Читать онлайн «Эйнштейн (Жизнь, Смерть, Бессмертие)». Страница 85

Однако можно предположить, что в очень малых, ультрамикроскопических областях имеют место соотношения, из которых вытекают соотношения теории относительности при переходе к большим областям пространства, к большим интервалам времени.

Переход к принципиально иным соотношениям и понятиям встретился нам при знакомстве с термодинамическими работами Эйнштейна и с классической термодинамикой XIX в. Это был переход от микроскопических движений отдельных молекул к состояниям макроскопических тел. Теперь мы имеем подчиненные соотношениям Эйнштейна движения. Быть может, задача состоит в том, чтобы перейти к этим движениям от ультра микроскопических состояний. Такая точка зрения в известной мере восходит к идеям Эйнштейна. Вспомним, что из теории относительности выросла новая, релятивистская теория

366

электрона, предполагающая превращение электронно-позитронных пар в фотоны и порождение электронно-позитронных пар из фотонов. Вспомним также то, что было сказано в связи с изложением квантовой механики и позиции Эйнштейна: за тридцать лет, прошедших после указанных открытий, трансмутации элементарных частиц, превращения частиц одного типа в частицы другого типа, объяснили множество фактов. За это время появилось и развилось представление об излучении частицей частиц иного типа и их последующем поглощении.

Мы знаем, что частица, которая макроскопически обладает непрерывным бытием, на самом деле (в ультрамикроскопическом аспекте) превращается в иные частицы и вновь возникает из них.

Поэтому кажется естественным предположение о трансмутациях как об основе прерывности, дискретности атомистической структуры пространства-времени. Частица определенного типа переходит из одной элементарной, далее неделимой пространственной клетки в соседнюю в течение элементарного интервала, превращаясь в частицу иного типа и вновь возникая уже в другой клетке.

Такое предположение о неотделимости элементарных трансмутаций от элементарных переходов дает наглядное представление о дискретности пространства-времени. Если частица исчезает в данной клетке и возрождается в соседней, никакой сигнал не может быть отправлен на расстояние, меньшее элементарного, и в течение времени, меньшего элементарного. Два события пребывание частицы в точке х в момент времени t и пребывание частицы в точке х в момент времени t' - не могут быть разделены расстоянием, меньшим элементарного расстояния, и временем, меньшим элементарного интервала.

Предположение о дискретности пространства-времени кажется естественным хотя бы потому, что оно высказывалось на каждом этапе развития науки. Уже Эпикур - об этом речь пойдет в главе "Эйнштейн и Аристотель" - говорил о "кинемах", о микроскопических перемещениях атомов в течение "мгновений, постижимых лишь мыслью", с одной и той же скоростью. Тела, состоящие из атомов, могут двигаться с меньшей скоростью; они даже могут быть неподвижными, если число "кинем", направленных в одну сторону, примерно равно числу "кинем", направленных в обратную сторону.

367

Мир современных аналогов эпикуровских "кинем", мир элементарных трансмутаций-смещений может служить иллюстрацией, - разумеется, совершенно условной - тех закономерностей, которые Эйнштейн искал за кулисами закономерностей квантовой механики. Движение тождественной себе частицы подчинено соотношениям квантовой механики Рассматривая результат большего числа элементарных трансмутаций-переходов, игнорируя отдельные переходы, принимая во внимание макроскопическое движение частицы, мы не можем выйти за пределы этих соотношений: зная положение частицы в данный момент, мы можем узнать лишь вероятность ее скорости. Частица движется в определенную сторону, ее макроскопическая траектория имеет определенное направление, если вероятность элементарных сдвигов в эту сторону больше, чем вероятность элементарных сдвигов в другую сторону, В атом случае частица после большого числа переходов окажется прошедшей свой макроскопический путь, на котором определенное положение несовместимо с определенной скоростью. Здесь все подчинено статистическим закономерностям квантовой механики. Но это еще ничего не говорит о закономерностях, стоящих за кулисами квантовой механики.

Речь идет отнюдь не о каких-то "скрытых параметрах", не о каких-то неизвестных процессах, позволяющих точно определить в одном эксперименте положение и скорость движущейся частицы, найти закономерности движения этой частицы, определяющие достоверным образом не вероятность ее пребывания в данной точке, а самое пребывание. Подобных "скрытых параметров" нет, движение частицы (частицы, тождественной все время самой себе, частицы, движущейся, не исчезая и не возникая) определяется статистическими законами квантовой механики. Но такое движение представляет собой, быть может, только статистический результат большого числа элементарных процессов, к которым неприменимо понятие определенных или неопределенных динамических переменных.

Подобные схемы не претендуют на что-либо большее, чем роль условных иллюстраций, показывающих одно обстоятельство, важное для понимания и исторической оценки "бесплодных" идей Эйнштейна. Эти идеи отнюдь не тянули физику вспять, от квантово-статистической причинности к классической причинности. Приведенная

368

схема иллюстрирует принципиальную возможность такого развития теории микромира, которое отводит эту теорию еще дальше от классических представлений, чем квантовая механика, к идеям, еще более парадоксальным и "безумным" с точки зрения классической физики. Все дело в том, что процесс познания, каким он представлялся Эйнштейну, не встречает абсолютных границ в виде окончательно завершенных теорий и не возвращается назад. Процесс познания повторяет иногда уже пройденные циклы, но всегда на новой основе.

Уже в начале сороковых годов Эйнштейн подходил очень близко к идеям, созревающим сейчас, в семидесятые годы, в релятивистской квантовой физике в связи с изучением свойств элементарных частиц и различных взаимодействий полей. В начале этой главы приводились строки из письма Эйнштейна Гансу Мюзаму в 1944 г. - в них говорится о "безжалостных тисках математических мучений".

Перед этими строками изложен общий замысел единой теории:

"Целью служит релятивистская характеристика физического пространства, но без дифференциальных уравнений. Последние не приводят к разумному пониманию квантов и вещества. Это в известном смысле отказ от принципа близкодействия, в котором мы со времен Герца были столь твердо уверены. У меня нет сомнений, что это возможно. В принципе это возможно без использования статистического метода, который я всегда считал гнилым выходом..." [12]

12 Helle Zeit, 51.

"Релятивистская характеристика физического пространства" означает концепцию пространства, выводящую из его свойств характер происходящих в пространстве физических процессов. Подобная концепция должна, по мнению Эйнштейна, пользоваться иным математическим аппаратом по сравнению с современными дифференциальными уравнениями физики и механики.

Выше уже шла речь о физическом смысле этих дифференциальных уравнений. В них заданы отношения бесконечно малых приращений скорости частиц, а также бесконечно малых приращений действующих на частицы сил к бесконечно малым приращениям пространства и

369

времени. Физический смысл применения подобных уравнений состоит в том, что в любой сколь угодно малой пространственной области и в любой сколь угодно малый интервал времени что-то происходит и это что-то подчиняется законам физики, которые выражаются в уравнениях. Иными словами, их смысл состоит в непрерывности физического пространства и времени, в возможности бесконечного дробления пространства и времени, причем пространство (как и время) остается физическим, т.е. его структура определяет характер физических процессов. Согласуется ли такое допущение с атомистическим строением вещества и атомистической структурой полей, т.е. существованием квантов поля, далее неделимых порций его энергии? Нет, не согласуется, отвечает Эйнштейн. Поэтому, быть может, придется отказаться от принципа близкодействия, т.е. представления о непрерывности физических процессов, о том, что каждый процесс идет от мгновения к мгновению и от точки к точке.

Более сложной оказывается расшифровка слов о статистическом методе. Нельзя думать, что Эйнштейн считал статистические идеи "гнилым выходом" во всех случаях. Ему принадлежат крупнейшие по значению работы о статистике в классической и квантовой физике, и в этих работах, применяя и развивая методы статистики, Эйнштейн решил важные задачи. Эпитет, по-видимому, относится к представлению о статистических закономерностях квантовой механики как о последних закономерностях бытия. Эйнштейн надеялся па существование более глубоких закономерностей нестатистического характера.