"Теория всего" как постмодернистское течение в теоретической физике.

Прежде, чем перейти непосредственно к обсуждению теории струн хотелось бы отметить странность и парадоксальность ситуации, сложившейся в современной теоретической физике. Ученые не перестают радовать мир все более невероятными и экзотическими теориями. Казалось бы, ещё совсем недавно мы наслаждались совершенством и изяществом теории Большого взрыва, а спустя каких-то нескольких десятков лет все мы узнали о чарующей своей музыкальностью экстравагантной теории струн. Причем за последнее время их поднабиралось порядком добрый десяток, как говорится, на любой вкус и цвет. Отличаясь высокой степенью метафизичности и насыщенности математическим аппаратом, эти теории не столько отражают реальную физическую картину мира, сколько занимаются построением и созданием неких виртуальных, искусственных миров. Был ли Большой взрыв началом времени или Вселенная существовала и до него? Лет десять назад такой вопрос казался нелепым. В размышлениях о том, что было до Большого взрыва, космологи видели не больше смысла, чем в поисках пути, идущего от Северного полюса на север. Но развитие теоретической физики и, в частности, появление теории струн заставило ученых снова задуматься о предначальной эпохе. Причиной появления новых теорий физики, как это принято считать в научной среде, ученые связывают с новыми достижениями в современной физике, и назревшей необходимостью возникновения новых теорий, способных объединить выводы общей теории относительности с квантовой физикой. Согласно новой циклической теории, в далеком прошлом (несколько сотен, а то и тысяч циклов назад, каждый из которых, напомним, составляет, по Стейнхардту—Тюроку, около триллиона лет) величина лямбда-члена (этот термин, равнозначный плотности вакуума, они позаимствовали у мейнстрима) была очень большой. В свою очередь, это означает, что тогда, триллионы триллионов лет назад, в нашей Вселенной не могли возникнуть условия для появления сколько-нибудь значимых неоднородностей (скоплений «правещества»), и, соответственно, древнейшая Вселенная представляла собой абсолютно безжизненное пространство, на 99,99% заполненное лишь пресловутым вакуумом. В отличие от общепринятой космологической теории Большого взрыва, эта концепция утверждает, что наша Вселенная возникла из экстремального состояния физического вакуума, порожденного квантовой флуктуацией. В этом состоянии не существовало ни времени, ни пространства (или они были спутаны в пространственно-временную пену), а все фундаментальные физические взаимодействия были слиты воедино. Позже они разделились и обрели самостоятельное бытие — сначала гравитация, затем сильное взаимодействие, а уже потом — слабое и электромагнитное. В контексте традиционной космологии нет смысла рассуждать о том, что происходило до начального момента времени, поскольку времени в нашем понимании тогда просто не существовало. Согласно инфляционной модели, Вселенная вскоре после своего рождения очень короткое время экспоненциально расширялась, многократно удваивая свои линейные размеры. В соответствии с большинством конкретных сценариев, инфляцию запустило антигравитационное квантовое скалярное поле, плотность энергии которого постепенно уменьшалась и, в конце концов, дошла до минимума. Перед тем как это случилось, поле стало быстро осциллировать, порождая элементарные частицы. В результате к окончанию инфляционной фазы Вселенная заполнилась сверхгорячей плазмой, состоящей из свободных кварков, глюонов, лептонов и высокоэнергетичных квантов электромагнитного излучения. Однако вскоре после появления инфляционной модели несколько теоретиков поняли, что ее внутренняя логика не противоречит идее перманентного множественного рождения все новых и новых вселенных. В самом деле, квантовые флуктуации, подобные тем, которым мы обязаны существованием нашего мира, могут возникать в любом количестве, если для этого имеются подходящие условия. Не исключено, что наше мироздание вышло из флуктуационной зоны, сформировавшейся в мире-предшественнике. Точно так же можно допустить, что когда-нибудь и где-нибудь в нашей собственной Вселенной образуется флуктуация, которая «выдует» юную вселенную совершенно другого рода, также способную к космологическому «деторождению». Существуют модели, в которых такие дочерние вселенные возникают непрерывно, отпочковываются от своих родительниц и находят свое собственное место. При этом вовсе не обязательно, что в таких мирах устанавливаются одни и те же физические законы. Все эти миры «вложены» в единый пространственно-временной континуум, но разнесены в нем настолько, что никак не ощущают присутствия друг друга. На основании чего делается вывод о существовании исполинского мегакосмоса, в котором изолированно друг от друга встроено множество вселенных с различными законами мироустройства. Самый продвинутый вариант теории струн известен как М-теория. Она утверждает, что физический мир имеет 11 измерений — десять пространственных и одно временное. В нем плавают пространства меньших размерностей, так называемые браны. Наша Вселенная — просто одна из таких бран, обладающая тремя пространственными измерениями. Ее заполняют различные квантовые частицы (электроны, кварки, фотоны и т. д.), которые на самом деле являются разомкнутыми вибрирующими струнами с единственным пространственным измерением — длиной. Концы каждой струны намертво закреплены внутри трехмерной браны, и покинуть брану струна не может. Наша Вселенная — просто одна из таких бран, обладающая тремя пространственными измерениями. Ее заполняют различные квантовые частицы (электроны, кварки, фотоны и т. д.), которые на самом деле являются разомкнутыми вибрирующими струнами с единственным пространственным измерением — длиной. Как же циклическая теория объясняет прошлое и будущее мироздания? Начнем с нынешней эпохи. Первое место сейчас принадлежит темной энергии, которая заставляет нашу Вселенную расширяться по экспоненте, периодически удваивая размеры. В результате плотность материи и излучения постоянно падает, гравитационное искривление пространства слабеет, а его геометрия становится все более плоской. В течение следующего триллиона лет размеры Вселенной удвоятся около ста раз, и она превратится в практически пустой мир, полностью лишенный материальных структур. Рядом с нами находится еще одна трехмерная брана, отделенная от нас на ничтожное расстояние в четвертом измерении, и она тоже претерпевает аналогичное экспоненциальное растяжение и уплощение. Все это время дистанция между бранами практически не меняется. В циклической теории струн отсутствует момент начала времени, как в теории Большого взрыва, нет никакой сингулярности, выражаясь научным языком.

Таким образом, полагают ученые, все мы живем в циклической Вселенной, в которой конец одной эпохи (эона) совпадает с началом другой. В какой-то далекий от нас момент, по Пенроузу, Вселенная придет в состояние, весьма напоминающее состояние, предшествовавшее «нашему» Большому Взрыву. Форма, геометрия Вселенной будет становиться все более плоской и однородной, что и позволит ей совершить невероятный переход от состояния бесконечной протяженности к бесконечной малости, чтобы снова развернуться новым Большим Взрывом. Энтропия в момент этого перехода будет чрезвычайно мала, поскольку по мере растяжения Вселенной главные ее носители – черные дыры – все полностью испарятся. И этот процесс проходит бесконечно. И здесь мы подходим к еще одной важной причине (возможно основной) - появления теории струн - стремлением ученых избежать теологических последствий, логически вытекающих с инфляционной теории Большого взрыва. Теория струн учит нас, что вселенная существовала всегда. В отдаленном прошлом она была почти пуста. Такие силы, как гравитация, были слабы. Все многочисленные версии теории струн - это очередная попытка "воскрешения" старых хороших теорий классической физики о "вечности и несотворимости материи", и времени с пространством, не имеющих ни начала, ни конца. Поскольку, как объяснял еще Аристотель, "из ничего ничто не возникает", а значит вселенная или вселенные (а почему бы и нет) существовали всегда. И это притом, что существует не менее сильная с точки зрения логики точка зрения, своими корнями уходящая к христианским богословам. В частности, Блаженный Августин утверждал, что "ничто" - это не совсем ничто, что оно может обладать иной, трансцендентной природой, в отличие от материи, предполагающей всегда существование "нечто". Бог христиан - это не античные божки, он существует вне пространства и времени, и не является одной из форм физической реальности, поэтому может создавать вместе с пространством и временем и материальные вселенные. На вопрос "Что Бог делал прежде, чем создал мир?" знаменитый теолог отвечал: "Время само является частью божьего творения, просто не было никакого прежде!" Здравому смыслу, свыкнувшемуся с существованием "вечной материи", сложно представить себе, что этого "нечто" (материи) когда-то не было, что так называемая неисчерпаемость материи тоже имеет причину. Как имеет причину все в этом мире - в том числе и "цикличные", вечно возникающие и исчезающие вселенные. Это, конечно, очень удобно и просто "законсервировать" материальный статус-кво вселенной, наподобие индуистских космогонических теорий, объясняя вечность вселенной цикличностью процессов, происходящих в недрах материи. Но, увы - и это не панацея: цикличность времен года, несмотря на продолжительность своего существования на Земле, тоже была не всегда, и имела начало в пространстве и времени. Ученым-материалистам вообще-то никогда нельзя было отказать в изобретательности, какие только концепции и теории они только ни придумывали, чтобы сделать вселенную и материю самодостаточной, наделив ее атрибутом субстанциональности. Одно время вечность материального мира объясняли "неисчерпаемостью электрона, как и атома" (философия диалектического материализма), но вскоре открытия в квантовой механике поколебали убедительность и неопровержимость этого аргумента. И вот современная теория струн, теория всего, теория, которая по замыслу ученых, призванная якобы объяснить и соединить воедино как происхождение вселенной, так и все физические процессы, протекающие в материальном мире. Но логика, да и сами научные принципы что-то нам подсказывают, а "был ли ребенок", так уж соответствует "теория всего" наблюдаемым и экспериментальным фактам? Скорее, мы видим иную картину: сложнейшее устройство наблюдаемой Вселенной свидетельствует о том, что она была целенаправленно сотворена. Вселенная изобилует признаками замысла, и это весьма неудобно для тех, кто полагает, будто мы возникли в результате розыгрыша некоей гигантской космической лотереи. Якобы в бесчисленном множестве Вселенных, у которых совсем другие признаки и даже другие физические законы, именно нашей Вселенной вдруг выпал счастливый билет и появились законы, благодаря которым стала возможной эволюция человека. Вот почему мы вообще здесь оказались и можем задавать всякие там «антропные» вопросы. Иными словами, мы появились не вследствие замысла – это нам всего лишь кажется! – а благодаря эволюции "путем естественного отбора" из многочисленных (ненаблюдаемых!) вселенных. Необходимо честно, без излишней предвзятости отметить, что многие из этих «витков космической мысли» лишены экспериментального подтверждения и остаются умозрительными гипотезами в витиеватой математической оболочке. Как правильно заметил обозреватель одного научного издания: «Такое впечатление, что они только глубже увязают, погружаясь во все более эзотерическую математику, а результатов – никаких. Это подозрение подтверждает известный американский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии, один из основоположников теории струн Дэвид Гросс, сказавший как-то, что он и сам в ней ничего не понимает. Одной из причин, по которой многие с таким восторгом относятся к теории струн, есть надежда, что она способна перерасти в долгожданную «теорию всего» – своего рода святой Грааль физики, который ученые ищут уже не одно десятилетие. Известно, что нашей Вселенной управляют следующие фундаментальные силы: гравитация, электромагнетизм, а также сильные и слабые ядерные силы, удерживающие атомы от распада. Теория струн пытается увязать все эти силы в единую математическую теорию, хотя с точки зрения многих физиков это все равно невозможно. Эволюционные идеи, подобные теории струн, изначально строятся на мировоззрении, исключающем Бога. Потому-то так опасны попытки примирить Библию и догадки светских ученых. У теории струн такое же множество версий, как и у теории Большого взрыва. С какой же из них нам предлагается увязать наше богословие? А если завтра теория изменится, означает ли это, что нам придется пересмотреть и богословие? Гораздо более надежной отправной точкой для осмысления окружающего мира и Вселенной является Священное Писание. Мы действительно еще многого не понимаем. Но мы можем доверять Богу. В конце концов, Именно Он сотворил Вселенную. Он призывает нас: «Надейся на Господа всем сердцем твоим, и не полагайся на разум твой. Во всех путях твоих познавай Его, и Он направит стези твои» (Прит. 3:5–6).