Вселенная возникла в результате Большого взрыва в очень горячем, но довольно хаотическом состоянии. Высокие температуры означают, что частицы во Вселенной должны были очень быстро двигаться и иметь большие энергии. Как уже говорилось, при таких высоких температурах сильные и слабые ядерные силы и электромагнитная сила должны были все объединиться в одну. По мере расширения Вселенной она охлаждалась, и энергии частиц уменьшались. В конце концов должен был бы произойти так называемый фазовый переход, и симметрия сил была бы нарушена: сильное взаимодействие начало бы отличаться от слабого и электромагнитного. Известный пример фазового перехода — замерзание воды при охлаждении. Жидкое состояние воды симметрично, т. е. вода одинакова во всех точках и во всех направлениях. Образующиеся же кристаллы льда имеют определенные положения и выстраиваются в некотором направлении. В результате симметрия воды нарушается.

С. Хокинг. Рождение и гибель Вселенной

В последних эссе, посвященных будущему науки, Хокинг писал, что самым грандиозным успехом была бы долгожданная единая концепция всех частиц и сил — «Теория Всего». На пути к этому, конечно же, возникнут многочисленные новые модели пространства и времени (впрочем, их и сейчас более чем достаточно), которые помогут разрешить важные загадки квантовой гравитации и космологии. Это грандиозная цель, и вполне возможно, что для ее осуществления потребуется еще одна революция в наших представлениях о структуре физической реальности.

Первым шагом на пути к математической интеграции обеих теорий является теория квантового поля. Эта теория пытается описать поведение электронов, объединяя квантовую механику и частную теорию относительности Эйнштейна. Такое объединение идей оказалось довольно успешным, но в то же время английский физик, лауреат Нобелевской премии П. Дирак, автор теории квантового поля, признался: «Похоже, что поставить эту теорию на солидную математическую основу практически невозможно». Вторым и гораздо более сложным шагом должна быть интеграция общей теории относительности и квантовой механики, но пока никто не имеет ни малейшего представления о том, как это сделать. Даже такие признанные авторитеты, как Нобелевский лауреат С. Вайнберг, признают, что только для создания математического аппарата новой теории понадобится столетие или два.

Чтобы по-настоящему оценить всю шаткость надежд ученых когда-либо найти разгадку происхождения Вселенной, нужно знать, что они возлагают их главным образом на еще не созданную теорию единого поля, которая должна будет объединить в себе теорию относительности и квантовую механику. Они надеются, что эта теория опишет все силы, действующие во Вселенной, с помощью одного компактного математического выражения. При этом теория относительности необходима для описания общей структуры пространства-времени, а квантовая механика — для объяснения поведения субатомных частиц. К сожалению, обе теории явно противоречат друг другу.

Как-то раз физики-теоретики, в очередной раз перебирая умозрительные построения, натолкнулись на очень странный результат, полученный в начале 20-х годов прошлого века польским физиком Теодором Калуцей, преподававшим в то время в Кенигсбергском университете. Профессор Калуца подверг глубокому анализу ряд положений общей теории относительности, и в первую очередь рассмотрел вывод о том, что, являясь физической силой, тяготение, тем не менее, имеет чисто геометрическую природу, являясь искривленностью четырехмерного пространства-времени. Кроме гравитации в то время был известен только один тип силового поля, открытого в свое время Максвеллом, — электромагнитного, и Калуца предположил, что оно также имеет геометрическую природу.

Этот парадоксальный результат очень пригодился при создании теории единого суперполя, все компоненты которого, основываясь на идее Калуцы, можно было бы считать гравитацией в многомерном пространстве-времени. Правда, здесь опять возникает каверзный вопрос: почему мы никак не ощущаем наличие дополнительных пространственных измерений в окружающей физической реальности?

Ответ на данный вопрос пока удается получать только писателям-фантастам, многократно эксплуатирующим идею многомерных миров. Любопытно, что даже поверхностный художественный анализ подобной концепции сразу же приводит к некоторым вполне разумным выводам.

Можно, конечно, придумать Вселенную и из полностью независимых параллельных миров, каждый из которых, подобно гладкой шелковой ленте, повторяет все изгибы соседнего. Многие писатели-фантасты давно уже продуктивно эксплуатируют подобные идеи.

Тут Хокинг вспомнил свою давнюю работу, опубликованную в форме препринта. В ней он рассматривал попадание одного бита информации в черную дыру. При этом площадь ее поверхности возрастает на квадрат планковской длины (около 1,6 × 10–35 метра).

Поначалу факт увеличения черной дыры при падении в нее вещества или энергии показался теоретику не особо интересным. Однако в дальнейшем он обратил внимание на удивительное обстоятельство — в прямой пропорции с попавшей в черную дыру информацией увеличивается именно площадь ее поверхности, а не объем, что в корне отличается от любого другого из известных объектов во Вселенной. В случае большинства известных нам объектов справедливо утверждать, что при «поглощении» одного бита информации объем объекта вырастет на единицу, а площадь его поверхности — всего на долю. Но в случае с черными дырами ситуация обстоит иначе. Как будто эта информация попадает не внутрь компактного объекта, а остается на его поверхности.

Тут Хокинг вспомнил о принципе голографии. Голограмма — это изображение системы, полученное при помощи меньшего количества измерений, способное вместить в себя всю информацию из оригинальной системы. Например, мы живем в трех пространственных измерениях. И когда многочисленные посетители Кембриджа делают селфи со знаменитым физиком, камера смартфона создает двухмерный снимок, но при этом не запечатлевает всю информацию, и когда позже вы рассматриваете изображение, вы не можете, например, увидеть свой затылок, как бы вы ни крутили изображение.

Запись голограммы сохранила бы всю эту информацию. Даже будь она двухмерной, вы все равно смогли бы исследовать ее со всех углов в трех измерениях.

Хокинг предположил, что описание коллапсара как голограммы может решить так называемый информационный парадокс черных дыр. Он включает проблему исчезновения информации из нашего мира после пересечения веществом горизонта событий. Само упоминание здесь эргосферы гравитационных коллапсаров далеко не случайно. Собственно говоря, еще в самом начале поисков подходов к построению «Теории Всего» Хокинг в докладе на одной из конференций по теорфизике сформулировал необычный принцип: чем глубже мы погружаемся в глубины черной дыры, тем ближе оказываемся к единению всех частиц и сил….

С тех пор Хокинг с коллегами перепробовал несколько подходов к исследованию внутреннего пространства коллапсаров и, не достигнув решающих успехов, остановился на применении голографических принципов, таких как AdS/CFT-соответствие.

AdS означает «антидесситоровское пространство» и представляет собой частное решение уравнений теории гравитации Эйнштейна, описывающее абсолютно пустую вселенную с отрицательной кривизной пространства. Это, как однажды пошутил Хокинг, довольно скучная вселенная: в ней нет вещества или энергии, а параллельные линии в итоге расходятся из-за геометрии, лежащей в ее основе. Пусть оно и не описывает Вселенную, в которой мы живем, для начала это уже какая-то вселенная. И у этой модели есть необходимые математические свойства для осуществления связей, необходимых теоретикам.

Другой стороной этого соответствия является система, известная как конформная теория поля (conformal feld theory, CFT). Теоретическая физика не очень аккуратна с теориями полей, писал в своей последней «объединительной» статье Хокинг, — это те самые молоты, при помощи которых ученые забивают множество квантовых гвоздей, используемых для описания трех из четырех сил природы. У электромагнетизма, сильного ядерного взаимодействия и слабого ядерного взаимодействия есть описания в теории поля, которые активно использовались в течение последних 50 лет.

Скажем, вы пытаетесь решить очень сложную задачу вроде квантовой гравитации при помощи теории струн, — рассуждал Хокинг, — которая в свою очередь является попыткой связать все фундаментальные взаимодействия и частицы во Вселенной с точки зрения маленьких вибрирующих струн. На самом деле это настолько сложная задача, что до сих пор никто не нашел ей решения, несмотря на десятилетия попыток. AdS/CFT-соответствие говорит нам, что для того, чтобы избежать невероятной головной боли, можно использовать голографический принцип.

Вместо того чтобы пытаться решить проблему квантовой гравитации в нашей трехмерной Вселенной, AdS/CFT-соответствие позволяет нам переключиться на эквивалентную проблему на границе вселенной, где, скажем, присутствует всего два измерения и отсутствует гравитация. Поскольку именно на границе нет гравитации.

Умопомрачительно сложная математика теории струн замещается набором просто безумно сложных уравнений теории поля. Далее появляется возможность решить свои задачи без того, чтобы в них вмешивалась гравитация, и перенести полученный результат в нормальную трехмерную Вселенную и сделать предсказания.

Звучит все это, как чудесная идея: обмануть природу, обойдя гравитационные махинации. Более того, это может оказаться замечательным способом «решить» квантовую гравитацию. Однако тут есть несколько моментов, добавляет Хокинг. Во-первых, вы не живете во вселенной с антидесситоровским пространством. Наша Вселенная полна вещества, излучения и темной энергии и обладает практически идеальной плоской геометрией. Существует ли похожее соответствие, которое работает в нашей реальной Вселенной? Возможно, и теоретики усердно трудятся над ее поисками.

Во-вторых, «граница», о которой говорится в AdS/CFT-соответствии, — это космологический горизонт, граница того, что мы можем видеть в нашей наблюдаемой Вселенной. И все бы ничего, но мы живем в динамическом пространстве-времени с постоянно расширяющимся пространством, где граница постоянно смещается. Современные теории пока не очень хорошо справляются с этим моментом.

И в-третьих, когда вы переходите от полностью описанной антидеситтеровской вселенной к более простой пограничной модели, к которой применима конформная теория поля, новые наборы уравнений разрешимы только в принципе. И они вполне могут оставаться такими же невероятно сложными для решения. Так что, если вы срезали угол и обошли гравитацию, это не означает, что вы уже со всем разобрались. А иначе теоретики, работающие в этой области, давно бы уже нашли единое решение проблемы.

Итак, живем ли мы в голограмме? Даже если связь AdS/CFT-соответствия окажется плодотворной для работы с квантовой гравитацией и если ученые смогут найти способ обойти сложности и сделают эту технику соответствующей Вселенной, в которой мы живем, это не будет значить, что мы обитаем в голограмме. Другими словами, если AdS/CFT-соответствие предоставляет удобный способ решения проблем с гравитацией, это вовсе не означает, что наша Вселенная с гравитацией и тремя пространственными измерениями — иллюзия, и мы на самом деле живем на двухмерной границе без гравитации.

Математические аппараты, насколько бы полезными они ни были, не обязательно точно диктуют то, как нам следует воспринимать фундаментальную природу реальности. Если голографические принципы полезны для решения задач, это не означает, что мы живем в голограмме. И даже если бы мы действительно жили в голограмме, мы все равно вряд ли смогли бы заметить разницу.

Вспомним, как поразительно законы всемирного тяготения Ньютона и Кулона повторяют одну и ту же математическую форму. Различаются они лишь тем, что в закон Кулона входят электрические заряды тел, а в закон Ньютона — их массы, так что получается, что наряду с электрическими зарядами тела как бы имеют своеобразные гравитационные заряды, в точности равные их массам.

Это совершенно удивительный факт окружающей нас природы, и тут сам собой напрашивается вопрос: насколько случайны эти замечательные совпадения и не скрыта ли здесь какая-то новая фундаментальная физическая закономерность? С помощью закона всемирного тяготения можно предсказать (и этим широко пользуются астрономы) на десятки лет вперед точно, день в день, появление комет, траектории планет и многочисленных искусственных спутников.

Вернемся теперь к теории гравитации Эйнштейна, гласящей, что вблизи любого материального тела (физики обычно обобщают — гравитирующей массы) или энергии, которая в этом случае эквивалентна массе, искривляется само пространственно-временное многообразие Минковского. Естественно, что при этом изменяются траектории частиц, движущихся в гравитационном поле. Соответственно, пустое пространство-время является абсолютно ровным и гладким, представляя собой идеальную сцену для выступления вещества и энергии во вселенском спектакле. Проблема только в том, что на все роли в потоке бесчисленных теорфизических сценариев у Природы может не хватить ролей….

Поэтому Эйнштейн при создании общей теории относительности и предположил, что равенство массы и гипотетического гравитационного заряда абсолютно точно выполняется для любых видов материальных тел. При этом он считал, что, в отличие от электрических зарядов, их гравитационные аналоги имеют только один знак, определяя этим лишь единственное направление действующих между ними сил, направленных только на сближение тел.

Мы уже знаем, что в конце прошлого столетия независимо был заложен фундамент двух наиболее популярных конкурирующих направлений в теории квантовой гравитации — петлевой квантовой гравитации и теории струн. Для построения ПКГ важную роль сыграли новые оригинальные формы теории относительности, позволившие существенно сблизить между собой физико-математические языки, на которых рассматриваются неевклидово пространство-время и квантовый микромир.

Тут надо заметить, что в большинстве случаев противоречия между общей теорией относительности и квантовой механикой не составляют особой проблемы, поскольку квантовые и гравитационные эффекты исчезающе малы относительно друг друга, так что в практических расчетах ими вполне можно было бы пренебречь. Однако в сильно искривленном пространстве-времени квантовые свойства гравитации могут быть довольно существенными.

Один из вариантов «закрученного (или скрученного) пространства Хокинг успел рассмотреть в последние дни жизни совместно с профессором физики из Университета Огайо Самиром Матуром. Там он соглашался с гипотезой существования некоего щита вокруг черных дыр, который уничтожает любую материю. Но также он обнаружил «лазейку» в этой теории, которая позволяет предположить, что наша Вселенная вполне может находиться внутри такой черной дыры.

Более десятилетия назад Хокинг использовал теорию струн, объясняя, что черные дыры являются своеобразным клубком из них. Однако в ходе изучения этой теории физики пришли к выводу, что поверхность этого «клубка» способна испепелить все живое и неживое, что ее касается, — это и есть «огненная стена», или «файервол». И в своем последнем исследовании Хокинг пришел к выводу, что черные дыры — это не убийцы, а, скорее, некий аналог копировальной машины.

Согласно этой гипотезе Хокинга объект, который касается «файервола», становится не совсем совершенной собственной копией и продолжает существовать в виде голограммы по ту сторону горизонта событий. Эту теорию Хокинг и Матур подтвердили математическими расчетами, которые фактически развивают распространенную в физике теорию взаимодополняемости, добавив к ней идею «несовершенства копий».

Новая гипотеза прямым образом не вписывается в существующие наброски будущей объединенной теории. Поэтому экспериментальное открытие пятой силы привело бы к существенному пересмотру направлений поисков единой теории и, может быть, дало бы этим поискам новый решительный импульс. Физики-теоретики, складывающие мозаику экспериментальных фактов в единую картину мироздания, с надеждой ждут недостающих фрагментов, которые, быть может, окажутся ключевыми. Но надежды эти сочетаются с естественным недоверием, потому что большие открытия происходят редко. Ближайшее будущее покажет, что привлекло внимание исследователей — случайная тень на монолитном фундаменте физики или след потайного хода вглубь.

В своей замечательной книге «Теория Всего» кембриджский теоретик разделил все наши знания по физике на три уровня. Первый — сведения о различных явлениях, второй — объединяющие их законы и, наконец, третий, высший уровень — симметрия, которая устанавливает связь между самими законами.

Хокинг понимал симметрию как своеобразную «стойкость» материальной системы к внешнему воздействию на ее отдельные параметры. Можно говорить, например, о симметрии по отношению к пространственным сдвигам, о симметрии всех явлений природы при замене частиц на античастицы, о симметричности свойств частиц по отношению к какому-то типу взаимодействий, и так далее.

Так вот, в последние годы Хокинг пришел к мысли, что симметрия — это самое главное, что есть в физике. И с ним трудно не согласиться. Ведь симметрия связана с законами сохранения, на которых держится вся физическая наука. Законы сохранения устанавливают ограничения на возможные движения системы и происходящие в ней процессы. Их знание чрезвычайно важно для понимания ее свойств. Образно говоря, симметрия и законы сохранения выполняют роль железного каркаса, на котором держится здание физической теории.

Свою теорию симметрии молодой французский математик Эварист Галуа записал в ночь перед роковой дуэлью. Раненый, он умер, не приходя в сознание, а обессмертившая его имя теория лежит в фундаменте современной физики элементарных частиц. Формулы Галуа позволяют объединить все элементарные частицы в семейства — мультиплеты, члены которых при преобразовании симметрии переходят друг в друга. Удивительно, но каждый такой мультиплет можно считать одной и той же частицей в различных своих состояниях.

Главное значение теории Галуа состоит в том, что она, подобно таблице химических элементов Менделеева, позволяет предсказывать существование еще не известных мультиплетов с данной симметрией. Трудно переоценить пользу такой теории! Это похоже на то, как если бы, плутая в Королевстве кривых зеркал, мы вдруг нашли волшебные очки, и прихотливо изогнутый деформированный мир приобрел бы для нас четкие формы. Открытие новых мультиплетов элементарных частиц — очень важное событие в физике, порождающее лавину экспериментальных и теоретических исследований. Это поворотные пункты в развитии физической науки, когда она получает в свое распоряжение карту нового района Страны неизвестного. Но чтобы пользоваться этой картой, сначала нужно определить на ней масштабы расстояний и высот местности, т. е. прокалибровать своеобразным образом.

Мы уже знаем, что четыреста с лишним лет назад великий Галилео Галилей открыл замечательную симметрию двух систем координат — неподвижной и равномерно движущейся вдоль прямой линии. Физические процессы протекают в них совершенно одинаково. Находясь внутри закрытой кареты, никакими опытами нельзя установить, стоит она на месте или равномерно движется. Галилей установил ее для небольших скоростей и только для механических процессов. Других возможностей у него не было. В начале прошлого века было доказано, что данная симметрия сохраняется при любых скоростях, вплоть до самых больших, близких к скорости света, и не только для механических, но вообще для любых физических процессов.

А можно ли найти еще более общую, симметрию? — этот вопрос Хокинг неоднократно обсуждал с ведущими теоретиками. Постепенно у него сформировался вывод, что сама теория как бы подсказывает дальнейший путь ее развития. Для этого только нужно открыть еще одну симметрию, настолько общую, чтобы она охватывала все известные нам виды материи.

Обсуждая с коллегами различные идеи объединения, Хокинг всегда делал акцент на том, что квантовые законы, которым подчиняются микропроцессы, разрешают передачу лишь дискретных порций энергии. С другой стороны, физики давно уже открыли у элементарных частиц своеобразное внутреннее «вращательное» движение и назвали его спином.

При этом профессор Хокинг возвращался к квантовой теории тяготения, которая основывалась на гипотезе существования гравитона — кванта поля тяготения. Гравитон подобен фотону — это безмассовая частица, движущаяся со скоростью света и проявляющая свои уникальные свойства на очень малых расстояниях, меньших тысячной диаметра протона. Поле тяготения на таких масштабах приобретает совершенно новые черты и становится супергравитацией. Теория Эйнштейна для нее уже непригодна. Здесь нужна новая теория, объединяющая квантовую механику, идею суперсимметрии и общую теорию относительности. Она до сих пор интенсивно разрабатывается героическими усилиями интернационального коллектива физиков многих стран. Однако главным препятствием для развития этой замечательной теории остается отсутствие надежных экспериментальных данных.

На помощь пришла суперсимметрия, оказалось, что бесконечности, связанные с квантовой гравитацией, компенсируют друг друга. Это был выдающийся успех. Первая область квантовой физики, где злой дух бесконечностей был побежден и изгнан! Появилась реальная надежда создать непротиворечивую теорию элементарных частиц.

Однако более тщательные исследования показали, что часть бесконечностей все же осталась. И вот тут был сделан еще один важный шаг — выдвинута гипотеза о том, что окружающий нас мир не исчерпывается тремя известными нам измерениями — длиной, шириной и высотой, — и в нем есть еще скрытые, не видимые нами пространственные измерения.

Хотя мысль о высших пространственных измерениях — неподтвержденная экспериментом гипотеза, в глазах физиков она выглядит весьма убедительной. Она обещает отрубить головы дракону бесконечностей, как нить Ариадны ведет физиков к последовательной и самосогласованной теории вещества и поля. Трудно даже подумать, что столь плодотворная идея может оказаться всего лишь временной теоретической химерой.

Есть еще одно соображение, которое, казалось бы, убедительно говорит о том, что в нашем мире нет в явном (несвернутом) виде ни четвертого, ни более высоких пространственных измерений. Английский астрофизик Артур Эддингтон доказал, что в этом случае вообще не было бы атомного вещества, так как в мирах с числом измерений, большим трех, электрические заряды взаимодействуют слишком сильно. Электроны там не могут удержаться на орбитах, и атомы «взрываются внутрь» или коллапсируют. Может быть, такие своеобразные миры где-то и существуют вне нашей реальности, но в нашей Вселенной атомы вполне устойчивы. Трудность с лишними пространственными измерениями была главной причиной подозрительного отношения физиков к идее Калуцы. Первую серьезную попытку справиться с ней предпринял шведский теоретик Оскар Клейн. Перечитывая своего любимого Уэллса, в его «Машине времени» он наткнулся на следующий диалог:

— Можно ли признать действительно существующим кубом то, что не существует ни единого мгновения?

Филби задумался.

— А из этого следует, — продолжал Путешественник по Времени, — что каждое реальное тело должно обладать четырьмя измерениями: оно должно иметь длину, ширину, высоту и продолжительность существования. Но вследствие прирожденной ограниченности нашего ума мы не замечаем этого факта. И все же существуют четыре измерения, из которых три мы называем пространственными, а четвертое — временным. Правда, существует тенденция противопоставить три первых измерения последнему, но только потому, что наше сознание от начала нашей жизни и до ее конца движется рывками лишь в одном-единственном направлении этого последнего измерения…

По мнению Хокинга, классик фантастического жанра был вполне прав, и четвертое пространственно-временное измерение существует реально и не ощущается нами лишь потому, что мир в этом направлении имеет микроскопически малый радиус, представая неким замкнутым на себя крошечным пузырьком «вырожденной реальности».

Вспомним структуру электромагнитного поля, представив себе две разноименно заряженные металлические пластины и слой электрических силовых линий между ними. Если пластины раздвинуть на расстояние много большее их размеров, слой превратится в жгут силовых линий. Он обладает определенной упругостью, и его можно назвать электрической полевой струной. Подобная же магнитная струна образуется между двумя намагниченными шариками. С помощью мелких железных опилок ее можно сделать видимой и убедиться в том, что, будучи отклоненной, в сторону, она упруго восстанавливает свою форму. Размеры элементарных частиц в тысячи раз больше размеров составляющих их кварков, поэтому между кварками тоже натягиваются струны — суперструны глюонного поля. Их можно заметить в столкновениях частиц. Образование полевых струн — весьма распространенное явление в мире элементарных частиц.

Как-то раз Хокинг в одной из своих статей заметил, что природа настолько многообразна, что, в принципе, позволяет существовать, например, мирам с одной или двумя пространственными и несколькими временными переменными, развивая теорию с бесконечным числом временных переменных, различающихся по виду их проявления в материальном мире. Конечно, все эти миры будут сильно различаться по своим свойствам — в одних могут существовать устойчивые атомы и образовываться сложные молекулы — основа жизни, в других будет своеобразная мешанина из элементарных частиц или какие-либо еще неизвестные нам формы материи и ее организации…

Есть и более глубокие соображения, основанные на изучении явлений в ультрамалых областях, где частицы, по-видимому, могут перемещаться быстрее света, и противопоставление пространства и времени утрачивает смысл — в зависимости от точки зрения пространство может стать временем, а время приобрести свойства пространства.

Единственный мысленный зонд, который может проникнуть в подобную фантастическую реальность — это сложнейшие математические формулы. Только с их помощью можно нарисовать картины новой Вселенной. Если писатели и художники-фантасты путешествует по мнимым мирам с помощью своего воображения, то математики и физики-теоретики используют для этого интеллектуальные приемы на основе математических законов и физических принципов. Конечно, мы не будем продираться сквозь частокол математических символов и воспользуемся уже готовыми результатами, стараясь понять их с помощью нестрогих, но зато наглядных аналогий.

Итак, какое же впечатление произведет на нас многомерный мир, существуй он в реальности? Вначале он должен показаться похожим на наш четырехмерный. Однако, внимательно приглядевшись, мы бы заметили, что некоторые тела движутся непривычно быстро, почти мгновенно перемещаясь в пространстве. Зная расстояние между точками и определив время движения по земному хронометру, мы бы обнаружили, что скорость некоторых тел превосходит световую.

Это настораживает, поскольку физики уже давно установили, что сверхсветовые тела, существуй они действительно в природе, можно было бы заставить двигаться вспять по времени — из настоящего в прошлое. Направление их движения зависит от точки зрения наблюдателя. Неподвижный наблюдатель увидит, что сверхсветовые осколки взорвавшегося снаряда, как им и положено, разлетаются в стороны и, замедлившись, падают на землю. А движущиеся увидят все в обратном порядке: лежавшие на земле осколки поднимаются в воздух, летят навстречу друг другу и собираются в целый снаряд, который стремительно втягивается в ствол орудия! Картина явно абсурдная, тут нарушено одно из основных свойств материального мира — причинно-следственная связь, а попросту говоря, — причина и следствие перепутали свои места.

Тут надо вспомнить, что одной из главных задач, стоящих перед современными физиками, является объединение в одной теории всех известных взаимодействий. Но, к сожалению, большинство современных попыток Великого объединения далеки от простоты и стройности. Если подход Евклида систематизировал и, в конечном счете, упрощал геометрию, то современные теории пространства-времени часто только все запутывают и усложняют.

Как любил подчеркивать выдающийся физик прошлого столетия Ричард Фейнман, главная причина в том, что мы пока не знаем всех законов природы, которые можно было бы свести в единую теорию.

Тут возникает законный вопрос: а есть ли вообще шансы хоть в очень далеком будущем, когда станут известны новые законы природы, создать математически стройную Теорию Всего, из которой бы следовали все известные физические теории? Ответ на него совсем не очевиден и его нельзя отдавать философам, которые могут все окончательно запутать. Большинство физиков скромно рассматривает свои любимые теории не более чем моделями реальности, не претендующими на полноту описания.

Согласно концепции одного из самых оригинальных физиков прошлого века Давида Бома, окружающий нас мир структурирован очень странным образом, когда каждое материальное тело напоминает верхушку айсберга над окружающей нас физической реальностью. Основная же часть каждого предмета как бы расплывается за гранью вещественного мира, образуя единую основу Вселенной. Свои рассуждения Бом основывал на понятии «неразрывного единства» микромира, проявляющегося в квантовой запутанности «сцепленных» частиц. Как мы знаем, эти микроскопические объекты ведут себя строго взаимосогласованно, так что изменение состояния одного приводит к мгновенной перемене у другого, пусть даже он находится на другом конце Метагалактики.

Размышляя над этой загадкой, противоречащей не только здравому смыслу, но и теории относительности, налагающей жесткие ограничения на скорость распространения взаимодействий, Бом пришел к выводу, что элементарные частицы взаимодействуют на любом расстоянии не потому, что они обмениваются таинственными сигналами между собой, а потому, что сама их «разделенность» во многом иллюзорна. Иными словами, на каком-то более глубоком уровне реальности сцепленные частицы — это вовсе не отдельные объекты, а фактически продолжения чего-то более фундаментального и цельного.

Распространяя свои идеи на мир элементарных частиц, Бом заключил, что сверхсветовое взаимодействие между ними свидетельствует о существовании более глубокого уровня реальности, не только скрытого от нас, но и имеющего более высокую размерность. А частицы мы видим раздельными по той причине, что способны наблюдать лишь часть действительности. Частицы — не отдельные «фрагменты», но грани, проекции более глубокого единства. И поскольку все в физической реальности содержится в этом «фантоме», наш Мир, воспринимаемый в ощущениях, предстает лишь как трехмерная проекция многомерной Вселенной.

В 80-х годах прошлого века уровень развития экспериментальной физики позволил опытным путем подтвердить парадоксальный феномен ЭПР, по иронии судьбы специально сформулированный в 1930-е годы Эйнштейном и его коллегами для демонстрации изъянов в построениях квантовой теории.

Успешные эксперименты возродили интерес к теории Бома, а открытая в те же годы Бенуа Мандельбротом фрактальная геометрия дополнила ее математический аппарат. Фрактальные структуры успешно описывали упорядоченный хаос природы, демонстрируя «голографический» принцип бесконечного вложения самоподобных структур друг в друга на основе весьма простых математических соотношений.

Некоторый математический фундамент удалось заложить в свою теорию и Дэвиду Бому, однако необъятность задачи, преклонные годы и переключение интересов на вопросы соотношения физики и сознания помешали ученому развить и дополнить свою концепцию голографической вселенной до объемной полноценной теории.

Наблюдения за Вселенной показывают, что и на самых больших масштабах она вовсе не неподвижна, а эволюционирует с течением времени. Если на основе современных теорий проследить эту эволюцию назад во времени, то окажется, что наблюдаемая ныне часть Вселенной была раньше горячее и компактнее, чем сейчас, а начало ей дал Большой взрыв — некий процесс возникновения Вселенной из сингулярности: особой ситуации, для которой современные законы физики неприменимы.

Физиков такое положение вещей не устраивает: им хочется понять и сам процесс Большого взрыва. Именно поэтому сейчас предпринимаются многочисленные попытки построить теорию, которая была бы применима и к этой ситуации. Поскольку в первые мгновения после Большого взрыва самой главной силой была гравитация, считается, что достичь этой цели возможно только в рамках пока гипотетической квантовой теории гравитации.