Физик читает Кэрролла - [3]

Современный физик, на собственном опыте познавший не только плодотворность, но и ограниченность одной из разновидностей формализации _аксиоматического метода_, с пониманием относится к "формальным" исканиям Кэрролла. В них физик усматривает не бесплодные схоластические упражнения, а стремление обнаружить немногие _структуры_, скрытые за многообразием внешних форм. Неожиданная близость структур, таящихся в далеких на первый взгляд понятиях, служит своеобразным отражением единства материального мира не только в физической теории, но и в причудливом зеркале кэрролловского нонсенса.

Столь милую сердцу Кэрролла игру со словами (и словами) физик склонен воспринимать отнюдь не как забаву, а как формальную модель поиска в том или ином смысле оптимального решения в условиях конфликта, где противоборствующей стороной выступает пресловутый "здравый смысл". Именно поэтому игру, пронизывающую весь кэрролловский нонсенс, следовало бы отнести не столько к сфере психологии, сколько к компетенции одного из разделов современной математики - так называемой "теории игр", правда, с одной существенной оговоркой: эта игра _индуктивна_, ее правила заранее не известны.

Всякий раз, когда физик, накопив достаточно обширный экспериментальный материал, пытается найти в нем скрытые закономерности, природа также вступает с ним в игру, весьма напоминающую Королевский крокет, в котором "_правил нет, а если и есть, то их никто не соблюдает_". Сошлемся лишь на один из множества примеров этой удивительной аналогии: историю открытия Иоганном Кеплером двух первых законов движения планет.

Пытаясь разгадать законы движения Марса, Кеплер неожиданно для себя оказался втянутым в изнурительную игру с природой, правила которой (предполагаемая форма орбиты Марса и характер его движения) менялись каждый раз, когда окончательный результат казался уже близким. Игра велась столь "жестко", что аллегорическому посвящению к "Новой астрономии" - отчету о сделанных открытиях - Кеплер придал форму "реляции о победе". Блестящие литературные достоинства "Новой астрономии" и особенности кеплеровского мышления позволяют считать Иоганна Кеплера своего рода предтечей Кэрролла. Подробности описания "битвы с Марсом" и Королевского крокета совпадают в деталях, исключающих возможность случайной аналогии. Речь идет не о сходстве, а о чем-то более глубоком, своего рода _изоморфизме_ - двух внешне различных описаниях _одного_ и _того_ же явления.

В сценах Безумного чаепития и суда (так же, как и во многих других эпизодах из "Алисы в Стране чудес" и "Зазеркалья") физик без труда различает злую, но точную карикатуру на процесс развития физической теории. Сколь ни абсурдна схема судопроизводства "_Сначала приговор, потом доказательства_", именно она передает то, что не раз происходило в истории физики.

Вспомним хотя бы обстоятельства "рождения" квантовой механики. Многочисленные попытки описать спектр черного тела {В самом названии "черное тело" есть нечто кэрролловское. Физики давно не связывают его с "чем-то черным". Раскаленное тело может оказаться почти черным. Черное тело невидимо, если оно находится в тепловом равновесии с окружающим его электромагнитным полем. В темноте и невидимка черный.}, предпринятые физиками в конце XIX в., оказались неудачными. При больших частотах в ультрафиолетовой части спектра хорошо "работала" формула Вина, при малых совсем другая формула Рэлея-Джинса. Сшить оба куска в единое целое так, чтобы "_все было по правилам_" (как хотел того на суде Белый Кролик), не удавалось никому: безупречные логические доказательства приводили к софизму. И тогда Планк во имя спасения физики решился на предположение, которое противоречило всему опыту предшествующего развития физики. Он высказал знаменитую гипотезу квантов: энергия атома изменяется не непрерывно, а может принимать лишь дискретный ряд значений, пропорциональных кванту действия hv.

О своем "приговоре" Планк сообщил 14 декабря 1900 г. на заседании Берлинского физического общества. И, хотя формула Планка была проверена Экспериментально в ту же ночь, понадобилось не одно десятилетие, прежде чем были "собраны доказательства" и квантовая механика обрела статус физической теории.

О том, сколь тяжело дается разрыв с привычным, устоявшимся кругом идей и представлений, свидетельствует письмо Планка Роберту Вуду, написанное уже после создания квантовой механики в 1933 г.: "Дорогой коллега! Во время ужина, устроенного в мою честь в Тринити Холл, Вы высказали пожелание, чтобы я написал Вам более подробно о том психологическом состоянии, которое привело меня когда-то к постулированию гипотезы квантов энергии. Выполняю Ваше пожелание. Кратко я могу описать свои действия как акт отчаяния, ибо по своей природе я миролюбив и не люблю сомнительных приключений. Но я целых шесть лет, начиная с 1894 г., безуспешно воевал с проблемой равновесия между излучением и веществом. Я знал, что эта проблема имеет фундаментальное значение для физики; я знал формулу, которая дает распределение энергии в нормальном спектре, поэтому необходимо было найти теоретическое объяснение, чего бы это ни стоило. Классическая физика была здесь бессильна - это я понимал... (кроме двух начал термодинамики).