нный протон,  по-
павший в атмосферу Земли, может породить целый каскад  явлений,  в  ходе
которых его исходная кинетическая энергия  превратится  в  целый  ливень
разнообразных частиц и будет постепенно поглощаться по мере  продвижения
претерпевающих непрестанные изменения частиц к поверхности Земли. То  же
самое явление, наблюдаемое в ходе экспериментов физики  высоких  энергий
по столкновению частиц, происходит естественным путем в атмосфере  нашей
планеты, И причем в последнем случае его протекание характеризуется  го-
раздо большей интенсивностью, чем во  время  экспериментов.  Непрерывный
поток энергии претерпевает на своем пути к  Земле  множество  изменений,
частицы непрерывно возникают и исчезают в ритмическом танце  творения  и
разрушения.

   В мире частиц могут происходить не только такие процессы  возникнове-
ния и уничтожения частиц, которые поддаются детекции при помощи фотогра-
фий пузырьковых камер. Важное место среди явлений субатомного мира зани-
мают и процессы возникновения и аннигиляции виртуальных частиц, участву-
ющих в обменных процессах, опосредующих взаимодействия между  частицами.
Виртуальные частицы существуют не  настолько  долго,  чтобы  можно  было
подтвердить их присутствие экспериментальным путем. Возьмем, к  примеру,
возникновение двух пионов в результате столкновения протона и антипрото-
на. Пространственно-временной график для данного процесса  будет  выгля-
деть следующим образом (см. рис. 38). Не забывайте о том, что  время  на
этих графиках имеет направленность снизу вверх. На этом графике  изобра-
жены мировые линии протона (р) и антипротона (р-)  которые  сталкиваются
друг с другом в некоторой точке пространства-времени, аннигилируя и  об-
разуя два пиона (п+ и п-). И все же этот график не вполне  соответствует
действительности. Взаимодействие между  протоном  и  антипротоном  можно
представить в виде процесса обмена виртуальным нейтроном,  изображенного
на рис. 39.

   Точно таким же образом процесс, зафиксированный на рис. 40,  приводя-
щий к образованию четырех пионов и результате столкновения протона и ан-
типротона, тоже может быть представлен в виде более  сложного  обменного
процесса, в ходе которого происходит образование и аннигиляция трех вир-
туальных частиц-двух нейтронов и одного протона.

   Нужно учитывать тот факт, что графики в  этой  части  главы  довольно
схематичны и не дают представления о точных величинах углов между линия-
ми движения частиц.

   Соответствующая фейнмановская диаграмма будет выглядеть примерно  так
(см. рис. 41):

   Эта диаграмма чисто схематическая, и не показывает точных углов  раз-
лета частиц. Отметим также, что изначальный протон,  находящийся  в  пу-
зырьковой камере, не виден на фотографии (и, соответственно, диаграмме),
но имеет свою мировую линию на этой пространственновременной  диаграмме,
поскольку он движется во времени.

   Все эти примеры демонстрируют нам, что следы  частиц  на  фотографиях
пузырьковой камеры могут дать только самое общее представление о взаимо-
действиях частиц. Реальные  же  процессы  состоят  из  целой  последова-
тельности обменов частицами. Если мы вспомним о том, что каждая из  час-
тиц, принимающих участие во взаимодействии, постоянно испускает и погло-
щает виртуальные частицы, картина станет еще более сложной. Так,  протон
обычно периодически испускает и поглощает нейтральные пионы,  иногда  он
испускает (п+) и превращается в нейтрон, который через  некоторое  время
поглощает этот (п-) и снова превращается в протон. На графиках  Фейнмана
это отражается в том, что обычная  линия  протона  заменяется  на  более
сложное изображение (см. рис. 42). В  ходе  этих  виртуальных  процессов
первоначальная частица может на некоторое время исчезнуть,  как  скажем,
на графике "в". Возьмем другой пример-скажем, процесс, в котором отрица-
тельный пион распадается на нейтрон (n) и антипротон (р-),  аннигилирую-
щие при последующем столкновении и превращающиеся в исходный  пион  (см.
рис. 43).

   Важно принимать во внимание, что все эти процессы подчиняются законам
квантовой теории, а следовательно, имеют вероятную, а не  действительную
природу. Каждый протон может быть охарактеризован с точки зрения вероят-
ности его существования в форме различных пар: "протон плюс пи0", "нейт-
рон плюс пи+" и так далее. Перечисленные выше процессы являются простей-
шими примерами виртуальных взаимодействий. Гораздо более сложные,  запу-
танные паттерны возникают тогда,  когда  виртуальные  частицы  порождают
другие виртуальные частицы, умножая таким образом число виртуальных вза-
имодействий (не будем забывать при этом, что вероятности имеют отнюдь не
произвольный характер, но подчиняются некоторым  общим  закономерностям,
которым будет посвящена отдельная глава).

   В своей книге "Мир элементарных частиц" Кеннет Форд приводит  сложный
пример такого процесса (см. рис. 44), в ходе которого происходит образо-
вание и аннигиляция десяти виртуальных частиц, сопровождая график следу-
ющим замечанием: "Этот график представляет собой  изображение  одной  из
подобных цепочек явлений, на первый взгляд производящее довольно  устра-
шающее впечатление, но, тем не менее,  вполне  соответствующее  действи-
тельности. Каждый протон время от времени принимает участие в этом танце
творения и разрушения" [28,209].

   Форд-не единственный физик, использовавший выражение типа "танец тво-
рения и разрушения", "танец энергии". При попытке представить себе поток
энергии, преобразующейся в различные динамические структуры, или  части-
цы, мы естественным образом начинаем сравнивать это с ритмичным  танцем.
Современная физика обнаружила, что подвижность и изменчивость  принадле-
жат к числу основных свойств материи, и вся материя, независимо от того,
где она находится-у нас, на Земле, или в космосе,-всегда принимает учас-
тие в непрекращающемся космическом танце.

   Динамическое мировоззрение восточных мистиков имеет  много  общего  с
мировоззрением современной физики, поэтому неудивительно, что для  выра-
жения своего интуитивного восприятия природы мистики тоже используют об-
раз танца. Прекрасный пример такого рода мы находим в  книге  Александры
Дэвид-Неел "Путешествие в Тибет", в описании  встречи  автора  с  ламой,
представившемся как "властелин звука" и изложившим свои взгляды на  при-
роду материи следующим образом: "Все вещи... суть скопления атомов,  ко-
торые танцуют, и посредством своего движения рождают звуки.  Когда  ритм
их танца изменяется, рождаемый ими звук тоже  претерпевает  изменения...
Каждый атом непрерывно поет свою собственную песню,  а  звук  рождает  в
этот момент времени плотные и тонкие формы" [22, 186].

   Сходство этого подхода с мировоззрением современной физики становится
еще более очевидным, если мы вспомним о том, что звук-это волна с  опре-
деленной частотой, которая изменяется вместе с изменением звука,  и  что
частицы-современный эквивалент старого понятия "атомы"-тоже представляет
собой волны, частота колебания которых пропорциональна их  запасу  энер-
гии. Согласно теории поля, действия каждой частицы сводятся к тому,  что
она "непрерывно поет свою собственную песню", ритмически порождая  энер-
гетические паттерны (виртуальные  частицы)  в  виде  "плотных  и  тонких
форм".

   Метафора космического танца нашла наибольшее воплощение в индуизме  в
образе танцующего бога Шивы. Шива, один из древнейших и наиболее почита-
емых божеств Индии, обладающих множеством перерождений, является Королем
Танцоров. Согласно представлениям индуистов,  любая  человеческая  жизнь
представляет собой составную часть всеобщего ритмического процесса  тво-
рения и разрушения, смерти и воскрешения,  а  танец  Шивы  символизирует
ритм вечной пульсации между жизнью и смертью,  характеризующийся  безна-
чальной и бесконечной цикличностью. По словам  Ананды  Кумарасвами:  "Во
время ночи Брахмана природа сохраняет неподвижность и не может танцевать
до тех пор, пока этого не захочет Шива: он восстает из своего экстаза и,
танцующий, пронизывает неподвижную материю волнами несущего  пробуждения
звука, и-чу!-материя тоже начинает танцевать, окружая Его в своей вечной
славе. Танцуя, он поддерживает существование многообразных явлений  при-
роды. По истечении времени, все еще продолжая танцевать, Он уничтожает в
огне все формы и имена, и снова дает Природе отдых. Это поэзия, и  в  То
же время-наука" [20, 78].

   Танец Шивы символизирует не только последовательные циклы творения  и
разрушения, но и ритм повседневных рождений и смертей, который в индуиз-
ме считается основой всякого бытия. В то же время Шива, творящий  разно-
образные формы материального мира и вновь растворяющий их в плавном  те-
чении своего танца, напоминает нам о том, что все формы есть  майя,  что
они не имеют фундаментальной сущности, являясь преходящими и  иллюзорны-
ми. Генрих Циммер описывает это положение индуистской философии в следу-
ющих выражениях: "Его движения-одновременно резкие  и  исполненные  гра-
ции-порождают космическую иллюзию; его стремительно движущиеся руки, но-
ги, и изгиб торса порождают беспрестанное сотворение-уничтожение Вселен-
ной, а точнее-являются таковыми, причем смерть полностью  уравновешивает
жизнь, и исчезновение полагается закономерным исходом всякого  возникно-
вения" [89,155].

   Индийские скульпторы десятого--двенадцатого веков создали много брон-
зовых изображений танцующего Шивы с четырьмя руками,  удивительная  сим-
метричность и, в то же время, динамичность расположения которых в прост-
ранстве передает идею ритмичности и единства проявлений  жизни.  Каждому
жесту Шивы индуистская традиция приписывает особое символическое  значе-
ние. В правой верхней руке бог держит бубен, символизирующий  первоздан-
ный звук творения; на его левой верхней ладони мы видим пламя,  символи-
зирующее разрушение. Уравновешенность двух верхних рук символизирует ди-
намическое равновесие процессов созидания и разрушения в нашем мире, ко-
торое становится еще более очевидным при взгляде на отрешенное лицо  Ши-
вы, находящееся на одинаковом удалении от обеих рук и  воплощающее  идею
трансцендирования противопоставления между  сотворением  и  разрушением.
Вторая правая рука воздета в успокаивающем жесте, символизирующем состо-
яние защищенности и умиротворения, тогда как вторая левая рука указывает
на приподнятую ступню, что означает освобождение от чар майи. Шива изоб-
ражается танцующим на теле поверженного демона, олицетворяющего  челове-
ческое невежество, которое стоит на пути тех, кто стремится к освобожде-
нию.

   Танец Шивы, по словам Кумарасвами, представляет собой "яснейший образ
божественной деятельности, которым по праву могла бы гордиться любая ре-
лигия и любое искусство" [20, 67]. Поскольку божество является одной  из
персонификаций Брахмана, его деятельность сводится к порождению и  унич-
тожению мириадов материальных воплощений последнего. Танец Шивы-это тан-
цующая Вселенная, бесконечный поток  энергии,  принимающий  бесчисленное
множество рисунков, которые склонны плавно переливаться друг в друга.

   Современная физика пришла к выводу, что ритм сотворения и  разрушения
присутствует не только в чередовании времен года и физическом рождении и
гибели живых существ, но и выступает в качестве основной сущности  неор-
ганической материи. Согласно теории квантового поля, все  взаимодействия
между составными частями материи осуществляются посредством испускания и
поглощения виртуальных частиц. Более того, танец творения  и  разрушения
представляет собой единственно возможную форму существования самого  ве-
щества, так как все материальные частицы "самовзаимодействуют", испуская
и поглощая виртуальные частицы. Таким образом, современная физика посту-
лирует то положение, согласно которому, каждая частица принимает участие
в танце энергии, одновременно ЯВЛЯЯСЬ этим танцем, пульсирующим  процес-
сом творения и разрушения.

   Рисунки этого  танца  характеризуют  сущность  каждой  частицы  и  ее
свойства. Так, например, запас энергии,  необходимый  для  испускания  и
поглощения виртуальной частицы,  эквивалентен  определенному  количеству
массы, которое добавляется к массе самовзаимодействующей  частицы.  Раз-
личные частицы принимают разное участие в этом танце; каждая из них име-
ет своя параметры энергии  и  массы.  Наконец,  виртуальные  частицы  не
только представляют собой единственное  средство  осуществления  взаимо-
действий между частицами, а, соответственно, и объяснение их свойств, но
могут порождаться вакуумом и черпать свою энергию из него.  Таким  обра-
зом, в космическом танце принимает участие не только материя, но и  Пус-
тота, бесконечно творя и разрушая энергетические паттерны.

   Современные физики воспринимают танец Шивы как танец субатомной мате-
рии. Как и в индуистской мифологии, последний представляет собой  беско-
нечный танец сотворения и разрушения, в котором принимает  участие  весь
космос; основу всякого бытия и всех явлений природы. Столетия тому назад
индийские скульпторы создавали величественные бронзовые изваяния танцую-
щего Шивы. В наше время физики разработали сложнейшие приборы для  того,
чтобы получить портрет Вселенной в ее космическом Танце. Фотографии  пу-
зырьковой камеры, на которых запечатлены взаимодействия частиц, тоже яв-
ляются изображениями рисунка танца Шивы, которые не уступают по  красоте
и значению своим индуистским аналогам. Эти  фотографии  доказывают,  что
Вселенная постоянно претерпевает процессы ритмического сотворения и раз-
рушения. Таким образом, метафора космического танца  объединяет  древнюю
мифологию, религиозное искусство и современную физику. Как говорит Кума-
расвами, эта метафора представляет собой "поэзию, и в то же время - нау-
ку".


   Глава 16. СИММЕТРИЯ В МИРЕ КВАРКОВ - "ЕЩЕ ОДИН КОАН?"

   В субатомном мире безраздельно властвуют ритм, движение и  непрестан-
ное изменение. Все изменения не случайны и не произвольны.  Они  следуют
очень четким и ясным паттернам. Начнем с того, что все частицы  той  или
иной разновидности абсолютно идентичны по массе, величине электрического
заряда и другим характерным показателям. Далее, все  заряженные  частицы
имеют электрический заряд, который либо  равен  заряду  электрона,  либо
противоположен ему по знаку, либо превышает его в два раза. То же  отно-
сится к остальным характеристикам частиц; они могут принимать  не  любые
произвольные значения, а только ограниченное их количество, что позволя-
ет нам разделить частицы на несколько групп, которые  могут  быть  также
названы "семьями". Это подводит нас к вопросу: каким образом такие опре-
деленные паттерны возникают в динамическом и изменчивом мире частиц?

   Возникновение четких паттернов в структуре материи-вовсе не новое яв-
ление. Оно уже хорошо известно в мире атомов. Как и субатомные  частицы,
все атомы, принадлежащие к одной и той же разновидности, характеризуются
идентичным строением. В периодической таблице все разновидности  атомов,
или элементы, объединены в несколько больших групп. В наше время  ученые
хорошо представляют себе основания для такой классификации: она  зависит
от количества протонов и нейтронов в их ядрах и от распределения  элект-
ронов по сферическим орбитам вокруг ядер, или "оболочкам". Как уже гово-
рилось ранее, электроны имеют свойства волн (см. гл. 4). Поэтому рассто-
яние между электронными орбитами и количество  вращения,  которым  может
обладать электрон, характеризуется несколькими  устойчивыми  значениями,
которые зависят от колебаний электронных волн. Соответственно, в  струк-
туре атома возникают определенные паттерны, которые характеризуются  на-
бором "квантовых чисел" и которые отражают колебательные паттерны элект-
ронных волн на орбитах внутри атома. Эти колебания определяют "квантовые
состояния" атома. Поэтому два атома, находящихся в "основном  состоянии"
или же в одном из "возбужденных состояний", имеют одну и ту же  внутрен-
нюю структуру.

   Паттерны в мире частиц во многом схожи с паттернами  в  мире  атомов.
Так, большинство частиц вращается вокруг своей оси, подобно юле. Их спи-
ны могут принимать только некоторые определенные значения,  представляю-
щие собой интеграл, помноженный на какую-то  базовую  единицу.  Барионы,
например, могут иметь спин, равный 1/2, 3/2, 5/2 и т. д., тогда как  ме-
зоны могут иметь спин, равный 0, 1, 2, и т.д.  Спин  субатомной  частицы
напоминает нам о количествах вращений электронов на орбитах внутри  ато-
ма. Спин электрона тоже может быть только целым  числом.

   Странная фраза... Спин электрона +1/2 и -1/2 [А.Б.]

   Сходство с атомными паттернами усиливается  после  знакомства  с  тем
фактом, что все сильно взаимодействующие частицы, иначе именуемые  адро-
нами, могут быть расположены в четкой последовательности друг за другом.
Адроны обладают очень схожими свойствами, и единственное различие  между
ними вызвано различием их масс и спинов. Частицы с наибольшим порядковы-
ми номерами внутри этой последовательности характеризуются  чрезвычайной
недолговечностью и носят наименование резонансов. За последнее десятиле-
тие ученым удалось обнаружить много таких резонансов. Масса и спин резо-
нансов  увеличивается  четко  определенным  образом,  и  их   последова-
тельность, судя по всему, заканчивается в бесконечности. Четкие  законо-
мерности построения этой последовательности чем-то напоминает закономер-
ности перехода атома в различные возбужденные состояния, вследствие чего
физики рассматривают частицы с большим порядковым  номером  внутри  этой
последовательности не в качестве самостоятельных частиц,  а  в  качестве
возбужденных состояний частицы с наименьшей массой. Таким  образом,  ад-
рон, как и атом, может на какое-то время существовать в  различных  воз-
бужденных состояниях,  которые  отличаются  от  его  обычного  состояния
большим количеством вращений (или спин), и большей  энергией  (или  мас-
сой).

   Сходство квантовых состояний атомов и адронов наводит на мысль о том,
что адроны тоже представляют собой сложные объекты,  имеющие  внутреннюю
структуру и способные "возбуждаться", то есть поглощать энергию для  об-
разования различных паттернов. Однако, сегодня мы еще не  понимаем,  как
образуются эти паттерны. В атомной физике их можно объяснить в  терминах
свойств и взаимодействий компонентов атома (протонов, нейтронов и элект-
ронов), однако, это объяснение пока не может быть применено для описания
явлений мира частиц. Паттерны, обнаруженные в мире частиц, были  опреде-
лены и классифицированы чисто эмпирическим путем, и  их  невозможно  еще
исчислить из составляющей частицы структуры.

   Главная сложность, с которой сталкиваются исследователи, занимающиеся
физикой частиц, заключается в  том,  что  классические  представления  о
сложных "объектах", состоящих из "составных частей", оказываются  беспо-
лезными при описании субатомных частиц. Узнать, из каких "составных час-
тей" состоят частицы, можно только одним путем-путем  наблюдения  за  их
столкновениями. Однако результаты подобных экспериментов по столкновению
частиц отнюдь не подтверждают гипотезу "составных частей": более  мелких
единиц вещества получить не удается. Например, два протона  могут  после
столкновения разлететься на множество "осколков", но среди  них  никогда
не будет "кусочков протона". Эти осколки всегда будут представлять собой
целые адроны, образующиеся из кинетических энергий и масс сталкивающихся
протонов. Поэтому распад на "составляющие" носит не очень очевидный  ха-
рактер и зависит от количества энергии, принимающего участие в процессе.
В данном случае мы имеем дело с типично релятивистской ситуацией чередо-
вания и переплетения энергетических узоров, которые не могут  рассматри-
ваться в терминах статических сложных объектов  и  составных  частей.  О
"структуре" атомной частицы можно  гово