На лужайке Эйнштейна. Что такое НИЧТО, и где начинается ВСЕ - Аманда Гефтер

Читая дневники Джона Уилера в библиотеке Американского философского общества.

Фото: А. Гефтер.

16 августа 1988 года: «Меня следует подвергнуть пытке за исповедание действительно великой и простой мысли. Ха! Не просто мысли. Этой мысли. И перестаньте говорить о том, как кто-то где-то когда-то собирается ее обнаружить. Не паниковать, спокойно говорить только с теми, кто может помочь. Продолжать делать свое дело».

«Мне осталось еще от 3 до 5 лет, – отметил он позже, через месяц. – Я считаю важнейшим делом своей жизни именно это – величайшую из всех загадок, которую мы видим вокруг себя каждый день: бытие – откуда оно?… Я буду не я, если я не продолжу грызть этот твердый орешек. Остановившись, я превращусь просто в сморщенного старика. Продолжу – и в глазах моих сохранится блеск».

Еще несколько дней чтения, и четырнадцать лет позади: Уилер по-прежнему в деле, его глаза еще блестят. 8 марта 2002 года он писал: «По-прежнему мучаюсь над тем, что сказать на следующей неделе на Темплтоновской конференции».

– Боже мой, посмотри! – Я толкнула отца, показывая ему страницу. – Это он о той конференции, на которой мы были!

«Я все еще пытаюсь развивать тему „бытие от бита“, – продолжал Уилер. – Ничто! Как нам просочиться в небытие? Философский вопрос? Но, может быть, философия слишком важна, чтобы оставлять ее философам».

Я с нетерпением перешла к следующим записям, в надежде среди впечатлений о конференции встретить и упоминание о том, как очаровательная маленькая девочка и ее отец задавали ему проницательные вопросы. Но нет. Как ни странно, он вообще ничего не написал о той конференции.

– По-моему, я наконец нашел! Вот оно! – воскликнул отец, когда я вошла в кухню. – Граница границы!

Мама пошла спать, так что мы устроились на кухне, сварили себе кофе и приготовили немного еды.

– Что-то связанное с сохранением энергии и импульса? – спросила я. Какие-то намеки на это я уже видела в дневниках Уилера, но пока не могла понять, как это было связано.

– Точно. Уилер показал, что уравнения общей теории относительности вытекают из требования равенства границы границы нулю. Локальное искривление пространства-времени компенсирует энергию и импульс находящейся в этом месте массы. Вот почему масса искривляет пространство-время.

– Так что все это при сложении дает ноль?

– В любой ограниченной области. Но это работает, только если у границы области нет края. Как только граница границы замыкается, все полностью компенсируется.

Он вынул желтый блокнот и набросал схему, показывая мне, как четырехмерная область ограничивается трехмерными кубами, границы которых состоят из двухмерных плоских граней; у каждой грани есть общие ребра со смежными гранями соседних кубов. В результате возникает замкнутое многообразие. При суммировании потоков энергии-импульса через плоские грани каждое ребро учитывается дважды, по одному разу для каждой прилегающей к нему грани. При этом вклад в сумму один раз положительный, а второй раз – отрицательный, в итоге получается ноль. Кривизна проявляется искажением граней – их противоположные края расползаются в стороны подальше друг от друга и перестают быть параллельными друг другу под действием смежных граней, вытягивающих их. Так что вся граница в присутствии массы сворачивается и сминается. Это все довольно технические детали, но смысл достаточно прост: наиболее сложные структуры четырехмерного пространства-времени в конечном счете в основе своей имеют ничто.

– В своем дневнике он пишет, что не только общая теория относительности, но все квантовые теории поля основаны на принципе границы границы, – сказала я. – И все калибровочные теории.

– Верно. Это универсальный принцип. Он лежит в основе любой реакции поля на присутствие масс или зарядов.

То, что граница границы равна нулю, означает, что все то, что вам нужно знать о происходящем внутри области пространства-времени, может быть считано непосредственно с ее границы, а заглядывать внутрь вовсе не обязательно. «То, что снаружи, раскрывает то, что внутри», – писал Уилер. Сохранение импульса и энергии можно считывать по граням, а количество массы, находящейся внутри, выводить по деформации ребер.

– Это то, что он имел в виду в сравнении с эластичностью, – сказал отец. – Для расчета упругих сил деформированного тела вам необходимо знать только то, что происходит на его поверхности. Все, что внутри, сокращается.

– Подожди, он что-то еще написал об этом, – сказала я, просматривая свои записи. – Вот здесь. В 1973 году он писал: «Теория упругости – это низшая форма физики, какая только может существовать, если исключить ту, когда вообще никакой физики нет. Она имеет дело только с „поверхностью вещей“. Готов спорить, что электромагнетизм и гравитация – кошки одного помета, за исключением того, что никакая размерность им может вообще не требоваться».

Не требоваться размерности? Поверхность вещей? То, что снаружи, раскрывает то, что внутри? А не был ли принцип граница-границы ранней рабочей версией голографического принципа?

Мой отец догадался, о чем я думаю:

– Звучит как-то очень по-голографически, не правда ли?

В одном из дневников Уилер писал: «Можно рассматривать размерность пространства (может быть, лучше „среднюю эффективную размерность“?) как возникающую в фундаментальной теории из более простых исходных элементов, предгеометрии, которая сама по себе не обладает таким свойством, как размерность». И далее: «Спроси: не может ли любой закон природы быть сведен к виду ∂∂ ≡ 0. Как происходит, что многие размерности можно свести к столь немногим?»

Библиотека Американского философского общества. Уилер постоянно повторял свой рисунок Вселенной в виде самонастраивающегося контура.

Фото: А. Гефтер.

Этот вопрос напомнил мне смятение, которое я испытала, узнав, что вся информация, содержащаяся в некотором объеме пространства-времени, пропорциональна площади ограничивающей его поверхности – как будто одна размерность была лишней. Не это ли Уилер имел в виду, когда рисовал поверхность сферы, покрытую цифрами 0 и 1? Не означает ли способность считывать с поверхности черной дыры всю информацию, содержащуюся в ней, что мир в своей основе выстроен из информации, а информация, в своей основе, – из ничего?

8 января 1988 года: «Что ближе к контуру и к ∂∂ ≡ 0, чем то, что мы можем создавать – при достаточном воображении – из вопросов и ответов?»

Библиотека Американского философского общества. Последняя запись в дневнике Джона Уилера.