Неизбежность странного мира

На этом можно бы пока и остановиться, но нужно еще заполнить один зияющий пробел: не было сказано ни слова о том магнитном поле, которое рядом с электрическим заполняет камеру ускорителя. Ведь только на двух небольших участках частицы ускоряются, скатываясь с электрического спуска, а весь остальной их путь по камере пролегает в поле магнитном. Зачем же оно нужно? Зачем нужен круговой магнит весом в 36 тысяч тонн, который, как ребристая покрышка на колесе тяжеленного самосвала, плотно облегает тонкую велосипедную камеру ускорителя?

Он играет роль той карусели, на которой кружится безнравственный мальчик, таскающий доллары; роль той круглой загородки на арене, которая принуждает лошадь бежать по кругу; роль самой пращи, которая крепко держит камень, не давая ему преждевременно сорваться с кругового пути. Магнитное поле держит заряженные частицы на привязи; электрическое — гонит их вперед, а магнитное — все время заворачивает. Без него частицы немедленно врезались бы в стенку камеры, и тогда все усилия пропали бы даром — частицы сгинули бы бесследно! Магнитное поле не обогащает протоны энергией, но оно заставляет их каждые полкруга возвращаться к источникам ускорения — к пояскам электрического поля. Без магнита круговой ускоритель невозможен.

Когда впервые узнаешь об этом скромном предназначении уникальной громады дубенского магнита, срывается с языка вопрос — а зачем гонять заряженные частицы по кругу? Разве нельзя устроить так, чтобы они просто падали по прямой с высоченной электрической горы и к концу такого прямолинейного падения приобретали нужное ускорение?

Физик тотчас соглашается, что это совершенно правильная идея. Вся трудность в том, что для этого нужно было бы соорудить гору «высотою» в 10 миллиардов вольт. Другими словами, надо было бы создать электрическое поле в тысячу раз более сильное, чем поля в грозовых облаках, вызывающие разряды молний. Это была бы игра со сверхчудовищными грозами. Но нетрудно догадаться, что и этот опасный путь был все-таки испробован физиками, которых ничто и никогда не могло устрашить. «Дух приключений»!

В журналах тридцатилетней давности можно найти сообщения о попытках ученых приручить атмосферные электрические поля в горах для ускорения протонов. Трагическое в истории науки постоянно соседствует с героическим. При одном из таких опытов в Альпах был убит физик Курт Урбан.

Но дело не в опасностях, а в том, что другой путь создания частиц высоких энергий — космических частиц на Земле — оказался перспективней. Этот путь уже нам знаком: не сразу, а порциями увеличивать энергию частиц. Можно сделать так, чтобы они не падали прямо со всей высоченной электрической горы, а спускались как бы по лестнице, со ступеньки на ступеньку, понемногу наращивая энергию на длинном пути. Такие, правда не очень мощные, линейные ускорители есть во многих лабораториях. Да и в самой Дубне протоны сначала разгоняют до 8 миллионов электроновольт в прямой трубе, а потом только впрыскивают в круговую камеру. Но теперь уже и на таких линейных ускорителях (начинают получать частицы-миллиардерши. Известный физик Панофский сооружает в Америке подобную машину для ускорения электронов — она будет иметь в длину примерно две мили.

А можно поступать по-другому: можно ускорять частицы, не спуская их с чудовищно длинной лестницы, но сотни, тысячи, миллионы раз возвращая их к скромному источнику энергии — к электрическому полю сравнительно небольшого напряжения. А возвращать частицы к одному и тому же месту естественней всего вращением. Вот тут-то и пригодились свойства магнитного поля.

Дело в том, что заряженные частицы в движении отличаются от заряженных частиц в покое. И отличаются очень важной чертой: движущиеся заряды создают вокруг себя не только электрическое, но и магнитное силовое поле. А раз так — они могут взаимодействовать с магнитом. Магнитное поле — ловушка для таких частиц: оно старается не выпустить их за свои пределы.

Поле кольцевого магнита заставляет частицы лететь по кругу. Но чем быстрее летят они, тем труднее справиться с ними магнитному полю, тем сильнее оно должно быть. Оттого так огромен Дубенский магнит. Оттого он устроен таким образом, что по мере нарастания скорости частиц и магнитное поле все нарастает. Оно как бы и впрямь накачивается в пустоту ускорительной камеры. А своеобразным насосом для этой цели и служит магнит весом в 36 тысяч тонн.

9

Покачиваясь в машине, летевшей к Дубне по безупречному асфальту, мы разговаривали о том, что нам предстояло увидеть, тоном хорошо осведомленных людей. Это обычный грех новичков, впервые едущих в места знаменитые. Именно оттого, что впереди места знаменитые, каждый о них уже что-то слышал, что-то читал, где-то видел какие-то снимки. Труднее всего сознаться, что едешь туда впервые. Маленькое самолюбие. Одно утешает, что его не лишены и твои соседи по машине. И вот начинается околесица.

— Это похоже на храм! Знаете, такой настоящий, круглый, громадный храм.

— Да ничего подобного! Это похоже на цирк — знаете, такой настоящий, круглый!

— Ну, что за вздор! Изнутри по крайней мере это больше всего напоминает машинное отделение океанского корабля. Знаете, такого настоящего, большого, океанского.

В конце концов все начинают смеяться. И вправду, согласитесь, если в течение минуты три очевидца стараются перещеголять друг друга, сравнивая то, чего они воочию еще не видели, с первыми попавшимися им на язык вещами, «большими, настоящими, круглыми», то воображение отказывается служить вам.

Слушая споры соседей по машине и сам норовя от них не отстать, я все думал: а почему мы, собственно, не можем никак сойтись ни на одном сравнении? Не потому ли, что гигантский синхрофазотрон Дубны в действительности просто не похож ни на что другое, виденное нами доселе?

Есть вещи как бы первоначальные, создающие новые представления. Их трудно уподоблять вещам, уже ставшим обиходными в опыте прежних поколений. Конструкции таких первоначальных вещей, их масштабы, их формы продиктованы новыми нуждами, новыми целями, новыми идеями. И потому для них так легко подыскиваются сравнения смысловые: едва пополз первый трактор, как его окрестили «стальным конем», едва взлетел первый самолет, как поэты заговорили о «стальных птицах». И если ускоритель назвать «атомной пращой», по смыслу все будет правильно. Но сходства с реальностью тут будет так же мало, как в сравнении подводных лодок с населением морских глубин — с акулами или с чем-нибудь в этом роде.

Машина шла заснеженным сосновым бором, когда мы неожиданно обнаружили, что едем уже по городу. Улицы Дубны — лесные просеки. Площади — лесные поляны. И господствующие звуки — лесная тишина. Такими, наверное, будут города будущего.

Дубна — город сосредоточенности. Вот первое ощущение человека со стороны. И вряд ли оно обманчиво.

Мы молча пересекали этот город сосредоточенности, чтобы не пропустить той минуты, когда замерцает сквозь древесные стволы так хорошо знакомое нам по фотографиям, единственное в своем роде здание десятимиллиардного ускорителя. Вот он сейчас покажется, этот храм, этот корабль, этот цирк. И когда он появился наконец, сразу стало ясно, что все спорщики были правы в одном — это было нечто действительно большое, круглое и настоящее. Очень большое! Очень круглое! И очень, очень настоящее! Этот корабль был явно предназначен для великого плавания.

10

Я начал с того, что мы ехали в Дубну, как и на высокогорную станцию космических лучей, дабы посмотреть, как незримое и неслышное становится явным. Это верно, но все-таки влекло нас в Дубну и еще кое-что. В космических лучах многие элементарные частицы материи были впервые открыты. На мощных ускорителях многие из них были впервые созданы.

Созданы? Не описка ли это?

Нет, не описка, и не преувеличение, и даже не литературная вольность. Это вполне строгий научный термин — смысл его прям и точен.

Вот нам и хотелось увидеть, как несуществующее становится сущим, возможное — действительным, невещественное — вещественным, и наоборот; как вечная материя превращается из одной невечной формы в другую.

Оттого-то, как ни будничны были подмосковная природа за окнами и заботы дубенцев, ехавших вместе с нами, у нас — новичков — настроение было всю дорогу совершенно таким, как у горожан в горах: чуть-чуть приподнятым.

Мы старались этого не обнаружить — неловко как-то, все-таки взрослые люди. Но, видимо, нам это плохо удавалось. И тогда мы решили не замечать снисходительных улыбок наших ученых спутников, для которых и путь в Дубну и все связанное с ней давно стало обыденностью. Мы были счастливее их.

Они там говорили о чем-то непонятном, что никак не ладилось, ругали какой-то отдел какого-то ведомства, поносили каких-то юнцов за то, что у них хоть и хорошие головы, да руки ни к черту. А нас эти подробности не касались. Правда, мы не без зависти почтительно поглядывали на людей, живущих в науке, как у себя дома, — так мальчишки в далеком плаванье завидуют не пассажирам-бездельникам, а усталым матросам. Но все равно мы были счастливее, как те, кому впервые предстоит, скажем, взлететь на реактивном самолете. Нам предстояло прикоснуться к тонкой алхимии нашего века. Только прикоснуться, но уже и это было необычайно!

А вместе с тем — так уж устроен человек — было очень приятно, что наши ученые спутники и ворчат, и ругаются, и озабочены всякими пустяками: это уравнивало нас с ними. От этого и сама их высокая область знания, их тонкая алхимия, начинала казаться более доступной нам, непосвященным.

Глава третья

Тысячелетние заблуждения, к которым не стоит относиться свысока. — Ненаписанный сценарий. — До этого надо было дорасти! — Уклончивость Ньютона. — Ученые шутят, как отпевают. — Планку было сорок два, Эйнштейну двадцать один. — Второе рождение световых частиц. — Чтобы чем-нибудь не пренебрегать, надо знать, чего оно стоит!

1

Как-то сомнительно звучит это немножко напыщенное определение, хочется даже обидеться за сегодняшнюю блистательную науку о микромире. Однако трудно заподозрить в журналистском легкомыслии самого основоположника физики атомного ядра Эрнеста Резерфорда. А между тем именно ему принадлежит это выражение — «современная алхимия». Так назвал он свою последнюю книгу — книгу о ядерных превращениях, написанную в 1937 году, незадолго до смерти. А превращения материи в субатомном мире элементарных частиц — еще более тонкая вещь, чем ядерные реакции. Этого не нужно объяснять.

Все же может показаться, что упоминание о средневековой старине отбрасывает нас в сторону и далеко назад от рассказа про поиски первооснов материи. Назад — это правда. Но не в сторону! Напротив, такой рассказ, если бы кто-нибудь попробовал вести его «по порядку», только там и должен был бы начинаться — во тьме неразумных веков.

Тысяча лет заблуждений — вот история европейской алхимии. Две тысячи лет заблуждений — вот история алхимии восточной. Так есть ли тут о чем разговаривать? Есть.

Алхимики первыми стали не только рассуждать о сути вещей, как древние натурфилософы, но и начали в своих загадочных лабораториях упрямо возиться с грешным земным веществом. Они что-то разлагали на части, что-то с чем-то соединяли. Перегоняли, прокаливали, растворяли, возгоняли, фильтровали. И придумали для этого пробирки и колбы, реторты и змеевики, тигли и фильтры.

Очень презрительно звучит: «они что-то с чем-то соединяли». Но алхимики и вправду совершенно не понимали, с чем имели дело в своих колдовских экспериментах. Из одних веществ они изгоняли «летучесть», из других — «сухость», третьим прибавляли «огненности». У них было убеждение, что некие первоначала всех вещей служат носителями подобных свойств. Так на протяжении столетий, из поколения в поколение, из страны в страну кочевала произвольная идея, что ртуть и сера — первоосновы всего. То были как бы элементарные частицы материи в представлении средневековых алхимиков.

Все это дело давнее и хорошо известное, так же как и то, что они искали философский камень для превращения простых металлов в золото. А «панацея»? Это слово из алхимического словаря тоже определяло одну из целей их многовековых исканий. Убавляя одно первоначало и добавляя другое, они мечтали создать вещество, которое лечило бы все болезни и стало «панацеей ото всех бед». Корыстные и благородные помышления были перемешаны в их бесплодных надеждах.

Если сегодня стоит ворошить фантастические представления алхимиков о первоосновах материи, то лишь ради одного неожиданного вывода: даже они нуждались в руководящих теоретических идеях! Конечно, тут следовало бы говорить об идеях в кавычках. Но это с нашей — сегодняшней — точки зрения. А для алхимиков их идеи были не только несомненной истиной, а еще и направляющей силой: без них они не умели бы поставить ни одного своего опыта. Разумеется, получался заколдованный круг: ложные идеи вели к ложному истолкованию опытов, бесплодные опыты питали бесплодные идеи. Но разве мы с вами такие умные и всезнающие не потому, что человечество выстрадало нашу относительную просвещенность Беками мучительно трудной истории постепенного познания материи, из которой построен мир?

Пожалуй, не стоит относиться к былым заблуждениям свысока. Они, эти смешные заблуждения, — дедушки и прабабушки нашей сегодняшней разумности. И потом подождите: может быть, через триста лет люди будут улыбаться над нашей наивностью!

Но вот что действительно поражает: двадцать с лишним веков алхимия топталась на месте, а тем временем в тех же самых исторических обстоятельствах медленно вырастало настоящее естествознание.

Одновременно. Рядом.

Геометры, начиная с Эвклида, разрабатывали вполне истинную в земных масштабах геометрию. Физики, начиная с Архимеда, все точнее постигали законы земной механики. Астрономы, начиная с Гиппарха, проникали все дальше в глубины видимого звездного неба.

А первоисследователи самой материи не могли ни на шаг продвинуться в глубь вещества. Ни на шаг. Ни в одной стране. Ни в древности. Ни в средние века. Ни во времена Возрождения. Ни в XVII веке, когда алхимия уже приближалась к концу своей бесславной истории, а в математике, физике, астрономии работали такие гиганты, как Кеплер, Ньютон, Лейбниц, Декарт.

Как понять эту тысячелетнюю и всесветную беспомощность, которая в конце концов превратила слово «алхимик» в насмешливую и даже бранную кличку?

Может быть, в науке о веществе не нуждались прежние эпохи и алхимики влачили тяжкую жизнь, преследуемые и гонимые? Бывало и так, но чаще совсем иначе.

2

Я представляю себе автора исторических романов. Роясь в старых книгах, он набрел на неожиданную находку: сопоставляя даты и географию совсем непохожих друг на друга событий, которых никогда не связывали и не приводили к общему знаменателю историки науки, он набрасывает конспект будущей возможной повести и заранее радуется удаче. В самом деле, какое удивительное переплетение великого и ничтожного!

…Начало XVII века. Прага. Придворный астроном Иоганн Кеплер топчется у дверей императорского казначейства. «Я напрасно стою перед ними, как нищий… — обдумывает он письмо, которое напишет нынче вечером, снова вернувшись в несчастный свой дом без единого флорина в кармане, — касса пуста, и жалованья не дают». В его руках — точнейшие по тем временам наблюдения знаменитого Тихо Браге, чью должность он унаследовал. В его голове — еще неясные до конца предположения, которым суждено превратиться в строгие законы движения планет. Работать бы и работать! Но император Рудольф требует все новых гороскопов — предсказаний будущего по звездам. Он, Кеплер, готов заниматься и этим, однако кошелек его и такою ценой не становится полнее.

В поисках флоринов летит время. В раздумьях о домашних бедах истощается мысль. А размышлять хочется совсем о другом. Не об одних планетах. Мир полон нерешенных загадок. Он издавна думает о природе света; когда-то у него мелькнула многообещающая идея: не есть ли свет непрерывное истечение вещества из светящихся тел?! И еще он подумал тогда: тепло излучения — это не какая-то особая материя, а только свойство самого света. Вещественность света! Непрерывность в природе! Ах, думать бы об этом снова и снова. Но флорины, флорины… Он топчется у дверей казначейства. Пожаловаться императору? Но Рудольф занят неотложными делами.

Писатель вновь просматривает свои выписки и по старым рецептам исторических романистов быстро продолжает, не заботясь об оригинальности.

…А император действительно занят. Он давно уже не покидает алхимической лаборатории, где заперся с приезжей знаменитостью — поляком-алхимиком. Вялый и беспомощный, сейчас Рудольф трудится как одержимый. Его слабые руки в ссадинах и ожогах. Ему, римско-германскому императору и алхимику, равно неудачливому в обеих сферах, впервые везет: металл в тигле, кажется, начинает отливать золотым блеском! Этот день должен быть увековечен. То была счастливая мысль — написать в Краков!

Проносится слух — император в добром настроении. Придворный астроном спешит во дворец, как всегда размышляя о тайнах природы и пустом кошельке. Ему бросается в глаза памятная табличка на стене. Недавно ее еще не было.

Он читает ученую латынь: «Пускай попробует кто-либо сделать то, что сделал поляк Сендзивой!»

Сендзивой? Кто это? Ах, тот обласканный краковец, что привез императору философский камень?.. Говорят, счастливец уже в Вюртемберге, и князь Фридрих принимает его с почестями, подобающими королям. «В Вюртемберге» на моей родине…» — думает Кеплер. Он перечитывает табличку, но не улыбается: нет, он вовсе не считает алхимию лженаукой, а ее адептов (это слово тоже из алхимического словаря) — шарлатанами. Но в душе придворного астронома поднимается горечь — его наука, его труды ценятся ниже.

Писатель ставит было точку, однако не может удержаться и досказывает судьбы обоих героев до конца. «Какой мог бы получиться сценарий!» — думает он между прочим.

…Из Вюртемберга приходит весть: Сендзивой внезапно исчез — невознаградимая утрата! Но события не стоят на месте — становится известно: схвачен и вздернут на виселицу придворный алхимик Фридриха — завистник Мюленфельс. Интриги против Сендзивоя и, наконец, похищение поляка было делом его рук. А поляк теперь вновь на свободе. Кеплера радует торжество справедливости на родной земле. Он еще не знает, что скоро там объявят колдуньей его старую мать и он должен будет спешить туда, на коне и пешком, чтобы спасти ее, приговоренную к смерти после пятилетнего позорного процесса.

Проходят годы. И он действительно появляется на дорогах вюртембергской земли как сын колдуньи. Никто не знает, что это едет верхом на кляче великий ученый, уже завершивший открытие трех законов движения планет. Его сторонятся. Только базарный шарлатан привязывается к нему у корчмы, но он беспомощно улыбается: кошелек его пуст. И все-таки шарлатан продолжает шагать у стремени, с польским акцентом рассказывая чужеземцу свою историю, которую давно осточертело слушать местным людям.

Он рассказывает, как некогда в Саксонии вывел из тюрьмы шотландца-алхимика Сетона; как благодарный Сетон подарил ему мешочек с философским камнем, но умер, не выдав тайны волшебного состава; как он нарочно женился на вдове шотландца и завладел всеми запасами золотоносного порошка; как он прославился в Кракове, как его позвал к себе покойный император Рудольф… Кеплер вздрагивает от далеких воспоминаний, а шарлатан призывает проклятия на голову князя Фридриха: после всех злоключений на вюртембергской земле ему, славному чудодею, не вернули запасов сетонова камня, желтящего металлы, — все присвоил вероломный Фридрих! А секрет это камня утрачен, и вот бесславие, нищета…

«Секрет? Если бы погибли мои расчеты, я бы их смог повторить!» — думает Кеплер и, припоминая памятную табличку в пражском дворце, спрашивает на почтительной латыни: «Сендивогиус?»

«Да! — гордо поднимает голову стареющий Сендзивой, не справляясь, в свой черед, об имени безвестного чужеземца.

«Впрочем, мой удел будет не лучше», — пророчески размышляет Кеплер, может быть, предчувствуя, как его, сына колдуньи, скоро изгонят из пределов империи и как умрет он, оставив семье две рубашки да нераспроданные экземпляры своих сочинений…

Несчастный поляк бросает стремя и, безутешный, не оглядываясь, возвращается обратно к корчме, так и не узнав, кто проехал мимо него.

«Проехал в бессмертье, в будущее, туда, куда все века держала путь истинная наука». Это писатель прибавит от себя.

3

А читатель спросит: так не объясняется ли бесплодие алхимии тем, что ею занимались не Кеплеры, а Сендзивои?

Нет, как раз наоборот: из-за научного бесплодия алхимии льнули к ней авантюристы (так еще и ныне знахари паразитируют там, где медицина пока бессильна). Обещавшая людям то, чего не могла достигнуть, — золото из ничего и спасительную панацею, — эта ранняя наука о превращениях вещества позволяла кому угодно объявлять себя обладателем истины.

Но этой науки не чуждались и проницательнейшие из естествоиспытателей, даже Ньютон! И что же? Он, оплодотворявший новыми идеями все, к чему прикасалась его могучая мысль, решительно ничем не смог обогатить современную ему науку о веществе.

Однако почему тут подчеркнуто слово «современную»? Не значит ли это, что будущую науку о веществе он, Ньютон, чем-то обогатить все-таки смог? Да, именно так: современникам не помог, а неведомым потомкам, сам того не подозревая, оказал помощь.

Вот тут и открывается причина тысячелетнего бесплодия алхимии как науки о превращениях материи: она была исторически преждевременной областью знания. Ей никто не мог помочь, потому что в ту пору еще нечем было ей помочь.

Человечество еще не располагало ни достаточными знаниями, ни техническими средствами для успешного проникновения в глубь вещества.

Отчего географы древности не открыли Северного полюса, а заодно и Южного? Отваги не хватало? Нужды не было? Да нет же! Надо было прежде всего знать, что где-то полюса существуют. А даже это маленькое предварительное знание потребовало многовековой гигантской работы астрономов, физиков, математиков и меньше всего географов-путешественников.

Это было теоретическое знание: оно вытекало из утверждений, что Земля шарообразна и, вращаясь вокруг собственной оси, вращается еще и вокруг Солнца по плоской орбите, что наклон земной оси к плоскости этой орбиты в общем остается постоянным. Словом, прежде чем с успехом пуститься к полюсам и основать на них поселения ученых, человечество должно было многое понять, многое подсчитать, во многом увериться и многое создать, начиная с компаса и кончая современными судами, самолетами, радиостанциями.

Вот так человечество должно было дорасти и до успешного похода в глубины материи!

Путь в эти глубины шел через молекулы, атомы, атомные ядра… Он пересекал гравитационные, электромагнитные, ядерные поля… Он вел к распознанию и преодолению все более крепких связей между все более малыми крупицами вещества… Многоточия означают, что на этом пути не было и нет конечной остановки — «доехать бы и сойти», а были и будут лишь временные привалы.

И еще: на этом пути подлинного познания не стоит искать происшествий, подобных злоключениям Сендзивоя. Такие эпизоды больше не встретятся нам впереди. Зато духом кеплеровского бескорыстия полна история настоящей науки. А еще драматичней в ней поразительные приключения ищущей человеческой мысли. И весь наш рассказ будет рассказом не о побегах и похищениях, виселицах и предательствах, не о нелепых надеждах и вечном самообмане, а о счастливых и несчастливых судьбах физических идей.

4

Фотон… Эта частица стоит сегодня первой в списке открытых элементарных частиц материи. Она и есть первое действующее лицо обещанного рассказа. Ее название не нуждается в расшифровке: с греческого «фос», или «фотос», начинаются научные термины, придуманные для световых явлений.

Фотон, конечно, следовало бы придумать раньше других: это — частица света.

Однако откройте любую старую энциклопедию. Вот фотоген, слово похожее, но так называли в прошлом столетии всего только керосин для заправки ламп. Вот фосфор, фотография… А фотона нет. Ни у старого Ларусса, ни в старой Британской энциклопедии, ни у Брокгауза и Ефрона (хотя подходящий 71-й том этого энциклопедического словаря вышел уже в нашем веке).

Так, значит, еще сравнительно недавно наука не нуждалась в слове, которое обозначало бы «частицу света»? Да. Ученые рассматривали световой поток как бегущую череду непрерывных волн, и только волн.

Возбуждение света тысячи раз сравнивали с падением камня в пруд: от места падения по воде разбегаются волны. Если камень привязан к удочке и его попеременно то вытаскивают из воды, то опускают в воду, волны возбуждаются снова и снова. Они способны огибать препятствия и отражаться от них. Они гасят друг друга, когда движутся не в лад, и впадина одной приходится на гребень другой. Они складываются, усиливаясь взаимно, когда гребни их совпадают. Волны уносят с собою энергию источника колебаний.

О колебаниях и волнах ученые могут рассказывать без конца. Они создали красивый и совершенный математический аппарат для описания волнообразных движений и создали такую же стройную и красивую волновую теорию света. Но о физической природе световых колебаний эта описательная теория не знала и не говорила ничего достоверного. Да это и не слишком беспокоило ее создателей — для математических описаний, как для пейзажной живописи, не очень важно, что скрывается под видимым покровом отображаемого. Волновую теорию в самом деле можно было бы сравнить с великолепной картиной, воссоздающей зрелище моря: все на удивленье похоже — и вольная линия прибоя, и белые барашки, и синева, и ощущение бездонности, и веянье скрытой мощи, одно только не занимало художника — что такое вода? С него достаточно было сознания, что она существует, что она есть нечто.

Волны света? Хорошо. А что при этом волнуется, что колеблется? Гениальный голландец Гюйгенс, зачинатель волновой теории (к слову сказать, младший современник Рембрандта), отвечал коротко и общо: колеблется эфир.

Это было воспоминанием о старой-старой идее древних натурфилософов. Они полагали, что в мире, кроме огня, земли, воды и воздуха, существует «пятая стихия» — тончайшая материя, которая пронизывает все и заполняет собою мировое пространство, лишая его непонятной пустоты. Древние придумали и слово «эфир» — «летучий», чтобы образно запечатлеть его неуловимость.

Мало идей доставляло физикам столько забот и огорчений, сколько доставила эта идея мирового эфира! До сих пор, разговаривая о радиопередачах, мы произносим таинственную фразу: «голос в эфире». Но она пригодна только для стихов — физического смысла в ней не больше, чем в старой надежде — «поможет бог!». Примириться со всепроникающим эфиром физикам было не легче, чем с пустотой. Пожалуй, даже труднее.

Пустота хоть не обязана была обладать никакими свойствами, кроме одного — быть ничем. Оставалось, конечно, безнадежно непонятным, каким это образом разделенные пространством тела могут действовать друг на друга через пустоту — без всяких посредников. Когда спрашивали об этом учеников Ньютона, они отвечали: «Не знаем». И повторяли известную фразу учителя: «Я гипотез не строю».

Эту фразу даже сегодня иногда с удовольствием повторяют ученые. В ней есть утешение для исследователя: вот он нашел математическую зависимость одной величины от другой, нарисовал кривую, написал формулу; остается понять и объяснить, почему явление протекает именно так, а не этак; остается открыть физическую сущность формулы или уравнения… Но эта физическая сущность, черт бы ее побрал, не дается в руки! Тогда-то легко сослаться на великий авторитет Ньютона: «Я гипотез не строю».

Ньютон открыл зависимость сил тяготения от массы тел и расстояния между ними, но почему тела вообще притягиваются друг к другу, что при этом физически происходит, его знаменитый закон не объяснял. А получалось нечто непостижимое: Солнце и Земля взаимно притягиваются, хотя не связаны никакими нитями и ниточками, хотя между ними только пустота! В пору было бога привлечь к ответственности, чтобы как-нибудь объяснить таинство тяготения.

Бог стал бы в таком случае «физической гипотезой». Да на беду никуда не годной — ничего не объясняющей и не доказуемой. И вот старый-старый эфир был призван уничтожить гнетущую сознание физиков противоестественную пустоту между физическими телами. Еще раньше, чем Гюйгенс приспособил его как среду для распространения света, Декарт ввел во вселенную эту пятую стихию, чтобы избавить науку от мистического «действия на расстоянии». Вихри эфира стали связывать все тела.

Словно предвидя, что эфир доставит физикам не меньше неприятностей, чем пустота, Ньютон уклончиво и признавал его и отвергал.

А все неприятности проистекали оттого, что этот эфир должен был обладать определенными свойствами. Иначе его незачем было бы и придумывать!

Вы замечаете — едва зашла речь о фотоне как об элементарной частице, возглавляющей нынешний список «первооснов», как нас тотчас увело в непроходимую чащу вечных, столетиями решаемых «проклятых вопросов» науки о природе. Но право же, это произошло не из-за нашей неосторожности. Просто в мире элементарных частиц шагу нельзя ступить, чтобы не влезть в эти дебри. В этом не беда, а привлекательность и соблазн рассказа про драматические поиски «первооснов материи».

5

После того как свет стал по воле ученых колебаниями в эфирном океане вселенной, почти два века, от Гюйгенса до Максвелла, оставалось совершенно неизвестным, что именно колеблется, заставляя колебаться эфир. Около ста лет назад Максвелл показал, что во всем виновато электричество.

Вокруг движущихся зарядов возникает поле электромагнитных сил. Оно распространяется в пространстве как раз со световою скоростью! — в этом совпадении Максвелл увидел не случайность, а указание на природу света. Когда заряды колеблются, в окружающем их силовом поле разбегаются волны. Было решено: это возмущения в эфирной среде.

Электрические заряды приняли на себя роль камня на удочке в океане светоносного эфира.

Чем быстрее колеблются заряды, тем чаще отчаливают от источника одна за другой электромагнитные волны. Наглядно ясно: чем чаще колебания, тем короче волны. Сегодня, в согласии со старой идеей Максвелла, мы могли бы сказать и говорим, что в рентгеновских лучах волны так коротки, будто являют собой эфирную рябь. А радиоволны, напротив, столь длинны, что колеблемый ими эфир должен бы походить на океанскую гладь в затишье.

Все это приятные образы. Даже красивые. Но они ничего не говорили и не говорят о физической сущности самого эфира. Что он такое? Каково его строение? Всепроникающий, может быть, он подобен газу? Но тогда он, конечно, способен сжиматься и расширяться? Так отчего же свет распространяется в нем с одинаковой скоростью всюду, если плотность его не всюду и не всегда одинакова? А несжимаемый, он был бы твердым телом, но ведь сквозь него должны беспрепятственно двигаться другие тела. Как же быть? Весомый он или невесомый? Если весомый… Все каверзы начинаются сначала.

Десятки вопросов, один мучительнее другого, возникали перед физиками. И они без конца строили теории эфира, все более хитроумные и все менее понятные. Предтеча Эйнштейна по теории относительности, замечательный физик Лоренц досадовал в 1902 году, что эти теории не приносят никакого удовлетворения.