Расширенная Вселенная

Дирак, Ньютон и Эйнштейн – гении, не уступающие друг другу.

Поль Адриен Морис Дирак

Претензии экспериментаторов к физикам-теоретикам не совсем безосновательны. Ньютон всю жизнь пренебрегал прекрасным полом. Эйнштейн забывал о такой мелочи, как носки. Один физик-теоретик, изменивший ход Второй мировой войны, не умел управляться с отверткой.

Дирак не из таких.

Помимо гениальности Дирака от основной массы людей отличала лишь крайняя нелюбовь к праздной болтовне. (Его студенты в Кембридже даже придумали единицу под названием «дирак» – одно слово на световой год.) Его лекции и сочинения поражают ясностью и лаконичностью. Немногословный, но не замкнутый Дирак в 1937 году благополучно женился на очаровательной венгерской леди, у них были сын и две дочери.

Он превосходно управлялся с инструментами, периодически собирал специальные приборы для своих уникальных экспериментов. Прежде чем переквалифицироваться в математического физика, Дирак получил диплом инженера, и это повлияло на всю его жизнь. Инженеры находят верные решения, опираясь на неполные данные; им не привыкать работать с приближенными результатами, кропотливые изыскания для них – пустая трата времени. Но если надо, истинный инженер всеми силами пытается добиться совершенства.

Дирак применил тот же подход к теоретической физике, и его выдающиеся успехи говорят сами за себя.

Поль Адриен Морис Дирак родился 8 августа 1902 года в Бристоле, Англия, и с детства проявлял недюжинные способности к математике. Отец снабжал мальчика учебниками и всячески поощрял заниматься самообразованием. Развлечениям юный (а потом и зрелый) Поль предпочитал одинокие прогулки и учебу. Особенно плодотворно Дирак работает (и развлекается), ничего не делая и не говоря… пока его разум бороздит Вселенную.

Едва Дираку стукнуло шестнадцать, как он поступил в Бристольский университет, и в восемнадцать получил диплом электротехника. В 1923 году талантливый юноша благодаря гранту попал в Кембридж, альма-матер величайших математиков. За три года докторантуры он опубликовал двенадцать статей по математической физике, пять из них – в «Трудах Королевского общества». Юнцу с дипломом скромного вуза в принципе не светит публикация ни в одном научном журнале; один тот факт, что статьи двадцатидвухлетнего Дирака вышли в старейшем, самом уважаемом издании, заслуживает восхищения.

В мае 1926 года Дирак защитил докторскую диссертацию на тему «Квантовая механика» – крепкий орешек для самого искушенного физика. Впервые он занялся ею на первом году обучения в Кембридже и до сих пор порождает новые парадоксы; слово «квантовый» встречается в заголовках сорока пяти из ста двадцати трех статей, написанных Дираком за пятьдесят лет научной карьеры.

После защиты Дирак остался в Кембридже – преподавал, размышлял, печатался. В 1932 году, за год до получения Нобелевской премии, его удостоили редчайшего звания, которое носил в свое время Ньютон, – «лукасовский профессор математики». Дирак оставался в этой должности тридцать семь лет, вплоть до ухода из Кембриджа. За долгий кембриджский период ученый успел перебывать во всевозможных должностях: сотрудник Института передовых исследований (Принстон, штат Нью-Джерси), профессор Дублинского института передовых исследований и множестве других.

Математики, обладающие первоклассной интуицией, часто выгорают молодыми. Но только не Дирак! Он, как Микеланджело, начал свой путь в ранней юности, не останавливался ни на минуту и до сих пор находится в расцвете сил. Возможно, антиматерия – не главный его вклад в науку, однако ключевые достижения ученого слишком трудны для понимания, их невозможно передать простыми словами. Сюда относится и математическое свойство частиц, именуемое «спин», и статистика Ферми – Дирака, и абстрактно-математическая теория эфира, предложенная взамен понятия «прозрачный эфир», используемого в классической механике. Понятие «прозрачный эфир» применялось в физике на протяжении многих веков, «физическая реальность» этого эфира через доказательства от противного признавалась то аксиомой, то фактом. Однако и аксиома, и от противного – вещи коварные; в 1887 году эксперимент Майкельсона – Морли опроверг физическую реальность эфира, а последующие опыты с различными вариациями этого эксперимента неоднократно подтвердили это.

Поэтому Эйнштейн начисто исключил эфир из разработки теории относительности – в то время как менее одаренные умы отрицали очевидные факты и продолжали цепляться за классическое представление об эфире без малого сорок лет.

Абстрактно-математическое понятие эфира, введенное Дираком около 1950 года, нашло более широкое применение, поскольку не связано с парадоксами эфира классического. Дирак неоднократно предостерегал: математические уравнения – не картинки, их нельзя визуализировать, как Тадж-Махал или булку хлеба. Уравнения суть правила, определяющие пространственно-временные явления, а не картины. (Возможно, в этом ключ к невероятным успехам ученого.)

Еще один пример выдающегося ума Дирака – его усовершенствование концепции «космического яйца» Жоржа Леметра, известной теперь всем и каждому под названием «Большой взрыв».

Награды Дирака не поддаются исчислению: член Лондонского королевского общества, лауреат Королевской медали и медали Копли, множественные почетные звания (от которых он неизменно отказывался), зарубежный сотрудник Американской академии наук, Мемориальная премия Оппенгеймера и главное достижение, которое Дирак особенно ценит, – орден Заслуг Великобритании.

Дирак отправился на «покой», приняв должность профессора Государственного университета Флориды, где и по сей день плодотворно трудится над теорией гравитации.

В 1937 году ученый предположил, что «гравитационная постоянная» Ньютона в действительности – сокращающаяся переменная… однако степень сокращения слишком мизерна, поэтому определить ее не представлялось возможным, по крайней мере в то время.

Спустя тридцать семь лет появились первые данные. В июле 1974 года Томас ван Фландерн из Военно-морской обсерватории США предоставил отчет, согласно которому гравитация ежегодно сокращается на одну десятимиллиардную (¹/₁₀¹⁰ в год). Казалось бы, эта величина незначительна, однако в масштабах астрономического и геологического времени она поистине огромна. Если гипотеза подтвердится и математическая теория Дирака окажется верна, мир физики ждет колоссальное потрясение – более сильное, чем пережитые им в 1928 и 1930 годах.

Вот неполный перечень дисциплин, которых коснутся радикальные перемены: физика – от микрофизики до астрофизики, астрономия, геология, палеонтология, метеорология, химия, космология, космогония, геогения[95], баллистика. Еще рано рассуждать о последствиях этого для биологии и медицины, однако мы живем в физическом мире, где гравитация – основа основ.

Разумеется, теория эволюции тоже не останется в стороне. Кроме того, понимание гравитации способно привести к поистине грандиозным переменам в инженерном деле, их легко можно представить.