ВВЕДЕНИЕ

На рождественский конкурс, ежегодно устраиваемый Кембриджским студенческим математическим обществом, пришёл юноша Поль. Ему досталась простенькая задачка. Она была не о бассейнах, в которые вода наливается, а потом почему-то выливается; не о поездах, выходящих из пункта А и никогда не попадающих в пункт Б. Фантазия кембриджских педагогов изобрела для английских студентов задачку о трёх рыбаках, которые удили на острове в тёмную-тёмную ночь и улеглись спать, не поделив улова.

Под утро один из них проснулся и уехал домой, взяв с собой треть добычи. При дележе у него осталась одна рыбина, и он, не имея весов и боясь обидеть товарищей, выбросил эту рыбину в воду.

Потом проснулся второй рыбак и, не зная, что один из компаньонов уже на пути домой, снова поделил улов на три части. Он тоже делил честно, и у него осталась лишняя рыбина, и он выбросил её в воду. Захватив свою долю, он уехал. А потом проснулся третий рыбак и проделал ту же операцию — ему также пришла в голову мысль выбросить лишнюю рыбу. В задачке спрашивалось: сколько рыб выловили рыбаки?

Юноша Поль склонился над бумагой, взъерошил чуб. Уголки губ кривились каверзной усмешкой. И вот, глубоко вздохнув и поёрзав на стуле, он встал и положил перед жюри свою работу. Она пошла по рукам, и каждый из членов жюри мог подивиться ответу: рыбаки выловили минус три рыбины.

Мальчик начитался сказок, решили члены жюри, уж не вообразил ли он себя Алисой в Зазеркалье? — и лишили юного Поля приза.

Но это не возымело на него никакого воспитательного действия.

В 1928 году Поль Дирак, уже известный физик-теоретик, вновь склонился над листком бумаги (может быть, опять взъерошил чуб — было ему всего 26 лет)

и вывел математическое уравнение, в котором предлагал современникам не какие-то мелочи вроде отрицательных рыб, но… отрицательные миры! Миры наоборот. Миры, сотканные, в отличие от нашего, не из вещества, а из антивещества!

Если соблюдать точность, следует оговориться: в уравнении Дирака не поместился целый антимир. Там обнаружилась лишь его малюсенькая частичка — так сказать, первый лазутчик. Это был всего лишь электрон. Но не тот всем уже известный электрон — сгусток отрицательного электричества. Это был положительный электрон! О таком ещё никто не слыхивал. По представлениям того времени положительный электрон всё равно что отрицательная рыба — нонсенс! Это было неслыханно и даже… даже невежественно. Тогда ещё никто не предполагал, что открытие прославит Дирака, что он станет нобелевским лауреатом и ему достанется кафедра физики в Кембридже, которую некогда возглавлял сам Ньютон.

Пока все просто пожимали плечами, а незаконный электрон назвали позитроном, и он спокойно дожидался признания. Времени, когда его найдут. И его действительно обнаружили! Это случилось в 1932 году. Позитрон оказался не миражом, не бредом, он существовал наяву.

Теперь уже не казалась столь невероятной мысль, что все частицы в природе существуют парами. Но если позитрон — пара электрона, значит, должны быть в мире и пары для других частиц. Если существуют атомы водорода, должны существовать и атомы антиводорода! Уравнения утверждали, что в природе наравне с веществом должно равноправно существовать и антивещество.

Начался невиданный ажиотаж. Многие физики побросали текущие дела и пустились на ловлю позитрона и других античастиц.

Ловля продолжается по сей день. Но десяток-другой античастиц — это ещё не антимир. Да есть ли вообще мир-оборотень, мир, вывернутый наизнанку, своеобразный потусторонний мир? Существует ли он на самом деле?

Озарения и заблуждения, как они уживаются между собой? Что за мосты связывают отрицательных рыб с античастицами? Где граница между вымыслом и реальностью? Как безмолвные размахи люстры или падение яблока дают толчок мысли, способной потрясти мир?

«Невозможно избавиться от ощущения, что математические формулы умнее нас и умнее даже их создателей, ибо мы извлекаем из этих формул много больше того, что было в них заложено сначала» — эти наивные, восхитительно беспомощные слова принадлежат Генриху Герцу, одному из величайших физиков позапрошлого века, виртуозному экспериментатору и превосходному теоретику. И сказаны они по поводу четырёх уравнений, рождённых под пером английского учёного прошлого века Максвелла.

Сходно значение открытий Дирака и Максвелла: первый познакомил людей с миром антивещества, второй — с миром электромагнитных волн.

Сходна и судьба уравнений, разделённых полувеком. Непонимание, почти бойкот со стороны современников. Недоумение самих виновников рождения «джиннов».

Это подобие отражает логику развития человеческих знаний. К какой области науки мы ни обратимся, окажется, что её развитие идёт похожими путями. От всё более возрастающего количества несвязанных фактов к первой попытке осознать их и далее к всё углубляющемуся единству теоретических построений.

Такой путь проделало и учение об электромагнитных явлениях. Уже в древности были известны свойства магнита указывать на север и способность натёртого суконкой янтаря притягивать пушинки.

Максвелл получил от своих предшественников весьма совершенные формулы, описывающие свойства электрических токов, электрических зарядов и магнитных стрелок. Но это были не связанные между собой формулы, отражающие закономерности явлений, зависимость между которыми никто не мог уловить.

Строй мыслей Максвелла не позволил ему в явлениях природы.

Уравнения Максвелла и есть результат объединения известных ранее независимых законов. Для такого объединения ему пришлось сделать, по существу, лишь один скачок. Но это был огромный скачок в неизвестность. Результат величайшего интеллектуального напряжения.

Максвелл предположил, что электрический ток распространяется не только по проводникам, но и сквозь изолятор. Конечно, это не обычный ток, не простой поток электронов в металле, а особый ток. Максвелл назвал его током смещения, связав сначала с небольшими смещениями зарядов в диэлектрике. Но логика потребовала, чтобы непрерывный ток существовал и в пустоте. Так родилась догадка о существовании в природе электромагнитных волн…

Любая новая теория должна чётко объяснять известные факты. Теория Максвелла удовлетворяла этому требованию. Но это ещё не оправдывает возникновения новой теории. Ведь известные факты обычно объясняются и старыми теориями. Хорошая новая теория должна предсказывать явления, неизвестные ранее.

Теория Максвелла сделала это. Она предсказала существование электромагнитных волн.

Но на этой стадии возникает вопрос, с которым мы уже встречались. Правильна ли теория?

То, что она не противоречит прежнему опыту, теперь не в счёт. Верны ли её предсказания — вот единственный существенный вопрос.

Теории Максвелла пришлось ждать двенадцать лет, пока Герц своими опытами не узаконил её существование.

Если примеры Дирака и Максвелла не убеждают в закономерности ситуации, о которой хорошо сказал современный американский физик профессор Дайсон: «Великое