Митио Каку - Космос Эйнштейна. Как открытия Альберта Эйнштейна изменили наши представления о пространстве и времени

Эйнштейн осознавал, что, работая над единой теорией поля, а не над квантовой теорией, он отделяет себя от основных направлений исследований своего института. «Я, должно быть, похож на страуса, который вечно прячет голову в релятивистский песок, чтобы не замечать злобных квантов», – жаловался он. Годами коллеги шептались о том, что он уже не тот и отстал от жизни, но это его не задевало. «Меня в основном рассматривают как своего рода окаменелость, ослепшую и оглохшую с годами. Мне эта роль не слишком неприятна, поскольку прекрасно соответствует моему темпераменту», – писал он.

В 1949 г., на 70-летие, в честь Энштейна было устроено праздничное мероприятие в институте. Десятки физиков пришли отдать дань величайшему ученому эпохи и принесли свои статьи для сборника, выпущенного в его честь. Однако по тону выступающих и интервью с прессой стало очевидно, что некоторые критикуют его за позицию в отношении квантовой теории. Сторонникам Эйнштейна это не понравилось, но сам он воспринял это весьма добродушно. Друг семьи Томас Баки отметил, что «Оппенгеймер посмеялся над Эйнштейном в журнальной статье, заявив: “Он стар. Никто больше не обращает на него внимания”. Нас это чертовски разозлило. Но Эйнштейн совсем не рассердился. Он просто не поверил, а позже и сам Оппенгеймер отрицал, что говорил такое».

Воспринимать критиков скептически было в характере Эйнштейна. Когда посвященная ему книга вышла, он написал иронически: «Это не юбилейная книга в мою честь, а импичмент какой-то». Он был достаточно опытным ученым, чтобы понимать, что новые идеи рождаются нечасто и что он уже не так продуктивен, как в молодости. Он писал: «Все по-настоящему новое изобретается только в молодости. Позже становишься более опытным, более знаменитым – и более глупым».

Однако Эйнштейну не давали покоя повсеместные признаки того, что единство – один из величайших принципов Вселенной. Он писал: «Природа показывает нам только хвост льва. Но я не сомневаюсь, что лев в природе существует, хотя и не может открыться разом из-за своей громадности». Каждый день, просыпаясь, он задавал себе простой вопрос: будь он Богом, какой бы он создал Вселенную? Правда, с учетом всех ограничений, которые необходимо соблюсти при создании функционирующей Вселенной, вопрос можно было сформулировать и иначе: «Был ли у Бога хоть какой-нибудь выбор?» Эйнштейн смотрел на Вселенную, и все, что он видел, говорило ему о том, что единство в природе – главная тема, что Бог не мог создать Вселенную, где гравитация, электричество и магнетизм были бы отдельными независимыми сущностями. При этом он понимал, что ему недостает руководящего принципа – физической картины, которая осветила бы путь к единой теории поля. Но картины все не было.

У специальной теории относительности был образ 16-летнего подростка, несущегося в пространстве наперегонки со световым лучом. У общей теории относительности – образ человека в кресле, отклонившегося назад и находящегося на грани падения, или тяжелых шариков, катающихся по упругой поверхности. Однако с единой теорией поля никакой картины не возникало. Эйнштейн был знаменит своим высказыванием: «Господь Бог коварен, но не злонамерен». После нескольких десятилетий работы над проблемой обобщения он признался однажды своему помощнику Валентину Баргману: «Я начинаю сомневаться. Может быть, Бог все же злонамерен».

Поиск единой теории поля считался сложнейшей задачей физики, но он же, несомненно, был самой эффектной задачей и, как огонь – мотыльков, привлекал множество физиков. Так, один из наиболее серьезных критиков Эйнштейна и единой теории поля Вольфганг Паули сам в какой-то момент заразился этой идеей. В конце 1950-х гг. и Гейзенберг, и Паули демонстрировали все больший интерес к одному из вариантов единой теории поля; они утверждали, что в его рамках можно решить те проблемы, которые на протяжении 30 лет ставили Эйнштейна в тупик. Более того, Абрахам Пейс пишет: «С 1954 г. до конца жизни Гейзенберг (умерший в 1976 г.) был погружен в попытки вывести всю физику элементарных частиц из фундаментального нелинейного волнового уравнения». В 1958 г. Паули побывал в Колумбийском университете и провел презентацию единой теории поля по версии Гейзенберга – Паули. Можно не пояснять, что аудитория восприняла его выступление весьма скептически. В конце концов присутствовавший там Нильс Бор поднялся и сказал: «Мы здесь, на задних рядах, убеждены, что ваша теория безумна. Но мы никак не можем договориться между собой, насколько она безумна».

Физик Джереми Бернстайн, также присутствовавший в зале, заметил: «Это было страшное столкновение двух гигантов современной физики. Я гадал, как все это должно было выглядеть в глазах случайного посетителя-нефизика». Со временем Паули разочаровался в этой теории и пришел к убеждению, что в ней слишком много недочетов. Когда же его соавтор начал настаивать на продолжении работы, Паули написал Гейзенбергу и приложил к письму чистый лист бумаги; он писал, что если его теория на самом деле является единой теорией поля, то этот чистый лист бумаги – произведение Тициана.

Тем не менее, хотя работа в области единой теории поля продвигалась медленно и мучительно, вокруг было много других интересных и прогрессивных тем, которые не давали Эйнштейну скучать. Самой, может быть, загадочной из них была машина времени.

Для Ньютона время было подобно стреле. Сорвавшись однажды с тетивы, она безошибочно летела вперед по прямой, никогда никуда не отклоняясь. Одна секунда на Земле в точности соответствовала одной секунде в космосе. Время было абсолютно и шло во всей Вселенной одинаково, с одной и той же скоростью. События могли происходить одновременно в любых уголках Вселенной. Эйнштейн же ввел концепцию относительного времени, согласно которой одна секунда на Земле не равнялась одной секунде на Луне. Время у него было подобно большой реке, несущей свои воды между планет и звезд и замедляющей течение рядом с небесными телами. Математик Курт Гёдель поднял вопрос «Могут ли в реке времени быть водовороты и может ли она менять направление течения? Или разделиться на два рукава, создав при этом параллельную вселенную?». Эйнштейн вынужден был рассмотреть этот вопрос в 1949 г., когда Гёдель, коллега Эйнштейна по институту и величайший, возможно, математик и логик столетия, показал, что эйнштейновы уравнения допускают путешествия во времени. Гёдель начал с модели вселенной, заполненной газом и вращающейся. Оказалось, что если стартовать на ракете и облететь всю вселенную, то можно прибыть на Землю еще до отправления! Иными словами, в гёделевой вселенной путешествия во времени были бы естественным явлением, где облет всей вселенной автоматически означал бы путешествие назад во времени.