Стивен Хокинг. Непобедимый разум

Выступая в Кембридже в 2011 году, специалист по теории струн Брайан Грин заявил, что его коллеги “счастливее свиней в грязи”, но так дело обстояло не всегда. В годы, предшествовавшие этому замечанию, – с конца ХХ века, – “хлев” выглядел не столь уж привлекательно. Уже к 1986 году стало ясно, что вариантов сворачивания дополнительных измерений угрожающе много[394], и это воспринималось как существенный изъян теории струн. Однако в тот же самый год Андрей Линде ободрил коллег, заявив в первой статье о постоянной инфляции, что многообразие типов компактификации (сворачивания) “надо рассматривать не как недостаток, а как преимущество этих теорий, поскольку тем самым возрастает вероятность существования мини-вселенных с жизнью нашего типа”[395].

Прорыв произошел в 1997 году, когда Мальдасена, работавший в ту пору в Гарварде, ввел концепцию дуальности ADS – CFT[396], то есть установил связь между традиционной теорией квантового поля и одной из версий теории струн. Вспомним, что дуальностью называется ситуация, когда две принципиально разные (иногда с виду даже противоречивые) теории точно описывают одно и то же явление. Поначалу гипотеза Мальдасены оставалась всего лишь догадкой, но была надежда создать на ее основе прочный фундамент для теории струн, а потому эта гипотеза оказала заметное влияние на развитие самой теории струн. Из соответствия ADS – CFT вытекали также существенные выводы, позволявшие увязать теорию струн с мирами на бране[397], и Хокинг надеялся тут же найти и решение информационного парадокса – лишний довод в пользу того, что информация не теряется[398].

И снова разочарование. В 2000 году Джо Полчински из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Рафаэль Буссо из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили, что фундаментальные уравнения теории струн имеют поистине астрономическое количество решений, каждое из которых оказывается особым, отличающимся от других способом описать вселенную. Понадобилось время, чтобы разобраться, есть ли среди этих решений сколько-нибудь стабильные, но к 2003 году удалось ответить и на этот вопрос. Решений набралось всего 10⁵⁰⁰, и проблема заключалась в том, что тем самым теорию струн никогда не удастся ни доказать, ни опровергнуть. Любые экспериментальные результаты укладывались бы в нее. А как мы уже обсуждали в главе 2, для теории это не очень-то хорошо.

И вновь на помощь пришел Андрей Линде, напомнив, что дело обстоит не так уж плохо, ведь именно это предсказывала теория вечной инфляции.

Рассмотрим для начала проблему свертывания… или отсутствие таковой.

Свертывание как олимпийский вид спорта

При возникновении новой вселенной не все пространственные измерения, предсказанные теорией струн, подвергаются инфляции. Некоторые из них так и остаются невидимыми, но играют важную роль в определении формы новой вселенной. Теоретики понемногу убеждались, что измерения свернуты не произвольно. Именно тем, как они свернуты, определяются наблюдаемые в конкретной вселенной законы.

На рубеже 1980-х и 1990-х годов, размышляя над загадкой кротовых нор и молодых вселенных, Хокинг предположил, что массы частиц и другие фундаментальные числа могут оказаться разными для разных вселенных. Возможно, думал он, это “квантовые переменные”, числа, фиксируемые случайным образом в тот момент, когда возникает очередная вселенная. Бросаем кости и никоим образом не можем предугадать, как они лягут.

М-теория – это уже не бросок костей. В книге “Высший замысел” Хокинг и Млодинов писали: “Конкретной формой внутреннего пространства определяются и размеры физических констант, например, заряд электрона, и природа взаимодействий между частицами”[399]. Иными словами, фундаментальные законы М-теории допускают действие в разных вселенных разных законов природы, подобно тому как Конституция США допускает законотворчество на местных уровнях в штатах. Какими будут локальные законы данной вселенной, зависит от того, как свернутся дополнительные измерения.

Линде с коллегами рассчитали количество способов, которыми могут свернуться дополнительные измерения: каждый способ – особая вселенная[400]. Огромное число превосходит всякое воображение. Свертывание – массовый олимпийский спорт. “Многообразие” – какое-то слабое название для этого. Жаль, что с нами нет уже Джона Уилера, мастера придумывать термины.

Нисходящий анализ

В начале десятилетия Хокинг и Турок оставили горошинку-инстантон вызревать, а сами занялись другими делами. Турок все более проникался верой в “циклические” модели, согласно которым вселенная после Большого взрыва расширяется, а потом снова сокращается в Большом сжатии и вновь расширяется в Большом взрыве, и так далее снова и снова.