Приключения великих уравнений

Видимо, окончательное «закрытие» монополей будет не меньшим праздником для физиков, чем их возможное открытие. Для того чтобы наложить окончательный безапелляционный «запрет» на существование монополей, потребуется выработать какие-то новые физические принципы, заново пересмотреть всю теорию электромагнитных явлений. Сегодняшние представления в большой мере поддерживаются интуитивной убежденностью в равноправии электрических и магнитных явлений. Именно этой интуитивной убежденностью и вызваны поиски симметрии максвелловских уравнений.

Но если окажется, что уравнения все же умнее нас, в чем был убежден Генрих Герц, то на все, даже самое очевидное, придется посмотреть с новых позиций — на этот раз с позиций уже принципиального «неравноправия» электрических и магнитных явлений.

Пока уравнения стоят незыблемо…

Стоят, хотя их позиции ослабляются еще и с другой стороны.

В последнее время среди физиков начинает утверждаться еретическая мысль: заряд электрона — зарядовая единица, основной кирпичик электронной и квантовой теории — вовсе не так элементарен и неделим, как казалось в начале века.

Чем больше становится ускорителей, тем больше открывают новых «элементарных» частиц.

Прошли те времена, когда элементарные частицы насчитывали в своем семействе два члена: электрон и протон. То был золотой век электромагнитных теорий, когда все в мире, казалось, можно было объяснить электромагнитными взаимодействиями.

«Электромагнитный мир» рухнул, когда был открыт нейтрон (Чадвик, 1932 год) — электрически нейтральная частица с массой протона, принципиально не способная ввиду отсутствия заряда на электромагнитное взаимодействие.

Затем — всего за 25 лет — еще 30 «элементарных» частиц.

В 1947 году появились «странные» частицы с особым, неэлектрическим видом заряда, не подчиняющиеся законам сохранения, — К-мезоны и гипероны. Затем — мюон, «тяжелый электрон», эквивалентный электрону по свойствам, но тяжелее его в 208 раз. Зачем нужна такая частица, когда уже есть электрон? «Посмотрите на мюон, — говорил один видный физик. — Кем и когда заказана эта частица»?

А ведь были еще лептоны, андроны, бариоиы, антибарионы, гипероны, резонансы.

Каждый год — десяток новых частиц. Уже — неслыханное дело! — не хватает букв всех алфавитов для их обозначения. Физики считают, что общее число «элементарных» частиц перевалило за несколько тысяч. Не многовато ли для «элементарных»?

Не мудрено, что нашлись ученые, решившие покончить с беспорядком в мире частиц и свести их все к комбинациям «поистине элементарных» частиц.

И тут появились «кварки». Частицы, отрицающие и электрические и магнитные единичные заряды. Кварки — против монополей.

«Кварк» по-немецки — творог, в переносном смысле — чепуха. Название взято американцем М. Гелл-Маном из романа английского писателя Джойса «Поминки по Финнегану», где этим словом обозначаются явления фантасмагорические.

Итак, нечто «бредовое, чепуховое, немыслимое, абсурдное, невообразимое» — вот что такое кварки. И это в большой мере оправданно, потому что свойства частиц, придуманных Гелл-Маном, никак не назовешь заурядными.

И первое, самое дикое — заряд кварка не равен единице (заряду электрона) и не кратен ему! Один из кварков обладает зарядом +2/3, другой -1/3!

* * *

* * *

И еще масса других безумных свойств — но здесь уже не наша тема. Один пример: для того чтобы составить всего один протон, нужны три кварка массой в 30 (!) протонов.

Кварки ищутся не менее настойчиво, чем монополи.

И с тем же успехом.

Ищут на ускорителях. Ищут в космосе. Уже при запуске первой двенадцатитонной орбитальной лаборатории «Протон-1» в 1965 году «Правда» сообщила:

«…В будущем открывается возможность для решения одной из фундаментальных задач — поиска элементарных частиц, в частности, предсказываемых теорией так называемых кварков…»

Ищут на далеких звездах, где излучаются частицы громадных энергий, способные создать «кварко-атомы», в которых вокруг протона вращается не электрон, а кварк.

Ищут физики и астрономы.

Ищут зоологи и биологи. Известно, что некоторые растения могут избирательно потреблять элементы из почвы. Нет ли растений — «поедателей» кварков?

Вообще если бы кварки на Земле были, их, казалось бы, было бы нетрудно отыскать — ведь из-за своего дробного заряда они не могут ни к чему присоединиться. Как выразился некогда профессор А. С. Компанеец, «кварк непременно валяется у нас под ногами, если он когда-либо вообще был. Но никто не сумел пока найти его».

Итак, ни монополи, ни кварки еще не найдены, и еретические веяния никак не затрагивают уравнений Максвелла и основанных на них теорий.

А стоит ли бояться «ереси»?

Ведь любое открытие, уточняющее картину мира, неизбежно приведет отнюдь не к краху, а к упрочению, укреплению уравнений Максвелла.

Единственное, что может «случиться», — то, что будут вскрыты более глубокие пласты научного знания, будет построена еще более общая теория.

Теория, частным случаем которой обязательно будут уравнения Максвелла.