Так ярки эти доказательства, что зрелище кинжального прожекторного луча или белого звездопада в туманной камере наводит еще и на добавочное искушение: хочется воскликнуть: «Да ведь это движение по траекториям, кривые перемещения частиц видны невооруженным глазом!» Но вот тут уж надо прикусить язык. Такое неосторожное восклицание было бы непростительной оплошностью, даже большой — классический — опыт давно умудрил ученых не доверяться бесконтрольно грубым и часто обманчивым свидетельствам нашего зрения.

В древнем споре пушкинских мудрецов тот, второй, что начал молча ходить, дабы «доказать движение», выглядел, безусловно, победителем. Но Пушкин не стал бы писать свое стихотворение, если бы хотел сказать нам только это. Его занимала более глубокая мысль.

Итак, видимости надо доверять с осмотрительностью. Следовательно… Но подождите, прежде чем продолжать, хочется еще кое-что вытянуть из пушкинских стихов.

Наверное, каждого еще в школьные годы смущало маленькое недоумение: отчего, собственно, первый из древних мудрецов имел право называться мудрецом? Сказал две с половиной тысячи лет назад очевидную глупость, тогда же был неотразимо посрамлен без слов, а в веках почему-то пошли о том «забавном случае» долгие разговоры! Вероятно, был он не так уж прост, этот глупый мудрец?

Он был дважды не прост. Пушкин писал о Зеноне. А Зенон вопрошал: «Вот летит стрела, в каждый момент ее можно где-то застигнуть, там она в это мгновенье покоится, откуда же берется движение? Значит, движение — череда состояний покоя? Не абсурд ли это?»

Рассуждение было безупречно. Но и доказательство Диогена, который начал ходить, тоже было неопровержимо. Мог ли отыскаться выход из этого очевидного противоречия — движение слагается из моментов покоя? Выход должен был отыскаться и отыскался.

Для этого математика и механика должны были научиться оперировать с бесконечно малыми величинами. Они должны были научиться рассматривать состояние покоя как нулевой предел исчезающе малого перемещения. Это делает дифференциальное исчисление. И должны были научиться складывать такие нули, не удивляясь, что бесконечное прибавление бесконечно малых движеньиц может дать вполне реальный конечный отрезок пути. Это делает исчисление интегральное. В рассуждении Зенона была незаметная логическая погрешность. Он разлагал перемещение стрелы на бесконечное множество состояний покоя, а складывал их по арифметической логике конечных сумм: если взять столько-то нулей, все равно получится нуль. И потому сказал: «Движения нет». А все дело в том, что как ни велико арифметическое «сколько-то», оно еще не бесконечность. Диоген только молча и мог опровергнуть Зенона — словами у него ничего бы не вышло, потому что не было тогда нужных для этого слов.

От логики конечных величин человечество должно было шагнуть к логике бесконечных множеств. На это понадобилось два с лишним тысячелетия. И примерно столько же понадобилось философии, чтобы прийти к строгому диалектическому заключению, что в природе осуществляется на каждом шагу единство непрерывного и прерывного, конечного и бесконечного.

Вот видите: даже простейшее классическое движение по траектории совсем не такая уж простая штука для понимания. Но Пушкин не об этой сложности думал, а о другой: о сомнительной ценности наших ссылок на очевидность, когда мы хотим что-нибудь доказать. Упрямый Галилей настаивал на вращении Земли вопреки ее видимой неподвижности — и был прав, Диогеновский способ наглядно демонстрировать истину не всегда годится.

Нам он не годится вовсе.

Демонстрировать процесс движения в микромире не смог бы никакой Диоген XX века. И потому именно не смог бы, что там нет траекторий. Призывать в свидетели наше зрение наивно.

Разве в прямолинейно летящем световом луче виден отдельный фотон? Недаром Кеплер думал об истечении непрерывной материи из светового источника — как все мы, он видел, что «это так», и — заблуждался. Когда катится по горной дороге поток овечьего стада, истинное движение каждой овцы ускользает от нашего внимания. Вглядываясь в туманные нити на вильсоновских фотографиях, мы вовсе не прослеживаем действительный путь космической частицы: эти треки из капелек тумана как завалы поверженных стволов на лесной просеке — точного отчета о движениях дровосека они не дают. (Помните — частица внутри туманного следа подобна мухе в тоннеле метро.)

Сказал я про овец и дровосека — и сразу пожалел об этом. Такие сравнения порождают ложные соблазны: начинает невольно думаться, что какой-нибудь очень тонкий опыт все-таки сделает когда-нибудь зримо ясной картину движения — скажем, электрона в атоме водорода. Вооружившись биноклем и терпением, можно ведь распознать извилистый путь любой овцы в катящемся стаде. И путь дровосека можно в конце концов установить во всех деталях — надо лишь предпринять докучливое исследование. Отчего же не предположить, что и физики сконструируют со временем сверхсильный микроскоп для съемки документального научного фильма «Путешествие электрона» или «Электрон на орбите»?

Все дело в том, что такой фильм никогда не будет снят. И в этом «никогда» — запрет самой природы. Он очень понятен.

…Чтобы увидеть и снять электрон в атоме, этого карлика надо осветить.

Все лучи видимого спектра — от синего до красного — для такой цели не подходят: длины их волн слишком велики. Это 3–7 тысяч ангстрем (стомиллионных долек сантиметра). А размеры атома водорода в нормальном состоянии порядка 1 ангстрема. Можно ли ожидать, что видимый свет отразится даже не от электрона, а от водородного атома в целом? Это все равно что надеяться на заметное отражение морской волны от одной прибрежной песчинки.

Видимый свет не ощущает отдельного атома как сколько-нибудь серьезное препятствие на своем пути. Окруженные воздухом, мы его молекул не видим, хотя они и освещены солнечным светом — белой смесью красных, желтых, зеленых, синих лучей. Очень уж ничтожно рассеяние этих лучей при встречах с молекулами кислорода, азота, водорода. Оттого и не виден воздух. Но все же чем короче световая волна, тем эти молекулы заметней для луча, как препятствие. (Но точнее нужно сказать, что для солнечных лучей «заметней» не отдельные молекулы, а их тесные скопления, так называемые «флуктуации плотности воздуха», постоянно возникающие в атмосфере.) И потому самые коротковолновые из видимых лучей — синие — рассеиваются воздухом ощутимей, чем красные. В громадной толще земной атмосферы этот крошечный эффект постепенно накапливается и создает глубокую синеву прозрачного неба. А длинноволновые лучи, от желтого до красного, проходят сквозь атмосферу, почти совсем не рассеиваясь, и создают оранжевый цвет Солнца в нашем восприятии.

Если бы электромагнитные волны красного света были, наоборот, самыми короткими, а синего — самыми длинными, мы жили бы под красным небом и синим Солнцем.

Каким же светом высветить в атоме электрон? Согласитесь, что длина волны такого пригодного света должна быть меньше атомных размеров. Ну хоть в десять раз меньше:

только тогда атомный электрон будет возникать на их пути как реальная преграда. Появится надежда наконец-то увидеть воочию странного незнакомца, про которого физики уверенно рассказывают нам тысячи интересных историй, не зная даже, «как он выглядит». А предполагаемая киносъемка в таких лучах возбудит надежду снять под воображаемым микроскопом самый скучный по однообразию, но и самый удивительный по необычайности фильм. Правда, такие ультракоротковолновые лучи — 0,1 ангстрема — наш глаз не воспринимает. Однако это не роковая беда: хитроумным устройством инженеры смогли бы превратить такое невидимое рентгеновское изображение в обыкновенное — видимое. Беда в другом. И тут уж действительно роковая.