Космический ландшафт

Доброго времени!
У нас вышла новая книга Леонарда Сасскинда

^[1]

По мере того, как физики все глубже проникают в тайны устройства Вселенной, они все больше убеждаются, что нам чертовски повезло, что она устроена именно так, а не иначе. Стоит хотя бы на йоту изменить любую из физических констант, и существование жизни и возникновение человека в этой Вселенной станет невозможным. Почему это так? Нет ли здесь проявления разумного замысла неизвестного Творца, специально создавшего именно такой мир, в котором мы живем? «Нет, — доказывает Леонард Сасскинд, — разумный замысел — это иллюзия». На смену господствовавшей в XVIII–XX веках парадигме, требовавшей от науки объяснять все, приходит новая концепция — существования невообразимого космического ландшафта, огромного количества вселенных с неисчислимым набором свойств, и мы живем в одной из них попросту потому, что в других мы бы жить не смогли.

Начало XXI века стало водоразделом в современной науке, утверждает Сасскинд, — это время, которое навсегда изменит наше понимание Вселенной. И эта увлекательная книга, переносящая читателя на передовую сражений в современной физике — наиболее яркое тому подтверждение.

В Соединённых Штатах стали привычными шутки на тему того, как коммунистическая пропаганда уверяла, что всё, что когда-либо было изобретено на земле, было изобретено в России: радио, телевидение, лампочка накаливания, самолёт, абстрактная живопись и даже бейсбол. Однако в области физики некоторые из этих шуток оказались правдой. Советские физики так долго пребывали в изоляции от остального научного мира, что многие из их чрезвычайно важных открытий остались неизвестными на Западе, например замечательная гипотеза о начале расширения Вселенной.

Без сомнения, мы никогда не узнаем имени первого космолога, который посмотрел в небо и задался вопросами: «Что всё это значит? Откуда оно взялось? Какова моя роль во всём этом?» Мы можем лишь пред¬положить, что это произошло в доисторические времена, вероятно, в Африке. Первые космологические модели, базировавшиеся на мифах, не имели ничего общего с сегодняшней научной космологией, но они родились из того же человеческого любопытства. Неудивительно, что эти мифы рассказывали о земле, воде, небе и живых существах. И разумеется, они апеллировали к сверхъестественному творцу: как же ещё объяснить существование таких сложных и замысловатых существ, как люди, не упомянуть дождь, солнце, съедобных животных и растения, которые, кажется, созданы исключительно для нашей пользы?

В этой книге я заклеймил красоту, однозначность и элегантность как обманчивые миражи. Законы физики ни уникальны, ни элегантны. Мир, или, по крайней мере, наша его часть, представляется гигантской машиной Руба Голдберга. Но должен признаться, что и сам я так же не способен устоять перед очарованием однозначности и элегантности, как и все мои коллеги. Я тоже хочу верить, что главный принцип всех принципов, выходящий за рамки законов любой конкретной карман-ной вселенной, однозначен, элегантен и удивительно прост. Но результаты, получаемые при применении этого принципа, не обязаны быть элегантными. Квантовая механика, господствующая в микроскопическом мире атомов, очень элегантна, чего нельзя сказать о её подданных. Простые квантово-механические законы приводят к чрезвычайно сложным закономерностям поведения молекул, из которых состоят жидкости, газы и твёрдые тела, порождая как сорняки, так и розы. Мне кажется, я смог бы посчитать основополагающие принципы теории струн элегантными, если бы знал, что они собой представляют.

Я часто шучу, что если лучшими теориями являются те, которые содержат минимальное количество фундаментальных уравнений и постулатов, то теория струн на сегодняшний день является лучшей из всех — никто до сих пор не нашёл ни одного фундаментального уравнения и не сумел сформулировать ни одного постулата! Теория струн даёт все основания считать её очень элегантной математической конструкцией с высо-чайшей степенью самосогласованности, которой позавидует любая другая физическая теория. Но никто не знает, каковы её фундаментальные принципы. Никто не знает, каковы её основные «строительные блоки».

Строительные блоки — это наиболее простые объекты, из которых построено всё остальное. Для строителя — это кирпичи. Отношение между строительными блоками и составленными из них объектами асимметрично: можно возвести дом из кирпичей, но только пациент психиатрической лечебницы с тяжёлым расстройством восприятия решился бы строить кирпичи из домов.

Сегодня считается, что обычная материя состоит из кварков и электронов. Как обычные люди, так и учёные часто задают вопрос: «Считаете ли вы, что открытие всё более элементарных кирпичиков будет продолжаться вечно или существует мельчайший строительный блок?» В наши дни этот вопрос часто принимает форму: «Существует ли что-нибудь меньшее, чем планковская длина?» или: «Являются ли струны самыми фундаментальными объектами или они состоят из более мелких частей?».

Возможно, это некорректные вопросы. Методы работы теории струн более тонкие. Если мы сосредоточиваем внимание на каком-то конкретном регионе Ландшафта, то обнаруживаем, что всё здесь по¬строено из определённого набора строительных блоков. Одни регионы Ландшафта могут содержать открытые и замкнутые струны, в других вся материя состоит из D-бран, в третьих элементарные строительные объекты похожи на обычные кванты силовых полей, собранные в струны, браны, чёрные дыры и много чего ещё. По отношению ко всем объектам, выделяемым в класс фундаментальных, другие объекты теории ведут себя как составные в том же смысле, в котором атомы и молекулы состоят из электронов, протонов и нейтронов.

Но по мере нашего перемещения из одного места Ландшафта в другое начинают происходить странные вещи. Строительные блоки меняются ролями с построенными из них объектами. Какой-нибудь конкретный составной объект начинает вести себя всё проще и проще, как если бы он представлял собой элементарный строительный блок. В то же время объект, который до этого был строительным блоком, начинает проявлять поведение, свидетельствующее о наличии сложной внутренней структуры. Ландшафт превращается в фантастический пейзаж, в ко-тором по мере нашего продвижения по нему кирпичи и дома меняются ролями.

Об авторе книги

Леонард Сасскинд (Leonard Susskind) — американский физик-теоретик, один из создателей теории струн, преподающий сейчас в Стэнфордском университете.

Закончил нью-йоркский Сити-колледж со степенью магистра наук по физике в 1962 году, а степень доктора философии получил в 1965 году в Корнелльском университете. С 1979 года Сасскинд — профессор физики в Стэнфордском университете. В 1998 г. награжден Премией Сакураи за новаторские достижения в области адронных струнных моделей, решёточных калибровочных теорий, квантовой хромодинамики и динамического нарушения симметрии. С 1999 года профессор Корейского института перспективных исследований.

Сасскинд внёс значительный вклад в развитие современной физики. В числе его научных достижений:

• введение в адронную физику одномерного фундаментального объекта — струны;
• вклад в теорию конфайнмента кварков;
• разработка калибровочной теории в терминах гамильтоновой решётки;
• вклад в струнное описание энтропии чёрной дыры;
• разработка матричного описания М-теории;
• вклад в разработку голографического принципа.

Более подробно с книгой можно ознакомиться на сайте издательства ^[1]
Оглавление ^[2]
Отрывок ^[3]
Для книги и всей серии New Science ^[4] доступна скидка 25%
по купону — Cosmic Landscape

Автор: ph_piter

Источник ^[5]