Вселенная. Руководство по эксплуатации - Дэйв Голдберг

В стандартную модель кроме этих коэффициентов входит еще уйма параметров, а в теории струи — еще больше. Например, мы упомянули о том, что различные нейтрино превращаются друг в друга и что существует некоторое численное соотношение, которое показывает вероятность этого перехода. Откуда берутся эти числа? Неизвестно. В целом в стандартную модель входит больше 20 свободных параметров — и это только стандартная модель. Среди них есть числа, которые с точки зрения всех наших фундаментальных теорий могут объясняться чем угодно.

Остается надежда, что Теория Всего, когда она наконец будет сформулирована, теоретически объяснит все свободные параметры. Но так ли это? В главе 8 мы говорили об условиях, которые должны были создаться на ранних стадиях существования Вселенной, чтобы зародилась разумную жизнь. Не исключено, что в разных вселенных и параметры разные, а в таком случае мы никогда не выявим «глубинную» причину, по которой фундаментальные параметры имеют именно те, а не иные значения. Лично нас это крайне огорчает, и мы надеемся, что до этого дело не дойдет.

Разумеется, мы можем заблуждаться.

Этот перечень никоим образом нельзя считать исчерпывающим. Самое прекрасное в физике — то, что всегда найдется новая задача, которая потребует немедленного внимания, сколько бы задач вы ни решили. Чем больше ответов на вопросы вы найдете, тем интереснее будет для вас следующий вопрос.

Ко всему прочему, Вселенная не статична. Ее жизнь устроена очень просто. Все меняется — постоянно, но (как правило) предсказуемо. А мы по традиции подсматриваем через дырочки в заборе и пытаемся сложить цельную картину из всего, что увидели.

Говорят, что нет ничего на свете невозможного, стоит только захотеть. Те, кто это говорит, — сборище идиотов. Мы со всем уважением относимся к ведущим тренингов по мотивации, но все же есть тонкое различие между тем, что кажется невозможным, и тем, что и вправду невозможно, — как есть тонкое различие между ужасно большим и бесконечным, хотя это не всегда удается понять. Например, нам очень-очень трудно двигаться со скоростью 99,99999 % скорости света, но технически это достижимо. А вот двигаться со скоростью 100,00001 % скорости света абсолютно невозможно, хотя это всего-навсего на 210 километров в час быстрее. Это не просто сложно, не просто интересная и трудная задача — это невозможно, что бы вы ни придумывали, как бы ни пыжились и как бы ни давили на газ. Поскольку в этой книге мы поговорили о многом, то хотели бы дать вам наглядную сводную таблицу невозможных вещей на тот случай, если вас втянут в занудный спор с каким-нибудь сторонником псевдонауки.

Якобы невозможно, а на самом деле возможно:

• создать машину времени (вероятно);

• что Вселенная расширяется быстрее скорости света;

• быть в двух местах одновременно;

• что Вселенная обладает более чем тремя пространственными измерениями;

• параллельные вселенные и мультивселенная;

• что Вселенная циклична;

В принципе невозможно:

• при помощи машины времени изменить ход истории или вернуться в прошлое до того момента, как вы создали свою машину времени;

• перегнать луч света — даже в расширяющейся Вселенной;

• точно засечь, где находится электрон;

• путешествовать в другие измерения — вы уже «находитесь» во всех измерениях во Вселенной;

• посетить другую вселенную;

• сказать чтобы то ни было о времени до Большого взрыва-это такие же глупости, как говорить о направлении на юг, стоя на Южном полюсе.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Мы знаем, что, как мы ни старались, все равно мы не единственная лавочка в городе, где дают научно-популярные книжки. Перечислим те книги, которые нам особенно помогли в создании «Руководства».

Abbot, Edwin A. Flatland: A Romance of Many Dimensions. London,1884.

Это классическая история о том, как двумерное или одномерное существо представляет себе жизнь в более высоких измерениях.

Adams, Douglas. Hitchhiker’s Guide to the Galaxy. New York: Harmony Books, 1979.

(Адамс, Дуглас. Автостопом no галактике.)

Bryson, Bill. A Short History of Nearly Everything. New York: Broadway Books, 2003.

Брайсон пишет s основном о классической физике, но все равно это великолепный обзор некоторых увлекательных историй, которые стоят за наукой. Мы щедро и беззастенчиво пользуемся в своих лекциях его анекдотами.

Davies, Paul. How to Build a Time Machine. New York: Viking, 2002.

Gamow, George. The Great Physicists from Galileo to Einstein. New York: Dover Publications Inc., 1988.

Gott, J. Richard III. Time Travel in Einstein's Universe. New York: Houghton Mifflin, 2001.

Это обязательное чтение для каждого, кто хочет как следует разобраться в тонкостях устройства машины времени. В главе 5 мы описали машину времени Готта, основанную на космических струнах.

Greene, Brian. The Fabric of the Cosmos. New York: Alfred A. Knopf, 2004.

Прелестный обзор современной космологии с опорой на теорию струн.

Gribbin, John. In search of Schrödinger’s Cat: Quantum Physics and Reality. New York: Bantam, 1984.

A Little Bit of Knowledge. This American Life. WBEC Chicago. July 22, 2005.

Mlodinow, Leonard. The Drunkard's Walk: How Randomness Rules our Lives. New York: Pantheon, 2008.

Paulos, J. A. Innumeracy: mathematical illiteracy and its Consequences. New York: Hill and Wang, 2001.

Rees, Martin. Before the Beginning. New York: Perseus Books, 1998.

Эта книга не просто великолепно рассказывает о параллельных вселенных (глава 2), мультивселенной (глава 7) и начале времен, но и прекрасно описывает различные интерпретации квантовой механики.

Rothman, Tony. Everything’s Relative and Other Fables in Science and Technology. New Jersey: Wiley, 2003.

Sagan, Carl. Contact. New York: Simon amp; Shuster, 1985.

Smolin, Lee. The Trouble with Physics: The Rise of String Theory, the Fall of Science, and What Comes Next. New York: Mariner Books, 2007.

Смолин — специалист по теории струн, так что его книга содержит и ликбез, и едкую критику.

Stevenson, Robert Louis. The Strange Case of Dr. Jekyll and Mr. Hyde. London: Penguin, 2002.

(Стивенсон, Роберт Льюис. Странная история доктора Джекила и мистера Хайда.)

Thorne, Kip S. Black Holea and Time Warps: Einstein’s Outrageous Legacy. New York: Norton, 1993.

Tyson, Neil deGrasse. Death by Black Hole: And Other Cosmic Quandaries. New York: Norton, 2007.

Vilenkin, Alex. Many Worlds in One. New York: Hill amp; Wang, 2007.

Интересный подход к эволюции космоса, в том числе отличное описание модели происхождения Вселенной, которую выдвинул сам Виленкин.

Weinberg, Steven. The first three minutes: A Modern View of the Origin of the Universe. New York: Basic Books, 1977.

Классическое представление о Большом взрыве. Хотя за последние тридцать с лишним лет наши знания в этой области расширились, описание Вайнберга остается точным и убедительным.

Woit, Peter. Not Even Wrong: The Failure of String Theory and the Search for Unity in Physical Law for Unity in Physical Law. New York: Basic Books, 2007.

Название книги говорит само за себя, к тому же Войт ведет «Живой журнал» по тем же вопросам.

СПЕЦИАЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

В раздел «Специальная литература» мы включили работы, которые порадуют разве что специалиста (или мазохиста).

Galileo. Dlaloguea Concerning Two New Sciences. Trans. Henry Crew and A. de Salvio. New York: Dover Publica-tions Inc., 1968.

«Диалоги» Галилея — основополагающая работа, где среди прочего говорится о том, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. Кроме того, эта книга стала основой «принципа относительности Галилея», согласно которому не существует опыта, который показал бы различие между неподвижностью и движением с постоянной скоростью.

Einstein, Albert. On the Electrodynamics of Moving Bo-dies. Annalen Der Physik 17 (June 30,1905): 891–921.

Классическая работа, в которой Эйнштейн выдвигает специальную теорию относительности.

Barrett, М. D., Chiaverini, J., Schaetz, Т., Britton, J., Itano, W. M.,Jost, J.D., et al. Deterministic Quantum Teleportation of Atomic Qubits. Nature 429 (2004): 737.

Одна из первых телепортаций отдельных атомов.

Bohrn, David. A Suggested Interpretation of the Quantum Theory in Terms of «Hidden» Variables, I and II. Physical Review 85 (1952): 166–193.

Bouwmeeater, D., Pan, J.-W., Mattie, K., Eibl, М., Wein-furter, H. and Zeilinger, A. Experimental Quantum Teleportation. Nature 390 (1995): 575–579.

Первая телепортация фотона.

Crisp, M. D., Jaynes, E. T. Radiative Effects in Semiclassical Theory. Physical Review 179 (1969): 1253.

Одна из нескольких работ, в которых показано, что знаменитый фотоэффект Эйнштейна не доказывает, что свет состоит из частиц-фотонов.

Einstein, Albert. On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light. Annalen der Physik 17 (1905): 132–148.