Универсальный справочник 9 страница

Ещё в 1870 году математик У.К.Клиффорд, обращаясь с мемуа-ром «О пространственной теории материи» в престижное Кембридж-скос философское общество, писал: «Небольшие участки пространства напоминают холмы на ровной в среднем поверхности... Подобные деформации (или искривления) непрерывным образом, точно волна, переходят из одной области пространства в другую. Изменение кривизны пространства и есть то явление, о котором мы говорим как о движении материи. Вообще в физическом мире не происходит ничего, кроме такого изменения».

Есть веские основания предполагать, что вся Вселенная, включая, по-видимому «твёрдое» вещество, воспринимаемое нашими органами чувств, - это всего лишь проявление извилистого «ничто». Мир в конечном счёте окажется слепком абсолютной пустоты, самоорганизованным вакуумом.

Теория Великого объединения и суперсимметрия - научные направления совместно приводят к весьма привлекательной идее, согласно которой вся природа в конечном счёте подчинена действию некой Суперсилы, проявляющейся в различных «ипостасях». Эта сила достаточно мощна, чтобы создать нашу Вселенную и наделить её светом, энергией, материей и придать ей структуру. Но Суперсила - нечто большее, чем просто созидательное начало. В ней материя, пространство-время и взаимодействия слиты в нераздельное, гармоничное целое, порождающее такое единство Вселенной, о чём ранее никто и не предполагал. Согласно данной теории, трёхмерный мир наших чувственных восприятий дополняется семью невидимыми, назовем их по привычке пространственными, измерениями, что и составляет вместе со временем (о чём говорилось ранее) 11 измерений. По мнению некоторых теоретиков, наблюдаемая ныне инфраструктура Вселенной сформировалась в первые 10~³²с, и эта мгновенная её упорядоченность включала переход от 10 пространственных измерений к трём, сохранившимся до сих пор.

В теории Великого объединения отчетливо различаются три пороговых значения, или масштаба, энергии. Прежде всего - это порог Вайнберга - Салама, эквивалентный почти 90 массам протона, выше которого электромагнитные и слабые взаимодействия сливаются в единое электрослабое, Второй масштаб, соответствующий 10¹⁴ массам протона, характерен для Великого объединения и основанной на нём новой физики. Наконец, предельный масштаб - масса Планка, эквивалентный Ю¹⁹ массам протона, соответствует полному объединению всех взаимодействий, включая гравитацию, в результате чего мир поразительно упрощается. Одна из самых больших нерешенных проблем состоит в объяснении существования этих трёх масштабов, а также причины столь сильного различия первого и второго из них.

Мир, возможно, в большей или меньшей степени построен из ничего, наделённого структурой, а сила и вещество - лишь проявление пространства и времени. Если это так, то перед нами взаимосвязь глубочайшего значения.

Если в свободное время «покопаться» в теории Великого объединения, то, возможно, найдётся такое место на энергетической шкале генерального процесса, где «отстёгивается» сам Дух (психическая энергия, сознание) как атрибут, отвечающий за самое загадочное взаимодействие в природе.

А А *

Примечания к гл. 8:

/. Бсркс, У. Пространство-время, геометрия, космология, - М.: Мир, 1985. С. 251.

Глава 9

Пустота

^^отоны - это волны, а волны - это колеблющиеся поля, а это означает, что фотоны должны одновременно быть и проявлением электромагнитных полей. Отсюда возникло понятие квантового поля, т.е. поля, способного принимать форму квантов или частиц. Это совершенно новое понятие. Оно используется при описании всех субатомных частиц и их взаимодействий и получает дальнейшее развитие, выражающееся в том, что каждому типу частиц ставится в соответствие определённый тип поля. Квантовая электродинамика возникла в результате объединения квантовой теории с классической теорией электромагнетизма и описывает все электромагнитные взаимодействия между субатомными частицами. Теория включаег в себя положения квантовой теории и теории относительности. О её значении для науки мы уже упоминали ранее.

Квантовое поле

Квантовому полю приписывается самостоятельная физическая природа - природа протяженной среды, присутствующей всюду в пространстве. Частицы представляют собой лишь точки «сгущения» поля, возникающие и исчезающие энергетические узлы. Частица утрачивает свою индивидуальность и растворяется в окружающем поле.

А. Эйнштейн: «Мы можем считать, что вещество состоит из таких участков пространства, в которых поле достигает чрезвычайно большой интенсивности... В новой физике нет места двум сущностям, полю и веществу, поскольку существует единственная реальность - поле».

Интерпретация субатомного мира в терминах квантового поля имеет много общего с интуитивным восприятием восточного мистика, который истолковывает свой опыт в окружающем мире в терминах высшей реальности, составляющей основу всего сущего, однако в отличие от него квантовое поле является вполне определённым поня

тием, которое применимо только к определённым физическим явлениям. С возникновением понятия поля физики заинтересовались созданием единой концепции поля - поля, в котором берут начало не только физические категории, но и все явления вообще. Согласно восточным представлениям, реальность, лежащая в основе всех явлений, не обладает никакой формой и не может быть описана или определена. Поэтому её часто называют бесформенной и пустой. Однако в данном случае понимается не обычная пустота, а пустота с большой буквы - Пустота, являющаяся неисчерпаемым источником творения. Поэтому мы можем сравнить Пустоту в понимании восточных мистиков с квантовым полем современной физики. Точно так же, как и квантовое поле, она порождает бесчисленное множество форм, питая их своей энергией до тех пор, пока они снова не растворятся в исходной и бесконечной Пустоте. Как для физика субатомный мир, так для восточного мистика феноменальное существование представляет собой саисару - мир беспрестанных рождений и смертей. Будучи временными воплощениями Пустоты, предметы этого мира не имеют фундаментальной сущности.

Герман Вейль: «Согласно представлениям о строении вещества и теории поля, материальная частица - скажем, электрон - представляет собой не что иное, как небольшой участок энергетического поля, в пределах которого напряженность достигает фантастических величин, что свидетельствует о концентрации большого количества энергии в очень малом объёме пространства. Такой сгусток энергии, не имеющий чётких границ на фоне всего остального поля, подобно волне на поверхности водоёма, перемещающийся в пустом пространстве; поэтому мы не можем утверждать, что электрон всегда состоит из одной и той же определённой субстанции такой просто не существует». Становится не очень уютно, если представить, что наша жизнь лишь мимолётная волна на поверхности огромного «пруда». Пробежала и исчезла, оставив после себя, в лучшем случае, одно-два возмущения в виде похожих всплесков волн, у которых такая же судьба.

Придя к понятию квантового поля, физика нашла неожиданный ответ на старый вопрос о том, из чего же состоит вещество - из неделимых атомов или фундаментального континуума, лежащего в основе всего. Поле есть континуум, пронизывающий всё пространство, тем не менее обладающий и дискретной, «гранулярной» структурой в одном из своих проявлений, т.е. в форме частиц. Таким образом, два самостоятельных понятия объединяются в одно, приобретая характер двух различных аспектов одной и той же реальности. Так, электромагнитное поле может проявляться в виде «свободного поля», т.е. перемещающихся волн и фотонов, а также в виде «силового поля», действующего в пространстве между заряженными частицами. Мы не можем непосредственно ни увидеть электромагнитное поле, ни прикоснуться к нему. О том, что оно существует, мы знаем только по его действию на электрический заряд. Но ведь и само поле порождается зарядами.

Физический вакуум

Вакуум не может считаться пустым, напротив, он содержит неограниченное множество беспорядочно возникающих и исчезающих частиц. Физический вакуум, как он именуется в теории поля, не является состоянием абсолютной незаполненности и отсутствия всякого существования, но содержит в себе возможность существования всех возможных форм мира частиц. Эти формы, в свою очередь, представляют собой не самостоятельные физические сущности, а всего лишь преходящее воплощение Пустоты, лежащей в основе бытия. Вакуум - это живая пустота в полном смысле этого слова, в пульсациях которого берут начало бесконечные ритмы созданий и разрушений. Теория поля подтверждает, что события такого рода происходят постоянно.

Квантовый вакуум это пространство, заполненное виртуальными частицами всевозможных сортов, в т.ч. виртуальными электронами и позитронами, мезонами и нуклонами... Хотя мы непосредственно не наблюдаем эти виртуальные частицы, известно, что они тем не менее существуют и могут создавать физические эффекты. Электрон, помещённый в вакуум, также узнаёт об их существовании, так как они «отзываются» на его появление. Электрическое поле электрона вносит возмущение в поведение виртуальных электронов и позитронов на протяжении их недолгого существования. Виртуальные позитроны будут притягиваться, а виртуальные электроны - отталкиваться. В распределении заряда возникнет смещение, называемое поляризацией. То, что пустое пространство в присутствии электрического поля может стать электрически поляризованным, является любопытным следствием квантовой теории. Трудно представить себе вакуум, обладающий электрическими свойствами, однако поляризация вакуума - эффект вполне реальный, и его нетрудно измерить экспериментально.

В квантовой теории поля все взаимодействия представляются как процессы обмена виртуальными частицами. Электромагнитные силы обусловлены наличием виртуальных фотонов «внутри» заряженных частиц, в то время как сильные взаимодействия между нуклонами происходят в результате присутствия виртуальных пионов и других мезонов «внутри» нуклонов. Силы, действующие между частицами, пони

маются как свойства самих частиц. Сила и материя, две категории, так чётко разграниченные ньютоновскими законами, оказывается, имеют одну и ту же физическую природу, выраженную в динамических паттернах, которые мы называем частицами. Чем сильнее взаимодействие, то есть чем мощнее «сила» взаимодействия между частицами, тем выше вероятность соответствующего процесса и тем чаще происходит обмен виртуальными частицами. Однако роль виртуальных частиц не ограничивается участием в подобных взаимодействиях. Виртуальную частицу может испускать любой отдельно взятый нуклон, он же её снова поглошает. Это вполне обычный процесс, и единственная оговорка заключается в том, что время существования образовавшегося мезона ограничено принципом неопределённости. Вероятность таких процессов «самовзаимодействия» для нуклонов очень велика ввиду больших сил этого взаимодействия. Это означает, что фактически нуклоны постоянно испускают и поглощают виртуальные частицы. Теория поля рассматривает нуклоны как центры постоянной активности, окруженные «облаками» виртуальных частиц. Виртуальные мезоны вскоре после своего испускания должны исчезнуть, а это означает, что они не могут удалиться на большое расстояние от нуклона. Поэтому размеры мезонного облака очень невелики. Когда два нуклона сближаются друг с другом так, что их мезонные облака частично накладываются друг на друга, некоторые виртуальные частицы не возвращаются к тому нуклону, который их испустил, а «перепрыгивают» в соседнее облако и поглощаются другим нуклоном. Протон обычно периодически испускает и поглощает нейтральные пионы, иногда он испускает положительный пион (тг⁺) и превращается в нейтрон, который через некоторое время поглощает этот пион и снова превращается в протон. Такие процессы обмена частицами и составляют сущность сильных взаимодействий. Становится ясно, что взаимодействия между частицами, т.е. «силы», действующие между ними, зависят от структуры виртуальных облаков этих частиц. Радиус взаимодействий, т.е. расстояние между частицами, при котором возникают взаимодействия, определяется свойствами частиц, составляющих облака.

Виртуальные частицы рождаются не только в процессе взаимодействия между частицами и, соответственно, объясняют их свойства, но могут порождаться вакуумом и черпать энергию из него. Виртуальные частицы могут спонтанно возникать «из пустоты» и снова растворяться в «пустоте», даже в том случае, когда поблизости нет нуклонов или каких-либо других частиц, способных участвовать в сильных взаимодействиях. Например, три частицы - протон, антипротон и пион - образуются из вакуума, а потом снова превращаются в вакуум.

И остается удивляться, что результаты исследования современной физики лишь подтверждают правоту великого мыслителя древности Чан Цаи, который был уверен, что: «Для того, кто знает, что Великая Пустота наполнена ЦИ, нет такого понятия, как несуществование».

В китайской мифологии идея поля неявно присутствует. Она получила выражение а понятии ЦИ. Само слово ЦИ буквально означает «газ» или «эфир». В Древнем Китае оно использовалось для обозначения жизненной энергии, или энергии, одушевляющей космос. Представление о «каналах» ЦИ, пролегающих в теле человека, стали основой традиционной китайской медицины. Цель акупунктуры - стимуляция движения ЦИ по этим каналам.

Подобно квантовому полю, ЦИ воспринимается неоконфуцианцами как нематериальная, ускользающая от человеческого восприятия форма существования материи, присутствующая одновременно во всем пространстве и способная конденсироваться в виде твёрдых материальных тел. Как и в квантовой теории поля, это поле, или ЦИ, не только лежит в основе всех материальных объектов, но и осуществляет их взаимосвязи, принимая форму волн. Вакуум излучает. Это почти мистическое свойство вакуума - пространства, в котором ничего нет. Но в квантовой механике «даже если ничего нет, что-то происходит», как заметил кто-то из физиков. В «пустом» вакууме есть поля, и хотя величины полей, например магнитного, равны в среднем нулю, их квадратные (или абсолютные значения) в нуль не обращаются даже в среднем (хотя бы потому, что они всегда положительны). Ниже приведены два определения, которые позволяют сравнить описание понятия поля в современной физике, данное Вальтером Тир-рингом, и китайским объяснением природы физического мира, как его описывает Джозеф Нидэм.

Вальтер Тнрринг. «Современная физика., заставила нас перевести взгляд с видимого, то есть частиц, на невидимое, то есть тюле. Наличие материи есть всего лишь возбужденное состояние поля в данной точке, нечто случайное, непостоянное, своеобразный «изъян» в пространстве, если так можно выразиться. Соответственно, простых законов, которые описывали бы силы, действующие между элементарными частицами, не существует... Упорядоченность и гармонию должно искать на уровне поля, лежащего в основе всего сущего».

Джозеф Нидэм: «В древние времена и средневековье китайцы воспринимали физический мир как протяженное целое. Согласно их представлениям, ЦИ, конденсирующиеся в виде осязаемого вещества, не имеют какой бы то ни было самостоятельной сущности и отдельности;

напротив, все отдельные предметы взаимодействуют друг с другом... посредством волн, или колебаний, характер которых, в конечном счёте, зависит от ритмического чередования двух основополагающих начал на всех уровнях мироздания. Следовательно, отдельные предметы обладаю! собственными ритмичными характеристиками, которые вплетаются в общий узор мировой гармонии».

Динамическая природа мироздания

В макроскопическом мире все тела, окружающие нас, кажутся пассивными и неподвижными, но стоит многократно увеличить то, что мы воспринимаем как металл или камень, как сразу же обнаруживаются неопровержимые доказательства его динамической сущности. Все материальные предметы, которые мы видим вокруг себя, состоят из атомов, связанных между собой и образующих неисчислимое множество молекулярных структур; и эти структуры находятся в непрестанном хаотическом колебательном, вращательном движении, характер которого зависит от термических условий ближайшего окружения. Протоны и нейтроны внутри ядра связаны между собой огромными ядерными силами, а это означает, что эти ядерные частицы движутся с невообразимо высокими скоростями. Современные физики представляют материю не как пассивную и инертную, но как пребывающую в непрестанном движении и вибрации, ритмические паттерны которых определяются молекулярными, атомными и ядерными композициями. Квантовая теория показывает, что вещество постоянно движется, не оставаясь в состоянии покоя ни па мгновение. Таков же способ видения материального мира характерен и для восточной философии. Все они подчёркивают, что Вселенную надо рассматривать как единую динамическую картину, ибо она движется, вибрирует и танцует - природа пребывает не в статическом состоянии, а в динамическом равновесии.

Динамическая природа мироздания становится очевидной не только при углублении в мир бесконечно малого, но и при изучении астрономических явлений. С помощью мощных телескопов можно наблюдать непрестанное движение и превращение вещества в космосе. И если на макроскопическом уровне понятие материальной субстанции вполне уместно в качестве упрощённого реального положения дел, то на уровне атома оно лишено всякого смысла. Атомы представлены частицами, в которых нет никаких признаков материальной субстанции. При наблюдении за ними мы не находим никаких доказательств того, что перед нами - нечто вещественное; напротив, всё говорит о том, что мы имеем дело с динамическими паттернами, постоянно преобразующимися и видоизменяющимися, с непрекращающимся движением энергии.

Квантовая теория обнаружила, что частицы - это не изолированные крупицы вещества, а вероятностные модели - переплетения в неразрывной космической сети. Теория относительности вдохнула жизнь в эти абстрактные паттерны, пролив свет на их динамическую сущность. Она показала, что материя не может существовать без движения и становления. Частицы субатомного мира активны не только потому, что они очень быстро движутся; они являются процессами сами по себе. Материя неотделима от энергии, а значит, работы, движения. Эти понятия представляют собой различные аспекты одной и той же пространственно-временной действительности. Здесь заключена суть мироздания.

В общей теории относительности гравитационное поле и структура, или геометрия, пространства воспринимаются как одно и то же понятие. В уравнениях поля Эйнштейна им соответствует одна и та же математическая величина. Таким образом, вещество и пространство воспринимаются как неразрывно связанные и взаимозависимые части единого целого.

Итак, современная физика снова (на этот раз на макроуровне) показывает нам, что материальные тела не имеют собственной сущности, но неразрывно связаны со своим окружением; их свойства могут восприниматься только через их взаимодействие с окружающим миром. Вещество имеет динамическую природу, а составные части атома, субатомные частицы, представляют собой динамические структуры, существующие не в виде самостоятельных единиц, а в виде неотъемлемых компонентов неразрывной сети взаимодействий. Эти взаимодействия питают бесконечный поток энергии, воплощающийся в обменах частицами, динамическом чередовании стадий созидания и разрушения, а также в беспрестанных изменениях энергетических паттернов. В результате взаимодействия образуются всё" более устойчивые единицы, которые, в свою очередь, тоже не остаются неподвижными, но ритмически колеблются. Таким образом, вся Вселенная оказывается вовлечённой в бесконечный процесс движения и деятельности - в постоянный космический танец энергии.

Глава 10

Вселенная

Человек волей судьбы затерялся где-то в гуще безбрежного океана мироздания: конца и края нет как вверх, в стороггу таинственных звёзд, так и вниз, в сторону микромира. Наука рисует картину однородной, самосогласованной и простой в больших масштабах Вселенной. Именно эти три особенности Вселенной - однородность, самосогласованность и простота - позволяют говорить о Вселенной как о едином целом. Универсальность физических систем служит отправной точкой всей научной космологии.

Вселенная состоит из огромного числа подобных друг другу звёздных образований, некое собрание галактик. Звёзды очень похожи на наше Солнце, а другие галактики напоминают наш Млечный Путь как по размерам, так и по структуре. Считается само собой разумеющимся, что за пределами наблюдаемой Вселенной мы встретимся с объектами знакомых нам типов. Физические процессы, происходящие в наиболее удалённых областях космоса, по-видимому, абсолютно идентичны процессам в ближнем космосе. Более детальный анализ свидетельствует, что удалённые тела состоят из тех же атомов, какие встречаются на Земле. «Земной» атом совершенно неотличим от атома на краю наблюдаемой Вселенной. При этом особенно важно, что сами взаимодействия оказываются универсальными. Например, о параметрах электромагнитного взаимодействия можно с высокой степенью точности судить на основе тщательного изучения оптических спектров атомов. В недрах строения вещества Вселенная представляет собой набор квантовых полей и т.д.

Между реальностью микромира и обычным макромиром существует весьма тонкая связь. В конечном счете, мы не можем отделить квантовую реальность от структуры всей Вселенной, и состояние отдельной частицы имеет смысл, только когда она рассматривается в рамках единого целою. Микро- и макромиры переплетены друг с другом, и их нельзя разделить.

Теперь мы знаем, что «инструкции» для создания самосогласованного, однородного космоса заключены в законах физики.

Мир един, упорядочен и сложен

Мысль о том, что во Вселенной существует всеобъемлющий и непричинный порядок, возникла огню ль не с появлением современной физики. Например, астрология представляет собой попытку распознать космический «регламент» нашей земной жизни, согласно которому земные дела людей находят отражение в расположении небесных тел. Абсолютно во всем, начиная от постоянных, определяющих гравитационные, электромагнитные, сильные и слабые взаимодействия, и вплоть до биологических предпосылок, мы обнаруживаем, что космос в целом, наше Солнце в частности, и особенно Земля настолько точно подогнаны к нам (человекам), что неизбежно напрашивается вопрос: а не Бог или кто-то еще с аналогичным именем создал всё это?

Психоаналитик Карл Юнг и физик Вольфганг Паули предложили принцип непричинной связи, который они назвали синхронизмом. Они обобщили факты, свидетельствующие о наличии некоего всеобщего порядка, согласно которому события, внешне независимые, оказываются тем не менее взаимосвязанными разумным образом. К событиям такого рода относятся, например, официально зарегистрированные случаи необычайных совпадений, выходящих далеко за пределы случайности. Эти идеи несут отпечаток некой парадоксальности, напоминая о философии Озен-буддхама и «странных петлях», о которых говорится в книге Дугласа Хофштадтера «Гёдель, Эшер, Бах». Целое содержит части, которые, в свою очередь, составляют целое. Прежде чем мы сможем приписать конкретную реальность атомам, составляющим Вселенную, нам необходима сама Вселенная в целом! Что же «первично» - атомы или Вселенная? Ни то ни другое. Большое и малое, глобальное и локальное, космос и атом - всё это взаимосвязанные и неразделимые стороны обьективной реальности. Одно не существует без другого. Старая идея редукционистов о том, что Вселенная - это просто сумма частей, полностью отвергнута современной физикой. Вселенная действительно обладает единством, причем гораздо более глубоким, чем простое выражение однородной Вселенной. Это единство подразумевает, что, не располагая всем, нельзя вообще ничего иметь.

Стивен Вайпберг: «Чем понятнее кажется нам Вселенная, тем очевиднее бесцельность её существования».

Эрвин Шрёдингер: «Я не знаю, откуда я пришел, куда иду и даже кто я такой». Эти вопросы не дают покоя человечеству. Языком живописи на них пытался ответить Поль Гоген в 1897 году. Ьго живописное полотно так и называется: «Откуда мы пришли? Кто мы? Куда мы идём?

Учёные понимают, что природа слишком неуловима и сложна, и мы не можем лишь вечно скользить поверх реальности, простирающейся над безграничной бездной истины. Мы надеемся лишь почувствовать проявление некоторых принципов, управляющих космосом, и изумиться их красоте. Наш кругозор слишком ограничен, чтобы проникнуть в суть столь глубоких проблем, как смысл и цель существования Вселенной. Нсть, правда, и более оптимистические взгляды. Многие находятся под впечатлением замечательной гармонии, порядка и единства природы, которые открыли последние достижения науки. Сильное впечатление производит взаимосвязь законов друг с другом, вынуждающая поверить, что за всем этим что-то есть. Каждое продвижение в фундаментальной физике, по-видимому, открывает ещё одну сторону порядка. Сам успех научного метода определяется тем, что физическим миром управляют рациональные принципы, которые, следовательно, можно распознавать, разумно проводя исследования.

Физическому миру свойственны: рациональность, взаимозависимость и упорядоченность. Разве этот сам по себе факт не заслуживает восхищения? Английские астрофизики Бернар Kapp и Мартин Рис пришли к выводу, что мир чрезвычайно чувствителен даже к самым малым вариациям законов физики, так что, если бы известный нам конкретный набор законов как-то изменился, Вселенная также изменилась бы до неузнаваемости. Они обнаружили, что существование сложных систем критически зависит от численных значений, которые природа присвоила так называемым фундаментальным постоянным; именно эти значения определяют масштаб физических явлений. К числу фундаментальных постоянных относятся скорость света, массы субатомных частиц и несколько «констант связи», - таких, как элементарный электрический заряд, - от которых зависит величина различных взаимодействий с веществом. Фактически численные значения этих постоянных определяют основные особенности мира в целом - размеры атомов, ядер, планет и звёзд и даже размер животных.

Астрофизик Брентон Картер обнаружил, что равновесие между гравитационными и электромагнитными взаимодействиями внутри звёзд соблюдается с немыслимой точностью. Вычисления показывают, что изменение любого из этих взаимодействий всего лишь на 10"¹⁰ ею величины повлекло бы за собой катастрофу для звёзд типа Солнце. В книге П. Дэвиса «Случайная Вселенная» приведено исчерпывающее изучение всех очевидных случайностей и «совпадений», которые кажутся необходимыми с точки зрения существования во Вселенной важных сложных систем. Абсолютно невероятно, чтобы столь счастливые совпадения могли быть результатом последовательности исключительно удачных случайностей. Именно это побудило многих учёных согласиться с утверждением Хойла о том, что Вселенная - результат «мошенничества».

Итак, совершенно очевидно, что существование большого числа важных физических систем во Вселенной - в том числе новых организмов - критически зависит от точной формы законов физики. Законы, обеспечившие спонтанное, как утверждает наука, возникновение Вселенной, по всей вероятности, сами рождены каким-то остроумнейшим способом. Но если физика - продукт подобного плана, то у Вселенной должна быть конечная цель, и вся совокупность данных современной физики достаточно убедительно указывает на то, что эта цель включает и наше существование.

Изучение субатомных частиц и их взаимодействий открывает нашему взору не мир хаоса, а в высшей степени упорядоченный мир. Все атомы, а значит, и все материальные тела вокруг нас, представляют собой сочетание всего трёх материальных частиц, обладающих массой протона, нейтрона и электрона. Четвёртая частица, фотон, не имеет массы и является единицей электромагнитного излучения. Все они являются реликтом процесса, длившегося с момента рождения Вселенной каких-то 10"³² с. Асимметрия в смысле вешество-антивещество произошла из-за избытка вещества (одной единицы на миллиард); всё остальное аннигилировало, а остаток - оплошность природы - и послужил материалом, из которого построено всё, включая нас самих. Аннигиляция оставила после себя память в виде энергии: возникло около миллиарда ^-квантов на каждый уцелевший электрон и протон. К настоящему времени в результате расширения Вселенной это излучение «остыло», образовав так называемое фоновое микроволновое излучение, заполняющее Вселенную.

Протон, электрон и фотон представляют собой устойчивые частицы: их существование не прерывается до тех пор, пока они не принимают участия в столкновениях с другими частицами. Распад нейтрона, напротив, может произойти спонтанно в любой момент. Этот процесс, получивший название бета-распада, представляет собой основной механизм одной из форм радиоактивности. Он включает превращение нейтрона в протон и возникновение электрона и антинейтрино. Нейтрино (у) - ещё одна частица, не имеющая массы, но устойчивая, подобно протону и электрону. Символическая запись процесса бета-распада, относящегося к слабым взаимодействиям, имеет вид:

п -» р + е+ V.

Количество нейтрино в миллиард раз превосходит по численности электроны и протоны. Вселенная по существу представляет собой мир нейтрино, в котором изредка встречаются вкрапления в виде атомов.

Протоны и нейтроны удивительно похожи друг на друга. Их массы отличаются всего на 0,1%. У них одинаковые спины, и на них одинаково действуют ядерные силы. Единственно, чем они отличаются, это наличием у протона электрического заряда, но поскольку при ядерных взаимодействиях электрический заряд не имеет значения, он служит лишь меткой протона. Заряд никак не сказывается на ядерном взаимодействии, связывающем протоны и нейтроны. Если протон лишится заряда, то он утратит свою индивидуальность. Тесное сходство протона и нейтрона наводит на мысль, что здесь существует симметрия. Если бы мы каким-то образом смогли заменить все протоны нейтронами (или наоборот), на ядерных процессах это никак не отразилось бы. Представленный сам себе, нейтрон через несколько минут распадается на протон, электрон и нейтрино.