Техника - молодёжи 1970-01, страница 43

каждой физической величины, но не доверяли творческой, преобразующей силе точных измерений, не верили, что она может стать их соавтором.

«НОВЫЙ ЗАВЕТ» ИЗМЕРИТЕЛЯ

Прибор для тонких измерений дол* жен состоять из очень легких и подвижных деталей. Но чем «невесомее» деталь, тем заметнее сказываются на ее работе всякого рода микропроцессы, происходящие в материале. Когда отклонения индикатора сравнимы с его собственными тепловыми колебаниями, измерение теряет смысл. Достигнут принципиальный предел точности прибора. Хаотические тепловые «шумы» затушевывают недостаточно сильные сигналы, несущие информацию.

Натолкнувшись на этот «шлагбаум», экспериментаторы с горечью признали: желанная цель лежит по ту его сторону. Развеялся, как дым, многовековой миф об «абсолютном измерении». Ступеньки точности на полдороге к финишу бесследно исчезали в хаосе микромира. Неудача посеяла сомнения. Да полноте, есть ли вообще в действительности этот финиш?! Ведь «абсолютно точная величина» — такая же выдумка теоретиков, как идеальный круг, геометрическая точка, замкнутая система. Например, нам нужно узнать, какова толщина лезвия безопасной бритвы. Казалось бы, нет ничего проще. Закрепим бритву в держателе микроскопа, посмотрим в окуляр со шкалой... и нас ждет полное разочарование. Лезвие чрезвычайно неровное, с многочисленными выщербинами и бугорками. Что же считать шириной? От какой и до какой точки вести отсчет? В самой постановке задачи — явная неопределенность. Измерять со все возрастающей точностью имеет смысл лишь до тех пор, пока понятно, что же мы измеряем. Дальше работать бесполезно. Прибор, который измерял бы с неограниченной точностью, в итоге не измерял бы ничего.

Сейчас физическая величина представляется в квантовой механике не единственным числом, а вероятностью того или иного ее значения в данный момент. В плоть и кровь теории вошло соотношение неопределенности, указывающее, что нельзя, например, измерить одновременно со сколько угодно высокой точностью координату и скорость частицы. Этот барьер не преодолеть, совершенствуя технику измерений. Будущая теория элементарных частиц, как полагает академик И. Тамм, может ознаменоваться еще более жесткими ограничениями. Пределы — лишь одна координата или одна составляющая скорости. Но это не ограничивает точности наших знаний, не заслоняет Природу от нашего разума глухим забором. Сама

>ЕНИТ«ЫЙ (Е.КТОР ПИ КАРА XV»! В

Т0Ч*О<Т>

ТЕЛЕ<КОП

МЕ^ИАИбН АЛ*НМИ К^Г 1>ЕЙХБН*АХА

НАЧ. ЛIX

ГОЧНО<Т|>

Природа предстает перед нами «неточной».

Итак: «Абсолютно точное измерение является абстракцией в мышлении, которую спокойно можно считать бессмысленной...» (немецкий физик М. Б о р н). «Абсолютно точная величина» тоже фикция. Она подобна обманчивой оптической иллюзии. Мысленно представляя, как расходящиеся лучи экспериментальных результатов должны сходиться, мы получаем в «отрицательном фокусе вогнутого зеркала» призрачное изображение — точную физическую величину. При этом мы не замечаем, как воображение уносит нас за пределы достоверного. Но столь обескураживающие выводы не породили разочарования среди приверженцев научной точности.

ОТКРОВЕНИЯ «ПОСЛЕДНЕГО ДЮЙМА»

Еще в прошлом веке знаменитый физик Дж. Максвелл заявил: «Я мог бы привести примеры из любой отрасли науки, показывающие, как работа над тщательными измерениями была вознаграждена открытиями новых областей исследования и развитием новых научных идей». Но именно после Максвелла история предоставила наиболее яркие и впечатляющие факты для такого утверждения.

В 1892 году лорд Рэлей обнаружил, что азот, выделенный из атмосферы, всегда несколько тяжелее искусственно полученного из химических соединений. Получалось, в атмосферном азоте есть какая-то примесь. Ею оказался аргон. У английского ученого Г. Кэвендиша, в начале XIX века исследовавшего состав воздуха, не было таких чувствительных «весов» с точностью до тысячных долей грамма, как у Рэлея. И Кэвеидиш не заметил тяжелой примеси. Открытие аргона — победа точности, торжество третьей цифры после запятой. Подобный случай произошел и в 1932 году. Скрупулезно измеряя плотность воды, ученые обнаружили тяжелый изотоп водорода — дейтерий.

Допустим, аргон удалось бы открыть и не косвенным, а прямым анализом. Со временем увидели бы в сильный телескоп и планету Нептун, открытую «на кончике пера», лишь благодаря точным измерениям аномалии орбиты Урана. (Кстати, астрономы действительно замечали Нептун раньше, но принимали его за неизвестную звезду). Можно еще оспаривать принципиальную роль точности измерений в этих открытиях. Но трудно представить себе, как непосредственно «засечь» всепроникающее нейтрино, для которого не помеха даже толща Земли или Солнца. Лишь кропотливые количественные измерения энергетического баланса микрочастиц

41