Краткая теория времени

Однажды Крис сказал мне, что в США молодой исследователь по имени Абей Аштекар сумел переписать общую теорию относительности Эйнштейна в несколько иной форме, что упрощало проблему. По словам Криса, пользуясь формулировками Аштекара, легче подойти к проблеме квантовой гравитации.

Тогда я вылетел в США, опять на собственные деньги, чтобы встретиться с этим ученым, работавшим в университете Сиракуз. Эти Сиракузы были в Америке, а не на Сицилии, но тем не менее мне казалось добрым предзнаменованием то, что нужно ехать в город, называвшийся так же, как город Архимеда, одного из величайших ученых всех времен.

Я провел там два месяца, изучая новый формализм теории относительности, еще не опубликованный. Абей просто излучал энергию. Он уже собрал вокруг себя небольшую группу и руководил ею со всем обаянием человека педантичного и упрямого. Он и его товарищи по работе собирались в одном из залов, и Абей покрывал доски мелким и четким почерком, неутомимо очерчивая «контуры положения дел». Он перечислял все незакрытые вопросы, относительно которых имеются разные мнения. Его образ мыслей был аналитическим: он без конца возвращался к уже сделанным умозаключениям, поправлял их, тщательно проверял, пока на свет не выступала ошибка и не выяснялось, что возможно движение в ином направлении, до того не замеченном. Он не терпел никаких ошибок, никакой неясности в мыслях. Абей воплощал в себе некое магическое равновесие между Востоком и Западом, одну из тех форм познания, которые возникают, когда разные культуры достаточно отважны, чтобы соединиться друг с другом. Я принимал участие в этих встречах Абея и его товарищей.

В то же время я писал свои первые статьи по физике и ходил без приглашения или финансовой поддержки на конференции, где обсуждались волновавшие меня научные вопросы. На одной из конференций, в Санта-Барбаре, я узнал о том, что есть американский исследователь по имени Ли Смолин, пользующийся новым формализмом общей теории относительности, предложенным Аштекаром. Он и его друг Тед Джейкобсон нашли странные решения для уравнения Уилера – Девитта. И я отправился в Йельский университет, чтобы узнать, что у них за решения. Это стало началом большой дружбы.

Йель

Накануне моего отъезда из Сиракуз в Йель моя девушка позвонила из Италии, чтобы сказать, что между нами все кончено. Я был в полном отчаянии и даже хотел отменить поездку. Но отступать было слишком поздно, и я все же отправился в Йель, совершенно упавший духом. Встретившись с Ли Смолином, я начал ему рассказывать о своих исследованиях, но мои глаза вдруг резко повлажнели от слез. Ли изумился. Я объяснил ему причину моего странного поведения. Он тоже рассказал мне о девушке, которую потерял… Мы оставили физику в стороне и провели послеполуденные часы, бороздя воду на небольшом паруснике и разговаривая о жизни и о наших мечтах.

На следующий день Ли стал объяснять мне, с какими сложностями столкнулся, пытаясь осознать новые решения уравнения Уилера – Девитта, полученные вместе с Тедом Джейкобсоном. Стиль мышления Смолина был полностью противоположен стилю мышления Аштекара: он смотрел только вперед. Стремясь проникнуть за завесу тьмы, он угадывал то, что скрыто от нас нашим неведением. Ли без малейших сомнений обращался к самым причудливым идеям, потому что одна-единственная гипотеза, позволяющая продвинуться дальше, стоит тысячи тех, которые придется отбросить. Ли был пророком, человеком того же типа, что и Джордано Бруно, который первым заговорил о бесконечном пространстве, заполненном бесконечными мирами, или Кеплер, который первым высвободил планеты из хрустальных сфер и позволил им следовать чисто математическими траекториями в открытом пространстве. Словом, Ли принадлежал к типу людей, мечтающих о новом взгляде на мир.

Странность решений, предложенных Ли и Тедом для уравнения, заключалась в том, что каждое из них было связано с замкнутой кривой в пространстве, с кольцом, петлей. Что означали эти петли? Во время наших ночных бесед в Йельском кампусе, неутомимо обсуждая эту проблему, мы пришли к одному-единственному ответу: эти петли должны быть линиями Фарадея в квантовом гравитационном поле. Речь шла об отдельных линиях – в отличие от классической теории, в которой поле представляет собой непрерывную сущность, – потому что здесь мы имели дело с квантовой теорией. В квантовой теории гравитационное поле распадается на линии, которые отстоят одна от другой, точно как в квантовой теории электромагнитного поля, где это поле распадается на фотоны.

И поскольку пространство есть не что иное, как гравитационное поле, мы никак не могли утверждать, что это петли находятся в пространстве – ведь они сами и есть пространство! Стало быть, пространство состоит из этих петель. Вот что означали уравнения. Так родилась идея, положившая начало теории, которую сейчас называют петлевой теорией квантовой гравитации и над которой в наши дни работают сотни исследователей по всему миру.