yavlenie interferencii, harakternoe dlya voln. Na rannih etapah razvitiya teorii atoma fiziki ne mogli ponyat', kak elektromagnitnoe izluchenie mozhet odnovremenno sostoyat' iz chastic ochen' malen'kogo ob容ma i iz voln, sposobnyh rasprostranyat'sya na bol'shie rasstoyaniya. Vostochnomu misticizmu prisushchi neskol'ko sposobov obrashcheniya s paradoksami dejstvitel'nosti. V to vremya, kak induizm skryvaet ih za cvetistoj tkan'yu mifa, buddizm i daosizm predpochitayut podcherkivat' paradoksy, nezheli zamalchivat' ih. Osnovnoe proizvedenie daosizma "Dao-de czin", napisannoe Lao-czy, kazhetsya ochen' zagadochnym i dazhe neposledovatel'nym. Ono sostoit iz intriguyushche paradoksal'nyh utverzhdenij, i ego emkij, proniknovennyj i, v vysshej stepeni, poetichnyj yazyk zahvatyvaet vnimanie chitatelya, ne pozvolyaya emu vernut'sya na privychnye puti logicheskogo myshleniya. Kitajskie i yaponskie buddisty, vsled za daosami, nauchilis' rasskazyvat' o misticheskom opyte putem prostoj konstatacii ego paradoksal'nosti. Kogda dzenskij nastavnik Dajto uvidel imperatora Godajgo, izuchavshego dzen, on skazal: "My rasstalis' mnogo tysyach kal'p nazad, i vse zhe my ne pokidali drug druga ni na mgnovenie. My stoim licom drug k drugu ves' den', no nikogda ne vstrechalis'" [77, 26}. Dzen-buddisty obladayut osobym umeniem ispol'- zovat' nesovershenstvo verbal'noj kommunikacii. Sis- tema KOANOV sposobna peredavat' uchenie ih avtorov absolyutno neverbal'no. KOANY--eto tshchatel'no pro- dumannye paradoksal'nye zadachi, prednaznachennye dlya togo, chtoby zastavit' izuchayushchego dzen osoznat' ogra- nichennost' logiki samym dramatichnym obrazom. |ti zadachi nel'zya reshit' putem razmyshlenij iz-za ih ir- racional'noj formulirovki i paradoksal'nogo soder- zhaniya. Oni dolzhny ostanovit' process myshleniya i podgotovit' uchenika k neverbal'nomu vospriyatiyu re- al'nosti. Sovremennyj nastavnik dzen YAsutani pozna- komil zapadnogo uchenika s odnim iz naibolee izvest- nyh KOANOV sleduyushchim obrazom: "Odin iz luchshih, to est' samyh prostyh, KOANOV--MU. Ego proishozhdenie takovo: odnazhdy, sotni let tomu nazad, v Kitae nekij monah prishel k Dz'syu--proslavlennomu uchi- telyu dzen i sprosil: "Obladaet li sobaka prirodoj Buddy?", na chto Dz'syu otvetil: "MU!". Bukval'no eto vyrazhenie znachit "net", no ne v etom znachenie slov Dz'syu. "MU" -- eto oboznachenie zhivoj, aktivnoj, dinamicheskoj prirody Buddy. Nuzhno postich' sushchnost' eto- go "MU" putem poiska otveta v sebe, a ne v intellektual'nyh razmyshleniyah. Zatem ty dolzhen podrobno i zhivo prodemonstrirovat' mne, chto ponimaesh' "MU" kak zhivuyu istina, ne pribegaya k pomoshchi koncepcij, teorij i abstraktnyh rassuzhdenij. Pomni, nel'zya po- nyat' "MU" umom; ego mozhno postich' tol'ko neposredstvenno vsem sushchestvom" [41, 135}. Nastavnik dzen obychno predlagaet novichku ili KOAN "MU", ili odin iz sleduyushchih dvuh: "Kakim bylo tvoe pervonachal'noe lico do tvoego rozhdeniya?". "Hlopok--zvuk ot dvuh ladonej. Kakov zhe zvuk ot odnoj?". Vse eti KOANY imeyut bolee ili menee unikal'- nye resheniya, priblizhenie k kotorym opytnyj uchi- tel' mozhet nemedlenno raspoznat' v povedenii ucheni- ka. Kak tol'ko otvet najden, KOAN tut zhe perestaet byt' paradoksal'nym i prevrashchaetsya v glubinnoe, polnoe smysla utverzhdenie, sozdannoe na tom urovne soznaniya, kotoroe pomog probudit' uchitel'. V shkole Rindzaj uchenik dolzhen reshat' mnozhestvo KOANOV, kazhdyj iz kotoryh raskryvaet odin iz aspektov dzen. |to edinstvennyj sposob obucheniya v etoj shkole, ne ispol'zuyushchej nikakih polozhitel'nyh utverzhdenij, zastavlyaya uchenika samostoyatel'no postigat' istiny, zaklyuchennye v KOANAH. Srazu vspominayutsya paradoksal'nye situacii, voznikshie posle rozhdeniya atomnoj fiziki. Kak i v dzen, mozhno bylo reshit' paradoksy i postich' istinu tol'ko pri pomoshchi absolyutno novogo podhoda -- podhoda atomnoj fiziki. Priroda, kak uchitel' dzen, nichego ne ob座asnyala. Ona tol'ko zagadyvala zagadki. Uchenik dolzhen napryach' vse svoi sily i maksimal'no skoncentrirovat'sya dlya resheniya KOANA. Knigi o dzen utverzhdayut, chto KOAN skovyvaet myshlenie uchenika, stavya ego v tupik, povergaya v sostoyanie nepreryvnogo napryazheniya, v kotorom ves' mir predstavlyaetsya sploshnoj zagadkoj. Oshchushcheniya sozdatelej kvantovoj teorii byli ochen' pohozhimi. Poslushaem Gejzenberga: "YA pomnyu mnogochislennye spory s Bogom do pozdnej nochi, zavershavshiesya priznaniem nashej bespomoshchnosti; kogda posle spora ya vyhodil na progulku v sosednij park, ya vnov' i vnov' zadaval sebe odin i tot zhe vopros: ..Razve mozhet byt' v prirode stol'ko absur- da, skol'ko my vidim v rezul'tatah atomnyh eksperimentov?"" {34,42]. Glubinnaya sushchnost' bytiya ne mozhet ne kazat'sya paradoksal'noj i absurdnoj, buduchi podvergnuta in- tellektual'nomu analizu. Mistiki vsegda priznavali eto, no nauka lish' nedavno stolknulas' s etoj proble- moj. Uchenye na protyazhenii stoletij izuchali "funda- mental'nye zakony prirody", lezhashchie v osnove vseh prirodnyh yavlenij. |ti yavleniya proishodili v ih makroskopicheskoj okruzhayushchej srede i mogli vospri- nimat'sya pri pomoshchi organov chuvstv. Poskol'ku obra- zy i ponyatiya chelovecheskogo yazyka berut svoe nachalo imenno v chuvstvennom vospriyatii, oni udovletvoritel'- no opisyvali yavleniya prirody. V klassicheskoj fizike na vopros o sushchnosti veshchej otvechala n'yutonovskaya mehanicheskaya model' Vselennoj, kotoraya, vo mnogom povtoryaya demokritovskuyu model', ob座asnyala vse yavleniya dvizheniem i vzaimodejstviyami tverdyh nerazreshimyh atomov. Atomy byli upodobleny bil'yardnym sharam, to est' obrazam chuvstvennogo vospriyatiya. Nikto ne zadavalsya voprosom, primenima li eta analogiya k miru atomov. I dejstvitel'no, eksperimental'naya proverka byla nevozmozhna. Odnako v dvadcatom veke fiziki smogli podojti k voprosu ob elementarnyh sostavlyayushchih materii vo vseoruzhii. Neveroyatno slozhnoe oborudovanie pozvolyalo im izuchat' razlichnye urovni stroeniya materii v poiskah mel'chajshih "stroitel'nyh kirpichikov". Tak bylo dokazano sushchestvovanie atomov i otkryty sostavlyayushchie ih yadra i elektrony, i, nakonec, komponenty yadra--protony, nejtrony i mnozhestvo drugih subatomnyh chastic. Slozhnye chutkie pribory sovremennoj eksperimental'noj fiziki pronikayut v glubiny submikroskopicheskogo mira, v oblasti, udalennye ot nashej makroskopicheskoj sredy, i delayut ih dostupnymi chuvstvennomu vospriyatiyu. I vse zhe my mozhem sudit' o nih tol'ko po poslednemu zvenu v cepochke reakcij--po shchelchku schetchika Gejgera, po temnomu pyatnyshku na fotoplastinke. My vosprinimaem ne sami yavleniya, a ih sledy. Sam zhe atomnyj i subatomnyj mir skryt ot nas. Itak, sovremennaya apparatura pozvolyaet nam kosvenno "nablyudat'" svojstva atomov i drugih chastic, a sledovatel'no, v kakoj-to stepeni "poznavat'" subatomnyj mir. No eti znaniya v korne otlichayutsya ot nashih znanij o tom, chto okruzhaet nas v povsednevnoj zhizni. Oni uzhe ne opredelyayutsya neposredstvennym chuvstvennym vospriyatiem, i poetomu obychnyj yazyk, zaimstvuyushchij svoi obrazy iz mira chuvstv, ne goditsya dlya opisaniya issleduemyh yavlenij. Pronikaya v tolshchu veshchestva, my dolzhny otkazyvat'sya ot obrazov i ponyatij obychnogo yazyka. V puteshestvii v mir beskonechno malogo samym vazhnym shagom byl pervyj -- shag v mir atomov. Proniknuv pod obolochku atoma, izuchaya ego vnutrennee ustrojstvo, nauka vyshla za predely chuvstvennogo vospriyatiya. S etogo momenta ona uzhe ne mogla s uverennost'yu opirat'sya na logiku i zdravyj smysl. Atomnaya fizika vpervye opisala istinnoe stroenie veshchestva. Podobno mistikam, fiziki teper' imeli delo s nechuvstvenno vosprinimaemoj real'nost'yu i, podobno mistikam, stalkivalis' s paradoksami etoj real'nosti. Poetomu modeli i obrazy sovremennoj fiziki stali rodstvenny modelyam i obrazam vostochnoj filosofii. Glava 4. NOVAYA FIZIKA Po mneniyu vostochnyh mistikov, neposredstvennoe vospriyatie real'nosti priobretaetsya mgnovenno i podryvaet osnovy prezhnego mirovozzreniya. D. T. Sudzuki nazval eto oshchushchenie "samym udivitel'nym sobytiem iz sfery chelovecheskogo soznaniya, ...razrushayushchim vse standartnye formy vospriyatiya" [71, 7] i privel v podtverzhdenie svoih slov vyskazyvanie odnogo iz dzenskih nastavnikov, sravnivshih podobnoe yavlenie s tem, kak "prolamyvaetsya dno bad'i". V nachale veka fiziki ispytali nechto podobnoe pri znakomstve s atomnoj dejstvitel'nost'yu, i ih vyska- zyvaniya chem-to napominayut slova dzenskogo uchitelya. Tak, Gejzenberg pisal: "Burnaya reakciya, uchenyh na poslednie ot- krytiya sovremennoj fiziki legko ob座asnima: oni sotryasayut osnovy etoj nauki, i ona, poho- zhe, nachinaet teryat' pochvu pod nogami" {34., 167]. |jnshtejn tozhe byl potryasen, vpervye stolknuv- shis' s mirom atoma. On pisal v svoej avtobiografii: "Vse moi popytki ob座asnit' eti novye ot- krytiya byli absolyutno bezuspeshny. |to na- pominalo situaciyu, kogda pochva uhodit iz- pod nog, i ne na chto operet'sya" {68, 45]. Otkrytiya sovremennoj fiziki priveli k neobhodimosti ser'eznogo peresmotra takih ponyatij, kak prostranstvo, vremya, materiya, ob容kt, prichina i sledstvie i t. d.; a poskol'ku eti ponyatiya yavlyayutsya osnovopolagayushchimi dlya mirovozzreniya, neudivitel'no, chto fiziki, stolknuvshis' s etoj neobhodimost'yu, ispytali podobie shoka. Blagodarya etim izmeneniyam voznik sovershenno novyj vzglyad na mir, formirovanie kotorogo prodolzhaetsya pod vozdejstviem sovremennyh nauchnyh razrabotok. Poetomu nam predstavlyaetsya, chto i vostochnym mistikam, i zapadnym fizikam znakomy oshchushcheniya, zastavlyayushchie vzglyanut' na mir sovershenno po-novomu. V dvuh sleduyushchih citatah evropejskij fizik Nil's Bor i indijskij mistik SHri Aurobindo podcherkivayut glubinu i radikal'nyj harakter etogo oshchushcheniya. "Grandioznoe rasshirenie nashih znanij za poslednie gody vyyavilo nedostatochnost' na- shih prostyh mehanicheskih koncepcij i, kak sledstvie, poshatnulo osnovaniya obshcheprinyato- go istolkovaniya" {6, 2]. Nil's BOR "Na samom dele, vse veshchi nachinayut izme- nyat' svoyu sushchnost' i vneshnij vid; mirovos- priyatie kazhdogo cheloveka v korne izmenyaet- sya... Poyavlyaetsya novyj shirokij i glubokij put' vospriyatiya, videniya, poznaniya, sopostav- leniya veshchej"{ 4.327]. SHri AUROBINDO |ta glava soderzhit predvaritel'noe opisanie novogo mirovozzreniya sovremennoj fiziki (esli chitatel' nahodit eto predvaritel'noe izlozhenie idej sovremennoj fiziki slishkom kratkim ili slozhnym, emu ne sleduet bespokoit'sya--vse ponyatiya, upominayushchiesya v etoj glave, budut bolee podrobno rassmotreny v dal'nejshem); ona rasskazyvaet o tom, kak v nachale veka dve osnovnye teorii sovremennoj fiziki--kvantovaya teoriya i teoriya otnositel'nosti--zastavili uchenyh izbrat' gorazdo bolee utonchennoe holisticheskoe i "organicheskoe" vozzrenie na prirodu. Klassicheskaya fizika Mirovozzrenie, oprovergnutoe otkrytiyami sovremennoj fiziki, osnovyvalos' na n'yutonovskoj mehanisticheskoj modeli Vselennoj. |ta model' byla moshchnym karkasom klassicheskoj fiziki i osnovoj vseh nauk i naturfilosofii. Soglasno N'yutonu, vse (fizicheskie yavleniya proishodyat v trehmernom prostranstve, opisannom evklidovoj geometriej. |to absolyutnoe neizmenyayushcheesya prostranstvo, vsegda nahodyashcheesya v sostoyanii pokoya. Kak utverzhdal N'yuton: "Samo absolyutnoe prostranstvo, bez ucheta vneshnih faktorov, vsegda ostaetsya neizmennym i nepodvizhnym" [8, 7]. Vse izmeneniya v fizicheskom mire opisyvalis' v terminah absolyutnogo vremeni--osobogo izmereniya, ne imeyushchego svyazi s material'nym mirom i razlichayushchego proshloe, nastoyashchee i budushchee. "Absolyutnoe, istinnoe matematicheskoe vremya, po svoej sushchnosti, techet s postoyannoj skorost'yu, ne podvergayas' vneshnim vozdejstviyam" [8, 36] -utverzhdal N'yuton. Po predstavleniyam N'yutona, v etom prostranstve dvigayutsya material'nye chasticy--malen'kie, tverdye i nerazrushimye predmety, iz kotoryh sostoit vsya materiya, i kotorye figuriruyut v matematicheskih uravneniyah v kachestve "tochek massy". |ta model' ochen' pohozha na model' grecheskih atomistov. Obe oni razlichayut polnoe i pustoe, materiyu i prostranstvo i predpolagayut, chto forma i massa chastic neizmenyaemy. Takim obrazom, materiya vechna i iznachal'no passivna. Vazhnoe otlichie n'yutonovskoj modeli ot demokritovoj zaklyuchaetsya v tom, chto ona tochno opisyvaet sily vzaimodejstviya mezhdu material'nymi chasticami. |ti sily ochen' prosty po svoej sushchnosti i zavisyat tol'ko ot mass i rasstoyanij mezhdu chasticami. Sila prityazheniya, po mneniyu N'yutona, tesno svyazana s telami, mezhdu kotorymi dejstvuet, prichem dejstvuet ona postoyanno i na lyubom rasstoyanii. Podobnye predstavleniya kazhutsya nam segodnya dovol'no strannymi i proizvol'nymi, no v te vremena nikto ne pytalsya predlozhit' chto-libo vzamen, poskol'ku schitalos', chto chasticy i sily byli sozdany Bogom i ne podlezhat analizu. N'yuton govorit o sotvorenii mira v svoej "Optike"; "Mne kazhetsya veroyatnym, chto Bog vnachale sotvoril materiyu v vide tverdyh, obladayushchih massoj, cel'nyh, nepronicaemyh i podvizhnyh chastic, nadelennyh takimi razmerami, proporciyami, formami i drugimi kachestvami, kotorye nailuchshim obrazom otvechayut toj celi, dlya kotoroj On sotvoril ih i chto eti chasticy, buduchi cel'nymi, nesravnenno plotnee lyubogo poristogo tela, iz nih sostavlennogo; i oni nastol'ko plotny, chto nikogda ne iznashivayutsya i ne razbivayutsya, i ni odna sila ne mozhet razdelit' to, chto Bog sotvoril edinym pri svoem pervotvorenii" {21, 76}. Soglasno N'yutonu, vse fizicheskie yavleniya svodyatsya k dvizheniyu material'nyh tochek v prostranstve, vyzvannomu ih vzaimnym prityazheniem, to est' siloj tyazhesti, ili gravitaciej. Dlya togo. chtoby dat' strogoe matematicheskoe opisanie etoj sily, N'yutonu prishlos' ispol'zovat' absolyutno novye ponyatiya i matematicheskie operacii differencial'nogo ischisleniya. |jnshtejn vysoko ocenival znachenie velikih trudov N'yutona, nazyvaya ih velichajshim intellektual'nym dostizheniem, kotorym kogda-libo byl obyazan mir odnomu cheloveku". Osnova klassicheskoj mehaniki--n'yutonovskie uravneniya dvizheniya. Schitalos', chto oni otrazhayut nezyblemye zakony, upravlyayushchie dvizheniem material'nyh tochek, a znachit--i vsemi prirodnymi yavleniyami. Po mneniyu N'yutona, Bog sozdal material'nye chasticy, sily mezhdu nimi i fundamental'nye zakony dvizheniya. Takim obrazom, vsya Vselennaya byla zapushchena v dvizhenie i dvizhetsya do sih por podobno horosho otlazhennomu mehanizmu. Mehanisticheskij vzglyad na prirodu byl tesno svyazan so strogim determinizmom. Ogromnyj kosmicheskij mehanizm byl podchinen opredelennym zakonam. Vse proishodyashchee imelo svoyu prichinu i privodilo k opredelennomu rezul'tatu, i, v principe, doskonal'no znaya sostoyanie sistemy na dannyj moment, mozhno bylo s uverennost'yu predskazyvat' ee budushchee. |ta uverennost' zvuchit v slovah francuzskogo matematika P'era Simona Laplasa: "Intellekt, raspolagayushchij tochnymi i podrobnymi svedeniyami o mestonahozhdenii vseh veshchej, iz kotoryh sostoit mir, i dejstvii vseh prirodnyh sil i sposobnyj podvergnut' analizu stol' ogromnoe kolichestvo dannyh, smog by zapechatlet' v odnoj i toj zhe formule dvizhenie samyh bol'shih tel vo Vselennoj i mel'chajshih atomov: dlya nego ne ostavalos' by neyasnostej, i budushchee, kak i proshloe, pokazalos' by emu nastoyashchim" [8, 122]. Filosofskoj osnovoj strogogo determinizma bylo fundamental'noe razgranichenie mezhdu mirom i chelovekom, vvedennoe Dekartom. Kak sledstvie etogo razgranicheniya, voznikla uverennost' v vozmozhnosti ob容ktivnogo opisaniya mira, lishennogo upominanij o lichnosti nablyudatelya, i nauka videla v takom ob容ktivnom opisanii mira svoj ideal. N'yutonovskaya mehanika perezhila svoj rascvet v vosemnadcatom--devyatnadcatom vekah. Sam N'yuton pri pomoshchi svoej teorii ob座asnil dvizhenie planet i osnovnye svojstva Solnechnoj sistemy. Tem ne menee, ego planetarnaya model' byla sil'no uproshchennoj i ne uchityvala, naprimer, gravitacionnogo vzaimodejstviya planet. Iz-za etogo N'yuton obnaruzhil v svoej modeli nekotorye nesoobraznosti, kotorye on sam ne mog ob座asnit'. On reshil problemu, pridya k vyvodu, chto Bog vsegda prisutstvuet vo Vselennoj, chtoby ispravlyat' eti nesoobraznosti. Velikij matematik Laplas postavil pered soboj chestolyubivuyu zadachu utochnit' i usovershenstvovat' podschety N'yutona "i predlozhit' okonchatel'noe opisanie mehaniki Solnechnoj sistemy i nastol'ko priblizit' teoriyu k nablyudeniyam, chtoby v astronomicheskih tablicah ne ostalos' belyh pyaten" [40, 2371. Rezul'tatom ego usilij byla bol'shaya rabota v pyati tomah, "Nebesnaya mehanika", gde Laplas uspeshno i podrobno opisal dvizhenie planet, lun i komet, prichiny prilivov i drugih gravitacionnyh yavlenij. On pokazal, chto iz n'yutonovskih zakonov dvizheniya sleduet, chto Solnechnaya sistema nepodvizhna. Kogda Laplas prodemonstriroval Napoleonu pervoe izdanie svoej knigi, tot, kak rasskazyvayut, zametil: "Mes'e Laplas, mne skazali, chto etot grandioznyj trud ob ustrojstve Vselennoj ne soderzhit ni odnogo upominaniya o Tvorce". Na chto Laplas rezko otvetil: "YA ne nuzhdayus' v etoj gipoteze". Vdohnovlennye blestyashchim uspehom n'yutonovskoj mehaniki v astronomii, fiziki ispol'zovali ee dlya opisaniya nepreryvnogo techeniya zhidkostej i kolebanij uprugih tel i vnov' dobilis' uspeha. Nakonec, dazhe teoriya teploty poluchila mehanisticheskoe obosnovanie, soglasno kotoromu teplota predstavlyaet soboj energiyu, porozhdennuyu slozhnym haoticheskim dvizheniem molekul veshchestva. Tak, pri povyshenii temperatury vody podvizhnost' molekul vozrastaet do teh por, poka oni ne preodolevayut sil vzaimnogo prityazheniya i ne razdelyayutsya. Pri etom voda prevrashchaetsya v par. Naprotiv, pri ohlazhdenii termicheskoe dvizhenie zamedlyaetsya, mezhdu molekulami voznikaet bolee prochnaya svyaz', i obrazuetsya led. Podobnym zhe obrazom mozhno s chisto mehanicheskoj tochki zreniya ob座asnit' mnogo drugih temperaturnyh yavlenij (sm. ris, 2). Triumf mehaniki N'yutona ubedil fizikov v tom, chto ee zakony upravlyayut dvizheniem vsej Vselennoj i yavlyayutsya osnovnymi zakonami prirody, i chto yavleniya prirody ne mogut imet' drugogo ob座asneniya. Tem ne menee, po proshestvii menee sta let stalo ochevidno, chto n'yutonovskaya model' ne mozhet ob座asnit' novye otkrytiya, a ee zakonomernosti dejstvuyut ne vsegda. Vse nachalos' s otkrytiya i issledovaniya yavlenij elektrichestva i magnetizma, kotorye ne dopuskali mehanicheskogo tolkovaniya, svidetel'stvuya o sushchestvovanii sil neizvestnoj do etogo raznovidnosti. Vazhnyj shag byl sdelan Majklom Faradeem i Klerkom Maksvellom--pervyj iz kotoryh byl odnim iz velichajshih eksperimentatorov v istorii nauki, a vtoroj -blestyashchim teoretikom. Kogda Faradej podnes k mednoj katushke magnit i vyzval v nej elektricheskij tok, preobrazovav takim obrazom mehanicheskuyu rabotu v elektricheskuyu energiyu, nauka okazalas' v tupike. |tot fundamental'nyj eksperiment dal rozhdenie raznoobraznoj elektricheskoj inzhenerii i stal osnovoj dlya teoreticheskih razmyshlenij Faradeya i Maksvella, plodom kotoryh stala celaya teoriya elektromagnetizma. Faradej i Maksvell, issledovav effekty dejstviya sil elektrichestva i magnetizma, v pervuyu ochered' zainteresovalis' ih prirodoj. Oni zamenyali ponyatie "sily" ponyatiem "silovogo polya" i pervymi vyshli za predely fiziki N'yutona. Vmesto vyvoda o tom, chto dva protivopolozhnyh zaryada prityagivayutsya tochno takzhe, kak dve "tochki massy" v n'yutonovskoj mehanike, Faradej i Maksvell sochli bolee priemlemym utverzhdat', chto kazhdyj zaryad sozdaet vokrug sebya osoboe "vozbuzhdenie", ili "sostoyanie", tak chto protivopolozhnyj zaryad, nahodyashchijsya poblizosti, ispytyvaet prityazhenie. Sostoyanie sposobnoe porozhdat' silu, bylo nazvano polem. Pole sozdaet kazhdyj zaryad nezavisimo ot prisutstviya protivopolozhnogo zaryada, sposobnogo ispytat' ego vozdejstvie. |to otkrytie sushchestvenno izmenilo predstavlenie o fizicheskoj real'nosti. N'yuton schital, chto sily tesno svyazany s telami, mezhdu kotorymi oni dejstvuyut. Teper' zhe mesto ponyatiya "sily" zanyalo bolee slozhnoe ponyatie "polya", sootnosivsheesya s opredelennymi yavleniyami prirody i ne imevshee sootvetstviya v mire mehaniki. Vershinoj etoj teorii, poluchivshej nazvanie elektrodinamiki, bylo osoznanie togo, chto svet est' ne chto inoe, kak peremennoe elektromagnitnoe pole vysokoj chastoty, dvizhushcheesya v prostranstve v forme voln. Segodnya my znaem, chto i radiovolny, i volny vidimogo sveta, i rentgenovskie luchi -- ne chto inoe, kak koleblyushchiesya elektromagnitnye polya, razlichayushchiesya tol'ko chastotoj kolebanij, i chto svet--lish' neznachitel'naya chast' elektromagnitnogo spektra. Nesmotrya na novye otkrytiya, v osnove fiziki vse eshche lezhala mehanika N'yutona. Sam Maksvell proboval ob座asnit' rezul'taty svoih issledovanij s mehanisticheskoj tochki zreniya, schitaya pole napryazhennym sostoyaniem efira--ochen' legkoj sredy, zapolnyayushchej vse prostranstvo, a elektromagnitnye volny--kolebaniyami efira. |to bylo vpolne estestvenno, tak kak v volnah obychno videli kolebanie kakoj-libo sredy: vody, vozduha i tak dalee. Odnako Maksvell odnovremenno ispol'zoval neskol'ko mehanisticheskih ob座asnenij svoih otkrytij, ochevidno, ne vosprinimaya ni odnogo vser'ez. Vidimo, on intuitivno chuvstvoval, esli i ne govoril etogo otkryto, chto glavnoe v ego teorii -- polya, a ne mehanisticheskie modeli. Na etot fakt cherez desyat' let obratil vnimanie |jnshtejn, zayavivshij, chto efira ne sushchestvuet, i chto elektromagnitnye polya imeyut svoyu sobstvennuyu fizicheskuyu prirodu, mogut peremeshchat'sya v pustom prostranstve i ne otnosyatsya k yavleniyam iz oblasti mehaniki. Itak, v nachale dvadcatogo veka fizika raspolagala dvumya priznannymi teoriyami, kazhdaya iz kotoryh ob座asnyala prirodnye yavleniya lish' v odnoj raznovidnosti; mehanikoj N'yutona i elektrodinamikoj Maksvella. N'yutonovskaya model' uzhe ne byla edinstvennoj oporoj fiziki. Sovremennaya fizika Pervye tri desyatiletiya nashego stoletiya radikal'no izmenili polozhenie del v fizike. Odnovremennoe poyavlenie teorii otnositel'nosti i teorii atoma postavilo pod somnenie predstavlenie n'yutonovskoj mehaniki ob absolyutnom haraktere vremeni i prostranstva, o tverdyh elementarnyh chasticah, o strogoj prichinnoj obuslovlennosti vseh fizicheskih yavlenij i o vozmozhnosti ob容ktivnogo opisaniya prirody. Starye ponyatiya ne nahodili primeneniya v novyh oblastyah fiziki. U istokov sovremennoj fiziki--velikoe svershenie odnogo cheloveka, Al'berta |jnshtejna. Dve ego stat'i, opublikovannye v 1905 godu, soderzhali dve radikal'no novye mysli. Pervaya stala osnovoj special'noj teorii otnositel'nosti |jnshtejna; vtoraya zastavila po-novomu vzglyanut' na elektromagnitnoe izluchenie i legla v osnovu teorii atoma -- kvantovoj teorii. Kvantovaya teoriya v okonchatel'nom vide sformirovalas' cherez dvadcat' let blagodarya sovmestnym usiliyam celoj gruppy fizikov. Odnako teoriyu otnositel'nosti prakticheski polnost'yu razrabotal sam |jnshtejn. Nauchnye trudy |jnshtejna uvekovechili grandioznye dostizheniya chelovecheskogo razuma, stav svoego roda piramidami sovremennoj civilizacii. |jnshtejn byl tverdo uveren v tom, chto prirode iznachal'no prisushcha garmoniya, i ego nauchnoj deyatel'nost'yu rukovodilo zhelanie najti obshchuyu osnovu dlya vsej fiziki. Pervym shagom k etoj celi bylo ob容dinenie dvuh samostoyatel'nyh teorij klassicheskoj fiziki--elektrodinamiki i mehaniki--pod egidoj special'noj teorii otnositel'nosti. Ona ob容dinila i dopolnila postroeniya klassicheskoj fiziki i odnovremenno potrebovala reshitel'nogo peresmotra tradicionnyh predstavlenij o vremeni i prostranstve i podorvala odno iz osnovanij n'yutonovskogo mirovozzreniya. Soglasno teorii otnositel'nosti, neverno, chto prostranstvo imeet tri izmereniya, a vremya sushchestvuet otdel'no ot nego. Odno tesno svyazano s drugim, i vmeste oni obrazuyut chetyrehmernyj "prostranstvenno-vremennoj" kontinuum. Prostranstvo, kak i vremya, ne sushchestvuet samo po sebe. Dalee, v otlichie ot n'yutonovskoj modeli, zdes' net edinogo techeniya vremeni. Raznye nablyudateli, dvigayas' s razlichnymi skorostyami otnositel'no nablyudaemyh imi yavlenij, ukazyvali by raznuyu ih posledovatel'nost'. V takom sluchae, dva sobytiya, odnovremennye dlya odnogo nablyudatelya, dlya drugih proizojdut v razlichnoj posledovatel'nosti. V rezul'tate, vse izmereniya v prostranstve i vremeni, kotorye stanovyatsya otnositel'nymi, teryayut svoj absolyutnyj harakter. I vremya, i prostranstvo--lish' elementy yazyka, kotoryj ispol'zuet nekij nablyudatel' dlya opisaniya nablyudaemyh yavlenij. Ponyatiya vremeni i prostranstva nastol'ko osnovopolagayushchi, chto ih izmenenie vlechet za soboj izmenenie obshchego podhoda k opisaniyu yavlenij prirody. Samoe vazhnoe posledstvie etogo izmeneniya--osoznanie togo, chto massa--odna iz form energii. Dazhe nepodvizhnyj ob容kt nadelen energiej, zaklyuchennoj v ego masse, i ih sootnoshenie vyrazhaetsya znamenitym uravneniem E=ms^2 v kotorom s--skorost' sveta. |ta konstanta isklyuchitel'no vazhna dlya teorii otnositel'nosti. Dlya opisaniya fizicheskih yavlenij, pri kotoryh dejstvuyut skorosti, blizkie k skorosti sveta, vsegda sleduet pol'zovat'sya teoriej otnositel'nosti. V osobennosti eto kasaetsya elektromagnitnyh yavlenij, odnim iz kotoryh yavlyaetsya svet, i kotorye podveli |jnshtejna k sozdaniyu ego teorii, V 1915 godu |jnshtejn vydvinul obshchuyu teoriyu otnositel'nosti, kotoraya, v otlichie ot special'noj, uchityvala gravitaciyu, to est' vzaimnoe prityazhenie vseh tel s bol'shoj massoj. V to vremya, kak special'naya teoriya byla podverzhena mnozhestvu eksperimentov, obshchaya teoriya eshche ne nashla svoego okonchatel'nogo podtverzhdeniya. I vse zhe ona yavlyaetsya naibolee shiroko priznannoj, posledovatel'noj i izyashchnoj teoriej gravitacii, i nahodit shirokoe primenenie v astrofizike i kosmologii. Soglasno teorii |jnshtejna, gravitaciya sposobna "iskrivlyat'" vremya i prostranstvo. |to oznachaet, chto v iskrivlennom prostranstve zakony evklidovoj geometrii ne dejstvuyut, tak zhe kak dvuhmernaya ploskostnaya geometriya ne mozhet byt' primenena na poverhnosti sfery. Na ploskosti, naprimer, my mozhem narisovat' kvadrat sleduyushchim obrazom: otmerit' odin metr na pryamoj linii, otlozhit' pryamoj ugol i snova otmerit' odin metr, zatem otlozhit' eshche odin pryamoj ugol i snova otmerit' metr, nakonec, v tretij raz otlozhit' pryamoj ugol i, vernuvshis' v ishodnuyu tochku, poluchit' kvadrat. Odnako na poverhnosti shara eti pravila ne podejstvuyut. Tochno takim zhe obrazom evklidova geometriya bespolezna v iskrivlennom trehmernom prostranstve. Dalee, teoriya |jnshtejna utverzhdaet, chto trehmernoe prostranstvo dejstvitel'no iskrivleno pod vozdejstviem gravitacionnogo polya tel s bol'shoj massoj. Prostranstvo vokrug takih tel--planet, zvezd i t. d.--iskrivleno, i stepen' iskrivleniya zavisit ot massy tela. A poskol'ku v teorii otnositel'nosti vremya ne mozhet byt' otdeleno ot prostranstva, prisutstvie veshchestva okazyvaet vozdejstvie i na vremya, vsledstvie chego v raznyh chastyah Vselennoj vremya techet s raznoj skorost'yu. Takim obrazom, obshchaya teoriya otnositel'nosti |jnshtejna polnost'yu otvergaet ponyatiya absolyutnogo prostranstva i vremeni. Otnositel'ny ne tol'ko vse izmereniya v prostranstve i vremeni; sama struktura prostranstva-vremeni zavisit ot raspredeleniya veshchestva vo Vselennoj, i ponyatie "pustogo prostranstva" takzhe teryaet smysl. Klassicheskaya fizika rassmatrivala dvizhenie tverdyh tel v pustom prostranstve. Takoj podhod i segodnya ostaetsya umestnym, no lish' po otnosheniyu k tak nazyvaemoj "zone srednih izmerenij", to est' v oblasti nashego obydennogo opyta, kogda klassicheskaya fizika ostaetsya poleznoj teoriej. Oba predstavleniya_o pustom prostranstve i o tverdyh material'nyh telah,-- nastol'ko ukorenilis' v nashem myshlenii, chto nam ochen' trudno predstavit' sebe nekuyu fizicheskuyu real'nost', gde by eti predstavleniya ne byli by primenimy. I vse zhe sovremennaya fizika, vyhodya za predely zony srednih izmerenij, zastavlyaet nas sdelat' eto. Vyrazhenie "pustoe prostranstvo" utratilo smysl v astrofizike i kosmologii---naukah o Vselennoj v celom, a ponyatie tverdogo tela bylo postavleno pod somnenie atomnoj fizikoj -- naukoj o beskonechno malom. V nachale veka bylo otkryto neskol'ko yavlenij atomnoj dejstvitel'nosti, neob座asnimyh s pozicij klassicheskoj fiziki. Pervoe svidetel'stvo v pol'zu togo, chto atomy obladayut kakoj-to strukturoj, poyavilos' s otkrytiem rentgenovskih luchej -- novogo vida izlucheniya, bystro nashedshego svoe primenenie v medicine. Odnako rentgenovskie luchi byli ne edinstvennym vidom izlucheniya, ispuskaemogo atomami. Vskore posle ih otkrytiya stali izvestny p drugie vidy izluchenij, ispuskaemyh atomami tak nazyvaemyh "radioaktivnyh elementov". YAvlenie radioaktivnosti podtverzhdalo, chto atomy takih elementov ne tol'ko ispuskayut razlichnye izlucheniya, no i prevrashchayutsya pri etom v atomy sovershenno drugih elementov, chto govorit o slozhnosti stroeniya atoma. |ti yavleniya ne tol'ko aktivno izuchalis', no i ispol'zovalis' dlya eshche bolee glubokogo proniknoveniya v tajny prirody. Tak, Maks fon Laue pri pomoshchi rentgenovskih luchej issledoval atomnuyu strukturu kristalla, a |rnest Rezerford obnaruzhil, chto tak nazyvaemye al'fa-chasticy, ishodyashchie ot radioaktivnyh veshchestv, mozhno ispol'zovat' v kachestve vysokoskorostnyh snaryadov subatomnogo razmera dlya issledovaniya vnutrennego stroeniya atoma. On podvergal atom obstrelu al'fa-chasticami, opredelyaya po ih traektoriyam posle stolknoveniya, kak ustroen atom. V rezul'tate bombardirovki atomov potokami al'fa-chastic Rezerford poluchil sensacionnye i sovershenno neozhidannye rezul'taty. Vmesto opisannyh drevnimi tverdyh i cel'nyh chastic pered uchenym predstali neveroyatno melkie chasticy--elektrony, dvizhushchiesya vokrug yadra na dostatochno bol'shom rasstoyanii. |lektrony byli prikovany k yadram elektricheskimi silami. Neprosto predstavit' sebe mikroskopicheskie razmery atomov, nastol'ko daleki oni ot nashih obychnyh predstavlenij. Diametr atoma--primerno odna millionnaya santimetra. Predstavim sebe apel'sin, uvelichennyj do razmerov zemnogo shara. V takom sluchae atomy etogo apel'sina uvelichilis' do razmerov vishen. Miriady tesno soprikasayushchihsya vishen, sostavlyayushchie shar razmerom s Zemlyu--takovy atomy, iz kotoryh sostoit apel'sin. Takim obrazom, atom vo mnogo raz men'she lyubogo izvestnogo nam predmeta, no vo mnogo raz bol'she yadra, nahodyashchegosya v centre atoma. YAdro atoma, uvelichennogo do razmerov vishni, futbol'nogo myacha ili dazhe komnaty, bylo by nevidimo vooruzhennym glazom. Dlya togo, chtoby uvidet' yadro, nam nuzhno bylo by uvelichit' atom do razmerov samogo bol'shogo kupola v mire-kupola sobora svyatogo Petra v Rime. V atome takogo razmera yadro bylo by velichinoj s peschinku. Krupica peska v centre kupola svyatogo Petra i pylinki, vihrem nosyashchiesya vokrug nee v ogromnom prostranstve kupola--takimi uvideli by my yadro i elektrony. Vskore posle poyavleniya etoj "planetarnoj" modeli atoma bylo obnaruzheno, chto ot kolichestva elektronov zavisyat himicheskie svojstva elementa, a segodnya my znaem, chto mozhno sostavit' periodicheskuyu tablicu elementov, posledovatel'no dobavlyaya protony k yadru samogo legkogo atoma---gidrogena, sostoyashchego iz odnogo protona i odnogo elektrona--atoma vodoroda, a takzhe sootvetstvuyushchee chislo elektronov k "obolochke" atoma. Vzaimodejstvie mezhdu atomami porozhdaet razlichnye himicheskie processy, tak chto vsya himiya nyne mozhet byt', v principe, ponyata na osnove zakonov atomnoj fiziki. |ti zakony ne tak-to legko bylo otkryt'. Oni byli sformulirovany lish' v dvadcatye gody nashego veka blagodarya usiliyam fizikov raznyh stran: datchanina Nil'sa Bora, francuza Lun de Brojlya, avstrijcev |rvina SHredingera i Vol'fganga Pauli i anglichanina Polya Diraka. |ti lyudi pervymi soprikosnulis' s nevedomoj neobychnoj real'nost'yu mira atoma. Rezul'taty vseh eksperimentov byli paradoksal'ny i neponyatny, i vse popytki vyyasnit', v chem tut delo, oborachivalis' neudachej. Ne srazu fiziki prishli k vyvodu o tom, chto paradoksy obuslovleny tem, chto oni pytayutsya opisyvat' yavleniya atomnoj dejstvitel'nosti v terminah klassicheskoj fiziki. Odnako, ubedivshis' v etom, oni stali po-drugomu vosprinimat' eksperimental'nye dannye, chto pozvolilo im izbegnut' protivorechij. Po slovam Gejzenberga, "oni kakim-to obrazom proniklis' duhom kvantovoj teorii", i smogli chetko i posledovatel'no sformulirovat' ee v matematicheskom vide. Odnako dazhe posle etogo ponyatiya, kotorymi operirovala kvantovaya teoriya, ostalis' ochen' neprivychnymi. Ranee eksperimenty Rezerforda obnaruzhili, chto atomy ne yavlyayutsya tverdymi i nedelimymi, a sostoyat iz nezapolnennogo prostranstva, v kotorom dvizhutsya ochen' malen'kie chasticy, a teper' kvantovaya teoriya utverzhdala, chto eti chasticy tozhe ne yavlyayutsya cel'nymi i nedelimymi, chto shlo sovershenno vrazrez s polozheniyami klassicheskoj fiziki. CHasticy, iz kotoryh sostoyat atomy, obladayut, podobno svetu, dvojnoj prirodoj. Ih mozhno rassmatrivat' i kak volny, i kak chasticy. |to svojstvo materii i sveta ochen' neobychno. Kazhetsya sovershenno neveroyatnym, chto chto-to mozhet odnovremenno byt' chasticej--edinicej chrezvychajno malogo ob容ma--i volnoj, sposobnoj peremeshchat'sya na bol'shie rasstoyaniya. |to protivorechie porodilo bol'shuyu chast' teh napominayushchih KOANY paradoksov, chto legli v osnovu kvantovoj teorii. Vse nachalos' s otkrytiya Maksa Planka, svidetel'stvovavshego o tom, chto energiya teplovogo izlucheniya ispuskaetsya ne nepreryvno, a v vide otdel'nyh vspyshek. |jnshtejn nazval ih "kvantami" i uvidel v nih fundamental'nyj aspekt prirody. On byl dostatochno smel, chtoby utverzhdat', chto elektromagnitnoe izluchenie mozhet sushchestvovat' ne tol'ko v forme elektromagnitnyh voln, no i v forme kvantov. S teh por kvanty sveta rassmatrivayutsya kak podlinnye chasticy i nazyvayutsya fotonami. |to chasticy osoboj raznovidnosti, lishennye massy i vsegda dvizhushchiesya so skorost'yu sveta. Ochevidnoe protivorechie mezhdu svojstvami voln i chastic razreshilos' sovershenno nepredvidennym obrazom, postaviv pod vopros samu osnovu mehanisticheskogo mirovozzreniya--ponyatie real'nosti materii. Vnutri atoma materiya ne sushchestvuet v opredelennyh mestah, a, skoree, "mozhet sushchestvovat'"; atomnye yavleniya ne proishodyat v opredelennyh mestah i opredelennym obrazom navernyaka, a, skoree, "mogut proishodit'". YAzyk formal'noj matematiki kvantovoj teorii nazyvaet eti vozmozhnosti veroyatnostyami i svyazyvaet ih s matematicheskimi velichinami, predstayushchimi v forme voln. Vot pochemu chasticy mogut v to zhe vremya byt' volnami. |to ne "nastoyashchie" trehmernye volny, kak, naprimer, volny na poverhnosti vody. |to "veroyatnostnye volny"--abstraktnye matematicheskie velichiny so vsemi harakternymi svojstvami voln, vyrazhayushchie veroyatnosti sushchestvovaniya chastic v opredelennyh tochkah prostranstva v opredelennye momenty vremeni. Vse zakony atomnoj fiziki vyrazhayutsya v terminah etih veroyatnostej. My nikogda ne mozhem s uverennost'yu govorit' ob atomnom yavlenii; my mozhem tol'ko skazat', naskol'ko veroyatno, chto ono proizojdet. Takim obrazom, kvantovaya teoriya dokazyvaet lozhnost' klassicheskih predstavlenij o tverdyh telah i o strogom determinizme prirodnyh zakonov. Na subatomnom urovne vmesto tverdyh material'nyh ob容ktov klassicheskoj fiziki nalichestvuyut volnopodobnye veroyatnostnye modeli, kotorye, k tomu zhe otrazhayut veroyatnost' sushchestvovaniya ne veshchej, a, skoree, vzaimosvyazej. Tshchatel'nyj analiz processa nablyudeniya v atomnoj fizike pokazal, chto subatomnye chasticy sushchestvuyut ne v vide samostoyatel'nyh edinic, no v kachestve promezhutochnogo zvena mezhdu podgotovkoj eksperimenta i posleduyushchimi izmereniyami. Tak, kvantovaya teoriya svidetel'stvuet o fundamental'noj cel'nosti mirozdaniya, obnaruzhivaya, chto my ne mozhem razlozhit' mir na otdel'nye "stroitel'nye kirpichiki". Pronikaya v glubiny veshchestva, my vidim ne samostoyatel'nye komponenty, a slozhnuyu sistemu vzaimootnoshenij mezhdu razlichnymi chastyami edinogo celogo. V etih vzaimootnosheniyah nepremenno figuriruet nablyudatel'. CHelovek-nablyudatel' predstavlyaet soboj konechnoe zveno v cepi processov nablyudeniya, i sleduet vosprinimat' svojstva lyubogo ob容kta atomnoj dejstvitel'nosti, obyazatel'no uchityvaya vzaimodejstvie poslednego s nablyudatelem. |to oznachaet, chto klassicheskij ideal ob容ktivnogo opisaniya prirody otoshel v nebytie. Imeya delo s atomnoj dejstvitel'nost'yu, nel'zya sledovat' kartezianskomu razdeleniyu mira i lichnosti, nablyudatelya i nablyudaemogo. V atomnoj fizike nel'zya soobshchit' informaciyu o prirode takim obrazom, chtoby ostat'sya pri etom v teni. Novaya teoriya stroeniya atoma srazu zhe smogla reshit' neskol'ko zagadok stroeniya atoma, pered kotorymi okazalas' bessil'noj planetarnaya teoriya Rezerforda, stalo izvestno, chto atomy, obrazuyushchie tverduyu materiyu, sostoyat iz pochti pustogo prostranstva, esli rassmatrivat' s tochki zreniya ih raspredeleniya massy. No esli vse vokrug nas, da i my sami, sostoit iz pustoty, to pochemu my ne mozhem prohodit' skvoz' zapretnye dveri? Drugimi slovami, chto pridaet veshchestvu tverdost'? Vtoraya zagadka--neveroyatnaya mehanicheskaya stabil'nost' atomov. Naprimer, v vozduhe atomy milliony raz v sekundu stalkivayutsya drug s drugom i, tem ne menee, posle kazhdogo stolknoveniya priobretayut prezhnyuyu formu. Nikakaya sistema planet, podchinyayushchayasya zakonam klassicheskoj mehaniki, ne vyderzhala by takih stolknovenij. Odnako sochetanie elektronov atoma kisloroda vsegda odinakovo, skol'ko by oni ni stalkivalis' s drugimi atomami. Dva atoma zheleza, a sledovatel'no, i dva zheleznyh bruska, absolyutno identichny, nesmotrya na to, gde oni nahodilis' i kak s nimi obrashchalis' do etogo. Kvantovaya teoriya pokazala, chto eti porazitel'nye svojstva atomov obuslovleny volnovoj prirodoj elektronov. Dlya nachala skazhem, chto tverdost' materii-rezul'tat tipichnogo "kvantovogo effekta", obuslovlennogo dvojstvennoj prirodoj materii i ne imeyushchego analogov v makroskopicheskom mire. Kogda chastica nahoditsya v ogranichennom ob容me prostranstva, ona nachinaet usilenno dvigat'sya, i chem znachitel'nee ogranichenie, tem vyshe skorost'. Sledovatel'no, v atome dejstvuyut dve protivopolozhnye sily, S drugoj storony, elektricheskie sily stremyatsya kak mozhno sil'nee priblizit' elektron k yadru. |lektron reagiruet na eto, uvelichivaya svoyu skorost', i chem sil'nee prityazhenie yadra, tem vyshe skorost'; ona mozhet byt' ravna shestistam milyam v sekundu. Vsledstvie etogo atom vosprinimaetsya kak nepronicaemaya sfera, tak zhe kak vrashchayushchijsya propeller vyglyadit kak disk. Ochen' slozhno eshche bol'she szhat' atom, i poetomu materiya kazhetsya nam tverdoj. Takim obrazom, elektrony v atome razmeshchayutsya na razlichnyh orbitah s tem, chtoby uravnovesit' prityazhenie yadra i svoe protivodejstvie etomu. Tem ne menee, orbity elektronov znachitel'no otlichayutsya ot orbit planet Solnechnoj sistemy vsledstvie ih volnovoj prirody. Atom nel'zya upodobit' malen'koj planetarnoj sisteme. My dolzhny predstavit' sebe ne chasticy, vrashchayushchiesya vokrug yadra, a veroyatnostnye volny, raspredelennye po orbitam. Proizvodya izmereniya, my obnaruzhivaem elektrony v kakoj-libo tochke orbity, no ne mozhem skazat', chto oni "vrashchayutsya vokrug yadra" v ponimanii klassicheskoj mehaniki. Na orbitah eti elektronnye volny formiruyut zamknutye patterny tak nazyvaemyh "stoyachih voln". |ti patterny voznikayut vsegda, kogda volny ogranicheny v nekotorom konechnom prostranstve, kak, naprimer, uprugie kolebaniya gitarnoj struny ili vozdushnye kolebaniya vnutri flejty (sm. ris. 6). Izvestno, chto stoyachie volny mogut imet' ogranichennoe kolichestvo ochertanij. V sluchae s elektronami vnutri atoma eto oznachaet, chto oni mogut sushchestvovat' tol'ko na opredelennyh atomnyh orbitah, imeyushchih opredelennyj diametr. Naprimer, elektron atoma vodoroda mozhet nahodit'sya