Фокусники знают много трюков с бечевками, шнурками и носовыми платками (скрученными наподобие веревки), которые являются занимательными примерами взаимного уничтожения при встрече правого и левого. Большей частью в таких фокусах используются правые и левые спирали. Чарльз Говард Хинтон, несколько эксцентричный американский математик, описывает один такой фокус в целях иллюстрации своей теории положительного и отрицательного зарядов. В первой части книги «Картина нашей Вселенной» он сравнивает положительный и отрицательный заряды с двумя сказочными ирландскими кошками, которые однажды решили, что на свете вполне достаточно одной кошки, и, сцепившись намертво, терзали друг друга до тех пор, пока от «обеих не осталось ничего, кроме когтей и кончиков хвостов». «Нетрудно изготовить, — писал Хинтон, — модель этой схватки. Пусть виток веревки символизирует такую кошку...»
Третья модель сохранения заряда Хинтона представляет собой веревку, намотанную на палку так, как показано на рис. 65. Сначала обмотайте веревку несколько раз вокруг палки, затем прижмите ее к палке большим пальцем левой руки и продолжайте наматывать, но в другом направлении. Остановитесь, сделав столько витков в этом направлении, сколько раньше вы сделали в противоположном. Если теперь вы освободите середину веревки, прижатую к палке, и потянете за оба свешивающихся по краям конца, то веревка свободно соскользнет с палки. Каждая из двух веревочных спиралей и есть модель той самой кошки. Схватка соответствует тому моменту, когда, вы потянули за свободные концы веревки. Поскольку направления намотки спиралей были противоположными, они уничтожают ДРУГ Друга.
«Моя механическая концепция предполагает, — говорит Хинтон, — реальность образований типа спиральных витков. Допустим, что наряду с каждым витком каким-либо образом образуется зеркально сопряженный виток. Виток и его зеркальный двойник могут существовать порознь, но при их совмещении происходит взаимная аннигиляция. Имея в виду такую аналогию, рассмотрим область явлений, которые называют электрическими». И Хинтон переходит к интерпретации столкновения двух противоположных зарядов. Каждый заряд описывается как волновое движение спирального характера, но это винтовое закручивание происходит не в обычном трехмерном пространстве, а в неком пространстве более высокого порядка. Положительно заряженная частица каким-то неведомым нам образом оказывается зеркальным отображением отрицательной частицы. В рассматриваемом пространстве она обладает моментом количества движения; поэтому в соответствии с законом сохранения этой величины образование заряженной частицы должно сопровождаться рождением ее зеркального двойника.
«Никакое тело не может начать двигаться в каком-либо направлении без того, чтобы сообщить такое же количество движения другому телу, но в противоположном направлении, — пишет Хинтон, — например движение снаряда при выстреле сопровождается отдачей орудия». Точно также невозможно сообщить частице вращения, не раскрутив другие частицы в противоположном направлении.
Если принять, что макроскопические тела состоят из микроскопических заряженных частиц, то зеркальное отображение тела эквивалентно «зарядовому сопряжению», как говорят физики, то есть замене всех знаков заряженных частиц на противоположные. Позвольте мне полностью процитировать замечательные слова Xинтона:
«Рассмотрим спиральный виток и его зеркальное отображение. Это—простой, зачаточный тип организма. То, что справедливо для них, выполняется и для более сложных структур. В самом деле, если какая-то структура, по видимости ничем не похожая на спираль и даже весьма неоднородная, встречается с „зеркальной“ структурой, то они мгновенно „разматывают“ друг друга, и то, что только что было сложно составленным целым, противоположным своему зеркальному двойнику, превращается в груду бесформенных частиц. Вспышка света — и все кончено.
Чтобы как следует понять, что это должно означать, представим себе, что в мире для каждого человека имеется соответствующий ему „противочеловек“ —-внешне точная его копия с той разницей, что правая рука соответствует левой руке оригинала, совсем как в зеркале.
И когда человек встречает своего двойника, происходит яркая вспышка, и два человеческих существа, „размотав“ друг друга, исчезают в вихре, не оставив после себя ничего, кроме бесформенной груды частиц».
Теллер встречает Антителлера!
Учтем, что Хинтон имел в виду положительный и отрицательный заряды, а вовсе не частицы и античастицы (понятие антиматерии появилось много десятилетий спустя!). Тем не менее его слова оказались пророческими. Когда происходит взаимная аннигиляция нейтрино и антинейтрино, имеет место что-то очень похожее на хинтоновский трюк с веревкой. Поскольку в каждом слабом взаимодействии участвует нейтрино или антинейтрино, то естественно возникает вопрос: а не обязаны ли каким-то образом все наблюдавшиеся до сих пор случаи нарушения четности асимметричной структуре нейтрино? Не играют ли нейтрино роль повивальных бабок рождающихся электронов, указывая им, куда лететь и в какую сторону вращаться? Или же сюда замешана более фундаментальная асимметрия, как-то связанная с электрическим зарядом?
Хинтоновская теория положительного и отрицательного электричества не так уж необычна, как может показаться с первого взгляда. Уже в 1921 году немецкий физик Теодор Калуза разработал аппарат пятимерной теории относительности. Пятью годами позже Оскар Клейн, работавший тогда в Стокгольме, обобщил теорию Калузы таким образом, что смог предложить объяснение положительного и отрицательного зарядов, поразительно напоминавшее картину, предложенную Хинтоном.
Теорию Клейна невозможно полностью изложить без привлечения математических уравнений, но в общих чертах она сводится к следующему. В дополнение к обычным четырем измерениям ортодоксальной теории относительности (три — пространственных и одно — временно́е) вводится пятое, по своему характеру тоже пространственное. Это пятое измерение, искривляясь, замыкается на себя подобно поверхности цилиндра, вернее, невероятно тонкой нити поскольку радиус кривизны гораздо меньше радиуса атома. (По оценкам Клейна, он составляет 10–30 сантиметров, то есть 1/1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 долю сантиметра!) Движение макроскопических объектов происходит в рамках четырехмерного пространства-времени, но элементарные частицы обладают, как говорят физики, «дополнительной степенью свободы»; мы можем считать, что они обладают способностью перемещаться вдоль пятой координаты в ту или другую сторону. При движении в одну сторону они заряжены положительно; противоположному направлению движения соответствует отрицательный знак заряда.
Нейтральные частицы движутся в четырехмерном пространстве по геодезическим линиям (геодезическая линия — кратчайший возможный путь между двумя данными точками). Движение заряженных частиц можно представить себе происходящим вдоль спиральных геодезических линий пятимерного пространства. Две разноименно заряженные частицы перед столкновением имеют противоположные спиральности своих пятимерных «мировых линий», поэтому при встрече их моменты вращения (в пятимерном пространстве! — Ред.), направленные навстречу друг другу, взаимно уничтожаются — заряды исчезают. Аналогично, когда нейтральная частица приобретает заряд, ее вращательный момент вследствие отдачи сообщает момент противоположного знака другой частице. В итоге при разделении двух разноименно заряженных частиц в пятимерном пространстве возникают две винтовые мировые линии противоположной спиральности.
Позвольте мне мельком упомянуть, что теория Клейна не получила широкого признания, хотя и была предметом оживленного обсуждения в конце двадцатых ходов. Некоторое время ею интересовался и Эйнштейн, но в конце концов отверг ее. Я остановился здесь на ней с единственной целью — отметить, что весьма простая картина, предложенная Хинтоном, может быть соответствующим образом разработана и снабжена достаточно солидным математическим аппаратом. Такого рода релятивистских полевых теорий, трактующих положительные и отрицательные заряды, как энантиоморфные двойники, было предложено довольно много (например, развитая Артуром Эддингтоном в 1936 году «Теория относительности протонов и электронов»). Однако до сих пор ни одна из них не была признана удовлетворительной.