Теорія струн. Інтерпретація багатовимірності простору.
«Ернест Резерфорд одного разу сказав, що в дійсності, якщо ви не можете пояснити результат на простому, чи не обтяженому спеціальними термінами мовою, це означає, що ви не розумієте його по-справжньому»
Брайан Грін, «Елегантна всесвіт»
Чи є теорія струн одним з останніх досягнень науки? Швидше, поки немає. Строгих наукових підтверджень цієї теорії, наскільки мені відомо, явно недостатньо для того щоб визнати її повну істинність. Однак є в ній щось таке, що вже багато років про неї невпинно говорять. Десь сходиться, в десь ніяк ...
Я сама далека від тих кіл, представники яких можуть похвалитися тим, що розуміють всю ту математику, яка лежить в основі цієї теорії. Але, як людина, що цікавиться досягненнями сучасної науки, я все ж поверхнево ознайомилася з нею, прочитавши популярну книгу Брайана Гріна «Елегантна всесвіт», яка як раз присвячена теорії струн. І відразу ж була вражена одним збігом, про який я хочу тепер поговорити.
Не можу сказати що вся книга мені дуже сподобалася, але пізнавальна вона безсумнівно. Деякі викладені там ідеї видаються мені більш ніж спірними. Але я не хочу на цьому зараз зупинятися, тому що у цій статті є конкретна вузька мета, викладена в заголовку. Будемо вважати, що читачі більш-менш в курсі теорії струн, хоча б в найзагальнішому вигляді, тому що робити загальний огляд даної теми є справа довга. І займатися я цим тут не має наміру, тому що це відведе далеко в сторону. Наведу лише одну цитату щодо основного принципу даної теорії для тих, хто зовсім не в курсі:
«Грунтуючись на одному принципі - що на самому мікроскопічному рівні все складається з комбінацій вібруючих волокон, - теорія струн дає єдиний спосіб пояснення властивостей всіх взаємодій і всіх видів матерії»
Одне з необхідних умов для того, щоб дана теорія відповідала реальності, є багатовимірність простору. Наше тривимірне ну ніяк не годиться. І навіть час як четвертого виміру ситуацію не рятує. Потрібно аж десять вимірювань плюс ще час. І де ж таку прірву взяти. Адже по ідеї, вони повинні бути десь тут!
Ось що говориться в цій книзі щодо виникаючих проблем з відповідністю реальності:
«На початковому етапі розвитку теорії струн фізики виявили, що деякі обчислення призводять до появи негативних ймовірностей, також знаходяться поза області допустимих значень. Таким чином, на перший погляд, теорія струн потонула в своєму власному квантово-механічному бульйоні »
«Негативні ймовірності виникають через невідповідність між вимогами теорії і тим, що, як здається, диктує реальність: розрахунки показали, що якби струни могли коливатися в дев'яти незалежних просторових напрямах, всі негативні ймовірності зникли б»
«Для того щоб теорія струн стала несуперечливої, Всесвіт повинен мати дев'ять просторових вимірів і один часовий - разом всього десять»
«... чому теорія струн вимагає саме дев'яти просторових вимірів для того, щоб уникнути безглуздих значень ймовірності? Це те питання, на який, ймовірно, найважче відповісти без залучення математичного формалізму теорії струн. Прямий розрахунок з використанням апарату теорії струн призводить до цього результату, але ніхто не може дати інтуїтивного, що не захаращеного технічними деталями пояснення, чому так відбувається »
Ось конкретно і саме про це я і хочу поговорити. Я пропоную несподівану гіпотезу, яка пояснює цю абсолютно незрозумілу багатовимірність. Абсолютно і нікому не зрозуміло чому саме десять вимірювань і який в цьому фізичний зміст. Втім, фізики начебто намагалися висунути гіпотези, але, наскільки я зрозуміла, нічого виразного і зрозумілого поки не вийшло. Ну, так я хочу виправити цей недолік.
Втім, цілком можливо я чогось не зрозуміла в цій теорії, тому що знайома з нею лише поверхово, і моя інтерпретація не може бути застосована. Ну що ж, краще переконатися в цьому, ніж взагалі не висувати ніяких гіпотез. І, крім того, цю непридатність ще треба довести.
Ще цитати з тієї ж книги:
«Оскільки струни так малі, вони можуть коливатися не тільки у великих, протяжних вимірах, але і в крихітних згорнутих. Таким чином, ми можемо задовольнити вимогу про дев'ять просторових вимірах, пред'явленим до нашого Всесвіту теорією струн, припустивши ... що на додаток до трьох звичним, протяжним просторовим вимірам Всесвіт має шість згорнутих »
«Якщо рівняння теорії струн ... показують, що Всесвіт має дев'ять просторових вимірів і один часовий, чому три просторових виміри (і один часовий) є розгорнутими і протяжними, а всі інші - маленькими і згорнутими? Чому всі вони не є розгорнутими, або чому всі вони не є згорнутими, чому не реалізувався якийсь інший проміжний варіант? В даний час ніхто не знає відповіді на це питання »
Ось саме на це питання я і хочу дати гіпотетичний, але абсолютно зрозумілий всім бажаючим відповідь. Напевно, шановні читачі просто оторопіли від такої самовпевненості? Розумію. Але не знаю як це пом'якшити, тому що я дійсно бачу цю відповідь. Розповідаю.
Але спочатку наведу ще одну цитату, щоб прояснити ситуацію зі згорнутими вимірами. Вони згорнуті не тому, що така вимога теорії, а лише тому, що їх не видно в реальності, а фізики хотіли якось викрутитися і придумали таке пояснення. А насправді вони можуть виявитися зовсім і не згорнутими, але лише недоступними нам в безпосередньому відчутті.
«Відповідно до теорії струн Всесвіт складається з крихітних струн. Моди резонансних коливань цих струн визначають, на рівні мікросвіту, маси і константи взаємодії елементарних частинок. Теорія струн також вимагає існування додаткових вимірів, які повинні бути згорнуті до дуже маленького розміру, щоб не було протиріччя з тим фактом, що дослідникам досі не вдалося їх виявити »
Начебто картина ясна? Залишимо тепер її і звернемося до старовини. Люди науки, і інші атеїсти і агностики зазвичай не вважають стародавні джерела знань заслуговують на увагу. І це марна зарозумілість заважає їм побачити той безперечний факт, що концепції, викладені в різних древніх джерелах, мають між собою багато спільного. Вражаюче багато. І це дивно, якби це були просто казки. Звідки це однаковість?
Я, звичайно, не закликаю сліпо довіритися цим манускриптів. Сила науки саме в тому, що вона нічого не приймає на віру, але вимагає доказів. І це вірно. Але іноді увагу до цих текстів може підказати напрямок руху для досліджень. І це немало.
На жаль, символічна мова цих стародавніх писань також заплутує ситуацію, заважаючи за дивними образами побачити єдину суть і цілком серйозне опис світобудови. Проте, сенс в них є. І я хочу коротко викласти його. Вірніше, ту частину, яка має безпосереднє відношення до обговорюваної теми.
Так склалося, що більше за інших джерел мені знайома «Таємна доктрина» (далі - «ТД») Є.П. Блаватської. Втім, сама Блаватська в цій роботі нерідко посилається то на давньоіндійські джерела, то на Каббалу, то ще на щось. Загалом, це цілком підтверджує те, що я сказала вище - всі вони говорять по суті про одне.
Цитати я все ж наведу саме з «ТД», тому що інших текстів під рукою немає. Хоча мова її заплутаний і темний, але все ж розібратися можна, якщо намагатися це зробити. Колись я цим займалася.
Повернемося тепер до наших вимірах в подачі «ТД»:
«Простий, здоровий глузд справедливо повстає проти ідеї, що при будь-якому стані речей може бути більш, ніж три подібних вимірів, як довжина, ширина і товщина. Ці терміни і сам термін «вимір» належать до одного плану мислення ... Поки Космос буде мати у своєму розпорядженні встановленими футами для додатка до матерії, до тих пір вона буде вимірюватися лише трьома способами і не більше; подібно до того, як і з того часу, коли ідея вимірювання вперше проникла в людське розуміння, стало можливо докладати вимір лише в трьох напрямках - не більше.
Але ці міркування, ні в якому разі, не повстають проти безсумнівність, що з плином часу, коли здатності людства примножиться, також будуть помножені і властивості матерії »
Іншими словами, ми бачимо навколо тривимірний світ, і він, дійсно, саме тривимірний. Але, можливо більшу кількість вимірювань буде виявлено в результаті досліджень властивостей матерії. Чи не правда, дуже схоже на те, що ми читали про теорію струн?
Але де ж ці додаткові виміри ховаються? І тут вже, наскільки я можу судити, відповідь буде іншим, ніж у сучасних фізиків:
«Три певні уявлення Всесвіту в її трьох певних аспектах, відображені Езотеричної Філософією в нашому мисленні: Перед-існуюча. еволюціонувала з Вечносуществующей. і Феноменальна - світ Ілюзій, відображення або тінь перших »
Тут йдеться про трьох рівнях (або планах) буття. Або, іншими словами, про трьох просторових рівнях всесвіту. Ось ще цитата з пояснень до «ТД»:
"... в нескінченності немає ні верху, ні низу, але плани слідують один за одним і ущільнюються в напрямку зсередини назовні»
Звичайно, людина, не вивчала ці роботи, навряд чи щось може зрозуміти з цих окремих цитат. Але цитувати занадто багато мені не хочеться, та й мова там складний і незвичний для сучасного читача. Тому я коротко викладу сенс своїми словами, так, як я його зрозуміла. А бажаючі заглибитися можуть прочитати цю працю самостійно.
Так ось, світобудову вдає із себе ланцюжок вкладених просторів. Те, що простір не є просто порожнеча з вимірами, а є якийсь наповнений «кипінням» елементарних частинок вакуум наука давно вже встановила. Або інакше - простір є такий собі різновид поля, нами поки повністю не вивчена. Так ось ці поля, згідно з «ТД» можуть бути вкладені одна в іншу. І наше тривимірний простір є породженням «верхнього», теж тривимірного, простору. І саме породжує новий простір, теж тривимірне. Але є нам в безпосередніх відчуттях лише одне тривимірний простір - то, в якому ми знаходимося фізично. Ні з «верхнім», ні з «нижнім» ми не можемо так само безпосередньо стикатися! Тому вони для нас як би «згорнуті». Але вони не є мікроскопічні, як передбачає теорія струн. Навпаки, верхнє є макроскопічними, а нижня меншим, але все ж не зовсім мікро. Разом ми отримуємо ті самі дев'ять вимірювань, про які говорить теорія струн. Тому що в принципі ці вимірювання для нас доступні, але лише не настільки природним чином як наші три «рідних».
Так, я ще поки нічого не сказала про знову відкритому, десятому, вимірі. А воно теж має сенс. Який? Це та сама одномірна точка сингулярності з якої стався Великий Вибух. А якщо точніше - звідки посипалися ті самі одномірні струни, які, відповідно до даної теорії, і лежать в основі нашого світу.
А один часовий вимір на дев'ять просторових означає, що всі ці три простору співіснують як би в єдиному часі. Я кажу «як би», тому що все на ділі не так просто. Думаю, не знайдеться бажаючих сперечатися з тим очевидним фактом, що протягом часу безпосередньо залежить від розміру мінімальної частки в даному просторі. Так ось, якщо мінімальні частки в цих трьох просторах різні (а я думаю, що так воно і є), то і час буде масштабується залежно від простору. І слова в «ТД» про ущільнення саме про це і говорять - мінімальна частка зменшується в наступних просторах. Але все ж - тимчасова шкала у них спільна.
Звичайно ж, доведеться говорити про те, що це за простору і яким чином вони сформувалися. І це найважче для мене. Тому що тут мені доведеться говорити про речі воістину фантастичних з точки зору звичайного сучасної людини. Але й не сказати я не можу, тому що тоді концепція не повна і не виразна.
Можливо, згодом знайдуться якісь інші варіанти освіти цих вкладених просторів. І тоді можна буде відмовитися від цієї фантастики, але все ж залишити головне - багатовимірний простір може складатися з декількох тривимірних. І це просто, ясно і доступно розумінню на відміну від неймовірних N-мірних просторів.
Можливо, така інтерпретація дозволить фізикам інакше поглянути на свої розрахунки і знайти нові рішення невирішених раніше проблем.
Ну і тепер все ж повернемося до походження просторів. Тут така справа, що на ділі їх може бути не три, а скільки завгодно. Але лише три складають собою більш-менш доступний просторовий комплекс. А додаткове десяте може говорити про те, що є недоступні «верхні» простору, звідки все і вивалилося. Але ті простору для нас як би не існують.
Але чому всі ці струни посипалися? Ймовірно, існують і діють якісь алгоритми, що генерують ці самі струни та сама новий простір. Важко поки сказати, що між ними спільного і в чому відмінності.
Ось що говорить «ТД» приблизно про те ж:
«Три верхні плану є три вищі плану свідомості, що видаються і пояснюється в обох названих школах тільки Посвяченим. ... Світ Духа, Світ прообраз, Світ Фізичний або Матеріальний»
Ключові слова тут - плани (тобто простору) і свідомість. Ось вона, та сама фантастика. Інакше кажучи, простір є свідомість. Так-с. Ось так виходить.
Те, що наша свідомість у своїй основі базується на окремому просторі, звучить не так вже й страшно. Ми ж звикли до словосполучення «простір духу». Ну да, реальний простір, що генерується, очевидно, нашим мозком, в якому відбувається робота по сприйняттю, обробці даних і тому подібні речі. Це все-таки можна зрозуміти, хоча строгих наукових доказів ще немає. Думаю, скоро будуть, тому що це річ практично очевидна і передбачена багатьма мислителями.
«Таким чином, ми бачимо, що вакуум еволюціонує і існує в режимі самоорганізації. ... Уже на рівні існуючих знань ми можемо впевнено стверджувати, що факт самоорганізації вакуумних підсистем встановлено. ... природу цієї самоорганізації ми, звичайно, поки встановити не можемо. Це стане можливим тільки в повній теорії вакууму, яка буде оперувати з повним набором полів, наприклад на рівні суперструн »
Втім, подібні висловлювання можна бачити в багатьох наукових роботах останнього часу. Просто людство поки не знає що з таким знанням робити.
Далі розвивати цю, все ж, наукову фантастику я не буду. Хоча знайшлося б що ще сказати. Але скажу лише чому є саме три рівня просторів і що саме вони з себе представляють.
1. Простір, яке породило наше фізичне простір тобто той самий простір, в якому реально існують вже обчислені нами, темна матерія і темна енергія, які реально виявити ми не можемо.
2. Саме фізичне простір, в якому ми живемо як фізичні тіла, і в якому знаходиться весь видимий навколишній світ.
3. Простір, що генерується нами, простір нашого духу; простір в якому відбивається сприймається нашими органами чуття світ. Інакше кажучи - душа.
Ось така гіпотетична ланцюжок. Наше центральне простір і що примикають до нього «зверху» і «знизу» сусідні простору. У цитатах з «ТД» говориться дещо іншими словами, але про те ж. Так, картина незвичайна для скептиків. Але час покаже, чи це так. Поки можна прийняти як красиву гіпотезу, що дозволяє навести порядок в хоромах вкрай заплуталася фізики.
Втім, я анітрохи не засмучуся, якщо хтось зможе знайти інший, менш фантастичний, варіант цих самих вкладених просторів. Головне, я думаю, в тому, що такий принцип інтерпретації багатовимірних просторів цілком може виявитися правильним. По крайней мере, в прив'язці до даного контексту.
Мені видається вкрай дивним цей неймовірний збіг числа вимірювань в теорії суперструн і в космогонії древніх текстів. І не просто збіг загального числа, а й абсолютно чітке пояснення безпосередній доступності саме трьох вимірів, а також ряд супутніх чинників, що підтверджують право даної інтерпретації на існування в якості серйозної гіпотези: структура вакууму, темна матерія, темна енергія.
І мені важко повірити, що це лише випадковий збіг. Може, все ж, варто задуматися про причини цього багаторічного топтання фізики на місці і спробувати врахувати в своїх побудовах таку можливу інтерпретацію? А раптом відкриється пряма і ясна дорога в пізнанні?