Олег Фейгин - Никола Тесла — повелитель молний. Научное расследование удивительных фактов

Однако даже в этом простейшем варианте новая теория чрезвычайно сложна математически. Она использует не только обычные, известные нам из арифметики числа, но и так называемые «грассмановы числа», произведение которых зависит от порядка сомножителей (вот уж когда действительно дважды два не всегда четыре!). В ней находит применение весь аппарат современной дифференциальной геометрии и самые абстрактные разделы теории симметрий (математики называют ее теорией групп) (рис. 27).

Рис. 27. Многомерное мироздание

Иллюстрация показывает, как наше обычное трехмерное (черное) пространство переходит в многоцветие вложенных измерений. Существует много моделей пространственных конструкций с четырьмя «большим количеством измерений, в которые наш мир входит лишь как часть. Можно даже придумать миры, где существует сразу несколько направлений времени, и вообразить еще более экзотические структуры. Но все они имеют общее свойство: между событиями в различных пространственно-временных точках нашего трехмерного мира будет существовать связь через недоступные нашему восприятию четвертое, пятое и следующие измерения. В таком многомерном мире можно попасть в прошлое или будущее и вернуться обратно, мгновенно переместиться из одного места в другое. Обладай наш мир такими свойствами, вокруг нас постоянно происходили бы чудеса. Одни предметы исчезали бы без следа» другие неожиданно появлялись бы из ничего. Можно было бы общаться с умершими предками и еще не родившимися потомками. Современная физика изучает объекты, которые без формул просто невозможно представить. Это и многомерные миры с несколькими временами, текущими в различных на правлениях, и соседствующие в пространстве области с различными видами вакуума, и спонтанно образующиеся, как пузыри, вселенные с новыми измерениями из безразмерных точек.

В свое время два выдающихся физика-теоретика Вернер Гейзенберг и Вольфганг Паули применили идеи квантовой механики к электромагнитному полю. Теория получилась удивительно элегантной и позволила рассчитать много новых эффектов. Квантовая физика торжествовала еще одну победу. Казалось, удалось создать единую теорию вещества и поля, которая с высокой точностью описывает все явления микромира. И тут вдруг выяснилось, что для массы электрона, его электрического заряда и многих других связанных с ними величин новая теория дает физически бессмысленные бесконечные значения! Все попытки устранить их заканчивались неудачей. Получались выражения, зависящие от выбора системы координат, то есть от способа расчета. Устраняя бесконечность, взамен получали неоднозначность.

В таком противоречивом и противоестественном состоянии квантовая физика жила более полувека. Она умела с астрономической точностью, а в некоторых случаях и до триллионных долей процента, рассчитывать строение атомов и молекул, правильно предсказывать вероятность различных процессов с элементарными частицами и вместе с тем была буквально «заполнена» бесконечностями. Особенно много бесконечностей возникало при квантовании гравитационного поля. В электродинамике можно было схитрить: заменить бесконечные расчетные значения масс и зарядов конечными, взятыми из опыта, — тогда все бесконечности из теории исчезали. Конечно, нехорошо отказываться от расчета таких важных физических величин, как заряды и массы, но зато все другие можно было вычислить с огромной точностью. К сожалению, в гравитационной теории и этого нельзя сделать: бесконечных величин там слишком много, и никакая замена не помогает. В течение многих лет положение выглядело совершенно безнадежным.

На помощь пришла суперсимметрия. Оказалось, что бесконечности, связанные с гравитино, в точности такие же, как для гравитона, но только с обратным знаком. Они компенсируют друг друга, и супергравитационная теория становится свободной от бесконечностей. Это был выдающийся успех, и появилась реальная надежда создать непротиворечивую теорию элементарных частиц. Для этого к двум гравитационным компонентам нужно добавить другие поля-компоненты, чтобы получился симметричный единый супермультиплет. Многокомпонентная теория объединила кванты всех четырех известных полей взаимодействий: гравитационного, электромагнитного, сильного ядерного и слабого, ответственного за распады частиц и атомных ядер.