Сегодня загадки и верования, окружающие четвертое измерение, воскресли по причине совершенно иного характера — развития те- ории струн и ее последнего воплощения — М-теории. Исторически сложилось так, что физики упорно не принимали концепцию гипер- пространства; они смеялись, говоря, что дополнительные измере- ния -— это специализация мистиков и шарлатанов. Ученые, всерьез предполагавшие существование невидимых миров, подвергались насмешкам. С приходом М-теории все изменилось. Высшие измерения призывают к революции в физике, поскольку физики вынуждены бороться с величайшей проблемой, стоящей сегодня перед их на- укой, — пропастью, разделяющей теорию относительности и кван- товую механику. Что замечательно, обе эти теории вобрали в себя все фундаментальные физические знания о Вселенной. В настоящее время только М-теория способна объединить эти две великие, на вид противоречивые теории Вселенной в связное целое; только М-тео- рия способна создать « теорию всего ». Из всех предложенных в про- шедшем веке теорий единственным кандидатом, способным «узреть Божий замысел», как сказал Эйнштейн, является М-теория. Только в десяти- и одиннадцатимерном гиперпространстве у нас «достаточно места», чтобы объединить все природные взаимодей- ствия в единую изящную теорию. Такая удивительная теория сможет ответить на извечные вопросы: «Что произошло еще до начала? Можно ли обратить время вспять? Могут ли порталы в другие изме-
рения перенести нас через Вселенную?» (Хотя критики совершенно справедливо указывают на то, что проверка этой теории находится; за пределами наших экспериментальных возможностей, в настоящее время планируется ряд экспериментов, которые могут изменить эту ситуацию, — о них мы поговорим в главе 9.) В течение последних пятидесяти лет все попытки создания дей- ствительно единого описания Вселенной заканчивались позорным провалом. На концептуальном уровне это понять несложно. Общая теория относительности и квантовая теория диаметрально противо- положны друг другу практически во всех отношениях. Общая: теория относительности — это теория очень большого: черных дыр, Больших Взрывов, квазаров и расширяющейся Вселенной. Она основана на математике гладких поверхностей, таких, как простыни и батуты. Квантовая теория в точности противоположна — она описывает мир всего крошечного: атомов, протонов с нейтронами и кварков. В основе ее лежит теория отдельных пучков энергии, назы- ваемых квантами. В отличие от теории относительности, квантовая теория утверждает, что вычислить можно только вероятность со- бытий, так что мы никогда точно не узнаем, где находится электрон. В этих двух теориях все различно — математические подходы, допу- щения, физические принципы и области применения. Не удивитель- , но, что все попытки объединения их заканчивались провалом. Физики-гиганты — Эрвин Шрёдингер, Вернер Гейзенберг, Вольфганг Паули и Артур Эддингтон — вслед за Эйнштейном тоже пробовали свои силы в создании единой теории поля, и все они потерпели неудачу. В 1928 году Эйнштейн ненамеренно вызвал мас- совое волнение в прессе, выдвинув раннюю версию своей единой теории поля. «Нью-Йорк тайме» даже опубликовала отрывки из его работы, в том числе и уравнения. Более сотни репортеров роилось вокруг дома Эйнштейна. Эддингтон из Англии писал Эйнштейну: «Вас, возможно, позабавит известие о том, что в витрине одного из наших самых больших универмагов в Лондоне (Селфриджиз) вы- весили Вашу работу (шесть склеенных в ряд страниц), так что про- хожие могут прочесть ее от начала до конца. Возле нее собираются толпы народа». В 1946 году Шрёдингер тоже заразился этой идеей и создал, как он полагал, эту уже мифическую единую теорию поля. Он спешно
совершил довольно необычный для своего (но не для нашего) време- ни поступок — созвал пресс-конференцию. Даже премьер-министр Ирландии Имон де Валера присутствовал на этой конференции. Когда Шрёдингера спросили, насколько он уверен в том, что ухватил наконец суть единой теории поля, он ответил: «Я считаю, что прав. Я буду выглядеть ужасно глупо, если это не так». (Об этой пресс- конференции стало известно «Нью-Йорк тайме», и она отправила рукопись Эйнштейну и другим ученым, чтобы те прокомментирова- ли ее. К несчастью, Эйнштейн увидел, что Шрёдингер заново открыл старую теорию, которую он предложил многие годы назад и сам же ее отбросил. Ответ Эйнштейна был очень вежлив, но все же Шрёдингер был унижен.) В1958 году Джереми Бернштейн посетиллекцию в Колумбийском университете, где Вольфганг Паули представлял свою версию единой теории поля, которую он разработалвместе с Вернером Гейзенбергом. Нильса Бора, также присутствовавшего на этой лекции, она не очень- то впечатлила. В конце концов Бор поднялся и сказал: «Мы на галерке убеждены, что ваша теория безумна. Но что нас разделяет, так это во- прос о том, достаточно ли безумна ваша теория». Паули тут же понял, что Бор имел в виду: теория Гейзенберга- Паули была слишком традиционной, слишком заурядной, чтобы стать единой теорией поля. Чтобы «узреть замысел Божий», понадо- билось бы привлечение радикально новых математических подходов и идей. Многие физики уверены, что за всем стоит простая, изящная и убедительная теория, которая, тем не менее, достаточно безумна и абсурдна, чтобы быть правдой. Джон Уилер из Принстона отмечает тот факт, что в XIX веке перспектива объяснить невероятное раз- нообразие жизненных форм на Земле представлялась безнадежной. Но затем Чарльз Дарвин предложил теорию естественного отбора, и одна-единственная теория предоставила всю архитектуру для объ- яснения происхождения и разнообразия жизни на Земле. Лауреат Нобелевской премии Стивен Вайнберг приводит еще одну аналогию. После Колумба карты, составленные в результате отважных путешествий первых европейских исследователей, явно указывали на существование «Северного полюса», но непосред- ственного доказательства его существования не было. Поскольку на
всех картах Земли был огромный пробел как раз в том месте, где, по- видимому, находился Северный полюс, ранние исследователи про- сто предположили его существование, несмотря на то что ни один из них не бывал на нем. Подобным образом физики нашего времени обнаруживают массу доказательств, указывающих на то, что теория всего должна существовать, хотя в данный момент ученые еще не пришли к консенсусу о том, какова же эта конечная теория.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «М-теория» з дисципліни «Загальна астрономія»
