На лужайке Эйнштейна. Что такое ничто, и где начинается всё - Гефтер Аманда

В течение многих лет мы с отцом говорили о невозможности взирать на мир глазами Бога. В конце концов, урок, данный нам всем Эйнштейном, к тому и сводится, что нельзя говорить о Вселенной, не поинтересовавшись, о чьей точке зрения речь. Для разных систем отсчета и ответ будет разный. «Нет ничего за пределами Вселенной». Из-за того, что скорость света не бесконечна, наблюдатель может видеть только часть Вселенной. До сих пор для нас были важны философские последствия: если никто и никогда не может посмотреть на Вселенную глазами Бога, то из чисто прагматических соображений следует избегать в описании Вселенной каких-либо отсылок к тому, что только этими глазами ее и можно увидеть. Однако принцип дополнительности Сасскинда означал нечто значительно бо́льшее: вопрос переносился из области философии в область физики. Попытка описать Вселенную из системы отсчета, в которой можно смотреть сквозь горизонты, неизбежно приведет к ошибочным ответам. Вы насчитаете двух слонов вместо одного. Вы увидите нарушения законов квантовой физики.

Принцип дополнительности Сасскинда четко и недвусмысленно говорит нам: физические законы имеют смысл только в системе отсчета одного наблюдателя.

Эта мысль настолько радикальна, что с большим трудом умещается в моей голове. История со слоном кажется такой странной именно потому, что интуиция подсказывает нам: даже если нельзя находиться одновременно и над горизонтом и под ним, должно все-таки существовать абсолютно истинное знание о том, что происходит со слоном на самом деле. Но «абсолютно истинное» предполагает, что реальность может быть описана с позиции всевидящего Бога. Не существует единого «абсолютно истинного». Существует истина Сэйфа и истина Скруда. Ничего более.

– Это не только новая форма дополнительности, это также новая форма относительности, – сказал мне Сасскинд. – Теория относительности учит нас, что некоторые явления выглядят по-разному в зависимости от движения наблюдателя – например, два движущихся по отношению друг к другу наблюдателя не согласятся относительно одновременности двух событий. Но есть явления, остающиеся инвариантными при переходе от одного наблюдателя к другому. У меня дома сработала фотовспышка. Это инвариантное утверждение. Но сейчас мы говорим о том, что это не так в случае черных дыр. Где находится информация, за горизонтом событий или перед ним, определяется движением наблюдателя. Место, где происходит событие, зависит от наблюдателя – в рамках стандартной теории относительности это было бы неверно. Месторасположение информации становится неоднозначным и зависящим от наблюдателя, если гравитация становится значимым фактором.

Эйнштейн обнаружил, что трехмерное пространство и одно измерение времени зависят от наблюдателя, но зато четырехмерное пространство-время остается инвариантным. Теперь, с горизонтами событий, четырехмерное пространство-время также стало зависимым от наблюдателя. Пространство-время больше не инвариант. Оно не реально.

– Если принцип дополнительности на горизонте событий говорит нам, что пространство-время не реально, то что осталось инвариантным? – спросила я Сасскинда.

– Что осталось инвариантным? – он сделал паузу. – Это хороший вопрос.

– Я начинаю думать, что мы в нашей книге должны сосредоточиться на поиске инвариантов: как они рассыпаются при каждом новом подходе, – сказала я отцу.

Я приехала домой к моим родителям в Филадельфию на выходные. Мы с отцом работали в нашей библиотеке над предложением по книге. Благодаря AdS/CFT-соответствию, голографическому принципу и принципу дополнительности Сасскинда мы уже вычеркнули из нашего списка струны и пространство-время.

– Каждый раз, когда физики думают, что что-то является инвариантным, оно оказывается зависимым от наблюдателя. Иллюзией. Это как в произведении Льюиса Кэрролла. Как же оно называлось?

– «Алиса в стране чудес»?

– Нет, стихотворение, – сказала я. – «Охота на Снарка»?

– Я не помню.

– Там персонажи охотились на Снарка, но никто и никогда не видел его. Каждый раз, когда они думали, что они его поймали, это оказывался Буджум, который тут же исчезал.

Я порылась в книгах в моей старой спальне, пока не нашла ее там. «Охота на Снарка». Я прочитала вслух историю о том, как Благозвон, Булочник, Бобер и их команда отправились на поимку Снарка:

«Пусть малюет МеркаторПолюса и Экватор,Что нам толку от Тропиков всяких?» —Благозвон прокричал.Экипаж отвечал:«Это только условные знаки!»[40]

– Они зависят от наблюдателя! – вторил отец.

«На обыденных картах – слова, острова,Все сплелось, перепуталось – жуть!А на нашей, как в море, одна синева,Вот так карта – приятно взглянуть!»

Я посмотрела на отца. Он улыбался.

Я дочитала до конца, до того момента, когда Булочник считает, что он нашел неуловимое существо:

«Это Снарк!» – слабый голос в их души проник.(Слишком тих, чтоб звучать наяву.)Загремело «ура», поздравления, крик;И зловещее: «Нет, это Бу-у-у…»

– Здорово, – сказал отец.

– Боже мой, ты только послушай! – сказала я, читая предисловие к книге Мартина Гарднера. – «Снарк – это поэма о бытии и небытии… Буджум – это больше, чем смерть. Это конец всех поисков. Это – финал, абсолютное исчезновение, по выражению Одена, „страшный Буджум небытия“. В буквальном смысле Буджум Кэрролла значит ничего вообще. Это пустота, великая голая пустота, из которой мы чудом возникли и в которую мы в конечном счете уйдем; в которой бесконечно вращаются и дрейфуют абстрактные галактики, совершая свой вояж из ниоткуда в никуда».

– Забавно, – сказал отец.

– Но как точно! Снарк – это инвариант, окончательная реальность. Но каждый раз, когда мы думаем, что мы обнаружили Снарка, он оказывается Буджумом. И исчезает.

Мы приступили к работе над предложением по изданию книги под названием «Охота на Снарка: Физики в поисках окончательной реальности».

Как персонажи Кэрролла в его сюрреалистической поэме, физики охотятся за своим собственным Снарком, – писали мы. – Для них призрачное существо – окончательная реальность, объективно существующий мир, независимый от наблюдателей. Этот мир существует сам по себе, каким бы мы его ни воспринимали. Но все не так просто, как может показаться на первый взгляд. В начале XX века Альберт Эйнштейн обнаружил, что пространство и время зависят от наблюдателя и поэтому в основе своей не реальны. В то же время была создана квантовая механика, в ее основе также лежало осознание важной роли наблюдателей, которой до этого никто не предполагал. Но мало кому известно, что в последние годы картина мира стала еще более запутанной. Сегодня ведущие мировые физики заставляют полностью переосмыслить природу реальности и наше место в космосе. При изучении черных дыр физики обнаружили, что само существование частиц зависит от наблюдателя; из голографического принципа следует, что даже четырехмерное пространство-время, которое оставалось неприкосновенным в теории Эйнштейна, тоже зависит от наблюдателя, заставляя говорить, по словам Леонарда Сасскинда, о «новом типе принципа относительности».

В каждой главе книги, объясняли мы, физики ведут охоту на разных Снарков – пространство, время, гравитацию, частицы, пространство-время, размерность, калибровочные силы, струны, которые неизбежно на фундаментальном уровне оказываются зависимым от наблюдателя Буджумом, заставляя заново переосмыслить всю космологию.