Альберт Эйнштейн. Относительность (15-й выпуск)

Разговаривая с современными учёными, я был поражён множеством параллелей между принципами квантовой механики и буддийским пониманием взаимосвязи между пустотностью и проявленностью. Поскольку мы использовали разные термины, мне понадобилось некоторое время, чтобы осознать, что мы говорим об одном и том же — о развёртывающихся мгновение за мгновением явлениях, которые вызываются и обусловливаются почти бесконечным количеством и разнообразием событий.

Чтобы по достоинству оценить эти параллели, я счёл важным изучить кое-какие принципы классической физики — фундамента, на котором строится квантовая механика. «Классическая физика» — это общий термин, описывающий комплекс теорий функционирования естественного мира, основанных на догадках и экспериментах гениального учёного XVII века Исаака Ньютона и учёных, следовавших по его стопам и внесших вклад в её понимание. С точки зрения классической физики Вселенная считалась огромной упорядоченной машиной. Согласно этой «механистической модели», если знать положение и скорость каждой частицы во Вселенной, а также силы, действующие между ними в определённый момент времени, то возможно предсказать скорость и положение, то есть направление и скорость движения каждой частицы во Вселенной в любой момент в будущем. Точно так же можно вычислить всю прошлую историю Вселенной, исходя из полного описания её нынешнего состояния. В этом контексте историю Вселенной можно было бы считать огромной сетью историй индивидуальных частиц, связанных абсолютными и познаваемыми законами причин и следствий.

Однако законы и теории классической физики по большей части основывались на наблюдениях за макроскопическими явлениями — такими как движение звёзд и планет, а также взаимодействием материальных объектов на Земле. Но в XIX и XX веках технические достижения позволили учёным изучать поведение явлений во всё меньшем и меньшем масштабе. Их эксперименты, сформировавшие основы квантовой механики (науки, изучающей мельчайшие единицы явлений [12]), начали показывать, что в крайне малом масштабе материальные феномены ведут себя вовсе не так чётко, упорядоченно и предсказуемо, как это описано в классической физике.

Одним из самых озадачивающих моментов в этих экспериментах было открытие того, что материя (в обычном понимании) может и не быть такой плотной и определённой, как некогда считалось. При наблюдении на субатомном уровне материя вела себя довольно странно, иногда демонстрируя свойства, обычно ассоциируемые с материальными частицами, а иногда проявляясь в виде нематериальных волн энергии.

Насколько я понимаю, у этих частиц/волн, являющихся строительным материалом, или кирпичиками из которых состоит Вселенная, невозможно одновременно определить местоположение и скорость, а потому рушится классическое описание состояния Вселенной с точки зрения положений и скоростей частиц. В контексте квантовой механики мы не можем точно измерить нынешнее состояние Вселенной, поскольку не имеем возможности чётко определить, состояние в соответствии с законами её классической физики.

Подобно тому как квантовая механика с течением времени вырастала из законов классической физики, Будда так же постепенно излагал своё описание природы индивидуального опыта, базируя каждое новое знание на предыдущем, в соответствии с уровнем понимания тех, кто его слушал. Исторически эти учения делятся на три категории, которые называют Тремя поворотами колеса Дхармы. На санскрите слово Дхарма в этом смысле означает «истина», или, попросту, «природа явлений». Будда давал свои первые учения под открытым небом в месте под названием «Олений парк» в Сарнатхе, поблизости от Варанаси, крупного города на севере Индии. Этот первый свод учений описывал относительную природу реальности, основанной на наблюдаемом физическом опыте. Учения первого поворота колеса Дхармы часто обобщают в серии высказываний, общеизвестных под названием Четыре благородные истины, хотя их можно более точно определить как Четыре чистых прозрения в суть вещей. Эти четыре прозрения сводятся к следующему:

1. Обычная жизнь обусловлена страданием.

2. Страдание вызвано соответствующими причинами.

3. Причины страдания могут быть устранены.

4. Есть простой путь устранения причин страдания.

Во втором и третьем поворотах колеса Дхармы Будда начинал описывать свойства абсолютной реальности; это описание можно считать точкой зрения, более близкой принципам квантовой механики. Учения второго поворота, которые, согласно историческим хроникам, были даны на Пике Грифов — горе, расположенной в северо-восточном индийском штате Бихар, — были сосредоточены на природе пустотности, любящей доброты и сострадании. Учения третьего поворота, в которых Будда описывал фундаментальные свойства просветлённой природы, давались в разных местах Северной Индии.

Сами по себе эти три поворота колеса Учения удивительны тем, что они рассказывают о природе ума, Вселенной и того, как наш ум интерпретирует получаемый опыт. Но, кроме того, они разъясняют идеи, возникавшие у первых последователей Будды. После ухода Будды его последователи не всегда сходились во мнениях в отношении точной интерпретации того, что он говорил; некоторые из них могли и не слышать всех учений Трёх поворотов колеса Дхармы. Такие расхождения были в порядке вещей, поскольку Будда неоднократно подчёркивал, что для постижения сути его учений недостаточно одного интеллектуального понимания и что её можно осознать только путём непосредственного опыта.

Те, кто получил только учения первого поворота колеса Дхармы, создали две философские школы — Вайбхашика и Саутрантика, — согласно которым абсолютно «реальными» считались бесконечно малые частицы (на тибетском — дул трен и дул трен ча ме, что примерно переводится как «мельчайшие частицы» и «мельчайшие неделимые частицы»), поскольку они являются цельными и не могут быть разделены на более мелкие части. Эти фундаментальные частицы считались первичными элементами всех явлений. Они никогда не могут разрушаться или исчезать, а могут лишь переходить в другие формы. Например, при сжигании дерева дул трен ча ме дерева не теряются, а просто превращаются в дым или пламя — эта точка зрения недалека от закона сохранения массы или сохранения материи, то есть основных принципов физики, утверждающих, что материя не может создаваться из ничего или полностью уничтожаться. Материю можно превращать в разные формы энергии.

Например, химическая энергия (потенциально содержащаяся) в бензине, может быть превращена в механическую энергию, движущую машину, тогда как масса (которую можно наиболее просто описать как меру количества материи в объекте) и её влияние на энергию частицы урана может быть превращена в энергию излучения, которая у нас ассоциируется с ядерной бомбой, — однако общая энергия, эквивалентная массе, всегда остаётся одной и той же.

Сейчас вы можете спросить, какое отношение имеет развитие современной физики к достижению личного счастья? Но потерпите ещё немного, и связь между ними станет яснее.

Более поздние учения Будды показывали, что из простого факта возможности преобразования этих бесконечно малых частиц —' как позднее докажет Альберт Эйнштейн своим знаменитым уравнением E=mc2 (которое, попросту говоря, описывает частицы как маленькие пакеты энергии) [13] — следует, что дул трен или дул трен ча ме могут быть подвержены влиянию причин и условий и фактически представляют собой преходящие явления, а значит, их нельзя считать фундаментально или абсолютно «реальными».

В качестве примера из повседневной жизни подумайте о воде. В очень холодных условиях вода превращается в лёд. При комнатной температуре вода — это жидкость.

При нагревании она превращается в пар. В лабораторных экспериментах молекулы воды могут быть расщеплены на атомы водорода и кислорода, а более тщательное исследование этих атомов показывает, что они состоят из всё меньших и меньших субатомных частиц.

Можно провести интересную параллель между воззрениями Вайбхашики и Саутрантики и классической школой физики. Согласно классической физике (я, наверное, чересчур упрощаю, чтобы легче было понять основные идеи), фундаментальные элементы материи, равно как и большие материальные тела — звёзды, планеты и человеческие тела, могут быть описаны с точки зрения точно измеримых свойств, например положения и скорости, и движутся в пространстве и времени полностью предсказуемым образом в совершенном соответствии с определёнными силами, такими как гравитация и электричество. Классическая интерпретация по-прежнему хорошо предсказывает поведение макроскопических явлений, наподобие движения планет в Солнечной системе и движения человеческих тел и неживых объектов.

Однако, как мне объясняли, в XIX веке технический прогресс начал предоставлять физикам возможность наблюдать материальные явления на микроскопическом уровне. В начале XX века физик Дж. Томсон провёл серию экспериментов, которые привели к открытию, что атом не является цельным, а, напротив, состоит из более мелких частиц — в частности электрически заряженных частиц, называемых электронами.

Основываясь на экспериментах Томсона, физик Эрнест Резерфорд создал модель атома, которая известна большинству людей, изучавших в старших классах химию или физику, — нечто похожее на миниатюрную Солнечную систему, состоящую из электронов, вращающихся вокруг центральной части атома, именуемой ядром.

Недостатком «планетарной» модели Резерфорда было то, что она не могла объяснить, почему при нагревании атомы всегда излучают свет с определёнными характерными частотами или уровнями энергии. Набор уровней энергии, индивидуальный для каждого типа атома, обычно называют спектром атома. В 1914 году Нильс Бор понял, что энергетический спектр атома можно точно объяснить, если рассматривать электроны внутри атома как волны. Это было одно из первых великих достижений квантовой механики, заставившее учёный мир серьёзно относиться к этой странной новой теории.

Однако примерно в то же время Альберт Эйнштейн показал, что свет можно описывать не как волны, а как частицы, которые он назвал фотонами. Когда фотоны направляют на металлическую пластинку, они увеличивают активность электронов, производя электричество. После открытия Эйнштейна ряд физиков начали проводить эксперименты, которые показывали, что все формы энергии можно описывать в виде частиц, — это очень похоже на воззрения Вайбхашики.

Продолжая изучать мир субатомных явлений, современные физики по-прежнему сталкиваются с тем, что субатомные феномены, которые мы можем назвать строительными блоками «реальности» или «опыта», иногда ведут себя как частицы, а иногда как волны. На данном этапе учёные могут предсказывать только вероятность того, что субатомная частица будет вести себя определённым образом. Хотя точность практических приложений квантовой теории, судя по всему, не вызывает никаких сомнений — о чём свидетельствует создание лазеров, транзисторов, сканеров и компьютерных чипов, — квантовое объяснение Вселенной остаётся довольно абстрактным математическим описанием явлений. Но важно помнить, что математика — это символический язык, своего рода поэзия, которая вместо слов использует цифры и символы, стремясь описать и донести до нас смысл реальности, сокрытой за нашим обыденным опытом.

Поиск по сайту: