Теория суперструн, единая М-теория.

Попытка построения простейшей, но всеобщей модели мироздания в свете М-теории.

* БПС — аббревиатура из имен трех физиков: Богомольного, Прасада и Соммерфилда, в честь которых был назван определенный тип супер-симметричной D-браны.
** Пространство АДС — седлообразное пространство под названием «Анти-де-Ситтер».
*** Мальдасена — доктор Хуан Мальдасена из Гарвардского университета, внесший значительный вклад в развитие М-теории.

М-теория — теория квантовой гравитации, претендующая на звание единой, всеобъемлющей и окончательной теории физического строения Вселенной. М — первая буква от слов «мета», «матрица», «мембрана». Сами ученые расшифровывают «М» также как «мистика», «магия», «мистерия» и «мать» (в смысле «мать всех теорий»).

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ, Научная.

Революция, о которой так долго мечтали физики-теоретики, свершилась. В отличие от социальных революций XX века она произошла без кровопролития, без штурма дворцов и без захвата вокзалов, почты и телеграфа. Впрочем, штурм был — brain storm, мозговая атака, но происходила она не на изрытых траншеями полях сражений, а в комфортных залах конференции Струны-98, состоявшейся в курортном калифорнийском городке Санта-Барбара (известном широкой публике по одноименному сериалу). Орудие наступающих — М-теория, а эпохальное значение революции в том, что она открывает дорогу в «светлое будущее» науки, когда все законы мироздания можно будет описать единой универсальной формулой. О такой всеобщей теории, включающей в себя все четыре основные силы — электромагнетизм, сильное взаимодействие (Сильное взаимодействие — сила, соединяющая частицы атомного ядра.), слабое взаимодействие (Слабое взаимодействие — сила, обеспечивающая радиоактивный распад.) и гравитацию — мечтал еще Альберт Эйнштейн, но до сих пор ученым не удавалось объединить общую теорию относительности, описывающую гравитацию как искривление пространства, с квантовой механикой, распространяющейся на остальные три силы.

Свершившийся в Санта-Барбаре переворот в ученых умах ознаменовал третью по счету «супер-струнную» революцию. Дерзновенная идея струн бродила по физическим кафедрам университетов с конца 60-х годов. Она возникла как попытка теоретического обоснования сильного взаимодействия, существование которого не вписывалось в рамки традиционной теории, оперирующей понятиями «частиц» и «полей». Теория поля стала рассматриваться как устаревшая и на смену ей была выдвинута новая смелая концепция, в соответствии с которой элементарные частицы уподоблялись нотам, воспроизводимым вибрирующими струнами. От «струн» и произошло название новой теории.

Основное достоинство струнной теории заключалось в том, что она позволяла устранить математические проблемы квантовой теории поля. Согласно старой теории элементарные частицы представляли собой бесконечно малые величины, а это затрудняло числовые вычисления, и попытки определения сильного взаимодействия приводили к математическим абсурдам типа деления на ноль. Было найдено простое на вид, но смелое по сути решение: заменить в расчетах не имеющие размера частицы короткими отрезками — струнами. Однако тут же возникли и проблемы: согласно уравнениям, для воспроизведения «нот» (частиц) «струны» должны были вибрировать в 25-мерном пространстве, не считая 26-е измерение, время. Не слишком ли много для нашего трехмерного мира?

К середине 70-х годов ученым удалось путем парного взаимоисключения сократить число пространственно-временных измерений с 26 до десяти. Теория стала называться «супер-струнной», поскольку струнам было придано гипотетическое свойство суперсимметрии, в соответствии с которым тесно увязывались между собой частицы-носители энергии — глюоны — и частицы, образующие материю — кварки. Но и здесь не обошлось без казусов: любой посвященный ученый мог сформулировать сколь угодно большое число супер-струнных теорий.

Первая революция грянула в середине 80-х годов, когда было доказано, что из всего бесконечного множества супер-струнных теорий только пять в достаточной степени математически оправданы. Явный прорыв, но все же пять теорий — многовато. Более того, оставалась существенная проблема, связанная с тем, как «свернуть» шесть измерений, чтобы прийти к существующим в нашем мире четырем (три пространственных измерения и время). Проблема заключалась не в технике их свертывания, а в нахождении единственно верного способа из десятков тысяч возможных. В середине 90-х годов было установлено, что многие способы свертывания «лишних» измерений тесно связаны между собой, а пять «десятимерных» теорий — всего лишь разные взгляды на одну «одиннадцатимерную».

Произошла вторая супер-струнная революция, в результате которой возникла единая М-теория, постулирующая существование в одиннадцати измерениях не только супер-струн, но и мембраноподобных объектов, получивших название p-бран.

Brane — брейн, брана. Мембраноподобный объект, который может существовать в девяти измерениях. Определяется как p-брана, где p — уровень многомерности. Собственно мембрана — это p-брана, в которой p=2. В приведенной в эпиграфе песне сохранена английская транскрипция этого слова, чтобы сохранить каламбур, основанный на созвучии brane и brain (мозг).

Точку можно описать как 0-брану, линию как 1-брану, плоскость как 2-брану и так далее, до 9-браны. Все эти девятимерные образования существуют во всеохватывающем десятом пространственном измерении. Дополнительное измерение — время, итого одиннадцать. Особое значение в М-теории придается определенному типу p-бран, названному «D-брана» в честь математика Петера Дирихлета, жившего в XIX веке. В 1995 году д-р Джозеф Полчинский из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре описал D-браны как существующие в одном из девяти измерений поверхности, на которых могут заканчиваться струны. Замкнутая в кольцо струна становится открытой, когда ее часть поглощается D-браной.

Третья и последняя на сегодняшний день супер-струнная революция прогремела, как было сказано выше, на конференции в Санта-Барбаре, где доктор Хуан Мальдасена объединил струнную теорию с теорией поля: он использовал D-браны для построения в обычных четырех измерениях квантовой теории поля и «десятимерной» струнной теории с пятью завернутыми на себя измерениями. Супер-струнные теории по своей природе включают в себя гравитацию, поскольку производимые на их основе расчеты неизменно показывают существование гравитона, невесомой гипотетической частицы со спином (Спин — аналог вращения в квантовой механике.), равным 2. Таким образом, наука вплотную приблизилась к теории квантовой гравитации, включающей в себя все четыре основополагающие силы природы и описывающей их как производные от одной изначальной силы.

ЧАСТЬ ВТОРАЯ, Философская.

Никогда еще человечество не подходило так близко к научному раскрытию Великой Тайны Основы Основ. Но нас здесь интересуют не столько научные или технические аспекты вопроса, сколько философские. Основной из них — место хомо сапиенс как разумного существа во Вселенной. Представляется крайне интересным построить на основе единой физической модели всеобщую философскую картину мироздания и взглянуть на нее с точки зрения обитателя одной из планет в одной из звездных систем в одной из галактик — человека. Разумеется, поставленная задача слишком велика для того, чтобы решить ее одним махом, но все же необходимо с чего-то начать.

Давайте начнем с того, что в соответствии с М-теорией построим простейшую схему одиннадцати измерений (от нулевого до десятого) и, представив себя в одном из измерений, оглянемся по сторонам. Сделать это не так уж трудно, поскольку мы на самом деле существуем в трехмерном пространстве, обозначенном на схеме цифрой 3.

Но сперва — пару слов о самой схеме. Различные уровни измерений представлены на ней в виде соприкасающихся концентрических кругов. Такой способ представления выбран для того, чтобы показать иерархию уровней: каждый высший уровень включает в себя все нижестоящие и соприкасается с ними своим основанием, по сути — пронизывает их. К примеру, объект второго уровня — плоскость — включает в себя объекты первого и нулевого уровней — прямые и точки. На схеме все выглядит довольно просто. В реальности, конечно же, картина гораздо сложнее. Так, пространство, как среда третьего уровня, включает в себя второй, первый и нулевой уровни, но их объекты — точки, прямые и плоскости не существуют в нашем трехмерном пространстве как таковые: если мы проведем при помощи линейки и карандаша на листе бумаги прямую линию, мы получим в итоге изображение прямой линии на плоскости, причем весьма условное. Достаточно посмотреть на прочерченную линию в микроскоп, и она предстанет перед нами полосой, имеющей определенную ширину, то есть двухмерным объектом. Но и этот двухмерный объект при более близком рассмотрении состоит из трехмерных частиц графита — вещества, оставшегося на бумаге от нажатия грифеля карандаша. Таким образом, мы имеем дело не с реальными объектами других уровней, а с их проекцией на границы нашего уровня. Все, что находится в других измерениях, на нашем уровне выступает по сути не реальными объектами, но символами. В этом смысле мы обитаем в «голографической» Вселенной, названной так по аналогии с голограммой — трехмерным изображением объекта на плоскости, когда третьего измерения в системе двух координат реально не существует, но мы можем рассмотреть объект со всех сторон, как если бы он на самом деле находился в трехмерном пространстве. Следует особо заметить здесь, что в случае с голограммой мы имеем дело не с чистой иллюзией, а с объективно существующей проекцией.

Концепция голографической Вселенной крайне важна для понимания высших по отношению к нашему измерений, существование которых постулируется М-теорией. В соответствии с этой концепцией все, что содержится в определенном объеме пространства высшего уровня, неминуемо проецируется на нижестоящие уровни. Естественно, для нас здесь важно то, в каком виде эта проекция «ложится» на наш уровень. Попытаемся решить эту задачу на примере измерения, следующего за тем, в котором находится наше физическое тело. Это измерение — ВРЕМЯ. Что мы знаем об этом четвертом измерении, повсеместно присутствующем в нашем трехмерном мире? Пожалуй, абсолютно точно можно утверждать одно: время движется по прямой из прошлого в будущее. Этот направленный вектор по сути выступает проекцией четвертого измерения на третье. Строго говоря, время — это не само четвертое измерение, а как раз его проекция на наш мир. Эта проекция четвертого измерения в нашем третьем проступает одномерной. Сама собой вырисовывается простенькая арифметика: 4-3=1.

Применив ту же формулу к нашему миру, получим 3-3=0. Проекция измерения на самое себя дает нулевое измерение — точку. Если принять вышесказанное за аксиому, то становится оправданным существование в нашем трехмерном мире единичных ОБЪЕКТОВ — отдельных образований, по сути представляющих собой замкнутые системы. Практически все пространство нашего мира наполнено материальными объектами, начиная от атомов и заканчивая планетами, звездами и галактиками. Объекты воспринимаются нами как нечто непреложно существующее, но ни в одном из соседних с нашим измерениях мы не найдем их: объекты не существуют ни на плоскости (на двухмерное пространство они проецируются как фигуры), ни во времени (в границах четвертого измерения существуют не сами объекты, а лишь хронология происходящих с ними событий).

С философской точки зрения крайне интересен также вопрос о месте человеческого сознания в системе пространственно-временных измерений. Рассмотрение столь глобального и важного вопроса, несомненно, должно стать темой отдельной монографии. Здесь лишь можно вскользь заметить, что, по всей видимости, сознание находится на границе третьего и четвертого измерений. С одной стороны, оно привязано к определенному субъекту, существующему в трех измерениях (каждое живое существо обладает индивидуальным сознанием), с другой стороны, оно имеет бОльшую степень свободы в рамках четвертого измерения и может перемещаться из настоящего в прошлое, вследствие чего человек обладает памятью — свойством, недоступным для объектов, у которых нет сознания.

Вернемся к вышеприведенной арифметике: свидетельствует ли она о существовании некоего принципа относительности вышестоящих уровней к нижестоящим? Рассмотренных нами двух случаев (4-3=1 и 3-3=0) явно недостаточно для выведения закономерности, поэтому для ответа на поставленный вопрос нам придется рассмотреть проекцию пятого измерения на наше третье. Что это за проекция? Как ее вычленить из множества параметров и явлений окружающего нас мира? Существует ли в нашем мире нечто объективное, что нельзя определить пространственными и временными координатами? Под это определение подходит ИНФОРМАЦИЯ.

Информация нематериальна и в то же время пронизывает все сферы пространства и все отрезки времени. Любой объект и любое событие заключают в себе определенную информацию. Сама структура объекта — это уже информация, объективно существующая в нем. Подобно этому, генетический код и инстинкты человека — информация, заложенная в него от рождения. Строго говоря, человек не создает новой информации — он лишь получает ее, взаимодействуя с окружающим миром. Человеку доступны лишь те знания, которые существует в природе. Его задача — открыть их. Если полученные нами сведения не соответствуют действительности, мы говорим о «неверной информации» — в контексте данных рассуждений можно представить такой случай как искаженное восприятие человеком проекции пятого измерения на наш мир. Информация всегда объективна, но людям свойственно по-разному воспринимать ее. Самый простой пример: люди по-разному видят цвета, вплоть до частичного нераспознавания цветовой гаммы дальтониками.

Неадекватное восприятие информации различными субъектами — частный случай искажения проекции пятого измерения на наш мир. Чтобы было понятно, о чем идет речь, представьте себе луч кинопроектора. Проекции одного и того же кадра киноленты (к примеру, с изображением причесывающейся женщины) на белый плоский экран, на черный выпуклый шар, на водную поверхность, на лесные заросли или на толпу людей будут разными. Информация, содержащаяся в этом кадре, по сути не меняется, но искажается. Одни зрители поймут, что это женщина и она причесывает волосы, другим покажется, что женщина не причесывается, а заплетает косу, третьи увидят человека неопределенного пола, четвертым представится не человек, а животное и т.д.

Как видно из примера с кинопроектором, большое значение имеет трехмерная среда, в которую попадает информация как проекция пятого измерения. Различием среды объясняется многообразие нашего мира. В идеальных условиях все объекты одного типа были бы одинаковыми. Скажем, если бы мы выращивали сосны в однородной среде из семян одинакового веса, одинаковой формы и одинакового размера, то получили бы одинаковые побеги, поскольку генетический код для всех сосен отдельно взятой разновидности един. Кстати, единство генетического кода как информационного блока для живых существ определенного вида наводит на мысль о еще одной закономерности в соотношении между собой различных измерений. Выше описывался пример с прочерченной на бумаге прямой линией, существующей в трехмерном мире лишь в виде изображения. Переходя к примеру с соснами, можно по аналогии предположить, что в пятом измерении существует некая идеальная трехмерная сосна, в реальности (имеется в виду реальность пятимерного мира) состоящая из других пятимерных элементов, не имеющих к трехмерной сосне непосредственного отношения. Точно так же, возможно существование в пятом измерении идеального человека — кумира.

Подводя итог вышесказанному, информация — не само пятое измерение, а лишь его проекция на нижестоящие уровни, пространство и время. Эта проекция пронизывает все объекты нашего материального мира, но не существует среди нас в чистом виде. Поэтому нам приходится «добывать» информацию, вступая в физический контакт с окружающими нас предметами при помощи органов чувств. Мы не можем узнать, что находится внутри черного ящика, пока не откроем его. Любая вещь предстает перед нами не как индивидуальная сущность, а как набор параметров, за которыми скрыто ее истинное предназначение. Не изучив отдельных характеристик вещи, мы не можем получить цельного представления о ней. Возможно, последнее утверждение покажется банальным, но оно необходимо, чтобы перейти к следующей нетривиальной мысли-антиподу: в пятом измерении все параметры и характеристики той же вещи тесно увязаны между собой в единую явную сущность (образно говоря, достаточно одного взгляда на вещь, чтобы получить о ней самое полное представление, включая ее структуру и предназначение). Здесь остается только отметить следующий важный момент: в силу того, что проекция пятого измерения пронизывает все объекты нашего мира, в том числе и человеческий мозг, теоретически возможно непосредственное воздействие этой проекции на наше сознание — человек получает замечательную потенциальную способность проникать разумом в суть вещей и явлений!

Как соотносится пятое измерение с четвертым и третьим? Попробуем применить уже известную нам простейшую формулу: 5-3=2. Получается, что проекция пятого измерения на третье должна обладать двухмерными свойствами (невольно вспоминается термин «информационное поле»). И действительно, любая доступная нам информация может быть представлена в виде комбинации из двух символов, нулей и единиц, что широко используется в электронике и компьютерной технике. Кроме того, логика, инструмент разума, используемый для переваривания информации, также носит двоичный характер, поскольку оперирует в основном взаимоисключающими понятиями «да» и «нет». Занятно здесь и то, что среди визуальных способов представления информации доминирует изображение на плоскости: основная масса информации передается и принимается людьми через тексты, рисунки, фотографии, телевидение, кино- и видеофильмы и мониторы. Средства трехмерной презентации — скульптура, стереофильмы и голограмма — достаточно широко используются в художественном творчестве и редко применяются для обмена информацией. Очевидно, людям проще воспринимать информацию, когда она преподносится им в виде, наиболее соответствующем ее двухмерной природе.

Перейдем теперь к соотношению пятого измерения с четвертым: 5-4=1. Проекция пятого измерения на четвертое выступает в виде прямой линии. Получается интересная картина: мы имеем перед собой как бы две прямые линии — проекцию четвертого измерения на наше третье (время) и проекцию пятого измерения на четвертое. Вторая прямая линия в этой паре предстает перед нами как история, а наложив вторую линию на первую, мы получим хронологию. Примечательно здесь то, что эти прямые четко совпадают и жестко скреплены между собой: каждому моменту во времени соответствует набор строго определенных событий. Как говорится, история не знает сослагательного наклонения, а если и повторяется, то в виде фарса.

Пожалуй, приведенных выше примеров и доказательств достаточно для подтверждения постулированной выше закономерности соотношения измерений различного уровня:

проекция высшего уровня на низший реализуется в N измерениях, где N определяется как разность между порядками уровней

Данная закономерность, по-видимому, правомерна и для уровней ниже третьего, хотя это и крайне спорный вопрос. Как бы то ни было, проекция пространства на плоскость (не путайте с геометрической проекцией, иначе выйдет абсурд) дает прямую линию (3-2=1), что не противоречит действительности, поскольку плоскость можно представить как совокупность бесконечного множества прямых. Далее, отчего бы не предположить, что проекция на плоскость измерений выше третьего дает нам физические поля, а проекция высших измерений на прямую — различные лучи.

Что касается проекции высших измерений на точку, можно в качестве гипотезы вспомнить о «черных дырах», безвозвратно поглощающих все, что попадает в сферу их гравитации. Кстати, уравнения М-теории, выведенные для элементарных частиц, успешно используются астрофизиками для расчета параметров этих уникальных космических объектов, что подтверждает ее универсальность.

ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ, Теологическая.

Что находится на более высоких измерениях? Их проекции доходят до нас очень слабым отсветом, теряющимся в мистическом тумане. Поскольку нам о них ничего не известно, допустимо выдвигать любые гипотезы. Например, такую: на шестом измерении находится «потусторонний мир». Доказать эту теорему крайне затруднительно, и все же…

Помимо материи, времени и информации в нашем мире присутствуют некие мистические факторы, объяснить которые невозможно без участия потусторонних сил. Откуда берутся все эти черти, ведьмы, призраки и прочая нечисть? Внезапно появившись, они так же внезапно и быстро исчезают. О них неизвестно ничего определенного. Почему мы не можем найти научного объяснения их существованию? Вполне возможно, именно потому, что мы имеем дело с проекцией шестого уровня, а этот уровень расположен выше информационного, и наш разум, привыкший оперировать единицами информации, здесь бессилен. Кстати, как известно, цифра Дьявола — 666. Если мы пометим проекции шестого уровня на пространство, время и информацию его порядковым номером, то как раз получим три шестерки.

Определение многомерности проекции потустороннего мира на мир земной дает любопытные результаты: 6-3=3. То есть в итоге мы получаем трехмерную проекцию. Если учесть, что сами мы обитаем в трехмерном мире, становится неудивительным, почему призраки так реальны — это самая настоящая голограмма! И в то же время, 6-4=2, а это значит, что пришельцы с «той стороны» не имеют точного хронологического определения, обладая на одну ступень большей, чем все трехмерные объекты и человек, свободой передвижения во времени. Не имея жесткой привязки ко времени, они предстают перед нами эфемерными существами — «то явятся, то растворятся» — и не оставляют после своего визита явно выраженных материальных следов, поскольку физически почти не контактируют с нашим миром вследствие все того же сдвига по временной фазе. В силу того, что их субстанции находятся на уровне выше информационного, они не несут в себе никакой информации, а если и сообщают людям какие-то сведения, то они, как правило, оказываются сумбурными или ложными (недаром дьявол с незапамятных времен наречен «лукавым»!).

Очевидно, на границе пятого измерения и шестого находится область МИСТИКИ — специфической информации, которую в нашем мире невозможно до конца ни подтвердить, ни опровергнуть, поскольку она проецируется на него туманным светом, отраженным от шестого измерения и искаженным им.

Возникает закономерный вопрос: что происходит с человеком после смерти? В какое из измерений он попадает? Продолжает ли он жить загробной жизнью или навечно исчезает как субъект? В последнем варианте все ясно, поэтому его, пожалуй, и не стоит рассматривать. Наибольший интерес с теоретической точки зрения представляет вариант посмертного перемещения человека из одного измерения в другое. Что ожидает нас после гибели тела как трехмерного объекта?

В настоящее время известно множество случаев возвращения находившихся при смерти людей из потустороннего мира. В большинстве таких случаев оболочка умершего человека летела через тоннель навстречу свету, где ее ожидало высшее существо, которое посвящало умершего в тайны вещей и явлений и показывало ему всю прожитую жизнь.

Вышеупомянутые описания свидетельствуют о том, что после смерти человек каким-то образом попадает на шестой уровень. Природа такого перемещения пока не ясна, но результат, как говорится, налицо: умерший человек оказывается над временем и информационным полем (четвертое и пятое измерения), что явствует из его способности увидеть сразу все события своей жизни и без усилий познать истину.

Что находится на уровне, следующим за шестым? Арифметика в этом вопросе мало помогает: 7-3=4. Четвертое измерение, в котором реализуется проекция седьмого уровня на наш мир, мы можем представить себе лишь в виде хаоса. То же самое относится к восьмому и девятому уровням.

Десятый уровень, конечный и объединяющий все остальные — вершина мироздания. Очевидно, именно на этом уровне находится единая субстанция, из которой происходит все сущее на всех остальных уровнях. Здесь обитает Демиург.

Характерно то, что проекция наивысшего уровня на наш мир выступает семимерной (10-3=7). Бог является нам в семи измерениях. Семь — священное число всех религий. Считается, что оно приносит счастье. Интересен и другой аспект: многомерность единого Бога допускает существование нескольких невзаимоисключающих себя религий. Не значит ли это, что только познав семь религий, человек может открыть тайну за семью печатями и заглянуть в лицо семимерного Бога? Шесть основных направлений уже существуют: иудаизм, буддизм, конфуцианство, христианство, ислам и атеизм как антипод религии. Судя по всему, седьмое направление должно стать эклектическим, чтобы объединить остальные шесть. Но как примирить веру с атеизмом? И под силу ли человеческому разуму и сердцу вместить в себя сразу семь религий?