Текст книги "На лужайке Эйнштейна. Что такое ничто, и где начинается всё"

В статье Брукс задавался вопросом, существует ли какой-то способ определить, в каком мире мы живем, в реальном или смоделированном. Программисты, рассуждал он, не стали бы тратить ресурсы на проектирование мельчайших микроскопических особенностей поддельной реальности. Если сымитированные наблюдатели начнут обнаруживать нестыковки тут и там, программисты всегда смогут на ходу заполнить пробелы. Таким образом, утверждал он, на микроскопическом масштабе смоделированный мир может выглядеть несколько бессмысленно. «Для тех, кто когда-нибудь сталкивался со странностями квантовой механики, они, возможно, могут служить тревожным сигналом», – писал Брукс.

Я сказала Бруксу, что я работаю внештатно: пишу для научных журналов, и мы разговорились о космологии и выслушанных докладах.

– Присылайте мне свои статьи, – сказал он, когда автобус подъехал к Музею железных дорог. – Я отвергаю девяносто процентов рукописей, но вы не унывайте и продолжайте присылать.

– Непременно! – пообещала я.

Я вышла из автобуса навстречу теплому калифорнийскому вечеру. Я не могла отделаться от мысли, что все это слишком хорошо, чтобы быть правдой. Наверное, и в самом деле это была симуляция. Но тут я вспомнила, как Брукс закончил свою статью. «У этого мира есть шанс оказаться и в самом деле истинной реальностью, – писал он. – Для этого надо, чтобы человечество уничтожило себя прежде, чем наши компьютеры станут достаточно мощными для моделирования сложных обществ и осознающих себя сущностей». Я вспомнила вчерашний обед и сценарии конца света, о которых говорил Рис. Может быть, сэр Серьезность знал ответ.

Немного нервничая при мысли о необходимости общения с самыми выдающими физиками, я быстро опрокинула два бокала вина. Это было большой ошибкой. Моя сопротивляемость по отношению к алкоголю была ужасающе низкой. Эффект был такой, словно вместо вина мне налили текилу.

Все начали быстро рассаживаться за круглыми столами, накрытыми по этому случаю. Я села на первое попавшееся свободное место. Я вежливо улыбнулась, но физики переговаривались друг с другом, пока официанты наполняли наши бокалы, а затем отправились за салатами.

Осмелев от выпитого вина, я решила завязать разговор.

– Кто-нибудь из вас читал статью о Жуане Магейжу в журнале Discover? – спросила я.

Я прочитала эту статью, пока летела в самолете. И теперь она первой пришла мне в голову. В статье обсуждалась теория Магейжу, согласно которой в ранней Вселенной скорость света была намного больше. Она предлагалась в противовес теории инфляции, но я так и не смогла понять различие между ними. Допустить сверхсветовую скорость распространения электромагнитных волн, но при этом принять пространство-время расширяющимся со скоростью ниже скорости света, или сохранить скорость света и допустить расширение пространства-времени со сверхсветовой скоростью – казалось мне двумя разными взглядами на одно и то же, так зачем спорить с Эйнштейном?

– Эта теория с переменной скоростью света, наверное, просто липа, как вы думаете?

Физик напротив сурово поглядел на меня:

– Я думаю, что нет. Я соавтор этой теории.

Никто не проронил ни слова.

О боже! Куда деваются все эти бейджики с именами, когда вы нуждаетесь в них больше всего? Теперь я поняла, это был Энди Альбрехт, второй автор теории с переменной скоростью света. Неужели я просто так взяла и заявила, что его теория была липой? Я лихорадочно придумывала какое-нибудь оправдание. Почему на обложке журнала красовался огромный потрет Магейжу и нигде не было фотографии Альбрехта? Я хотела извиниться. Я хотела объяснить, что я просто пыталась завязать разговор, что мне нравится теория Эйнштейна, что я вовсе не думаю, что его теория неверна, и что меня, наверное, просто какая-то муха укусила. Вместо всего этого я сказала:

– Вау, да он просто украл вашу славу!

Это так просто вылетело из моего рта? Что, черт подери, я делаю? «Заткнись, – приказала я себе. – Просто перестань говорить слова».

– Меня это не особо волнует, – сказал Альбрехт раздраженно.

Я кивнула и улыбнулась. Я хотела тихо сползти под стол и спрятаться там. Я оглядела зал, тщетно ища путь к спасению.

И в этот момент произошло чудо. Среди моря физиков я случайно наткнулась на взгляд Тимоти Ферриса. Феррис встал, посмотрел прямо на меня и кивнул головой в сторону задней двери. Ни слова не говоря, я поднялась из-за стола, быстро прошла к задней части зала и тихо проскользнула за стеклянную дверь. Он уже ожидал снаружи.

– Моя машина за углом, – сказал он.

«Ладно, – подумала я, – это, видимо, и в самом деле симуляция». Мы шли по пустой улице. Феррис спросил меня, для какого издания я пишу.

– Ну, последнюю статью я написала для журнала Scientific American, – сказала я, не уточняя, что это была также моя первая статья. – А ты?

– Я работаю в The New Yorker, – сказал он.

Я почувствовала себя недостойной просто вот так идти с ним по одному тротуару.

Мы завернули за угол, где на пустынной, мощенной булыжником улице был припаркован небольшой блестящий Porsche. Я осмотрелась вокруг в поисках другого автомобиля, который мог принадлежать журналисту. Но Феррис нажал на кнопку на его брелоке, и Porsche дружески пискнул в ответ. «Серьезно? – подумала я. – Ты журналист?» Перспективы моей новой профессии выглядели все лучше с каждой минутой.

Я расположилась на пассажирском сиденье и пристегнула ремень безопасности. Взревел двигатель, и Феррис включил стерео, увеличив громкость. Автомобиль заполнили барабанная дробь и плач электрогитары.

– Это Боуи?

Феррис улыбнулся, нажал на газ и тронулся. Сила инерции прижала меня к моему сиденью, и, выруливая по узеньким улочкам старого Сакраменто, Феррис не снижал скорость, словно участвовал в ралли. Вскоре мы уже мчались по калифорнийскому хайвею, то и дело обгоняя другие автомобили, рассекая теплый ночной воздух, между силуэтами пальм, и силуэты пальм пролетали мимо моего окна.

Через пять минут мы уже были в Дейвисе. Феррис подвез меня к моей гостинице и вежливо попрощался. Слегка пошатываясь, я ступила на тротуар, расстроившись, что праздник уже окончен, но счастливая, что осталась жива и стояла на твердой земле.

Я достала из сумки сотовый и позвонила отцу.

Наступил последний день конференции. Я не хотела, чтобы она заканчивалась. Я уже узнала так много, что думала, мой мозг может переполниться, но я хотела узнать еще больше. Я не могла отделаться от мысли, что чего-то не хватало во всех этих разговорах о Вселенной. Чего-то… квантового.

– Любая удовлетворительная теория квантовой космологии должна опираться на наблюдения, которые могут быть сделаны наблюдателями внутри Вселенной, – говорила мне Маркопулу. Но теория инфляции подразумевает существование области за пределами нашей видимой Вселенной, и, что еще хуже, вечная инфляция предполагает существование целой мультивселенной, которую никто, даже в принципе, не мог бы наблюдать. Дело в том, что стандартная космология не была квантовой. Конечно, переход инфлатонного поля из состояния с ложным вакуумом был квантовым процессом, но все остальные теоретические построения были выполнены в чисто классическом стиле. Это было как раз то, о чем говорил Хокинг: «В космологии путь снизу вверх – принципиально классический… но рождение Вселенной было квантовым событием». Мне нужно было узнать больше. Что у него за космология «сверху вниз»? И как она учитывала сам факт нашего существования во Вселенной?

Я также не могла забыть о моем разговоре с Гутом. Все указывает на то, что Вселенная появилась из ничего, говорил он. Вселенная – это ничто. И самое интересное было то, что он представил это как легко фальсифицируемую гипотезу: достаточно было найти одну ненулевую сохраняемую величину, и вся гипотеза рухнет. Если Вселенная – это ничто, думала я, то все вокруг ставят неверный вопрос. Вопрос не в том, как получить нечто из ничего. Вопрос состоит в том, почему ничто выглядет чем-то?

Большое количество легендарных ученых, собравшихся в одном месте, и торжественность момента начала золотого века космологии побудили организаторов конференции пригласить фотографа, чтобы сделать групповую фотографию, которая обязательно займет свое место в анналах истории науки.

– Я прошу всех в перерыве собраться на улице, на ступеньках перед входом в здание, чтобы сделать коллективное фото, – объявил Альбрехт со сцены.

Пока физики медленно собирались на ступеньках перед входом, я отошла в сторону, чтобы позвонить отцу.

– Что стряслось? – спросил он.

– Все они обеспокоены аномально низкой мощностью квадрупольной составляющей, – сказала я почти шепотом, как шпион, докладывающий обстановку в генштаб Реальности, – из которой следует отсутствие флуктуаций микроволнового фона на больших углах. Может показаться, что Вселенная недостаточно велика для их появления.

– А как велика она должна быть? – спросил он.

– В этом-то и вопрос. Возможно, размером с видимую Вселенную.

– Да, это действительно подозрительно, – сказал он.

– Вот именно! Какое-то безумие… Черт, я должна идти. Они сейчас будут делать групповое фото всех физиков, и я хочу сделать несколько фотографий сама.

– Сфотографируйся с ними!

– Мама?

– Сфотографируйся с ними сама! – повторила мама голосом то ли еврейской матери, то ли капитана команды болельщиц.

– Ладно, ладно, – сказала я, закатывая глаза.

Но, стоя в стороне вместе с другими журналистами и наблюдая, как физики занимают свои места, я не могла забыть слов матери. А в самом деле, почему я не могу быть на фото? Нет же у физиков никаких телохранителей, которые могли бы остановить меня? Честно говоря, кто это заметит? Я посмотрела на фотографа: он по-прежнему копался со своей камерой. Незаметно, насколько это было возможно, потупив взгляд так, чтобы никто не смог его поймать, я скользнула вдоль края лестницы и быстро направилась в дальний угол, к последнему ряду группы. Я была уверена, что никто этого не заметит, зато потом, даже если бы я была едва видна на фото, я могла бы показывать крошечную точку, едва заметную позади кого-то важного, и говорить: «Посмотрите, а вот это я!»

Фотограф, наконец, взглянул на нас и приложил глаз к видоискателю. Каждый из нас задержал вздох и расплылся в улыбке. Но тут фотограф опустил камеру и оглядел толпу, словно пытаясь найти… Боже, неужели меня?

– Эй, вы там! – крикнул он, указывая на меня. Я почувствовала, как мое лицо заливается краской. Он собирался вытащить меня, как мошенника, прямо здесь, перед всеми? Объявить, что я не только не физик, но даже и не журналист? Что у меня была секретная миссия выяснить природу реальности, и что я была готова пойти на любые жертвы, только бы сделать это? Откуда он мог знать? И где, черт возьми, был Феррис с его автомобилем?

– Вы! Вас плохо видно из-за вашего роста, – крикнул он. – Выйдите вперед!

Снова избегая взглядов, я проскользнула вперед и встала с края. Тогда он схватил меня за плечо и быстро поставил на место, которое выбрал сам, – впереди и почти в самом центре. Справа от меня стоял Гут, а еще через одного располагался Хокинг. «Почему бы просто не посадить меня прямо Хокингу на колени?» – подумала я.

– Вы здесь, – пробормотал Гут, имитируя голос фотографа, – у вас нос набок, выпрямите его!

Я засмеялась.

– Снимаю! – крикнул фотограф. И нам уже ничего не оставалось делать, как улыбаться.

Я среди участников конференции по космологии в Калифорнийском университете в Дейвисе 2003 года.

Фото: Д. Олдриджа (UC Davis).

Глава 4
Отложенный выбор

Возвратившись домой, я не переставала думать о рассуждениях Ника Бострома. Если мир вокруг нас – действительно виртуальная реальность, симулированная на компьютере в какой-то высшей реальности, то как мы это можем обнаружить? И есть ли нам до этого дело?

Декарт размышлял над теми же проблемами. Конечно, в его эпоху не было компьютеров, но были злые демоны, и Декарт спрашивал себя, можно ли, обманывая свои чувства, существовать в ложной реальности. Он беспокоился, что все вокруг него, включая его собственное тело, может быть обманом. Но в океане демонических сомнений одно он знал наверняка: он ощущал. Он думал. Он был настоящим. Даже если все, что представлялось его сознанию, было иллюзией, сам факт существования его сознания оставался истинным. Я мыслю, следовательно, я существую. Cogito ergo sum.

И это все? Одно я могу сказать наверняка? Я существую. Точка.

Это была удручающая мысль. Декарт никогда по-настоящему не исходил из cogito, в рамках логики по крайней мере. Он должен был обратиться к вере и уповать на благосклонность Бога, который был не так жесток, чтобы дурить нас поддельным миром. Но если вы готовы принимать вещи на веру, думала я, зачем тогда нам посредники? Почему бы просто не поверить в реальность и не назвать это нашим миром?

Меня не особо беспокоят злые демоны, компьютерные симуляции Бострома выглядят более реальной угрозой. Перелистывая журнал New Scientist, я наткнулась на статью космолога Джона Барроу, в которой он утверждал, что если мы находимся в симуляции, то должны видеть в окружающей реальности нестыковки. «Если мы живем в симулированной реальности, то надо ожидать таких научных явлений, как нестыковки в результатах экспериментов, которые мы не можем повторить, или небольшие изменения фундаментальных констант и законов природы, которые мы не можем объяснить, – писал Барроу. – В действительности, у нас уже есть несколько таких результатов: очевидные в астрономии изменения величины постоянной тонкой структуры на несколько миллионных долей, например. Очевидно, объяснение этих явлений является приоритетной задачей. Если мы не сможем их объяснить, то ошибки природы могут оказаться так же важны для нашего понимания истинной реальности, как и сами законы природы».

Это звучало соблазнительно. Но даже если бы мы наблюдали эти нестыковки, откуда бы мы знали, что они были доказательствами симуляции? Разве они не могли быть просто ошибками в самой реальности? Барроу, казалось, предполагал, что истинная реальность обязана быть безукоризненной, служить незапятнанным образцом логической последовательности. И если это так, то, пожалуй, есть только одна возможная реальность, которая является уникальным идеалом логического совершенства. В конце концов физики должны прийти к одной полной и логически непротиворечивой модели физической Вселенной, чем они, собственно и занимаются. И если мы не можем прийти даже к одной модели, то каковы шансы, что программисты-имитаторы смогут найти несколько или, тем более, бесконечное количество сценариев мироздания? Если есть только один возможный мир, он может быть познаваем – к черту демонов и программистов.

А может быть, человеческий мозг не создан для решения такой задачи. Может быть, программисты без проблем изобретают вселенную за вселенной. И если это симуляция, кто может сказать, что авторы этой симуляции не симулированные ранее существа, и кто говорит, что их реальность – не просто симулирование из другой симуляции, которая, в свою очередь… Подвергая сомнению реальность реальности, легко потерять почву под ногами. У меня поехала крыша. Реальность непознаваема? Может, все это дело было ошибкой с самого начала? Cogito ergo паникую.

Я в своих размышлениях шла по кругу, когда вдруг у меня возникла странная мысль: а если реальность – это не симуляция, то что? Симуляция – это неприятное слово, служащее антонимом какому-то другому, но какому? Симуляция – это все, что мы знаем. Наш мозг – своеобразный портал к так называемой реальности. Нет ничего во Вселенной, что мы можем воспринимать, не пропустив его через лабиринт серого вещества в наших головах. Мы, в буквальном смысле, вечно живем в ловушке нашего сознания. Все, что мы видим, слышим, трогаем, запах и вкус – не что иное, как представления, порожденные нашим мозгом. Кошки, собаки, деревья, другие люди… все это удивительно реалистичные нейронные симулякры. Потом, опять же, кто может сказать, что они удивительно реалистичны? По сравнению с чем?

Наши глаза – не прозрачные окна во внешний мир. Когда мы думаем, что мы ходим по улицам города, мы в действительности прогуливаемся по нейронной сети нашего мозга. Все, что кажется находящимся снаружи, на самом деле находится внутри. Как бы нам этого ни хотелось, никакого «вне» не существует. Мозг – это Вселенная в самой себе: миллионы мерцающих нейронов, растопыренные, как пальцы, дендриты, химические реакции, постоянно протекающие в бессмысленном мраке бездонного внутричерепного пространства. Как сказал космолог Джеймс Джинс: «Вселенная больше похожа на гигантскую мысль, чем на огромный механизм».

Конечно, заманчиво думать, что симуляции нашего мозга симулируют нечто, какую-то внешнюю реальность, воздействующую на наши чувства, запускающие наши нейронные шарики и ролики, чтобы воспроизвести правдоподобную иллюзию. Но кто знает – не галлюцинация ли это, не сон ли? Чжуан-цзы приснилось, что он бабочка, а проснувшись, он обнаружил, что он и в самом деле бабочка, которой снилось, что она была человеком. Я вдруг поняла мораль всей этой истории: мы все сошли с ума.

Беркли утверждал, что мир зависим от нашего сознания, а физическая реальность – плод абстрактных мыслей. Если для Декарта cogito ergo sum, то для Беркли esse est percipi: быть – значит ощущаться. Мир обрывается на восприятии, за ним ничего нет. Восприятие, сказал он, является началом и концом существования, а не представлением о внешнем, физическом мире. Эти мысли не получили широкого распространения. Возмущенный идеалистической философией Беркли, Сэмюэл Джонсон лихо пнул большой камень, воскликнув: «Вот мое опровержение!» «Как нам опровергнуть Бострома? – думала я. – Кто его пнет?»

У идеализма Беркли был один фатальный – и, честно говоря, очевидный – недостаток: его зависимый от сознания мир сам зависел от сознания всех тех, кто его воспринимал, тех, кто поэтому должен быть каким-то образом отделен от воспринимаемого мира. В этом состоял категорийный дуализм наблюдателя и наблюдаемого. Две принципиально разные категории. Но чем тогда является наш мозг, если не физическим объектом, созданным из того же, что он симулирует? В конце концов, мы просто части Вселенной, наблюдающие сами себя, и если мы симуляция, то мы – симуляция, симулирующая самое себя. Итого: все это просто большой космический зеркальный зал? Зеркала, отражающие зеркала, бесконечный регресс изображений и больше ничего? Может, это и имел в виду Уилер, когда говорил о самонастраивающемся контуре? Или мой отец, когда садился в позу лотоса? Тебе, наверное, кажется, будто ты – это ты, и есть еще весь остальной мир вне тебя. Но это все только один единый мир.

Я уже была готова обречь себя на жизнь в платоновской пещере, путая тени с реальными предметами, когда меня осенило: мозг и сам по себе вселенная. Что бы мы ни думали, никакого «вне» не существует. Односторонняя монета, одна сторона вещей…

Смолин сказал, что первым принципом космологии следует считать утверждение, что нет ничего вне Вселенной. Может быть, нам было нужно аналогичное утверждение и здесь: нет ничего за пределами реальности. Внезапно проблема симуляции стала ужасно похожа на проблему наблюдателя в квантовой космологии, только в другом обличье. Вы не можете выйти за пределы Вселенной, вы не можете выйти за пределы вашего мозга, и вы не можете выйти за пределы реальности. Если я симуляция, то нет никакого способа заглянуть за пределы этой симуляции и посмотреть на нее с более высокого уровня реальности, я даже не могу выйти на следующий уровень самой симуляции. А если я не симуляция, то, аналогичным образом, я не могу выйти за пределы реальности и, оглянувшись, убедиться, что она реальна. Просто нет систем отсчета, которые позволили бы оценить реальность знакомой нам реальности. Рассуждения о симуляциях апеллируют к несуществующей богоподобной системе отсчета. Значит ли это, что мы никогда не узнаем истину? Или истина состоит в том, что реальность – это односторонняя монета?

Согласно Лейбницу: «…Даже если бы сказали, что вся эта жизнь не более чем сон, а наблюдаемый мир не более чем фантазма, то я бы ответил, что этот сон или эта фантазма были бы достаточно реальны, если бы мы, хорошо пользуясь разумом, никогда не обманывались ими»[17]17
  Пер. с лат. Г. Г. Майорова.


[Закрыть]. Ну, извините, господин Лейбниц, но я искала чего-то немного большего, чем то, что можно назвать «достаточно реальным»! Я ищу окончательную реальность и не собираюсь соглашаться ни на что меньшее.

Несколько месяцев спустя мне позвонили из New Scientist. Они хотели, чтобы я написала статью о группе физиков на Лонг-Айленде, которой удалось создать файербол. Я уже однажды писала для них статью о петлевой квантовой гравитации – по просьбе их главного редактора Майкла Брукса, с которым познакомилась в автобусе в Дейвисе. Несмотря на все предупреждения о почти неизбежном отказе принять статью, Брукс не только взял ее, но и вынес на обложку. А теперь меня просят написать еще одну? Слишком хорошо, чтобы быть правдой.

– Материал сложный, связан с физикой элементарных частиц, – пояснила редактор, с которой я никогда не встречалась. – Мы все решили, что вы относитесь к тем немногим авторам, которые могли бы с этим справиться. Вы готовы попробовать?

Мы все решили?

Я прокашлялась, чтобы скрыть волнение:

– Да, конечно.

– Они подозревают, что у них получилась кварк-глюонная плазма, – продолжила она.

– Ах да, кварк-глюонная плазма, – сказала я. – Очень интересно!

Положив трубку, я сразу же приступила к работе. Мне нужно было позвонить физикам на Лонг-Айленд и попросить их подробно рассказать об эксперименте. И мне необходимо было обсудить это с другими физиками, работающими в этой области, чтобы понять, насколько эти наблюдения важны для познания Вселенной. Но в первую очередь надо было разобраться, что это за чертовщина, кварк-глюонная плазма.

Эта ночь была самой сюрреалистической из всех моих сюрреалистических ночей.

Я уже свернулась калачиком в постели с книгой о кварках, когда зазвонил телефон. Это был отец, звонивший из гостиницы в Чикаго, где он посещал симпозиум радиологического общества.

Я заложила страницу и закрыла книгу:

– Что случилось?

– Меня пригласили на прием в Филдовский музей сегодня вечером, – сказал он. – Пока все занимались в атриуме коктейлями, я пошел посмотреть музей. Он был уже закрыт, так что посетителей не было. И оказалось, что сейчас там проходит выставка, посвященная Эйнштейну! Я был один в комнате, наполненной вещами Эйнштейна – его рукописями, фотографиями, письмами. Это было так странно. Было очень тихо, и я оставался наедине со всеми его вещами. Почему-то я не мог отвести глаз от его компаса. Мне захотелось схватить его и убежать.

– Могу себе представить! – сказала я.

Когда он повесил трубку, я улыбнулась: у меня перед глазами встала картина, как мой отец разбивает стеклянную витрину и, прихватив компас, убегает сквозь толпу растерянных врачей-радиологов, а рой музейных охранников гонится за ним, крича: «Держите его!» А потом он бы летел обратно на восточное побережье. И затем – это же все-таки были мои грезы – я представила, как он упаковывает компас в небольшую коробку, обернув его поклоном, и передает его мне.

Эйнштейну было всего четыре или пять лет, когда его отец подарил ему этот компас. Это был один из тех предметов, которым каким-то образом было суждено изменить мир. Наблюдая, как невидимая сила каждый раз снова направляла стрелку компаса на север, Эйнштейн убедился, что «в нем есть что-то глубоко скрытое». И он провел остаток своей жизни, пытаясь найти это.

Аналогичным образом мой отец тоже предложил мне впервые задуматься над тем, что реальность – это не то, что мы видим. Только в моем случае это был не компас, а идея, и вместо того чтобы стать Эйнштейном, я сделалась горе-журналистом, у которого больше вопросов, чем ответов. Все же – мне пришло в голову только сейчас – лучший подарок, который родители могут сделать своему ребенку, – это тайна.

Квантовая хромодинамика, или КХД, – это теория, описывающая, как глюоны связывают кварки друг с другом в группы по три, образуя протоны и нейтроны, которые можно найти в ядре каждого атома. Кварки, как я узнала, бывают трех возможных цветов (метафорически): красного, синего и зеленого. Если сложить все три цвета, то получится нейтральный белый. В нашем мире группы кварков всегда должны быть нейтрального цвета. Это означает, что они обязаны существовать только группами, связанные глюонами. В свободном виде одиночные кварки не встречаются. Все это верно до тех пор, пока вы не начали их подогревать. При экстремальных температурах, например тех, которые образовались после Большого взрыва, связи глюонов ослабевают, кварки высвобождаются, и материя растворяется в первичной плазме.

Для достижения таких экстремальных температур физики с помощью коллайдера для релятивистских тяжелых ионов, или RHIC, в Брукхейвенской национальной лаборатории разгоняют ядра золота почти до скорости света и затем сталкивают их вместе, высвобождая при этом сотню миллиардов электрон-вольт энергии, в результате чего образуется файербол в триста миллионов раз горячее, чем поверхность Солнца. Он живет всего 10^—23 секунды. Но в эту долю секунды кварки пребывают в свободном состоянии.

Это было волнующее открытие, но плазма оказалась весьма непохожа на то, что физики ожидали. Вопреки их расчетам, кварки и глюоны двигались, по-видимому, упорядоченным образом. Это вовсе не было хаотическим свободным движением газа: они, скорее, плавали синхронно, что характерно для жидкости. Причем по своей вязкости эта жидкость ближе к идеальной, чем любая другая известная жидкость – она почти в двадцать раз более жидкая, чем вода.

Это было любопытно, но по-настоящему мое внимание зацепило сказанное Иоганном Рафельским. Он был экспертом по кварк-глюонной плазме, и я позвонила ему, чтобы обсудить скрытые смыслы открытия.

– Удержание кварков объясняется структурой вакуума, – сказал он мне. – Поэтому надо было расплавить вакуум, растворить связи между кварками, позволяя им свободно двигаться.

Расплавить вакуум? Эта фраза не выходила у меня из головы. Она была пугающе странной – как вы можете расплавить ничто? Ладно, я знала, что вакуум на самом деле не был «ничто». Ничто – это, по-видимому, состояние с нулевой энергией. Но ноль – слишком точное число для квантовой механики. Квантовое ничто активно бурлит благодаря соотношению неопределенности между энергией и временем: чем короче интервал времени, тем больше энергия, которая может спонтанно возникнуть из глубины вакуума только для того, чтобы в мгновение ока снова исчезнуть. Эта энергия может принять форму виртуальной пары частицы и античастицы, которые рождаются из кипящего вакуума и затем, встретившись, аннигилируют друг с другом. Но как же эти виртуальные флуктуации вакуума связывают кварки вместе? Мне придется еще разобраться в этом, – и побыстрее.

Из всего, что я узнала о квантовой хромодинамике, в которую по уши погрузилась, именно вакуум, как и сказал Рафельский, удерживает кварки, не позволяя им удаляться друг от друга. Благодаря квантовой неопределенности в глюонном поле рождаются виртуальные глюоны. Но дело в том, что глюоны – даже виртуальные – несут заряд. Задача глюонов – склеивать кварки за счет так называемого сильного взаимодействия. Глюоны распознают кварки по их цветовому заряду. Фотоны действуют аналогичным образом, перенося электромагнитное взаимодействие между электронами, которые они определяют по их электрическому заряду. Но, в отличие от фотонов, которые не переносят никакого электрического заряда, глюоны имеют цвет и, помимо кварков, взаимодействуют и сами с собой, и с другими глюонами. В кипящем вакууме виртуальные глюоны прилипают друг к другу, скручиваются и деформируются, образуя сложные структуры – структуры, которые создают для кварков барьер, делая невозможным их свободное существование в вакууме. Стиснутые в кипящем море виртуальных глюонов, кварки жмутся друг к другу – красный, синий и зеленый. Отсутствие цвета защищает их от опасных клейких глюонов. Бесцветный конгломерат из трех кварков образует протон или нейтрон, а из них, в свою очередь, составляются массивные ядра атомов. Если бы не структура вакуума, атомы бы развалились.

Сила виртуального глюонного поля препятствует движению кварков; если вы попытаетесь ухватить один из кварков и сдвинуть с места, ничего не выйдет. Как будто бы он тяжелый. Таким образом, виртуальное глюонное поле вакуума обеспечивает кваркам 95 % их массы, что, в свою очередь, обеспечивает протоны и нейтроны их массой, а это, в свою очередь, определяет 99 % массы атомов… Все это означает, что масса всего, что нас окружает, включая наши собственные тела, не сильно отличается от массы самого вакуума. Материальный мир состоит из ничего. Лукреций сказал, что «ничто из ничего не родится». Квантовая хромодинамика это опровергает.

Чтобы сделать кварки свободными, вы должны растворить виртуальные глюонные структуры вакуума. Позаботьтесь, чтобы температура и энергия были повыше, поближе к тем, что были в условиях Большого взрыва, и вакуумные структуры расплавятся. По мере того как исчезают замысловатые формы, вакуум начинает все больше и больше походить на ничто. Становится гладкий и простой. Недифференцированный. Симметричный.

Как я выяснила, у симметрии есть важное свойство, которое всегда необходимо иметь в виду – она имеет тенденцию нарушаться. Как объясняется в любой из прочитанных мной книг, карандаш, балансируя на кончике своего грифеля, обладает идеальной осевой симметрией – обходя его по окружности на 360º, мы будем видеть одно и то же. Но положение его очень неустойчиво. Хотя карандаш находится в равновесии, он в любой момент готов упасть, потому что существует состояние с более низкой энергией: состояние, в котором он принимает горизонтальное положение. Малейшего ветерка будет достаточно, чтобы опрокинуть его. И хотя любой угол, под которым он может упасть, имеет одни и те же шансы, карандаш выберет только один. Когда он перейдет в горизонтальное положение, исходная симметрия нарушится.

Один из способов нарушить симметрию – понизить температуру. Лужа воды обладает высокой симметрией. На нее можно смотреть под любым углом, и она выглядит всегда одинаково. Но если ее охладить, она замерзает, в ней образуются кристаллы льда, обладающие большей структурой и меньшей симметрией.

Как я выяснила, физики аналогично рассуждают о Вселенной. При высоких температурах Большого взрыва вакуум был симметричен. По мере расширения и остывания Вселенной ее структура застывала, подобно сложным формам виртуального глюонного поля. Со структурой пришла масса. С массой пришло все остальное. Мир, который мы видим вокруг нас, и люди, которых мы видим, не представляют собой ничего большего, чем осколки нарушенной симметрии. Осколки ничто.