Восточные религиозно-философские системы стремятся к достижению непреходящего мистического знания о мире, не подчиняющегося законам рассудка и вербального мышления. Отношение такого типа познания к современной физике представляет собой лишь один из его аспектов, который, как и все остальные аспекты этого мистического знания, не может быть адекватно описан при помощи слов и доступен только для непосредственного интуитивного восприятия. В этой книге я стремился не столько к тому, чтобы произвести исчерпывающий анализ восточного мировосприятия, сколько к тому, чтобы дать читателю возможность как можно более отчетливо испытать то ощущение, которое является для меня постоянным источником энергии и вдохновения; это ощущение заключается в том, что основные теории и модели современной физики приводят нас к такому мировосприятию, которое характеризуется внутренней последовательностью и прекрасно гармонирует с представлениями восточных мистиков.

У тех, кто уже пережил эту гармонию, значение параллелей между мировоззрениями физиков и мистиков не вызывает никаких сомнений. Возникает интересный вопрос, но не о том, СУЩЕСТВУЮТ ЛИ эти параллели, а ПОЧЕМУ они существуют. И более того--что подразумевает их существование?

Пытаясь постичь сущность таинства жизни, люди выработали для этой цели множество различных подходов. Среди них мы встретим не только пути физиков и мистиков, но и большое количество других путей: пути поэтов, детей, клоунов, шаманов и т. д. Для этих путей характерны разные картины мира, как вербальные, уделяющие преимущественное внимание определенной части аспектов мироздания, в зависимости от характера пути. Все эти пути имеют свою ценность в рамках того направления, которое их породило. Однако, несмотря на свои полезные качества и положительные стороны, все они вредставляют собой только описания, модели действительности, что делает их, в некотором смысле, ограниченными. Нарисовать такую картину мира, которая бы в точности соответствовала бы действительности, попросту невозможно.

Для тех, кому знакомо это ощущение гармонии, возможность параллелей между мировоззрениями физиков и мистиков не нуждается в долгих доказательствах. Более интересный вопрос заключается не в том, существуют ли эти параллели, а в том, почему они существуют, и какие выводы следуют из самого факта их существования.

Механистическое мировоззрение классической физики оказывается полезным при описания тех разновидностей физических явлений, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни. Поэтому оно подходит для решения вопросов, связанных с осуществлением наших повседневных задач и потребностей. Однако для описания физических явлений субатомного мира оно уже не годится. Механистическому взгляду на мир во всех отношениях противоположно мировоззрение мистиков, важнейшей особенностью которого является его органический характер, так как оно рассматривает все события, происходящие во Вселенной, как неотделимые части неразрывного гармонического целого. Мистическое мировоззрение опирается на медитативные состояния сознания. Описывая мироздание, мистики используют понятия, опирающиеся на опыт мистических медитативных переживаний, а следовательно, не подходящие для научного описания макроскопических явлений. Органическое мировосприятие не может научить человечество ни тому, как конструировать новые машины и механизмы, ни тому, как решить различные технические проблемы, возникающие в нашем перенаселенном мире,

Тем не менее, в повседневной жизни оба эти подхода -- и механистический, и органический -- имеют определенную ценность и могут приносить пользу: один-в области науки и техники, другой--во внутренней жизни человека. Как ни странно, но стоит нам покинуть мир средних измерений, в котором мы обитаем, как все механистические конвенции сразу же утрачивают свою достоверность и уместность, и нам приходится заменять их органическими концепциями, которые очень близки по своему духу и содержанию к мистическим учениям Востока. Таковы факты современного этапа развития физики, представляющие собой предмет данного исследования. В двадцатом веке физика обнаружила, что концепции органического мировосприятия, представляющие сравнительно небольшую ценность для науки и техники в мире средних измерений, оказываются наиболее н даже единственно приемлемыми на атомном и субатомном уровнях. Таким образом, органические взгляды более фундаментальны и абсолютны, чем механистические. Законы классической физики, целиком и полностью основывающиеся на механике, представляют собой частный случай законов квантовой теории, но ни в коем случае не наоборот. В этом нам видится одна из причин нашей склонности усматривать черты сходства в мировоззрении современной физики и восточного мистицизма. И то, и другое является порождением глубокого проникновения в суть вещей--в глубины вещества в физике и в глубины сознания в мистицизме--при котором под обманчивой видимостью повседневности постепенно проступают черты принципиально иной действительности.

Параллели между концепциями, используемыми физиками и мистиками, становятся еще более очевидными, когда мы вспоминаем о других общих чертах, роднящих эти две области человеческого знания, несмотря на разницу в подходах. Для начала скажем, что их подходы всецело эмпиричны. Физики получают знания путем проведения экспериментов, мистики--при помощи занятий медитацией. И то, и другое представляет собой наблюдение, и в обоих случаях наблюдение за действительностью признается единственным источником знаний. Вне всякого сомнения, объекты наблюдения здесь совершенно различны. Взгляд мистика обращен внутрь его самого, он исследует различные уровни сознания, одним из которых является его тело как физическое воплощение последнего. Многие восточные традиции уделяют большое внимание овладению определенными телесными ощущениями, видя в них ключ к мистическому восприятию мира. Будучи здоровыми, мы не ощущаем раздельности и самостоятельности разных частей своего тела и воспринимаем его как неделимое целое; уверенность в этом порождает ощущение довольства и поднимает настроение. Подобным образом мистик созерцает весь космос в целом, воспринимая его как свою увеличенную телесную оболочку. По словам Ламы Говинды,

"Для просветленного человека, ... чье сознание объемлет Вселенную, последняя превращается в его тело, а его физическое тело становится воплощением Всемирного Сознания, его внутреннее видение---выражением высшей реальности, а речь -- средоточием вечной истины и мантрической силы" [31, 125].

В отличие от мистика, физик начинает свое исследование фундаментальной природы вещей с изучения материального мира. Проникая во все более глубокие слои материи, он убеждается в принципиальном единстве всех вещей и событий. Более того, ученый узнает, что он сам, вместе со своим сознанием, тоже является неотъемлемой частью этого единства. Таким образом, физик и мистик приходят к одному и тому же выводу: один исходит из явлений внешнего мира, другой -- из явлений внутреннего мира. Близость этих двух подходов еще раз подтверждается известным индуистским изречением, утверждающим, что Брахман, то есть внешняя реальность, тождественен Атману, то есть реальности внутренней. Еще одно сходство между путями физика и мистика заключается в том, что они ведут свои наблюдения в мире, недоступном обычному человеческому восприятию: в современной физике это мир атомных и субатомных частиц, в мистицизме это измененные состояния сознания, не поддающиеся анализу при помощи рассудка. Мистики часто упоминают о своем восприятии более высоких измерений, при котором впечатления, поступающие от различных центров сознания, сливаются в одно целое. Нечто подобное ожидает нас и в современной физике, в которой язык математических формул, описывающих "пространственно-временную" четырехмерную реальность, объединяет те понятия и факты, которые в обычном, трехмерном мире традиционно относятся к различным категориям бытия. В обеих областях знания такая многомерная картина мира не подчиняется законам чувственного восприятия, и поэтому не может быть описана при помощи обычного языка.

Как мы убедились, пути познания современного физика и восточного мистика, которые, на первый взгляд, представляются совершенно противоположными, на самом деле имеют немало общего. Поэтому неудивительно, что в их мировосприятии наличествует очевидный параллелизм. Как только мы признаем существование этих параллелей, перед нами сразу же возникает вопрос о том, как их интерпретировать. Можно ли утверждать, что современная наука, со всеми своими сложными приборами н приспособлениями только начинает открывать для себя те истины, которые для восточных мыслителей являются очевидными уже тысячи лет? Должны ли ученые отказаться от научного метода и приступить к занятиям медитацией? Или же наука и мистицизм могут оказать друг на друга какое-то конструктивное влияние? Быть может, через какое-то время произойдет их синтез?

Я думаю, что на все эти вопросы нужно ответить отрицательно. Наука и мистицизм являются для меня двумя дополняющими друг друга сторонами человеческого познания: рациональной и интуитивной. Современный физик -- последователь крайне рационалистического направления, а мистик--крайне интуитивного. Эти два подхода отличаются друг от друга самым принципиальным образом, и не только по вопросам столкновения смысла явлений материального мира. При этом для них характерна, как принято говорить в физике, дополнительность. Один подход не может быть заменен другим, каждый из них имеет уникальную ценность, а их соединение рождает новое, более адекватное мировосприятие. Перефразируя древнее китайское изречение, можно сказать, что мистики понимают корни Дао, но не его ветви, а ученые понимают ветви Дао, но не его корни. Наука не нужна мистицизму, мистицизм не нужен науке, но людям необходимо и то, и другое. Мистическое восприятие позволяет добиться глубокого понимания сути вещей, наука незаменима в современной жизни. Таким образом, лучше всего для нас было бы объединение мистической интуиции и научной рассудочности, а не динамическое чередование,

До сих пор положение дел далеко от идеального в этом отношении. Сейчас в наших ценностных ориентирах слишком велико преобладание ЯН-ценностей (снова прибегнем к использованию китайской фразеологии) -- рациональных, мужественных и агрессивных настроений. Типичный пример ЯН-ориентации представляют собой ученые. Хотя на основе теорий физики возникает мировосприятие, которое во многом похоже на мистическое, до удивительного небольшое количество ученых обращает внимание на это обстоятельство. В мистицизме познание не может быть отделено от определенного образа жизни, в котором оно воплощается, Стать обладателем мистического знания означает подвергнуться преображению, можно даже сказать, что это познание и ЕСТЬ преображение. Научное знание, напротив, зачастую может быть абстрактным и теоретическим. Поэтому многие современные физики не делают тех очевидных выводов, которые вытекают из их собственных теорий и затрагивают философию, культуру и духовную жизнь человечества. Многие ученые не являются сторонниками общественного устройства, основанного на механистическом, фрагментарном мировоззрении, не сознавая, что наука говорит о необходимости нового подхода к рассмотрению явлений действительности, демонстрирующего всеобъемлющее единство Вселенной, включая явления природы и человеческие взаимоотношения и чувства. Я уверен в том, что мировоззрение, складывающееся на основе теорий современной физики, несовместимо с нынешним устройством нашего общества, лишенного той гармоничной взаимосвязанности, которая характерна для природы. Для перехода к такому динамическому равновесию нужно изменить социально-культурное устройство общества и произвести культурную революцию в истинном смысле слова. От нашей способности осуществить этот переход зависит выживание нашей цивилизации. В конечном счете, оно зависит от нашей способности усвоить некоторые ИНЬ--принципы восточного мистицизма и научиться воспринимать мир в его целостности, пребывая в согласии со всем мирозданием.

СНОВА О НОВОЙ ФИЗИКЕ -- ПОСЛЕСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ

С момента первой публикации Дао физики" в различных областях субатомной физики были сделаны определенные достижения. Как я уже указывал в предисловии к этому изданию, новые открытия не только не опровергли ни одной из обнаруженных мною параллелей с восточным мистицизмом, но даже, напротив, послужили их дальнейшему обоснованию, В этом Послесловии мне хотелось бы перечислить некоторые наиболее важные достижения в области атомной и субатомной физики, имевшие место до летних месяцев 1982 года.

Одна из наиболее очевидных параллелей с восточным мистицизмом заключается в осознании взаимосвязанности составных частей материи с основными явлениями, в которых они принимают участие, и необходимости рассматривать эти составные части не как изолированные сущности, а как неотъемлемые компоненты единого целого. Важность понимания основополагающей "квантовой взаимосвязанности", которой посвяшена десятая глава, неоднократно отмечалась Нильсом Бором и Вернером Гейзенбергом во время формулирования квантовой теории. Тем не менее, за последние два десятилетия это понятие снова привлекло к себе внимание ученых, осознавших, что взаимосвязанность явлений, наполняющих Вселенную, оказалась на порядок выше предполагавшейся. Разрабатывавшаяся в последнее время новая концепция взаимосвязанности не только проливает свет на сходство взглядов мистиков и физиков, но и позволяет провести интригующие параллели с психологией Юнга и даже, что тоже не исключается, с парапсихологией: эта концепция по-новому опенивает роль взаимосвязанности в квантовой физике.

В классической физике понятие вероятности используется в тех случаях, когда неизвестны характеристики какого-то процесса или реакции. Так, играя в кости, мы, в принципе, могли бы предсказать результат того или иного броска, если бы имели информацию обо всех условиях, в которых он совершается: материал, из которого изготовлена кость, местонахождение ее центра тяжести, характер поверхности, на которую падает кость, и т. д. Все эти показатели называются локальными переменными, так как они принадлежат предметам, принимающим участие в данном процессе. В субатомной физике примером локальных переменных являются связи между пространственно удаленными друг от друга объектами, реализующиеся посредством сигналов -- частиц или их последовательностей-каскадов,-- а также подчиняющиеся законам пространственного удаления. Эти законы не позволяют никаким сигналам перемещаться быстрее скорости света. Однако в последнее время было обнаружено, что за локальными связями, еще глубже, существуют некие нелокальные связи, которые характеризуются мгновенностью установления и пока не могут предсказываться при помощи языка точной математики. Некоторые физики рассматривают нелокальные связи в качестве непосредственной сущности квантовой действительности. Квантовая теория не всегда указывает точную причину того или иного явления. Возьмем, к примеру, переход электрона с одной атомной орбиты на другую, или распад субатомной частицы, которые могут происходить и происходят спонтанно, без какой-то определенной причины. Не всегда можно заранее предсказать, когда и каким образом произойдет подобное событие; реально лишь охарактеризовать его вероятность. Это не означает, что атомные явления протекают совершенно произвольным образом; все, что имеется в виду,--это то, что они не вызываются локальными причинами. Поведение любой части целого определяется ее нелокальными связями с последним, а поскольку об этих связях мы ничего не знаем, нам приходится заменить узкие классические понятия причины и следствия более широкими представлениями о статистической причинности. Законы атомной физики имеют природу статистических закономерностей, согласно которым, вероятность отдельных атомных явлений определяется общей динамикой всей системы. В то время, как в классической физике свойства и поведение некоего целого определяется свойствами и поведением его отдельных частей, в физике квантовой все обстоит совершенно противоположным образом: поведение частей целого определяется самим целым.

Таким образом, вероятность используется в классической и квантовой физике практически в одних и тех же целях. В обоих случаях мы имеем дело с некими "сокрытыми" переменными, которые нам неизвестны, и такое отсутствие информированности мешает нам делать какие-либо определенные выводы. Тем не менее, между двумя этими случаями есть и очень существенная разница. Если в классической физике скрытые переменные являются локальными механизмами, то в квантовой физике они нелокальны: они представляют собой мгновенные связи со Вселенной в целом. В повседневной, макроскопической действительности нелокальные связи играют сравнительно незначительную роль, вследствие чего мы можем говорить о самостоятельных объектах и формулировать законы, описывающие их поведение в терминах стопроцентных определенностей. Однако при переходе к более низким измерениям определенности уступают место вероятностям, и отделить какую-то часть Вселенной от целого становится чрезвычайно сложно.

Сам Эйнштейн долго не мог признать существование нелокальных связей и вытекающее из этого факта фундаментальное значение вероятности. Именно этой проблеме был посвящен его исторический спор с Бором в двадцатые годы, во время которого Эйнштейн выразил свое несогласие с тем, как Бор интерпретирует квантовую теорию при помощи знаменитого афоризма: "Бог не играет в кости" [68]. В результате спора Эйнштейну пришлось признать, что квантовая теория в трактовке Бора и Гейзенберга представляет собой последовательную систему научных взглядов, однако его не покидала мысль о том, что рано или поздно науке удастся найти детерминистское описание всех доселе необъяснимых явлений в терминах локальных скрытых переменных.

Согласиться с Бором Эйнштейну мешала его непоколебимая вера в некую внешнюю реальность, состоящую из независимых, пространственно удаленных друг от друга элементов. Пытаясь доказать непоследовательность интерпретации Бора, Эйнштейн поставил "мысленный" эксперимент, который получил известность под названием эксперимента Эйнштейна-Подольского-Розена (ЭПР) [5, 614]. Три десятилетия спустя Джон Белл построил теорему, опирающуюся на этот эксперимент, которая доказывает, что существование локальных скрытых переменных плохо согласуется со статистическими формулировками квантовой теории [70]. Теорема Белла нанесла сокрушительное поражение позиции Эйнштейна, доказав, что понимание действительности как сложной структуры, состоящей из отдельных частей, соединенных при помощи локальных связей, несовместимо с идеями квантовой теории.

За последние годы эксперимент ЭПР неоднократно становился предметом дискуссий и анализа специалистов в связи с проблемами интерпретации квантовой теории, поскольку он является превосходным примером для демонстрации отличия между понятиями классической и квантовой физики. Для наших целей достаточно ограничиться рассмотрением упрощенной версии этого эксперимента, в которой принимают участие два вращающихся электрона и которая была разработана в ходе исчерпывающего анализа, данного этому эксперименту Дэвидом Бомом. Для того, чтобы уловить основной смысл ситуации, необходимо познакомиться с некоторыми свойствами электронного спина, или вращения электрона. Классическая метафора вращающегося теннисного мяча не вполне подходит для описания вращающейся субатомной частицы. В определенном смысле, спин частицы представляет собой ее вращение вокруг собственной оси, однако, как это всегда бывает в субатомной физике, это классическое понятие имеет ограниченную область применения. В случае с электроном, множество значений спина состоит из двух вариантов: количество вращения остается всегда постоянным, однако относительно оси вращения электрон может вращаться в двух направлениях--или по, или против часовой стрелки. Физики обычно обозначают эти два значения при помощи слов "верх" и "вниз".

Основное свойство вращения электрона, которое нельзя объяснить при помощи классических терминов,-- это невозможность точного определения направления его оси. Электроны обладают тенденцией существовать в различных точках внутри атома, и точно таким же образом для них характерны тенденции вращаться вокруг той или иной оси. Тем не менее, стоит нам выбрать некую ось и произвести измерения, как мы обнаружим, что электрон вращается именно вокруг этой оси в одном из двух направлений. Другими словами, частица приобретает определенную ось вращения в момент измерения, однако до этого момента об оси вращения ничего определенного сказать нельзя: электрон имеет только некоторую тенденцию, или потенцию, вращаться вокруг этой оси.

Придя к такому пониманию спина электрона, мы можем приступить к рассмотрению эксперимента ЭПР и теоремы Белла. В эксперименте участвуют два электрона, вращающиеся в противоположных направлениях, так, что их суммарный спин равен нулю. Существует несколько экспериментальных методик, которые позволяют привести два электрона в такое состояние, при котором направления осей вращения неизвестны, но общий спин двух частиц точно равен нулю. Теперь предположим, что какие-то процессы, не оказывающие воздействия на спин частиц, вызывают их удаление друг от друга. При этом суммарное значение спина остается равным нулю, и, когда расстояние между ними становится достаточно большим, исследователи поочередно измеряют спин каждой из двух частиц. Важная деталь эксперимента--то, что расстояние между ними может быть сколько угодно большим: одна частица может находиться в Нью-Йорке, другая в Париже; одна -- на Земле, а другая-- на Луне.

Предположим теперь, что после измерения спина частицы вокруг вертикальной оси мы обнаружили, что она имеет "верхний" спин. Поскольку суммарный спин обеих частиц равен нулю, из этого следует, что спин второй частицы должен быть "нижним". Таким образом, посредством измерения спина частицы 1 мы одновременно косвенно измеряем спин частицы 2, не оказывая на нее совершенно никакого воздействия. Парадоксальность эксперимента ЭПР заключается в том, что исследователь волен выбирать для измерения любую ось. Квантовая теория утверждает, что спины частиц будут иметь противоположные значения по отношению к каждой оси вращения, однако до момента измерения они существуют только в качестве тенденций или воэможностей. Стоит наблюдателю выбрать определенную ось и произвести измерения, как обе частицы получают определенную общую ось вращения. Особенно важен тот факт, что мы можем выбрать ось измерения в последний момент, когда между электронами будет уже довольно большое расстояние. В тот момент, когда ны производим измерение характеристик частицы 1, частица 2, которая, возможно, находится на удалении в несколько тысяч миль, тоже приобретает определенное значение спина по отношению к выбранной оси измерения. Как частица 2 "узнает" о том, какую ось мы выбрали? Это происходит настолько быстро, что она не может получить эту информацию при помощи какоголибо условного сигнала.

В этом заключается основная проблема интерпретации эксперимента ЭПР, и именно в этом вопросе Эйнштейн не мог согласиться с Бором. По мнению Эйнштейна, поскольку никакой сигнал не способен перемешаться в пространстве быстрее скорости света, измерение, произведенное по отношению к одному из электронов, не может в то же мгновение сообщить определенное направление вращению второго электрона, находящегося в тысячах миль от первой частицы. По мнению Бора, система из двух электронов представляет собой неделимое целое, хотя частицы и разделены большим расстоянием, и мы не можем рассматривать эту систему в терминах составных частей. Хотя электроны находятся довольно далеко друг от друга, они, тем не менее, соединены мгновенными, нелокальными связями. Эти связи не являются сигналами в понимании Эйнштейна, они не соответствуют нашим условным представлениям о передаче информации. Теорема Белла подтверждает справедливость концепции Бора в отношении несовместимости взглядов Эйнштейна на физическую действительность как на сложную структуру, состоящую из самостоятельных элементов, разделенных пространством, с законами квантовой теории. Другими словами, теорема Белла проливает свет на фундаментальную взаимосвязь и нераздельную слитность Вселенной. Как говорил за две тысячи лет до Белла индийский буддист Нагарджуна (см. главу 10),

"Вещи черпают свое существование и при- роду во взаимозависимости, и не являются ни- чем сами по себе."

Современная физика старается объединить две свои основные теории, квантовую теорию и теорию относительности, в рамках единой всеобъемлющей теории субатомных частиц. До сих пор создать такую теорию не удавалось, однако наука уже располагает рядом частных теорий и моделей, вполне успешно описывающих определенные стороны субатомной реальности, В настоящее время в субатомной физике существуют две разновидности квантово-релятивистских теорий, которне успешно применяются в различных областях человеческой деятельности. Первая из них--это группа теорий квантового поля (см. главу 14), которые описывают электромагнитные и слабые взаимодействия, ко второй принадлежит теория, известная под названием теории S-матрицы (см. главу 17) и успешно описывающая сильные взаимодействия. Главная проблема, которая до сих пор остается нерешенной,--это задача объединения теории относительности и квантовой теории в рамках квантовой теории гравитации. Хотя шагом к решению этой проблемы, возможно, послужат существующие уже сейчас теории "супергравитации", до настоящего времени удовлетворительных вариантов ее решения на суд научной общественности предложено не было.

Теории квантового поля, подробно описанные в главе 14, исходят из концепции квантового поля--фундаментальной сущности, которая может существовать в протяженной, континуальной форме--в виде поля--и в непротяженной форме--в виде частиц. При этом различные типы частиц связаны с различными полями. Эти теории пришли на смену представлениям о частицах как о фундаментальных объектах и заменили его гораздо более тонкой и адекватной концепцией квантовых полей. Несмотря на это, они используют понятие фундаментальных сущностей и являются по этой причине полуклассическими теориями, которые не могут полностью раскрыть квантово-релятивистскую природу субатомной материи.

Квантовая электродинамика, первая из теорий квантового поля, обязана своим успехом тому обстоятельству, что электромагнитные взаимодействия очень слабы, и при них сохраняются классические различия между веществом и силами взаимодействия (в техническом отношении это означает, что константа электромагнитного сопряжения настолько мала, что при увеличении длительности возбужденного состояния степень приближения все же остается вполне приемлемой). То же самое можно сказать о теориях поля, описывающих слабые взаимодействия. По сути дела, в последнее время сходство между электромагнитными и слабыми взаимодействиями только усиливается благодаря появлению новой разновидности теорий квантового поля, получивших название гейдж-теорий, которые позволяют рассматривать оба типа взаимодействий на общих основаниях. В возникшей на их основе объединенной теории поля, получившей название теории Вайнберга-Салама в честь своих создателей, Стивена Вайнберга в Абдуса Салама, два типа взаимодействий сохраняют свою самостоятельность, но переплетаются в математическом отношении и получают общее наименование "электрослабых" взаимодействий.

Подход, характерный для гейдж-теорий, распространяется и на сильные взаимодействия благодаря возникновению теории поля под названием квантовой хромодниамики (КХД), и теперь многие физики пытаются добиться "великого объединения" квантовой хромодинамики с теорией Вайнберга-Салама. Тем не менее, использование гейдж-теорий для описания сильновзаимодействующих частиц порождает немало проблем. Взаимодействия между адронами настолько сильны, что различие между частицами и силами начинает утрачивать свою четкость. Поэтому КХД плохо подходит для описания процессов с участием сильновзаимодействующих частиц, за исключением некоторого количества совершенно специфических "явлений"---так называемых "глубоких неэластичных" процессов рассеивания,-в ходе которых частицы, по каким-то неизвестным причинам, ведут себя почти так же, как и самостоятельяне объекты классической физики. Несмотря на самые напряженные усилия, физики не смогли распространить сферу применения КХД на явления вне этого узкого круга, и первоначальные надежды на то, что КХД выполнит роль теоретической основы для объяснения свойств сильновзаимодействующих частиц, до сих пор не оправдались.

КХД представляет собой современную математическую формулировку кварковой модели (см. главу 16): поля ассоциируются в ней с кварками, а слово "хромо" относится к цветам, присущим этим кварковым полям. Как и все гейдж-теории, КХД возникла позже квантовой электродинамики (КЭД). В то же время, как в КЭД электромагнитные взаимодействия рассматриваются в качестве процессов, опосредованных фотонными обменами между заряженными частицами, в КХД сильные взаимодействия опосредованы "глюонами", принимающими участие в аналогичных обменах между разноцветными кварками. Глюоны являются не собственно частицами, а одной из разновидностей квантов, которые "приклеивают" кварки друг к другу (английское слово "glue", от которого образовано название глюонов, имеет значение "клей", "приклеивать"), что ведет к возникновению мезонов и барионов.

На протяжении последнего десятилетия в результате открытия большого количества новых частиц в ходе экспериментов по рассеиванию с применением все более высоких энергии кварковая модель, как уже говорилось в главе 16, была существенным образом расширена и уточнена. Каждый из первоначально постулированных кварков, получивших обозначения соответственно u, d и s, должен был существовать в трех различных ароматах, а затем ученые постулировали существование и четвертого кварка, получившего аромат "charm". Впоследствии к модели добавилось еще два аромата (t и b, что обозначает "top" и "bottom", то есть соответственно, "вершина" и "дно", а более романтическое толкование дают варианты "trueit и "beautiful", то есть "подлинный и "красивый"), вследствие чего общее количество кварков стало равным восемнадцати -- шести ароматам, помноженным на три цвета. Неудивительно, что многим физикам такое многообразие фундаментальных "кирпичиков" мироздания пришлось не по душе, и они начали поговаривать о необходимости введения "более элементарных" частиц, из которых и должны состоять кварки...

Одновременно с построением моделей экспериментаторы продолжали заниматься поисками свободных кварков, но безуспешно, что и составляет основную проблему, стоящую перед кварковой моделью. В рамках теории КХД это получило название "кваркового сжатия". Ученые выдвинули предположение о том, что # # "confinement" - скорее "заключение в тюрьму" # по каким-то неизвестным причинам кварки постоянно пребывают в "сжатом" состоянии внутри адронов и не могут поэтому предстать перед нашим взглядом. Было разработано несколько моделей кваркового сжатия, однако все эти попытки характеризовались крайней степенью разобщенности, и до сих пор не привели к появлению более или менее последовательной теории.

Подведем итоги нашего рассмотрения кварковой модели. Для объяснения всех наблюдаемых в адронном аспекте структур необходимо, по крайней мере, восемнадцать кварков и восемь глюонов, ни один из которых не был обнаружен в свободном, несвязанном состоянии, а их существование в качестве физических составляющих адронов привело бы к появлению серьезных теоретических сложностей; для описания постоянного сжатия кварков выдвигалось несколько моделей, но ни одна из них не является подходящей динамической теорией, в то время как КХД, представляющая собой теоретический каркас кварковой модели, может использоваться только по отношению к очень узкому кругу явлений. Тем не менее, невзирая на все эти сложности, большинство физиков до сих пор сохраняет приверженность идее "строительных кирпичиков" материи, которая так глубоко укоренилась в западном научном сознании.

По всей видимости, наиболее впечатляющие события в физике частиц произошли совсем недавно, и выражаются они в возникновении теории S-матрицы и гипотезы бутстрапа (см. главы 17 и 18), которые не используют никаких фундаментальных сущностей, но стремятся истолковывать природу мироздания исключительно через ее самосогласованность. Я уже говорил, что считаю гипотезу бутстрапа высшей точкой развития современной научной мысли, и подчеркнул, что именно в этом своем проявлении современная физика ближе всего подходит к восточной философии--как в отношении общей картины мира, так и во взглядах на строение материи. В то же самое время философия бутстрапа представляет собой в высшей степени неординарный подход к физическим явлениям, вследствие чего сторонниками бутстрапа являются далеко не все физики. Большинство же физиков видят в бутстрапе некий элемент, который проявляет чужеродность по отношению к основному направлению развития их науки, и не принимают ее в расчет. Последнее верно и для теории S-матрицы. Не только любопытным, но и чрезвычайно важным представляется то обстоятельство, что несмотря на то, что основные понятия этой теории используются всеми специалистами по физике частиц при анализе результатов экспериментов по рассеиванию и сравнении результатов с положениями их теорий, до сих пор ни одному из тех выдающихся физиков, которые внесли свой вклад в развитие теории S матрицы в течение двух последних десятилетий, не была присуждена Нобелевская премия

Основная задача, стоящая перед теориями S матрицы и бутстрапа, заключалась в том, чтобы объяснить кварковую структуру субатомных частиц. Хотя наше теперешнее понимание субатомного мира исключает возможность существования кварков в виде физических частиц, нет никакого сомнения в том, что адроны обладают Марковыми (кварковыми???) симметриями, которые должна объяснять любая теория, претендующая на роль успешной теории сильных взаимодействий. До сих пор бутстрап-направлению не удалось объяснить эти поразительные закономерности, но за последние шесть лет в рамках теории S-матрицы появилось совершенно новое направление, вследствие чего возникла теория бутстрапа, которая в своем описании частиц позволяет объяснить кварковые закономерности адронов, не постулируя существования физических кварков. Более того, новая теория бутстрапа освещает несколько таких вопросов, которые до этого не затрагивались вовсе.

Для осознания сущности нового направления необходимо установить значение кварковой структуры в контексте теории S-матрицы. Если в кварковой модели частицы выглядят, по сути дела, почти так же, как бильярдные шары, содержащие внутри себя бильярдные шары меньшего размера, теория S-матрицы, использующая холистический и в высшей степени динамический подход, рассматривает частицы в качестве энергетических структур, возникающих в ходе продолжающегося вселенского процесса и являющихся своего рода корреляциями или взаимосвязями между различными участками неразрывной космической сети. В таком контексте термин "квантовая структура" используется по отношению к тем случаям, в которых перемещения энергии и поток информации в этой сети происходят вдоль некоторых четко определенных линий, что порождает двоичность, связанную с адронами, и троичность, связанную с барионами. Это обстоятельство представляет собой динамический эквивалент заявления о том, что адроны состоят из кварков. В теории S-матрицы нет никаких самостоятельных фундаментальных сущностей и "строительных кирпичиков"; здесь мы имеем дело только с потоками энергии, обнаруживающими ряд четко определенных закономерностей.

Таким образом, вопрос заключается в следующем: как возникают конкретные кварковые закономерности? Ключевой момент в новой теории бутстрапа -- понятие порядка как нового важного аспекта физики частиц. В этом контексте понятие порядка эквивалентно понятию порядка, использующемуся по отношению к взаимосвязанности субатомных процессов. Существует несколько способов, при помощи которых могут соотноситься друг с другом реакции частиц, а значит, мы можем назвать несколько различных категорий порядка. Для их классификации используется язык технологии, хорошо известный всем математикам, но не применявшийся до сих пор в физике частиц. Если объединить такое понимание порядка с математическим каркасом теории S-матрицы, то остается лишь несколько категорий упорядоченных соотношений, которые могут совмещаться с хорошо известными свойствами S-матрицы. Как раз эти категории порядка и являются кварковыми структурами, наблюдающимися на практике. Таким образом, кварковая структура представляется нам воплощением порядка и логическим следствием из требования самосогласованности, без малейшей необходимости постулировать существование кварков как физических составляющих адронов.

Появление нового, центрального, понятия в физике частиц, понятия порядка, не только привело к существенному развитию идей теории S-матрицы, но и оказало сильное воздействие на всю систему научных знаний. В настоящее время понятие порядка в субатомной физике продолжает сохранять свою таинственность и используется далеко не всеми. Тем не менее, заметим, что, как и три принципа строения S-матрицы, понятие порядка играет очень важную роль в определении нашего научного подхода к анализу явлений и природы и занимает центральное место в формировании нашей методики наблюдения. Способность распознать порядок, по-видимому, должна быть существеннейшим аспектом рационального ума. Каждое восприятие паттерна есть, в некотором смысле, восприятие порядка. Разъяснение концепции понятия порядка в поле исследования, где паттерны материи и паттерны ума непрестанно распознаются как отражения одного в другом, обещает, таким образом, раскрыть потрясающие границы познания.

По мнению Джеффри Чу, автора идеи бутстрапа, выполнявшего роль связующей и организующей силы и философского лидера в области теории S-матрицы на протяжении последних двадцати лет, применение методики бутстрапа для анализа других явлений, помимо описания адронов, может вызвать непредвиденную необходимость эксплицитно включить рассмотрение человеческого сознания в будущие теории материи. "Такой шаг в будущем,--писал Чу,--окажет на развитие науки гораздо более сильное воздействие, чем все концепции, входящие в адронный бутстрап... Наша теперешняя борьба с адронным бутстрапом может поэтому стать лишь увертюрой к совершенно новой форме человеческой умственной деятельности" (см. Эпилог).

После того, как почти пятнадцать лет тому назад были написаны эти слова, новые открытия в области теории S-матрицы подвели Чу к мысли о необходимости эксплицитного включения в его концепцию анализа человеческого сознания. Кроме того, из физиков в этом направлении двигается не только Чу. Среди последних исследований одним из самых неожиданных подходов характеризуется новая теория Дэвида Брома, который, по всей видимости, пошел дальше всех в изучении соотношения между сознанием и материей в научном контексте. Подход Бома существенно отличается от подхода нынешней теории S-матрицы своим характером и своего рода претенциозностью в ее лучшем понимании, Его можно рассматривать как попытку "пришнуровать" друг к другу пространство-время и несколько фундаментальных понятий квантовой теории, в целях создания последовательной квантово-релятивистской теории материи.

Отправной точкой для Бома, как я уже говорил в главе 10, было понятие "неразрывного единства". Он рассматривает нелокальные связи, проявляющиеся, в том числе, в эксперименте ЭПР, как существенную часть этого единства. В данном случае нелокальные связи представляются источником статистической формулировки законов квантовой физики, однако Бом собирается опуститься глубже уровня вероятностей и исследовать порядок, который, как считает этот ученый, внутренне присущ космической сети взаимоотношений на более глубоком уровне--уровне "непроявленности". Чу называет такой порядок "имплицитным", или "вложенным" и утверждает, что в рамках этого порядка взаимоотношения внутри целого не имеют ничего общего с локальностью во времени и пространстве, обнаруживая совершенно новую природу--природу вложенности.

Бом развивает свою концепцию имплицитного порядка по аналогии с голограммой, опираясь на способность каждой точки последней содержать в себе все изображение. Осветив любой участок голограммы, мы увидим все изображение в целом, хотя оно будет не таким подробным, как если бы осветили всю голограмму. По мнению Бома, мир действительности структурируется аналогичным образом, с учетом тех же общих принципов, так, что каждая существующая вещь в целом "вкладывается" в каждую из своих составных частей.

Безусловно, Бом отдает себе отчет в том, что метафора голограммы не может передать все содержание его концепции и не может использоваться в качестве научной модели имплицитного порядка на субатомном уровне. Поэтому для обозначения в высшей степени динамической природы действительности на этом уровне он ввел термин "голодвижение", который используется для обозначения основы вcex материальных сущностей. В понимании Бона, голодвижение представляет собой динамическое явление, на основе которого образуются все формы материальной Вселенной. Цель такого подхода заключается в рассмотрении порядка, вложенного в это голодвижение, путем описания не структуры объектов, а структуры движения, что позволяет принять во внимание как принципиальное единство вселенной, так и ее динамическую природу.

По мнению Бома, пространство и время тоже являются вложенными формами, обусловленными голодвижением: они тоже вложены в его порядок. Бом считает, что понимание имплицитного порядка будет не только способствовать более глубокому осознанию сущности вероятности в квантовой физике, но и позволит объяснить основные свойства релятивистского пространства-времени. Таким образом, теория имплицитного порядка обеспечивает единую основу для теории относительности и квантовой теории.

Для понимания имплицитного порядка Бом счел нужным рассматривать сознание как неотъемлемый компонент голодвижения и эксплицитно включил его в свою теорию. Он считает, что сознание и материя взаимосвязаны и взаимозависимы, но между ними нет причинных связей. Они представляют собой вложенные друг в друга проекции более высокой реальности, которая не является ни материей, ни сознанием в чистом виде.

На сегодняшний день теория Бома находится еще на стадии становления, и большинство его суждений носит скорее качественный, чем количественный характер, хотя он занимается и разработкой математической основы своей теории, которая должна использовать такие математические понятия, как матрица, и такие разделы математики, как топология. И все же между его теорией имплицитного порядка и теорией бутстрапа существует многообещающее сходство, даже на этом предварительном этапе. Обе эти концепции исходят из понимания мира как динамической сети отношений и выдвигают на центральное место понятие порядка, используют матрицы в качестве средства описания перемен и преобразований, а топологию--в качестве средства более точного определения категорий порядка. Наконец, оба этих подхода признают, что сознание может представлять собой неотъемлемый компонент Вселенной, который в будущем, возможно, войдет в теорию физических явлений. Такие теории могут возникнуть в результате объединения теорий Бома и Чу, которые представляют собой два наиболее изобретательных и глубоких в философском отношении подхода к описанию физической действительности.