Есть ли реальность за вашей спиной? О квантовой физике простым языком - Катрина Арье
Следующая по известности – это многомировая интерпретация, или интерпретация Эверетта. Она появилась в 1957 году. Мы подробно её разбирали в предыдущей части. Согласно этой интерпретации, вся Вселенная постоянно расщепляется на параллельные реальности и мы, как наблюдатели, тоже расщепляемся вместе с ней.
Из этой теории, однако, непонятно, каким образом мы выбираем Вселенную. Когда мы, например, хотим открыть коробку с котом, как мы выбираем между Вселенными – той, где кот жив, и той, где кот мёртв? Выбирает это наше сознание, наша душа или нечто ещё более высшее, что делает выбор за нас? Многомировая интерпретация об этом не говорит, но есть другие научные теории, в которых рассматриваются вопросы сознания.
#физикишутят
Задание
Как вы думаете, каким образом происходит выбор Вселенной? Что его производит?
Большинство паранаучных теорий, такие, например, как трансёрфинг реальности, наиболее близки как раз к многомировой интерпретации. В них говорится о том, что мы способны перемещаться по близко расположенным параллельным мирам, двигаясь в сторону исполнения своего желания.
Глава 2
Суперструны и поиск теории всего
Помните, мы в первой части рассматривали четыре фундаментальных взаимодействия (четыре силы)? Физиков всегда волновало, что квантовая физика, которая вполне успешно описывает микромир, никак не связана с гравитацией. Ну ведь должны же быть общие законы в макромире и микромире! И главной мечтой всех физиков остаётся создание теории, которая объединила бы все четыре взаимодействия, – так называемой теории всего. Один из главных претендентов на такую теорию сегодня – это теория суперструн.
Согласно теории суперструн, мы живём совсем не в трёхмерном пространстве, а в пространстве с гораздо большим количеством измерений (10-, 11– или 26‑мерном).
Идеи многомерности зародились ещё в середине XIX века с появлением геометрии Римана.
Риман рассуждал так: давайте представим, что есть некие червячки, живущие на двумерной поверхности. Только эта поверхность не ровная, а изогнутая, как, например, скомканный лист бумаги. Для двумерных червячков существует только два измерения – червячки двигаются только по плоскости. И только мы с вами, как трёхмерные существа, понимаем, что их поверхность изогнута в нашем трёхмерном пространстве. Червячки нас не видят (в лучшем случае они замечают нашу проекцию на листе бумаги).
Теперь представим, как червячки, проползая через места, где бумага смята, чувствуют, будто незримая сила их тянет, изгибает, не даёт им ползти по прямой. Но мы‑то понимаем, что червячков тянет не неведомая сила, а искривление двумерной поверхности в трёхмерном пространстве. То есть возможно, что сила – это следствие геометрии.
Риман предположил, что гравитация, электричество и магнетизм – это следствие деформации нашего трёхмерного пространства в высшем измерении. Это было поистине революционной идеей для тех времён!
Затем Эйнштейн показал всему миру, что время может рассматриваться как дополнительное измерение и, по сути, мы живём в четырёхмерном пространстве. Было доказано, что гравитация – это следствие деформации четырёхмерного пространства-времени [16].
Но оставался вопрос, как объединить теорию гравитации с электромагнетизмом (в те годы физика ещё не открыла сильное и слабое взаимодействие).
#физикишутят
Исаак Ньютон был не только знаменитым физиком, но и членом английской палаты лордов. Заседания палаты Ньютон посещал регулярно. Однако многие годы он не проронил на заседаниях ни слова. Документально зафиксирован только один случай, когда Ньютон что‑либо сказал. И это было: «Дует. Закройте, пожалуйста, форточку».
В 1919 году Эйнштейн получил письмо от немецкого математика Теодора Калуцы, который преподавал в Кёнигсберге (ныне Калининград, Россия). На нескольких страницах Калуца сумел объединить теорию гравитации Эйнштейна с теорией электромагнетизма, введя ещё одно дополнительное пространственное измерение. Эйнштейн был просто поражён.
Получалось, что свет – это возмущение, вызванное колебаниями высшего измерения (дополнительного к нашим).
Однако возникает естественный вопрос: где же оно, пятое измерение? Все проведённые эксперименты показывают, что мы живём в четырёхмерном пространстве – трёх пространственных измерениях и одном временнóм. У Калуцы был такой ответ: пятое измерение отличается ото всех других, оно сжато в круг и имеет размеры меньше атома.
Звучит, конечно, довольно странно. Но представить это можно так. Между двумя опорами давайте подвесим садовый шланг. Издали будет казаться, что это одномерный объект, по которому можно двигаться только туда-обратно. Однако, когда мы подойдём ближе, то разглядим, что у шланга есть ещё и толщина (а для наших червячков – ещё и ширина) и шланг на самом деле двумерный объект. Червячок, живущий на шланге, может двигаться не только вдоль него, но ещё и поперёк. Физики сказали бы, что это направление является скрученным и червячок, двигаясь поперёк шланга, вскоре вернётся в то же место, откуда он начал движение.
Точно так же и в нашем мире существует ещё одно пространственное измерение, компактизированное и скрученное.
Калуца сумел объединить две части пазла, так как обе они представляют собой части целого – пятимерного пространства. Его теория подтверждала идею червячков Римана, в которой все силы происходили от складок на смятом листе бумаги. Как и все великие идеи в физике, доводы Калуцы выглядели просто и элегантно.
В 1926 году, используя законы квантовой теории, математик Оскар Клейн подсчитал размер этого пятого измерения. Он оказался равным 10 в минус 33‑й степени сантиметра, что делает его невозможным для обнаружения в экспериментах на Земле. Вольфганг Паули сказал об этой теории так:
