На лужайке Эйнштейна. Что такое ничто, и где начинается всё - Гефтер Аманда

Еще несколько дней чтения, и четырнадцать лет позади: Уилер по-прежнему в деле, его глаза еще блестят. 8 марта 2002 года он писал: «По-прежнему мучаюсь над тем, что сказать на следующей неделе на Темплтоновской конференции».

– Боже мой, посмотри! – Я толкнула отца, показывая ему страницу. – Это он о той конференции, на которой мы были!

«Я все еще пытаюсь развивать тему „бытие от бита“, – продолжал Уилер. – Ничто! Как нам просочиться в небытие? Философский вопрос? Но, может быть, философия слишком важна, чтобы оставлять ее философам».

Я с нетерпением перешла к следующим записям, в надежде среди впечатлений о конференции встретить и упоминание о том, как очаровательная маленькая девочка и ее отец задавали ему проницательные вопросы. Но нет. Как ни странно, он вообще ничего не написал о той конференции.

– По-моему, я наконец нашел! Вот оно! – воскликнул отец, когда я вошла в кухню. – Граница границы!

Мама пошла спать, так что мы устроились на кухне, сварили себе кофе и приготовили немного еды.

– Что-то связанное с сохранением энергии и импульса? – спросила я. Какие-то намеки на это я уже видела в дневниках Уилера, но пока не могла понять, как это было связано.

– Точно. Уилер показал, что уравнения общей теории относительности вытекают из требования равенства границы границы нулю. Локальное искривление пространства-времени компенсирует энергию и импульс находящейся в этом месте массы. Вот почему масса искривляет пространство-время.

– Так что все это при сложении дает ноль?

– В любой ограниченной области. Но это работает, только если у границы области нет края. Как только граница границы замыкается, все полностью компенсируется.

Он вынул желтый блокнот и набросал схему, показывая мне, как четырехмерная область ограничивается трехмерными кубами, границы которых состоят из двухмерных плоских граней; у каждой грани есть общие ребра со смежными гранями соседних кубов. В результате возникает замкнутое многообразие. При суммировании потоков энергии-импульса через плоские грани каждое ребро учитывается дважды, по одному разу для каждой прилегающей к нему грани. При этом вклад в сумму один раз положительный, а второй раз – отрицательный, в итоге получается ноль. Кривизна проявляется искажением граней – их противоположные края расползаются в стороны подальше друг от друга и перестают быть параллельными друг другу под действием смежных граней, вытягивающих их. Так что вся граница в присутствии массы сворачивается и сминается. Это все довольно технические детали, но смысл достаточно прост: наиболее сложные структуры четырехмерного пространства-времени в конечном счете в основе своей имеют ничто.

– В своем дневнике он пишет, что не только общая теория относительности, но все квантовые теории поля основаны на принципе границы границы, – сказала я. – И все калибровочные теории.

– Верно. Это универсальный принцип. Он лежит в основе любой реакции поля на присутствие масс или зарядов.

То, что граница границы равна нулю, означает, что все то, что вам нужно знать о происходящем внутри области пространства-времени, может быть считано непосредственно с ее границы, а заглядывать внутрь вовсе не обязательно. «То, что снаружи, раскрывает то, что внутри», – писал Уилер. Сохранение импульса и энергии можно считывать по граням, а количество массы, находящейся внутри, выводить по деформации ребер.

– Это то, что он имел в виду в сравнении с эластичностью, – сказал отец. – Для расчета упругих сил деформированного тела вам необходимо знать только то, что происходит на его поверхности. Все, что внутри, сокращается.

– Подожди, он что-то еще написал об этом, – сказала я, просматривая свои записи. – Вот здесь. В 1973 году он писал: «Теория упругости – это низшая форма физики, какая только может существовать, если исключить ту, когда вообще никакой физики нет. Она имеет дело только с „поверхностью вещей“. Готов спорить, что электромагнетизм и гравитация – кошки одного помета, за исключением того, что никакая размерность им может вообще не требоваться».

Не требоваться размерности? Поверхность вещей? То, что снаружи, раскрывает то, что внутри? А не был ли принцип граница-границы ранней рабочей версией голографического принципа?

Мой отец догадался, о чем я думаю:

– Звучит как-то очень по-голографически, не правда ли?

В одном из дневников Уилер писал: «Можно рассматривать размерность пространства (может быть, лучше „среднюю эффективную размерность“?) как возникающую в фундаментальной теории из более простых исходных элементов, предгеометрии, которая сама по себе не обладает таким свойством, как размерность». И далее: «Спроси: не может ли любой закон природы быть сведен к виду ∂∂ ≡ 0. Как происходит, что многие размерности можно свести к столь немногим?»

Библиотека Американского философского общества. Уилер постоянно повторял свой рисунок Вселенной в виде самонастраивающегося контура.

Фото: А. Гефтер.

Этот вопрос напомнил мне смятение, которое я испытала, узнав, что вся информация, содержащаяся в некотором объеме пространства-времени, пропорциональна площади ограничивающей его поверхности – как будто одна размерность была лишней. Не это ли Уилер имел в виду, когда рисовал поверхность сферы, покрытую цифрами 0 и 1? Не означает ли способность считывать с поверхности черной дыры всю информацию, содержащуюся в ней, что мир в своей основе выстроен из информации, а информация, в своей основе, – из ничего?

8 января 1988 года: «Что ближе к контуру и к ∂∂ ≡ 0, чем то, что мы можем создавать – при достаточном воображении – из вопросов и ответов?»

Библиотека Американского философского общества. Последняя запись в дневнике Джона Уилера.

Фото: А. Гефтер.

20 октября 1985 года: «Все больше и больше убеждаюсь, что все должно быть построено из „ничего“. Какая разумная альтернатива!»

22 февраля 2005 года: «Ничего! Ничего! Вы начинаете с ничего и получаете все».

Последний день в библиотеке я провела с дневниками Уилера наедине. Мы просмотрели почти все тетради, а отец больше не мог пропускать свою работу, так что я приехала закончить чтение последних записей без него.

Уилеру было уже за девяносто, записей в дневнике становилось все меньше, перерывы между ними – все длиннее, и почерк – все менее разборчивым. Он продолжал рисовать U-диаграмму, но все более неровными линиями. Он часто цитировал стихотворение Пита Хейна, друга Бора:

В конце концов записи под его диктовку стала вести его секретарша Джекки Фускини. Теперь они странным образом многократно повторялись, словно мысли Уилера вращались по кругу: «Откуда взялись пространство и время?» – спрашивал он вновь и вновь, нередко добавляя: «Это все иллюзия». Появляется, как ни странно, большое количество упоминаний Чарльза Дарвина. «Мы думаем, что законы геометрии возникли в самом начале времени, но так ли это? – спрашивал Уилер. – Этот вопрос напоминает нам о другом великом „Откуда?“, о видах растений и животных, которые мы видим сегодня, словно они „всегда были здесь“. Что на этот вопрос не так-то просто ответить, догадался молодой исследователь на борту брига его величества „Бигль“».

Он также возвращался к своему центральному вопросу: один наблюдатель или много?

8 ноября 2005 года: «Как спрашивать „откуда?“ о чем бы то ни было, когда мы принимаем как данность то, что мы живем в мире пространства и времени… И если это мы сами и „построили“ пространство-время, то почему же у нас нет столько пространств-времен, сколько людей? Откуда оно только одно? Надо об этом еще подумать!»