Знание-сила, 2005 № 11 (941)

«Любая теория квантовой гравитации предполагает частицу «гравитон» — квант гравитации, точно так же как фотон — квант света. Наличие фотонов легко обнаружить, как показал Эйнштейн, по электронам, выбитым с поверхности металла под действием света. Но гравитационное взаимодействие неимоверно слабее электромагнитного, и, чтобы обнаружить гравитон по электрону, выбитому с поверхности металла под действием гравитационных волн, пришлось бы ждать дольше, чем позволяет возраст Вселенной. Но если отдельные гравитоны невозможно наблюдать в эксперименте, значит они не имеют никакой физической реальности. Можно считать их несуществующими, подобно эфиру XIX века. И тогда гравитационное поле, описываемое теорией Эйнштейна, — это чисто классическое поле безо всякого квантового поведения».

Две убийственные аналогии как два кинжальных удара.

Весь XIX век физики верили, что все сушес погружено в вездесуший эфир, и мучились над все более проклятым вопросом, каким законам подчиняется эта универсальная, но неуловимая среда, в одних отношениях похожая на твердое тело, в других — на сверхразряженный газ. Мучения прекратил Эйнштейн, сказав, что неуловимость эфира означает, что ловить просто нечего, и объяснив коллегам, что без понятия эфира можно прекрасно обойтись. Дайсон предложил последовать примеру Эйнштейна.

Есть, правда, важное отличие. Неуловимый эфир был просто пережитком древнегреческих времен, пусть даже и воспетым Пушкиным: «Ночной зефир струит эфир» (зефиру в этом смысле повезло больше, — каждый человек знает его вкус). А гравитон — это, скорее, «недожиток». И причину неуловимости гравитона вполне может уловить даже школьник, если у него по физике больше тройки.

Такой школьник в упомянутом «выбивании электронов с поверхности металла под действием света» легко узнает фотоэффект. Ведь этот эффект не только принес Нобелевскую премию Эйнштейну, но и прочно вошел в обыденную жизнь. Каждый пассажир метро, проходя через турникет, участвует в этом явлении, точнее — в прерывании его. Поэтому школьник легко поверит, что обнаружить фотон — минутное дело. Он может сам подсчитать во сколько раз гравитационные силы в микромире слабее электрических, если вспомнит закон Кулона и ньютоновский закон всемирного тяготения. А подсчитав, сможет убедиться, что гравитону не найти применения в народном хозяйстве просто потому, что самого гравитона не найти, даже если его искать днем с огнем.

Использованные в упомянутых законах физические константы знали сше до того, как слова «гравитация» и «квант» соединились в одном предложении. И соединил их впервые сам Эйнштейн, в 1916 году, через несколько месяцев после создания своей теории гравитации и спустя 11 лет после того, как ввел в физику понятие фотона. Предложение его звучало так: «квантовая теория должна модифицировать не только максвелловскую электродинамику, но также и новую теорию гравитации».

Дайсон прекрасно знал, на что поднял руку. Ведь сделал он это в рецензии на книгу, автор которой Б. Грин, профессионально занимаясь квантованием гравитации как физик и литератор, своей книгой побил кассовые рекорды научной популярности. И на ниве квантовой гравитации, кроме Грина, трудятся еще многие и многие профессионалы. Чтобы как-то оценить их число, я воспользовался интернетным каталогом Гарвардской библиотеки. Оказалось, что за последние тридцать лет издано более 90 книг, в аннотациях которых фигурирует выражение «квантовая гравитация», а у шести десятков книг оно входит прямо в название. В прошлом году, прямо для нас, итог подвели две солидные монографии с одинаковым лаконичным названием «Quantum Gravity», изданные крупнейшими научными издательствами. Там много чего написано о струнах, клавишах и прочих физико- математических инструментах, но общий итог всей этой музыки таков: проблема квантовой гравитации остается широко открытой.

Не слишком ли много книг для теории, которой пока еще нет? Так, видно, подумал Дайсон. А вслух смиренно признал, что перестал следить за неустанными усилиями своих молодых коллег. Он допускает, что кажется им старой вешалкой, отставшей от скоростного поезда научного прогресса. Но это его не очень беспокоит, ему самому когда-то такими вешалками казались пожилые Эйнштейн и Дирак. И он не ставит под вопрос хитроумные формулы в тех многочисленных книгах. А ставит свой простой вопрос, в котором гравитон зажат между фотоном и эфиром. И сам же дает простой ответ.

Откуда у него такая смелая независимость от столь внушительного общественного мнения?

Одна из причин в том, что о фотоне он знает больше многих других. Ведь фотон от рождения до смерти подчиняется квантовой электродинамике, а Дайсон — один из создателей этой теории, вместе с Р. Фейнманом, Ю. Швингером и С. Томонагой. Прихоть Альфреда Нобеля, решившего, что одной премией можно награждать не больше трех человек, сделала Дайсона четвертым лишним на нобелевской церемонии 1965 года, но, не беспокойтесь, — он получил многие другие награды, включая российскую премию им. И.Я. Померанчука.