Разговоры с Чу
Разговоры с Чу
С 1975 года я (с разной степенью вовлеченности) продолжал бытьучастником исследовательской группы в ЛБЛ. Это сотрудничество приносило мне большое удовлетворение и обогащало меня. Я былсчастливвернутьсякисследовательскойработе в физике, а кроме того я получилуникальную возможность сотрудничества и постоянного обменамыслямисоднимиз действительно великих ученых нашего времени. Многочисленныеинтересы за пределами физики не давали мне возможности полностьюпосвятить себя участию в исследовательской работе, а калифорнийский университет никогда не считал уместным оплачивать мое частичноеучастие, илипризнавать мои книги и другие публикации достойным вкладом в развитие научных идей. Но я не возражаю. Вскоре после моего возвращения вКалифорнию "Дао физики" была опубликована в Соединенных Штатах, сначала издательством "Шамбала", а затем "Бентам Букс", и стала международным бестселлером. Гонорар от этих изданий, а также плата за лекции исеминары, которые я начал проводить все чаще, положили конец моим денежным затруднениям, преследовавшим меня в 70-е годы.
В течение последних десяти лет я регулярно встречался с ДжефриЧу и провел сотни часов в разговорах с ним. Обычно мы говорили о физике частиц, точнее, о "бутстрэпной" теории, но никоим образом не ограничивалисьэтим, и часто естественно переходили к обсуждению природысознания, происхождения пространства-времени, природы жизни. Когда яактивно участвовал в исследованиях, я принимал участие во всех семинарах и встречах исследовательской группы, а когда я был занят лекциямииписьмом, явстречалсяс Чу по крайней мере раз в две-три недели, проводя несколько часов в интенсивной дискуссии.
Эти встречи были полезны для нас обоих. Мне они помогали бытьв курсе исследований Чу и вообще важных событий в развитии физики частиц. Чу они заставляли подытоживать продвижение его работы через регулярные промежутки времени, имея возможность целиком использовать необходимый технический язык, но концентрируясь на основных линиях развития и опуская менее важные детали и частные затруднения. Он часто говорил мне, что эти дискуссии существенно помогали ему сохранять в памяти общие контуры исследовательской программы. Поскольку я былполностью в курсе основных достижений без существенных проблем, но свободен от ежедневной рутины исследования, я часто имел возможностьвыявить рассогласование или просить пояснений таким образом, что это давало Чу новую точку зрения. С течением лет я настолькохорошоузналДжефа(такназывают Чу друзья и коллеги), что наши разговоры всегдавызывали состояние умственного резонанса, столь необходимого для творческойработы. Дляменя эти разговоры принадлежат к лучшим моментаммоей научной жизни.
Каждый, кто сталкивается с Джефом Чу, находит в нем мягкого идоброго человека, а вступая с ним в серьезный разговор поражается глубине его мышления. У него есть привычка рассматривать каждый вопрос икаждую проблему на глубочайше возможном уровне. Вновь и вновь я сталкивался с тем, что он обсуждает вопросы, на которые у меня был бы заранее готовый ответ, медленно произнося, после небольшой паузы: "Вызадаетеоченьважныйвопрос" — и затем раскрывает широкий контекствопроса, давая гипотетический ответ на глубочайшем и наиболеезначительном уровне.
Мышление Чу — медленное, осторожное и оченьинтуитивное, инаблюдать, как он размышляет над проблемам, было для меня очень увлекательно. Я часто видел, как мысль из глубин его ума поднимаетсядосознательногоуровня, и наблюдал, как он очерчивает ее побуждающимижестами своих больших выразительных рук, прежде чем медленно иосторожно сформулировать словами. Я всегда чувствовал, что S-матрица у Чув костях, и он использует язык тела, чтобы придать этим крайнеабстрактным идеям ощутимое очертание.
С самого начала нашего знакомства меня интересовало, какой философской подготовкой обладает Чу. Я знал, что мышление Бора подвергалось влиянию Кьеркегора и Уильяма Джеймса, что Гейзенберг изучал Платона, Шредингер читал Упанишады. В Чу я видел склонность к глубокомуфилософствованию; природа его "бутстрэпной" методологии казалась весьма радикальной, поэтому мне было очень интересно, какие влияния испытывало его мышление со стороны философии, искусстваирелигии. Но, разговариваясЧу, я каждый раз настолько погружался прежде всего вфизические проблемы, что казалось неуместным терятьвремя, прерываяходдискуссии, задавая Чу эти вопросы; когда же я наконец их задал, ответ поразил меня.
Он рассказал, что в юности старался подражать своему учителю, Энрико Ферми, известному своим прагматическим подходом в физике. "Ферми был крайним прагматиком, которого философия вообще не интересовала, — объяснял Чу. — Он просто хотел знать правила, которое позволили быемупредсказыватьрезультаты эксперимента. Я помню, как, говоря оквантовой механике, он презрительно смеялся над людьми, которые моглитерятьвремяна заботы об интерпретации теории; ему было достаточнотого, что он знал, как пользоваться уравнениями и делать предсказания.
И долгое время я старался думать, что собираюсь вести себя в духе Ферми, насколько это возможно".
Лишь много позже, как рассказывал Чу, когда он начал писать ичитать лекции, он начал думать о философских вопросах. Когда я спросилего, кто оказал влияние на его мышление, он мог назвать лишь имена физиков, когда же я в удивлении спросил, влияли ли на него какие-нибудьфилософскиешколы, или что-либо еще за пределами физики, он ответиллишь: "Ну, во всяком случае я не могу ничего такого вспомнить".
По-видимому, Чу действительно оригинальный мыслитель, извлекший свой революционный подход к физике и свою глубокую философиюприродыиз собственного опыта в мире субатомных явлений — опыта, который, разумеется, может быть лишь косвенным, связанным со сложными итонкими инструментами наблюдения и измерения, но для Чу, тем не менее, весьма реального и значимого. Один из секретов Чу состоял в том, чтоонбылцеликом погружен в свою работу и способен на глубочайшую концентрацию в течение длительного времени. Он говорил мне, что его концентрациябылапочти непрерывной."Одна из особенностей моей работысостоит в том, что я почти не перестаю думать о текущейпроблеме. Яредко отрываюсь, если только не происходит чего-то действительно требующего моего внимания, вроде ведения машины в опасномместе. Тогдаприходитсяпрерываться, но непрерывность для меня кажется очень важной, — мне нужно продолжать работу мысли".
Чу такжесказал, что он редко читает что-либо выходящее запределы области его исследования, и припомнил по этому поводу анекдото Поле Дираке, знаменитом физике, который однажды на вопрос, читал лион такую-то книгу, ответил с совершенной прямотой и серьезностью: "Яникогда не читаю. Это мешает мне думать". "Что касается меня, — продолжал Чу смеясь, — я могу прочесть кое-что, но мне для этого нужнаособая мотивация".
Кто-нибудь может подумать, что это постояннаяиинтенсивнаясосредоточенность на мире своих понятий делает его холодным и несколько одержимым человеком, но на самом деле это совсем не так. Чу — теплый и открытый человек. Он редко бывает напряженным или недовольным ичасто разражается во время разговора счастливым смехом. Сколько я егознаю, я вижу его в мире с самим собой и с миром. Он очень добр и тактичен, и в повседневной жизни проявляет ту терпимость, которая характернаидляего "бутстрэпной" философии."Физик, который способенрассматривать любое количество различныхчастичноудовлетворительныхмоделей без каких-либо предпочтений, — писал он в одной из статей, — тем самым уже "бутстрэпщик". Меня всегда поражала гармония между научным подходом Чу, его философией и его личностью, и хотя он считает себя христианином, близким к католической традиции, я не могу удержатьсяот мысли, что его подход к жизни является по-существу буддийским.
"Бутстрэпное" пространство-времяПоскольку "бутстрэпная" физиканеосновываетсяни на какихфундаментальных единицах, процесс теоретического исследования здесь вомногих отношениях отличается от того, что происходит в ортодоксальнойфизике. В противоположность большинствуфизиков, Чунемечтаетоединственном решающем открытии, которое раз и навсегда дало бы обоснование его теории;он видит свою задачу в медленном и постепенном создании сети взаимосвязанных понятий, ни одно из которых не более фундаментально, чем другие. По мере развития теории взаимосвязи в этой сетистановятся все более и более определенными; вся сеть становится, таксказать, все более и более фокусированной.
Этот процесс становится все более интересным по мере того, как" пришнуровывается" все большее число понятий. Чуполагает, чтоэто" пришнуровывание" должно охватить основные принципы квантовой теории, наши понятия о микрокосмическом пространстве-времении, по-видимому, даже наше понятие о человеческом сознании."Бутстрэпная" идея, — пишет Чу, — доведенная до своего логического конца, предполагает, чтосуществование сознания, наряду с другими аспектами природы, необходимообщей связи целого".
В настоящеевремянаиболее интересная часть теории Чу — этоперспектива "пришнуровывания" пространства-времени, котороекажетсяосуществимым в ближайшее время. В "бутстрэпной" теории частиц нет непрерывного пространства-времени. Физическая реальностьописываетсявтерминах изолированных событий, причинно связанных, но не вписанных внепрерывное пространство-время. Пространство-время вводится макроскопически, в связи с экспериментальным аппаратом, но это не подразумевает микроскопической пространственно-временной непрерывности.
Отсутствие непрерывногопространстваи времени — может бытьнаиболее радикальный и наиболее трудный аспект теории Чу как для физиков, так и для непосвященных. Мы с Чу недавно обсуждали вопрос о том, как наш повседневный опыт отдельных объектов, движущихся в непрерывномпространстве и времени, может быть объяснен такой теорией. Наш разговор был вызван обсуждением хорошо известных парадоксов квантовойтеории.
"Я полагаю, что это один из наиболее интригующих аспектов физики, — начал Чу, — и я могу лишь высказать свою точку зрения, непредполагая, что ее кто-либо разделяет. Я полагаю, что принципы квантовоймеханики, как они сформулированы, неудовлетворительны, и чторазвитие "бутстрэпной" теории должно привести к другимформулировкам.
Я думаю, что они должны, в частности, включать утверждение, что неследует выражать принципы квантовоймеханикиваприорипринимаемомпространстве-времени. Это недостаток современного положения дел. Квантовая механика содержит в своем существе дискретныепредставления, вто время как идея пространства-времени — континуальна. Я полагал, чтоесли вы попытаетесь утверждатьпринципыквантовоймеханики, принявпространство-время как абсолютную истину, вы столкнетесь с трудностями. Я полагаю, что "бутстрэпный" подход в конце концов даст нам одновременное объяснение пространства-времени, квантовой механики и значения картезианской реальности. Все это определенным образом будет объединено, но невозможно будет начинать с пространства-времени как ясного, недвусмысленного основания, на которомпокоилисьбыостальныеидеи".
"Тем не менее, — возразил я, — кажется очевидным, что атомныеявленияпринадлежат пространству-времени. Мы с вами принадлежимпространству-времени, следовательно так же и атомы, из которых мы состоим. Пространство-время — чрезвычайно полезное представление; что выимеете в виду, утверждая, что не следует предполагать атомные явлениепринадлежащими пространству-времени".
"Прежде всего я считаю очевидным, что квантовые принципы неизбежно ведут к мысли, что объективная ньютоно-картезианская реальность — это аппроксимация. Невозможно придерживатьсяпринциповквантовоймеханики и в то же время полагать, что обыденное представление о внешней реальности — это точное ее описание. Можнопривестидостаточнопримеров, показывающих, как система, описываемая в квантовых принципах, проявляет классическоеповедение, еслистановитсядостаточносложной. Это постоянно делается. Можно показать, что классическое поведение оказывается аппроксимацией квантового поведения. Такимобразом, картезианское представление об объектах и вся ньютоновская физика — это аппроксимации. Я не могу себе представить, как онимоглибыбытьточными. Они должны зависеть от сложности тех явлений, которыеописываются. Высокая степень сложности может в конце концов усредниться таким образом, чтобы создать эффективную простоту. Этот эффект делает возможной классическую физику".
"Таким образом, есть квантовый уровень, где нет жестких объектов и классические представления не работают; и затем, по мерепродвижения ко все большей сложности, классические представления появляются?""Да.""Ивыутверждаете, чтопространство-время — такое классическое представление?" "Именно так.
Оно появляется с областью классической физики, и его не следует принимать вначале." "И у вас есть идеи по поводу того, какпространство-время появится на уровне высокой сложности?" "Да.
Ключевойявляетсяидея "мягких" событий, все это уникальнымобразом связано с фотонами".Чу пояснил далее, что фотоны — частицыэлектромагнетизмаисвета — обладают уникальнымисвойствами, в частности, не имеют массы, что позволяет им взаимодействоватьсдругими частицами, создавая лишь небольшиевозмущения. Может быть, бесконечноеколичество таких "мягких событий",накапливаясь, в аппроксимации порождает локализацию других взаимодействий частиц, и таким образомвозникаетклассическоепредставление об изолированныхобъектах."Но что же относительно пространства и времени?" — спросил я."Видите ли, представление о том, что такое классический объект, что такое наблюдатель, что такое электромагнетизм, пространство-время — все это тесно связано между собой.
Если в вашей картине есть идея "мягких" фотонов, вы можете отнестиопределенные паттерны событий к представлению о наблюдателе, смотрящемна что-то. В этом смысле, я бы сказал, что можно надеяться создать теорию объективной реальности. И пространство-время появиться сразу же.
Неследует начинать с пространства-времени и затем пытаться развиватьтеорию объективной реальности".