Скрытая реальность. Параллельные миры и глубинные законы космоса - Брайан Грин

Брайан Грин

Скрытая реальность

Параллельные миры и глубинные законы космоса

Алеку и Софии.

Предисловие

Если на пороге двадцатого столетия ещё и оставались сомнения, то в двадцать первом вывод был предрешён — в вопросах познания истинной природы реальности наш повседневный опыт вводит нас в заблуждение. Если вдуматься, это не так уж странно. Когда наши дальние предки охотились в саванне и собирали лесные дары, умение рассчитывать квантовое поведение электрона или определять космологическую роль чёрных дыр вряд ли могло быть подспорьем в выживании вида. Однако увеличившийся размер мозга действительно стал преимуществом, и за ростом наших интеллектуальных способностей открылись и новые возможности для более глубокого исследования окружающего мира. Одни представители вида создали инструменты, расширяющие сферу восприятия наших органов чувств, другие овладели методом систематического выявления и описания закономерностей — математикой. Вооружённые этим арсеналом, мы стали заглядывать за границы повседневного опыта.

То, что мы при этом обнаружили, потребовало масштабных перемен в нашей картине космоса. Путём интуитивных озарений в понимании физических явлений и строгих математических рассуждений, вдохновляемые экспериментами и подтверждающими наблюдениями, мы выяснили, что поведение пространства, времени, материи и энергии может разительно отличаться от всего, с чем мы непосредственно сталкивались. Теперь же, вдумчиво анализируя эти открытия и связанные с ними находки, мы приближаемся к тому, что может вызвать новый переворот в нашем понимании реальности, — мы допускаем возможность, что наша Вселенная — не единственная. В книге «Скрытая реальность» исследуется это предположение.

Работая над этой книгой, я исходил из того, что её читатели могут не иметь специальной подготовки в области физики или математики. Как и в предыдущих своих книгах, вместо формул я прибегаю к помощи метафор и аналогий, перемежающихся историческими отступлениями, чтобы в общедоступной форме рассказать о некоторых весьма странных и удивительных (если их правильность подтвердится) положениях современной физики. Многие из представленных здесь идей потребуют от читателя готовности отбросить привычный образ мышления и посмотреть на реальность с весьма необычной стороны. Но путь нам будут освещать научные достижения, так что путешествие будет ясным и захватывающим. Я придирчиво отобрал самые впечатляющие идеи на пути, ведущем от повседневного к неизведанному.

В этой книге, в отличие от предыдущих, нет вводных глав, где систематически излагались бы предварительные сведения по специальной и общей теории относительности и квантовой механике. Вместо этого я ввожу элементы этих теорий по мере необходимости; если я вижу, что в том или ином месте книга потеряет самодостаточность без подробного технического изложения, я предупреждаю об этом более подготовленных читателей и отмечаю те разделы, которые они могут пропустить без опасений. А вот последние страницы различных глав, наоборот, ведут к углублённому рассмотрению материала, который может оказаться сложным для некоторых читателей. Когда мы переходим к таким разделам, я предлагаю менее искушённым читателям краткое резюме и возможность перескочить вперёд, не потеряв при этом из виду целостную картину. Вместе с тем я хотел бы призвать всех читателей попытаться вникнуть в материал этих разделов настолько глубоко, насколько позволит любопытство и терпение. Несмотря на всё сказанное выше, этот материал предназначен для широкой аудитории, и единственным предварительным требованием для его освоения по-прежнему является лишь наличие у читателя упорства.

Примечания с этой точки зрения составлены иначе. Читатель-новичок может полностью пропустить их; читатель, обладающий более серьёзной подготовкой, найдёт в примечаниях дальнейшее развитие высказанных идей или те пояснения, которые я счёл важными, но слишком громоздкими для включения в основной текст книги. Многие из примечаний предполагают наличие у читателя специального образования в области математики или физики.

В процессе написания этой книги многие мои друзья, коллеги, члены моей семьи прочли отдельные главы или всю книгу целиком и поделились со мной своим мнением и критическими замечаниями, из которых я извлёк немало пользы. Мне хотелось бы особо отметить Дэвида Альберта, Кена Винберга, Риту Грин, Саймона Джудса, Трейси Дэй, Ричарда Истера, Дэниела Кабата, Дэвида Кагана, Пола Кайзера, Рафаэля Каспера, Хуана Малдасену, Катинку Мэтсон, Малика Париха, Маркуса Пёсселя и Майкла Поповица.

Работа с Марти Эшером, моим редактором в издательстве «Knopf», неизменно доставляет мне удовольствие. Благодарю Эндрю Карлсона, профессионально опекавшего мою книгу на заключительных этапах подготовки к печати. Прекрасные иллюстрации, созданные Джейсоном Северсом, сделали книгу гораздо более доступной, и я благодарен ему как за талант, так и за терпение. С удовольствием благодарю также моих литературных агентов — Катанку Мэтсон и Джона Брокмана.

В ходе многочисленных бесед с коллегами я оттачивал свой подход к материалу, изложенному в этой книге. Кроме тех, кого я уже упомянул, хочу особо поблагодарить Роберта Бранденбергера, Рафаэля Буссо, Эрика Вайнберга, Кумруна Вафу, Фредерика Денефа, Жака Дистлера, Майкла Дугласа, Лоуренса Краусса, Жанну Левин, Барри Лоевера, Андрея Линде, Сета Ллойда, Сола Перлмуттера, Леонарда Сасскинда, Пола Стейнхарда, Эндрю Строминджера, Генри Тая, Макса Тегмарка, Дэвида Уолласа, Лама Ху, Стива Шенкера, Юргена Шмидхубера и Шин-Туна Яу.

Свою первую научно-популярную книгу — «Элегантная Вселенная» — я начал писать летом 1996 года. На протяжении последующих пятнадцати лет у меня была возможность наслаждаться новыми неожиданными и плодотворными связями между областью моих технических исследований и вопросами, которые я поднимал в своих книгах. Я благодарен моим студентам и коллегам из Колумбийского университета за ту живую и творческую исследовательскую обстановку, которую они создали, Министерству энергетики — за финансирование моих научных изысканий, а также недавно нас покинувшему Пентти Коури — за щедрую поддержку исследовательского центра при Колумбийском университете — Института теории струн, космологии и астрофизики.

Наконец, спасибо Трейси, Алеку и Софии: благодаря им эта Вселенная стала лучшей из всех возможных!

Глава 1. Границы реальности

О параллельных мирах

Если бы, когда я был ребёнком, в моей комнате было лишь одно зеркало, мои детские мечты были бы, вероятно, совсем другими. Но зеркал было два. И каждое утро, когда я открывал шкаф, чтобы достать одежду, зеркало в дверце шкафа оказывалось напротив зеркала на стене, порождая бесконечную череду отражений всего, что попадало в пространство между зеркалами. Это было чарующее зрелище. Я восхищённо наблюдал за картинами, заполнявшими параллельные зеркальные плоскости и уходившими вглубь, насколько хватало взгляда. Казалось, что все отражения двигаются в такт, — но я понимал, что причиной тому является ограниченность человеческих органов чувств: с довольно юных лет я знал о том, что скорость распространения света конечна. А потому мысленным взором я видел, как свет путешествует взад-вперёд — туда, обратно и снова туда. Бесшумное эхо от кивка головы, от взмаха руки носилось между зеркалами, поочерёдно отражавшими образы. Порой я воображал, что одно из моих далёких отражений дерзко отказывается встать на место и ломает строгий ряд, творя новую реальность, которая формирует все следующие за ней. А когда на уроке в школе вдруг наступало затишье, я иногда задумывался о том луче света, который покинул меня этим утром и до сих пор скачет между зеркалами, и мысленно присоединялся к одному из своих отражений, входя в воображаемый параллельный мир, созданный светом и оживлённый моей фантазией.

Конечно, отражения сами по себе не стоят особого упоминания. Но полёты детской фантазии в воображаемых параллельных реальностях перекликаются с одной научной темой, звучащей всё громче и громче, — с идеей о том, что за пределами известного нам мира могут существовать другие миры. Эта книга представляет собой исследование такой возможности — вдумчивую экскурсию в теорию параллельных вселенных.

Вселенная и вселенные

Когда-то слово «вселенная» означало «всё сущее». Абсолютно всё. Всё и всякую всячину вокруг нас. Упоминание о более чем одной вселенной, более чем одном «всём» выглядело бы терминологическим противоречием. Однако постепенно исследователи в своих теоретических изысканиях понемногу уточняли интерпретацию слова «вселенная». Значение этого слова стало зависеть от контекста. Иногда «вселенной» по-прежнему называли всё. Иногда под этим понимали только ту часть всего, до которой кто-либо вроде вас или меня может так или иначе добраться. А иногда это понятие применяют, чтобы обозначить самостоятельные области реальности, которые частично или полностью, временно или навсегда недоступны для нас; в таком значении это слово низводит нашу Вселенную до положения одной из широкого (возможно, бесконечно широкого) набора других.