Артём Юров: «Люди сейчас практически как боги, только не понимают этого»

– Артём Валерьянович, совсем недавно представители Королевской шведской академии наук объявили о присуждении Нобелевской премии по физике двум ученым – канадцу Артуру Макдональду и японцу Такааки Кадзита за открытие нейтринных осцилляций. Что вы думаете  по этому поводу?

– Я думаю, что это по-настоящему великое открытие. Попытаюсь объяснить его важность, начав издалека. Вот как вы думаете, почему светят звезды и Солнце в том числе? Потому что там происходят термоядерные реакции, при которых водород превращается в гелий.

Мы никогда не летали на звезды, мы не можем проверить это опытным путем. Просто другого объяснения свечению звезд нет.

И, если на звездах происходят термоядерные реакции, значит это должно сопровождаться выбросом определенного количества нейтрино. Нужно отметить, что это очень быстрые и малоконтактные частицы. Они практически ни с чем не взаимодействуют. Нейтрино может прошить Землю насквозь и, что называется, не заметить этого.

По этой причине ученым долгое время не получалось поймать нейтрино. Но когда они научились это делать, выяснилось, что частиц этих очень мало. Настолько мало, что некоторые физики стали сомневаться в том, что на звездах происходят термоядерные реакции. В научных кругах назревал серьезный скандал. Однако открытие нейтринных осцилляций его предотвратило.

Дело в том, что существует три типа нейтрино – электронные, мюонные и тау. Когда анализировали солнечные нейтрино, то имели в виду только электронные. И вот выяснилось, что один вид частиц может трансформироваться в другой. Это собственно и  есть – нейтринные осцилляции. То есть, звезда испускает при термоядерной реакции достаточное количество нейтрино, просто по дороге одни частицы трансформируются в другие. Раньше ученые полагали, что такие метаморфозы невозможны, поскольку нейтрино не имеет массы. Это просто противоречило бы закону сохранения. Но Макдональд и Кадзита  установили факт наличия нейтринных осцилляций, попутно подтвердив, что масса у нейтрино есть, хоть и совсем небольшая А раз так, то всё нормально. Всё встало на свои места.

– Иными словами, это открытие лишь подтвердило то, о чем ученые догадывались и раньше?

– В общем, да. И это не единственное научное открытие такого рода за последние три-четыре года. Один бозон Хиггса (существование этой элементарной частицы, которую еще называют «частицей бога», была предсказана английским физиком Питером Хиггсом в 1964 году, но открыли её с помощью адронного коллайдера только в 2013-м. – прим. авт.) чего стоит. Если бы мы не нашли бозон Хиггса, то это было бы большим несчастьем. Это означало бы, что наши представления о физике элементарных частиц и, как следствие о теории струн и о других теориях, которые играют определяющую роль в космологии, оказались бы неверны. Физика реальная наука – достаточно одного эксперимента, чтобы отправить в мусорную корзину самые красивые теории, создаваемые годами и даже десятилетиями. Потому мы в нее и верим!

– То есть получается, что сначала ученые построили огромную башню и лишь потом стали укреплять фундамент?

– Не совсем так … Люди часто недооценивают значение хорошей физической теории. Обычно, когда говорят «это теория» имеют в виду, что это ерунда какая-то. На самом деле содержательная физическая теория совершенно неотрывна от практики. И в ней  несопоставимо больше смысла, чем, извините за тавтологию, в нашем здравом смысле. Я даже не знаю, что меня больше поражает в этом мире: то, что мы почти всё понимаем о том, как устроена Вселенная или то, что мы оказались способными построить модели, которые позволили нам все это понимать.

– Вот вы говорите, что мы все или почти все  понимаем о Вселенной. А вам не кажется, что это несколько самоуверенное утверждение? Средневековые ученные, которые всерьез искали возможность получения философского камня, тоже думали, что понимают, как устроен мир. А сегодня их представления о нем могут вызвать лишь улыбку…

– Нет, мне так не кажется. Я могу допустить, что через двести-триста лет придет новый уровень понимания Вселенной и, что он будет во много раз выше нынешнего. Но созданные сегодня модели, уверен, не будут вызывать смех. Вот смотрите: когда появилась теория Эйнштейна, оказалось, что теория Ньютона – это её частый случай. Когда появилась квантовая механика, выяснилось, что классическая механика работает только в определенных ситуациях, но работает! То есть, старые теории, будучи верными, просто включились в более широкое знание. Это, во-первых.

Во-вторых, не стоит смотреть на алхимиков свысока. Ведь во многом благодаря им появилась вполне себе содержательная химия, после того как отбросили всю мистическую чепуху.

Ну, а в-третьих, знания и возможности, которыми располагает современная наука, действительно, очень велики.

Я все время пытаюсь донести до людей, что современная наука более могущественна, чем описанная в книжках, вроде «Гарри Поттера», магия (сразу оговорюсь: мне нравится «Гарри Поттер», но речь не об этом). По сути, это уже что-то божественное по своей мощи … Вот скажите, пожалуйста, где простое вещество может превращаться в золото? Только внутри звезд и в земных лабораториях. Самые низкие температуры мы наблюдаем не в обозримом космосе, а опять же – в наших лабораториях. Если вдуматься, Земля – это одно из самых необычных мест во Вселенной. И люди сегодня – почти как боги. Только не осознают этого.

Ну вот разве это не чудо, что я могу предсказать сколько в среднем звезд взорвется в нашей Галактике в этом году? Звезд! Разве это не чудо, что на маленькой планете живет какая-то едва заметная «плесень», способная  ставить перед собой такие вопросы, а главное – находить на них правильные ответы.

– В романе Горького «Жизнь Клима Самгина» персонаж Степан Томилин высказался в том духе, что посредством человека материя стремится познать саму себя…

– Может быть, что так оно и есть. Это было бы неплохим объяснением тому, откуда, черт возьми, в нас заложена эта поразительная возможность понимать то, как устроен мир. Человек, конечное существо, может совершенно точно выяснить – конечна ли Вселенная или бесконечна. Знаете как? Все определяется плотностью вещества во Вселенной. Если она меньше критической, значит Вселенная бесконечна, если равна критической – тоже  бесконечна. Если больше – конечна. Задача сводится лишь к тому, чтобы измерить эту плотность. Измерили. Масса вещества оказалась критической. Судя по всему, Вселенная и впрямь бесконечна.

– Знаете, меня всегда в этой связи волновал один вопрос. Вот, если Вселенная бесконечна, значит, существует бесчисленное количество похожих на наш миров. В том числе и такие, в которых сейчас в это же время в таком же кабинете журналист беседует с проректором по научной части БФУ имени Канта.

– Судя по всему, так оно и есть. Об этом парадоксе, в частности, идет речь в замечательной книге Алекса Виленкина «Мир многих миров». Но тут есть один нюанс. Вселенная, как мы выяснили, бесконечна. Но сколько в ней возможно разных типов историй? Согласно классической теории, основанной на непрерывном пространстве и времени, число таких историй тоже бесконечно. В квантовой теории все иначе. Там для любой истории требуются точные начальные условия. Но они не могут быть заданы точнее, чем по принципу неопределенности Гейзенберга. Грубо говоря, когда вы исследуете очень маленькие области, со временем вы обнаруживаете, что не можете отличать одно от другого, поэтому вы все должны отождествлять. Отсюда вывод – число возможных квазиклассических историй конечно. Но Вселенная-то бесконечна. А это значит, что в какой-то момент истории должны повторяться. Поэтому где-то во Вселенной на очень большом расстоянии от нас, на такой же планете Земля, в таком же городе Калининграде, в это же самое время сидят двое буквально совпадающих с нами людей и беседуют о тех же вещах, что и мы с вами. А где-то – тоже очень далеко – в какой-то момент вам надоедает меня слушать, поэтому вы встаете и уходите. Вариантов развития  событий – очень много.

Может возникнуть вопрос: «А применима ли квантовая теория для человека»? Ну, а почему нет? Ведь мы состоим из атомов, которые в свою очередь состоят из элементарных частиц, существующих согласно законам квантовой механики.