Лиза Рэндалл - Закрученные пассажи: Проникая в тайны скрытых размерностей пространства.

Обзор начинается с общей теории относительности и квантовой механики, и лишь после этого мы переходим к физике частиц и ее важнейшим понятиям. Я изложила довольно абстрактные идеи, которыми часто пренебрегают отчасти именно из-за их абстрактности, но все теоретические представления, о которых я говорю, на данный момент экспериментально подтверждены и используются во всех современных исследованиях. Хотя не весь материал существен для понимания в дальнейшем идей, касающихся дополнительных измерений, я думаю, что многие читатели будут рады получить более полную картину.

Затем я описала ряд новых, более умозрительных теоретических схем, изучавшихся в последние тридцать лет, в частности суперсимметрию и теорию струн. Традиционно физика предполагает взаимодействие теории и эксперимента. Суперсимметрия — это расширение известных понятий физики частиц, и есть хорошие шансы на то, что она будет проверена в предстоящих экспериментах. Теория струн иная. Она основана исключительно на теоретических представлениях и идеях и даже до сих пор не полностью сформулирована математически, так что мы не можем быть абсолютно уверены в ее предсказаниях. Что касается меня, то я в этом вопросе являюсь агностиком — я не знаю, как в конечном итоге будет выглядеть теория струн и сможет ли она разрешить проблемы квантовой механики и гравитации, на которые она нацелена. Но теория струн была богатым источником новых идей, некоторые из которых я сама использовала в исследованиях по дополнительным измерениям пространства. Эти идеи существуют независимо от теории струн, однако данная теория дает основания считать, что некоторые из лежащих в их основе предположений могут быть верными.

Совершив эту экскурсию и обрисовав ситуацию, я снова вернусь к описанию современных исследований по дополнительным измерениям. Они приводят нас к удивительным заключениям, например, к тому, что дополнительные измерения могут быть бесконечными по размеру, оставаясь при этом невидимыми, или что мы можем жить в трехмерном пространственном колодце в многомерной Вселенной. Теперь мы знаем причины того, что могут существовать невидимые параллельные миры со свойствами, сильно отличающимися от свойств нашей Вселенной.

На протяжении всей книги я объясняю физические теории, не прибегая к уравнениям. Однако для тех читателей, которых интересуют детали, я включила математическое приложение. В основном тексте я попыталась расширить диапазон метафор, используемых для объяснения научных понятий. Значительная часть нашего обычного словарного запаса оперирует пространственными аналогиям, однако эти аналогии часто не годятся для микроскопического мира элементарных частиц и трудно представимого пространства с дополнительными измерениями. Мне казалось, что менее привычные метафоры, например, из области искусства, пищи и личных отношений, могут работать по меньшей мере не хуже при объяснении абстрактных идей.

Чтобы подготовить читателя к восприятию новых идей, я начинаю каждую главу с кратенькой истории, вводящей ключевое понятие с помощью более знакомых метафор и представлений. Эти истории меня забавляют, поэтому, если захотите, вернитесь назад, прочтя главу, чтобы уловить суть дела. Эти истории можно рассматривать как двумерный рассказ, идущий «вниз» сквозь главы и «горизонтально» поперек книги. Или вы можете относиться к ним как к забавному заданию, которое позволяет вам проверить, насколько вы усвоили идеи главы.

Многие друзья и коллеги помогали мне достичь поставленных в этой книге целей. Хотя я понимала, к чему стремлюсь, я не всегда сознавала, где добилась успеха. Многие люди заслуживают благодарности за щедрую трату своего времени, поддержку, интерес и любопытство к тому, что я написала.

Некоторые талантливые друзья заслуживают особой благодарности за неоценимые комментарии и замечания в процессе написания книги. Анна Кристина Бюхман, чудесная писательница, сделала прекрасные подробные замечания, которые помогли мне понять, как следует завершать рассказанные мной истории как о физике, так и о жизни. Она давала бесценные советы, всегда приправленные ободрением. Полли Шульман, моя другая невероятно талантливая подруга, внимательно прочла и прокомментировала каждую главу. Я восхищаюсь ее логичным и живым умом, и мне повезло, что она предложила свою помощь. Любош Мотль, блистательный физик, посвятивший себя популяризации науки (специфическое мнение которого о женщинах в науке мы опускаем), прочел все, даже до того, как это стало пригодным для чтения, и сделал на каждой стадии ряд чрезвычайно полезных предложений. Том Левенсон дал важный совет, который может дать только искусный писатель, пишущий о науке, и внес ряд особо значимых предложений. Майкл Гордин посмотрел на книгу с точки зрения историка науки и знатока литературы подобного рода. Джейми Робинс сделала глубокие замечания по нескольким версиям рукописи. Эстер Чиао сделала полезные замечания к рукописи с точки зрения умного, заинтересованного читателя, не имеющего научного образования. Наконец, я рада, что Кормак МакКарти добровольно оказывал ценную помощь и вносил предложения на заключительных стадиях подготовки книги.

Ряд людей поделились со мной интересными историями и наблюдениями, которые помогли мне на начальных стадиях этого проекта. Массимо Поррати является кладезем уникальных фактов, часть из которых приведена в книге.

Взгляды Джералда Холтона на физику начала XX века обогатили мои представления о квантовой механике и теории относительности. Йохен Броке высказал полезные мысли о том, что ему нравится в литературе о науке, и стимулировал ряд литературных идей. Беседы с Крисом Хаскетом и Энди Синглтоном помогли мне понять, что способны воспринять и хотели бы узнать нефизики. Альбион Лоуренс сделал ряд ценных замечаний, позволивших мне сделать более понятными некоторые трудные главы. Наконец, Джон Свейн предложил пару раз, как изящно изложить материал.

Многие коллеги внесли ценные замечания и предложения. Среди тех, кому я благодарна, Боб Кан, Чаба и Сусанна Чаки, Паоло Креминелли, Джошуа Эрлих, Эми Кац и Нейл Вайнер — они прочли основные части книги и сделали ряд глубоких замечаний. Я благодарю также Аллана Адамса, Ниму Аркани-Хаме-да, Мартина Гремма, Джонатана Флинна, Мелиссу Франклин, Дэвида Каплана, Андреаса Карча, Джо Ликкена, Петера Лу, Энн Нельсон, Аманду Пит, Рикардо Раттаци, Дэна Шрага, Ли Смолина и Дариена Вуда за полезные замечания и ценные советы. Говард Джорджи советовал мне и многим упомянутым выше физикам обращаться к языку эффективной теории, который используется в этой книге. Я также признательна Петеру Бохачеку, Венди Чан, Энрике Родригесу, Полу Грему, Виктории Грей, Полу Мурхаузу, Курту МакМаллену, Лиам Мерфи, Джефу Мрагену, Сеше Претап, Дэне Рэндалл, Энрике Родригесу и Юдифь Сур-кис за критику, предложения и поддержку. Я также благодарю Марджори Карон, Тони Карона, Барри Езарского, Джоша Фелдмана, Маршу Розенберг и других членов ее семьи за возможность лучше понять мою аудиторию.