Киви Берд - Книга о странном

Физический мэйнстрим, по сути дела, проигнорировал голографическую модель вселенной Дэвида Бома. Начиная примерно с 1984 года основные надежды науки на финальную теорию великого объединения все больше связываются с теорией струн. По степени абстрактности она чрезвычайно далека от повседневной жизни, однако способна предложить весьма элегантные математические соотношения, формально снимающие многие из противоречий и сулящие в конечном счете объединить квантовую теорию с гравитацией.

Впрочем, многие ученые считают, что теория суперструн порождает столько же новых проблем, сколько решает старых. Если отодвинуть математический формализм, то фундаментальная логическая согласованность новых идей представляется весьма смутной. Природа сверхмалых структур микромира осталась ничуть не менее загадочной, чем прежде. Способность же новой теории к плодотворным предсказаниям за прошедшие годы проявилась, мягко говоря, более чем скромно… Такого рода аргументы при выборе нового поля исследований руководили, к примеру, известным голландским ученым-теоретиком Герардом 'т Хоофтом, знаменитым не только своей прикольной фамилией (читается «ut Hooft»), но и Нобелевской премией по физике за 1999 год.

По упомянутым выше причинам 'т Хоофт решил избрать иное направление исследований. Благодаря работе Стивена Хокинга в свое время стало известно, что вследствие эффектов квантового поля «черным дырам» (как и частицам) свойственно не только поглощение, но и излучение энергии (в российской науке эффект испарения «черных дыр» обсуждался задолго до публикации Хокинга, однако факт этот остался известен лишь соратникам Грибова и Зельдовича, поскольку за яростными спорами-семинарами до написания статьи дело так и не дошло). Это открытие породило интереснейшие вопросы. Являются ли «черные дыры» элементарными частицами? Являются ли элементарные частицы «черными дырами»?

Известные свойства «черных дыр» заставляют отнести их к объектам, фундаментально отличающимся от обычных форм материи, а нынешние теоретические концепции пока не способны сказать что-либо определенное о физических законах для этих объектов. Хотя бы по той причине, что современные теории в этом месте серьезно противоречат друг другу. Здесь отчетливо проглядывается парадокс, весьма похожий на тот, что столетие назад привел Макса Планка к пересмотру закона излучения абсолютно черного тела, а в конечном счете породил квантовую механику. Интуиция ученого подсказала 'т Хоофту, что изучение парадокса «черных дыр» может привести к чему-то столь же великому.

Особое внимание привлекал один из самых красивых результатов исследования термодинамики «черных дыр», полученный в 1970-е годы Якобом Бекенштайном, ныне профессором Иерусалимского университета. Бекенштайн показал, что энтропия черной дыры пропорциональна площади ее горизонта. А в 1980-е годы, исследуя энтропию не только как меру потерянной энергии или хаотичности термодинамической системы, но и как меру информационной емкости, Бекенштайн пришел к выводу, что информация, необходимая для описания любого объекта, ограничена его внешней поверхностью.

В 1993-94 гг. Герард 'т Хоофт обратился к изучению физики черных дыр, сформулировал понятие гравитационных степеней свободы, а в процессе обсуждений новой концепции с коллегой из Стэнфорда Леонардом Зюсскиндом у ученого родилось и подобающее ей название – «топографический принцип». Фундаментом для топографического принципа стали результаты Бекенштайна: вся информация, содержащаяся в некоторой области пространства, может быть представлена как некая «голограмма» – то есть теория, помещающаяся на границе этой области. Грубо говоря, абсолютно все, что содержится, скажем, в комнате, можно описать на стенах, полу и потолке этой комнаты. Второе же базовое утверждение топографического принципа гласит, что теория на границе исследуемой области пространства должна содержать не более одной степени свободы на каждую зону Планка. Зоны Планка считаются элементарными «зернами» пространства нашей Вселенной, длина каждой стороны такой зоны (так называемая длина Планка) равна примерно 1033 сантиметра. Таким образом, согласно топографической теории, количество степеней свободы для некоторой ограниченной области пространства растет пропорционально площади поверхности, а не объему…

Если же перевести данную концепцию на обычный человеческий язык, окажется, что весь наш мир и мы сами – суть голограммы, «тень», проекция чего-то гораздо более грандиозного. И при этом имеем достаточно информации, чтобы получить об этом целом представление.

Поначалу идеи 'т Хоофта разделялись лишь небольшой группой единомышленников, «экстравагантными» методами изучавших квантовые черные дыры. Но затем, по мере развития теории струн и с появлением понятия мембран различной размерности, предоставивших инструментарий для изучения черных дыр, оказалось, что концепции топографического принципа чрезвычайно удобны и применимы к пространству-времени любой размерности. Никто не может объяснить, почему этот принцип работает, но идея «голограммы» постепенно становится одним из главных инструментов в поисках способа объединения гравитации и квантовой механики.

Некоторые исследователи, уже не первое десятилетие ратующие за холономный подход к природе Вселенной и человека, не устают указывать, что у данной концепции имеются мощные исторические корни – в древних духовных учениях Востока, удивительных прозрениях мистиков Запада или, скажем, в «Монадологии» немецкого математика и философа Готфрида Вильгельма фон Лейбница. Так, в философии последнего все знание о целокупной Вселенной можно вывести из информации, относящейся к одной-единственной монаде.

Холистическому взгляду на Вселенную в древнекитайской традиции учила и буддийская школа хуаянь. Есть история об одном из основателей школы, учителе Фа Цанге, обучавшем премудрости императрицу By. Однажды императрица, отчаявшись самостоятельно постичь тонкости учения, попросила Фа Цанга дать ей наглядную и простую демонстрацию всеобщей космической взаимозависимости.

Тогда Фа Цанг подвесил горящий светильник к потолку комнаты, уставленной зеркалами, чтобы показать отношение Единого ко многому. Затем он поместил в центре комнаты маленький кристалл и показал By, как все окружающее отражается в кристалле, тем самым проиллюстрировав, каким образом в Предельной Реальности бесконечно малое содержит бесконечно большое, а бесконечно большое – бесконечно малое. Одновременно Фа Цанг подчеркнул, что данная статичная модель, к сожалению, не способна отразить вековечное, многомерное движение во Вселенной и беспрепятственное взаимопроникновение Времени и Вечности, включая прошлое, настоящее и будущее.

В древнеиндийской ведической традиции существует поэтический образ ожерелья главного бога Индры. Как записано в «Аватамсака-сутре»: «В небесах Индры есть, говорят, нить жемчуга, подобранная так, что если глянешь в одну жемчужину, то увидишь все остальные, отраженные в ней. И точно так же каждая вещь в мире не есть просто она сама, а заключает в себе все другие вещи и на самом деле есть все остальное». В поэтическом облике царя богов Индры, «породившего солнце, небо и зарю», есть еще одна чрезвычайно важная деталь – все тело его покрыто глазами.

Не является ли этот образ своеобразным подтверждением гипотезы физиков, что все частицы материи в конечном счете – «черные дыры»? Испускающие опорное излучение для голограмм всего сущего и одновременно впитывающие «глазами Индры» всю информацию о жизни нашего удивительного мира.

Заключение

Книга, собственно, закончена. Но забавная вещь заключается в том, что если вы прочли все и вновь начнете читать с начала, то обнаружите в текстах скрытые, незамеченные прежде слои. Сам автор, готовя материалы к изданию, перечел их раза три, всякий раз открывая что-то новое и необычное. Видимо, это повод для следующей книги. 

Примечания

1

Строго говоря, Фоменко здесь не совсем точен. Согласно известным историческим фактам, труд Витрувия «Об архитектуре» был переоткрыт существенно раньше, когда Поджио Браччиолини обнаружил его в библиотеке аббатства Сент-Галл примерно в 1415 году. Восстановление текста заняло очень много времени, и первые издания 10-томника с комментариями появились действительно после смерти Альберти – в 1486 и 1511 годах. В переводе на итальянский книги были опубликованы еще позже – в 1521 и 1556 годах.

2

Подробнее о Фреде Хойле и его теориях см. раздел 6.2 данной книги.

3

В августе 2001 года Фред Хойл оставил этот мир в возрасте 86 лет. В прессе появилось множество статей, посвященных памяти великого ученого и вспоминающих его жизненный путь. И хотя 1971-й год был критически важным в жизни Хойла, когда он был вынужден оставить все руководящие посты в Кембридже и уехал читать лекции в США, о майской пресс-конференции опять не было упомянуто ни слова.