Опрокинутый мир - Кристофер Прист

Точно так же и мы можем убедиться, является ли наше четырехмерное пространство-время плоским или искривленным. Для этого нужно изучить его внутреннюю геометрию и сравнить ее с постулатами Евклида или с боле общими постулатами Лобачевского-Римана.

Чтобы объяснить тяготение изменением свойств пространства, нужно было ускоренное движение сделать частным случаем криволинейного. Для этого время пришлось сделать одним из измерений пространства. Герман Минковский истолковал это как слияние обычного пространства времени в единое четырехмерное сверхпространство, или пространство-время. В сверхпространстве три измерения х, у, z выражаются действительными числами, а время — мнимым числом, умноженным на скорость света.

Такая ось времени получается, как говорят математики, растянутой. Поэтому релятивистские эффекты заметны лишь при скоростях, соизмеримых с скоростью света. Ускорение системы отсчета может быть представлено как вращение ее в четырехмерном пространстве. Скорость света при этом остается неизменной. Обычная длина меняется (релятивистское сокращение), меняется и время (об этом эффекте можно подробно не говорить, ибо нет, кажется, ни одного научно-фантастического произведения, которое бы обошло его молчанием). Но так называемый интервал — четырехмерное расстояние — между событиями не изменяется. В романе Приста мы становимся очевидцами всех этих чудес. Туземные женщины, которых сопровождает юноша Гельвард, сплющиваются, англичанка, встреченная им в зрелые годы, вытягивается.

Искривление четырехмерного пространства-времени полностью объясняет все известные эффекты тяготения. Читатель понял уже различие между специальной теорией относительности и общей. Первая изучает движение тел в плоском пространстве-времени, вторая — в искривленном. Не беда, что Прист, пользуясь правом фантаста на выдумку, заменил гравитацию другим искусственно генерируемым полем. Суть действия от этого не изменяется.

Тяготение проявляется в виде воздействия тел на свойства пространства-времени, которые меняют его структуру, искривляют его. Пространство-время — это уже не «абсолютное математическое» пространство, а совершенно конкретное физическое, которое описывается неевклидовой геометрией.

В зависимости от плотности вещества, то есть от величины его массы, геометрия пространства-времени может быть близкой к евклидовой, или приближенной к геометрии Лобачевского, или же представлять собой геометрию сферы, даже гиперболоида.

Представление об искривленном пространстве глубоким резонансом отозвалось в самых различных областях науки. Оно послужило основой для интересных, но далеко не бесспорных идей о геометрических свойствах Вселенной [теория Фридмана etc.]. Бесконечность как отношение меры и закона проявила свой лик в метрической геометрии Римана. Точно так же бесконечность, характеризующая, по словам Гегеля, «нечто положительное и наличное», явилась следствием теории бесконечных множеств Кантора. Оба открытия были подлинными революционными скачкам в эволюции не только математики, но и человеческого мышления вообще._

С незапамятных времен люди были уверены, что живут в неограниченном плоском пространстве скользят в абсолютно независимом мировом времени, которое повсюду тчет совершенно одинаково.

Кусок плоскости со стрелкам, обозначающим время, текущее от прошлого к будущему, — наглядная двумерная модель такой идиллической Вселенной.

Специальная теория относительности показала, что мы живем в пространстве-времени, которое по-разному расщепляется на пространство и время для тех или иных наблюдений. В такой Вселенной времен оказалось достаточно много.

Общая теория относительности разбила наши иллюзии и о плоском пространстве. Она снисходительно разрешила считать плоским лишь то пространство, где плотность вещества относительно мала.

В области же высоких плотностей, когда кривизна пространства постоянна и положительна, безграничное пространство становится конечным и замыкается в кольцо, называемое иногда цилиндрическим миром Эйнштейна.

В такой Вселенной кривизна со временем не меняется. Но мы уже давно обнаружили, что Метагалактика расширяется и кривизна пространства не постоянна во времени. Вот в каком изменяющемся мире нам суждено жить.

Общей теорией относительности предусмотрены еще более сложные космологические модели, в которых время искривлено или даже замкнуто. Есть и совсем экзотические вселенные, так называемые полузамкнутые модели, в которых конечной является лишь часть пространства.

В общем, мы постепенно привыкаем к тому, что метрические, то есть измеряемые, свойства пространства или времени могут быть достаточно «безумными».

Таковыми они и оказываются в фантастическом видении Приста. Придуманное им поле транслатерационного генератора искривляет не только пространство и время, но и восприятие человеком реальной действительности, непосредственно воздействует на генетическую наследственность людей. Потрясает изобретательность Приста в сцене кажущегося Гельварду Манну фантастического полета.

Но гиперболизируя окружающий мир, писатель гиперболизирует и социальные законы именно того общества, которое ему хорошо известно. Непосредственным социальным продолжением физических концепций оказывается странная жизнь изолированного, скользящего по рельсам Города-поезда и взаимоотношения обитателей Города с окружающим миром. Все вокруг — и сам Город, и его окружение — предстают перед жителями как бы в кривом зеркале; нетрудно понять, что именно послужило прообразом своекорыстного отношения к жителям меткости, через которую передвигается Город. Для Притса, живущего в стране классического империализма и колониализма, нет сомнений в том, что окружающая его самого действительность искривляет, подобно придуманному им полю, в сознании его сограждан подлинные ценности человеческой жизни и придает уродливым явлениям приемлемый и относительно благополучный вид. Сам Город — пример научной и социальной безответственности, пример стремления некоторых западных ученых во что бы то ни стало воплотить свои идеи в жизнь, даже ценой угрозы уничтожения человечества. Здесь можно усмотреть прямую аналогию с изобретением нейтронной бомбы, создатель которой добивался воплощения своей идеи несмотря на очевидные печальные последствия производства этого вида оружия.

Желание достигнуть хоть какого-то постоянства обусловило в основном ожидание увидеть сравнительно простыми хотя бы топологические свойства пространства. Конечно, смешно было надеяться, что пространство на самом деле устроено так, как бы нам этого хотелось. Просто природа еще никогда не демонстрировала человеку таких явлений, которые могли бы отнят у него эту вполне простительную надежду. Например, мир, где пространство-время подобно одностороннему кольцу, поистине удивителен. Совершив там кругосветное путешествие и возвратившись в исходный пункт, мы вынуждены были бы констатировать, что время потекло вспять. Это трудно наглядно себе представить. Ведь в так называемом пространственно-временном каркасе нет стрелок, символизирующих направление времени из прошлого в будущее. Это в нашем простейшем эксперименте с закручиванием кольца мы видим, как меняется ориентация стрелок. Такая, казалось бы, пустая игра в парадоксы приводит нас к весьма серьезной проблеме. Ведь, говоря словами Г. Наана о том, какое из двух совершенно равноправных направлений на линии времени считать направлением к будущему, мы судим по локальным физическим процессам, например, по возрастанию энтропии (и по нашей собственной отчаянной борьбе с возрастающей энтропией). Отец и сын Манны явно потерпели в ней поражение.

После кругосветного путешествия в неориентированом пространстве наблюдатель должен был бы сказать, что либо время потекло вспять, либо энтропия имеет тенденцию уменьшаться. Жаль, что Прист пренебрег очевидным следствием и не воспользовался случаем омолодить своего безвременно состарившегося героя.

Вот, собственно, к чему привели нас рассуждения о природе бесконечности или топологических свойствах пространства. В науке нет изолированных локальных проблем. Все они как-то связаны друг с другом, перекликаются между собой, обнаруживая изумительную взаимообусловленность. В этом едва ли не основная прелесть современного естествознания. Возможные аномалии причинно-следственных связей явлений могут быть заранее исключены своего рода «правилом одностороннего уличного движения». При гравитационном взрыве сверхзвезды («катастрофа!») такое правило выглядит достаточно просто: вещество может двигаться только радиально — либо к центру, либо от центра. Обращение движения и движение навстречу совершенно исключаются. В «катастрофической» области разведчик (если бы он каким-то чудом туда попал) не может вдруг передумать и повернуть обратно. Его судьба в такой области заранее предопределена. Здесь действует такой железный гороскоп, который и не снился астрологам. Причинно-следственные связи в этом случае куда более жестки и определенны, чем в обычном пространстве-времени. В «катастрофической» области невозможно даже кругосветное путешествие. И все потому, что всякое движение должно либо начинаться с «катастрофы» (взрывное расширение из точки), либо заканчиваться «катастрофой» (взрывное сжатие в точку). Собственно, одна из таких катастроф и забросила предков пристовских гильдиеров в гиперболическое пространство!