"Панорама времен" - читать интересную книгу автора (Бенфорд Грегори)

Глава 20

Маркхем разложил свои бумаги на узком маленьком подносе, которыми снабжают в самолете. Впереди много скучных часов полета над Атлантическим океаном, и их предстояло вытерпеть, вжавшись в кресло рядом с иллюминатором. Перед ним проплывали уравнения Кэти Уикхем, кивали тензорные индексы, приглашая повернуть их так или иначе, теснились друг за другом записи, в которых таилось обещание.

— Ленч, сэр, — сказала стюардесса с профессионально бесстрастным лицом, Это эхо вежливости, по идее, должно было придавать какой-то лоск тому набору пакетиков в картонной коробке, который стюардесса шмякнула на поднос. Маркхем вскрыл коробку, и на поднос посыпался дождь пакетиков — стандартные порции пищи. Он наугад развернул одну из трех упаковок — это оказался обязательный упругий кусок цыпленка. Маркхем осторожно надкусил его — он был вязким и кисловатым. “Единственно приятное во всем этом, — подумал он, — отсутствие пластика”. Бомбардировка полей в Саудовской Аравии несколько лет назад положила конец применению пластиков и привела к возвращению скромной картонной упаковки. Ее шероховатая серая поверхность напоминала детство, годы, когда углеводородные соединения начали править миром.

Полезная сторона этого дела состояла еще и в том, что на поверхности бумажной упаковки можно что-то написать, и на ней останется ваше послание, тогда как пластиковая оболочка отказывалась воспринимать отпечатки ее временных пользователей. Он бездумно записал новые уравнения квантового поля на картонной коробке. Элегантные эпсилоны и дельты украсили их марш через напечатанный жирным шрифтом фирменный знак “ЮНАЙ-ТЕД ЭЙРЛАЙНЗ”.

Маркхем задумчиво жевал, время шло. Он увидел, как можно разделить тензорные элементы на несколько сокращенных уравнений. Двумя-тремя черточками он разложил на пары компоненты поля, сделал некоторые побочные вычисления, чтобы проверить себя. Где-то далеко от него двигались другие пассажиры. Через какое-то время наискось по упаковке красовалось пять новых уравнений. Три из них, как он подозревал, были старыми приятелями: уравнениями Эйнштейна с модификациями, учитывающими квантовый эффект, когда длинная шкала становится достаточно мала. А вот два других содержали в себе нечто новое. Более глубокое понимание квантовых явлений добавляло новый член в одном месте, путаницу тензоров в другом. Создавалось впечатление, что дальнейшее сокращение невозможно. Маркхем в раздумье постучал по коробке ручкой и нахмурился.

— Вы только посмотрите! — воскликнул сосед. Маркхем повернулся к иллюминатору. Огромное облако цвета желтой серы с оранжевыми прожилками плыло над ними.

— Впервые вижу такое, — сказал сосед взволнованно. Маркхему хотелось бы знать, поведет ли пилот самолет через это облако. Но спустя несколько секунд окно оказалось закрытым волокнами облака, и Маркхем понял, что они уже проходят сквозь нижние слои. Тяжесть снова придавила его. Самолет накренился, чтобы подняться выше.

— Прямо перед нами находится одно из тех облаков, о которых мы столько наслышаны. Я поднимаюсь выше, чтобы его можно было лучше разглядеть.

Это объяснение пилота показалось Маркхему насквозь фальшивым. Летчики не меняют курс из прихоти. Облако выглядело более тяжелым и массивным, чем проплывающие вокруг лохматые белые облака с темно-голубым окаймлением.

Маркхем что-то пробормотал и вернулся к вычислениям. Он переписал с картонной коробки новые уравнения и стал изучать их, пытаясь отключиться от тонкого пронзительного воя моторов. Один инженер как-то объяснил ему, что для нового поколения сверхзвуковых машин характерен непереносимый рев. Концерну “Рокуэлл Интернэшнл” пришлось здорово потратиться, чтобы как-то притупить острые звуковые пики. Шесть месяцев они работали над тем, чтобы превратить страшный визг в успокаивающий ровный гул, который не мешал бы пассажирам салона спокойно дремать. Маркхему это, однако, не помогло — он всегда имел повышенную чувствительность к звукам. Он нашел беруши в кармашке переднего кресла и воспользовался ими. От звуковой волны осталось только дрожание, которое начиналось в ногах и заставляло Маркхема стискивать зубы.

Он потратил час на проверку новых уравнений. Они давали разумное решение для ограниченных задач, с которыми он сталкивался. Приняв малую длину шкалы и пренебрегая гравитационными эффектами, он вывел стандартные уравнения релятивистской теории частиц. Несколькими росчерками пера он получил результаты Эйнштейна. Однако когда уравнения Уикхем брались целиком, без ухода на знакомую территорию, выходило что-то туманное. Он уставился на короткие обрывистые примечания. Вот если проскользнуть через этот узел, отбросив кое-какие члены уравнений… Нет, так дело не пойдет. Здесь нужно проделать кое-что еще весьма искусно, идя вперед по данным заложенным в самой работе. Во-первых, помимо логических стандартов, возникали вопросы эстетики. Развитие физики всегда сопровождалось появлением ранее неизвестных, более элегантных структур. Во-вторых, после того как вы разберетесь в этих структурах, оказывалось, что они не только элегантнее, но и проще. В-третьих, из этих структур вытекали следствия, более сложные, чем предшествующие. Постоянной ловушкой для тех, кто ищет новые пути, является проблема преобразования последовательных шагов на этом пути. Очень трудно объяснить это явление философу. В математике есть что-то такое, что не улавливается вами, если вы не будете за этим внимательно следить. Платон — великий философ, и ему хотелось бы, чтобы все планеты перемещались по единому комплексу окружностей, чтобы за ними было легче наблюдать. Но, как установил Птолемей, законы, которые позволили бы осуществить это внешне простое движение планет, оказались бы невероятно сложными. Это означало бы наличие сложных законов, ведущих к простым последствиям. Поэтому все работы Птолемея свелись к теории, которая звенела и стонала, — к кристаллическим сферам, трущимся друг о друга, к осям, колесам, зубчатым передачам и к куполообразной машине, элементами которой все они должны были являться.

С другой стороны, теория Эйнштейна оказалась более элегантной, чем теория Ньютона. Однако разобраться в ее последствиях было гораздо труднее — то есть получалось все наоборот. Маркхем задумчиво почесал бороду. Если иметь это в виду, то вы отбросите многие подходы еще до начала работы, поскольку будете знать заранее, что они ни к чему не приведут. Нет выбора между красотой и истиной. Вам приходится иметь дело и с той, и с другой одновременно. В искусстве элегантность слыла словом-шлюхой, которое каждое поколение критиков использовало по-своему. Однако в физике действует положение, полученное на основе тысячелетнего опыта: теории являются более элегантными, если они могут быть преобразованы математически в другие структуры другими исследователями. Теория, остававшаяся неизменной при любых трансформациях, — наиболее правильная, наиболее близкая к универсальной. Симметрия SU (3) Гелл-Манна расположила частицы в универсальном порядке. Группа Лоренца, изоспин, каталог свойств, получивший название “Странность, цвет и очарование”, — все вместе составили из призрачных цифр конкретную Вещь. Итак, чтобы пойти дальше Эйнштейна, нужно следовать симметриям.

Маркхем в поисках истины царапал на желтой бумаге одно уравнение за другим. Он собирался провести это время, разрабатывая тактику переговоров с ННФ, но политика — мелочь по сравнению с научной работой. Он пробовал различные подходы, преобразуя тензорные записи, вглядываясь в математические дебри. У него имелся один руководящий принцип: казалось, сама природа любила уравнения, изложенные в ковариантной дифференциальной форме.

Он вывел уравнения, которым подчинялось движение тахионов в плоском пространстве-времени, рассматривая эти изыскания как случай граничных условий. Удовлетворенно кивнул. Ну вот, знакомые квантово-механические волновые формулы. Он знал, куда они ведут. Тахионы заставляют волну вероятности отражаться вперед и назад во времени. Уравнения показали, как эта волновая функция будет сновать из прошлого в будущее, из будущего в прошлое, словно сбитый с толку пассажир пригородной электрички. Создавать парадокс — означает признать, что у этой волны нет конца и образующаяся система стоячих волн подобна зыби вокруг мола в океанских защитных сооружениях, когда смещаются пики и провалы, но все возвращается обратно, не меняет поверхности моря. Единственный способ разрешения парадокса состоит в том, чтобы вступить в него, разорвать устоявшуюся систему, подобно тому как корабль бросается в волны, оставляя за собой бурлящее море. Корабль служил примером классического наблюдателя. Но теперь Маркхем добавил в уравнения дополнительные члены, разработанные Уикхем, в результате чего они стали симметричными при обмене тахионами. Он покопался в кейсе и достал работу Готта “Космология симметричных во времени тахионов материи и антиматерии”, которую передала ему Кэти. Как раз такой кусочек территории, который можно отхватить. Однако здесь были выкладки Готта, силы Вилера-Фейнмана, с помощью которых давались решения относительно опережающих и отстающих тахионов, вместе с неевклидовыми суммами. Маркхем заморгал. В искусственно созданной тишине он сидел совершенно неподвижно, и только глаза блестели, а воображение мчалось вперед, чтобы увидеть, где уравнения будут смыкаться и разделяться, образуя новые явления.

Волны стояли неподвижно и безгласно, в общем хаосе. Но здесь не нашлось места для корабля — классического наблюдателя. Старая идея в обычной квантовой механике состояла в том, чтобы дать остальной части Вселенной стать наблюдателем, позволить ей заставить волны распасться. Однако в этих новых тензорных членах уравнений не было места возврату назад, не существовало способов дать Вселенной возможность в целом стать стабильной точкой, относительно которой все может быть измерено. Нет, Вселенная жестко связана. Поле тахионов соединило все кусочки материи друг с другом. Захват дополнительных частиц в эту сеть мог только осложнить ситуацию. Старые квантовые теоретики от Гейзенберга и Бора в этой точке прибегали к метафизике. Волновая функция разрывалась, и значение этого факта нельзя преуменьшать. Вероятность получения конкретного решения была пропорциональна амплитуде этого решения в пределах всей волны, а потому в результате вы получаете только статистическую оценку того, что может произойти при эксперименте. Но при введении тахионов этот кусок метафизики должен уйти. Члены уравнений Кэти Уикхем…

Вдруг он заметил впереди какое-то движение. Пассажир в соседнем ряду хватался за стюардессу, его глаза остекленели. Раскрытый рот, бледные губы, коричневые зубы, щеки покрылись розовыми пятнами. Маркхем вынул заглушки из ушей и вздрогнул от пронзительного крика. Стюардесса уложила человека в проходе, прижав к полу его отчаянно сгибающиеся руки. “Я не могу.., не могу дышать!” Стюардесса бормотала что-то успокаивающее. Человек трясся в приступе. Когда его пронесли мимо Маркхема, он уловил кислый запах, исходивший от больного, и сморщил нос, поправляя очки. В рассеянном свете салона было видно, как тяжело дышал человек. Маркхем снова вставил беруши.

И опять он погрузился в глубокую тишину, ощущая только монотонный, успокаивающий гул моторов. Без звука мир казался губчатым и мягким, как будто максвелловский классический эфир стал реальностью, которую можно ощупывать кончиками пальцев. Маркхем на минуту расслабился, подумав, как он любит такое состояние. Углубление в сложные проблемы уносило его далеко от реальной жизни. Есть много вещей, которые можно увидеть только на расстоянии. С детства он искал это состояние свободного скольжения, стремился уйти от компромиссов бурного мира. Он использовал свои несколько мрачный юмор, чтобы держать людей на достаточном расстоянии от своей жизни. Это иногда распространялось и на Джейн. Ученый должен выработать для себя четкий язык общения с миром, чтобы преодолевать неприятности житейского опыта и заменять грубость и сухость повседневной жизни — нет, не определенностью, но неведением, с которым можно жить. Именно эти пределы являются критическими. Галилеевы блоки, скользящие по мрамору итальянских фойе; их скользкие боковые поверхности повинуются твердой руке инерции — они действительно служили отображением мира. Аристотель в глубине души понимал, что трение правит миром и все вещи молят об остановке. Это был мир человека. Детская игра в бесконечные плоскости и гладкие поверхности, реальность без морщин — все это сплеталось в паутину управляемого порядка бесконечных траекторий, гармоничной жизни. Из этого нарисованного мира всегда нужно возвращаться назад, укрывая волнующие полеты респектабельным дедуктивным стилем. Но, когда появлялись труды с их замаскированными абстракциями и немецким маньеризмом, это вовсе не означало, что ты не побывал в том, другом, месте, о котором редко говорили.

Его мысль на мгновение запнулась в тишине, а затем пошла дальше.

Он отстранение думал, оказалась ли правильной его первая догадка о том, что уравнения Уикхем не дают выхода из парадокса, поскольку в эксперимент вовлечена вся Вселенная. Последствия образования стоячей волны состояли в том, что при этом тахионы посылались назад и вперед во времени, но, кроме того, они распылялись со сверхсветовой скоростью по всей Вселенной. В одно мгновение каждая частица материи во Вселенной “узнавала” о парадоксе. Вся структура пространства-времени сливалась в один сгусток столь же быстро. Это был новый элемент в теории тахионов. До их появления физики полагали, что возмущения во Вселенной распространяются со скоростью света.

Маркхем улыбнулся, ощутив спокойствие и усталость. Проблемы подхватывают и уносят тебя так, что ты не замечаешь движения времени. И все-таки есть ли какой-то способ преодолеть парадокс? Он интуитивно чувствовал, что в этом заключается сердцевина физики, возможность показать, можно ли достигнуть прошлого точным способом. Лаконичная записка Петерсона в банковском сейфе кое-что доказала, но что именно? Маркхем поерзал в узком и тесном кресле. Путешествие по воздуху снова становилось преимуществом богатых людей, но без прежних удобств. Он оторвался от реалий постоянно напоминающего о себе мира и вновь вернулся к теории. Проблема все еще не решена, а времени для ее обдумывания пока хватало.

quot;Но есть ли вообще выход из парадокса?” — подумал он. Немецкий математик Гедель показал, что даже простые арифметические системы содержат элементы, которые верны, но недоказуемы. Гедель попробовал описать арифметику ее собственным языком. Он, если можно так выразиться, засунул ее в ящик, отсекая возможности доказательства ее положений с помощью методов, лежащих вне ее. Многие положения арифметики в этих условиях оказались недоказуемыми. Но это была всего лишь арифметика, простейшая из известных логических систем. А что уж тут говорить о целой Вселенной с несущимися во всех направлениях тахионами, пронизывающими ее насквозь? Как могут все эти хитрые обозначения на желтых листочках всего мира загнать эту обширнейшую ткань в старомодные логические ящики типа “да-нет”, “истинное-фальшивое”, “прошлое-будущее”? Маркхем расслабился в тепле салона. Самолет начал быстро терять высоту.

Его продолжал мучить вопрос: стоит ли вообще Ренфрю посылать сообщение, чтобы создать парадокс? Тахионы постоянно генерируются при естественном соударении частиц, обладающих высокой энергией, и поэтому их открыли. А почему эти естественным путем появившиеся тахионы не создают парадоксов сами по себе? Маркхем нахмурился. Самолет накренился еще больше; казалось, что летишь над бездной, болтая ногами. Естественно образовавшиеся тахионы… Очевидно, ответ следовало искать исходя из того, что для получения парадокса необходим какой-то минимальный импульс. Необходимо защипнуть определенный объем пространства-времени, и тогда возмущение будет распространяться мгновенно и с достаточной амплитудой, чтобы оно могло воздействовать на окружающую среду. Вы можете по своему желанию изменять прошлое при условии, что вы не создаете парадоксов с большой амплитудой. Как только вы превысите пороговую величину, волна тахионов окажет значительное воздействие на всю Вселенную. Но как в этом случае вы можете сказать, что произойдет? Что является ключом? Каким образом Вселенная решает парадокс? Они знают, что добрались до прошлого — эксперимент Петерсона их в этом убедил. Но что еще может произойти?

И вдруг — как удар.., озарение. Если Вселенная является системой с взаимоувязанными элементами и в ней отсутствует классический наблюдатель, под влиянием которого разрушается волновая функция, то в этом случае волновая функция не должна разрушаться вообще.

Резкий поворот, глухой стук. Маркхем с удивлением взглянул в иллюминатор и увидел, как неотвратимо приближается земля. Впереди раскинулись зеленые поля Мэриленда. Под крыльями разрасталось пятно леса. В салоне визг женщин, крики. Режущее уши гудение. Лес мчался навстречу с ужасающей скоростью, отчетливо виднелись деревья. Он наблюдал, как они пролетали мимо, самолет стал каким-то невесомым, подобным сплетенному из металла кузнечику, и этот металл рвался, и немая материя под воздействием силы тяжести описывала внутри салона странные траектории. Взззззззззззз… Деревья превратились в стойки, над каждой из которых взорвался зеленый шар. Они мчались все быстрее и быстрее, и Маркхем подумал о Вселенной с одной волновой функцией, рассыпающейся в новые состояния, когда внутри этой Вселенной образовался парадокс как стержень идеи. Если волновая функция не разрушается… Миры лежали перед ним, и миры лежали позади. Раздался громкий треск, и он неожиданно понял, что должно случиться.