Истинный творец всего. Как человеческий мозг сформировал вселенную в том виде, в котором мы ее воспринимаем

Путем введения концепции вселенной без времени Эйнштейн завершил «государственный переворот», начатый его товарищами по мозгосети Галилеем и Ньютоном, предложив так называемую блок-вселенную, в которой время фактически рассматривается в качестве еще одного пространственного измерения. Этот переворот стал еще более ощутимым, когда в 1909 году, всего через четыре года после опубликования Эйнштейном своей теории, один из его бывших профессоров из Цюриха математик Герман Минковский предложил геометрическую формулировку специальной теории относительности Эйнштейна. Для этого Минковский соединил три традиционных измерения пространства со временем, создав четырехмерный пространственно-временной континуум, отвечающий за все перемещения во вселенной в геометрических терминах.

В мгновение ока одного математика швейцарская ментальная абстракция — пространственно-временной континуум — полностью удалила время из вселенной.

Ли Смолин приводит еще одну прекрасную метафору для описания произошедшего в общем контексте, цитируя знаменитого математика Германа Вейля, который так выразился о значении достижений Эйнштейна: «Объективный мир просто есть, в нем ничего не происходит. Лишь в моем сознании, движущемся параллельно с моим телом, фрагмент мира оживает как мимолетный образ в пространстве, постоянно изменяющийся во времени».

Наверное, теперь вы поняли, почему я, нейробиолог, предложил вам путешествие в глубины умственных построений, подвигнувших Эйнштейна совершить революцию. Сохраните слова Вейля в своей долгосрочной памяти, поскольку я вернусь к ним через некоторое время.

Если еще существовали препятствия, сдерживавшие Эйнштейна в применении более глубокого математического описания вселенной, особенно такого, которое включало в себя новое представление о гравитации, вероятно, широкое распространение и принятие специальной теории относительности в математической формулировке Минковского заставило Эйнштейна идти до конца.

На протяжении следующего десятилетия Эйнштейн одержимо искал новое геометрическое описание вселенной. Конечный результат этого героического поиска стал известен как общая теория относительности. С помощью математического аппарата для описания поведения многомерных кривых, или многообразий, также называемого геометрией Римана, Эйнштейн делал все новые и новые открытия. Первой важной революцией, ставшей результатом его ментальной абстракции, было введение понятия о том, что основание вселенной — пространственно-временной континуум Минковского — является не жестким и фиксированным, а скорее динамическим. Это означает, что оно может изгибаться и складываться, способствуя распространению волн.

Но каков источник волн, проходящих через пространственно-временной континуум вселенной? Ответ на этот вопрос, немедленно подорвавший ньютоновскую вселенную изнутри, оказался самым невероятным: гравитация!

Продвигаясь в генерализации концепции падающих тел, Эйнштейн предположил, что гравитация проявляется во вселенной не в качестве действующей на расстоянии силы (как в классической модели Ньютона), а скорее в качестве искривления пространственно-временного континуума, вызванного массой планет и звезд. В соответствии с очень симпатичным описанием Ли Смолина, «планеты вращаются вокруг Солнца не потому, что Солнце их притягивает, а потому что оно своей огромной массой искривило геометрию пространства-времени и геодезические [линии] замкнулись в орбиты».

Во вселенной Эйнштейна гравитационные волны создаются движением массивных небесных тел по всему космосу и несут в себе информацию о мельчайших подробностях этого небесного танца. Еще интереснее то, что, поскольку гравитационные волны начали возникать с момента рождения нашей Вселенной в результате Большого взрыва, новые способы их обнаружения могут дать нам уникальную информацию о космических событиях до момента отщепления фотонов — в так называемую эпоху рекомбинации, когда фотоны выделялись и испускались в форме света, не успевая захватываться другими частицами. В таком контексте пространственно-временной континуум можно сравнить с гигантским вибрирующим набором струн, непрекращающиеся колебания которых несут в себе все подъемы и спуски в истории волновых колебаний космоса. Именно эти колебания пространственно-временного континуума в форме крохотных гравитационных волн недавно были впервые измерены в Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO), и это достижение еще раз подтвердило справедливость общей теории относительности Эйнштейна, а в 2017 году три участника этого проекта были удостоены Нобелевской премии по физике.

Радикализацию хода мыслей Эйнштейна можно оценить с помощью еще одной подходящей цитаты из книги Ли Смолина: «Материя влияет на изменения в геометрии точно так же, как геометрия влияет на движение материи. Геометрия становится аспектом физики, как и электромагнитное поле… Гипотеза о том, что геометрия пространства динамична и зависит от распределения материи, подтверждает мысль Лейбница об относительности пространства и времени».