Нелокальность - Страница 81

Так или иначе, идея зашла в тупик. Она предсказывала, что базовые принципы должны полностью определять S-матрицу. Чу писал: «Природа такова, как есть, поскольку это единственно возможная природа, которая не противоречит сама себе». Однако по существу уникальной S-матрицы для частиц, которые изучал Чу, не существовало. Общие правила не говорили, куда ставить все числа, подобно плохо составленной судоку, в которой недостает информации, чтобы заполнить ее. К началу 1970-х гг. квантовая теория поля смогла объяснить ядерные силы старомодным пространственно-временным образом, и большинство физиков отказались от S-матрицы во второй раз.

•

Пока S-матрица то набирала популярность, то теряла ее, оксфордский математик Роджер Пенроуз работал над собственным видением эмерджентности пространства-времени. Первоначально он пытался представить пространство как сеть, о которой я говорил в предыдущей главе, но, увидев возможность объяснить лишь некоторые его аспекты, расширил в 1960-х гг. концепцию до «теории твисторов». Глядя на проявления нелокальности, Пенроуз рассудил, что нелокальные структуры должны быть более фундаментальными, чем локальные. Поэтому он положил в основу своей теории не частицы или другие локализованные строительные блоки, а лучи света. Пенроуза интересовал не сам по себе свет как источник освещения, а причинные связи, представляемые лучами света. Лучи света распространяются бесконечно далеко в пространстве, поэтому они настолько нелокальны, что дальше некуда. Из них можно выстроить все традиционные структуры физики. Пересечение лучей дает вам точку. Завихрение лучей (давшее начало слову «твистор») воспроизводит вращающуюся частицу. «Локальные структуры в пространстве-времени имеют нелокальную природу», — говорит Лайонель Мейсон, один из бывших студентов Пенроуза, а теперь его коллега в Оксфорде.

Каким бы странным ни казалось превращение светового луча в базовую единицу, это очень близко к тому, как мы воспринимаем мир. Мы никогда не наблюдаем пространственно-временные точки и расстояния как таковые — все, что мы видим, так это лучи света. Эндрю Ходжес, коллега Пенроуза, говорит: «Твисторная картина намного ближе к тому, как мы думаем… Идеи наблюдения за тем, что видно, очень фундаментальны. Мы не можем непосредственно воспринимать пространственно-временные события». Когда в следующий раз будете смотреть на ночное небо, представьте, что лучи света связывают вас со звездами. В каком-то смысле вы ближе к звездам, чем к тому, кто сидит на некотором расстоянии, поскольку свет, идущий от звезд, уже достигает вас, а связь с соседом происходит с небольшой задержкой. Как говорит Рафаэль Соркин, выдвигающий аналогичные идеи, «звезда ближе к вам, чем вчерашний день».

Увы, интерес к этому подходу, как и ко многим другим, постепенно угасает. Основную трудность Пенроуз называет проблемой «гугли», заимствовав словечко из крикета, а поклонник телесериала «Баффи — истребительница вампиров» вполне может назвать ее проблемой вампиров: частицы в этой теории не отражаются в зеркале. «Он очень упорен, но идея почему-то не работает», — говорит Мейсон. На взгляд большинства физиков, Пенроуз напрасно тратит время. «Твисторная теория — это гадкий утенок теоретической физики», — замечает Нима Аркани-Хамед. Делу Пенроуза не идет на пользу и его крайне скептическое отношение к конкурирующим подходам, особенно к теории струн, у которой собственный цикл взлетов и падений. Какой бы обоснованной ни была его критика, она не вызывает теплых чувств у коллег.

Вновь и вновь мы видим одну и ту же картину: блистательная идея относительно пространства стремительно набирает популярность и так же быстро теряет ее. Некоторые считают, что еще не пришло время для ответов, и привлекательность идеи нужно оценивать относительно потенциального разочарования в ней. Ханс Халворсон, например, оставил осмысление нелокальности и углубился в другие области философии. «Тот, кто задумывается над этим, проходит через фазы воодушевления и депрессии, — говорит он. — В настоящее время я чувствую себя довольно подавленным». Фотини Маркопоулоу уже не раз проходила то через одно состояние, то через другое. «Разочарований было больше, чем надежд, — сказала она мне как-то раз за обедом в 2011 г. — Хотелось бы знать, стоит ли тратить жизнь на это. Вряд ли можно надеяться на значительные результаты». Когда мы вновь встретились год спустя, выяснилось, что она оставила науку и занялась изучением промышленной эстетики. «Я абсолютно уверена, что вопрос квантовой гравитации нужно решать, но вытянуть ответ из ничего невозможно… Моя жизнь не бесконечна. Мне хочется поэкспериментировать немного».

•

Осенью 2003 г. Пенроуз прочитал в Принстонском университете цикл лекций, в которых окрестил теорию струн «модным увлечением». Он вспоминает, как опасался встречи с Эдвардом Виттеном, главным проповедником теории струн. Однако тот даже не подумал прийти на лекции, ему просто нравилось подкидывать Пенроузу новые идеи. «Он начал что-то объяснять мне, — вспоминает Пенроуз. — Похоже, это имело отношение к твисторам». Виттен предложил ему прочитать короткую статью, касающуюся старого детища Пенроуза. «Короткая» статья оказалась 70-страничным монстром, где струны и твисторы связывались в единую теорию. «Это было очень увлекательно и впечатляюще», — говорит Пенроуз.

Виттен давно считался разноплановой фигурой — не просто главным проповедником теории струн, а точкой контакта с другими областями исследования, в частности с чистой математикой. Он даже написал статью о твисторах в их золотую пору 25 лет назад. «Твисторная теория интересует меня с того момента, когда я впервые услышал о ней, — говорит Виттен. — Я не раз пытался сделать что-нибудь полезное с ее помощью, но ни разу не получил того, что хотел. Все эти годы меня занимали возможные направления применения твисторной теории».