«Если», 2016 № 02 - Журнал «Если»

ЖУРНАЛ «ЕСЛИ»

№ 2 2016

(245)

_{ДЕЖУРНЫЙ ПО ВЕЧНОСТИ}

Сергей Переслегин

ТОНКИЙ МИР

© Алена Куликова, илл., 2016

/экспертное мнение

/квантовый мир

Сила человеческого воображения имеет пределы, поэтому, увы, тысячи и тысячи фантастических миров уныло похожи друг на друга. Даже социальные и политические модели почти одинаковы, а уж что касается фантастики научной, где предполагается, что Вселенная является не только «полем игры», но и ее активным участником, там в лучшем случае Реальность соответствует уровню одних и тех же стереотипных учебников физики и астрономии для средней школы. В худшем — даже им не соответствует…

Огромная благодарность Майклу Крайтону и Стивену Спилбергу за то, что динозавры у нас в кино и книгах стали «не те, что прежде, а умные и по-новому вооруженные». Спасибо Вернору Винджу — он в «Затерянных в реальном времени» не только предложил мифологему технологической сингулярности, но и немножечко рассказал про тектонику плит. И конечно, есть киберпанк и стимпанк, и новые шаги развития робототехники вдруг сделали актуальными тексты Айзека Азимова 1960-х годов, однако в целом научная фантастика продолжает пережевывать те представления о Вселенной, которые сложились в науке к началу XX столетия, — ну иногда с косметическими улучшениями.

Поэтому будет справедливо сказать, что она перестала выполнять свою социальную функцию, которая со времен Жюля Верна в том и заключалась, чтобы синхронизировать общественное сознание с развитием науки.

Формально научная фантастика приняла специальную теорию относительности Эйнштейна, но проблема заключается в том, что как раз эта физическая модель носит подчеркнуто классический характер. В принципе, она могла бы появиться уже во времена Ньютона. Да, в некоторых отношениях эта модель впечатляюще красива, да, на ее основе можно было продемонстрировать читателю, как на самом деле работает физическое мышление, но, за вычетом пары рассказов типа «Планеты иллюзий» Фуджио Ишихары, все сводится к «эйнштейновскому замедлению времени», которое мы «проходили во втором классе».

Из общей теории относительности в фантастике встречаются удручающе классические черные дыры безо всяких следов хокинговского излучения. В фильме «Интерстеллар» была сделана попытка показать нечто большее. За попытку спасибо. Жаль, что не получилось.

Но хуже всего дело обстоит с квантовой механикой. Здесь, правда, критику научной фантастики придется расширить до критики науки и человеческого мышления в целом. Все-таки мы ленивы и нелюбопытны.

Подходы к квантовой механике наметились в конце XIX века в связи с опытами по фотоэффекту. Фотоэлемент был изобретен еще в 1888 году и с тех пор достаточно широко использовался в промышленности. Как он работает, было вполне понятно «на пальцах», но построить работоспособную теорию не получалось. Теория не только расходилась с экспериментом, данные эксперимента выглядели с позиции теории абсурдными и противоречащими здравому смыслу.

Далее, возникли проблемы с задачей, едва ли не учебной: излучение черного тела. Впервые физики встретились с ультрафиолетовой расходимостью: теория предсказывала исключительно быструю потерю энергии и «тепловую смерть» Вселенной за ничтожные доли секунды.

Опыт Резерфорда заставил ввести планетарную модель атома, интерпретировать результаты эксперимента как-то по-другому не получалось, но атом Резерфорда был в классической физике принципиально нестабильным образованием, и жить он мог все те же малые доли секунды.

Возникли проблемы и в химии, где никак не удавалось открыть эка-марганец, 43-й элемент таблицы Менделеева, и было ясно, что проблема — не в Периодическом законе.

Ранняя квантовая механика возникла как попытка справиться с перечисленными трудностями с помощью концепции корпускулярно-волнового дуализма. То есть предположили, что субатомные частицы одновременно являются и волнами, и частицами, можно заставить их проявлять и те свойства и другие, противоположные. Опыт Юнга для электрона показал, что так оно и есть на самом деле.

Между прочим, «лекарство» с самого начала оказалось горьким: пришлось отказаться от принципа исключения третьего — одного из важных постулатов аристотелевской рациональности. Но ограничиться этим не удалось. В 1927 году Вернер Гейзенберг формулирует принцип неопределенности. Невозможность одновременно измерить координату и импульс частицы разрушала физические представления о движении и ставила под сомнение саму физическую картину мира с ее постулатом о том, что любой физический параметр может быть измерен некоторым прибором с некоторой точностью. Выяснилось, что для описания физического микромира нужны операторный подход и неабелевые группы — там, где не выполняется коммутативность умножения.

Но и это не все. Эйнштейн, Подольский и Розен быстро доказали, что в мире, где выполняется соотношение неопределенностей, есть дальнодействие: частица А может оказывать влияние на частицу В, даже если они находятся в причинно не связанных областях пространственно-временного континуума (например, частица А упала в черную дыру и оказалась за горизонтом событий). То есть определенная группа элементарных частиц начинает повторять изменения состояния другой аналогичной группы, как бы далеко они не были разнесены. Добро пожаловать в мир