Книга о странном
Шрифт:
Голографический принцип Физический мэйнстрим, по сути дела, проигнорировал голографическую модель вселенной Дэвида Бома. Начиная примерно с 1984 года основные надежды науки на финальную теорию великого объединения все больше связываются с теорией струн. По степени абстрактности она чрезвычайно далека от повседневной жизни, однако способна предложить весьма элегантные математические соотношения, формально снимающие многие из противоречий и сулящие в конечном счете объединить квантовую теорию с гравитацией.
Впрочем, многие ученые считают, что теория суперструн порождает столько же новых проблем, сколько решает старых. Если
По упомянутым выше причинам 'т Хоофт решил избрать иное направление исследований. Благодаря работе Стивена Хокинга в свое время стало известно, что вследствие эффектов квантового поля «черным дырам» (как и частицам) свойственно не только поглощение, но и излучение энергии (в российской науке эффект испарения «черных дыр» обсуждался задолго до публикации Хокинга, однако факт этот остался известен лишь соратникам Грибова и Зельдовича, поскольку за яростными спорами-семинарами до написания статьи дело так и не дошло). Это открытие породило интереснейшие вопросы. Являются ли «черные дыры» элементарными частицами? Являются ли элементарные частицы «черными дырами»?
Известные свойства «черных дыр» заставляют отнести их к объектам, фундаментально отличающимся от обычных форм материи, а нынешние теоретические концепции пока не способны сказать что-либо определенное о физических законах для этих объектов.
Хотя бы по той причине, что современные теории в этом месте серьезно противоречат друг другу. Здесь отчетливо проглядывается парадокс, весьма похожий на тот, что столетие назад привел Макса Планка к пересмотру закона излучения абсолютно черного тела, а в конечном счете породил квантовую механику. Интуиция ученого подсказала 'т Хоофту, что изучение парадокса «черных дыр» может привести к чему-то столь же великому.
Особое внимание привлекал один из самых красивых результатов исследования термодинамики «черных дыр», полученный в 1970-е годы Якобом Бекенштайном, ныне профессором Иерусалимского университета. Бекенштайн показал, что энтропия «черной дыры» пропорциональна площади ее горизонта. А в 1980-е годы, исследуя энтропию не только как меру потерянной энергии или хаотичности термодинамической системы, но и как меру информационной емкости, Бекенштайн пришел к выводу, что информация, необходимая для описания любого объекта, ограничена его внешней поверхностью.
В 1993-94 гг. Герард 'т Хоофт обратился к изучению физики «черных дыр», сформулировал понятие гравитационных степеней свободы, а в процессе обсуждений новой концепции с коллегой из Стэнфорда Леонардом Зюсскиндом у ученого родилось и подобающее ей название – «голографический принцип». Фундаментом для голографического принципа стали результаты Бекенштайна: вся информация, содержащаяся в некоторой области пространства, может быть представлена как некая «голограмма» – то есть теория, помещающаяся на границе этой области. Грубо говоря, абсолютно все, что содержится, скажем, в комнате, можно описать на стенах, полу и потолке этой комнаты. Второе же базовое утверждение
Если же перевести данную концепцию на обычный человеческий язык, окажется, что весь наш мир и мы сами – суть голограммы, «тень», проекция чего-то гораздо более грандиозного. И при этом имеем достаточно информации, чтобы получить об этом целом представление.
Поначалу идеи 'т Хоофта разделялись лишь небольшой группой единомышленников,
«экстравагантными» методами изучавших квантовые черные дыры. Но затем, по мере развития теории струн и с появлением понятия мембран различной размерности, предоставивших инструментарий для изучения черных дыр, оказалось, что концепции голографического принципа чрезвычайно удобны и применимы к пространству-времени любой размерности. Никто не может объяснить, почему этот принцип работает, но идея «голограммы» постепенно становится одним из главных инструментов в поисках способа объединения гравитации и квантовой механики.
Три взгляда назад Некоторые исследователи, уже не первое десятилетие ратующие за холономный подход к природе Вселенной и человека, не устают указывать, что у данной концепции имеются мощные исторические корни – в древних духовных учениях Востока, удивительных прозрениях мистиков Запада или, скажем, в «Монадологии» немецкого математика и философа Готфрида Вильгельма фон Лейбница. Так, в философии последнего все знание о целокупной Вселенной можно вывести из информации, относящейся к одной-единственной монаде.
Холистическому взгляду на Вселенную в древнекитайской традиции учила и буддийская школа хуаянь. Есть история об одном из основателей школы, учителе Фа Цанге, обучавшем премудрости императрицу Ву. Однажды императрица, отчаявшись самостоятельно постичь тонкости учения, попросила Фа Цанга дать ей наглядную и простую демонстрацию всеобщей космической взаимозависимости.
Тогда Фа Цанг подвесил горящий светильник к потолку комнаты, уставленной зеркалами, чтобы показать отношение Единого ко многому. Затем он поместил в центре комнаты маленький кристалл и показал Ву, как все окружающее отражается в кристалле, тем самым проиллюстрировав, каким образом в Предельной Реальности бесконечно малое содержит бесконечно большое, а бесконечно большое – бесконечно малое. Одновременно Фа Цанг подчеркнул, что данная статичная модель, к сожалению, не способна отразить вековечное, многомерное движение во Вселенной и беспрепятственное взаимопроникновение Времени и Вечности, включая прошлое, настоящее и будущее.
В древнеиндийской ведической традиции существует поэтический образ ожерелья главного бога Индры. Как записано в «Аватамсака-сутре»: «В небесах Индры есть, говорят, нить жемчуга, подобранная так, что если глянешь в одну жемчужину, то увидишь все остальные, отраженные в ней. И точно так же каждая вещь в мире не есть просто она сама, а заключает в себе все другие вещи и на самом деле есть все остальное». В поэтическом облике царя богов Индры, «породившего солнце, небо и зарю», есть еще одна чрезвычайно важная деталь – все тело его покрыто глазами.