чем струны? Некоторые, в том числе и автор этой книги, считают, что в самой основе мира лежат биты информации. Марио Бунге называет это цифровой метафизикой. Биты информации являются базовыми составляющими Вселенной. А уже из них программы, заложенные в законах природы, разворачивают информацию в пространственно-временной континуум, который и содержит физическую реальность. Другими словами, наша Вселенная – это гигантский квантовый компьютер.
Если расположить по размеру – от бесконечно малого до бесконечно большого, – то последовательность будет такая:
Точно так же как мы, люди, обладаем разными волосами, цветом глаз и кожи, наряду со многими другими отличительными чертами, так и фундаментальные частицы имеют свойства, которые делают их уникальными. Такими характеристиками являются: масса, заряд и спин.
Масса
Масса в физике – это величина, определяющая инерционные свойства, то есть возможность тела сопротивляться изменению скорости под воздействием силы.
Заряд
Заряд – это характеристика частиц, позволяющая им определенным образом вступать в электромагнитные взаимодействия.
Спин
Спин – это тип углового момента, или вид вращательного движения. Очень трудно дать определение этой характеристике. Нелегко представить себе объекты и их состояния, когда речь идет о размерах атомного ядра, но мы попытаемся. Вообразите частицу, вращающуюся вокруг своей собственной оси. В нашей привычной реальности мне придется повернуться на 360°, чтобы снова оказаться лицом к лицу с наблюдателем, находящимся в нескольких метрах от меня. Спин подсказывает нам, какой вид принимает частица, когда мы смотрим на нее с разных сторон. Например, частица со спином, равным нулю, выглядит одинаково со всех сторон. Можно сравнить ее с шаром, имеющим гладкую поверхность: вы увидите одно и то же, под каким бы углом его ни разглядывали.
Частица со спином, равным 1, уже не выглядит одинаково из разных положений. Лишь когда мы повернем ее на 360°, перед нами предстанет исходный вид.
Пример: лицо человека
Частицу со спином, равным 2, придется повернуть на 180°, чтобы вид стал прежним.
Самое невероятное, что иногда частице необходимо совершить два с половиной оборота вокруг своей оси, чтобы вернуть прежний вид. Для таких частиц спин принято считать равным 1/2.
Известные нам частицы можно разделить на две большие категории: фундаментальные частицы, обладающие спином 1/2, которые невозможно увидеть в материальном мире; частицы, которые выступают в роли посредников в силах и взаимодействиях, обладающие спинами, равными 0, 1 и 2.
Примечание: человек должен повернуться два с половиной раза, чтобы наблюдатель снова увидел его лицо.
Значения величин, в которых измеряются характеристики частиц – заряд, масса и спин, – могут отличаться. По этой причине на сегодняшний день насчитывают сотни разных фундаментальных частиц. Частицы, обладающие другими свойствами, могли бы породить иные реальности, вовсе не похожие на знакомую нам физическую действительность. Эту мысль хотел бы донести автор в этой книге.
Силы позволяют частицам взаимодействовать. Таким образом, отталкиваясь от самых простых составных компонентов, природа создает сложный, богатый и разнообразный мир из атомов и молекул, элементов и субстанций. Этими природными силами являются: сильные (ядерные) взаимодействия, слабые взаимодействия, электромагнитные и гравитационные силы.
Сильное ядерное взаимодействие удерживает кварки внутри протонов и нейтронов, а сами протоны и нейтроны – внутри атомного ядра. Слабое взаимодействие ответственно за радиоактивный распад. Электромагнетизм порождает свет и электричество (а также делает возможным существование атомов и химических связей). Гравитация – это сила, с которой предметы притягиваются друг к другу. Наличие в природе именно этого взаимодействия позволяет группировать и объединять материю для создания планет, звезд и галактик.
Существует лишь одна реальность, которая выражается в разных сферах – это сознание.
Перечисленные природные силы используют посредников. Например, глюоны являются частицами-посредниками в сильных ядерных взаимодействиях, а бозоны – в слабых; фотоны участвуют в электромагнетизме, а гипотетические гравитоны – в гравитации. Что говорит теория струн об этих частицах-посредниках? В точности то же самое. Каждая из них является струной, генерирующей собственную модель вибрации.
Нам не обязательно профессионально углубляться в физику, важно лишь знать, что свойства частиц, наряду с разными природными силами, будут определять то, как себя поведет будущая вселенная и позволит ли она появиться жизни в своих пределах.
В физической вселенной правят единые принципы, объясняющие события и процессы, что происходят в этом конкретном мире. Существуют сотни законов, которые действуют, начиная с самых крохотных масштабов, определяемых постоянной Планка, захватывая субатомный уровень, затем атомный, молекулярный и биологический, пока не будет достигнут бесконечно огромный – макрокосмос. На шкале Планка разные законы природы сливаются в единый закон, являющийся их очагом. В процессе увеличения шкалы он меняется и дает происхождение неисчислимому множеству природных закономерностей, которые управляют физической вселенной. Они появляются по мере того, как природа разворачивает свое создание.
Можно сделать вывод, что свойства фундаментальных частиц, природа сил и взаимодействий и законы мира объясняют, почему объекты, расположенные в этой конкретной области Вселенной, ведут себя тем или иным образом. Теория космического ландшафта, которую я обрисую в одной из следующих глав, допускает множество возможных сценариев, поскольку частицы и их свойства, силы и взаимодействия, законы природы, согласно самим их принципам, не являются единственными в своем роде. Они зависят от места и среды. Таким образом, наша физическая Вселенная – всего лишь одна из тысяч возможных. Это подводит нас к самой чарующей гипотезе современной космологии.
В сфере физики недавно возникла оригинальная концепция Мультивселенной. В соответствии с этой новой моделью Вселенная, в которой мы обитаем, является лишь одним из возможных вариантов. Многие из физиков считают, что наша Вселенная взяла начало из крохотного фрагмента пространства-времени, размер которого примерно равен одной миллиардной части протона. Появившись из небытия, эта часть продемонстрировала экспоненциальный рост, который космологи назвали инфляционной моделью. Таким было рождение нашего мира. Это событие апокалипсического уровня. С того мгновения наша Вселенная развивалась и эволюционировала, пока не приняла вид, который имеет сегодня: громадное скопление миллионов и миллионов тысяч галактик, каждая из которых состоит из аналогичного количества звезд. Сотни тысяч миллионов солнечных систем перемещаются в этой колоссальной безграничности. Весьма вероятно, что на многих из их планет, расположенных в границах системы, пригодной для существования,
