Играют ли коты в кости? Эйнштейн и Шрёдингер в поисках единой теории мироздания

Слухи о новой теории добрались и до зарубежных печатных изданий. В Irish Times писали, что большинство людей, за исключением немногих ученых, таких как Шрёдингер, недостаточно образованны, для того чтобы понять новую теорию Эйнштейна. Журналист сокрушался: «К сожалению, профессор Эйнштейн уникален в своей сфере; во всем мире найдется лишь небольшая горстка людей, способных добиться успеха, несмотря на все преграды на пути. Ирландии повезло, так как один из ее граждан, профессор Шрёдингер, относится к числу тех избранных, которые в состоянии понять и, более того, объяснить некоторые аспекты новой теории» ^{202}.

Газета New York Times преподносила новую работу как «главную теорию» Эйнштейна. «Его последний интеллектуальный синтез, — рассуждал журналист, — может раскрыть человеку безграничные, но все еще неизвестные возможности, выходящие за пределы воображения» ^{203}.

Примечательно, что на семьдесят первом году жизни Эйнштейна, когда с момента последней революционной публикации прошло более четверти века, его простой набор уравнений единой теории, еще даже не подтвержденных экспериментально, породил такой ажиотаж. Каждая новая теория Эйнштейна (независимо от степени обоснованности) была как сладкий нектар, на который слетался целый рой журналистов и физиков-подражателей, а в некоторых случаях даже доходило до скандалов и драк за лакомый кусочек.

Физическому же сообществу попытки Эйнштейна создать последовательную единую теорию казались все более нелепыми из-за того, что он игнорировал уже известный физикам мир элементарных частиц. В экспериментах с космическими лучами уже было обнаружено множество новых субатомных частиц, таких как мюоны, пионы и каоны, а в теориях Эйнштейна они даже не предполагались. Он настойчиво игнорировал ядерные силы.

Роберт Оппенгеймер, например, хоть и очень любил Эйнштейна и был большим поклонником его ранних, пионерских работ, считал его поздние попытки объединения взаимодействий абсурдными и недостойными великого ученого. Оппенгеймер писал: «Я думаю, совершенно ясно, что область явлений, которую описывает эта теория, слишком скудна и не включает в себя многое из того, что уже известно физикам, но что было недостаточно изучено в студенческие годы Эйнштейна. Таким образом, она выглядит как безнадежно ограниченное и с исторической точки зрения скорее случайное, ситуационное приближение. Хотя Эйнштейн пользуется расположением или, более правильно, любовью каждого из-за своей решимости не бросать свои исследования, он практически потерял контакт с физикой как профессией, потому что узнал о некоторых вещах слишком поздно, когда ему уже было не до них» ^{204}.

Смиренный и полный надежд

Шрёдингер чувствовал себя ужасно из-за происшедшей тремя годами ранее ссоры с Эйнштейном. Чтобы загладить вину, он усиленно хвалил Эйнштейна за попытку создания единой теории, принижая свои заслуги на этом поприще.

«Я был среди тех, кто совершал подобные попытки и не достиг ничего действительно стоящего, — признался Шрёдингер. — Если сейчас он преуспел в этом, безусловно, это очень значимый результат» ^{205}.

Несмотря на сильное желание Шрёдингера восстановить прежние отношения с Эйнштейном, их представления о том, что можно считать завершенной теорией, не совпадали. В отличие от Эйнштейна, Шрёдингер считал необходимым включение в теорию ядерных взаимодействий. Эйнштейн как будто отказался от формулирования проверяемых на опыте предсказаний, а Шрёдингер всегда подчеркивал их важность, хотя его собственная экспериментальная база не была надежной. Он продолжал использовать свой пример с магнитным полем Земли, хотя плохо разбирался в геофизике. Кроме того, как создатель волнового уравнения, Шрёдингер придавал гораздо большее значение предсказательной силе стандартной квантовой механики, чем Эйнштейн. Наконец, еще со времен своих ранних работ по общей теории относительности, опубликованных в 1917 году, Шрёдингер активно использовал в своих теориях космологическую постоянную, которую Эйнштейн уже давно не рассматривал.

Эйнштейн отказался от космологической постоянной в свете открытого Хабблом расширения Вселенной. Шрёдингер же полагал, что это слагаемое имеет большое значение, хотя его величина и очень мала. Свою теорию с космологической постоянной он рассматривает в книге 1950 года «Структура пространства-времени». В ней Шрёдингер представил всесторонний обзор общей теории относительности и смежных теорий. Он утверждал, что одно из преимуществ его аффинной теории состоит в том, что она объясняет возникновение космологической постоянной естественным образом и доказывает, что она имеет хотя и очень маленькое, но ненулевое значение ^{206}. Убежденность Шрёдингера в необходимости введения в теорию небольшой, но ненулевой космологической постоянной, конечно, была провидческой. Это согласуется с сегодняшней моделью ускоряющегося расширения Вселенной, приводимой в движение таинственной темной энергией. Каким-то образом его догадка оказалась верной.

В своей книге Шрёдингер также рассматривает вероятность того, что для единой теории не будет найдено никакого решения, но не расценивает это как ее существенный недостаток. Он также отмечает, что найденные классические решения могут не соответствовать квантовым свойствам частиц ^{207}.

В отличие от Эйнштейна, Шрёдингер считал, что одного обобщения общей теории относительности недостаточно, чтобы предоставить реалистичное описание частиц. Он понимал, что простые волновые функции, решения его собственного волнового уравнения должны лучше подходить для описания нюансов квантовой механики.

В Верховный суд

Осенью 1950 года переписка между Эйнштейном и Шрёдингером возобновилась. Возможно, они поняли, как высоко ценят друг друга, как мыслят в резонанс. Шрёдингер вел себя крайне осторожно, чтобы не обидеть дорогого друга. Он научился не делать бестактных заявлений о превосходстве своих теорий.

Эйнштейн продолжал возиться со своей обобщенной теорией. В письме Шрёдингеру от 3 сентября он признался, что его попытки могут показаться несколько идеалистичными. «Все это пахнет старым добрым донкихотством, — писал он про одно из своих математических допущений, — но если вы хотите отражать реальность, другого выбора у вас нет» ^{208}.

В своих дискуссиях они обратились к спорным аспектам квантовых измерений — их общей любимой теме. Шрёдингер, чьи интересы постоянно менялись, вновь обратился к философии. Он хотел показать, что в контексте истории традиционная интерпретация квантовой механики когда-нибудь станет пережитком. Он представил свои взгляды в статье 1952 года «Существуют ли квантовые скачки?», в которой сравнил идею квантовых скачков с устаревшей идеей эпициклов Птолемея, которая была заменена теорией Коперника. Он послал экземпляр своей работы Эйнштейну, несомненно рассчитывая на его восторженную реакцию.

Вскоре после этого единые теории поля, основанные на концепции аффинной связности, стали подвергаться критике. В 1953 году было опубликовано несколько статей, в том числе статьи физиков С. Питера Джонсона-младшего и Джозефа Кэллоуэя. В этих работах показывалось, что из обобщенной теории Эйнштейна (и, как следствие, из работы Шрёдингера) не выводится поведение заряженных частиц, наблюдаемое в реальных экспериментах. Эйнштейн быстро отразил критические нападки в свой адрес, а Шрёдингер, напротив, еще больше разочаровывался в своей теории.