Дао физики

Современная физика доказала, что ритм сотворения и разрушения не только присутствует в чередовании времен года и в физическом рождении и гибели всех живых существ, но и является самой сущностью неорганической материи. Согласно квантовой теории поля, все взаимодействия между составными частями материи осуществляются путем испускания и поглощения виртуальных частиц. Более того, танец творения и разрушения составляет основу существования вещества, поскольку все материальные частицы взаимодействуют между собой, испуская и поглощая виртуальные частицы. Таким образом, современная физика открыла, что каждая частица не только участвует в танце энергии, но и сама составляет этот танец, пульсирующий процесс созидания и разрушения.

Рисунок этого танца характеризует сущность каждой частицы и ее свойства. Например, энергия, необходимая для испускания и поглощения виртуальных частиц, эквивалентна определенному количеству массы, которое входит в массу частиц, взаимодействующих между собой. Различные частицы принимают разное участие в этом танце; каждая из них имеет свои параметры энергии и массы. Наконец, виртуальные частицы не только представляют значительную часть взаимодействующих частиц и порождают большинство их свойств, но рождаются и разрушаются за счет вакуума. В танце Вселенной участвует не только материя, но и Пустота, которые бесконечно создают и разрушают энергетические паттерны.

Для современной физики танец Шивы есть танец субатомной материи. Как и в индуистской мифологии, это бесконечный танец сотворения и разрушения, в котором участвует вся Вселенная. Он составляет также основу всякого бытия и всех явлений природы. Столетия тому назад индийские скульпторы создавали величественные бронзовые изображения танцующего Шивы. В наше время физики используют сложнейшие приборы, чтобы получить картины Вселенной в ее космическом танце. Фотографии пузырьковой камеры, на которых запечатлены взаимодействия частиц и которые являются свидетельствами бесконечного ритма созидания и разрушения во Вселенной, тоже могут считаться визуальными образами танца Шивы, не уступая по красоте и глубокому значению своим индуистским аналогам. Так образ космического танца объединяет древнюю мифологию, религиозное искусство и современную физику. Как говорил Кумарасвами, это поистине метафоричный образ «поэзии и в то же время — науки».

Глава 16. Симметрия в мире кварков — новый коан?

В субатомном мире безраздельно властвуют ритм, движение и постоянное изменение. Все изменения не случайны и не хаотичны. Они следуют четким и ясным моделям. Все частицы определенного вида абсолютно идентичны по массе, электрическому заряду и другим характеристикам. Электрический заряд частиц либо равен заряду электрона, либо противоположен ему по знаку, либо превышает его вдвое. То же относится к остальным характеристикам частиц: их не может быть произвольно много, а только ограниченное количество, что позволяет нам разделить их на несколько групп, которые могут быть также названы «семьями». Это подводит нас к вопросу: как такие паттерны возникают в динамичном и изменчивом мире частиц?

Возникновение четких паттернов в структуре материи — не новое явление. Оно наблюдалось уже в мире атомов. Как и субатомные частицы, все атомы, принадлежащие к одному виду, имеют идентичное строение. В периодической таблице все разновидности атомов, или химические элементы, объединены в несколько больших групп. В наше время ученые хорошо представляют себе основы такой классификации: она зависит от количества протонов и нейтронов в их ядрах и распределения электронов по сферическим орбитам вокруг ядер, или «оболочкам». Как уже говорилось выше, электроны имеют свойства волн. Поэтому расстояние между их орбитами и момент импульса на них характеризуются несколькими устойчивыми значениями, которые зависят от волновых колебаний электрона. В структуре атома возникают определенные паттерны, которые характеризуются набором «квантовых чисел» и отражают волновые функции электронов, находящихся на орбитах внутри атома. Эти функции определяют «квантовые состояния» атома. Поэтому два атома, находящиеся в «основном состоянии» или в одном и том же «состоянии возбуждения», полностью идентичны друг другу.

Паттерны в мире частиц во многом схожи с паттернами в мире атомов. Так, большинство частиц вращается вокруг своей оси, как юла. Их спины, т. е. собственные моменты импульса, ограничены по величине и представляют собой целое или полуцелое число. Барионы, например, могут иметь спин, равный 1/2, 3/2, 5/2 и т. д., а мезоны — 0, 1, 2 и т. д. Спин субатомной частицы напоминает нам о моментах импульса электронов на орбитах в атоме, которые выражаются целыми числами.