Голубой Марс - Ким Робинсон

Он бродил по тундровому мху, среди критмума и прочих трав. Жизнь на Марсе. Странное дело. На самом деле она присутствовала везде. Хоть и непонятно было, откуда она появлялась. Об этом Сакс часто размышлял в последнее время. Почему в различных частях космоса возрастал порядок, когда там, по идее, не должно было возникать ничего, кроме энтропии? Это серьезно его озадачивало. Однажды вечером, когда они пили пиво в Одессе, его любопытство распалил Спенсер, с ходу давший объяснение: это расширяющаяся вселенная, сказал Спенсер, порядок, который на самом деле не порядок, а просто разница между действительной и максимально возможной энтропией. А люди приняли эту разницу за порядок. Услышать такую космологическую идею от Спенсера стало для Сакса неожиданностью, но Спенсер был полон сюрпризов. К тому же он в тот вечер много выпил.

Лежа на траве и глядя на тундровые цветы, трудно было не думать о происхождении жизни. Маленькие цветки, насыщенные яркими красками, возвышались на своих стеблях, сияя при солнечном свете кристалликами. Идеограммы порядка. Они не позволяли заметить особой разницы в уровнях энтропии. Лепестки имели очень мелкую текстуру и, пропитанные светом, казалось, были различимы до самых молекул: вот белая молекула, вот лиловая, а эта голубая, как княжик. Конечно, эти пуантилистские точки молекулами не были – те оставались гораздо ниже предела видимости. Но даже если бы и были, то составные элементы лепестка были бы настолько меньше, что их было бы трудно себе представить – можно сказать, ниже воспринимаемого разрешения. Однако в последнее время группа теоретиков в Да Винчи начала обсуждать различные доводы из теории суперструн и квантовой гравитации, которые сами выстраивали; они дошли даже до стадии проверяемых прогнозов, которые в теории струн исторически считались слабым местом. Заинтересовавшись этим восстановлением опытов, Сакс стал пытаться вникнуть в то, что они делали. То есть отказался от морских утесов в пользу лекционных аудиторий – впрочем, он поступал так и раньше, в сезоны дождей, когда посещал послеобеденные заседания группы, слушая презентации и последующие обсуждения, изучал запутанные уравнения на своем экране и посвящал утренние часы римановым поверхностям, алгебре Ли, числам Эйлера, топологиям компактных шестимерных пространств, дифференциальной геометрии, переменным Грассмана, вычислениям эмерджентности Влада и всему остальному, за чем было необходимо следить математику, чтобы оставаться в курсе текущих событий.

Кое-что из теории суперструн ему уже было знакомо. Теория существовала почти два столетия, но впервые была предложена задолго до того, как появилась математическая или опытная возможность должным образом ее исследовать. Теория описывала мельчайшие частицы пространства-времени не как геометрические точки, но как ультрамикроскопические петли, колеблющиеся в десяти измерениях, шесть из которых компактифицировались вокруг петель, превращая их в своего рода экзотические математические объекты. Пространство, где они колебались, было проквантовано теоретиками двадцать первого века на моделях петель, называемых спиновыми сетями, в которых силовые линии на уровне мелких единиц гравитационного поля действовали примерно как линии сил магнитного поля вокруг магнита, из-за чего струны колебались лишь определенными гармоническими волнами. Эти суперсимметричные струны гармонично колебались в десятимерных спиновых сетях, очень изящно и надежно рассчитанные для различных сил и частиц на субатомном уровне, для всех бозонов и фермионов, а также их гравитационных воздействий. Таким образом, полностью разработанная теория должна была успешно объединить квантовую механику и гравитацию, что считалось важнейшей проблемой теоретической физики на протяжении двух столетий.

И все было хорошо и даже замечательно, но, по мнению Сакса и многих других скептиков, проблему сопровождала трудность подтверждения этих красивых расчетов опытным путем ввиду очень-очень-очень малых размеров петель и пространств, описываемых в теории. Все они находились в пределах 10-33 сантиметров, так называемой длины Планка, которая была невообразимо меньше субатомных частиц. Типичное ядро атома в диаметре достигало порядка 10-13 сантиметров, или миллионной доли от одной миллиардной сантиметра. Сначала Сакс какое-то время всерьез старался их разглядеть; это было безнадежно, но кто-то же должен был попробовать, кто-то должен был сосредоточиться над этой непостижимой малостью хотя бы на мгновение. А потом он вспомнил, что в теории струн речь шла о расстояниях, на двадцать порядков меньших этого, – об объектах размерами в тысячную долю одной миллиардной атомного ядра! Сакс корпел над расчетами пропорций; струна по отношению к атому, атом по отношению к… Солнечной системе. В этой пропорции едва ли можно было постичь хотя бы ее рациональность.

Но что еще хуже, размеры струны не позволяли исследовать ее опытным путем. И Сакс считал это корнем всей проблемы. Физикам удавались опыты на ускорителях на энергетических уровнях около ста гигаэлектрон-вольт – то есть в сто раз больше энергии массы протона. На основе этих опытов, ценой многолетних усилий им удалось разработать так называемую улучшенную стандартную модель физики частиц. Эта модель многое объяснила, став поистине выдающимся достижением. Она также дала много прогнозов, которые можно было подтвердить или опровергнуть лабораторными экспериментами или космологическими наблюдениями, – прогнозов, которые были такими разными и такими полными, что физики могли с уверенностью говорить почти обо всем, что происходило в истории вселенной со времен Большого взрыва, и вернуться в любой момент с точностью до миллионной доли секунды.

Специалисты по этой теории, однако, хотели совершить совершенно фантастический скачок за пределы улучшенной стандартной модели, к длине Планка, то есть наименьшей возможной величины, совершить минимальное квантовое движение, которое нельзя будет сократить, не вступив в противоречие с принципом запрета Паули. Это в некотором смысле заставляло задуматься о минимальном размере объектов, однако на самом же деле для того, чтобы увидеть что-то в пределах таких величин, нужно было достичь энергетических уровней порядка 1019 гигаэлектрон-вольт, а этого они сделать не могли. Пока ни один ускоритель не подобрался к ним и близко. Это больше походило на сердце суперновой. Нет. Между ними и длиной Планка находился целый водораздел вроде огромной долины или пустыни. Этому уровню реальности было предопределено остаться неизвестным во всех возможных физических смыслах.

Во всяком случае так утверждали скептики. Но поглощенных теорией ученых невозможно было отговорить от дальнейшего ее изучения. Они искали косвенные доказательства теории на субатомном уровне, который в данном контексте казался гигантским, буквально космологическим. Те отклонения в феномене, которые не могла объяснить улучшенная стандартная модель, можно было объяснить прогнозами, сделанными по теории струн на уровне длины Планка. Таких прогнозов, правда, было немного, а прогнозируемые феномены – тяжело различимы. И никаких решающих доводов найдено не было. Но спустя десятилетия лишь очень немногие «струнные энтузиасты» продолжали исследовать новые математические структуры, которые могли вскрыть еще больше следствий теории или предсказать больше найденных косвенных результатов. Все это было допустимо, и Сакс чувствовал, что на этом пути развития физики лежало множество возможностей. Он также всем сердцем верил в опытные испытания теорий. Если ее нельзя было испытать, то оставалась лишь математика, а ее красота была здесь неуместна; в математике существовало множество диковинных, завораживающих областей, но если они не позволяли моделировать полный феноменов мир, Саксу это было не интересно.

И сейчас, спустя десятилетия упорных трудов, наука начинала делать успехи как раз в тех направлениях, которые он находил интересными. Так, в новом суперколлайдере в кратере Резерфорда была обнаружена вторая Z-частица, существование которой давно предсказывалось теорией струн. А детектор магнитного монополя, вращающийся по орбите солнца вне плоскости эклиптики, уловил след того, что было похоже на частично заряженную свободную частицу с массой, как у бактерии, – очень быстрый проблеск вимпа, или слабовзаимодействующей массивной частицы. Теория струн предполагала наличие вимпов, тогда как улучшенная стандартная модель их не предусматривала. Это давало повод задуматься, так как формы галактик говорили о том, что их гравитационные массы были в десять раз больше, чем казалось по излучаемому ими свету. Сакс считал, что если темную материю можно было удовлетворительно объяснить в виде вимпов, то такая теория представлялась весьма интересной.