Вселенная в одном атоме: Наука и духовность на служении миру

Хотя мне довольно давно было известно о существовании специальной теории относительности Эйнштейна, первое ее объяснение вместе с некоторыми философскими выводами я получил опять-таки от Дэвида Бома. Поскольку у меня отсутствует необходимая математическая база, преподавание мне основ современной физики, а особенно такой таинственной вещи, как теория относительности, было непростой задачей. Когда я вспоминаю терпеливость Бома, его мягкий голос и спокойную манеру поведения, а также его заботу о том, чтобы каждый аспект объяснения был мною полностью понят, меня переполняет чувство благодарности к этому человеку.

Любой человек, который хотя бы на самом общем уровне попытается понять теорию относительности, немедленно столкнется с тем, что излагаемые Эйнштейном принципы противоречат привычному для нас здравому смыслу. В своей теории Эйнштейн выдвигает два постулата: постоянство скорости света и принцип относительности, согласно которому все физические законы должны быть абсолютно одинаковы для всех наблюдателей, находящихся в движении относительно друг друга. Исходя из этих двух предпосылок, Эйнштейн полностью преобразил научное понимание пространства и времени.

Его теория содержит хорошо известную формулу, связывающую материю и энергию: Е = тс² (надо сказать, что это единственная научная формула, которую я знаю, что неудивительно, поскольку теперь ее пишут даже на футболках), а также ряд поразительных мысленных экспериментов с парадоксальными результатами. Многие из них, такие как парадокс близнецов из специальной теории относительности, замедление времени или сжатие объектов на околосветовых скоростях, получили сегодня экспериментальное подтверждение. Парадокс близнецов, согласно которому один из братьев улетает на космическом корабле, движущемся со скоростью, приближающейся к скорости света, к звезде, отстоящей на расстояние в двадцать световых лет, а затем возвращается и обнаруживает, что его брат-близнец стал старше его на двадцать лет, напоминает мне историю о том, как Асанга был вознесен в небесную обитель Будды Майтрейи, где получил пять ставших впоследствии знаменитыми текстов по махаяне, и все это за время, необходимое на то, чтобы выпить чашку чая. Когда же он вернулся на Землю, оказалось, что там минуло уже пятьдесят лет.

Полное понимание парадокса близнецов требует умения производить сложные математические вычисления, что находится за пределами моих возможностей. Но, насколько я могу понять, главный вывод из теории относительности Эйнштейна состоит в том, что представления о пространстве, времени и массе не могут считаться абсолютными; эти категории нельзя рассматривать в качестве независимых, постоянных и неизменных субстанций или сущностей. Пространство не является независимым трехмерным объектом, а время также не есть отдельная сущность; напротив, они сосуществуют в четырехмерном континууме пространство-время. Коротко говоря, специальная теория относительности Эйнштейна утверждает, что в то время как скорость света есть величина постоянная, в мире не существует абсолютной, исключительной системы отсчета, и все, включая пространство и время, в абсолютном смысле является относительным. Это поистине знаменательное открытие!

Буддийской философии не чужда мысль о том, что время представляет собой относительную категорию. Еще в начале II в. н.э. философская школа саутрантика возражала против абсолютности понятия времени.

Разделяя временной процесс на прошлое, настоящее и будущее, саутрантики показывали взаимозависимость всех этих трех категорий и настаивали на несостоятельности любых представлений о существовании реально независимого прошлого, настоящего и будущего. Они показывали, что время не следует считать в подлинном смысле реальной сущностью, независимой от находящихся во времени феноменов, но что оно должно пониматься как способ описания отношений между ними. Помимо и независимо от непостоянных, преходящих феноменов, на основе наблюдения которых мы строим концепцию времени, не существует никакого иного реального «времени», подобного, например, огромному сосуду, в котором появляются вещи и события и который существовал бы при этом независимо от них и сам по себе.

Эти аргументы в пользу относительности времени, разработанные впоследствии Нагарджуной, относятся прежде всего к области философии, но важно и то, что в буддийской философской традиции уже около двух тысяч лет назад шла речь об относительности понятия времени. И хотя мне говорили, что некоторым ученым эйнштейновское четырехмерное пространство-время видится именно наподобие некоего гигантского постоянно существующего сосуда, содержащего в себе события и объекты, для буддийских мыслителей, знакомых с аргументацией Нагарджуны, демонстрация эйнштейновского принципа относительности, особенно осуществленная посредством его знаменитых мысленных экспериментов, может очень помочь в расширении представлений об относительной природе времени.

Должен признаться, что мое понимание квантовой теории далеко от совершенства, хотя я очень старался постичь ее. Правда, мне говорили, что один из величайших теоретиков в области квантовой физики Ричард Фейнман писал: «Могу с уверенностью утверждать, что никто не владеет полным пониманием квантовой механики», — поэтому в своем непонимании я оказался, по крайней мере, в неплохой компании. Но даже для такого человека, как я, который не в состоянии проследить все сложные детали математической теории, — а математика представляет собой такую область современной науки, с которой у меня, кажется, нет вовсе никакой кармической связи, — очевидно, что мы не можем говорить о субатомных частицах как о детерминированных, независимых сущностях, для которых полностью выполняется логический закон исключенного третьего. Элементарные составляющие вещества и фотонов (то есть базовые субстанции материи и света соответственно) могут проявляться как частицы, или как волны, или как и то и другое одновременно. (Интересно, что Джордж Томсон, получивший Нобелевскую премию за открытие волновых свойств электрона, является сыном того самого Дж. Дж. Томсона, который получил такую же премию за экспериментальное подтверждение того, что электрон является частицей.) Наблюдаем мы электрон как частицу или как волну — это зависит от наших действий в качестве наблюдателей, например, от нашего выбора аппаратуры и метода измерений.

Хотя я давно слышал об этой парадоксальной природе света, полностью уловить суть вопроса мне удалось лишь в 1997 г., когда физик-экспериментатор Антон Зайлингер проиллюстрировал мне это в деталях. Антон продемонстрировал, каким образом сами условия эксперимента определяют, проявит электрон свойства частицы или волны. В знаменитом опыте Юнга пучок электронов пропускают через непрозрачный барьер с параллельными щелями, а результат фиксируют на фотографической пластине, расположенной позади барьера. Если открыта лишь одна из щелей, все электроны оставляют на пластине следы таким образом, как если бы они были частицами. Если же открыты обе щели, то при облучении большим количеством электронов отпечаток на пластине свидетельствует о том, что все они прошли через обе щели одновременно, создавая волновой рисунок.

Антон использовал аппаратуру, которая давала очень ярко выраженный результат, отчего все участники получили огромное удовольствие. Этот исследователь старается держаться в русле экспериментального аспекта квантовой механики, основывая свое понимание на тех данных, которые получает непосредственно из опыта. Этим он разительно отличается от Дэвида Бома, интересующегося преимущественно теоретическим и философским аспектами. Позже я узнал, что Антон — строгий приверженец копенгагенской интерпретации квантовой механики, тогда как Дэвид Бом — ее непримиримый противник.

Должен признаться, что я сам еще до конца не понял, каковы могут быть концептуальные и философские следствия корпускулярно-волнового дуализма. Мне понятен его основной философский вывод, состоящий в том, что само представление о реальности, рассматриваемой на субатомном уровне, зависит от применяемой наблюдателем системы измерений, а потому эту реальность невозможно считать полностью объективной. Но вместе с тем этот парадокс демонстрирует — если только мы не признйем наличия у электрона некоторого рода собственного сознания, — что при рассмотрении на субатомном уровне, по всей видимости, нарушаются два самых основных закона логики: законы противоречия и исключенного третьего. С точки зрения повседневного опыта мы вправе ожидать, что нечто, являющееся волной, не может быть частицей, но при рассмотрении на квантовом уровне свет являет нам противоречие, поскольку может проявляться каждым из возможных способов. Подобным же образом в опыте Юнга получается, что некоторые фотоны проходят через обе щели одновременно, а это является нарушением закона исключенного третьего, согласно которому следовало бы ожидать, что они будут проходить либо через одну щель, либо через другую.