Теория, которая не работала

ТЕОРИЯ,КОТОРАЯ НЕ РАБОТАЛА

Драматические поиски единой судьбы мира

В этой книге мы встречались с различными теориями, возможности которых оказывались ограниченными. Такова обычная ситуация, возникающая в силу глубочайших диалектических законов человеческого познания. Ведь развитие науки безгранично. Научная теория не может появиться как продукт чистого разума. Она обязательно возникает и развивается из опыта, будь то наблюдения природных явлений, протекающих без участия человека, или эксперимент, специально поставленный для отыскания ответа на определенный вопрос. Правильно поставленные вопросы играют решающую роль в развитии знаний. В ходе длительной и не имеющей предела эволюции науки ни одна из теорий не возникла и не могла быть сформулирована в завершенной окончательной форме. Все они претерпевали развитие и уточнение и, если их основа была правильной, оставались в истории в качестве фундамента последующих более совершенных теорий. Даже теории, не сохранившиеся при дальнейшем развитии науки, оказавшиеся неудовлетворительными в своей основе, зачастую приносили объективную пользу развитию науки и техники. Так было, например, с теорией теплорода, хорошо послужившей создателям первых паровых машин.

Наука — это драма, драма идей. Эти слова принадлежат величайшему физику, Ньютону двадцатого века, Эйнштейну. Но если искать в этой драме наиболее драматические эпизоды, то ничто не сможет сравниться с тянувшейся сорок лет историей попыток самого Эйнштейна создать единую теорию поля.

Общую теорию относительности недаром называют теорией тяготения. Она строго и однозначно связала свойства пространства с распределением в нем материи, свойства полей с телами, составленными из частиц. Она связала движение каждого тела с положением и движением всех остальных тел Вселенной, показала, как нужно формулировать все известные и еще неизвестные теории, чтобы они не входили в противоречие с реальной природой.

Все, правда немногочисленные, предсказания общей теории относительности были подтверждены опытом. Но у ее создателя оставалось чувство неудовлетворенности. Ему хотелось понять внутреннее единство природы. Этого понимания он не достиг. В общей теории относительности нет единства гравитационного и электромагнитного поля. В этой теории гравитационное поле, представляющее тяготение, самую древнюю из известных человеку сил природы, определяет свойства мира. Все остальное разыгрывается на этой сцене. В том числе и электромагнитное поле и все электромагнитные процессы существуют на этой сцене, никак не влияя на нее.

Это казалось Эйнштейну противоестественным. Он чувствовал, что электромагнитное поле играет в природе чрезвычайно важную роль, много большую, чем роль артиста, играющего на сцене. Но и воздушная балерина, перемещаясь по сцене, деформирует ее доски. Электромагнитные силы, думал он, должны влиять на структуру мира, в малом и в большем, в микромире и во Вселенной. И это должно найти отражение в теории. Теория должна обладать внутренним единством, ибо сама природа едина.

Так Эйнштейн пришел к необходимости создания единой теории поля. Он думал и о том, как свойства частиц связаны со свойствами поля, но считал эту задачу еще более трудной и отложил ее рассмотрение до решения первоочередной задачи. Это стало мечтой и целью его жизни, мукой его последних четырех десятилетий.

Он работал почти в одиночестве. Иногда ему помогали немногочисленные сотрудники, хорошие, но не выдающиеся ученые. Остальные не придавали значения его работам. Они отдавали все силы развитию квантовой теории. Теория поля казалась им устаревшей. Но Эйнштейн упорно шел своим путем, шел против основного течения в развитии науки. Однако теория, которая много раз казалась ее автору близкой к завершению, многократно обманывала его надежды. Она не работала! В каком смысле о теории можно сказать, что она не работает? Ни в одном ее варианте не удалось сделать ни одного предсказания — а это является главной задачей любой теории. Не удалось и упростить объяснение уже известного или описать с единой точки зрения явления, до того казавшиеся независимыми, что тоже может считаться оправданием создания новой теории. Эйнштейн умер полный надежд и планов. Но его немногочисленные сотрудники не продвинулись по избранному им пути. Лишь в преддверии к двадцатой годовщине смерти Эйнштейна опять возникли надежды на успешное решение поставленной им задачи. Надежды, основанные на удивительных результатах, представляющих синтез идей Эйнштейна о фундаментальном значении принципа относительности, о решающей роли симметрии физических законов и новых идей, выдвинутых представителями следующих поколений.