Warning: date(): It is not safe to rely on the system's timezone settings. You are *required* to use the date.timezone setting or the date_default_timezone_set() function. In case you used any of those methods and you are still getting this warning, you most likely misspelled the timezone identifier. We selected the timezone 'UTC' for now, but please set date.timezone to select your timezone. in /home/admin/web/ours-nature.ru/public_html/new_site/book_print.function.php on line 421
Глава 8. Ансамбль струнных / Астрономия на пальцах. / Библиотека / Наша-Природа.рф

Книга: Астрономия на пальцах.

Глава 8. Ансамбль струнных

<<< Назад
Вперед >>>

Глава 8. Ансамбль струнных

Не думаю, что эта заключительная глава будет большой. Но зато она будет очень важной и крышесносной – не столько в смысле сложности, сколько в смысле заключенных в ней идей.

Ученые XIX века жили в правильном механистическом мире. Несколько наивном, но прямом и красивом. Вселенная в их понимании была вечной, бесконечной, предопределенной, а также стационарной. Атомы – неделимыми частицами. Пространство – просто ареной действия, сценой, где происходят события. А время… Что такое время? Сплошная череда перемен!

Физики ХХ века поняли, что все не так просто. Их мир стал динамичным, непредсказуемым и относительным. Вселенная расширялась. Массы, энергии, расстояния и даже темп происходящих событий (время) оказались зависимы от скорости света. Причем, любые сигналы в мире не могли распространяться быстрее этой скорости. Время и пространство физики формально объединили в один пространственно-временной континуум. Атомы перестали быть мельчайшими, потому что на арену знания вышли их детальки – элементарные частицы: электрон, протон и нейтрон. Позже были открыты и другие частицы – нейтрино, антипротоны, позитроны… Причем сами частицы перестали быть «абсолютно твердыми». Нет, не в том смысле, что их можно было разобрать дальше на еще более мелкие детальки. А в том, дорогие мои люди, смысле, что они перестали, во-первых, быть частицами и «размылись», то есть приобрели свойства волн. А во-вторых, при попытках их разбить, разломать они не разваливались на составляющие, а множились, превращаясь в другие частицы. И, грубо говоря, чем больше энергии прикладывалось к ним при столкновении, чтобы разломать, тем больше частиц образовывалось. Потому что энергия, оказывается, может превращаться в массу и наоборот!

Чтобы глубже понять устройство огромной Вселенной, ученые бились с загадками самых малых ее деталек – элементарных частиц, полей, вакуума. Им хотелось написать Теорию всего. А для этого требовалось объединить все известные физикам взаимодействия в единое целое и понять, как это все работает.

Не давали физикам также вопросы: а что стоит за материей?.. что такое электрический заряд?.. что такое масса?.. и почему все именно так, а не иначе?

И вот в попытках ответов они придумали так называемую теорию струн – она теперь главнейший кандидат на Теорию всего.

Оказалось (с точки зрения теории струн), что в основе материи лежат некие струны – крохотулечные линейные объекты, которые могут колебаться, как струны. И по расчетам выходило, что разные колебания этих струн воспринимаются нами в нашем мире как разные свойства элементарных частиц – заряд, масса…

Мир сделан из микровибраций!

Теория оказалась весьма интересной, крайне запутанной и очень перспективной. А также мало кем понимаемой. Но нам с вами важно понять в этой теории самое главное: эти самые струны, из которых все сделано, ни из чего не состоят!

Когда мы говорим, что нечто состоит из чего-то, мы, используя бытовой опыт, имеем в виду какое-то вещество. Но со струнами ситуация уже иная! Струны как раз и были придуманы для того, чтобы ответить на вопрос, из чего сделано вещество, то есть элементарные частицы. И вот выяснилось (с точки зрения данной теории), что из неких струн. Они первичны.

– Ну хорошо! – Воскликнет пораженный в самое сердце и не желающий сдаваться читатель. – А струны-то эти все же из чего сделаны, раз они существуют? Из чего они, черт побери?!

Отвечу: из чистой математики!

Дело в том, что проверить справедливость теории струн практически нельзя. Для этого потребуются столь сумасшедшие энергии, каких мы в наших земных ускорителях не достигли и вряд ли когда-нибудь достигнем. Такие энергии были лишь в первые секунды существования Вселенной. По сути, человечество вплотную приблизилось к моменту, когда чистая математика пришла на смену физике. Точнее, математическая геометрия. Физика в пределе свелась к геометрии пространства.

Вообще, первым, кто свел физику к геометрии был Эйнштейн. В его теории относительности гравитация, то есть всемирное тяготение – это всего лишь следствие искривления пространства. Тяжелые тела искривляют вокруг себя пространство и, грубо говоря, по этим вдавленностям «сцены» они и скатываются друг к другу – как бы притягиваются. Или не «как бы», потому что реально притягиваются – именно так мы это и воспринимаем.

И вот теперь оказалось, что не только гравитация, но и все прочие физические проявления – лишь следствие геометрии нашего многомерного мира.

Стоп! А что значит «многомерный мир»? И что это все-таки за струны такие геометрические в удивительной теории струн? Отвечу…

Мы не можем сказать, из чего «сделаны» струны, сам вопрос не имеет смысла. Но мы можем описать эти струны, понять, какие они.

Они – одномерные. А пространство, в котором они колеблются, – многомерное.

Непонятно?

Сейчас разберемся. Что такое мерность пространства? Ну, это все знают! А кто не знает, сейчас узнает.

Наше пространство трехмерно. В нем три измерения – длина, ширина и высота. Вы спросите: а как еще может быть? Ну, в теории может быть по-разному. Школьная геометрия, например, изучает, в основном, двумерное пространство. Двумерное пространство – это плоскость. На плоскости есть только два измерения – длина и ширина, высоты нету… Одномерное пространство – линия. В нем только одно измерение – длина… И есть нуль-мерное пространство – точка. Точка – она и есть точка – ни длины в ней, ни ширины, ни высоты…

Можно представить себе некий двумерный мир и живущих в нем плоскатиков, причем ясно, что жизнь у ребят не сахар: им приходится производить выделения из организма через то же самое отверстие, через которое они едят. То есть какают плоскатики через рот. Иначе невозможно: если вы попробуете нарисовать плоскатика в виде «плоской трубы», в один конец которой входит пища (рот), а из другого конца выходит бяка (попа), вы увидите, что ваш плоскатик развалился на две не соединенные друг с другом части. Человеку в этом смысле повезло: в трехмерном мире благодаря высоте тело не разваливается на две части.


Плохо быть плоскатиком! И линейщиком… Для удобства восприятия у линейных созданий показана некая толщина, чтобы мы их увидели. Но вообще-то поперечного размера не должно быть в одномерном мире.

В одномерном мире ситуация еще хуже – живущие там линейщики не смогли бы даже обойти друг друга, каждый житель этого мира может иметь только двух соседей – одного слева и одного справа.

Пространственное измерение – это перпендикуляр, который можно восстановить к другому измерению. Если к одномерной линии прочертить под углом 90 градусов другую линию (перпендикуляр), получится уже двумерность, то есть плоскость. В плоскость тоже можно воткнуть сверху перпендикуляр – третью координату – получится пространство. В плоскости существуют только плоские фигуры – треугольники, окружности, квадраты… А в пространстве объемные – пирамиды, шары, кубы, конусы… Это все легко себе представить, не так ли?

А вот четырехмерное пространство представить себе никак невозможно – просто потому, что мы не можем выйти за пределы своего трехмерия и воткнуть еще один перпендикуляр так, чтобы он располагался под прямым углом к остальным трем. Некуда его втыкать в нашем мире! Но это не значит, что четырехмерие, пятимерие и так далее не могут существовать.

Могут.

Теоретически. И поэтому в теории струн одномерные, не имеющие толщины струны колеблются в 10-мерном пространстве. Наш мир, получается, десятимерен, если верить теории струн! Почему же мы не видим других измерений, а видим только три? Да потому что остальные измерения свернуты, отвечает теория, они компактифицированы. «Лишние» измерения скручены в такие как бы трубочки, диаметр коих столь мал, что нами не замечается.

Увы, наглядных представлений тут нет. Потому понять это все можно только с помощью математики, оперируя сложными формулами, которые понимают считаные сотни людей на планете. И тут возникает главный вопрос: ну ладно, а почему вообще математика, то есть чистой воды голая придумка человека, правильно описывает реальный мир? Почему мир математичен, то есть подчиняется неким правилам математики, высосанным из пальца? Ведь, повторюсь, математика – это целиком выдуманная наука, состоящая из абстрактных значков. Значки эти и правила, по которым ми можно оперировать, придуманы людьми.

Отчего же природа им подчиняется?

Это величайшая загадка мироздания. Объяснения нет. Но математические и геометрические закономерности (в виде так называемых золотых сечений, например) мы видим везде в природе. Пока что, в какие бы глубины вселенной и микромира мы ни забрались, всюду математика работает. И нет никаких причин полагать, что когда-нибудь она откажет, будучи не в силах описать мир. Более того, среди строгих ученых ходит поговорка о том, что любая наука является наукой лишь настолько, насколько она оперирует математикой. С этой точки зрения история – не наука, литературоведение – не наука, психология – не наука. Ибо нету в них нужной для науки точности, которую привносит в дисциплину математика! Но почему работает сама математика, будучи голой придуманной абстракцией, никто не знает.

Ответа на сей вопрос пока нет. И то, что физика на каких-то самых глубоких уровнях миропознания свелась к геометрии пространства и чистой математике, поражает. Но с другой стороны, а разве могло быть иначе?..

<<< Назад
Вперед >>>

Генерация: 0.756. Запросов К БД/Cache: 3 / 1
Вверх Вниз