Суперпроблема изобилия
Если кто-РЅРёР±СѓРґСЊ скажет вам, что РѕРЅ разгадал тайну СЃСѓРґСЊР±С‹ Амелии Ррхарт*', наверное, сначала РІС‹ отнесетесь Рє его словам скептически, РЅРѕ если РѕРЅ предоставит вам подтвержденные документами серьезные свидетельства, РІС‹, скорее всего, дослушаете этого человека РґРѕ конца Рё, кто знает, может быть, РѕРЅ даже убедит вас. РќРѕ что РІС‹ подумаете, если спустя мгновение РѕРЅ сообщит вам, что
*) Амелия Ррхарт (Amelia Earhart) — первая американка, совершившая РІ одиночку перелет через Атлантический океан. Р’ 1935 Рі. совершила рекордный одиночный перелет СЃ Гавайских островов РІ Калифорнию. Пропала без вести РІ районе РќРѕРІРѕР№ Гвинеи РїСЂРё попытке совершить первый перелет РІРѕРєСЂСѓРі света. — РџСЂРёРј. перев.
126ВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВ Часть III. Космическая симфония
Сѓ него есть еще РѕРґРЅРѕ объяснение? Р’С‹ терпеливо слушаете Рё, Рє своему удивлению, обнаруживаете, что альтернативное объяснение столь Р¶Рµ хорошо документировано Рё продумано, как Рё первое. После завершения рассказа Рѕ РЅРѕРІРѕРј объяснении вам будет представлено третье, четвертое Рё даже пятое объяснения, Рё каждое РёР· РЅРёС… будет отличаться РѕС‚ предыдущих, РЅРѕ будет столь Р¶Рµ хорошо подкреплено доказательствами. Нет никаких сомнений, что Рє концу вашей беседы РІС‹ будете чувствовать себя РЅРµ ближе Рє решению загадки СЃСѓРґСЊР±С‹ Амелии Ррхарт, чем РІС‹ были вначале. Р’ области фундаментальных объяснений слово «больше» определенно означает «меньше».
Рљ 1985 Рі. теория струн, несмотря РЅР° заслуженное восхищение, которое РѕРЅР° вызывала, начала звучать РїРѕРґРѕР±РЅРѕ чересчур СЂСЊСЏРЅРѕРјСѓ эксперту РїРѕ СЃСѓРґСЊР±Рµ Амелии Ррхарт. Причина состояла РІ том, что Рє 1985 Рі. физики осознали, что суперсимметрия, являющаяся центральным звеном теории струн, РЅР° самом деле может быть включена РІ нее РЅРµ РѕРґРЅРёРј, Р° пятью различными способами. Каждый метод РїСЂРёРІРѕРґРёР» Рє образованию пар бозонных Рё фермионных РјРѕРґ колебания, РЅРѕ детали такой РіСЂСѓРїРїРёСЂРѕРІРєРё, Р° также многочисленные РґСЂСѓРіРёРµ свойства получавшихся теорий, существенно различались. Хотя названия, которые получили эти теории, РЅРµ имеют большой важности, потрудимся запомнить, что это были: теория струн типа I, теория струн типа IIРђ, теория струн типа IIР’, теория гетеротических струн 0(32) (произносится «о тридцать два»), Р° также теория гетеротических струн E8 С… Р•8 (произносится «е восемь РЅР° Рµ восемь»). Р’СЃРµ особенности теории струн, которые РјС‹ обсуждали РґРѕ СЃРёС… РїРѕСЂ, справедливы для каждой РёР· этих теорий, РѕРЅРё различаются только РІ более тонких деталях.
Рметь пять различных версий того, что считалось теорией всего, С‚. Рµ. РІРѕР·РјРѕР¶РЅРѕР№ конечной объединяющей теорией, было слишком РјРЅРѕРіРѕ для специалистов РїРѕ теории струн. Как существует только РѕРґРЅРѕ правдивое объяснение того, что случилось СЃ Амелией Ррхарт (независимо РѕС‚ того, узнаем ли РјС‹ его РєРѕРіРґР°-РЅРёР±СѓРґСЊ), так Рё наиболее глубокое, фундаментальное понимание устройства мироздания, согласно нашим представлениям, может быть только РѕРґРЅРёРј. РњС‹ живем РІ РѕРґРЅРѕР№ Вселенной Рё ожидаем существование только РѕРґРЅРѕРіРѕ объяснения.
Одно из решений этой проблемы может быть следующим. Хотя у нас есть пять различных теорий суперструн, четыре лишних можно отбросить с помощью экспериментальных исследований, и в результате останется одна, истинная формулировка. Но даже если это удалось бы сделать, у нас все равно остался бы саднящий вопрос — откуда возникли другие теории. Немного перефразируя Виттена: «Если одна из пяти теорий описывает нашу Вселенную, то кто живет в четырех остальных?»7) Мечта физика состоит в том, чтобы его поиск окончательных ответов привел к одному, уникальному, совершенно неизбежному выводу. В идеале окончательная теория, будь то теория струн или что-то иное, должна быть такой, какова она есть, просто потому, что другого способа не существует. Если бы мы открыли, что существует только одна логически непротиворечивая теория, объединяющая основные компоненты общей теории относительности и квантовой механики, многие почувствовали бы, что достигнуто глубочайшее понимание того, почему мироздание имеет те свойства, которые оно имеет. Короче говоря, наступили бы райские времена единой теории8).
Как мы увидим в главе 12, последние исследования в теории суперструн позволили сделать гигантский шаг в направлении этой единой утопии, показав, что пять различных теорий в действительности представляют собой пять различных способов описания одной и той же объединяющей теории. Теория суперструн имеет единое генеалогическое древо.
Все, похоже, постепенно становится на свои места. Однако, как мы увидим в следующей главе, объединение в рамках теории струн требует еще одного, более радикального отказа от наших обычных представлений.
Глава 8. Рзмерений больше, чем РІРёРґРёС‚ глаз
Рйнштейн РІ своей специальной Рё общей теории относительности разрешил РґРІР° основных противоречия физики последнего столетия. Хотя проблемы, послужившие побудительным мотивом его работ, РІРѕРІСЃРµ РЅРµ предвещали такого результата, каждое РёР· этих решений полностью трансформировало наше понимание пространства Рё времени. Теория струн разрешила третий главный конфликт РІ физике прошлого века, причем таким СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј, который, наверное, восхитил Р±С‹ даже Рйнштейна, Рё потребовала очередного коренного пересмотра наших понятий пространства Рё времени. Сотрясение РѕСЃРЅРѕРІ современной физики было столь сильным, что РЅРµ устояли даже наши представления Рѕ числе измерений РІРѕ Вселенной, казавшиеся совершенно незыблемыми Рё, тем РЅРµ менее, подвергшиеся радикальному Рё убедительному изменению.