Юрий Чирков - Охота за кварками
Но в момент зарождения Вселенной 8 из 11 "координат"
мироздания начали катастрофически сжиматься, превратившись в итоге в точечные образования, обусловливающие характерные свойства элементарных частиц. И только трем координатам "повезло": высота, длина, ширина, выражаясь условно, не схлопнулись, а, наоборот, стали "выпячиваться", "раздуваться" до гигантских размеров, составив то, что и называется ныне нашей Вселенной.
Вот так оказывается, что разговоры об N-мирах не пустые слова. И эту интересную тему можно продолжить в несколько ином направлении. Можно объяснить (наука на это уже способна!), почему мы живем именно в трехмерном мире.
Разгадка этого вопроса такова. Двухмерие слишком бедно возможностями, слишком "тесно" для возникновения в нем сложных форм материи, полноцепная жизнь там развиваться не может хотя бы потому, что в двухмерном мире атомы были бы сверхстабильными - электроны было бы невозможно оторвать от ядер. В 1907 году в Лондоне был издан роман с необычным содержанием.
"Эпизод во Флетленде" - так он назывался. В нем было все - и любовь, и война, и катастрофы, и желанный хэппи энд - счастливый конец. Отсутствовало в романе лишь... третье измерение.
Во Флетленде - стране плоскатиков - жили двумерцы, существа, выдуманные автором книги, преподавателем математики Г. Хинтоном. Жили в буквальном смысле плоско, трудно (обойти дерево двумерец не мог:
должен был его по крайней мере свалить), ущербно, убого...
Но отправимся теперь на другой "полюс" - в четырехмерное (время не в счет!), к примеру, пространство.
Казалось бы, сколько тут открывается возможностей!
Однако, заметим, подобные путешествия (не то, что экскурсия по Флетленду) непросты. Наш интеллект легко может вообразить себе огнедышащего дракона с двенадцатью хвостами, но четырехмерный куб простая вроде бы фигура! - представить себе очень нелегко.
С этим справляется только натренированный и изощренный ум математиков.
Ученые мысленно проникли в многомерные миры и убедились - вход в них нам, людям, также категорически заказан. Еще в начале века нидерландский физик П. Эренфест показал, что в пространствах, где координат больше трех, устойчивые системы существовать не могут.
Тут проявляет себя другая крайность - сверхнестабильность. В таком мире планеты быстро бы по спирали упали на Солнце или улетели бы от него в бесконечность.
И электроны не смогли бы устойчиво обращаться вокруг ядер.
Выходит, наше счастье, что страна N = мерие, в которой мы живем, имеет "номерной знак" N = 3. А точнее следовало бы выразиться так: если бы Вселенная не была трехмерной, жизнь в ней, видимо, просто бы не возникла. И уж если продолжить тему "везения", то его признаки, это легко показать, проявляют себя буквально на каждом шагу. Ну хотя бы такой факт "удачи". Вселенная наша расширяется именно с такой скоростью, которая необходима для зарождения в ней разумной жизни. Можно показать, что при других темпах расширения биологическая эволюция просто не успела бы (если считать, что расширение Вселенной должно смениться ее сжатием!) совершиться...
Персонаж одной из философских повестей Вольтера Панглосс ("Всезнайка"), который, как известно, преподавал юному Кандиду метафизико-теолого-космологонигологию, очень любил распространяться о том, что наш мир лучший из миров (точнее, он выражался так:
"В этом лучшем из возможных миров замок монсеньора барона был прекраснейшим из замков, а его супруга была лучшей из баронесс").
В этих иронических словах проглядывает старая претензия человека считать себя центром мироздания, средоточием, пупом Вселенной. Н. Коперник, Д. Бруно и другие мыслители покончили с подобным самомнением, с мнением, что человек якобы занимает во Вселенной центральное, привилегированное положение.
Но, к сожалению, как это часто случается, в дальнейшем повсеместное распространение идей Коперника и Бруно привело к антидогме. Стали полагать, что жизнь, словно сорная трава, может произрастать на любой, даже очень каменистой, почве. Стало само собой разумеющиеся считать, что вообще положение человека в мирозданип не может быть привилегированным ни в каком смысле, что, конечно же, неверно, ибо необходимыми предпосылками существования жизни является целый ряд специальных благоприятствующих условий: температура, химический состав окружающей среды (ведь нет же жизни на ближайших к нам Марсе и Венере!) и многое другое.
И вот сейчас космологи хотят выправить крен, сформировать правильное уравновешенное понимание природы мироздания и нашего истинного места в нем. И итогн получаются удивительные: выходит, что мы таки все же живем в лучшем из миров! Мы обитаем в метагалактике, "сработанной" удивительно тонко и гармонично.
Это чрезвычайно удачное сочетание физических констант (в частности, электрон просто обязан быть лилипутам среди других элементарных частиц) представлялось бы просто невероятным, если бы существование "наблюдателей", то есть нас с вами, не было бы бесспорным фактом. И жизни необычайно повезло, что в момент Большого Взрыва набор основных физических констант оказался столь уникальным. Другие сочетания дали бы негармонические миры. В них ядра, атомы, звезды, галактики, не говоря уже о высокоорганизованных формах существования материи - живых созданиях, скорее всего бы отсутствовали...
"Сфинкс засмеется и жизнь на Земле иссякнет"
"Я не нашел в вашей "Небесной механике" бога, сударь", - сказал Наполеон Бонапарт выдающемуся французскому астроному и математику П. Лапласу. "Я не нуждаюсь в этой гипотезе, чтобы построить картину мира". вежливо ответил ученый.
Этот обмен репликами состоялся примерно два века назад. Но и в наши дни любой любознательный, но далекий от науки человек может сделать космологу замечание а-ля Наполеон Бонапарт. Услышав рассказ о Большом Взрыве, трудно удержаться от мыслей о каких-то сверхъестественных силах. Слова "бог", "создатель" так и просятся на язык.
"Что означает эта неизменная удача? - как-то при встрече спросил я у И. Розенталя. - Почему фортуна так к нам благосклонна? Невольно создается впечатление, что кто-то хочет, чтобы жизнь в нашей Вселенной обязательно состоялась. Как все это понять?"
"Есть два взгляда на этот счет. Многие ученые на Западе склоняются к теологической точке зрения. Фактически они толкуют об акте творения, о том, что мир создан (слово "господь-бог" тут можно произносить явно тгли нет - это роли не играет) именно таким, чтобы в нем мог существовать человек".
"Что же этому можно противопоставить?"
"То, что мир не один-единственный, что он вовсе не создан творцом, а что есть множество миров, образующихся по законам случая. И что со Вселенной нам просто чертовски повезло - мы вытянули, так сказать, счастливый номер в лотерее жизни. Могли быть варианты, которые не оставили бы для высокоразвитой жизни никаких шансов..."
* * *
Числа правят миром. Так полагали древние (Платон свое знаменитое учение об идеях в конце жизни переработал в духе пифагореизма, усматривая теперь источник идей "в идеальных числах"). Так думают и ныне живущие ученые. Но, конечно же, между космогонией древних греков и воззрениями современных физиков дистанция огромного размера. Неизмеримо возросли уровень и глубина понимания процессов, происходящих во Вселенной. А главное отличие все же в другом.
У древних космологов математика играла роль идеального кормчего в хаосе идей, вещей, явлений, буквально захлестывающих древних мудрецов. Это была палка слепца, с трудом нащупывающего дорогу. Современные же ученые ставят конечной целью понимание природы чисел, управляющих нашим миром. И нет сомнения:
рано или поздно тут им будет сопутствовать удача. Вот этому пример.
Мы живем в трехмерии. Но это вовсе не означает, что, углубляясь в микромир, в средоточие материи, или же стремясь к бескрайпости мегамира, к далеким галактикам, человек не может столкнуться с областями, где царит иное измерение, отличное от трехмерного.
Существует подозрение, что кварки, эти загадочные субчастицы, как бы обретаются в особом одномерном (мезонные кварки, в каждом мезоне сидит кварк и антикварк) или двухмерном (кварки, составляющие протон или нейтрон, тут они собраны по трое) мире. В свободпом состоянии их никак не могут обнаружить. Возможно, трудность состоит здесь в том, что кваркам нелегко "вырваться" в пространство большего числа измерений: из одно- и двухмерия в наш трехмерный мир...
И еще замечание. Мы начинаем постигать, почему попытки понять Вселенную, несмотря на практическую бесполезность этого занятия, так необходимы натуре человека. Интуитивно мы чувствуем, что между нами и всей необъятной Вселенной как бы протянуты незримые нити. Что человеческая жизнь не просто завершение длинной цепочки случайностей, но что наше существование каким-то пока непостижимым образом предопределено с самого начала.
