Мы не сможем дать окончательный ответ на вопрос, какие из частиц являются элементарными, пока у нас не будет окончательной теории взаимодействий и теории материи. Когда у нас появится такая теория, мы, возможно, обнаружим, что элементарные физические структуры вовсе не являются ни частицами, ни полями. Многие теоретики считают, что фундаментальная теория должна представлять собой что-то вроде теории струн, в которой кварки, лептоны и т. д. всего лишь различные моды колебаний элементарных струн. А определить какой-то один набор струн в качестве элементарных, кажется, невозможно в принципе, поскольку, как недавно стало понятно, разные теории струн с разными типами струн зачастую эквивалентны.
Из всего этого можно вынести один урок. Задача физики не в том, чтобы ответить на набор неизменных вопросов о природе, вроде вопроса об элементарных частицах. Мы не знаем заранее, как правильно сформулировать вопрос, и зачастую мы сможем это выяснить, только когда окажемся близки к ответу на него.
10. Всё ещё неизвестная Вселенная
В июле 2010 г. редактор журнала The New York Review of Books Роберт Сильверс обратился ко мне с просьбой написать рецензию на новую книгу Стивена Хокинга и Леонарда Млодинова «Высший замысел» (The Grand Design, Bantam Books, 2011)
[73]. Обычно я рецензирую книгу только в том случае, когда вижу, что это даст мне возможность высказаться по некоторой интересующей меня проблеме. Пролистывая присланный Сильверсом сигнальный экземпляр, я понял, что в книге рассматривается по-настоящему серьезный вопрос, который занимал меня многие годы: действительно ли то скопление галактик, которое мы наблюдаем вокруг нас, расширяется во всех направлениях на миллиарды световых лет и представляет собой всю Вселенную, или это лишь часть одной из множества подобных вселенных, составляющих Мультивселенную, в которой фундаментальные физические константы имеют различные значения и, возможно, даже сами законы природы принимают разные формы?
Мы не знаем, является ли гипотеза о Мультивселенной верной, но она не лишена смысла. Существует целый ряд гипотетических теорий (теория струн, инфляционная модель и т. п.), которые подразумевают существование Мультивселенной. Никто точно не знает, действительно ли мы живем в Мультивселенной, но если это так, то мы можем сделать важный вывод, который не зависит от того, какая фундаментальная теория лежит в ее основе. Очевидно, что, если физические константы и законы в разных вселенных отличаются, то те константы и законы, которые мы наблюдаем, должны обеспечивать возможность существования разумной жизни в соответствующей вселенной. Таким образом, если окажется, что наблюдаемые нами физические константы и законы идеально подходят для возникновения разумной жизни, тогда нам уже не нужно будет искать объяснение в виде некоторого благожелательного создателя; просто в Мультивселенной все именно так и должно быть. Подобные рассуждения были предложены в качестве возможного объяснения тому факту, что количество темной энергии намного меньше, чем можно было бы ожидать, руководствуясь любыми другими теориями.
Моя рецензия была опубликована в журнале The New York Review of Books 10 февраля 2011 г. Как отмечено в тексте рецензии, некоторых религиозных деятелей расстроила подобная «антропная» аргументация. Однако я не упомянул в рецензии, что расстроились и некоторые хорошие ученые. Я слышал, что Дэвид Гросс (один из создателей современной теории сильного ядерного взаимодействия, директор Института теоретической физики им. Кавли в Санта-Барбаре) сказал о теории Мультивселенной: «Ненавижу ее». Причина понятна. Мы, физики, надеемся, что однажды поймем значение фундаментальных констант, исходя из первых основополагающих принципов, без привлечения антропных аргументов, которые никогда не дадут нам ничего лучше, чем диапазон ожидаемых значений. И я определенно разделяю эту надежду. А вот чего я не разделяю, так это опасений о том, что антропные аргументы слишком расслабят физиков и те откажутся от дальнейших поисков основополагающих принципов, которые смогут объяснить все, что мы наблюдаем. В недавней статье в Nature астроном из Гарварда Ави Лёб представил точку зрения, согласно которой антропный аргумент «сдерживает столь необходимые попытки объяснить темную энергию через альтернативную теорию, которая объединит квантовую механику и гравитацию»
[74]. Я не знаю ни одного теоретика, который не предпочел бы такую альтернативную теорию антропному объяснению и согласился бы с тем, что нам нужно отказаться от дальнейших поисков такой теории. Да, это нелегкий поиск, и мы даже точно не знаем, существует ли то, что мы ищем.
В 1992 г. я вместе с другими физиками участвовал в лоббировании финансирования строительства мощного ускорителя элементарных частиц, Сверхпроводящего суперколлайдера. У нас родилась блестящая идея провести семинар для членов палаты представителей, на котором мы объяснили бы важность такой установки для научных исследований. На семинар пришли три конгрессмена. После нашего выступления представитель демократов из Мэриленда сказал нам, что поддержит суперколлайдер, если мы сможем заверить его в том, что это поможет работе Стивена Хокинга.
Этот эпизод показывает, что Хокинг как ученый достиг того уровня популярности, выше которого в XX в. удалось взобраться только Альберту Эйнштейну и, может быть, Мари Кюри и Ричарду Фейнману. Я не говорю, что слава Хокинга незаслуженная. Будучи еще совсем молодым человеком, он представил блестящую математическую работу (выполненную совместно с Роджером Пенроузом), в которой доказал, что, согласно ОТО, существуют условия, когда коллапс, то есть бесконечное сосредоточение энергии в бесконечно искривленном пространстве-времени, становится неизбежным. Позже он показал, что черные дыры излучают энергию, и теперь это излучение называется излучением Хокинга. Он был одним из первых, кто использовал квантовую механику для расчета свойств флуктуаций распределения энергии в ранней Вселенной, тех самых малых флуктуаций, которые в итоге привели к образованию галактик, наблюдаемых нами сегодня. Всего этого и даже большего Хокинг достиг несмотря на свою прогрессирующую болезнь, которая сломила бы любого, не обладающего столь выдающимся мужеством.
Книга Хокинга, выпущенная в 1988 г., имела ошеломительный успех, настолько огромный, что в течение некоторого времени после ее выхода издатели выдавали авторам других научно-популярных книг (в том числе и мне) нереальные авансы в тщетной надежде добиться столь же высоких продаж. Недавно Хокинг предложил вниманию массового читателя новую книгу «Высший замысел» (The Grand Design), на этот раз написанную в соавторстве с физиком из Калифорнийского технологического института Леонардом Млодиновым.
В рецензиях на эту книгу, которые я видел, преимущественно говорится об отсутствии Бога во Вселенной Хокинга, как будто в этом есть что-то удивительное
[75]. Подобная реакция на книгу кажется мне довольно глупой. Основная мысль Хокинга состоит в том, что для понимания устройства космоса Бог нам не требуется. Ученые могут спорить о том, насколько хорошо мы понимаем космос, но лишь немногие из них чувствуют, что для заполнения белых пятен необходим именно Бог. В книге «Кратчайшая история времени» (A Brief History of Time)
[76], посвященной возможному будущему открытию полной теории материального мира, Хокинг написал, что «тогда мы познаем сознание Бога». Но это была просто метафора, как и высказывание Эйнштейна о том, что Бог не играет в кости со Вселенной. В «Высшем замысле» Хокинг избегает подобных метафор, вероятно чтобы не допустить неверного толкования своих слов.
