежным затруднениям, преследовавшим меня в 70-е годы.

В течение последних десяти лет я регулярно встречался с Джефри Чу и провел сотни часов в разговорах с ним. Обычно мы говорили о физике частиц, точнее, о «бутстрэпной» теории, но никоим образом не ограничивались этим и часто естественно переходили к обсуждению природы сознания, происхождения пространства-времени, природы Жизни. Когда я активно участвовал в исследованиях, я принимал участие во всех семинарах и встречах исследовательской группы, а когда был занят лекциями и письмом, то встречался с Чу по крайней мере раз в две-три недели, проводя по нескольку часов в интенсивной дискуссии.

Эти встречи были полезны для нас обоих. Мне они помогали быть в курсе исследований Чу и вообще важных событий в развитии физики частиц. Чу они заставляли подытоживать продвижение его работы через регулярные промежутки времени, имея возможность целиком использовать необходимый технический язык, но концентрируясь при этом на основных линиях развития и опуская менее важные детали и частные затруднения. Он часто говорил мне, что эти дискуссии существенно помогали ему сохранять в памяти общие контуры исследовательской программы. Поскольку я был полностью в курсе основных достижений и существенных проблем, но свободен от ежедневной рутины исследования, я часто имел возможность выявить рассогласование или просить пояснений таким образом, что это помогало Чу найти новую точку зрения. С течением времени я настолько хорошо узнал Джефа (так называют Чу друзья и коллеги), что наши разговоры всегда вызывали состояние умственного резонанса, столь необходимого для творческой работы. Для меня эти разговоры – лучшие моменты моей научной жизни.

Каждый, кто сталкивается с Джефом Чу, находит в нем мягкого и доброго человека, а вступая с ним в серьезный разговор, поражается глубине его мышления. У него есть привычка рассматривать каждый вопрос и каждую проблему на глубочайшем возможном уровне. Вновь и вновь я сталкивался с тем, что он обсуждает вопросы, на которые у меня был бы заранее