Олег Фейгин - Квантовые миры Стивена Хокинга

Изначально в тех же струнных моделях видели очень весомого кандидата на долгожданную общую теорию всех частиц и сил. Однако после появления в начале семидесятых годов прошлого века теории сверхэлементарных кварков, быстро выросшей в целый раздел физики элементарных частиц, модель стрингов явно стала проигрывать объединяющей модели кварков.

В данной ситуации казалось, что моделям ПКГ и М-теории суждено остаться чисто умозрительными построениями. До этого физики-теоретики много раз пытались создать основы квантовой версии релятивистской гравитации, опираясь на то, что уравнения теории Эйнштейна предсказывают существование гравитационных волн, и переносчиков сил тяготения — гравитонов. При этом теория предсказывала, что гравитоны должны обладать нулевой массой и двойным спином. И вот, в 70-х годах прошлого века появились научные работы, в которых таинственная безмассовая частица струнной модели и сопоставлялась с гравитоном! Отсюда следовало, что теория струн — это математический каркас для конструирования квантовой теории тяготения, и ее основная задача — объединить все фундаментальные взаимодействия в Теории Всего.

Надо честно признать, что, несмотря на прогнозы о близости окончательной победы над тайнами строения фундамента Мироздания, заполняющие научно-популярные журналы, всесторонняя разработка многомерных квантовых мембран еще очень далека от завершения. Самое любопытное в концепции суперсимметричных струн и мембран, это даже не проверка их реальности (об этом пока и речи не идет), а конструирование мысленных экспериментов, в которых эти удивительнейшие «суперквантовые» объекты хоть как-то могли бы себя проявить.

При этом математические формулы, описывающие поведение, скажем, трех квантово-сцепленных частиц, весьма напоминают описание определенного класса коллапсаров в М-теории. Хокинг всегда убеждал, что подобное сходство никак не является простым совпадением и наверняка отражает что-то очень важное в основе Мироздания. Трудно сказать, насколько сбудутся оптимистичные прогнозы, и струнным теоретикам посчастливится открыть некую чрезвычайно важную деталь Великого Объединения. Но даже после смерти главного автора идеи определенные надежды сохраняются…

Читая в Британском музее общедоступный цикл лекций об истории современной науки, Хокинг начинал рассказ о квантовой механике с вопроса, которым философы-метафизики задавались еще два с половиной тысячелетия назад: что будет, если дробить вещество все мельче и мельче? Есть ли пределы у подобного измельчения и каковы наименьшие размеры могут быть у частицы вещества? Это была, пожалуй, одна из самых трудных, поистине головокружительных проблем. Здесь можно вспомнить удивительное суждение греческого философа Анаксагора, утверждавшего в V веке до н. э., что в каждой частице, какой бы малой она ни была, есть города, населенные людьми, обработанные поля, светит солнце, луна и другие звезды.

В те далекие времена это вызывало только насмешки большинства, ведь и сейчас трудно согласиться с подобными утверждениями и вместить масштабы нашего мира в ничтожно малый объем атомов или даже элементарных частиц. Ведь масштабы видимой Вселенной — Метагалактики — завораживают. В одном нашем Млечном Пути насчитывается порядка 200 миллиардов звезд, а ведь подобных галактик десятки миллиардов! Неудивительно, что сопоставить сверхбольшое сверхмалому даже умозрительно очень трудно.

Тем не менее, подобной игре воображения предавались многие известные физики. Например, Нильс Бор в начале прошлого века объяснял планетарную модель строения атома, получившую название «атом Бора», с помощью аналогии, где электроны представали планетами, вращающимися вокруг солнца — атомного ядра. При этом он полусерьезно утверждал, что в планетарную модель атома вполне могут входить сверхмикроскопические обитатели планет-электронов. Они могут быть разумны и создать свою атомную физику, а потом вдруг обнаружить, что и их атомы также являются маленькими планетными системами…