Митио Каку - Гиперпространство: Научная одиссея через параллельные миры, дыры во времени и десятое измерение

Меня завораживает то, что законы физики, открытые нами на крошечной, незначительной планете, точно такие же, как законы повсюду во Вселенной, а мы открыли их, не покидая Землю. Не имея в своем распоряжении ни могучих космических кораблей, ни пространственных «окон», мы определили химический состав звезд и расшифровали ядерные процессы, проходящие глубоко внутри этих звезд.

И наконец, если десятимерная теория суперструн верна, тогда цивилизация, развивающаяся на самой далекой звезде, откроет для себя те же самые истины о нашей Вселенной. И тоже будет удивляться взаимосвязи «дерева» и «мрамора», и придет к выводу, что традиционный трехмерный мир «слишком тесен», чтобы вместить все известные взаимодействия мира.

Наша любознательность – неотъемлемая часть естественного порядка. Вероятно, нам, людям, хочется постигать Вселенную так же, как птице хочется петь. Великий астроном XVII в. Иоганн Кеплер однажды сказал: «Мы не спрашиваем, какую пользу приносит пение птиц, так как они поют ради удовольствия, потому что созданы для пения. Точно так же нам не следует спрашивать, почему человеческий разум утруждает себя, вникая в тайны небес». Как сказал биолог Томас Гексли в 1864 г., «вопрос всех вопросов для человечества, проблема, лежащая в основании всех прочих и более интересная, чем какой-либо другой из них, – определение места человека в Природе и его взаимосвязь с Космосом».

Космолог Стивен Хокинг, рассуждая о решении задачи объединения в нынешнем веке, красноречиво высказался о необходимости объяснить максимально широкой аудитории сущность общей физической картины, на которую опирается физика:

Если мы действительно откроем полную теорию, то со временем ее основные принципы станут доступны пониманию каждого, а не только некоторых специалистов. И тогда все мы, философы, ученые и просто обычные люди, сможем принять участие в дискуссии о том, почему так произошло, что существуем мы и существует Вселенная. Если найдется ответ на такой вопрос, он будет полным триумфом человеческого разума, ибо тогда нам станет понятен замысел Бога [27]. {145}

В космических масштабах мы еще только начинаем осознавать большой мир, который нас окружает. Однако сила нашего ограниченного интеллекта такова, что даже самые сокровенные тайны природы доступны нашим теоретическим рассуждениям.

Придает ли это смысл жизни, служит ли ее целью?

Кто-то видит смысл жизни в личных достижениях, взаимоотношениях и впечатлениях. А мне жизнь кажется осмысленной уже потому, что мы одарены интеллектом, позволяющим интуитивно постигать величайшие тайны природы.

Abbot, E. A. Flatland: A Romance of Many Dimensions. New York: New American Library, 1984.

Barrow, J. D., and F. J. Tipler. The Anthropic Cosmological Principle. Oxford: Oxford University Press, 1986.

Bell, E. T. Men of Mathematics. New York: Simon and Schuster, 1937.

Calder, N. The Key to the Universe. New York: Penguin, 1977.

Chester, M. Particles. New York: Macmillan, 1978.

Crease, R., and C. Mann. The Second Creation. New York: Macmillan, 1986.

Davies, P. The Forces of Nature. Cambridge: Cambridge University Press, 1979.

Davies, P. Superforce: The Search for a Grand Unified Theory of Nature. New York: Simon and Schuster, 1984.

Davies, P., and J. Brown, eds. Superstrings: A Theory of Everything? Cambridge: Cambridge University Press, 1988.

Dyson, F. Disturbing the Universe. New York: Harper & Row, 1979.

Dyson, F. Infinite in All Directions. New York: Harper & Row, 1988.

Feinberg, G. Solid Clues. New York: Simon and Schuster, 1985.

Feinberg, G. What Is the World Made Of? New York: Doubleday, 1977.

French, A. P. Einstein: A Centenary Volume. Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 1979.

Gamow, G. The Birth and Death of Our Sun. New York: Viking, 1952.

Glashow, S. L. Interactions. New York: Warner, 1988.

Gribben, J. In Search of Schrodinger's Cat. New York: Bantam, 1984.

Hawking, S. W. A Brief History of Time. New York: Bantam, 1988.

Heisenberg, W. Physics and Beyond. New York: Harper Torchbooks, 1971.

Henderson, L. D. The Fourth Dimension and Non-Euclidean Geometry in Modern Art. Princeton, N. J.: Princeton University Press, 1983.

Kaku, M. Introduction to Superstrings. New York: Springer-Verlag, 1988.

Kaku, M., and J. Trainer. Beyond Einstein: The Cosmic Quest for the Theory of the Universe. New York: Bantam, 1987.

Kaufmann, W. J. Black Holes and Warped Space-Time. San Francisco: Freeman, 1979.

Lenin, V. Materialism and Empiro-Criticism. In K. Marx, F. Engels, and V. Lenin, On Dialectical Materialism. Moscow: Progress, 1977.

Pagels, H. The Cosmic Code. New York: Bantam, 1982.

Pagels, H. Perfect Symmetry: The Search for the Beginning of Time. New York: Bantam, 1985.

Pais, A. Subtle Is the Lord: The Science and the Life of Albert Einstein. Oxford: Oxford University Press, 1982.

Penrose, R. The Emperor's New Mind. Oxford: Oxford University Press, 1989.

Polkinghorne, J. C. The Quantum World. Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1984.

Rucker, R. Geometry, Relativity and the Fourth Dimension. New York: Dover, 1977.

Rucker, R. The Fourth Dimension. Boston: Houghton Mifflin, 1984.

Sagan, C. Cosmos. New York: Random House, 1980.

Silk, J. The Big Bang: The Creation and Evolution of the Universe. 2nd ed. San Francisco: Freeman, 1988.

Trefil, J. S. From Atoms to Quarks. New York: Scribner, 1980.

Trefil, J. S. The Moment of Creation. New York: Macmillan, 1983.

Weinberg, S. The First Three Minutes: A Modern View of the Origin of the Universe. New York: Basic Books, 1988.

Wilczek, F., and B. Devine. Longing for the Harmonies. New York: Norton, 1988.

Zee, A. Fearful Symmetry. New York: Macmillan, 1986.

Как ни странно, даже у современных физиков по-прежнему нет однозначного решения этой задачи, однако за несколько десятилетий мы просто свыклись с мыслью, что свет может перемещаться в вакууме, хотя в нем и нечему совершать волнообразные колебания. – Прим. авт.

Безусловно, теория высших измерений не относится к сугубо отвлеченным, так как простейшее следствие теории Эйнштейна – атомная бомба, изменившая судьбы человечества. В некотором смысле введение высших измерений стало одним из кардинальных научных открытий в нашей истории. – Прим. авт.

Фройнд усмехается при вопросе о том, когда мы наконец увидим эти дополнительные измерения. Мы не можем видеть высшие измерения потому, что они «скручены» в настолько крошечный шарик, что в таком виде их уже не различить. Согласно теории Калуцы – Клейна размер этих скрученных измерений называется планковской длиной *, она в 100 миллиардов миллиардов (квинтиллион) раз меньше размера протона, т. е. слишком мала для изучения с помощью даже самых больших ускорителей частиц, какими мы располагаем. Специалисты в области физики высоких энергий надеялись, что Сверхпроводящий суперколлайдер стоимостью $11 млрд (ССК, строительство которого было отменено конгрессом в октябре 1993 г.) косвенным образом поможет им увидеть слабые проблески гиперпространства. – Прим. авт.

* Это невероятно малое расстояние еще не раз появится здесь, в книге. Оно представляет собой основной масштаб расстояний, характеризующий любую квантовую теорию гравитации. Причина этого явления довольно проста. В любой теории гравитации сила гравитационного взаимодействия измеряется с помощью гравитационной постоянной (постоянной Ньютона). Но физики пользуются упрощенной системой единиц, в которой скорость света с принята равной единице. Это означает, что 1 секунда эквивалентна 186 000 миль (297 600 км). Кроме того, постоянная Планка, деленная на 2π, также принята равной единице; таким образом, задаются численные соотношения между секундами и эргами энергии. В этих странных, но удобных единицах все вплоть до постоянной Ньютона можно свести к сантиметрам. Если же вычислить длину, ассоциирующуюся с постоянной Ньютона, мы получим планковскую длину, или 10 −33 см, или 10 19млрд эВ. Таким образом, все квантовые гравитационные эффекты определяются в сравнении с этим малым расстоянием. В частности, размер незримых высших измерений – планковская длина.