«Эротика текста»: «Реальность, спрятанная в зеркале». Рецензия на книгу Л.Краусса

«Эротика текста»: «Реальность, спрятанная в зеркале». Рецензия на книгу Л.Краусса

Книга Лоуренса Краусса «Hiding in the Mirror: Mysterious Allure of Extra Dimensions, from Plato to String Theory and Beyond» («Реальность, спрятанная в зеркале: загадочная притягательность дополнительных измерений, от Платона до теории струн и не только») предлагает взглянуть на возможность существования дополнительных измерений с точки зрения науки, попутно показывая, как научные идеи причудливо отражаются в других сферах человеческой жизни. Concepture публикует рецензию на занимательный science-fiction.

Другие миры художников и ученых

Люди извечно не были удовлетворены наличествующей реальностью и стремились хоть как-то ее преобразить и придать ей глубину самыми разными способами, например, за счет представлений о том, что за ее пределами есть Нечто Еще. Загадочное Нечто Еще могло быть, к примеру, «иным» миром, что свойственно для некоторых религий или реальностью, рожденной в воображении писателей и художников. Однако, не только люди искусства, известные своими полетами фантазии, которая подчас заводит их в «Царства нереального», находили идею иных миров и иных измерений странно привлекательной. Как пишет Краусс:

«В привилегии искусства и литературы входит возможность создавать воображаемые миры, которые заставляют нас пересматривать наше место в мире. Наука имеет схожее влияние: она тоже раскрывает разные виды скрытых миров, но таких, которые могут существовать на самом деле и которые, что важнее всего, мы можем измерить и исследовать. Как бы то ни было, результат один и тот же –  мы получаем новые знания о нашем собственном месте во Вселенной»

В своей книге Краусс обращается к одному из подвидов скрытых реальностей, которые так манят человеческое воображение – к другим измерениям. Признаюсь, эта книга заставила меня посмотреть на некоторые вопросы под другим углом, но в этом и есть предназначение научно-популярной литературы – дать профану причаститься к идеям, занимающим величайшие умы, поманить за собой, возможно, стимулировать заняться исследованием какого-то вопроса более детально, может быть, даже профессионально, кто знает. Хорошая научно-популярная литература должна стимулировать аппетит к знаниям, и эта книга отлично справляется со своей задачей.

Платоновские тени  и современная физика

Если начинать с начала, как того требует логика нашего линейного четырехмерного пространства (ведь время тоже измерение, связанное с другими в рамках специальной и общей теории относительности), нельзя не упомянуть Платона, и Краусс его, естественно, упоминает, представляя в новом свете известные многим мысли философа:

«Только путем изучения абстракций, существующих в уме <...> человек может освободиться от цепей, которые привязывают нас к неповоротливому миру наших чувств. Эти мысли Платона кажутся пугающе современными. В то время как его собственные абстракции, через двумерные тени трехмерных объектов, подготавливали разум его современников к мысли о бесконечных возможностях существования, какие же тайны может помочь открыть нам современная математика?»

В самом деле, всем известна аллегория Платона с узниками, прикованными в пещере и тенями, которые отбрасывают на стены объекты за их спиной. Узники видят только тени. Легче всего рассматривать эту аллегорию в философском плане, но эта странная мысль Платона о мире идей, как истинном мире, и о мире вещей, как о его бледном отражении, парадоксальным образом откликается в современном мире, где существуют научные теории, утверждающие, что все фундаментальные взаимодействия, такие как электромагнитное, сильное, слабое и гравитация, то есть все силы, благодаря которым мы существуем, в принципе, могут быть различными проявлениями одной, неизвестной нам силы, действующей в другом, недоступном нам измерении, которая проявляется в известных нам измерениях в виде этих, на наш взгляд, разных сил. Если смотреть с этой точки зрения, то так ли сильно наш мир отличается от мира теней Платона?

В античности строгого разделения между философией и естественными науками, какое мы наблюдаем сейчас, не было, поэтому мы, с сомнительным на то правом, можем назвать Платона также первым физиком-теоретиком, который пытался свести пестрое многообразие явлений окружающего мира к проявлениям сущности, которая имеет своим домом не наши измерения, но способна по-разному проявлять себя в них. В тенях на стене, которые давно стали притчей во языцех, что стерло первоначальную остроту образа, можно рассмотреть и геометрический смысл: обычная для нас тень – это проекция трехмерного мира на двухмерный, подобно этому никто не может запретить нам рассматривать объект в пространстве с тремя пространственными измерениями как проекцию объекта из другого измерения с большим количеством измерений. Но тут ограниченность нашего сознания проявляет себя во всей красе: проекцию на двухмерную плоскость мы можем представить легко, а вот визуализировать дополнительное, пусть даже пространственное, измерение нам представить чрезвычайно трудно. Но не невозможно.

Чарльз Говард Хинтон, английский математик и писатель, к примеру, практически всю свою творческую энергию посвятил попыткам визуализировать четвертое пространственное измерение и помочь в этом трудном деле своим современникам. Кроме того, он стал отцом термина «тессеракт», который, без сомнения, не знают сегодня только новорожденные младенцы и пара десятков благородных дикарей в амазонских лесах. Хотя, у последних может быть своя концепция дополнительных измерений и она, возможно, ненамного менее доказуемая чем те, которыми оперирует физика сейчас.

При упоминании о других измерениях у многих людей также может всплыть в памяти «Алиса в Зазеркалье» Льюиса Кэролла. В самом деле, Алиса – самая известная путешественница в другие измерения в западной культуре. Но можно ли назвать место, в которое попадает Алиса, другим измерением? Ведь это скорее набор других измерений, ведь там существуют предметы и там можно перемещаться. То есть, это не «надстройка» над нашим миром, а отдельный мир. Является ли эта книга плодом интереса Кэролла к другим измерениям или «пощечиной общественному вкусу», где он иронично описывает восторженное отношение современного ему полупросвещенного общества к другим измерениям, без всякого желания вникнуть в их суть, и его удовлетворенность чисто внешней сенсационностью с оттенком скандальности? Реальны ли другие миры, обладающие достаточными размерами для того, чтобы вместить похожую на нашу Вселенную?

Оказывается, теория существования других измерений, сопоставимых с нашим по размерам, очень молода: чаще всего ученые оперируют так называемыми «свернутыми» измерениями. Первым в математическую физику ввести пятое измерение предложил немецкий ученый Теодор Калуца, позже он забросил свою теорию, несмотря на некоторые многообещающие результаты, потому как пятое измерение упорно избегало ловушек формул. Шведский физик Оскар Клейн реанимировал теорию Калуцы и до некоторой степени развил ее, но все так же не смог накинуть математическую сеть на такое неуловимое, но такое необходимое пятое измерение.

Сейчас эта теория известная как теория Калуцы-Клейна и является первым экспонатом в длинном ряду теорий, оперирующих, с переменным успехом, «свернутыми измерениями». Такие измерения существуют в теории, но они настолько ничтожно малы, что мы просто не в состоянии их разглядеть. Тут хороша аналогия, которую использует Краусс в своей книге. Она заключается в следующем: даже соседнюю с нами галактику, Туманность Андромеды, разглядеть с использованием современной техники чрезвычайно сложно. Почти невозможно рассмотреть каждую отдельную звезду, а ведь звезды, по нашим масштабам, велики! Теперь представьте, что вам нужно рассмотреть в этой соседней галактике не отдельные звезды, а отдельные атомы... Вот так, приблизительно, воспринимается задача обнаружения этих загадочных свернутых измерений, которые, тем не менее очень сильно влияют на наше измерение, если верить теоретикам.

Ключ от двери в зазеркалье

Однако, эта книга вышла в 2006 году и уже тогда была пара идей, которые робко обещали ученым возможность доказать существование других измерений в самой что ни на есть обыденной реальности.

Одержимых идеей создания Теории всего (GUT) ученых всегда подстерегала проблема, нагло появлявшаяся всякий раз, когда они собирались доказать, что все силы на каком-то определенном уровне равны – проблема калибровочной иерархии. Наиболее вопиющее ее проявление видно в несоразмерной слабости гравитации, по сравнению с другими силами: шарик с гелием легко поднимается в воздух, то есть противодействует силе притяжении всей планеты, но ничтожного заряда статического электричества хватит, чтобы он плотно приник к стене. Одним из путей преодоления этой проблемы является введение дополнительных измерений. Краусс пишет об интересных гипотезах, которые предполагают, что дополнительное измерение может и не быть настолько малым, чтобы быть навсегда защищенным от любопытного человеческого взгляда – у нас может быть надежда.

Рассуждение в самых общих чертах такое: возможно, что привычное нам положение дел, когда сила гравитации понижается в обратном соотношении к квадрату расстояний между объектами, имеет место только в масштабах мира больше некоторого определенного значения, скажем, миллиметра (ведь сила гравитации хорошо измерена человеком для макроскопических объектов, но она никогда не измерялась для объектов, которые размером меньше того же самого миллиметра). Наглядно представить этот процесс можно с помощью идеи Майкла Фарадея о силовых линиях, которые он представлял для создания интуитивно понятного образа того, как электрические силы уменьшаются обратно пропорционально квадрату расстояния. «Следует помнить, что, если силовые линии расходятся во все стороны от заряженной частицы, число силовых линий на единицу площади при пересечении любой поверхности будет уменьшатся обратно пропорционально данной площади, то есть, что эквивалентно, обратно пропорционально квадрату расстояния от источника». Ниже приведена иллюстрация из книги, и это необходимо, так как при упоминании словосочетания «силовые линии», мы представляем их несколько иначе. Вот как их следует представлять, чтобы следовать пути рассуждения автора:

Итак, предположим, согласно гипотезе Аркани-Хамеда (Nima Arkani-Hamed), что на расстояниях меньше пресловутого миллиметра уже можно заметить влияние другого измерения в том, что скорость уменьшения гравитации происходит не обратно пропорционально квадрату расстояния, а кубу этого расстояния, так как силовые линии распространяются и в этом дополнительном измерении тоже. Если же дополнительных измерений два, то в сфере влияния следующего мы уже будет оперировать не квадратом и даже не кубом расстояния между объектами, а его четвертой степенью. В этой гипотезе необходимо присутствие двух измерений, так как согласно расчетам, если бы дополнительное измерение было одно, то оно было бы величиной с нашу Солнечную систему, а уж это бы мы наверняка заметили.

Вторая гипотеза – Рэндалла-Сандрама (Randall-Sundrum) – более утонченная, она гласит, что на самом деле может существовать измерение по размерам сравнимое с нашим. Авторы этой гипотезы начинали с дополнительного измерения, более чем скромного по своим размерам и сильно искривленного, но не полностью изолированного от наших привычных измерений. Согласно их идее, гравитация слаба именно в нашей трехмерной вселенной, а в параллельной трехмерной «бране», которая может быть отделена от нашей поистине микроскопическим расстоянием, сила гравитации может быть равна всем другим силам. Тогда наша ситуация – просто вселенская случайность.

Иными словами, не исключена вероятность существования миров с размерами, сопоставимыми нашему миру, но, возможно, с чрезвычайно отличающимися законами физики, которые бы не позволили нам посещать их так легко, как это сделала Алиса – мы просто бы не смогли там дышать, двигаться, видеть и так далее (не самый приятный вояж, согласитесь). Кроме всего прочего в рамках этой теории наш мир представляет собой еще более сумасшедший конструкт из трех так называемых «бран» (нет, это слово не происходит от слова «баран», которым себя чувствуешь, пытаясь понять, хотя бы в общих чертах, то, о чем рассуждают физики-теоретики). Сам термин – это часть слова «мембрана», а означает он гипотетическую поверхность, которую образуют незакрепленные концы струн... Но это уже другая песня.

Думаю, данная книга стоит того, чтобы последовать этому совету, и это не так опасно, как съесть пирожок или выпить непонятную жидкость из пузырька, что, однако, делала небезызвестная Алиса, желая исследовать новый мир.

К сожалению, перевод книги на русский язык мне найти не удалось, но могу порекомендовать ее даже тем, кто не считает уровень своего знания английского языка чрезвычайно высоким – книга написана достаточно простым, человеческим языком и читается очень хорошо. На самом деле, она дает даже больше, чем то, что ожидаешь в начале чтения: неожиданно можно встретить интересные идеи, которые дают возможность взглянуть под другим углом даже на некоторые явления искусства или узнать о существовании странного фильма «Приключения Букару Банзая в восьмом измерении», или пополнить свой список «Нужно прочесть» несколькими многообещающими названиями.

Так что для всех очарованных дополнительными измерениями книга Краусса может послужить хорошей подмогой для более глубокого понимания этого феномена, насколько это возможно для неспециалиста. Но, как с присущим ему чувством юмора неоднократно отмечает Краусс, даже сами специалисты зачастую не могут ясно представить себе всю величественную сложность вавилонской башни измерений.

Рекомендуем прочесть:

1. Лоуренс М. Краусс – «Страх физики».

2. Лоуренс М. Краусс – «Вселенная из ничего»

Автор: Любовь Василец
314