Поиск подсказок привел ученых к границам нашего познания. Начиная от черных дыр... и заканчивая представлениями о том, что есть время и пространство. Их открытия могут навсегда изменить наше восприятие реальности.Не кажется ли Вам это заблуждением? Для меня все это очень запутанно. Обычным человеческим языком об этом говорить практически невозможно. Лучшие умы современной физики задались этой загадкой. Но будьте осторожны! Как только вы попадете в их реальность, уже не сможете смотреть на мир прежними глазами.Реальность для большинства из нас - это нечто знакомое, удобное и надежное. Во всем есть логика:Деревья растут вверх, а поведение мяча подчиняется хорошо знакомым законам движения. Да и всё, что мы делаем, происходит лишь в трёх измерениях. Но ученые-физики видят все это под другим углом. Реальность необычнее, чем кажется. Казалось бы - сейчас я просто неподвижно стою, но в действительности, я вращаюсь вокруг Солнца со скоростью 108 тысяч километров в час. Я чувствую себя твердым, но по большей части мое тело состоит из пустоты. И возможно всё, что здесь происходит, даже течение времени - лишь иллюзия.Физиков к попытке раскрыть основные законы реальности привело стремление понять её суть. Но когда нужно дать ей чёткое определение, реальность становится совершенно неуловимой.— И это всё? Вы спрашиваете, что такое реальность? Ну и ну...— Что такое реальность?— Врымпургук прекнгу грыванг. Хотите услышать что-то более понятное, чем то, что я только что сказал?Реальность - это философское представление того, что мы считаем настоящим. Особо не помогло, правда? Можно сказать также, что что реальность - это набор таких вещей, которые имеют место быть в нашем мире.Например?Например, то, что мы сидим тут и разговариваем, что наш мир подчиняется законам квантовой механики. Что Вселенной 13,8 миллиарда лет, что вечером в субботу трудно организовать свидание. Это и есть реальность.Нельзя избежать того факта, что понимание реальности является действительно пугающим вызовом. Но это не остановило физиков в стремлении совершить невозможное, понять, из чего всё состоит. Сотни лет они подходят к этому вопросу на удивление просто. Они разбивают реальность на осколки.Добро пожаловать в штаб-квартиру реальности, иначе известную как Фермилаб, лабораторию физики высоких энергий, близ Чикаго. Это профессор Джакобо Конигсберг, охотник за элементарными частицами, и один из немногих людей на планете, которые могут лично заявить, что участвовали в открытии новой информации о реальности. Машина, на которой Конигсберг работает каждый день, является самым мощным ускорителем частиц в Америке. Тэватрон. Но, как и всё, что связано с реальностью, он скрыт от нашего взгляда. Это Тэватрон, протонно-антипротонный коллайдер лаборатории Ферми. Он находится в десяти метрах под землей. Эти земли располагаются за пределами Батавии, штат Иллинойс. "Чудесный денёк для того, чтобы на него взглянуть." Прямо сейчас, каждую секунду у нас под землей происходит приблизительно десять миллионов столкновений протонов с антипротонами. Эксперименты проводились на протяжении 20 лет, и каждый день мы расширяем границы известного. Мы любим это место и называем его шоколадной фабрикой. В Тэватроне происходят одни из сильнейших столкновений во Вселенной. Глубоко под землей, в шестикилометровой вакуумной трубе, обрамлённые сверхпроводящими магнитами, две субатомные частицы сталкиваются на околосветовых скоростях. Цель учёных — среди обломков этих столкновений найти элементарные частицы реальности. Крошечные и неразрушимые. Но у этого эффектного метода есть одна проблема: при столкновении протона с антипротоном выделяется столько энергии, что из одного единственного столкновения генерируются сотни частиц. Сотни различных частиц, которые физики должны идентифицировать. Попытки понять, какие из них являются элементарными, определяли развитие физики элементарных частиц на протяжении 60 лет и требовали сложного объединения теории и экспериментов. Проблема началась с атомов, которые когда-то считались единственными элементарными частицами. Когда экспериментаторы впервые разрушили их, они обнаружили еще меньшие частицы внутри. Электроны, нейтроны и протоны. Но когда они попытались разбить протоны... они столкнулись с другой проблемой. Мелкие частицы требуют больших энергий, чтобы разбить их, что означало постройку все более и более крупных машин. Но результаты работы этих чудес инженерной мысли были неожиданными. К восхищению экспериментаторов, первые протонные столкновения, произвели не горстку, а сотни новых частиц. Но когда пришло время идентифицировать их они поняли, что нуждаются в помощи. Чтобы определить, что происходит, экспериментаторы обратились к теоретикам - гениям математики, лишь силой мысли решающими проблемы физики. Это профессор Фрэнк Вильчек, нобелевский лауреат в области теоретической физики. — Как дела? — Отлично! У меня есть коллекция тыквенных пирогов... Он живет в Кембридже, штат Массачусетс. Чтобы подумать, он приезжает в красивый сельский округ Нью-Хэмпшира. Вильчек — один из создателей лучшего на сегодня описания реальности, стандартной модели элементарных частиц. Эта модель — подробное описание основных строительных блоков материи и сил, связывающих их. — Мы вам нашли целую кучу основных элементов реальности. — Это точно! Когда все эксперименты были проведены, результаты повергли в шок. Учёные обнаружили, что если столкнуть протоны достаточно сильно, то в результате получаются совершенно новые, неожиданные частицы, например, К-мезоны, омега-барионы, пи-мезоны, электроны, нейтрино, другие мезоны. Даже названия кончились. Греческий алфавит не бесконечен. Такое огромное количество этих барионов и мезонов получило название "зоопарк частиц". Открывался новый уровень реальности, однако, оставался вопрос, на который никто не мог дать точный ответ: Какие из них были элементарными? Они были открыты экспериментальным путём без теоретического обоснования происходящего. Теоретики, которые желали добраться до простейшего описания природы и думали, что почти готовы к закрытию темы её законов, оказались в тупике. Они были вынуждены вернуться к основам. Когда пришлось объяснить все эти неожиданные частицы теоретики попытались прийти к простому и изящному решению. Они задались вопросом, что будет, если весь "зоопарк" описать комбинациями небольшого количества базовых частиц? Эти частицы были названы кварками. Теория описывает шесть видов кварков: а) верхние и нижние, б) странные и очарованные, в) прелестные и истинные кварки. Первоначально никто не верил в их существование. Затем начали проявляться их следы, и вскоре эти вымышленные частицы открывались одна за другой до тех пор, пока теория не уперлась в тупик. Истинный кварк всё ещё не был обнаружен. Либо его ещё не нашли, либо его не существовало. Невероятно. Объединившись, теоретики и экспериментаторы решили рискнуть. Они вложили миллиарды долларов в новый класс ускорителей, намного более мощных, чем все построенные ранее. В 1990 доктор Джакобо Кёнигсберг присоединился к охоте на истинный кварк. В его распоряжении была мощнейшая игрушка физики элементарных частиц — новенький блестящий Тэватрон и прекрасная теория для ориентировки. Все следили за Фермилаб. Команда Джакомо искала нечто столь мелкое, что оно не имело видимого размера. Они не знали его массу. И если оно и существовало, то было очень редким. Предполагалось, что это самый тяжелый из кварков. Но даже если бы он и появился, то существовал бы триллионную триллионной доли секунды. Найти истинный кварк было очень трудно. Нужно было создать тысячи миллиардов столкновений, чтобы засечь, наконец, пару дюжин, которые бы произвели истинный кварк. И, словно всего этого было недостаточно, анализ получившихся ускользающих фрагментов реальности зависел от идеальной работы наиболее сложных инструментов из когда-либо построенных — датчиков столкновений. Это — часть датчика. Внутри этой камеры, наполненной газом, проходят очень тонкие провода. Когда частицы вылетают из точки столкновений, они оставляют крохотный след из ионов, который улавливается этими проводами. Таким образом можно воссоздать траекторию движения каждой частицы, вылетевшей из точки столкновения. Это нам чрезвычайно помогло. Так что это часть истории, и эта камера является наиболее важной частью аппарата, который помог нам расшифровать реальность. Команда Джакомо искала истинный кварк четыре года. Его рукописные дневники хранят свидетельства кропотливой работы: более шести миллионов столкновений, а истинного кварка всё ещё не было найдено. В один из дней было проведено очередное совещание. - Это комната, где, после многих лет сбора информации, мы, наконец, поняли, что открыли новую частицу, открыли истинный кварк. 21 января 1995. Первой реакцией была тишина, взорвавшаяся аплодисментами. Никому не верилось, что все наконец сошлось после стольких лет работы, после стольких лет поиска на многочисленных ускорителях. - Мы, наконец, получили его и были уверены, что он станет частью реальности. Истинный кварк существовал и был готов стать частью научных открытий. Мы были на седьмом небе от счастья! Все мы, я полагаю, считаем его наши ребёнком. Мы открыли его, а теперь изучаем и заботимся о нём. После открытия истинного кварка физики приблизились к пониманию одной из крупнейших загадок реальности — из чего все состоит. Они, наконец, приручили эти частицы и объединили их в элегантную таблицу, названную стандартной моделью элементарных частиц. Шесть кварков, шесть их лептонов — кузенов электронов, и четыре частицы, переносящие силу. Вместе эти 16 частиц составляют мир вокруг нас. Это удивительное достижение — пробурить видимый мир до самого дна реальности. Но в центре этой картины остаётся загадка. - Хорошо, когда ты видишь их, знаешь, как они взаимодействуют друг с другом, кто они и каковы их основные характеристики. Однако непонятно, почему их так много; что приводит к таким количествам? Какое волшебство заключено в шести кварках? Какое волшебство заключено в шести лептонах? Почему их шесть? Каждый раз в истории, когда у нас образуется сложное описание реальности, кто-то появляется и объединяет это во что-то элегантное. Мне кажется, современные познания в физике пока ещё слишком сложны, чтобы быть правдой. В то время, как физики, работающие с элементарными частицами, мечтают о простоте, существует отдельная ветвь учёных, которые задаются вопросом: может ли вообще существовать реальность, какой мы ее знаем? Добро пожаловать в странный мир квантовой реальности. Где все — не то, чем кажется. Здесь, в Вене, физик-экспериментатор Антон Цейлингер собирается разгадать тайны квантового мира. Он произведёт выдающийся эксперимент, который поставит под сомнение само существование реальности. Эксперимент, известный физикам, как опыт Юнга, замечателен тем, что открывает два удивительных парадокса природы реальности, которые никто не может полностью объяснить. Сейчас я показываю вам опыт Юнга, несущий одну из основных загадок квантовой механики. Он очень простой. Имеется лазер, ширма с двумя параллельными прорезями, через которые может пройти свет, и проекционный экран. У эксперимента есть одна важная тонкость - Цейлингер может контролировать луч лазера так, что он испускает единичные частицы света фотоны сквозь прорези. Отдельные частицы. Произведём эксперимент с камерой, способной регистрировать отдельные фотоны. Нужно накрыть её из-за лишнего света. Свен, помоги мне. Когда лазер испускает фотоны, некоторые проходят сквозь прорези, а некоторые отскакивают. Со временем образуется проекция. Вы видите, как фотоны один за другим попадают в камеру. Вот один, вот еще и еще. Они ведут себя, как мини-пули. Что же от них ожидается при проведении опыта? Можно ожидать, что некоторые пройдут через эту прорезь, другие через эту, так что можно ожидать две полосы. Но результат совершенно иной. Несмотря на то, что сквозь прорези испускаются одиночные фотоны, они не создают двух линий. Таинственным образом они создают три. В соответствии с законами физики, освещая лучом света две прорези, вы получите несколько полос. Потому что свет в этом луче ведёт себя, как волна, создавая знакомую картину темных и светлых полос. Однако совершенно непонятно, как единичная частица света может создать волновую картину. Здесь заключено противоречие. С одной стороны имеем одиночную частицу, которая может пройти лишь сквозь одну прорезь. С другой стороны имеются полосы, указывающие, что она ведет себя, как волна, проходя через обе прорези. Как что-то может пройти одновременно только через одну и, в то же время, сквозь обе прорези? Мысль о том, что частица света может каким-то образом разделиться на две и пройти сквозь обе прорези идёт вразрез со всеми известными нам законами природы. С интуитивной точки зрения понять это невозможно, если придерживаться повседневной картины реальности, к которой мы привыкли. Последние двадцать лет Цейлингер и его коллеги тщательно проверяют квантовую теорию. Они даже доказали, что не только фотоны ведут себя странно, но и атомы и молекулы тоже. Вы можете спросить: почему мы не можем наблюдать квантовую реальность? И здесь все становится ещё более странным. Если расположить датчики у прорезей, таинственное поведение прекратится. Фотоны ведут себя снова, как пули. Уберите датчики... И множественные полосы загадочно вернутся. Так что же происходит? Оказывается мы можем изменить реальность, просто наблюдая за ней. Но это также означает, что у реальности есть своя тайная жизнь. Мы знаем, что делает частица у своего источника. Мы знаем, что она делает возле датчика, когда зарегистрирована. Но мы не знаем, что она делает между этим. Мы не можем описать это нашим повседневным языком. Если вы с трудом понимаете — не волнуйтесь, все тут такие. Парадоксы квантовой теории даже Альберта Эйнштейна приводили в отчаяние. Есть известная история. Однажды Альберт Эйнштейн спросил своего друга Нильса Бора, датского физика: — Ты веришь, что Луны нет, когда на неё не смотрят? Бор ответил: — А ты можешь доказать обратное? Можешь ли ты доказать, что Луна на месте, когда её никто не видит? Такое невозможно. 70 лет физики спорят, что квантовая теория значит для реальности. Расследование Цейлингера может привести нас к ответу. Теория квантовой физики великолепна. Она невероятно точна, математически красива и описывает всё. Но она бессмысленна. Итак, реальность оказалась более странной, чем мы представляли. У всего есть способность находиться в двух местах одновременно. Но мы никогда это не увидим. Все это очень странно. Нельзя сказать, что можно игнорировать квантовую реальность, потому что она может сильно изменить нашу жизнь. В МТИ есть физик, который видит в странном поведении реальности невероятную силу и огромные возможности. Сет Ллойд стремится перевернуть нашу жизнь с новым поколением компьютеров, таких, каких мы никогда раньше не видели. Это квантовый компьютер.... Этот компьютер является лучшим и самым мощным из себе подобных в мире. Он работает на сверхпроводящих цепях,... охлаждённых до почти абсолютного нуля. Он содержит внутри крохотный элемент, где ток, бегущий вот так по кругу представляет собой ноль, а ток, двигающийся обратно, представляет собой единицу. Ток, движущийся в обоих направлениях является нулём и единицей одновременно. Именно это здесь сейчас и происходит. В то время, как обычный компьютерный бит может представлять лишь ноль или единицу, квантовый бит (кубит) может быть нулём и единицей в одно и то же время. Объедините эти мультифункциональные биты и они смогут производить огромное количество вычислений одновременно, открывая мир новых возможностей. Квантовая механика странная, и квантовые компьютеры используют квантовую странность для обработки информации такими способами, которые обычным компьютерам никогда не понять. В результате даже крохотный компьютер с парой сотен квантовых битов будет мощнее, чем обычный компьютер, размером со всюВселенную. Квантовые разработки Сета уникальны тем, что впервые он открывает... линию связи между нашей и квантовой реальностями. Квантовые биты очень крохотные. Они невидимы как для невооружённого взгляда, так и для микроскопа. Однако требуется полная комната оборудования, чтобы поймать этот квантовый бит и передать информацию из нашего мира в микроскопический мир, где находятся эти квантовые биты. Если обращаться с ними правильно и расшевелить, то можно заставить их делать все, что нам захочется. Вроде легко, но Сет должен преодолеть самое таинственное правило реальности — то, что квантовые биты перестают делать две вещи одновременно, как только он пытается за ними наблюдать. Очевидно, квантовость реальности очень чувствительна. Это одна из главных проблем в создании крупных квантовых компьютеров, потому что не требуется меня или вас, глядящих на что-нибудь, из-за чего компьютер может сломаться. Чтобы испортить ваши квантовые вычисления, достаточно одного случайно пролетающего электрона, который ткнётся в маленькую сверхпроводящую петлю с криком: - Ух ты! Там электроны летают вот так! Сет определённо должен справиться с наиболее сложными техническими трудностями, какие знала наука. Но если он их преодолеет, то у квантовых компьютеров появится громадный потенциал изменить наш мир. Это вполне реально. Моё любимое использование квантовых компьютеров — использовать их для того, чтобы понять загадки Вселенной. Скажем прямо — классические компьютеры думают так же, как мы, они не очень подходят для понимания квантовой механики. Если мы хотим понять, как работает эта квантовая Вселенная, нам нужны квантовые компьютеры, которые бы служили нашей интуицией для понимания фундаментальных принципов работы Вселенной. Компьютеры Сета зависят от того, что вещи могут быть в двух местах одновременно, однако количество учёных, которые не верят, что такова реальность, растёт. Они считают, что ответ на эту загадку лежит за пределами нашей Вселенной. - Проверяю, там ли ещё реальность. Макс Тегмарк космолог. Он изучает величайшие загадки Вселенной от Большого Взрыва до чёрных дыр. Когда нужно объяснить, как работает реальность, он находит вдохновение в одной из сбивающих с толку идей космологии — параллельных мирах. Эта теория утверждает, что за краем нашей Вселенной находится бесконечное количество других вселенных. Похоже на научную фантастику, что существует другой ты, живущий в более, чем триллионе световых лет от тебя. Однако это не единственная версия теории. Макс считает, что параллельные миры не существуют за пределами нашей Вселенной. Они здесь, в миллиметрах от нас. И они всё время создаются. Я сейчас здесь, но существует множество Максов в параллельных вселенных, которые занимаются совершенно иными вещами. Некоторые ответвились от этой Вселенной недавно и могут выглядеть точно так же. Кроме того, что они одели другую рубашку. Другие Максы могли никогда не переехать в США или никогда не рождались. Эта версия реальности утверждает, что когда мы идём на работу, в другой вселенной мы остаёмся дома. Есть вселенные, где у нас другой род занятий. Есть вселенные, где мы даже не существуем. Эта тревожная идея была разработана в 50-е, но для Макса это лучшее и единственное решение основного парадокса квантовой реальности. Проблема квантовой механики заключается в том, что мелкие частицы, из которых мы все состоим, могут быть в разных местах одновременно, однако я состою их этих частиц и не могу быть в двух местах сразу. Так в чём же дело? Макс считает, что математика квантовой теории сообщает нам нечто удивительное. Таким образом каждый раз, когда уравнение показывает, что этот теннисный мяч одновременно находится в нескольких местах, это значит, что наша реальность разветвилась на несколько вселенных и в каждой из них мяч на своём определённом месте. В соответствии с этой теорий, когда фотон сталкивается с двумя прорезями, он не раздваивается. Он раздваивает мир. Каждый фотон в опыте Юнга создаёт новый параллельный мир. Это означает, что наша реальность лишь одна из бесконечного количества реальностей, слегка отличающихся одна от другой. Как бы странно эта теория не звучала, Макс уверен, нужно принимать реальность такой, какой видишь. Когда я беру талон на парковку, существует параллельная вселенная, где я его не взял. С другой стороны, есть еще одна вселенная, где мою машину украли. Так что где-то ты в выигрыше, где-то в проигрыше. Серьёзно говоря, моя работа, как ученого, не описать Вселенную, какой мне хочется её видеть, а взглянуть на неё и понять как она устроена. Видимо, что бы наши чувства не говорили нам об окружающем мире, с ними мы получаем лишь частицу знаний о происходящем вокруг. Нужно принять всё, как есть, безграничная Вселенная не раз уже выставляла нас ничтожествами со времён Коперника, открытия дальних галактик, Большого Взрыва... Это унизительно - понимать, что наши мысли, обычные чувства настолько неполны, что мы видим лишь крохотные усреднённые части этой богатой структуры. Открытия в квантовой реальности — самые странные из всех, когда либо сделанных физиками. Они, однако, и невероятно значительны. Они не только помогли нам в создании современного компьютерного века, но и помогли нам понять различные феномены от блеска звёзд, до цвета золота. Они изменили нашу связь с реальностью навсегда, философски и практически. Но эта связь может вновь вскоре измениться. В последние несколько десятилетий обретает очертания новая удивительная идея. Необычное видение реальности, объединяющее все разделы физики от квантов до Большого Взрыва. Если оно оправдается, то это будет наибольшим прорывом в понимании реальности из всех, что мы видели.

Всё началось однажды в Сан-Франциско. Профессор Ленни Сасскинд — один из самых выдающихся физиков-теоретиков Америки. В 1981 он разрабатывал теорию о том, что вещество состоит из струн, когда местный бизнесмен попросил его провести небольшую частную научную конференцию. Сасскинд пригласил британского космолога, чтобы тот выступил. Это был Стивен Хокинг, а проведённая им лекция о чёрных дырах изменила жизнь Ленни. Именно тогда Стивен оставил нас оглушёнными на 20 лет. В то время, Стивен Хокинг был выдающимся знатоком чёрных дыр. Он достиг невероятных успехов в понимании внутренней природы этих загадочных объектов. Чёрные дыры — самые жуткие места Вселенной. Образующиеся со смертью гигантских звёзд, они несут в своих тёмных телах точку бесконечной гравитации, столь сильную, что ничто не может выскользнуть из неё — даже свет. Ленни рассчитывал узнать что-нибудь интересное о чёрных дырах. Однако он не ожидал, что новая теория Хокинга бросит вызов всему, что он знал о реальности. Я тогда и понятия не имел, что это изменит всю мою жизнь на протяжении следующих 20-ти лет. Стивен начал говорить о чёрных дырах и рассказал нам историю, кажущуюся безумно странной. Казалось абсолютно невозможным, что чёрные дыры нарушат все известные нам законы физики. Хокинг открыл, что чёрные дыры, вместо того, чтобы, как было принято думать, существовать вечно, со временем исчезают не оставляя за собой ни следа. Даже того, что физики считают основной частью реальности — информации. Если бы информация потерялась при обычных обстоятельствах в этой комнате, это было бы плохо, потому что начнёт происходить много странного. Например, время может начать идти назад, ну, знаете, часы могут перестать работать, мы все можем просто исчезнуть. То, что информация сохраняется, в обычной физике считается основным среди физических законов. Сегодня информация — столь же важная часть реальности, как вещество и энергия. Все физические объекты содержат информацию. Она их описывает: какого они цвета, массы, их местоположение. И самое главное, как и энергия, информация не может быть уничтожена. Я знал или чувствовал нутром, что Стивен должен ошибаться. Конечно, эта лекция заставила меня начать миссию по примирению двух конфликтующих точек зрения о чёрных дырах: что они съедают информацию и испаряются, но информация сохраняется. Когда Ленни ехал ночью домой, он знал, что первая его задача — узнать как можно больше о загадочных и ужасных чёрных дырах. Каждая чёрная дыра имеет границу, известную, как горизонт событий. Это точка невозвращения. Пройдя её, вы никогда не выберетесь из гравитационного поля чёрной дыры. Если вы слишком приблизитесь к чёрной дыре, вам конец. Если вас засосёт, то ни звук ваших криков, ни радио призывы о помощи уже не смогут выбраться наружу. Если что-то прошло горизонт событий, оно забирает информацию с собой. Ленни должен был найти способ, из-за которого чёрные дыры могли бы испаряться без уничтожения сохранённой в них информации. Однако физика чёрных дыр столь сложна, что он бился с этой проблемой следующие двенадцать лет. Затем, в 1993, одним прекрасным днём в Стенфорде, Ленни зашёл на факультет физики и увидел нечто, что дало ему возможность понять, какова же природа реальности. Догадка, ставшая впоследствии известной, как голографический принцип, пришла ко мне, когда я шёл по факультету физики и увидел голограмму. Когда я её увидел, то мне пришло на ум, что голограмма и обычная картина очень сильно отличаются. Когда вы видите голограмму, вы можете обойти её и увидеть, что позади головы этой женщины. Увидеть не просто поверхность, но и то, что лежит сзади. Она, таким образом, запечатлевает трёхмерность. Она отображала трёхмерную структуру комнаты и всего, что было за ней. Когда я проходил мимо, то почти в шутку сказал сам себе, что, возможно, горизонт событий чёрной дыры — это что-то типа голограммы. Вещество, падающее в чёрную дыру трёхмерно. Вещество горизонта двумерно. Но, возможно, в некотором роде, вещество горизонта, словно голограмма, записывает полную трёхмерность того, что попадает в чёрную дыру. Голограммы созданы из информации, закодированной на плоской поверхности. Ленни понял, что если бы чёрные дыры вели себя, как голограммы, то единственное место, где может храниться информация — это горизонт событий, что означало бы, что она никогда не упадет внутрь и не будет уничтожена. Прозрение Ленни не только спасло информацию от чёрных дыр, но и привело к созданию нового математического инструмента, названного голографическим принципом, который утверждает, что все трёхмерные объекты могут быть закодированы в двух измерениях. Голографический принцип развился из дикой, умозрительной и, практически, сумасшедшей идеи. Вокруг него сформировалось полное согласие. Он почти полностью принят среди физиков-теоретиков. Из дикой идеи он превратился в повседневный инструмент теоретической физики. Но Ленни на этом не остановился. Он и другие физики задались поистине шокирующими умозрениями. Они задали вопрос — что, если вся наша реальность — голограмма, спроектированная из нашего собственного горизонта событий — дальних окраин Вселенной. Возможно, настоящая информация не там, где кажется. Возможно, она далеко за границами Вселенной, и неправильно думать, что вещество падает в чёрные дыры, скорее, и чёрные дыры, и вещество, падающее в них — лишь голограммы, изображения того, что происходит где-то далеко. Если Ленни прав... и основа реальности голографическая, то это будет означать, что наши три измерения — иллюзия. Что мы спроецированы с помощью информации, сохранённой на дальних рубежах нашей Вселенной. Это невероятное видение, но даже если вам кажется, что вы его понимаете, то, скорее всего, это не так. Ладно, кажется, я понимаю, так что... Не думай, что понимаешь, потому что ты не понимаешь. А не понимаешь ты потому, что никто не понимает. Иногда мы... Это как квантовая механика — её никто не понимает. Мы знаем, как ею пользоваться и мы знаем, как её предсказывать, но никто её нее понимает. Это кажется невероятным. Что основа реальности может быть голографической. Что на краю Вселенной может быть мерцающий лист информации, описывающий целую вселенную внутри, включая вас и меня и всех, кого мы знаем. Невероятно, но скоро эту теорию испытают на практике. Возможно, мы на пороге открытия того, что наш мир — голограмма. Здесь в Фермилаб начинается уникальный миллиондолларовый эксперимент. Эксперты-техники строят необычайную машину, названную голометр. Она создана быть столь чувствительной, что может измерить мельчайшие части пространства и времени. Это детище профессора Крейга Хогана, директора Центра Астрофизики Частиц Фермилаб, которого заинтриговал необъяснимый звук, записанный учёными в Германии. Это запись шума, полученного гравитационным детектором волн. Но это не гравитационные волны. Хоган думает, что в нём может быть спрятан звук голографической реальности. Поэтому он организовал эксперимент, чтобы проверить свою теорию. Голометр Хогана будет отражать лучи света между зеркалами, засекая, сколько времени понадобится лучам, чтобы вернуться. Он сможет засечь бесконечно малые задержки.... Он называет их размытостью пространства и времени. Это одна из лучевых труб нашего голометра. Это шестидюймовая стальная труба. Мы собираемся соединить их вместе... в одну большую трубу... длиной 40 метров, сделав это пять раз. Лазерный луч пойдёт по центру трубы. Перед этим мы её хорошенько почистим, поскольку оптика очень точная и не должна вносить искажений. Сейчас они чистят конечную часть — она похожа на тонкую сардину, а внутри будут приборы голометра. Здесь будут расположены зеркала и всё остальное, что будет занято точными измерениями. В конце-концов эта машина может рассказать нам, что пространство-время неподвижно. Если свет выйдет из двух рукавов и вернётся одновременно без отклонений, то это классическое пространство-время, однако, если мы обнаружим несоответствия, то это может означать, что мы живём в голограмме. Крейг считает, что если реальность — голограмма, то, чем пристальнее и ближе её разглядывать, тем более иллюзорной она становится, словно фотография, которую многократно увеличивают. Эта размытость исказит его лазерный луч, и это — нужная ему улика. Знаете, очень интересно построить машину такой точности, чтобы можно было осуществить задуманное. Мы измеряем прибытие волнового фронта света на крохотный участок, размером с атомное ядро и синхронизируем импульсы с микросекундной точностью. Никто этого никогда не делал,... никто не проверял неподвижно ли пространство-время на таком уровне. Если Крейг Хоган докажет, что реальность голографична, это будет одним из важнейших открытий в физике. Оно может произвести изменение в мышлении, сопоставимое с откровениями квантовой теории. Однако, если есть что-то, что стоит над всеми современными теориями и используется для исследования и разведки реальности сегодня, то оно должно выражаться не словами, а математикой. Казалось бы, связь математики с реальностью — чудо, однако она есть. Математика работает просто замечательно. Но почему мир должен вести себя в соответствии с её законами? Математикой не просто легче описать реальность, продвигаясь всё глубже. Это единственный способ описать её. Если наше наиболее подробное знание реальности, от фундаментальных частиц до ряби пространства-времени, лучше всего описывается математикой, то не смотрит ли главное определение реальности нам в лицо? Космолог Макс Тегмарк, судя по всему, обожает радикальные объяснения реальности и это правда и в отношении математики. Вместо простого принятия математического порядка в мире он пытается понять, почему он существует и откуда берётся. Он считает, что у него есть решение. Для меня, математика — это окно во Вселенную. Это ключ к пониманию, что же там. Я бы не сказал, что полностью моногамен с уравнениями, но лишь очень немногие мне нравятся больше всего. Я их люблю, поскольку они описывают именно то, что происходит за окном в нашей Вселенной. Эти уравнения описывают поведение света. Это уравнение описывает поведение гравитации. Это описывает поведение атомов. Эти — что происходит, если вы перемещаетесь с околосветовой скоростью. И меня поражает, что эти маленькие надписи могут запечатлеть суть происходящего в этой сложной Вселенной. Галилео ещё во времена Возрождения заметил, что природа похожа на книгу, написанную на языке математики. Всё это пришло после Галилео, так почему же мы обнаруживаем всё больше и больше математических закономерностей? О чём это нам говорит? Я думаю, что Вселенная не просто описывается математикой, я думаю, Вселенная и есть математика. Я считаю, что наша Вселенная — это гигантская математическая структура, частью который мы являемся. И поэтому чем больше мы изучаем физику, тем больше математических закономерностей мы обнаруживаем. Теория Макса переходит из области физики в область философии. Она затрагивает старейший из всех вопросов — а что реально? Я считаю, что Вселенная — это математический объект, он просто существует в платоническом понимании. Но не в пространстве и времени, а наоборот - пространство и время существуют внутри него. Это действительно меняет нашу точку зрения и значит, что реальность весьма далека от того, какой кажется. Если Макс прав, математика — не язык, который мы изобрели, а глубокая структура, которую мы постепенно открываем, словно археологи. Абстрактный, неизменный объект без начала и конца. Снимая слои, мы находим код. Как бы странно это не звучало, эта теория ближе к истине, потому что, если реальность — математический объект, то понять его в наших силах. Если я ошибаюсь, то со временем фундаментальная физика зайдёт в тупик, после чего мы не сможем понять реальность лучше. Если я прав, то тупика нет, и всё, в принципе, можно познать. Я считаю, это будет замечательно, поскольку мы будем ограничены лишь нашим воображением. Эти два грандиозных видения реальности — математическая структура и космическая голограмма — представляют теоретическое мышление с его наиболее образной и красочной стороны. Они могут привести нас к светлому будущему или будут в конце-концов отвергнуты потому, что, как знают все физики, ничто не становится реальностью, пока не проверено на практике. Немногие понимают это настолько остро, как учёные из лаборатории Ферми. Сейчас они занимаются грандиознейшими гонками современной физики — попытками поймать частицу реальности, которую ищут 40 лет. Это самая важная из всех частиц — бозон Хиггса. Никто не понимает, откуда берётся масса, а частица Хиггса была введена для объяснения, почему разные частицы имеют разную массу. Таким образом, она важна, поскольку определяет одну из основных неизвестных реальности. В физике элементарных частиц реальность создаётся массой, но мы не знаем, откуда она берётся. Это круглосуточная работа: люди запускают программы просеивая данные - ища новые способы поймать бозон Хиггса. И именно здесь открываются возможности для творчества. обычно так и происходит — ты начинаешь делать лёгкий анализ, лёгкий способ поиска становится всё сложнее, а ты делаешь это всё более творчески. Бозон Хиггса сейчас наиприоритетнийший в Фермилаб, но они не единственные, кто его ищет. У них есть соперники. Это ученые из самого крупного ускорителя частиц — Большого Адронного Коллайдера в Женеве. Его мощность более, чем в три раза выше. Таким образом, именно он вполне может обнаружить бозон Хиггса. Тем временем Тэватрон продолжает создавать свои десять миллионов столкновений в день. Я очень горжусь этой машиной. Он был прекрасным инструментом все эти годы и, надеюсь, поможет нам открыть ещё один секрет реальности в ближайшем будущем. Миллиарды долларов были потрачены на эти поиски, и тысячи физиков по всему миру ищут бозон Хиггса, однако он всё ещё остаётся теоретическим. Что, если вы не найдёте его? Ну что же, если мы не найдем ничего со свойствами, ожидаемыми от бозона Хиггса или какую-то комбинацию частиц, что могли бы делать его работу, наверно серьёзно придется пересмотреть то, что мы знаем. Этого не случится, мы что-нибудь обнаружим! Возможно, мы стоим на грани новой версии реальности. У нас есть подсказки, квантовая механика, относительность, голографический принцип, несколько других, и осталось лишь, чтобы кто-нибудь собрал всё воедино и понял, что оно говорит о реальности. Физики заново определили реальность точными измерениями и наблюдениями материального мира. Пробившись до самого нижнего слоя, они выяснили, что мы можем изменять реальность, глядя на неё. Они начали понимать, что информация, закодированная на краю Вселенной, может быть более важной, чем вещество. Но, в конце-концов,.. возможно,.. реальность лучше всего определить, как разумный диалог со Вселенной, который будет продолжаться до тех пор, пока мы сможем задавать вопросы. Это в человеческой природе — задавать вопросы. Это весело и интересно, и это делает нас людьми. Если существует главная версия реальности, я думаю, что нам ещё долго до неё добираться. Так что я не хочу участвовать в этом. Я бы предположил, что существуют границы понимания. Ведь старики всегда думают, что такие границы есть, а молодые пробиваются за них. #ВиртуальнаяРеальность #реальность