На лужайке Эйнштейна. Что такое ничто, и где начинается всё - Гефтер Аманда


На лужайке Эйнштейна. Что такое ничто, и где начинается всё читать книгу онлайн
Вселенная выглядит так, словно ее объем конечен, и время ее существования также конечно. Значит, вопрос о ее возникновении не лишен смысла: может быть, ей предшествовало ничто? Ни пространства, ни времени, ни материи, ни существования? Можно ли себе представить ничто? Такой неожиданный вопрос задал Аманде Гефтер ее отец Уолтер Гефтер, когда ей было всего пятнадцать лет. Так получилось, что этот странный вопрос определил всю ее дальнейшую судьбу. Аманда стала погружаться в пучину современной физики и разбираться в хитросплетениях современной философии. Принято считать, что современная физика делается так далеко за пределами обыденного опыта, что только строгость и мощь используемого ею математического аппарата может обеспечить физику-теоретику подобие путеводной нити в его исследованиях, а философия может ему только помешать. Аманда Гефтер блестяще опровергает оба тезиса: журналистская непосредственность и философская проницательность помогают ей научиться видеть смысл формул, почти не обращая внимания на сами формулы, благодаря этому она добивается признания лучших физиков планеты и разговаривает с ними на равных.
Практически все оказалось взаимосвязано. Мы говорили людям, что пишем книгу, чтобы расспросить их про загадки Уилера, и, в свою очередь, решения этих загадок позволило бы нам, наконец, написать свою книгу. Это была жизнь, имитирующая магическое искусство. Самозапускающееся заблуждение.
Центр астрономии и астрофизики имени Кэхилла в Калифорнийском технологическом институте располагается в здании, выстроенном в странном современном стиле. Оно выглядит так, как будто его возводила калибровочная сила, совмещая несколько несоответствующих друг другу систем отсчета.
Мы с отцом приехали в город Пасадену в Калифорнии, чтобы поговорить с Кипом Торном, одним из бывших студентов Уилера. Я заметила, что отец взволнован перед встречей со знаменитым физиком.
– Я всегда думаю о нем как о герое фильма «Звездный путь», – сказал он, когда мы подошли к зданию.
Чтобы найти дорогу от вестибюля на первом этаже до кабинета Торна, потребовалось немало усилий. Мы долго плутали в странной хитроумной системе коридоров.
Торн действительно немного походил на капитана Пикара – такой же высокий и лысый, но с остроконечной козлиной бородкой. Он любезно нас приветствовал и предложил присесть.
– Мы разговаривали с Джоном Уилером на конференции несколько лет назад, и он тогда сказал две довольно загадочные фразы, – начала я. – Он сказал, что Вселенная – это самонастраивающийся контур, а затем, в ответ на вопрос о Вселенной, образованной из ничего, он сказал, что граница границы равна нулю. Можете ли вы рассказать нам что-нибудь о том, что эти фразы означают?
– Рассуждая математически о границе границы, вы можете рассчитывать вывести некоторые геометрические свойства пространства-времени, например его кривизну. Я не знаю, как использовать это в объяснении рождения Вселенной. Эта идея никогда не казалась мне особенно полезной. Мы с Джонни расходились во мнениях относительно полезности этого принципа.

Мы с папой и Кипом Торном (в центре).
Фото: Д. Э. Бойд.
Было ясно, что Торну больше нечего сказать по этому поводу. В своей системе отсчета он видел сейчас две копии одного и того же разочарованного лица.
– Хорошо, – сказала я. – А что вы можете сказать насчет самонастраивающегося контура?
– Существует точка зрения, принятая и Уилером, согласно которой системы становятся классическими только тогда, когда за ними наблюдают. До наблюдения их поведение не определено, в соответствии с законами квантовой механики. Наблюдение обрезает волновую функцию. Таким образом, Уилер представлял себе рождение и эволюцию Вселенной как квантового объекта, до тех пор пока ее естественное развитие не привело к возникновению жизни. Живые существа оказались в состоянии проводить наблюдения, доопределяя состояние Вселенной и делая его классическим. Контур оказывается самонастраивающимся в том смысле, что наблюдения проводятся изнутри Вселенной, а не извне. Когда я говорю это, все звучит довольно просто, но, на мой взгляд, идея гораздо глубже, чем кажется.
Я кивнула.
– Именно биологическая жизнь необходима, чтобы проводить наблюдение?
– Я думаю, что он так считал, – сказал Торн. – Разумные существа возникают по мере естественного развития Вселенной. Есть человек, который поможет вам глубже разобраться в этом вопросе, – это Войцех Журек. Он работал с Уилером в Техасе, когда Уилер развивал эту идею. Я провел очень мало времени с Уилером в те годы, но уверен, что это очень глубокая мысль. Журек – лучший в мире эксперт в этой области.
– А вы что думаете о наблюдателях? – спросила я, надеясь, что Торн может что-то добавить.
– Я склоняюсь к мнению, что они вообще не имеют никакого значения, – сказал он.
Не имеют никакого значения? Как же можно добраться до окончательной реальности без учета различий в том, что они видят?
– Мы пришли к выводу, что инвариантность, независимость от позиции наблюдателя – это основной критерий, позволяющий судить об окончательной реальности чего-либо, – сказала я. – Но мы не думаем, что наблюдатели должны обязательно быть разумными и вообще живыми в каком-либо смысле. Просто системы отсчета.
– То есть вы не считаете реальным пространство? И время? – спросил Торн. Он выглядел потрясенным и раздосадованным.
– В конечном счете ни пространство, ни время не реальны, – сказала я, удивляясь его реакции. «Не стоит обижаться на меня, – подумала я. – Пожалуйста, все претензии к Эйнштейну!»
– Вы не согласны?
– Как физики мы были чрезвычайно успешны в построении математических моделей, которые обладают большой предсказательной силой, но мы не смогли разработать набор инструментов и критериев, чтобы ответить на вопрос, что такое окончательная реальность. Я думаю, что философы в этом вопросе ориентируются намного лучше. Но только философы, разбирающиеся в физике, смогут добиться успеха на этом пути. Я предпочитаю не спрашивать, что такое окончательная реальность.
Достаточно честно, подумала я, хотя и трудно было представить, что ученик Уилера мог испытывать отвращение к фундаментальным вопросам.
– Разве Уилер не оказал влияние на ваше мышление как физика? – спросила я.
– У Уилера была поразительная способность догадываться о причинах явлений, опираясь на физическую интуицию. Осознание ее мощи и эффективности сильно на меня повлияло. Уилер сделал много больших открытий с помощью интуиции, хотя в конечном счете их следовало проверить с помощью математики. Из физиков моего поколения наиболее эффективно пользовался подходом Уилера Стивен Хокинг. По понятной причине он не мог делать сложные математические вычисления после того, как у него парализовало руки, поэтому его главным инструментом стала сильная физическая интуиция – плюс способность к решению геометрических и топологических задач в уме.
– Вы можете рассказать какие-нибудь истории об Уилере? – спросил отец.
– Я расскажу вам одну, – предложил Торн. – Сейчас ведется много дискуссий по поводу идеи ландшафта в теории струн. Некоторые квантовые законы, имеющие определенный вид в нашей Вселенной, возможно, выглядят совсем иначе в других вселенных.
И Торн рассказал, как Уилер – по обыкновению, одним из первых – много думал об этой проблеме. Суть заключалась в том, что законы физики не существуют в каком-то мире идей, платоновской области за пределами Вселенной, а рождаются вместе с рождением вселенной и умирают вместе с ее смертью. Он даже придумал подходящее слово – «мутабельность».
– В 1971 году Уилер получил приглашение провести семестр в Калтехе. Как-то мы с ним и Фейнманом пошли пообедать в ресторан «Бургер Континенталь». Уилер рассказывал нам об этой мутабельности и спросил: «От чего же могут зависеть законы в нашей Вселенной?» Фейнман повернулся ко мне и сказал: «То, что говорит этот парень, кажется дичью. Но все, что он говорит, кажется дичью!»
Мы все засмеялись.
– А над чем вы работаете сейчас? – спросила я.
– У меня творческий поиск в других сферах, – ответил Торн. – Я снимаюсь в двух научно-фантастических фильмах в Голливуде и пишу статьи для Playboy.
Отец громко рассмеялся, но быстро понял, что смех неуместен, закашлялся и, нахмурив лоб, постарался быть серьезным:
– Что же побудило вас так поменять сферу деятельности?
– У меня хорошие гены, и я, наверное, проживу до ста лет, – сказал Торн. – Но я не могу продолжать делать действительно большую теоретическую физику в течение длительного времени. Я решил, что сейчас как раз подходящее время изменить направление деятельности и заняться тем, что я смогу делать в течение нескольких десятилетий. Кроме того, мне стало скучно.
– Облом вышел, – сказала я, когда мы вернулись в отель.
Мы надеялись получить ответы на некоторые вопросы, а получили только вербальный эквивалент пожиманию плечами. Торн не видел никакого глубокого смысла во фразе о границе границ, он очень много говорил о том, что эта идея бесполезна.