Мир по Эйнштейну. От теории относительности до теории струн

Все эти «очевидности» были беспощадно разрушены мощными ударами со стороны идей, изначально предложенных Эйнштейном. Течение времени – это иллюзия. «Реальность» определяется специальной теорией относительности посредством четырехмерного «пространственно-временного объединения», где ничто не соответствует какому-либо «течению времени» и где невозможно определить понятие «сейчас». Специальная теория относительности говорит также, что понятие материи является эфемерным и что материя может быть создана из энергии или, наоборот, превратиться в неуловимое излучение. Общая теория относительности, в свою очередь, говорит нам, что пространственно-временное объединение на самом деле является объединением вида «пространство-время-сила-материя», где содержимое, т. е. сила-материя, вложено почти неразделимым образом в содержащее пространство-время, деформируя его своим присутствием. Наконец, квантовая теория говорит нам, что это объединение, пространство-время-сила-материя, является не уникальным, а множественным. И эта множественность суть не наложение отдельных пространственно-временных миров, а суперпозиция в одной и той же реальности бесконечного числа пространственно-временных миров, которые «сосуществуют» подобно многократно экспонированной кинематографической картине.

Мы отсылаем читателя к другим источникам для поиска разъяснений, каким образом возможно примирить «повседневный опыт», в частности в отношении течения времени и уникальности действительности, с новой реальностью, определяемой теорией относительности и квантовой теорией{175}. Скажем лишь, что одной из наиболее важных составляющих для осуществления такого примирения является необходимость учитывать природу физических сигналов, лежащих в основе осознания «существования в мире». Для иллюзии времени существенную роль играет необратимый характер кодирования информации в памяти. Для иллюзии уникальности реальности существенную роль играет относительно грубый («крупнозернистый») характер информации, которую наши чувства способны дать нам о реальности, наряду с эффектом отсутствия интерференции между сколь угодно мало различающимися макроскопическими конфигурациями.

Мечты об объединении

Мы уже упоминали «программу объединения», которую Эйнштейн пытался осуществить в течение 30 лет. Эта программа не была реализована в том смысле, что она не привела ни к какому явному результату, способному охватить общую теорию относительности и квантовую теорию и объяснить необходимость разных типов взаимодействий в физике. Тем не менее примечательно, что та теория, которая активно развивается в настоящее время посредством совершенно новых методов, кажется способной реализовать надежды Эйнштейна об объединении. Изначально она получила название «теория струн», поскольку ее исходная идея заключается в том, что элементарные составляющие материи (и силы) являются струнами, а не точечными частицами, как предполагалась ранее.

Напомним, что в течение двух тысячелетий, с тех пор как древнегреческие философы впервые заговорили об атомах и пустоте, материя представлялась состоящей из точечных частиц. Западная физика добавила понятие силы и выявила, что источником этой силы является непрерывное поле, создаваемое материей. Можно представить себе, например, электрическое поле, создаваемое заряженными частицами. Но в 1905 г. Эйнштейн выдвинул революционную идею, что электромагнитное поле фактически состоит из точечных корпускул, квантов света или фотонов. Работы Гейзенберга, Дирака, Йордана, Паули и др. в 1930-е гг. показали, как математический формализм квантовой теории позволяет примирить кажущиеся противоречивыми свойства непрерывного поля и локализованных частиц. Затем благодаря, в частности, работам американского физика Ричарда Фейнмана было показано, что возможно реконструировать полную теорию «квантовых полей», используя основные постулаты квантовой теории динамики точечных частиц.