Уравнение Бога. В поисках теории всего

Аналогично будь гравитация чуть слабее, Большой взрыв, возможно, завершился бы Большим замерзанием – появлением мертвой, холодной расширяющейся вселенной. Будь она чуть сильнее, мы, возможно, кончили бы Большим сжатием, и вся жизнь выгорела бы. Однако наша гравитация ровно такая, какой должна быть, чтобы позволить звездам и планетам сформироваться и просуществовать достаточно долго для появления жизни.

Можно составить целый список этих случайностей, которые делают жизнь возможной, и каждый раз мы оказываемся в центре так называемой зоны Златовласки, или зоны обитаемости. Так что Вселенная – это гигантская лотерея, и мы выиграли джекпот. Но, согласно теории мультивселенной, это означает, что мы сосуществуем с громадным количеством мертвых вселенных.

Не исключено, что антропный принцип действительно может выделить нашу Вселенную из миллионов существующих в ландшафте вселенных, поскольку в ней имеется разумная жизнь.

Мой собственный взгляд на теорию струн

Я работаю над теорией струн с 1968 г., так что у меня имеется на ее счет собственное мнение. Как ни крути, эту теорию в окончательном виде еще только предстоит сформулировать. Так что сравнивать теорию струн и нынешнюю Вселенную пока рано.

Одна из особенностей теории струн состоит в том, что она развивается задом наперед, открывая по пути новую математику и новые концепции. Примерно каждое десятилетие в теории струн случается откровение, меняющее наши представления о ее природе. Я был свидетелем трех таких революций, но тем не менее нам только предстоит представить теорию струн в ее полном виде. Мы пока не знаем ее окончательных фундаментальных принципов. Только после их появления можно сравнивать теорию с результатами эксперимента.

Открытие пирамиды

Мне нравится сравнивать исследование теории струн с поисками сокровищ в египетской пустыне. Представьте, что в один прекрасный день вы спотыкаетесь о маленький камешек, торчащий из песка в пустыне. Вы сметаете с камня песок и начинаете понимать, что на самом деле это верхушка гигантской пирамиды. После многолетних раскопок вы находите в ней странные помещения и предметы искусства. На каждом этаже обнаруживаются новые сюрпризы. Наконец, раскопав множество этажей, вы добираетесь до последней двери и уже готовы открыть ее, чтобы выяснить, кто построил эту пирамиду.

Лично я считаю, что мы еще не добрались до нижнего этажа, поскольку всякий раз при анализе теории в ней открываются все новые математические слои. Нам предстоит раскопать еще не один слой, прежде чем мы сможем сформулировать теорию струн в ее окончательном виде. Иными словами, теория умнее нас.

Теорию струн можно выразить с помощью струнной теории поля одним уравнением длиной около дюйма. Но в десяти измерениях нам потребуется уже пять таких уравнений.

Если теорию струн можно выразить в виде теории поля, то для M-теории это по-прежнему невозможно. Впрочем, все же есть надежда, что когда-нибудь физики найдут одно-единственное уравнение, которое выразит M-теорию. Широко известно, что мембрану (которая способна колебаться множеством способов) очень трудно выразить в форме теории поля. Как следствие, M-теория состоит из десятков разрозненных уравнений, которые волшебным образом описывают одну и ту же теорию. Если мы сумеем записать M-теорию в виде теории поля, то, по идее, она полностью должна выводиться из одного-единственного уравнения.

Никто не в состоянии предсказать, когда это произойдет и произойдет ли вообще. Но публика, которая видит хайп и суету вокруг теории струн и отсутствие понятного результата, начинает проявлять нетерпение.

Даже в кругу физиков – специалистов по теории струн заметен пессимизм в отношении ее перспектив. Как выразился однажды нобелевский лауреат Дэвид Гросс, теория струн подобна вершине горы. Когда альпинисты восходят на гору, ее вершина все время хорошо видна, но, кажется, отступает, по мере приближения к ней. Цель дразняще близка, но неизменно ускользает от вас.

На мой взгляд, это естественно, поскольку никто не знает, когда суперсимметрию удастся обнаружить в лаборатории и удастся ли вообще, но на ситуацию нужно смотреть под определенным углом. Суждение о верности или неверности теории должно опираться на конкретные результаты, а не на субъективные желания физиков. Конечно, хотелось бы надеяться, что наши любимые теории найдут подтверждение еще при нашей жизни. Это глубоко человеческое желание. Но иногда природа придерживается собственного расписания.

Атомистическая теория, например, нашла реальное подтверждение через две тысячи лет, и лишь недавно у ученых появилась возможность получать реалистичные изображения отдельных атомов. Даже великим теориям Ньютона и Эйнштейна потребовались десятилетия на то, чтобы многие их предсказания были полностью проверены и подтверждены. Существование черных дыр Джон Мичелл предсказал в 1783 г., но только в 2019 г. астрономы получили первые убедительные изображения их горизонта событий.