История твоей жизни

– Хорошо. – Гэри взял кусочек мела и нарисовал схему. – Смотри, это путь, который преодолевает луч света, переходя из воздушной среды в водную. Свет распространяется по прямой, пока не встретит воду. У воды другой коэффициент преломления, поэтому направление луча меняется. Ты об этом слышала, верно?

– Конечно, – кивнула я.

– У пути светового луча есть интересная особенность. Этот путь – самый быстрый из возможных между этими двумя точками.

– Повтори?

– Представь шутки ради, что световой луч движется по этому пути. – Он добавил к схеме пунктирную линию. – Этот гипотетический путь короче, чем тот, по которому в действительности распространяется свет. Но в воде свет распространяется медленнее, чем в воздухе, а большая часть этого пути проходит под водой. Соответственно этот путь займет у луча больше времени, чем настоящий.

– Ладно, поняла.

– Теперь представь, что луч пойдет по другому пути. – Он нарисовал вторую пунктирную линию. – У этого пути подводная часть короче, но в целом он длиннее. Он также займет у света больше времени, чем реальный.

Гэри положил мел и показал на схему белыми кончиками пальцев.

– На любой гипотетический путь потребуется больше времени, чем на настоящий. Другими словами, световой луч всегда распространяется по самому быстрому из возможных путей. Это принцип наименьшего времени Ферма.

– Э-э, интересно. И на это отреагировали гептаподы?

– Именно. Мурхед провел анимированную демонстрацию принципа Ферма перед зеркалом в Иллинойсе, и гептаподы повторили ее. Теперь он пытается добиться символьного описания. – Гэри ухмыльнулся. – Чрезвычайно изящно, да?

– Действительно изящно, но почему я никогда прежде не слышала о принципе Ферма? – Я помахала перед Гэри брошюрой. Это был учебник по физике для начинающих, который предполагалось использовать в общении с гептаподами. – Здесь одни планковские массы да спиновые переходы атомарного водорода, но ни слова о преломлении света.

– Мы ошиблись насчет того, что окажется для вас наиболее полезным, – без всякого смущения сказал Гэри. – На самом деле любопытно, что именно принцип Ферма стал первым прорывом. Хотя его легко объяснить, для математического описания требуется исчисление. И не простое, а вариационное. Мы думали, прорывом будет какая-то простая теорема из алгебры или геометрии.

– Действительно любопытно. Полагаешь, представления гептаподов о простоте не соответствуют нашим?

– Именно. Вот почему мне не терпится увидеть, на что похоже их математическое описание принципа Ферма. – Он расхаживал по кабинету. – Если их версия вариационного исчисления кажется им более простой, чем их эквивалент алгебры, это может объяснить, почему у нас такие проблемы с разговорами о физике. Возможно, вся их математическая система перевернута с ног на голову по отношению к нашей. – Он показал на учебник по физике. – Не сомневайся, мы это исправим.

– Так вы сможете перейти от принципа Ферма к другим областям физики?

– Возможно. Множество физических принципов похоже на Ферма.

– Например, принцип наименьшего гардеробного пространства Луизы? С каких пор физики стали минималистами?

– Ну, слово «наименьший» вводит в заблуждение. Понимаешь, принцип наименьшего времени Ферма неполон. В некоторых ситуациях свет распространяется по пути, который занимает больше времени, чем все прочие. Более точно будет сказать, что свет всегда идет по экстремальному пути, который либо минимизирует, либо максимизирует время. Минимум и максимум обладают определенными общими математическими свойствами, поэтому обе ситуации можно описать одним уравнением. Так что принцип Ферма – не минимальный принцип. Это «вариационный» принцип.

– И есть другие вариационные принципы?

Он кивнул.

– Во всех областях физики. Почти любой физический закон можно переформулировать как вариационный принцип. Они различаются только характеристикой, которая минимизируется или максимизируется. – Гэри взмахнул рукой, словно различные области физики лежали перед ним на столе. – В оптике, где используется принцип Ферма, экстремальное значение принимает время. В механике – другая характеристика. В электромагнетизме – что-то свое. Но математически все эти принципы схожи.

– Значит, получив математическое описание принципа Ферма гептаподов, вы сможете расшифровать и другие.

– Боже, очень на это надеюсь. Думаю, это и есть клин, который мы искали, тот самый, что вскроет их формулировку физики. Это нужно отметить. – Он замер и повернулся ко мне: – Луиза, хочешь поужинать? Я угощаю.

Я немного удивилась.

– Конечно.

Когда ты научишься ходить, я стану свидетелем ежедневных проявлений асимметрии наших отношений. Ты будешь вечно куда-то убегать, и всякий раз, когда ты врежешься в дверную раму или поцарапаешь коленку, я буду ощущать твою боль как свою. Словно я отрастила блуждающую конечность, продолжение меня, чувствительные нервы которого передают боль, а двигательные нервы не подчиняются моим командам. Это так несправедливо: я рожу ожившую куклу вуду для самой себя. Этого не было в контракте, который я подписала. Неужели это часть сделки?