Страница 32 из 45
3. Всеобщность колебательного принципа и теория суперструн
Известно положение метанаучной философии о том, что Мир был создан вибрацией. «В начале было Слово…» Слово есть звук, звук есть вибрация, вибрация есть ритм. Метанаучная философия указывает на всеобщность колебательных процессов и отводит важную роль ритму. Математическим выражением всеобщности колебательного принципа можно считать знаменитую теорему Фурье, согласно которой любой периодический (и даже непериодический) процесс можно представить суммой конечного (или бесконечного) числа гармонических колебаний с дискретными (или непрерывными) частотами. Знакомые с высшей математикой знают, что это называется разложением функции в ряд (или в интеграл) Фурье. На этом основан очень мощный метод гармонического анализа, или анализа Фурье. Я думаю, теорему Фурье нельзя рассматривать как чисто математическую конструкцию. Мне всегда казалось, что она должна отражать какую-то важную закономерность Мира. Я думаю, что такой закономерностью и является всеобщий колебательный принцип метанаучной онтологии.
В современной науке изучению различных ритмов в природе и обществе уделяется большое внимание. Но наиболее ярко фундаментальная роль вибраций проявилась в теории суперструн. Согласно этой теории фундаментальными объектами физической материи являются не точечные частицы (как всегда полагали), а крошечные одномерные нити – струны в виде замкнутой петли размером 10–33 см (планковская длина)[8]. Причем все наблюдаемые свойства элементарных частиц (их массы, заряды и т. д.) являются проявлением различных типов колебаний струн (рис. 4). Один из создателей теории Брайан Грин пишет: «Начиная с “музыки сфер” древних пифагорейцев <…> мы пытаемся понять песнь природы в величественных хороводах небесных тел и неистовой пляске субатомных частиц. С открытием теории суперструн музыкальные метафоры приобрели удивительную реальность, поскольку согласно этой теории микромир заполнен крошечными струнами, звучание которых оркеструет эволюцию мироздания» [14, с. 95.]. Теории струн удалось добиться впечатляющих успехов – снять фундаментальную несовместимость общей теории относительности и квантовой теории поля и объединить все четыре физических взаимодействия, включая гравитацию, в одно универсальное взаимодействие. Она ставит новые проблемы перед математикой, изучение которых привело к открытию новых геометрических многообразий и созданию квантовой геометрии. Она открывает новые перспективы в космологии. Возможно, в рамках струнной космологии, как отмечает в своей лекции Дэвид Гросс, удастся «показать, что Вселенная вечно пульсирует» [15]. Если это будет сделано, то тем самым будет перекинут мост к метанаучной космологии.
Рис. 4. Моды колебаний суперструн и элементарные частицы, по Б.Грину [14, с. 101]. Различные моды колебаний соответствуют различным элементарным частицам (электрону, кварку и т. д.)
Надо сказать, что теория струн еще не завершена, существуют несколько вариантов этой теории. Но уже сейчас появилась обобщенная теория, которая намечает пути их объединения. Создатель этой теории Эдвард Виттен назвал ее М-теорией. Никто не знает, что это означает, и расшифровывают ее название по-разному: мистическая теория, материнская теория («мать всех теорий») или более прозаически – мембранная теория, матричная теория. Специалисты полагают, что на завершение теории струн потребуется несколько десятилетий, возможно на это уйдет весь XXI век, но когда теория будет завершена, она даст окончательное описание законов физической Вселенной, физического плана Бытия и откроет перспективы изучения более тонких планов, миров иных измерений и иных состояний материи.
4. Многомерный Мир
Метанаучная онтология исходит из представления о многомерности пространства. Современная научная картина мира до самого последнего времени основывалась на представлении о трехмерности пространства. Правда, математика давно работает с многомерными пространствами, однако считалось, что эти пространства представляют собой математические абстракции, не имеющие никакого отношения к действительности. Реальный мир трехмерен, а всякие представления о четвертом и иных измерениях относятся к мистике и оккультизму. Говорить о них было небезопасно для научной репутации. В последнее время положение изменилось. Оказалось, что в рамках трехмерного пространства невозможно построить теорию, объединяющую все физические взаимодействия. Согласно современным теоретическим представлениям, пространство, из которого образуется трехмерная физическая Вселенная, является многомерным. Например, в теории суперструн вводятся шесть дополнительных пространственных измерений. Таким образом, мы имеем 9-мерное пространство, или 10-мерный пространственно-временной мир. В обобщенной теории суперструн, так называемой М-теории, добавляется еще одно дополнительное измерение, всего пространственных измерений становится 10, а пространственно-временных – 11. Очень важно, что именно геометрия дополнительных измерений определяет физические свойства частиц, которые мы наблюдаем в обычном трехмерном пространстве (рис. 5).
С метанаучных позиций, определенную неудовлетворенность вызывает то обстоятельство, что дополнительные пространственные измерения находятся в свернутом состоянии и имеют ничтожные размеры 10–33 см. Правда, изнутри они могут иметь неограниченные размеры (как это имеет место, например, для фридмонов), а проникновение внутрь этих пространств через ничтожно узкую горловину не может быть препятствием для духа и, вообще, для тонких форм материи. Но имеются и более обнадеживающие перспективы. В упомянутой выше лекции Дэвид Гросс говорит: «Первоначально мы считали дополнительные пространственные измерения теории струн закольцованными в малые разнообразия с размерами не более планковских. Но в последние годы пришло осознание, что некоторые из этих дополнительных измерений могут, напротив, быть очень масштабными и даже бесконечными, а не воспринимаем мы их лишь по той простой причине, что сами прикованы к трехмерной бране[9] – гиперповерхности в мире с большим числом измерений» (выделено мною. – Л.Г.) [15].
Рис. 5. Дополнительные (свернутые) пространственные измерения в теории суперструн (по Б.Грину [14, с. 142])
Новейшие наблюдения указывают на нетривиальную геометрию Вселенной: согласно некоторым моделям Вселенной, она может иметь форму додекаэдра. Знающие Живую Этику оценят значение этого обстоятельства. Невольно напрашивается также аналогия с представлениями Платона о том, что корпускулы квинтэссенции (мирового эфира) имеют форму додекаэдра [16, с. 253–254]. Топологическая структура пространства, по-видимому, достаточно сложна. Рассматривается возможность существования топологических тоннелей (или «кротовых нор»), которые могут связывать не только удаленные области нашей Вселенной, но и различные вселенные в Мультиверсе. Одним словом, мы стоим на пороге совершенно необычного Мироздания.
5. Большая Вселенная, или Мультиверс
Представление о Мультиверсе, т. е. о множественности вселенных, относится к числу важнейших в современной космологии. Согласно этим представлениям, существует бесконечное (вообще говоря, многомерное) пространство, заполненное физическим космологическим вакуумом. В этой вечно-кипящей субстанции (вакуумной пене) из-за квантовых флуктуаций непрерывно рождаются трехмерные планковские образования размером 10–33 см. Большинство из них вследствие тех же флуктуаций тут же (за время 10–43 сек.) возвращаются в вакуумную пену. Но небольшая доля их в результате длинной цепочки преобразований приобретает плотность, заметно отличающуюся от планковской. Такие «пузырьки» не могут вернуться в состояние вакуумной пены. Они-то и составляют зародыши будущих вселенных. Материя в них находится в вакуумноподобном состоянии. Под действием сил гравитационного отталкивания вакуума они начинают раздуваться (инфляция) и после распада вакуумноподобного состояния переходят в горячие фридмановские вселенные, которые эволюционируют согласно хорошо развитой космологической теории. В одной из таких вселенных живем мы. Эту вселенную в отличие от других мы называем Вселенной с большой буквы, а остальные вселенные – мини-вселенными. Совокупность всех вселенных, или, точнее, всё многообразие, объемлющее и заключающее в себя эти локальные вселенные, и называется Мультиверсом (рис. 6). Такой подход весьма нагляден и часто используется в популярной литературе.
8
Приводимые здесь проценты относятся к доле, которую вносит тот или иной вид материи в общую плотность материи во Вселенной. Обычно имеется в виду плотность энергии. Но так как последняя связана с плотностью массы известным соотношением ρ = ρc2, то такие же доли будут иметь место и для плотности массы. Что касEаетсяm названия «темная», то оно означает, что эта материя не излучает света. Однако такое название нельзя считать удачным. Темное вещество лучше называть небарионным (это будет более точно), ибо часть барионного вещества (так называемая «скрытая масса») также не излучает света. А для темной энергии лучше оставить название «космологический (или космический) вакуум». Впрочем, закономерности, по которым в языке окончательно закрепляются те или иные научные термины, остаются неисповедимыми. Отметим, что понятие «материя» включает и вещество, и энергию, космологический вакуум тоже является материей.
9
Эфир должен быть неподвижен и одинаков в любой точке наблюдаемой Вселенной, он должен быть текучим, как жидкость или газ, и вместе с тем в миллион раз тверже стали, чтобы поддерживать высокие частоты электромагнитных волн. Кроме того, эфир должен быть безмассовым (не иметь ни тяжелой, ни инертной массы), обладать нулевой вязкостью, быть полностью прозрачным, несжимаемым, нерассеивающим и непрерывным вплоть до самых малых масштабов (см.: http://www.nkj.ru/archive/articles/8664/).