Иллюзии вселенной

Один из интереснейших эпизодов современной теоретической физики имел место в январе 1981 года в особняке в Сан-Франциско, где его владелец, самозваный спаситель мира и гуру продаж тренингов по самоусовершенствованию Джек Розенберг, в ту пору уже известный как Вернер Эрхард – Вернер в честь Гейзенберга, Эрхард в честь немецкого политика и экономиста Людвига Эрхарда, – устроил очередную конференцию ведущих физиков-теоретиков мира. В последний день этого мероприятия «необузданный» физик Стивен Хокинг предложил математическое доказательство того, что в черных дырах информация исчезает полностью, не оставляя никаких следов. Рассказывают, что только двое из присутствовавших – гениальный голландский физик Герард ’т Хоофт (Gerard ’t Hooft) и потомок латвийского еврея Леонард Саcскинд (Leonard Susskind, род. 1940) – сочли, что математическое доказательство Хокинга не может быть верным, так как делает невозможной квантовую механику. С этого события началось то, что Саcскинд в своей недавно вышедшей научно-популярной книге называет 25-летней «войной черной дыры» (The Black Hole War. My Battle with Stephen Hawking to Make the World Safe for Quantum Mechanics, 2008). Формально датой окончания этой войны может считаться 23 апреля 2007 года, когда Хокинг допустил, что информация может сохраняться и в случае исчезновения черной дыры, иными словами – признал неверность своего доказательства. Битва с Хокингом – не единственный случай, когда Сасскинд, которого иногда называют физиком номер один в мире, а иногда – главным разбойником среди физиков, предложил теорию, которая изначально считалась невозможной, но со временем стала господствующим мнением. Это относится и к теории струн, самостоятельно развитой Саcскиндом и призванной соединить квантовую механику с общей теорией относительности. В основе теории струн лежит идея, что элементарные частицы существуют как одномерные вибрирующие линии, или «струны»; в соответствии с последними вариациями этой теории «струнам» для существования требуется наличие во Вселенной чрезвычайно сжатого одиннадцатимерного пространства. Нечто подобное происходит с предложенным Хоофтом «голографическим принципом», интерпретацию которого в рамках теории струн в последние годы разрабатывает Леонард Саcскинд. Кроме того, Саcскинд стал первым физиком мирового уровня, чей полный курс лекций от классической механики до современных теорий космологии выложен в свободный доступ на канале YouTube Стэнфордского университета.

В конце нашего разговора, очарованный живостью его ума, я спросил: «При каких условиях вы бы приехали в Латвию?» Саcскинд ответил: «Я мог бы приехать, если меня познакомят с тремя самыми интересными людьми Латвии».

A. Р.

Господин Саcскинд, заранее извините, что мы отнимаем ваше время. Мы могли бы это как-то компенсировать.

Да мне все равно делать нечего. А чем бы вы могли мне это компенсировать?

Например, бутылкой очень хорошего вина.

Но я не пью вино.

Ну, тогда коробкой шоколада...

Но вы же не знаете, скажу ли я вам что-то толковое.

Не знаем.

То есть вы говорите, что компенсируете, если я ничего толкового не скажу, но не компенсируете, если скажу?

Да.

Но это безумие!

Так мир вообще безумен.

Это да, но... Если я прямо сейчас заявлю, что мне нечего вам сказать полезного, возмещение все равно будет?

Тогда вы получите шоколад.

 А если я скажу что-то интересное, то ничего не получу.


Вы правильно улавливаете суть.

Мне нечего вам сказать.

И как же мне вас убедить?(Смех.)

Вы лично не ученый, верно?

Нет, я изучал философию.

Вы поляк, да?

Нет, латыш.

Я тоже. Мой дед был латышом.

Правда?!

Да, он был латвийским евреем.

Латвийским евреем?

Да. Ведь были же такие?

Конечно. Из какого края Латвии?

Понятия не имею. Возможно, из Риги.

Как его звали?


Герман Мельц. Вам это что-то говорит?

Нет. Могло бы, но не говорит.

Он уехал в США в 1900 году. Может быть, в 1905 году.

O, это очень давно. В ту пору Латвия была частью Российской империи.

А откуда тогда слово «Латвия»? Он всегда говорил, что приехал из Латвии.

Ну, некоторые анархисты такое слово употребляли...

Вот здорово! У меня в роду сплошные анархисты.

Ваш дед был анархистом?

Да, но это был дед по матери.

Стало быть, вы еврей.

Но не по вероисповеданию.

Большинство интересных людей евреи, и я не понимаю почему.

Вы жеинтересный.

Простите?

Выинтересный, но вы не еврей, в этом я уверен. Но я не могу вам сказать, откуда я это знаю.

Я не интересный.

Позвольте начать с вопроса, который мучает меня каждый раз, когда я говорю с учеными, – с вопроса о статусе научной теории. Вы автор нескольких теорий. Каков статус теории как таковой?

Статус теории как таковой может быть самым разным. Вы могли спросить, каков статус квантовой механики или теории относительности. Я решил бы, что вы имеете под этим в виду следующее: насколько мы уверены, что эти теории истинны? Но ведь можно спросить еще шире: а что мы вообще понимаем под теорией? Как правильно заниматься наукой? Так что именно вы спрашиваете?

Я спрашиваю, как соотносятся предложенные вами теории и некое строгое знание.

Теории, которыми я занимаюсь последние лет 10–15, имеют дело с феноменами весьма отдаленными. Либо настолько маленькими, что их невозможно увидеть, несмотря ни на какие ухищрения, либо такими огромными – больше наблюдаемой Вселенной, что увидеть мы их уже не можем. Многие вопросы современной физики связаны с такими далекими с точки зрения экспериментальной науки вещами, что невозможно со стопроцентной вероятностью утверждать, что относительно них вообще когда-либо будет достигнут научный консенсус и они попадут в учебники. Знаете, как бывает… На начальном этапе наука не отличается от искусства или вообще любой другой сферы, относительно которой у людей есть некое мнение. Никто не знает, верно его мнение или нет. И вот медленно-медленно, но верно – за счет того, что теории становятся более последовательными, доказанными экспериментально, дополненными наблюдениями – через какое-то время из этого огромного массива добывают крохотное зерно истины – объективной истины, которую все признают. Это и есть научный консенсус – наука, которая попадает в учебник. Однако невозможно быть уверенным, что занимаешься наукой, когда имеешь дело с вещами столь отдаленными, что неизвестно, будут ли они занимать кого-то через 500 лет, будет ли достигнут относительно них научный консенсус.

Насколько я понимаю, речь идет о вещах, далеких не только от экспериментальной науки, но и вообще от всего того, что доступно наблюдению.

Эксперимент и наблюдение – это одно и то же.

Тогда как вы добрались до этих материй?

Из необходимости совместить вещи, которые мы уже знаем.

А зачем их совмещать?

Ну разве можно терпеть противоречащие друг другу теории!

Вы считаете, что реальность непротиворечива?

Да, это мое допущение. Возможно, ошибочное.

Вот именно. Откуда оно берется?

Я даже не понимаю, что это может значить: реальность противоречива. Можно спросить, откуда я знаю, но едва ли это правильный вопрос. «Противоречивый» означает, что можно получить два разных ответа…

Или пять.

Нет, пусть будет два ответа, которые друг другу противоречат. Но реальность противоречить себе не может. Я не понимаю, что бы это могло значить. Может, философ и увидит в этом смысл, но никак не физик. Можно представить другую вещь: есть две никак не связанные между собой теории о совершенно разных предметах. В этом случае можно сказать, что они если и не противоречивы, то, во всяком случае, не обязаны быть непротиворечивыми. Неизвестно, противоречит ли теория гравитации – то есть общая теория относительности – квантовой механике. Но мы точно знаем, что они пересекаются. Мы точно знаем, что в мире существуют вещи, связанные одновременно и с квантовой механикой, и с гравитацией. Если они противоречат друг другу и по-разному отвечают на определенные вопросы, терпеть это физика не может! Для физики принципиально, чтобы природа описывалась непротиворечиво.

Но разве эта непротиворечивость, к которой стремитесь вы и другие ученые, не зависит в существенной степени от изначального вопроса?

Конечно, теории зависят от вопросов, поэтому мы очень стараемся задавать понятные вопросы. Некоторые вопросы на деле таковыми не являются.

Приведите, пожалуйста, какой-нибудь яркий пример.

«Существует ли Бог?»

Это на самом деле не вопрос?

Он похож на вопрос, но невозможно представить, как на него можно дать определенный – по крайней мере, научный – ответ.

Значит, вы считаете, что вопросы бывают только научными?

Нет, я не считаю, что все вопросы – научные. Я спрашиваю о другом: а научен ли конкретный вопрос? Что можно иметь в виду под «существует ли Бог?» Возможно, подразумевается «создана ли Вселенная разумом?». Это похоже на настоящий вопрос! Но с другой стороны, невозможно представить, каким способом можно найти на него ответ – во всяком случае, я не могу.

И ваша неспособность представить что-то становится ответом?

Тогда у меня зарождается подозрение – настоящий ли, то есть научный ли это вопрос. Мне кажется, ученые в большинстве своем считают – возможно, неявно, – что настоящие вопросы не просто такие, на которые в принципе есть ответ, а такие, на которые можно ответить. Вы скажете: но ведь нет никаких оснований считать вопросом именно это. Но научный вопрос именно таков – для него есть не просто ответ, а процедура поиска ответа.

Я обратил внимание на связь между научным вопросом и воображением. Вы сказали, что не можете представить себе ответ. Фримен Дайсон[1. Интервью с физиком и математиком Фрименом Дайсоном вышло в зимнем (2012/2013) номере Rīgas Laiks. Русское издание. С. 38 – 49.] описывает теорию струн как продукт воображения.

Сразу должен сказать, что Фримен великий человек, но он совершенно сам по себе. Он всегда идет в другую сторону, чем все остальные – ему так нравится. Мне кажется, это помешало ему стать настолько великим физиком, насколько он того заслуживает. Наверное, мне не следует об этом говорить.

Забудем о Дайсоне и сконцентрируемся на связи воображения и теории струн, в разработке которой вы участвовали.

Я уже говорил: наука с самого первого этапа – формулирования – столь же человеческое предприятие, что и все остальное. Воображение задействовано в ней в той же мере, что и в искусстве. Большая часть моей работы связана с картинками в голове и подобными вещами; другие, возможно, работают иначе, у них по-другому устроено воображение. Но конечный продукт – ядро знания, научный факт – это не продукт воображения. Его можно воспроизвести в лаборатории, можно…

Но ведь все, о чем вы говорите, ненаблюдаемые феномены, которые не могут быть воспроизведены в лаборатории.

Именно об этом я и говорил – о страхах тех, кто занимается подобными космологическими вопросами, вопросами о вещах, которые так малы, что их невозможно увидеть… Страх, что мы никогда не дойдем до зерна истины…

Вы испытываете такой страх?

О да, в полной мере.

Не делает ли это жизнь потраченной впустую?

Нет, я об этом не волнуюсь. Я любопытный человек, мне все интересно. И мне все равно, что случится после моей смерти. Неважно, будут ли меня помнить, потому что мне от этого никакого проку уже не будет. Я просто занимаюсь тем, что мне интересно – только и всего.

То есть вы согласны, что это все своего рода чистые спекуляции.

Никоим образом.

И теория струн не чистая спекуляция?

Нет. Чистая спекуляция – это всегда случайная спекуляция. «Ах, я думаю, что Луна состоит из сыра». Вот это чистая спекуляция – такая же, как если бы я сказал, что Луна состоит из… орехового масла! Чем одно лучше другого? С другой стороны, можно сказать: «Луна состоит из камня. – А откуда ты знаешь, что из камня? – Я не знаю, но Земля каменная, а Луна, вероятно, имеет аналогичную природу и происхождение, значит, весьма вероятно, что она каменная». Так что это вполне обоснованное предположение, а не случайная чистая спекуляция. Мы просто попытались сложить известные нам факты. Я бы сказал, что вещи, о которых мы с коллегами размышляем, примерно такие же – мы знаем это, и это, и еще вот это. Но это все плохо сочетается друг с другом, поэтому мы пытаемся создать единую теорию, которая выступит связующим звеном и будет математически непротиворечива. Под «математически непротиворечивым» я имею в виду, что теории не приводят к парадоксам и допускают исчисления – то есть можно посчитать и проверить.

Проверить?

Проверить математически их внутреннюю непротиворечивость; удостовериться, что при любом подходе получаются одинаковые результаты. Если удалось найти противоречие, то теорию можно выкидывать. Я бы не назвал все это чистой спекуляцией, я бы назвал это собиранием вместе того, что мы уже знаем о Вселенной, физике элементарных частиц и гравитации. Эти теории порой плохо совмещаются в современной физике, однако мы говорим себе, что реальность одна и в ней есть место и квантовой механике, и гравитации, и всем остальным вещам. Для этой единой реальности должен быть непротиворечивый математический аппарат. Можно назвать это верой – да как угодно. Можно назвать опытом, можно историческим успехом такой парадигмы мышления. Мы хотим, чтобы наши теории не противоречили друг другу. А если не так, мы их отбрасываем.

Была ли у вас теория, которую вы проанализировали и отбросили как противоречивую?

О да, конечно.

Не могли бы вы привести понятный пример?

Не знаю, насколько он будет понятен… Я известен как автор оказавшейся неверной теории динамического нарушения симметрии, она же теория «Техниколор». Это была теория вместо бозона Хиггса. Знаете, что такое бозон Хиггса? Наверняка ведь слышали…

Конечно, я слышал несколько объяснений.

Вот и хорошо. Эта теория пыталась объединить вещи, о которых мы уже знали, – слабые взаимодействия, стандартную модель физики элементарных частиц и другие вещи, – не указывая причин. Причина, по которой не хотелось вводить бозон Хиггса, называется калибровочная иерархия, а это до сих пор весьма шаткий элемент в стандартной модели физики элементарных частиц. Но! Важно, что примерно через год-полтора в этой теории обнаружились противоречия – как внутренние, так и несоответствие эмпирическим фактам. Но нельзя так сразу выбросить все в корзину. Пытаешься внести коррективы, найти какие-то обходные пути, недостающие звенья. Но спустя еще какое-то время видишь, что противоречия только накапливаются и что все это неправильно – просто ошибочно. Стивен Хокинг пытался доказать, что квантовая механика – это неправильная теория. У него была гениальная мысль, что квантовая механика будет опровергнута черными дырами. Сейчас, мне кажется, даже он сам понимает, что ошибался.

Но для этого потребовалось 25 лет.

Да, 25 лет! И как же мы решили, что он ошибается, если никаких экспериментов сделать невозможно? Дело в том, что его тезис по сути своей – математический. Он указывает на фундаментальное противоречие между общей теорией относительности и квантовой механикой в отношении черных дыр. Мы проанализировали математическую сторону его аргументации и нашли ошибку! То есть он не прав на уровне математики.

Вы нашли, не «мы».

Ну да, да.

То есть не некое множество людей.

Этим занималось очень небольшое число людей, но все же не я один. Но когда была готова общая идея и математическая конструкция, многие люди обратили на нее внимание, поняли, как она работает, и доработали ее до мелочей – сейчас она настолько математически безупречна, что стала научным консенсусом. И что интересно – она стала научным консенсусом без всяких экспериментов. Но неважно, что сделал я. Посмотрите, что сделал Стивен! Откуда взялась идея, что черные дыры испаряются? Это результат соединения общей теории относительности с квантовой теорией поля. Это ведь две совершенно разные теории, два разных математических аппарата. Стивен сказал – их надо совместить. И, пытаясь их совместить, он открыл, что черные дыры испаряются, и я считаю, что он был прав. Это был не эксперимент, никакой эксперимент тут в принципе невозможен, но это стало научным консенсусом.

Когда Стивен Хокинг сформулировал свою математическую теорию исчезновения черных дыр, вам, похоже, не понравилась идея об исчезновении информации, потому что вы полагали, что она не может исчезнуть. А почему не может?

Тут проходит разница между тем, кто технически знает физику, и тем, кто не знает. Вся современная физика основана на теории о том… Ведь что значит исчезновение информации? Исчезновение информации означает, что различие между двумя предметами со временем исчезает. То есть две разные исходные точки оказываются в одном и том же конечном пункте.

И это противоречивая идея?

Она противоречит всему, что мы до этого знали из физики. И классическая физика, и квантовая механика основаны на том, что различия сохранятся. Можете представить себе физический мир, в котором это не так? Да, можно написать его уравнения, но… Все, что мы понимаем в термодинамике, статистической механике, классической механике, квантовой механике, – все это основано на идее, что различия неискоренимы.

Хотелось бы пояснить одну вещь. Например, исчезновение Вселенной – если можно представить такой сценарий – это ведь как раз пример того, что все различия уничтожаются.

Да.

То есть все теории основываются на гипотезе о том, что Вселенная не изчезнет.

Думаю, есть разница между… Вы правы, мы не можем знать, что Вселенная неуничтожима. Никак не можем.

Тогда все различия исчезнут – конечный пункт у всего один.

Да. Но ведь мы говорили о… Ладно. Когда дело доходит до Вселенной в целом, мы ничего не знаем. Но когда мы говорим об экспериментах, которые можно поставить в лаборатории, – контролируемых экспериментах, привычных экспериментах с нормальными предметами, а не Вселенной в целом – на таких опытах основываются все наши знания. Столкновение двух объектов, приводящее к появлению черной дыры, а затем испарение черной дыры – все это невозможно сделать в лаборатории, но если представить себе гигантскую лабораторию, в которой это было бы возможно… И все равно невероятно. Я хорошо чувствую, что правда, а что нет.

В современной науке, похоже, достигнут консенсус относительно стро­­гости законов, управляющих Вселенной, и одновременно говорят о тонкой настройке фундаментальных констант. Связана ли эта строгость законов и настройка констант с тем, откуда все взялось?

Полагаю, что связана. Тонкая настройка констант – это нечто… Опять же, это моя интуиция, я ничего не могу доказать. Тонкая настройка констант требует объяснения. Константы ведь теоретически могут быть любыми по значению, но они оказываются настроены с идеальной точностью; будь у них другое значение, жизнь была бы невозможна, мы были бы невозможны… Мы бы просто не могли о них спросить! Тут необходимы пояснения. Либо у нас будут отдельные объяснения, почему эти числа именно таковы – прежде всего, я говорю о космологической постоянной, хотя есть и другие… Кажется крайне маловероятным, что величины некоторых физических постоянных случайны, при этом единственное наше объяснение в том, что будь они хоть чуть-чуть другими, нас бы просто не было – мира как такового бы не существовало, законы физики были бы таковы, жизни бы не было, не существовали бы необходимые для этого элементы… Поэтому мы задаемся вопросом: случайно ли значение определенной величины или здесь есть некая связь с тем фактом, что мы существуем? Существует ли объяснение, почему значение таково и как оно связано с тем фактом, что мы существуем? Вот простой пример – я приводил его много раз, и многие другие приводили – возможно, я был первым, а может, и нет, не знаю. Итак, температура на Земле находится в очень узком диапазоне. Будь она выше, вода бы выкипела, и Земля была бы без воды; будь она ниже – все вокруг было бы льдом. Спрашивается – это случайность или нет? Что это за счастливая случайность, что планета, на которой мы живем, идеально подходит для того, чтобы мы на ней жили. Ответ, конечно же, не в том, что температура идеально настроена. Ответ другой: планет много, очень-очень много, и температуры на них любые – где-то горячо, где-то холодно, а где-то (и это крайне малая часть) температура умеренная. Где мы существуем? Мы существуем там, где возможна жизнь! Это тавтология. Не нужно быть глубоким мыслителем, чтобы понять: жизнь существует на тех планетах, где она возможна. Есть старая мысль – она принадлежит Андрею Линде и другим людям: дело в том, что Вселенная просто очень-очень большая. И разнообразная. И так же, как планеты отличаются друг от друга, разные районы этой очень-очень большой Вселенной тоже друг на друга не похожи. Мы говорим, что законы физики строги. Я предполагаю, что это означает, что они единственные и не меняются от места к месту.

Или с течением времени.

Или с течением времени. Однако все свидетельства фундаментальной физики – теории струн, теории квантового поля и многих других теорий – указывают, что законы физики меняются от места к месту.

И с течением времени?

И с течением времени. Конечно же, законы физики – если они настоящие законы – не должны меняться. Закон есть закон, то есть нечто неименное, он не может изменяться. Но мы понимаем под физическими законами нечто иное. Скажем, законы жизни не определяют жизнь со всей точностью. Что такое законы жизни? Возьмем законы молекулы ДНК. Законы молекулы ДНК не говорят, что у человека должно быть по пять пальцев на руках и ногах и пара ушей. Если мы ищем объяснение, почему у человека два уха и по пять пальцев, не надо изучать законы ДНК – мы там ничего не найдем. Но все же мы можем сказать, что закон человека в том, что у него по пять пальцев на руках и ногах. Но это закон человеческой жизни. Поэтому не надо удивляться, если мы попадем на другую планету и найдем там разумных существ с шестью пальцами – или четырьмя, или десятью! Потому что это законы человека, а не ДНК.

То есть случайный факт?

Случайный факт. Поэтому вопрос в том, являются ли законы в нашей части Вселенной универсальными…

Или случайными фактами?

Или случайными фактами. И мы этого не знаем! Мы совсем не знаем, а между тем есть ряд признаков, что известные нам законы – на самом деле случайные факты. Которые, кроме всего прочего, не слишком просты и красивы.

Неужели?! Я слышал, что красота – один из критериев правильности уравнений.

Уравнений – да, но настоящие факты, касающиеся физических законов… Сколько существует частиц? Сколько их видов? Есть кварки, лептоны, калибровочные бозоны, бозоны Хиггса и так далее. Они повсюду.

Зоопарк какой-то...

Именно. Каковы их массы? Они варьируются от такого-то числа до такого, рассеяны по всему диапазону. Что такое константы? Просто случайные числа, которые едва ли друг с другом связаны. Получается, что есть закономерности, и их много, но есть и случайности, и их тоже много. Случайность – не знаю, правильное ли это слово. Неэлегантность. Ничего особенного, ничего очаровывающего – мол, посмотрите на эту первозданную красоту – так физику видятся законы природы. Ничего подобного. Есть сотня видов различных частиц, полторы сотни разных констант. Откуда они взялись? Это все похоже на случайность. Из этого следует, что законы физики, которые мы видим, не более фундаментальны, чем тот факт, что у человека по пять пальцев на конечностях, у слона дурацкий нос, а у спрута восемь ног. Это все случайные факты. И все больше физиков недовольны этим, и всегда были недовольны. Они ведь думали, что найдут уникальное, особенное объяснение всему. Думали, что оно будет красивым, удовлетворит всем критериям элегантности, эстетики… Они не хотели верить, что те законы физики, которые мы изучаем – особенно что касается физики элементарных частиц, – что это всего лишь случайные факты. Какое разочарование! Крах надежд! Однако, как мне кажется, все больше физиков готовы с этим смириться. Мы, конечно, не знаем, как это все в итоге закончится: вдруг кто-нибудь придумает, почему все связанные с частицами константы именно таковы. У нас есть только одна Вселенная – и мы ее изучаем. Мы знаем только один набор физических законов; может быть, объяснять их – это то же самое, что и объяснять, почему у человека по пять пальцев, а может быть, и нет. Может, у нас получится понять, почему законы физики такие, какие они есть, но мне кажется, что скорее мы откроем, что это случайные факты, и если посмотреть дальше на другие миры, части Вселенной, то там эти факты другие. Но мы это выясним. Рано или поздно выясним.

В этой связи непонятно вот что: если любая константа может оказаться случайностью, то что вообще можно считать законом? Каковы критерии того, чтобы нечто считалось законом?

Да… Я не знаю, где начинаются окончательные законы. Законы ДНК хорошо работают в биологии, но, конечно же, это не последняя инстанция. Есть законы химии, а они основываются на физических законах, и так далее.

То есть объясняется только отдельная область или масштаб событий.

Да, а то, что считается окончательным законом, может таковым и не являться. Для биологии закон может быть окончательным, но… Структура ДНК – это химический факт, а химический факт зависит от фактов квантовой механики и физики, а эти физические факты зависят от более глубоких физических фактов… В качестве модели или образца того, как возможны более глубокие законы, чем те, которые мы таковыми считаем, можно привести теорию струн. Я, конечно, не так сильно верю в теорию струн, чтобы утверждать, что она представляет собой окончательный ответ на все проблемы физики элементарных частиц, но это все пример теории, которая…

Не верите, будучи одним из ее создателей!

Да, именно так… Я же не сказал, что вообще не верю. Я сказал, что верю недостаточно сильно, чтобы утверждать, что знаю. Так что это не то же самое. Я думаю, что теория, скорее, верна, но дело не в том, верна ли она, а в том, что ее, как ДНК, можно по-разному развернуть. Теория струн становится теорией, от которой не надо ждать однозначного объяснения, почему протон в 1800 раз тяжелее электрона или почему некий случайный факт случаен. Теория струн допускает разные возможности – как ДНК. Это образец закона, который не определяет другие законы, изучаемые нами, – он определяет набор правил, делающих возможными другие законы. Это образец – возможно, единственный – набора принципов для ряда уравнений, допускающих много разных возможностей. Если эти возможности рассеяны в разных частях Вселенной и по-разному себя проявляют, то у нас есть объяснение, почему Вселенная – наш уголок Вселенной! – устроена так, что в ней возможны мы.

Могут ли эксперименты и открытия, сделанные с помощью адронного коллайдера в CERN, опровергнуть или подтвердить какую-то из существующих теорий?

Нет, нисколько. Единственная идея, которую они делают более вероятной, это идея, что законы физики – как мы их знаем – это случайные факты. А все остальное они делают менее вероятным.

Насколько мне известно, вы недавно разработали голографический принцип. Относится ли он только к краям черных дыр или, на ваш взгляд, и к другим областям реальности?

Я думаю, что сейчас научный консенсус в том, что этот принцип приложим к ко всему.

Ко всему?

Да. Ведь в чем он состоит? Голо­гра­фический принцип утверждает, что если взять некую область пространства – хорошо определенную, – то описание всего, что в ней происходит, содержится в теории, которая описывает границы этой области. Как если бы – говоря метафорически – как если бы все происходит на пленке на границах области, а все внутри нее – нечто вроде голографической проекции. Эту область можно расширять, пока она не станет размером с Вселенную, и тогда можно сказать, что вся Вселенная описывается теорией о границах Вселенной, что она является голограммой границ Вселенной. Я не буду даже пытаться объяснить математический аппарат этой теории, но… в общем, я думаю, что большинство физиков (во всяком случае, из числа наиболее мною уважаемых) считают, что голографический принцип не ограничивается черными дырами. Он относится к любой области пространства – даже за границами Вселенной. Хотя мы, конечно, сами не вполне все это понимаем.

Но если голографический принцип относится ко всей Вселенной, то из этого следует так называемая перспективная реальность – то есть реальность зависит от перспективы.

Этой истине уже много-много лет…

Да, в каком-то смысле этой истине…

Сто лет, а то и больше! Эйнштейн сказал, что одновременность зависит от состояния движения наблюдателя. Он говорил, что некоторые аспекты реальности зависят от…

В этом-то и дело! Там речь шла о «некоторых аспектах реальности», а тут…

Просто аспектов стало больше. Неожиданно, но…

Я думаю, вы заметили, что об этих теориях узнала широкая публика, которая понимает их так…

Что начинается безумие.

«Реальность – это иллюзия» или «это все проекции»!

Я бы поостерегся делать глубокие философские… Нет, я не против философии! Вот мой друг Дик Фейнман не любил философию.

Почему?

Он был очень склонен к философии. Просто любил валять дурака.

Он задавал философские вопросы, которые…

Глубокие философские вопросы!Многие не любят, когда философы – впрочем, таких философов меньшинство – указывают нам, что является наукой, а что нет, и как мы должны заниматься наукой. Карл Поппер был из тех, кто указывал ученым, как заниматься наукой. Это раздражает. И Дику это не нравилось. Я уверен, что он прекрасно понимал, что физика – глубоко философская область, которая может повлиять на философию. А когда получается наоборот, когда философы начинают говорить физикам, что они должны делать, физики негодуют. Я сказал, что надо быть осторожным с философской интерпретацией голографического принципа – по крайней мере, сейчас. Мы сами не очень хорошо его понимаем и только нащупываем правильные ответы. У нас есть хорошо работающие математические модели, но глубинного смысла мы не знаем. Возможно, позже, когда мы во всем разберемся, можно будет делать фундаментальные философские выводы; может, нам скажут, что в некотором смысле Вселенная – это иллюзия. Но с той же вероятностью нам могут сказать нечто совершенно другое. Я же не иллюзия. А вы?

Иногда мне кажется, что иллюзия.

Мне тоже так иногда кажется.

Неужели?

Ну, изредка.

Если позволите, такой вопрос: в какие моменты вы ощущаете себя иллюзией?

Да просто иногда накатывает такое странное чувство – я иллюзия, – но причина тут в гормональном балансе.

А иллюзия чего? Вы кому-то снитесь?

Я не это имел в виду. Из голографического принципа, по мнению некоторых, следует, что мир является иллюзией, но не думаю, что речь идет о чьем-либо сне.

Во всяком случае, это иллюзия для кого-то.

Я бы так не сказал. Я не хочу развивать эту идею иллюзорности. Лучше сказать, что существует два параллельных математических описания одного и того же. У голограммы есть две стороны, которые в некотором смысле эквивалентны. Есть описание пленки, на которой закодирована голограмма, но сама пленка, если бы на нее можно было посмотреть, выглядела бы просто как набор светлых и темных пятен, и ее математическая модель – обычный сложный интерференционный узор. С другой стороны, ровно та же информация может быть воплощена в трехмерной картине – для этого требуется лишь источник света. Что здесь более реально? Более ли реален кусок пленки, чем то, что он изображает? Ведь изображенная вещь столь же реальна, как и кусок пленки. Что же выбрать? Я не знаю и не уверен, что тут надо выбирать. Реальна ли реальность на границе Вселенной, как она описывается голографической теорией, или реальна реальность того, что мы называем Вселенной? У нас есть два математических описания одной и той же вещи, и одно чуть точнее другого. Голографическое описание чуть точнее, но какое из двух более реально?

Как время встраивается в голографическое описание?

Да так себе. Время – это просто время.

Как это? Что значит «время – это просто время»?

Голографическая теория не изменила наших представлений о времени, она существенно изменила наши представления о пространстве. Но не o времени. Возможно, вскоре изменит. Я даже надеюсь на это, потому что нам всем хочется глубже понять, что такое время. Но голографическая теория пока ничего об этом не сказала. Так что пока время есть время, ничего нового.

Можете ли вы как ученый представить возможность того, что время также окажется голографической реальностью? Например, выражаясь не по-научному: из одной перспективы оно видится однонаправленным лучом, а с другой может восприниматься как всеобщая одновременность?

Да, такое, безусловно, можно представить. Более того, уже есть некоторые предположения и теории такого рода. Мне кажется, они еще недостаточно проработаны. На мой взгляд, если вас интересуют подобные вопросы, то самое правильное поведение – следить за исследованиями. Потому что скоро представления о том, как время соотносится с голографическим принципом, изменятся. Я не очень опытный физик, но, наверное, самый опытный из живущих – я занимаюсь физикой более пятидесяти лет. Таким опытом мало кто может похвастать, так что в этом смысле я опытен. И мой опыт говорит: жди сюрпризов. Весьма вероятно, что многое из того, о чем я говорю, случится на самом деле. Что-то случится, и станет ясно, что все это время мы занимались не тем, чем нужно. Если бы я знал, что – это не было бы сюрпризом. А даже если б знал – я бы опубликовал статью, а вам бы ничего не сказал.

Вы согласны с тем, что один из глубочайших вопросов – природа времени – до сих пор не решен?

Безусловно. Но опять же, это такой вопрос, относительно которого есть сомнения – а хороший ли он?

Иными словами, научный ли он?

Да. Вот есть время – а сможет ли кто-либо объяснить его? Я не знаю. Может, оно просто есть! Мне кажется, что мы скоро узнаем о нем нечто глубокое, но вполне возможно, целиком мы его не познаем никогда. Продвинемся чуть глубже, но не более того. А вот другой вопрос – а насколько вообще мы способны познать природу? Насколько она доступна человеческому разуму? Мне кажется, что разум – очень гибкий орган, способный разобраться в самых разных вопросах, если это вопросы реальные и на них возможен ответ. Но какие вопросы реальны? Что есть сознание – можно ли представить себе ответ на такой вопрос?

Мне кажется, что мы еще не знаем, реальный ли это вопрос с научной точки зрения.

Это правда… «Создал ли разум Вселенную?» Такие вот вопросы. Выдумаем ответы! Может быть, это настоящие вопросы. С другой стороны, я уверен, что человек – это только физическое существо, состоящее из молекул, и так далее, но как соединить это с тем, что я обладаю сознанием? Я не знаю! И даже не могу себе представить, как это можно узнать.

Вы ведь не считаете, что мысли состоят из протонов и электронов?

Мысли?

Мысли.

В каком-то смысле да, в каком-то – нет.

В каком – нет?

Мне кажется, что мысль трансцендентна физическим элементам, из которых она состоит. А с другой стороны, я уверен, что в природе есть только… природа! А природа состоит только из физических тел.

То есть вы не можете допустить возможность существования вещей вне времени и пространства?

С одной стороны, не могу. С другой, я считаю, что сознание и мысли и подобные вещи… Я не понимаю, как их можно прочесть в терминах обычной физической реальности. Именно это я и имею в виду, когда говорю: про некоторые вопросы мы не знаем – настоящие ли они, в смысле – научные ли они.

Вернер Гейзенберг вдохновлялся диалогами Платона…

Я этого не знал.

Интересно, как вы понимаете утверждение Платона, что время – это подвижный образ вечности?[2. «Тимей», 37с-d.]

Мне больше нравится другое. Кажется, Эйнштейн говорил, что время – это то, благодаря чему все случается. А Платона я не понимаю. Может, что-то потерялось в переводе с греческого.

Я вижу здесь некую аналогию с тем, что у времени есть две перспективы, и в одной из них все происходит одновременно. Получается нечто вроде вечности. Но все же для меня время как одновременность всех событий – это очень странная идея.

О да. Но возможно, это связано с тем, что ваша эволюция… Эволюция сыграла огромную роль в том, как мы воспринимаем реальность. Мы думаем, что она трехмерна, а не семи-, не четырехмерна. Хуже того – мы даже не можем помыслить или представить… Обычный человек не способен представить пяти- или семимерное пространство. Даже двухмерное не способен! Если закрыть глаза и представить двухмерное пространство, то есть плоскость… Вроде бы легко вообразить. А теперь уберем одно измерение – представим одномерное пространство.

То есть линию.

Закройте глаза. Можете представить линию?

Я могу ее мысленно прочертить.

До, но ведь вы прочерчиваете ее в трехмерном пространстве.

Действительно.

Согласны, что и плоскость тоже находится в трехмерном пространстве?

Конечно.

То есть вы не можете обойтись без трехмерного пространства, чтобы представить двухмерное. Почему? Может, это какой-нибудь физический закон? Ничуть. Это ваша нейронная система. Дарвиновская эволюция! Раз уж вы живете в трехмерном мире, то меньше всего вам нужен ум, видящий четвертое или пятое измерения, чтобы не запнуться о собственные ноги и не упасть с какой-нибудь скалы. У нас есть определенная нервная система, соответствующая определенному классу феноменов. Возьмем классическую физику. Мы не обладаем естественным инстинктом к квантовой механике, как не обладаем инстинктом к пятимерным мирам. Наша нейронная система подходит для мира, где надо бросать камни и... Я уже забыл, с чего мы начали… Я отвечал на какой-то ваш вопрос, уже не помню… Речь шла о том, как мы видим природу… Время! Да, мы говорили о времени. Я думаю, что то, как мы видим время – что оно течет и развивается, – это отчасти… Если бы мы видели время по-другому, мы бы крайне неэффективно распространяли свои гены, мы бы были плохими эволюционными машинами. Мне кажется, что наше понятие времени во многом обусловлено эволюцией. Мы не можем помыслить время иначе, кроме как последовательность событий. Возможно, были люди, которые воспринимали время как одновременно происходящие события – так ведь вы говорите? Ну, пусть так. Это одна из точек зрения. Но эти люди так необычно устроены, что не дожили и до своего первого дня рождения… Так что трудно сказать, какие из наших представлений о том, как устроен мир – время, пространство и тому подобное – являются продуктом нашей эволюции, а какие относятся к самим вещам. Однако из этого круга позволяет вырваться абстрактная математика – мы представляем время на одномерной оси, составляем уравнения, решаем их, потом ставим эксперименты, а потом выясняем, насколько точно наша модель времени им соответствует. И вроде все работает! Там мы вырываемся из своей эволюционной архитектуры, ее ограничений – через абстрактную математику.

Можете ли вы представить, что вся Вселенная – или мегавселенная, или мультивселенная, или еще что-нибудь – похожа на стрелу и мишень? То есть, что есть некая цель, которая предопределяет все события?

Представить могу. Опять же, возможно, это вопрос, который на самом деле не вопрос или плохой с научной точки зрения вопрос. Но я могу представить, что Вселенная создана кем-то с некой целью. Почему нет? Это можно представить. А можно представить, что это не так, что в какой-то момент произошло случайное событие, и все начало само развиваться без всякого замысла.

То есть вы можете представить случайное начало.

Оно бессмысленное, потому что мой ум, по крайней мере, не может его осмыслить. Возможно, существуют смыслы, которые человеческий разум не может постичь, – смыслы и цели. Но если так, то я этих смыслов не не могу постичь. Имеет ли Вселенная цель и для кого? Как знать? Я совершено точно не знаю, как можно ответить на такой вопрос. Любопытно ли мне это? О да. Жду ли я, что на этот вопрос когда-нибудь ответят? Нет. Поэтому я считаю, что это тот самый вопрос, который звучит ужасно интересно, но невозможно даже представить, как на него можно найти ответ. Это отличает научные вопросы от ненаучных.

Можно ли ответить на такие глубокие научные вопросы при помощи глубокой медитации?

Я лично в это не верю. Разные люди в ходе медитации приходят к разным заключениям, а проверить их невозможно. На мой взгляд, тут дело больше в том, как устроен конкретный мозг, какой у данного человека в данный момент гормональный баланс. Все эти духовные вещи следует рассматривать с точки зрения биологии мозга. Но это всего лишь мое мнение! Я атеист, более-менее, но не идеологический. Я не говорю, что я не люблю христианство или вообще религию – вовсе нет. Я любопытен, а религиозные ответы мое любопытство не удовлетворяют. Когда мне говорят, что Бог сотворил мир, я хочу знать, кто сотворил Бога. Я хочу знать – а Бог состоит из атомов? Бог подчиняется законам квантовой механики? То есть вопросов больше, чем ответов, но религия на них не отвечает!

Но если вы согласны, что мысли трансцендентны собственному биологическому основанию, то не следует ли из этого…

Я сказал, что они, возможно, трансцендентны. Но я не уверен, имеет ли вообще смысл такое утверждение. Я сказал «трансцендентны». Но этим выражением я не хотел что-то утверждать, я хотел только выразить свое непонимание. Я сказал «возможно», «мне кажется». Но я продукт собственной эволюции и своих гормонов, своей биологии – и насколько эти мои предположения лишь иллюзии моего ума, служащие каким-нибудь эволюционным задачам? Я не знаю.

То есть вы считаете, что какие-то задачи существуют. Нечто существует ради какой-то цели.

Я точно верю в то…

Глаза существуют для того, чтобы видеть; мозг существует…

В каком-то смысле да. Но еще сильнее я верю в гипотезу эгоистичного гена[3. «Эгоистичный ген» – книга Ричарда Докинза, вышедшая в 1976 году. В ней эволюция сводится к эволюции генов: особь эволюционирует для того, чтобы максимизировать свою общую приспособленность.].

Неужели?!

Да. Она может мне не нравиться – мне неприятна идея, что я лишь переносчик генов. Я ведь много чего еще! Но она соответствует моему инстинкту ученого, инстинкту физика. Эта гипотеза очень многое объясняет. Можно ее ненавидеть, но…

Она не особенно льстит.

Нисколько не льстит! Но наука существует не для того, чтобы мы были польщены. А гипотеза многое объясняет. Поэтому я серьезно к ней отношусь. А почему вас это удивило?

Потому что, на мой взгляд, это мифология, воспроизводящая древние литературные модели.

Так наука – это тоже литература! Дарвин – это литература? Безусловно. А Дарвин, на мой взгляд, автор одной из величайших теорий природы.

Он был великолепным наблюдателем и в определенной степени рассказал замечательную историю – это несомненно…

Так рассказ тем и замечателен, что многое объясняет. Объясняет все то, чему раньше не было объяснений. Если не брать в расчет религию. Может, вы религиозны, я не знаю, но я нет.

Меня интересует, допускаете ли вы возможность существования вещей вне времени и пространства? Считаете ли вы это возможным как ученый, как физик?

Я не рискну заявить, что это все бессмысленно, но прежде, чем ответить на этот вопрос, нам надо гораздо точнее определить природу подобных вещей, что мы под ними понимаем.

Недавно один исследователь античной философии сказал: все очень просто – два плюс два существуют вне времени и пространства. Но возможно, это слишком простой ответ.

Нет, это пример математического существования. Числа, как и многие другие математические элементы, существуют не во времени и пространстве. Это другой вид существования, и, наверное, не стоит даже использовать для него тот же термин. Тройка существует, электроны существуют, вы существуете… Это разные виды существования, но язык вынуждает нас пользоваться одним и тем же словом. Но это все для меня слишком сложно! Я не знаю ответов на эти вопросы, и вы не знаете… Мы узнаем о мире все больше, но на данном этапе всегда нечто остается по ту сторону занавеса. Потом занавес поднимается, мы видим все дальше – и снова упираемся в то, чего мы не знаем. И так было всегда: каждый раз, когда мы что-то узнаем, мы обнаруживаем, что неправильно воспринимали то, что видели. Или неадекватно. Или неполно. Так что трудно угадать, к чему приведут нынешние открытия. Это ужасно неприятно. Только одна вещь хуже, чем не ответить на все вопросы.

Ответить на них?

Да. Ведь тогда больше нечем будет заняться