Алексей Цвелик - Жизнь в невозможном мире: Краткий курс физики для лириков
Я поднимался рано утром, завтракал салатом из рукколы, ветчиной или сыром, ел замечательный с поджаристой корочкой итальянский хлеб («Ты сломаешь себе зубы!»). После завтрака вез жену на пляж, купался и шел в институт. И пляж, и институт находились очень близко друг от друга, и частенько я додумывал свои уравнения, лежа в воде и созерцая загорающих итальянок. Как я уже говорил, созерцание женской красоты совершенно не мешает, а, напротив, способствует научному процессу, чему свидетелями являются такие гиганты, как Шредингер, Фейнман и Ландау. Первый, как известно, написал основное уравнение квантовой механики, глядя на обнаженное тело своей молоденькой любовницы, второй занимался физикой в топлессбарах. Про третьего и говорить нечего.
Несколько анекдотов из жизни. Лет десять назад мой приятель-физик, российский гражданин, гостивший в Триесте по приглашению своего коллеги итальянца, оставил в телефонной будке бумажник, в котором, вдобавок к деньгам и кредитным картам, был еще и паспорт. Горе его несколько утихло после того, как, позвонив в полицию (квестуру), он узнал, что какой-то сострадательный человек принес туда бумажник со всем содержимым. Радость, однако, оказалась преждевременной, так как в квестуре ему заявили, что так как его паспорт был выдан в Москве, то ему и надо вернуться в Москву, а оттуда посылать запрос на предмет его получения. Дело спас друг Микеле (детина высоченного роста, представлявший несколько грустный тип итальянца, какие попадаются среди интеллигенции). Микеле, придя с Сашей в квестуру, обратился к полицейскому: «Ты с Юга?» «Да». — «И я с Юга. Как же ты живешь среди этих фашистов?» Полицейский расплакался, разговор перешел на тяжести жизни среди фашистов, и за разговором паспорт как-то незаметно вернулся в руки владельца.
Кстати о полиции: количество ее разновидностей в Италии почти равно количеству сортов сыра. Есть Polizia Munizipale (городская), Polizia Stradale (не страдающая, а дорожная), Polizia Finanza (финансовая, но у нее тоже свои машины, катера и т. д.), Polizia Penitenziaria (тюремная, из названия так и выпирает небритый и худой «кающийся» — penitent — узник, в моем воображении немного подшафе) и самые крутые — Carabineri (карабинеры). Не то чтобы другие не вооружены, но у карабинеров есть что-то, должно быть, особенное. Все это, как и все военное в Италии, сильно отдает опереттой.
Однажды жена одного из моих коллег поехала из Рима в Триест на поезде. Поезд шел всю ночь, она спала, а утром обнаружила, что кошелек ее пропал. Глаза соседей-пассажиров недвусмысленно указывали на некоего «лаццароне», к которому она, будучи крутой американкой, сразу и обратилась со словами: «Я позову карабинеров!» «Синьора, зачем же карабинеров? Давайте поладим миром, я отдам вам половину ваших денег, и мы будем считать это дело законченным!»
Но хватит праздных разговоров, читатель! Пора поговорить о вечном. Если ты успел поучиться в советской школе, ты помнишь, что основной вопрос философии есть вопрос о том, что важнее — материя или дух. Следом за этим шли вопросы о всякого рода противоречиях (между городом и деревней, умственным и физическим трудом и прочим в том же роде). Так вот, читатель, в Италии дух и материя совершенно слились, а все указанные противоречия разрешены. Процессы, которые принято считать материальными, как то: вкушение пищи, питие вина, даже хождение по магазинам, приобретают здесь совершенно духовный характер. Здесь все дышит жизнью — красота женщин и детей, лазурное море, трактиры и харчевни, этикетки на винных бутылках (о содержимом я не говорю, это чистый дух — spirito). К прозрению этих истин я шел несколько лет, но озарение снизошло на меня одним вечером в Систиане. Накрапывал мелкий дождик, и мы с женой ехали на машине по приморской дороге, приглядывая место, где бы пообедать. Один придорожный трактир показался нам особенно живописным: двор был увит виноградными лозами, свечи на столах как-то особенно уютно горели, мы причалили и сели за столик. И вот за соседним столом старичок-тамплиер воскликнул: «Due litri!» («Два литра!») — и, получив от официантки соответствующей длины хрустальную кружку (!), отхлебнул и удовлетворенно произнес: «Va bene!»
Я все понял. Мир почти не изменился — вода осталась водой, горы горами, трава травой. Лишь ноги мои на сантиметр оторвались от италийской земли. С тех пор так и хожу.
Японские истории
Среди моих друзей есть человек (назовем его XY), для которого Страна восходящего солнца является чем-то вроде курорта. Человек этот русский, со способностями на грани гениальности и, как свойственно некоторым из гениев, немножко чудак. Живет он в Париже, имеет чудесную жену и красавицу-дочь. Францию недолюбливает, однажды так мне и сказал: «Вот только тем и спасаюсь, что читаю про себя „День Бородинской годовщины“». Зато Япония для него почти как дом родной. Общается он там с совершенно зубодробительными математиками, по виду похожими на мыслящий тростник.
Вообще для математиков в японской культуре есть что-то притягательное. Коллега XY по Ленинградскому отделению института имени Стеклова (ЛОМИ), другой гениальный математик (назовем его XY-штрих), человек невероятно скромный и застенчивый, что среди математиков вещь нередкая, приехав из Франции в Киото, познакомился с библиотекаршей Института передовых исследований, которая и стала его женой. И вот другой математик разводится с женой, едет в Киото, идет в ту же самую библиотеку и начинает ухаживать за библиотекаршами. Они, однако, вместо того, чтобы выходить за него замуж, бегут к начальству и начинают жаловаться.
Чем занимаются эти люди и в чем их гениальность? Читатель, тебе стоит узнать об этом, иначе ты подумаешь, что я так запросто раздаю титулы для того, чтобы самому казаться покрасивее: вот, мол, общается с гениями, наверно, и сам такой же. Вспомни, читатель, нашу медитацию об атомах.
Медитация. Куда идет физика. Теория сильных взаимодействий
Вспомни: начиная с каких-то пределов, модель элементарных частиц как своего рода отдельных точечных объектов начинает отказывать. Технически это происходит потому, что внутри атомного ядра взаимодействие между частицами является настолько сильным, что описание их как индивидуальных объектов становится непригодным даже в качестве какого-то исходного приближения. Про два электрически заряженных шарика еще можно сказать, что это два тела, взаимодействующих по закону Кулона, гласящего, что сила между ними направлена по линии, соединяющей их центры и обратно пропорциональной квадрату расстояния между центрами шаров (смотри учебник физики), и как бы позабыть про весь остальной мир. В физике мы в таком случае говорим, что имеем дело с проблемой двух тел. Это идеализация, но она работает в мире наших масштабов (метров и сантиметров) очень хорошо. А про два кварка внутри мезона ничего подобного не скажешь, так как сила между ними сама состоит из каких-то частиц (глюонов), а эти частицы опять из чего-то еще, и, таким образом, задача о взаимодействии никогда не является задачей нескольких тел (для упомянутых выше шариков — двух), а есть задача бесконечного количества тел. Задачи двух тел люди решать умеют, и в классической механике, и в квантовой, а вот с задачами бесконечного числа взаимодействующих друг с другом тел дело обстоит сложнее.
Можно было подумать, что тут сделать вообще ничего нельзя, но на самом деле это не так. Почин в деле таких решений был положен великим немецким физиком Гансом Бете, который в 1931 году нашел точное решение модели, описывающей цепочку из произвольного числа магнитных моментов (спинов) — так называемой модели Гейзенберга. Оказалось возможным решить многочастичное уравнение Шредингера просто, что называется, в лоб. Решение было очень элегантным, но Бете оно показалось просто забавным пустяком. В конце жизни он даже не мог вспомнить, что у него была такая статья. До 1960-х годов про это решение тоже никто не вспоминал, но потом помаленьку начали находить другие точно решаемые модели, и область этих исследований начала расти. Два других замечательных физика — Чен-Нинг Янг и Родни Бакстер поняли, какими свойствами должны обладать математические модели, чтобы точное решение было возможным. Не буду углубляться в подробности, скажу лишь, что эти теории получили общее название интегрируемых. Число интегрируемых моделей росло, и среди них оказалось немало таких, что описывают вполне реальные системы (тут мы снова сталкиваемся с избыточностью математики — чтобы понять «нужные» модели, надо изучать все!). Например, модели Кондо и Андерсона, описывающие влияние магнитных примесей на свойства металлов, которые я решал с Павлом Вигманом, являются примерами «нужных» моделей, но мы бы их не решили, если бы другие до нас не «занимались никому не нужной ерундой», а именно решали бы модели более абстрактные.
