По ту сторону кванта
По ту сторону кванта читать книгу онлайн
Бытует упорное мнение, что в науке есть факты, которые начинающим с нею знакомиться знать рано, а сообщать искушённым в ней — стыдно. Чаще всего об этом вспоминают, когда пытаются объяснить строение атома. Быть может, поэтому до сих пор не написана книга о квантовой механике достаточно строгая, чтобы не обидеть знатока, достаточно простая, чтобы не отпугнуть новичка, и вместе с тем интересная им обоим.
Эта книга не для знатоков, хотя и они найдут здесь несколько неожиданных фактов. Она для тех, кто заканчивает школу, и для тех, кто пытается посмотреть на мир немного шире, чем позволяет им их специальность — необходимо узкая, чтобы быть продуктивной.
В предлагаемой книге история атома рассказана вполне строго. Но строгость в ней не самоцель: как правило, нам интересны не только сами факты, но и их толкование и обстоятельства, при которых они открыты. Поэтому главное в книге — эволюция идей и понятий атомной физики, образующих единую систему — простую и гармоничную. Именно эта внутренняя красота была побудительной причиной появления книги. Я буду считать свою работу не напрасной, если прочитавший её почувствует силу логических построений квантовой механики и красоту их неожиданно простых следствий.
Внимание! Книга может содержать контент только для совершеннолетних. Для несовершеннолетних чтение данного контента СТРОГО ЗАПРЕЩЕНО! Если в книге присутствует наличие пропаганды ЛГБТ и другого, запрещенного контента - просьба написать на почту [email protected] для удаления материала
3-я часть. РАЗМЫШЛЕНИЯ
ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ
Недавно один физик в пылу спора заявил: «В принципе, даже для описания такой сложной системы, как человек, достаточно знать закон Кулона и уравнения квантовой механики».
Такие утверждения в науке не новость. Чтобы поднять Землю, Архимеду было достаточно рычага, а Лаплас брался предсказать будущее мира, если ему дадут начальные координаты и импульсы всех частиц во вселенной. И хотя такая вера в законченность и всемогущество науки всегда привлекательна, полезно всё-таки помнить предостережение Роджера Бэкона, которое сегодня так же верно, как и семьсот лет назад:
«Если бы человек жил в смертной юдоли даже тысячи веков, он и тогда бы не достиг совершенства в знании; он не понимает теперь природы мухи, а некоторые самонадеянные доктора думают, что развитие философии закончено!»
Роджер Бэкон (1214–1292) — францисканский монах, учился и преподавал в Оксфорде — в одном из первых университетов мира, который был основан незадолго до его рождения.
«Существуют четыре величайших препятствия к постижению истины, — писал он. — Они мешают всем и каждому мудрому человеку и едва позволяют достичь подлинной мудрости. А именно: пример жалкого и недостойного авторитета, постоянство привычки, мнение несведущей толпы и прикрытие собственного невежества показной мудростью».
Учение Роджера Бэкона пришлось не по душе отцам церкви, и они на 17 лет заточили его в тюрьму.
Это была эпоха крестовых походов, время расцвета религиозных вероучений и слияния их с философией и христианской мистикой. Основой образования стала теология, жития святых — морально-этическими образцами, а значение церкви выросло настолько, что папы оспаривали у королей права на светскую власть. Казалось, ничто не предвещало крушения всей системы средневековых ценностей, и тем не менее религиозная вера вскоре уступила место научному знанию, а мистическое прозрение — рациональному опыту.
Мы являемся свидетелями расцвета новой системы ценностей, которая ничего не принимает на веру и в основе которой лежит наука. Могущество науки поражает даже искушённый ум: она расщепила атомное ядро, достигла Луны, открыла законы наследственности…
Но в обстановке всеобщего восхищения не всегда понимают, в чём суть научного метода, причины его могущества и тем более не представляют его границ. Ещё не осознана наука о науке, и неизвестно, существует ли она вообще. Но, даже не зная законов развития науки, всегда интересно проследить её истоки и характерные особенности. Это поможет нам лучше понять место и роль квантовой механики в общей системе человеческих знаний.
ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАУЧНОГО МЕТОДА
Мы утратили знания древнейших времён, до нас дошли только их осколки. Но они бессистемны, чужды нам по духу и кажутся наивными. У истоков нынешней науки стоят древние греки. Они наши предшественники не только по времени, но — что самое главное — по духу. Греки изобрели доказательство. Ни в Египте, ни в Месопотамии, ни в Китае такая идея не возникла, быть может, потому, что все эти государства были основаны на тирании и безусловном подчинении авторитетам. В таких условиях даже сама мысль о возможности разумных доказательств кажется крамольной.
В Афинах впервые за всю мировую историю возникла республика. Не надо её особенно идеализировать — она расцвела на труде рабов. Тем не менее в Древней Греции сложились условия, при которых стал возможен свободный обмен мнениями, и это привело к небывалому расцвету наук. Появились зачатки научного метода, с помощью которого греки попытались построить цельную картину мира.
В средние века потребность рационального познания природы совершенно угасла рядом с попытками осмыслить место человека в мире в рамках различных религиозных вероучений. В продолжение почти десяти веков религия давала исчерпывающие ответы на все вопросы бытия. Эти ответы не подлежали не только критике, но даже обсуждению, и разум находился в безусловном подчинении у веры.
Сочинения Эвклида были переведены на латинский язык и стали известны в Европе в XII веке. Однако в то время их воспринимали просто как совокупность остроумных правил, которые надлежало заучить наизусть — настолько они были чужды духу средневековой Европы, привыкшей верить, а не искать корней истины. Но объём знаний стремительно рос и их уже не удавалось согласовать с направлением средневековых умов.
Конец средневековья обычно связывают с открытием Америки в 1492 году. Некоторые указывают даже более точную дату: 13 декабря 1250 года — день, когда в замке Флорентино близ Лючеры умер король Фридрих II Гогенштауфен (Барбаросса). Конечно, не следует относиться к этим датам всерьёз, но несколько таких дат, взятых вместе, создают несомненное ощущение достоверности перелома, который произошёл в сознании людей на рубеже XIII и XIV веков. В истории этот период назвали Возрождением.
Подчиняясь внутренним законам развития и без видимых на то причин, Европа всего за два века возродила зачатки древних знаний, которые до этого более десяти веков находились в небрежении и которые впоследствии получили название научных.
В период Возрождения в умах людей произошёл поворот от стремления осознать своё место в мире к попыткам понять его рациональное устройство без ссылок на чудеса и божественное откровение. Вначале переворот носил аристократический характер, но изобретение книгопечатания распространило его на все слои населения.
Суть перелома — освобождение от давления авторитетов и переход от средневековой веры к знанию нового времени. Церковь всячески противилась новым веяниям, она строго судила философов, которые признавали, что есть вещи истинные с точки зрения философии, но ложные с точки зрения веры, «как будто в противовес истине, заключённой в священном писании, может находиться истина в книгах язычников».
Если отвлечься от политических страстей того времени, в которое жил Галилей, становится ясно, что судили его не только за сочувствие системе Коперника. Такие же мысли столетием раньше отстаивал кардинал Николай Кузанский (1401–1464) и остался безнаказанным. Но в то время как учёный кардинал утверждал, ссылаясь на авторитеты, как то и подобает верующему, Галилей ту же мысль доказывал, как того требует наука, то есть предлагал проверить каждому, опираясь лишь на опыт и здравый смысл. Именно этого не могли простить ему служители церкви.
Но рухнувшую плотину веры починить уже было нельзя, и освобождённый дух стал искать новые пути для своего развития.
После долгого заточения под гнётом авторитетов бросились в другую крайность: начался период всеобщего сомнения. Сомневались во всём: в том, что чувства дают правильное представление о мире, и в том, что сознание способно уберечься от заблуждений мнений и чувств, сомневались даже в реальности своего собственного существования.
То было время, когда утратили опору в вере, но ещё не обрели уверенности в разуме. Более того, казалось, что несовершенство ума отодвинуло надежды когда-либо достигнуть истины на дороге познания. Лишь постепенно разум набирал силу и шаг за шагом создал метод, который мог уберечь его от собственных ошибок.
