В конференц-зале в Мюнхене не было свободных мест. Гейзенберг слушал доклад Шрёдингера, сидя в проходе, и грыз ногти. До конца не досидел. В середине лекции вскочил с места и вышел к доске. Присутствующие недоуменно посмотрели на него. Он воскликнул, что электроны – не волны, а мир субатомных частиц нельзя просто себе представить.
– Всё совсем не так, как вы думаете!
Публика освистала его, и Шрёдингеру пришлось просить зрителей позволить ему высказаться. Однако никто не захотел слушать паренька, который требовал забыть всё, что они знали об атоме. Никто не хотел взглянуть на предмет глазами Гейзенберга. Как только он начал писать на доске свои возражения на теорию Шрёдингера, его вытолкали из зала. Он требовал слишком многого. Зачем отказываться от здравого смысла ради знания о самой маленькой частице материи? Парень наверняка просто завидует. Его можно понять. В конце концов, идеи Шрёдингера затмили собой открытие Гейзенберга, отняв у него надежду войти в историю.
Однако Гейзенберг знал: все ошибаются. Электроны – не волны и не частицы. Субатомный мир не похож ни на что, до сих пор известное ученым. Он абсолютно уверен в этом, и убеждение это так сильно, что его пока невозможно облечь в слова. Кое-что ему открылось. Кое-что, что не поддается объяснениям. Гейзенбергу было предчувствие: в центре всего есть темное ядро. И если он ошибся, значит, все былые страдания оказались напрасными. Неужели так и есть?
1. Ночь на острове Гельголанд
За год до конференции в Мюнхене Гейзенберг превратился в чудовище.
В июне 1925 года он еще работал в Гёттингенском университете. Весной из-за аллергии на пыльцу его лицо изменилось до неузнаваемости. Губы опухли так, что, казалось, кожа на них вот-вот лопнет. Веки вздулись, и в оставшуюся между ними щелку едва можно было видеть. Он больше не мог оставаться на континенте ни дня, поэтому сел на корабль и отправился прочь от терзающих его микроскопических частиц пыльцы.
Прочь на остров Гельголанд – единственный немецкий остров в открытом море. Рельеф там настолько плоский, что деревья с трудом поднимают стволы от земли, а между камней не растет ни одного цветочка. По пути он не выходил из каюты – его укачивало и рвало. Ступив на красную землю острова, он почувствовал себя таким жалким, что с трудом отогнал желание броситься вниз с отвесного утеса, – а утес поднимался на семьдесят метров над его головой. Прыгни он сейчас, и все его телесные и духовные муки, начавшиеся с тех пор, как он решил найти решение загадке квантового мира, закончатся сами собой.
Коллеги Гейзенберга наслаждались золотым веком физической науки. Сколько сложных и точных расчетов делается день за днем! Как усложняется наука! Однако Гейзенберг мучился. По его мнению, произошла серьезная ошибка в том, что касается основ физики: прежние законы, открытые еще Исааком Ньютоном, прекрасно работали в мире макрочастиц, а внутри атомов действовать переставали. Гейзенберг хотел понять, что из себя представляют элементарные частицы, и пролить свет на то, что объединяет все природные явления. Он был одержим и отдавался своей одержимости без ведома своего научного руководителя, но она сжигала его без остатка.
Он нанял комнату в небольшом пансионе. Его встретила хозяйка. Увидев гостя, она с трудом сдержала чувства. Уговаривала его вызвать полицию, решив, что по пути на остров его избил пьяный матрос. Гейзенберг убедил фрау Розенталь, что это всего лишь аллергия. Тогда она пообещала вылечить его и взялась за дело с таким рвением, будто он ее кровный сын: без стука входила в комнату в любое время, заставляла пить вонючую жижу, которая, по ее словам, творит чудеса, а Гейзенберг делал вид, что пьет, едва сдерживая рвотные позывы, и как только хозяйка оставляла его одного, выплевывал эту гадость в окно.
В первые дни на Гельголанде Гейзенберг придерживался строгого графика тренировок: проснувшись, он отправлялся на море и доплывал до огромной скалы, под которой, по словам хозяйки пансиона, были спрятаны несметные сокровища Германии. Вернер выходил на берег, когда совершенно выбивался из сил, – эту привычку он приобрел еще в детстве; они с братом частенько соревновались в том, кто больше кругов сделает по пруду неподалеку от отцовского дома. К работе он подходил с таким же упорством: мог трудиться днями напролет, погружаясь в глубокий транс и забывая даже поесть и поспать. Если результат исследований его не устраивал, Гейзенберг оказывался на грани нервного срыва, а если устраивал, ученый впадал в состояние экзальтации, подобное религиозному экстазу, и, по мнению друзей, это состояние со временем начало вызывать у него привыкание.
Из окна комнаты ничто не мешало ему любоваться океаном. Он смотрел, как волны убегают всё дальше за горизонт, и то и дело вспоминал слова своего наставника, датского физика Нильса Бора: тот, кто может смотреть на головокружительный океанский простор, не закрывая глаз, способен постичь часть вечности. Прошлым летом они ездили в горы близ Гёттингена. Гейзенберг считал, что его научная карьера по-настоящему началась только после длительных прогулок в горах с Бором.
Нильс Бор был величиной в современной физике. Единственный равный ему ученый по степени влияния в первой половине XX века – Альберт Эйнштейн, друг и соперник. В 1922 году Бор уже получил Нобелевскую премию и развил способность открывать новые таланты и брать их под свое крыло. Именно так он познакомился с Гейзенбергом. Во время горных походов он убедил молодого физика в том, что, говоря об атомах, язык можно использовать лишь как поэзию. Во время прогулок с Бором Гейзенберг впервые уловил, что мир субатомных частиц не похож ни на что другое. Во время подъема в горах Гарц он сказал наставнику: «В одной-единственной пылинке содержатся миллиарды атомов. Как можно здраво рассуждать о чем-то настолько маленьком?»
Физик, как и поэт, не должен описывать явления окружающего мира. Его задача – создавать метафоры и связи между мыслями. Тем летом Гейзенберг понял: применять к субатомной частице такие понятия классической физики, как радиус-вектор, скорость и момент силы, совершенно бессмысленно. Для описания субатомных частиц нужен новый язык.
Уединившись на Гельголанде, Гейзенберг решил радикальным образом ограничить себя. Что можно узнать о процессах внутри атома на самом деле? Когда один из электронов, двигаясь вокруг ядра, переходит на другой энергетический уровень, испускается фотон – частица света. Этот свет можно зафиксировать на фотопластинке. Только этот свет, рожденный внутри атома, несет информацию о его устройстве и может быть измерен напрямую. Гейзенберг решил отказаться от всего остального. Он вычислит законы, управляющие этим явлением, используя лишь те немногие сведения, которыми располагает.
Достаточно оправившись от аллергии, он привел все известные данные в ряд бесконечных граф и таблиц, составив сложную сетку матриц. Днями напролет он крутил их и так и сяк. Играл, как ребенок, когда пытается собрать пазл, но потерял крышку от коробки и не может угадать, какой должна быть картинка. Постепенно он начал различать слабые взаимосвязи, способы сложения и умножения своих матриц, правила нового типа алгебры – намного более абстрактного. Он бродил по извилистым дорогам, изрезавшим остров, глядел себе под ноги и не думал, куда идет. Чем больше он продвигался в своих расчетах, тем дальше уходил от реального мира. Чем сложнее становились действия с матрицами, тем более туманными были его доказательства. Какая связь может быть между листами с числами и молекулами, из которых состоят камни у него под ногами? Как от таблиц, которые больше походили на бухгалтерские журналы, чем на изыскания ученого, вернуться к чему-то, хоть немного похожему на современную ему концепцию атома? Ядро – это маленькое солнце, а электроны обращаются по его орбите, как планеты. Гейзенберг считал этот образ наивным и детским. Он всё представлял себе иначе. Прошлое представление об атоме испарялось, крохотное солнце угасало, электрон переставал обращаться по кругу и растворялся в тумане. Оставались только числа. Бесплодный пейзаж, подобный равнине, что разделяла две оконечности острова.
