Наука Плоского мира
Шрифт:
Позднее в 2001 году, проанализировав данные, полученные от предыдущего ускорителя, Большого Электронно-Позитронного Коллайдера (БЭП), ученые объявили, что Бозон Хиггса, вероятно, не существует. В противном случае он обладал бы массой, превышающей ожидаемую, а ученые, работавшие с БЭП, отличались скептицизмом. Никакой подходящей замены теории Хиггса не существует, даже модная концепция «суперсимметрии», в которой каждая известная частица имеет пару в виде более массивного партнера, не подходит на эту роль. Суперсимметрия предсказывает существование нескольких Хиггсовских частиц, причем их массы лежат в пределах, для которых данные БЭП утверждают, что таких частиц нет. Некоторые ученые все еще надеются, что бозон Хиггса будет обнаружен, после того, как будет запущен новый
Какая бы судьба не постигла бозон Хиггса, они уже начинают задаваться вопросом, существуют ли более глубокие слои реальности и более «фундаментальные» частицы.
Черепахи вниз до бесконечности?
Идет ли физика вниз до бесконечности или останавливается на каком-то уровне? Если останавливается, то будет ли это означать раскрытие Главного Секрета, или просто это граница, за которой образ мышления физиков более не работает?
Концептуальная проблема сложна, поскольку Вселенная — это процесс превращения, мы же хотим думать о ней, как о предмете. Для нас является загадкой не только то, что раньше Вселенная была устроена совсем по-другому, что частицы вели себя иначе, что Вселенная превратилась в современную нам и что, возможно, рано или поздно она прекратит расширяться и схлопнется в одну точку в результате Большого Сжатия. Нам известно, что младенцы становятся детьми, а дети взрослыми, но эти процессы всегда вызывают у нас удивление — мы предпочитаем, чтобы природа вещей оставалась неизменно, именно поэтому «превращение» так сложно для нашего понимания.
В первых секундах существования нашей Вселенной можно обнаружить еще более трудный для понимания аспект. Откуда взялись Законы? Зачем нужны протоны, электроны, кварки, глюоны? Обычно мы делим процессы на две принципиально различные причинно-следственные группы: начальные условия и правила их преобразования с течением времени. Для солнечной системы, к примеру, начальными условиями являются положения и скорости всех планет в выбранный момент времени; правила — это законы тяготения и движения, определяющие, как эти положения и скорости будут меняться в будущем. Однако в самый первый момент Вселенной начальных условий там, судя по всему, не было. Даже там еще не существовало! Значит, все зависело от правил. Откуда же взялись эти правила? Нужно ли было их создать? Или они просто находились в каком-то невообразимом безвременном состоянии существования и ждали, когда их позовут? Или же они развились в первые моменты существования Вселенной, когда появилось Нечто — и в результате Вселенная создала свои собственные правила вместе с пространством и временем?
В двух недавно вышедших книгах известные ученые исследуют механизм создания законов. Изданная последней книга Стюарта Кауффмана «Investigations» [19] 2000 г. ориентирована, главным образом, на биологов и экономистов, но начинается она с законов физики. Кауффман предлагает новый подход к ответу на старый вопрос «Что такое жизнь?»: он определяет форму жизни как автономного агента, то есть любой объект или систему, которая способна к перенаправлению энергии и размножению.
19
«Исследования» — прим. пер
«Автономность» в данном случае означает, что система сама создает правила, регулирующие ее поведение. Такие жизненные формы могут отличаться от общепринятых. Например, квантово-механический вакуум — это бурлящая масса, состоящая из частиц и античастиц, которые возникают и аннигилируют поразительно сложным образом. Вакуум обладает достаточной сложностью, чтобы самоорганизоваться в виде автономного агента. И если бы это случилось, то квантовая механика могла бы создать свои собственные законы.
Еще одна заслуживающая внимания книга, посвященная той же теме, — это «The Life of the Cosmos» [20] 1997 г. за авторством Ли Смолина. В ней автор задается вопросом: могут ли Вселенные
Возникают такие объекты в результате коллапса массивных звезд. Раньше черные дыры считались редкостью, теперь же кажется, что они встречаются по всему космосу, например, в центре большинства галактик. Теоретические изыскания показывают, что константы нашей Вселенной обеспечивают необычайно благоприятные условия для образования черных дыр.
20
«Жизнь космоса» — прим. пер.
Почему? Смолин доказывает, что каждая черная дыра является также и проходом в соседнюю Вселенную. Правда у нас нет возможности узнать, что же находится по другую сторону, так как ничто не может покинуть пространство черной дыры. Может оказаться, что в соседней Вселенной фундаментальные константы отличаются от наших. Значит, Вселенные способны размножаться, отпочковывая новые Вселенные посредством черных дыр — естественный отбор при этом будет на стороне тех Вселенных, которые смогли оставить наибольшее потомство. Фундаментальные константы в таких вселенных автоматически будут соответствовать необычайно благоприятным условиям для образования черных дыр. Так что, возможно, мы живем в одной из таких отпочковавшихся Вселенных.
Эта теория сталкивается с определенными трудностями. В частности, как работает отбор? Как Вселенные могут соревноваться друг с другом? Тем не менее, это довольно интересная, пусть даже и немного сумасбродная, идея. И она предлагает конкретный способ, с помощью которого Вселенная может создавать свои собственные законы: по крайней мере, некоторые из них могли возникнуть в момент ее рождения.
Получается, что Большой Взрыв сделал нечто большее, чем просто породил пространство и время. Возможно, благодаря ему появились сами законы физики, которые действуют в наши дни. В процессе становления первых моментов Вселенной, ее состояние постоянно изменялось, и менялись законы, которые были в ее распоряжении. В этом смысле Вселенная была похожа на пламя, состав которого меняется в зависимости от собственной динамики и горючего материала. Все виды пламени имеют более или менее сходную форму, но они не наследуют эту форму от некоего «родителя». Когда вы поджигаете кусочек бумаги, пламя создает себя с нуля, используя законы окружающей Вселенной.
В первые секунды существования Вселенной изменения затрагивали не только вещество, температуру и размер. Менялись сами законы их изменения. Нам такой подход не нравится: мы предпочитаем, чтобы законы были неизменными и оставались такими всегда. Поэтому мы ищем более «глубокие» законы, в соответствии с которыми меняются правила игры. Возможно, в основе Вселенной «действительно» лежат более глубокие законы. Но также возможно, что она создает свои собственные законы по ходу своего развития.
Глава 7. За пределами пятого элемента
В ночной тишине ГЕКС занимался вычислениями. По его многочисленным стеклянным трубкам суетливо бегали муравьи. Вспышки хаотичной магии пробегали по паутине бронзовых нитей, изменяя цвет в соответствии со сменой логических состояний [21] . В соседней комнате жужжали ульи, выполняющие функции устройства долговременной памяти. «Бибикалка» время от времени издавала звук «биби». Огромные колеса вращались, останавливались, вращались в обратную сторону. И все равно этого было недостаточно.
21
Благодаря необычному устройству ГЕКСа, этих состояний было довольно много. Помимо И/ИЛИ, а также их различных комбинаций и вариантов, ГЕКС мог оперировать такими состояниями, как МОЖЕТ БЫТЬ, ВОЗМОЖНО, ПРЕДПОЛОЖИМ и ПОЧЕМУ. ГЕКС легко мог размышлять о немыслимом.