Никола Тесла — повелитель молний. Научное расследование удивительных фактов

В заключение желающим во что бы то ни стало связать магнитные перья «Радужного Феникса» с «Теорией Всего» я бы рекомендовал прочитать несколько замечательных книг, появившихся не так давно на прилавках магазинов и в необъятных просторах Интернета.

Это, прежде всего, дискуссия между С. Хокингом и Р. Пенроузом «Природа пространства и времени», «еретическое» развенчивание современных теорий Л. Смолина «Неприятности с физикой» и, наоборот, восторги от будущего развития современной науки Д. Дойча «Структура реальности». Для любителей научных дайджестов вполне подойдут заметки С. Н. Славина «На пути к “Теории Всего”».

В них научный обозреватель журнала «Техника — молодежи» рассказывает об истории физики элементарных частиц, представившей на суд научной (и не только) общественности атомистику второй половины XX века под названием «стандартная модель». Надо сказать, что до этого теоретическая атомная физика являла собой самый настоящий кошмар для посвященных. И если на страницах учебников продолжали кружиться устаревшие модели маленьких планет-атомов со спутниками-электронами, то в реальности царил полный хаос нескольких сотен элементарных, субэлементарных и сверхэлементарных микрочастиц. В конце концов, собравшись с силами и получив для бодрости духа несколько Нобелевских премий, физики представили схему «стандартной модели». По ней все известные частицы сложены из кварков (мистических образов из романа Дж. Джойса «Поминки по Финнегану») — принципиально ненаблюдаемых фундаментальных единиц нашего мира. Кроме частичек вещества, которые сами по себе мгновенно рассыпались бы во вселенскую пыль, есть еще и «универсальный клей» силовых взаимодействий — электромагнитного (свет и электричество) — сильного, сжимающего атомы в кулак, и слабого, так хорошо знакомого каждому после Чернобыля.

Нет слов, восторги по поводу создания «таблицы Менделеева элементарных частиц» продолжались всю вторую половину прошлого века. Однако въедливые критики стали все чаще обращать внимание на очень неприятное обстоятельство — монолит физической науки раскололся на две части! Одна из них — теория относительности — никак не стыковалась с новой физикой элементарных частиц, а блистающая вершина «Грааля физической науки» «Теория всяческих частиц и сил» казалась такой близкой. Однако все попытки даже нащупать тропинку к «мечте Эйнштейна» были тщетны. Единственным бесспорным достижением было слияние «электричества и радиоактивности» — электромагнитного и слабого взаимодействия. На волне успеха вроде бы удалось расширить этот дуэт до трио с сильным действием, но тут опять посыпались вопросы и вопросы… К примеру, отчего все частицы разные, а между собой абсолютно одинаковы? Или же, почему весь наш мир держит четверка сил, а не одна или десяток?

Да и внутри «стандартной теории» тоже не все благополучно, ведь там возникла «раковая опухоль отпочкования кварков». Действительно, сначала их было всего три, потом стало четыре, а теперь выясняется, что с каждым новым открытием необычных сторон нашей реальности кварки все размножаются и размножаются. Сейчас они имеют три «ароматных поколения» с «нижним», «верхним», «странным», «очарованным», «прелестным» и «истинным» составом, а на подходе уже новые «цветные» и «зазеркальные» частицы. В общем, вместо стройной таблицы элементов вновь появляется нечто непонятное, да и стандартная модель оказалась, по большому счету, ничуть не лучше любой другой. И опять перед «физиками-элементарщиками» встали очень непростые вопросы.

Почему у кварков ровно три цвета?

Почему существует ровно три поколения кварков?

Случайно ли совпадение количества цветов с количеством поколений и размерностью пространства Вселенной?

Из чего состоят кварки?

Ситуация все больше начинает напоминать события столетней давности, когда большинство физиков очень наивно полагали, что вскоре останутся без работы, поскольку Храм науки построен и, не считая мелких недочетов, практически готов к эксплуатации. Кто же знал, кроме великих Планка и Эйнштейна, что мелкие недочеты вырастут в новую физику квантов и относительности?

Что же делать наедине с двумя теориями, разделенными пропастью взаимонепонимання, да еще и прогнувшимися под тяжестью очень странных фактов о темных сторонах Метагалактики? Ведь около 90 % материи вокруг нас состоят неизвестно из чего и справедливо называются «темными»!

Одно время выходом казались причудливые теоретические построения выдающегося советского астрофизика Я. Б. Зельдовича, создавшего теорию суперструн. Модель (об отце-основателе которой уже и забыли) долгое время поражала своей красивой рациональностью. Действительно, представьте себе, что в основе нашего мира лежат некие линейные невообразимо тонкие струнки. И тут достаточно костистой лапе демиурга (или какого-либо иного физического демона) ударить по ним, приведя в колебания, как в наш мир горстями посыплются элементарные частицы.

Ведь каждое колебание этих сверхэлементарных ниточек и есть то, что мы воспринимаем как микрочастицы. Дело совсем за малым — поставить пару экспериментов и получать долгожданную Нобелевскую премию…

Конечно же, родилась «струнная теория» не на пустом месте, ведь некоторые решения квантовых уравнений вроде бы намекают на то, что кварки еще далеко не самые элементарные частицы. Вполне может быть, что есть еще более «мелкие» песчинки мироздания — некие вибрирующие сгустки вещества и энергии. Колебания этих нитевидных образований, или струн, и позволяют «озвучить» новую теорию строения Вселенной. Так это или не так, нам еще предстоит понять. А пока выясняется: чтобы в расчетах все было верно и теория могла работать, то есть чтобы с ее помощью можно было предвидеть какие-то экспериментальные результаты, приходится допустить, что в окружающем нас мире существует не четыре измерения — длина, ширина, высота и время, а как минимум десять.

Но где же запрятаны эти таинственные измерения, которые и представить наглядно невозможно? Современный «струнный гуру» аргентинский теорфизик Хуан Малдасена уверенно вещает:

«Наглядно их. конечно, представить нельзя, но ведь мы не можем представить себе и бесконечность. И не знаем, что было до Большого взрыва. Да что там — мы не знаем даже толком, что такое электричество. И тем не менее не задумываясь пользуемся им… Поэтому не стоит себе брать в голову проблему измерений. Может, они попросту не успели развернуться в момент Большого взрыва и скрываются где-то там, в квантовых петлях пространства-времени».

Однако «струнников» вскоре стали подводить их же расчеты. Неожиданно выяснилось, что десяти измерений маловато, и их количество возросло до 26. Правда, героическими усилиями теоретикам удалось-таки сократить это количество снова до десяти.

Но тут возникла новая напасть — оказалось, что и десяти измерений достаточно, чтобы с их помощью можно было создать практически бесконечное множество новых «струнных» теорий. Когда же удалось избавиться от лишних теорий, оказалось, что их все равно не менее пяти. Не может же истина существовать в нескольких вариантах! Исследователи приуныли, однако со временем выяснилось, что истина действительно может быть только одной, а вот количество ее представлений может быть равно и пяти.

Направление дальнейших поисков истины указал 29-летний аргентинский теоретик Хуан Малдасена. В 1997 году он опубликовал статью, в которой указал на существование связей между теорией струн и стандартной моделью. Его рассуждения понравились многим, и в следующем году Малдасену чествовали на международной конференции по струнам, проходившей в Санта-Барбаре, штат Калифорния.

Еще бы! Ведь Малдасене наконец-таки удалось включить в свою теорию еще и гравитацию. Стало быть, счастливые теоретики теперь могут сказать, что они сделали еще один шаг на пути к созданию теории «всего».

Оставался сущий пустяк. Надо было как-то выявить, доказать существование в нашем мире по крайней мере еще шести измерений.

За эту работу взялся 25-летний физик из Стэнфордского университета Мина Арканья Хамен и его коллеги Гия Гвали и Товаз Гиннопулос. Вскоре они объявили, что по крайней мере одно из этих измерений существует где-то по соседству и к нему можно подступиться.