Наука - мова для опису навколишнього світу, а також нашої взаємодії з ним і з усією Всесвіту. Але це всього лише одна мова в ряду безлічі інших мов (колись люди описували світ в термінах алхімії або духовних традицій), що виникли задовго до сучасної науки. Може бути, інші мови здаються зараз не такими досконалими, але вони працювали. Мене дивує, коли запитують: «Що ж люди робили до появи науки? Що вони знали про світ? »Хочеться крикнути у відповідь:« Вони знали про світ багато, дуже багато! »
У далекому минулому знали, звідки сталася життя, знали причини хвороб і то, як їх лікувати, вміли розраховувати місячні і сонячні цикли та ще багато іншого. Єдине, чого тоді не знали - це сучасного суворого наукового мови. Але остання обставина нітрохи не заважало жили тоді людям дуже толково пояснювати, як влаштований світ і чому він влаштований саме так, а не інакше. І, між іншим, людська цивілізація проіснувала понад 5000 років, прекрасно обходячись без відкриттів нашої нинішньої науки.
Початком наукової ери прийнято вважати XVII століття. У 1687 року Ісаак Ньютон видав свою знамениту працю «Математичні початки натуральної філософії» (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica), в якому формалізував математичний апарат, який здавався йому найкращим засобом опису світу. З тих пір протягом більше двох століть ньютоновская концепція природи була основою наукового методу, званого сьогодні «класичної фізикою». Разом з теорією електрики і магнетизму Максвелла і теорією відносності Ейнштейна класична фізика досить успішно описувала весь видимий світ аж до руху планет і галактик. Вона дозволила нам розраховувати орбіти штучних супутників і висадити людину на Місяці.
Однак на початку XX століття дослідження привели фізиків в світ атома, де закони Ньютона не працюють (раніше наші технології просто не дозволяли нам спостерігати за атомами або поведінкою частинок при зародженні нових зірок в далеких галактиках). В результаті з'ясувалося, що традиційна класична фізика не дає задовільних пояснень не тільки подіям мікросвіту, а й тому, що відбувається в макросвіті. І тоді виникла мова квантової фізики, яка пояснювала б явища, що не вміщаються в рамки наших звичних уявлень про реальність.
Визначення квантової фізики закладено в самій її назві. Квант - це «неподільне кількість електромагнітної енергії». Іншими словами, кванти - це те, з чого складається світ. Квантова фізика досить швидко виявила, що речі зовнішнього світу, що виглядають цілком твердими, на ділі зовсім не такі. Щоб пояснити цю думку, наведу таке просте порівняння.
Сидячи в кінотеатрі і дивлячись на екран, ми віддаємо собі звіт в тому, що розгортаються перед нами події по суті ілюзорні. Трагедії і мелодрами, від яких у нас частішає серцебиття, - не що інше, як набір окремих картинок, швидко змінюють одна одну, так що створюється враження безперервного дії. Наші очі бачать низку картинок, а мозок пов'язує їх в єдиний рух. Квантова фізика доводить, що майже так само влаштований і весь світ. Коли ми, наприклад, бачимо в недільній спортивній програмі, як футболіст б'є ногою по м'ячу або як фігурист здійснює складний стрибок, в термінах квантової фізики кожне з цих дій є серією окремих подій, що відбуваються поспіль і дуже швидко. Подібно до того як реалістичний фільм вибудовується з картинок, все в цьому світі складається з дрібних коротких спалахів світла, званих квантами. Справа в тому, що кванти спалахують з такою швидкістю, що мозок (якщо тільки він не знаходиться в стані глибокої медитації) звично усредняет їх пульсацію, створюючи ілюзію безперервного руху, зовсім як у випуску спортивних новин.
Можна сказати, що квантова фізика вивчає в дуже малому масштабі дію сил, що лежать в осно-наніі матеріального світу. Сьогодні в фізиці є два основних наукових напрямки, кожне з яких дотримується своїх поглядів на світоустрій, - класична фізика і квантова. І у кожного з них свої методи і теорії.
Вчені витратили багато зусиль, щоб об'єднати ці наукові напрямки і наблизитися до створення єдиної теорії. Для цього їм необхідно було визнати існування субстанції, яка заповнює простір, здається порожнім. Але що це за субстанція?
Хроніка довгого шляху до єдиної теорії
1687 рік - Ньютоновская фізика. Ісаак Ньютон публікує сформульовані ним закони руху. Починається нова наука. Всесвіт розглядається як велика механічна система, де час і простір абсолютні.
1900 рік - Квантова фізика. Макс Планк створює теорію, згідно з якою світ - це спалахи енергії - квантів. Експерименти на квантовому рівні показують, що матерія складається не з твердих частинок, а з можливостей і ймовірностей. Це застав ляє припустити, що реальність, в результаті, не так уже й реальна.
1905 рік - Теорія відносності. Альберт Ейнштейн скидає своєю теорією ньютоновскую парадигму. Він стверджує, що час відносно. Ключовий висновок теорії відносності полягає в тому, що простір і час не розділені.
1970 рік - Фізика теорії коливань. Фізики прийшли до висновку, що теорії, що описують світ як тонкі вібруючі нитки енергії, можуть бути використані для несуперечливого опису як квантового, так і видимого світу. Наукове співтовариство побачило в цій ідеї можливість об'єднати всі існуючі наукові теорії.
20. рік - Нова універсальна теорія фізики.
Одного разу фізики знайдуть спосіб пояснити голографії-ний природу всього, що ми спостерігаємо в повсякденності і в квантовому світі. Вони зможуть нарешті вивести рівняння, що уніфікують все фізичні теорії.
Чим заповнена порожнеча?
На самому початку фільму «Контакт» його головна героїня, доктор Арровей (у виконанні Джуді Фостер), задає батькові запитання, який стає лейтмотивом усього фільму: «Чи самотні ми у Всесвіті?» Відповідь батька на все життя стає для неї критерієм істини і допомагає їй зберігати свої переконання в найскладніших ситуаціях - від романтичних відносин до екстремальних умов далекої космічної експедиції. Відповідь була проста: якщо ми одні, то незрозуміло, навіщо нам стільки вселенської порожнечі!
З цієї ж точки зору можна сприймати і простір між речами: було б дивно, якби стільки місця пропадало дарма. За оцінками вчених, матеріальні об'єкти Всесвіту, як ми її собі уявляємо, займають лише 10% її обсягу. Невже світобудову обмежується цими десятьма відсотками? Чим же тоді заповнений простір, здається порожнім? Хвилі від кинутого в ставок каменю передаються по воді. Значить, і для всіх інших вібрацій повинна існувати якась середу. Але тоді доведеться відмовитися від основного принципу сучасної науки, згідно з яким простір між речами є порожнечею.
З чого складається простір? Варто нам це зрозуміти - і ми зробимо великий крок до розуміння своєї внутрішньої природи і наших взаємин світом. Мабуть, поставленому вище питання стільки ж років, скільки і людській культурі, причому відповідь завжди був під рукою, просто раніше го не помічали.
Людині завжди було властиве відчуття глибокого зв'язку з навколишнім світом і Всесвіту. Щоб в цьому переконатися, достатньо звернути увагу на наскальні малюнки австралійців (їх вік оцінюють в 20 000 років), єгипетські храми і мистецтво Південно-Заходу Америки. І судячи з усього, в минулі часи такий зв'язок відчувалася сильніше, ніж в наші дні. Але якщо вона існує, що виступає в якості сполучного елемента?
У всі часи поети і філософи, вчені та містики намагалися відповісти на це питання. Те, наскільки він важливий, ясно показав фізик Конрад Фінейгла (1858-1936): «Уявіть, що буде, якщо прибрати простір, що розділяє матерію. Всесвіт стиснеться до розмірів грудочки бруду. Саме простір утримує всі речі на своїх місцях »13. Один з перших антропологів, Луїс Лики, говорив:« Ми не зможемо по-справжньому розвиватися, поки не зрозуміємо, хто ми такі ». Мені здається, це вкрай правильне зауваження. Мабуть, що існувало в минулому уявлення людини про самого себе було досить вірним, раз воно дозволило цивілізації розвинутися до її нинішнього стану. Сьогодні настав час зробити крок на наступний щабель самопізнання. Цей крок дозволить людству знайти ще більші можливості. Однак осягнути свою природу і принципи роботи світобудови нам заважає наше небажання повірити в те, що простір заповнений якоїсь розумної енергією.
У XX столітті вчені переконалися, що порожнеча заповнена енергетичним полем, що відрізняється від будь-якого відомого виду енергії. Ця енергія існує від самого створення світу і пронизує собою все суще, подібно мережі Індри і ньютоновскому ефіру. В одній зі своїх лекцій в 1928 році Ейнштейн сказав: «Відповідно до загальної теорії відносності, простір без ефіру неможливо. У такому просторі не зміг би поширюватися світло, крім того, його можна було б вважати простором »14.
Батько квантової фізик Макс Планк був переконаний, що, якщо поле існує, значить, відповідальність за фізичний світ несе якесь розумне початок: «Ми повинні відчувати за цією силою (яку сприймаємо у вигляді матерії) наявність свідомого Розуму. Цей Розум і є матрицею всього сущого »15.