Рассказ с картинками и с элементами научной фантастики. Все совпадения в рассказе случайные.

Эпиграф

О сколько нам открытий чудных
Готовят просвещенья дух
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, Бог изобретатель.
(А.С.Пушкин)

Начну рассказ с известного научного спора.

Альберт Эйнштейн, критикуя принцип неопределённости Гейзенберга, произносит знаменитую фразу: «Бог не играет в кости!». На что Нильс Бор, участник дискуссии, с юмором отвечает: «Эйнштейн, не учите Бога, что ему делать!»

Из научного спора возникает вопрос: если Бог играет в кости, то в какие?

Метод Микеланджело

Итальянский скульптор эпохи Возрождения Микеланджело Буанарроти на вопрос, как он создаёт скульптуры, ответил: «Беру глыбу мрамора и отсекаю лишнее».

Если воспользоваться методом Микеланджело и начать отсекать лишнее, то в конечном итоге получим самую маленькую частицу Вселенной, кварк.

В Начале было Слово

Кварк это элементарная частица и фундаментальная составляющая материи. По мнению учёных, в момент Большого Взрыва Вселенная состояла из кварков. За доли секунды кварки сформировали протоны и нейтроны, которые позже образовали атомы материи. Из атомов состоим мы и окружающий нас мир.

Если материя Вселенной возникла из кварков, то название частицы появилось из художественной литературы.

Физик-теоретик Марри Гелл-Ман никак не мог определиться с названием частицы, исследованием которой он занимался. Однажды, читая книгу Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану», ему попалась на глаза фраза «Три кварка для мистера Марка». Слово учёному понравилось: «Назову-ка я частицу кварком» — взял и назвал. Так с лёгкой руки физика-теоретика частица мироздания стала называться загадочным словом «кварк».

В староанглийском языке «quark» означает «крик птиц». Чайки издают похожий звук. Вороны каркают, курицы квохчут, утки крякают. Лягушки хоть и квакают, но птицами не являются. В немецком же языке «quark» переводится как «творог». Предполагают, что писатель, путешествуя по Германии, заимствовал фразу с вывески кафе, где угощали творожными шариками. Творог и творец — слова созвучные.

Были у частицы и другие названия. Ещё один физик-теоретик Джордж Цвейг называл частицы «тузами», но это название в научной среде не прижилось. «Туз» звучит пафосно, то ли дело «кварк» — непонятно, но приятно. И даже полезно и вкусно, если добавить в творог сметану и черничное варенье.

Кварк-невидимка

Как выглядит кварк — доподлинно неизвестно. Кварк очень маленький, «меньше макового зёрнышка». Учёным не удалось его разглядеть с помощью Большого андронного коллайдера.

Кварк нельзя так просто разглядеть

Если кварк нельзя увидеть, то его можно попробовать изобразить. Где бессильна наука, там простор для творчества.

Недавно в России, в городе Дубна запустили коллайдер NICA. Новый ускоритель будет исследовать первичное состояние Вселенной, кварк-глюонную плазму. Один из вопросов, на который учёные надеются получить ответ — является ли кварк составной частицей.

По одной из версий, кварк может быть комбинацией элементов петлевой квантовой гравитации. Петли вращаются, элементы перемешиваются — получается запутанное состояние частицы.

Если учёные ломают голову над кварком, почему бы кварк не изобразить как головоломку? (извините за каламбур)

«Я-я, Кемская волость»

На севере Карелии есть небольшой город Кемь, расположенный на берегу Белого моря. В Кеми снимали фильм «Остров», но больше всего город известен по фантастической комедии «Иван Васильевич меняет профессию» — та самая «Кемская волость», которую самозванец Бунша чуть не отдал шведам:

- Что-что, Кемскую волость? Пусть забирают на здоровье. Я-то думал, господи!

В фантастическом романе Жюля Верна «Двадцать тысяч лье под водой» ничего не сказано про город Кемь, но в книге есть эпизод, где капитан Немо обсуждает с профессором Аронаксом жемчужный промысел:

«Профессор, — сказал капитан Немо, — жемчуг ловят в Бенгальском заливе, в Индийском море, в Китайском и Японском морях, в морях Южной Америки, в Панамском заливе, в Калифорнийском заливе, но основные промысловые районы морского жемчуга сосредоточены на Цейлоне…»

Капитан сильно удивился бы, узнав, что жемчуг ловили не только в южных морях, но и на севере, в той самой Кемской волости. Жемчуг из Кеми ценился за особый блеск, скупался голландскими купцами и затем ввозился в Россию под видом индийского ориентального жемчуга. Реимпорт уже тогда существовал.

Поговаривают, что посох Ивана Грозного венчала огромная жемчужина, добытая на севере Карелии. Кемский жемчуг также можно увидеть на шапке Мономаха и на царских одеждах, которые были на самозванце Бунше, когда тот принимал шведского посла.

Бунша и дьяк Феофан

Так или иначе, в 1785 году Екатерина Вторая своим высочайшим указом присвоила небольшому населённому пункту статус уездного города, и чуть позже утвердила герб Кеми с изображением замкнутой цепочки из жемчужин.

На современном гербе Кемского муниципального района изображены две жемчужные цепочки (и корона в придачу):

Символ города и стал идеей для компьютерной головоломки.

Катался как-то автор этого рассказа на велосипеде по Кемскому муниципальному району и в процессе катания ему пришла в голову идея «почему бы из жемчужин и цепочек не создать модель кварка?». Идея, можно сказать, всё время крутилась под ногами: усилие колесу передаётся велосипедной цепью, шарики в подшипниках тоже крутятся.

Сказано-сделано. Идея воплощается в творенье, символ Кеми превращается в пазл:

Шарики за ролики

Полученная чудесным образом модель внешне напоминает мозг человека. Замкнутые цепочки это нейроны, которые связывают разные участки «вместилища разума», когда человек думает. Выражение «шарики за ролики заехали» можно смело отнести к этой задаче.

Предполагают, что на фреске Микеланджело «Сотворение Адама» художник в образе Бога изобразил человеческий мозг. Адам становится человеком, когда обретает разум, способность мыслить. Эту гипотезу, кстати, обыгрывают создатели фантастического сериала «Мир Дикого Запада».

Головоломка, на самом деле, получилась не слишком трудная. Решается интуитивно, но нужно догадаться. Возможно, догадка придёт в виде озарения.

Озарение это пока малоизученное явление, которое возникает в процессе мышления и сопровождается яркой вспышкой сознания. Что происходило в голове у Архимеда, когда тот, решив трудную задачу, с криком «Эврика!» выскочил на улицу? Может быть, это именно то, что хотят получить учёные на коллайдере NICA, — маленький Большой Взрыв.

Ну очень маленький Большой Взрыв

Архимедово тело

Архимед много чего сделал две тысячи двести лет тому назад. В том числе он описал многогранник, который теперь называется ромбокубооктаэдр. Многогранник никакого практического значения не имел, поэтому был благополучно забыт.

Прошло 1700 лет. На многогранник обратил внимание итальянский математик Лука Пачоли. Пачоли это тот человек, который придумал бухгалтерский учёт. Можно сказать, обеспечил работой всех бухгалтеров мира. Кроме того, математик написал трактат «Божественная пропорция», где он исследует идеальные пропорции в природе, науке и искусстве. Рисунки к трактату создавал Леонардо да Винчи, с которым Пачоли был хорошо знаком, в том числе рисунок «Витрувианский человек» (о рисунке чуть позже).

Откуда известно, что Пачоли интересовался многогранником Архимеда? На единственной картине, где изображён математик, Пачоли смотрит на ромбокубооктаэдр, подвешенный на нитке:

Прошло ещё пятьсот лет. В восьмидесятых годах 20-го века в СССР был объявлен Всесоюзный конкурс на проект здания Национальной библиотеки Белоруссии. Победил проект, представленный двумя архитекторами Виноградовом и Крамаренко. По замыслу авторов проекта «хранилище знаний» должно выглядеть, как сверкающий алмаз. Форма алмаза, как вы догадываетесь, была ромбокубооктаэдр. Случился развал Советского Союза и библиотеку ввели в эксплуатацию лишь в 2006-м году.

Так спустя две тысячи двести лет многогранник, описанный Архимедом, в стекле и бетоне обрёл форму здания библиотеки в городе Минске:

У этой истории есть небольшое продолжение. Прошло чуть больше десяти лет. Один человек, катаясь на велосипеде по Кемскому муниципальному району, догадался на вершинах многогранника разместить сферы и связать их петлями, замкнутыми вращающимися цепочками:

Цепочки связывают вершины октаграмм. Шесть октаграмм образуют внутреннюю структуру модели. Октаграмма в вариациях получила распространение в различных культурах мира, в том числе это символ Республики Карелия, где находится небольшой город Кемь.

Египетская сила

Октаграмма была известна и в Древнем Египте. Над головой богини знаний Сешат египтяне изображали звезду, восьмым лучом направленную на голову богини. Возможно, таким образом египтяне изображали озарение, «маленький Большой Взрыв».

Египет — слово греческое. Египтяне свою страну называли иначе: Кемет, Та-Кеми или просто Кемь. Самоназвание Египта в изменённом виде попало во многие языки мира. «Кемляне» владели смешиванием веществ, это искусство арабы называли «аль кемия», которое более известно, как алхимия, или просто химия.

Кубатура сферы

Леонардо да Винчи на своём знаменитом рисунке не просто так вписал человека в окружность и в квадрат.

Витрувианский человек

По представлениям древних, круг это небесное начало, квадрат — начало земное. Соединение круга и квадрата это мироздание. Художник поместил человека в центр мироздания. Человек, познающий окружающий мир и соединяющий собой два начала, — это смысл существования Вселенной.

Трёхмерная проекция квадрата это куб. Трёхмерная проекция окружности это сфера. Модель вписывается и в сферу, и в куб. Центры элементов, из которых состоит модель, находятся на поверхности и сферы, и куба:

Вселенная и кварк — близнецы-братья?

Сейчас в научной среде идёт дискуссия о том, что Вселенная замкнута и, возможно, циклична. Форма Вселенной может иметь нетривиальную топологию и состоять из замкнутых петель. Если в мироздании реализовано самоподобие, то формы Вселенной и кварка совпадают. Большое видится в малом.

Астрономы, вглядываясь через телескопы в глубины космоса, и физики-ядерщики, пытающиеся с помощью ускорителя разглядеть частицу, в конце концов увидят одно и тоже, только с разных сторон. Кто из них быстрее разглядит? Ставлю на физиков-ядерщиков.

***

Завершаю свой рассказ с картинками и с элементами научной фантастики.

Является ли кварк игрушкой, упомянутого в научном споре Бога, и как частица выглядит — доподлинно неизвестно. Если кварк нельзя увидеть, то его можно попробовать изобразить. Где бессильна наука, там простор для творчества. Что из этого получилось — вы теперь знаете. И даже можете поиграться.

Ссылка для друга

«Молви друг и скачай».

***

Постскриптумы:

1)

Рассказ написан в поддержку компьютерной головоломки, получившей название по имени небольшого города на севере Карелии. Город, и правда, очень маленький, меньше макового зёрнышка на карте.

2)

Новость последних недель (июнь 2025):

Физик-теоретик Гюнтер Клетечка из Университета Аляски в Фэрбенксе выдвинул гипотезу о трёхмерном времени, согласно которой время существует в трёх измерениях, а не только в том единственном, которое мы воспринимаем как непрерывное движение вперёд.

«Эти три временных измерения — основа всего, как холст для картины. Пространство по-прежнему существует в трёх измерениях, но оно больше похоже на краску на холсте, чем на сам холст», — сказал Клетечка.

Или, как вариант, на цветные шарики на вершинах ромбокубооктаэдра.

Поясню мысль:

В гипотезе Клетечки, которую уже называют «революционной», способной объединить квантовую механику и гравитацию в единую теорию квантовой гравитации, пространство-время состоит из шести измерений. Представленная в рассказе модель имеет шесть сторон и шесть, объединяющих стороны, замкнутых петель.

В 1965 году, задолго до Клетечки, советский учёный, авиаконструктор Роберто Бартини в журнале «Доклады Академии наук СССР» опубликовал статью под названием «Некоторые соотношения между физическими величинами», где он рассматривает концепцию шестимерного пространства-времени. Т.е. приоритет в этой области знаний принадлежит советскому учёному.

Когда после публикации в журнале, в котором могли размещать статьи только академики или по их представлению, стали интересоваться, кто такой Роберт Орос ди Бартини, не мистификация ли это, в редакции посоветовали интересующимся обратиться в Оборонный отдел ЦК КПСС. Бартини на тот момент был секретным учёным, занятым в оборонной промышленности так же, как Сергей Королёв, который называл Бартини своим учителем. После этого обращения в редакцию прекратились.

Клетечка трёхмерное время сравнивает с живописью, но в изобразительном искусстве за трёхмерность отвечает скульптура. Логичнее применять для сравнения скульптурные формы.

Тут уместно вспомнить, что в начале истории с кварками учёными использовалось понятие «Восьмеричный путь», которое, в свою очередь, является отсылкой к буддизму. Восьмеричный путь Будды изображался колесом с восемью спицами - по сути, это октаграмма.

Шесть октаграмм образуют внутреннюю структуру многогранника под названием «ромбокубооктаэдр». На уровне кварка, частицы мироздания, трёхмерное время можно изобразить как многогранник Архимеда. Тогда пространство, по версии Клетечки, это, скорее, элементы на вершинах многогранника, которые можно связать петлями квантовой гравитации.