С гипотезой кварков физика вступила на новый путь: она конструирует системы не из меньших, а из больших, чем они, элементов. Собственно, физика начала этот путь еще раньше: в 1949 г. Ферми и Янг предположили, что нуклон и антинуклон могут составить частицу значительно меньшей массы, чем у каждого из них. Как далеко можно пойти по этому пути? М. А. Марков исследовал вопрос о его границе и выдвинул понятие максимально тяжелой элементарной частицы — максимона. Это гигантские в масштабах микромира частицы. М. А. Марков предполагает, что они спрессовались в известные нам гораздо меньшие по массе частицы в результате процесса, существование которого объясняет некоторые астрономические явления. Это — гравитационный коллапс, с которым мы встретимся, когда речь будет идти о перспективах изучения космоса. Процесс этот происходит в области, где вещество спрессовано во много раз плотнее чем в атомных ядрах. В таких условиях может начаться очень быстрый, практически мгновенный процесс дальнейшего сжатия вещества, вызванный силами взаимного притяжения частиц.
Гравитационный коллапс мгновенно приводит к громадному дефекту массы, к громадной разнице между суммой масс максимонов и массой частицы, в которую их упаковывает коллапс. Но для начала гравитационного коллапса нужно, чтобы уже существовала не встречающаяся на Земле плотность вещества. Такие условия могли существовать, когда нынешняя Вселенная была спрессована в сравнительно небольшое ядро — начальный пункт ее некогда начавшегося и сейчас продолжающегося расширения. Таким образом, начальный пункт роста Вселенной совпадает с начальным пунктом генезиса современных частиц.
Эти беглые замечания о некоторых характерных для современной физики гипотезах сделаны не без умысла. Начинающийся сейчас новый этап развития теоретической физики воздействует на прогресс науки (ускоряет этот прогресс и в последнем счете вызывает возрастание ускорения производительности общественного труда) не только новыми позитивными концепциями, но и стилем научного мышления. Такая зависимость не может быть реализована без некоторой психологической эволюции, без большей пластичности познания. Мы еще не знаем, подтвердят ли эксперименты существование кварков или максимонов. Но, как бы ни было, эти гипотезы уже сейчас выполняют важную для современной цивилизации функцию: они делают психологию людей, размышляющих о природе (не только профессиональных ученых), более пластичной и этим ускоряют восприятие науки и воздействие ее динамического стиля на современную культуру. Это и оправдывает вынесение за эзотерические рамки неоднозначных и не претендующих на однозначный характер физических конструкций.
Все это сказано, чтобы подготовить читателя к новым, столь же, а может быть, и еще более неоднозначным гипотетическим конструкциям. Их смысл в том, чтобы придать относительно наглядный вид прогнозам, которые стали столь частыми в физике и в которых отражены поиски нового идеала науки. Идеала, сопоставимого с классическим идеалом — сведением rerum natura к движению тождественных себе, неисчезающих частиц, сопоставимого по общности, по охвату всей природы единой исходной концепцией. Чем дальше развивается теория элементарных частиц, тем больше вырастает убеждение в необходимости новой концепции rerum natura.
Вольтер вложил в уста Декарта обращение к богу, в котором мыслитель берется создать такой же мир, какой был создан богом, если ему дадут материю и закон ее движения. В сущности не только Декарт, но и классическая наука в целом бралась объяснить всё мироздание, если существование материи и законы движения ее дискретных элементов будут даны в качестве исходных пунктов анализа. В современной науке существуют аналогичные исходные данные. Это эмпирически установленные константы. С тех пор как физика приобрела количественный характер, с тех пор как наука не только наблюдает, но и измеряет физические процессы, идеалом научного объяснения стало сведение к минимуму чисто эмпирических констант. Уже на рубеже XVI и XVII вв. Кеплер хотел вывести средние расстояния между планетами из чисто геометрических соотношений. Он думал, что, описав правильный октаэдр вокруг сферы Меркурия и затем охватив этот октаэдр объемлющей его шаровой поверхностью, он получит сферу Венеры; затем, описав вокруг этой сферы правильный икосаэдр, он получит сферу Земли и, таким образом, используя все правильные многогранники, можно получить сферы всех планет.
Эта попытка была достаточно фантастической. Но вопрос: «почему мир именно такой, каков он есть, а не другой?» — не исчез. Во все периоды своего развития физика — и классическая и неклассическая — стремилась исключить чисто эмпирические величины, связать их с другими, объяснить их каузальным образом, превратить картину мира в самосогласованную схему, где каждая константа вытекает из общей концепции мироздания. Эйнштейн в своей автобиографии 1949 г. писал о завершении подобной тенденции, о фундаментальной физической теории, в которой вовсе не будет чисто эмпирических констант, где все константы будут вытекать из единой схемы, однозначно выражающей гармонию мироздания[69]. В разговоре со своим ассистентом Штраусом Эйнштейн как-то спросил: «Мог ли бог создать мир иным?», т. е. могла ли каузальная гармония мироздания быть выражена другими физическими константами[70].
Если считать указанную тенденцию сквозной для всего развития физики, то какие же константы стали сейчас предметом наиболее напряженных поисков каузального объяснения?
В части поведения элементарных частиц современная наука добилась сравнительно упорядоченной картины. Две константы — скорость света и постоянная Планка, квант действия, — объясняют множество процессов. Но то, что мы могли бы назвать константами существования элементарных частиц, т. е. массы и заряды, характеризующие типы частиц, не только не уменьшаются в своем числе, но, наоборот, растут. Конкретная и ближайшая ступень восхождения к идеалу, нарисованному Эйнштейном, состоит в выведении спектра масс и зарядов частиц из каких-то общих постулатов, в превращении значений масс и зарядов частиц из эмпирических в теоретически осмысленные.
В этом и состоит основная задача еще не построенной единой теории элементарных частиц, в этом состоит переход от теории поведения частиц к теории их бытия. Вспоминая приведенные в начале этой главы беглые характеристики концепций XVII в., можно было бы сказать, что задача состоит в переходе от программы Декарта к программе Спинозы, к представлению о природе не только как сотворенной (natura naturata), но и творящей (natura naturans), создающей свои элементы, взаимодействующей сама с собой, о природе, которая является причиной своего существования.
Как можно, пользуясь накопленными за последние десятилетия сведениями о частицах, их взаимодействиях и трансмутациях, превратить эту программу из абстрактно-философской в конкретную физическую, т. е. в программу экспериментов? Именно на этот вопрос и должны ответить прогнозы, относящиеся к фундаментальным исследованиям. Они, эти прогнозы, явно или неявно присутствуют в тех гипотезах, которые выводят спектр масс и зарядов частиц из некоторого общего постулата. Как мы видели, в современной физике многие стремятся упорядочить разросшийся список элементарных частиц, рассматривая их многообразие как результат взаимодействия «более элементарных» частиц, может быть больших по массе. Наряду с такой тенденцией существует и другая — выведение спектра масс и зарядов частиц (а также других величин, характеризующих отличие одного типа частиц от другого) из более общих постулатов.
Таким общим постулатом может быть, по мнению Гейзенберга, нелинейный характер первичного взаимодействия, которое ответственно за существование элементарных частиц. В конце 30-х годов было написано нелинейное уравнение, описывающее взаимодействие некоторого универсального поля с самим собой. Решения этого уравнения должны были дать спектр масс различных частиц. Они являются возбужденными состояниями той «праматерии», которая взаимодействует сама с собой. Существование частицы в этой теории рассматривается как результат взаимодействия, понятие «голой», т. е. невзаимодействующей, частицы теряет здесь смысл.
Концепция Гейзенберга пока не дала однозначного результата. Единая теория элементарных частиц продолжает быть недостигнутым идеалом современной науки.
Но нелинейная концепция, по-видимому, Лежит в основном фарватере научного прогресса. Классическая картина мира рассматривала поведение частицы как нечто зависящее от существования и расположения других частиц, но эта зависимость казалась линейной. Исходное представление — заданная система заряженных частиц. Она рассматривается как источник поля. Поле действует на частицу и определяет ее поведение. Возникновение поля той или иной структуры в зависимости от расположения и движения частиц — это один процесс, одна задача, а образование кинематической схемы мироздания, расположение и движение частиц в зависимости от структуры поля — другой процесс, другая задача. Классическая физика решала их отдельно одна от другой. Можно предполагать, что единая теория элементарных частиц подойдет к проблеме движения и взаимодействия частиц по-иному.
Если существование частицы иногда выводится из ее взаимодействия с другими частицами, получается самосогласованная система, где уже не может быть заданного распределения частиц, каждая из которых обладает индивидуальным существованием, независимым от существования других частиц и связывающего их взаимодействия. Из принципа относительности вытекает, что положение частицы не имеет смысла без других частиц. Теперь мы склоняемся к мысли, что существование частицы невозможно без существования других частиц, взаимодействующих с данной. Эта схема кажется парадоксальной, более того — порочным кругом: существование частиц объясняется их взаимодействием, а взаимодействие — существованием. Столь же парадоксально существование частицы, которое объясняется существованием других частиц, причем существование каждой из последних в свою очередь не имеет первичного и независимого характера. Но именно такой парадоксально-нелинейный характер свойствен природе, которая сама является причиной своего существования. Эта спинозовская