Ответ в теме: Новая научная парадигма

Главная Форум Общение и анализ Новая научная парадигма Ответ в теме: Новая научная парадигма

#924
DronDron
Адепт

Мировая формула

В конце осени 1957 года к Паули в Цюрих заглянул проездом его давний друг Вернер Гейзенберг, после войны создавший и возглавивший физический Институт Макса Планка в Геттингене. Несколько последних лет Гейзенберг и его сотрудники работали над построением некоего универсального дифференциального уравнения, которое могло бы описывать все свойства фундаментальных частиц материи, и сейчас ему очень хотелось поподробнее обсудить эту тему с коллегой, мнением которого он всегда дорожил.

Знаменитая научная интуиция Гейзенберга упорно подсказывала ему, что должно существовать единое уравнение квантового поля, которое в компактной форме включало бы все наблюдаемые в природе формы симметрии и могло бы объяснить разнообразие элементарных частиц, порождаемых в экспериментах. В какой-то момент эта многообещающая концепция получила название «мировая формула», однако Вольфганг Паули с присущим ему скептицизмом с самого начала относился к столь амбициозной идее весьма настороженно.

Больших успехов на пути к мировой формуле еще не отмечалось, но как раз к моменту встречи двух ученых появились надежды на прогресс, поскольку почти одновременно несколько физиков-теоретиков получили созвучные результаты, демонстрирующие аналогии в симметрии столь разных частиц, как нейтрино и нуклоны. И что самое главное, Гейзенбергу виделся путь, идя по которому можно было бы включить эти результаты и в его формулу, опираясь на недавнее теоретическое открытие старого друга – так называемую группу Паули.

Как вспоминал впоследствии Гейзенберг об их встрече в Цюрихе, Вольфганг отнесся к новым результатам с интересом и в целом одобрительно высказался о продолжении исследований в том же направлении. Однако при этом он не выразил абсолютно никакого желания самому подключиться к данной работе.

Существенные перемены произошли уже после отъезда Гейзенберга, когда через несколько дней Вольфгангу Паули приснился глубоко впечатливший его сон о двух младенцах-близнецах. В описании этого сна В.П. рассказывает, что в собственной спальне он неожиданно обнаруживает двух светловолосых детей, мальчика и девочку, которые похожи друг на друга до такой степени, словно незадолго до этого они просто были одним и тем же.

Дети хотя и малы, но умеют разговаривать и сообщают В.П., что находятся здесь уже три дня, им тут нравится, но пока что их никто еще не заметил. В восторге Паули зовет свою жену, вскоре дети полностью осваиваются в доме, и всем становится ясно, что они останутся здесь навсегда…

Проанализировав этот сон, Паули пришел в чрезвычайное возбуждение, потому что как раз за три дня до сновидения он обедал вместе с заехавшим погостить Гейзенбергом. Обсуждавшаяся ими тема непосредственно затрагивала решение загадок симметрии, появление детей-близнецов в спальне очевидно намекало на многообещающие плоды данной встречи, поэтому столь отчетливый сигнал определенно повлиял на решение В.П. о начале творческого сотрудничества с Гейзенбергом.

Тому, в свою очередь, вскоре после визита в Цюрих было что-то вроде видения, когда, по воспоминаниям Гейзенберга, «внезапно среди колеблющихся расплывчатых образов возникло уравнение поля с необычайно высокой степенью симметрии». Уравнение выглядело не слишком сложным, компактным и красивым, а Вольфганг Паули, которому Гейзенберг тут же сообщил об открытии, сразу очень им заинтересовался и теперь уже сам предложил помощь в разработке темы.

В итоге было решено, что В.Г. и В.П. вместе займутся этим направлением и внимательно исследуют, нельзя ли только что открытую математическую структуру положить в основу единой теории поля элементарных частиц. Недостающие в этом уравнении симметрии, как надеялся Паули, можно было бы ввести дополнительно, опираясь на очень его занимавший процесс раздвоения.

Однажды Гейзенберг поинтересовался у В.П., почему он придает столь большое значение этому самому раздвоению или, как тот его еще иногда называл, двуделению. Паули на это ответил, что процесс раздвоения, как он себе его представляет, при получении математической формулировки мог бы очень многое объяснить в физике частиц, потому что каким-то очень естественным образом двуделение расширяет пространство природы – то есть, иначе говоря, все реальные симметрии в физике могли возникнуть как следствие подобных раздвоений.

То, что произошло в течение нескольких последующих недель, составляет, возможно, одну из самых больших тайн в физике XX века. Началом этой загадочной истории стало то, что накануне рождественских праздников Гейзенберг получил от друга поздравительное письмо с весьма воодушевленными словами о посетившем его озарении, очень важном для их работы: «… Раздвоение и уменьшение симметрии, вот где собака зарыта… Теперь-то мы напали на след. С самым сердечным приветом, Вольфганг Паули».

Вполне вроде бы очевидно, что всякое раздвоение обычно должно приводить к увеличению симметрии в системе, однако и в последующих письмах тех дней Паули продолжал подчеркивать небывалые красоту и масштаб своего парадоксального открытия. Так, еще примерно через неделю Гейзенбергу приходит письмо, где сразу вслед за приветствием идут такие слова: «Картина меняется с каждым днем. Все движется. Пока еще нельзя публиковать, но это будет нечто прекрасное. Нельзя пока даже и предвидеть, что тут может обнаружиться»…

На основе кратких и эмоциональных комментариев в письмах Паули того периода даже сам Гейзенберг не мог уловить суть сделанного Паули открытия. Что именно подразумевалось под «раздвоением с уменьшением симметрии» оставалось неясным, однако в письме от 4 января 1958 года Паули несколько туманно сообщает другу, что теория, над которой они работают, «выглядит наиболее четверичной из всех, которые он когда-либо видел, а пифагорейцы с их тетрактисом – источником и корнем вечной природы – были бы очень довольны такой теорией».

В те же самые январские дни, сразу после праздника Нового года, Паули пишет письмо Аниеле Яффе, ассистентке и секретарю Карла Юнга, где сообщает о замечательных результатах их с Гейзенбергом сотрудничества. По убеждению Паули, хотя они с Вернером психологически были совершенно разными типами индивидуальности, им так хорошо работалось вместе, потому что их увлекал один и тот же архетип – четверичность и отражение (зеркальность).

Впечатляющий успех их совместного исследования Паули рассматривал как подтверждение тому, что древние символы, которые Юнг исследовал в своей психологии, теперь нашли отображение в физике и математике. И даже более того, как следует из письма к Яффе, В.П. уже начинал видеть, что их с Гейзенбергом теория образует мост между физикой микромира и человеческим сознанием, воплощая собой реализацию личности человека…

Что именно виделось в эти дни Паули, достоверно неизвестно, однако и Гейзенберг в своих мемуарах отмечал, как с каждым своим шагом в направлении того достопамятного исследования Вольфганг приходил в состояние все большего и большего воодушевления. Никогда раньше и никогда позже в жизни, вспоминает Гейзенберг, ему не доводилось видеть Вольфганга в таком возбуждении от событий в их науке.