Дедушка недоброй памяти Ленин, с которого мы для смеха начали данную книгу, уверял, будто электрон неисчерпаем. Зная старика, можно предположить, что эта неисчерпаемость представлялась ему весьма примитивно – как бесконечное погружение вглубь материи, когда нам открываются все более мелкие винтики вещества (хотя «более мелкие» звучит забавно). Молекулы сделаны из атомов, атомы – из протонов, нейтронов и электронов, протоны – из кварков…
Методом индукции, следуя за детской логикой Ильича, мы можем предположить, что электрон тоже состоит из более мелких частичек и так до бесконечности.
Но к чему приводит эта логика бесконечной регрессии? Следите за мыслью. Мы знаем, что уже атом практически пуст внутри: плотное ядро атома на четыре порядка меньше объема всего атома. Если присмотреться к этому «плотному» ядру, состоящему из протонов и нейтронов, мы увидим, что каждый из них образован мечущимися внутри тремя кварками. Ометаемый кварками объем – это и есть объем протона, и он относится к объему малюсенького кварка, примерно как объем атома к его ядру, то есть кварк на порядки меньше протона.
Чувствуете, чем пахнет? Чем дальше в лес, тем меньше дров!
Материя куда-то стремительно исчезает, с каждым шагом теряя по нескольку порядков величины и стремительно обращаясь в ничто. Соответственно, бесконечная регрессия дает пустоту. Получается, материя сделана из ничего? Или есть все-таки истинно элементарная, то есть более неделимая частица? Или не частица, а струна, как о том говорит нам теория струн?
То же самое и с пространством. Как мы рассуждаем, говоря о его делимости? Да точно так же, как и с материей, – бесконечно делим! Представляем отрезок, делим-делим-делим, потом мысленно увеличиваем самый малюсенький – и снова делим… Но, по сути, увеличивая каждый отрезок в этом мысленном эксперименте, мы ведь каждый раз возвращаемся на шаг назад и делим один и тот же воображаемый отрезок! А если ли какой-то физический предел делимости пространства – квант пространства, который более разделить нельзя?
Ну, раз мы живем в квантовом мире, какие-то неделимые кванты пространства, времени и материи, наверное, есть. И тогда возникает естественный вопрос: а из чего они состоят и почему их нельзя дальше разделить?
Давайте подумаем. Увеличение сложности материальных структур, наворачивание материи саму на себя приводит к тому, что у этих структур появляется все больше разных свойств. Такая сложная структура, как мозг, обладает свойством думать мысли. А такая простая, как металлический кубик, не обладает. У яблока, упавшего на голову Ньютона, свойств больше, чем у железа, входящего в его состав. Яблоко имеет цвет, вкус, твердость, запах, температуру, оно может дать новую жизнь в виде яблони. А у атома железа, которое входит в ряду прочих составных элементов в конструкцию яблока, нет ни вкуса, ни запаха, ни цвета, ни твердости. Даже электропроводности у единственного атома железа нет. Как и теплопроводности, теплоемкости… Это все – коллективные свойства структуры.
Сложные свойства приобретаются в результате эволюции систем, в результате надстройки. Сложными свойствами система обрастает, как шубой, по мере своего усложнения. А что с этими свойствами случается по мере разборки объекта? Свойства постепенно исчезают. Как уже было сказано, отдельные атомы не обладают цветом, температурой, твердостью…
Теория струн считает истинно элементарными объектами струны – некие двумерные отрезки или петельки, разные колебания которых нами воспринимаются как разные элементарные частицы (примерно как колебания гитарной струны разной частоты производят разные ноты). Спрашивается, какими же физическими свойствами обладают сами струны, а не их колебания? Из чего сделаны эти струны?
Они ни из чего не сделаны, и никаких свойств у них нет. У них даже массы нет. Их масса (а также спин, заряд) – это видимое проявление колебания струны.
Истинно элементарные или предельно элементарные… э-э-э… как их назвать? частицы? элементы?.. Эти слова уже заняты. Поэтому назовем их объектами… Так вот, предельно простые объекты не имеют никаких свойств, зато они могут вступать друг с другом в отношения, которые и проявляются как свойства. А поскольку они, не имея никаких физических свойств, характеризуются только некими числами, то представляют собой истинно математические объекты. Что понятно: ну, какие физические свойства есть у цифры?
Собственно, все сказанное можно уяснить и без столь глубокого погружения в пучины материи, на одном только примере, который мы чуть выше затронули – про металлический кубик и тело человека. Смотрите, весь окружающий нас с вами мир состоит всего из трех частиц: протона, нейтрона и электрона. У них, малюток, не так уж много свойств. Но из них можно сделать металлический кубик, а можно – человека. Согласитесь, у человека разных свойств больше, хотя и железный кубик, и человек состоят только из протонов, нейтронов и электронов. Разница только в их взаимном расположении в пространстве. Разница в связях между этими наборами частиц. Эти связи и образуют новые свойства. Чем больше простых чисел, характеризующих элементарные объекты, сплетается между собой воедино, вступая с собой в сложные отношения, тем сложнее становится математика нашего мира, все более и более «уплотняясь в физику». А при разборке, напротив, физический мир постепенно превращается в чистую математику.
И то же самое, что происходит в отношении материи, касается пространства – изучая физическое пространство, мы изучаем… что? Геометрию как раздел математики!
То есть мир описывается математикой только потому, что из нее, в сущности, и состоит. И больше не из чего. И здесь хороший пример – как раз квантовая механика. Помните, мы упоминали, что волновая функция, описывающая квантовую систему, есть не что иное, как вектор в гильбертовом пространстве, то есть сугубо математический объект? Вы можете возразить:
– Ну и что? Любая математическая формула, которую мы проходили в школе на уроках физики, описывает какую-то физическую реальность – какой-то объект или процесс. За формулой всегда стоит какая-то описываемая ею реальность!
Тогда спросим себя: а что описывает волновая функция – какой физический объект? Какая физическая реальность за ней стоит? А никакая! Волновая функция описывает ведь не реальный физический квант (он еще не проявился как конкретная частица ни в каком месте), а лишь волну вероятности его появления – вот что описывает волновая функция! За этой формулой стоит не физический объект типа баллона с газом, летящего по параболе снаряда или электрически заряженного шарика на крутильных весах, а всего лишь волна вероятности, то есть чистая абстракция. Голая математика.
Ну, и что мы видим в итоге? Мы видим по любому из перечисленных выше вариантов множество миров, причем во всех случаях принципиально недостижимых для нас. Мы никогда туда не долетим ни на каких летающих тарелках. И понятно, почему.
В мультиверсе первого уровня мешают принципиально непроходимые для любого сигнала расстояния: наша Большая Вселенная, содержащая множество метагалактик, типа нашей Метагалактики (которую мы раньше считали всей существующей вселенной), расширяется быстрее, чем свет успевает долететь от одной ее части до другой за счет растягивания самого пространства…
В случае универсумов второго уровня, эти самые универсумы, которые возникают постоянно, вообще находятся «не здесь», даже не в нашем мире, не в нашем пространстве, а где-то там, за небытием.
А что касаемо универсума третьего уровня, то в нем грани классических миров отделены друг от друга ребрами, а где вы видели наползающие друг на друга грани? Особенно учитывая, что каждая грань – это не просто мир, но и Я. Правда, Михаил Менский, расширивший многомировую концепцию Эверетта, полагал, что проникновение в иные классические реальности конкретно нашего универсума возможно (чуть ниже увидим, как).
Да и с универсумами первого уровня все может быть не так трагично. Я говорю о том, что сигнал из далекой метагалактики, где такой же человек, как вы, сидит и читает эту книгу, принципиально не может дойти до нашей Метагалатики… Но мы уже знаем, что может преодолеть эту бездну, причем преодолеть ее мгновенно. Квантовая запутанность! На каком бы расстоянии ни находились запутанные кванты, они мгновенно чувствуют друг друга, стоит лишь пощупать один из них. И по крайней мере, касательно нашего универсума, мы можем сказать, что он описывается одной волновой функцией, поскольку в момент рождения был одним квантом, а так как у вселенной нет внешнего окружения, которое могло бы ее квантовую запутанность декогерировать (нарушить), то весь мир всегда представляет собой единый квантовый объект. Мир един, даже если кажется разделенным на недостижимые области. И строго говоря, движение каждой его частицы определяется не только характеристиками этой частицы и ее ближайшим окружением, но может определяться всей материей универсума, в том числе из «недостижимых» его областей – других метагалактик. Просто в силу нелокальности квантовой механики.
Что, кстати, может быть связано с феноменом жизни! Причем вроде бы это понимает все большее число ученых. Не только Михаил Менский выводит «тайну жизни» из квантовости мира, но и такой интересный физик, как Василий Янчилин, придумавший одну из самых красивых физических теорий (жаль, объем книги не позволяет о ней рассказать), связывает феномен жизни с квантовой нелокальностью и запутанностью. Вот, что он написал в одной их своих книг:
«[поскольку квантовая механика нелокальна] элементарная частица не локализована в какой-либо маленькой ячейке пространства и может присутствовать сразу во многих локальных ячейках и даже телах. Говоря другими словами, поведение атома внутри живого организма определяется не столько его ближайшим окружением, сколько сложнейшими нелокальными связями, которыми пронизан живой организм. А возможно, и нелокальными связями, которыми связаны все живые существа, рожденные на планете Земля.