Квантовый лабиринт. Как Ричард Фейнман и Джон Уилер изменили время и реальность - читать онлайн книгу. Автор: Пол Халперн cтр.№ 56

На протяжении судебного слушания по этому делу в июле 1956-го она дала выход давно копившемуся раздражению: «Он начинал работать над математическими проблемами, едва проснувшись, – свидетельствовала она, – и я не могла говорить с ним, поскольку он заявлял, что я прерываю его работу»⁸³.

Ну и само собой, барабаны производили «ужасный шум».

Суд приговорил Фейнмана к выплате разового возмещения, и это помимо регулярных алиментов. Газетный отчет о слушании сообщил, что ученому пришлось расстаться с частью имущества, но барабаны он сохранил.

Уилер прочитал первый годовой курс по теории относительности осенью 1952-го и весной 1953-го, в последнем семестре главным образом сосредоточился на общей теории относительности. Ударной точкой этого курса стал состоявшийся 16 мая визит в дом Эйнштейна на Мерсер-стрит, где гостям предложили чай и дискуссию по физике. После нее восемь магистрантов получили шанс задать создателю теории любой вопрос, что придет им в голову, и единственным ограничением стали границы вселенной.

Эйнштейн очаровал гостей размышлениями о расширении пространства и остроумной критикой квантовой механики. Он даже ответил на несколько мрачный вопрос о том, что случится с домом после его смерти. «Этот дом никогда не станет местом паломничества, куда люди приходят, чтобы посмотреть на кости святого»⁸⁴, – заявил он.

И когда они уже собрались уходить, Уилер спросил Эйнштейна, есть ли у того совет для молодых физиков.

Альберт Эйнштейн, Хидеки Юкава и Джон Уилер, гуляющие в Маркванд-парк, Принстон, 1954 год.

Источник: фотография Уоллеса Литвина и Джозефа Крингольда, AIP Emilio Segre Visual Archives, Wheeler Collection.

«Кто я такой, чтобы советовать?» – отозвался австриец.

Готовясь к курсу, Уилер досконально разобрался во всех аспектах общей теории относительности. Он нашел и позже использовал в своем классическом учебнике сжатый способ описания: «Пространство влияет на материю, диктуя ей, как двигаться. И наоборот, материя воздействует на пространство, говоря ему, как изгибаться»⁸⁵.

С точки зрения общей теории относительности Земля движется по эллиптическому пути вокруг Солнца не из-за воздействия некой силы на расстоянии, а из-за того, что существует локальное искажение пространства, произведенное массой Солнца. Если наше светило вдруг исчезнет, пространство вокруг очень быстро разгладится, поскольку гравитационные волны путешествуют со скоростью света. И едва регион, бывший солнечной системой, станет плоским, как блин, наша планета двинется по прямой линии.

Вам даже не нужно массы, чтобы создавать изгибы или вмятины в пространстве, энергетические поля отлично справляются с этой задачей, поскольку в теории Эйнштейна масса и энергия полностью эквивалентны. Даже гравитационная энергия, обусловленная пространственными волнами, может порождать искривление. Следовательно, можно представить петлю обратной связи, в которой волны формируют другие волны.

Иными словами, геометрия порождает сама себя, безо всякой нужды в материи.

Общая теория относительности скоро стала для Уилера базовой темой, ему нравилось выводить остальные явления в физике из искривленного пространства и энергетических полей. Он отставил концепцию «все есть частицы» и стал адептом подхода «все есть поля», и это был полный переворот.

Когда-то Джон думал, что поля не более чем иллюзия, теперь он начал относиться так к материальным объектам. Однажды он поверил в действие на расстоянии, теперь убедился, что все происходит в масштабах определенной области.

Он вступил в новый мир, и этот мир обещал приключения и открытия.

Статья, написанная в 1935 году Эйнштейном и его ассистентом в институте перспективных исследований Натаном Розеном, была посвящена интригующему аспекту релятивистской геометрии, когда два пространственно-временных континуума соединены узким туннелем, получившим название «мост Эйнштейна – Розена». Сконструированная ими фигура напоминала песочные часы, где верхняя часть представляла один континуум, нижняя – другой, а горлышко изображало мост. Эйнштейн и Розен попытались использовать такую геометрическую конструкцию как некий эрзац для элементарных частиц, таких как электроны.

Уилер взял ту же самую конструкцию и окрестил ее «червоточиной» ^[14]. Он представил поверхность яблока, символизирующую обычное пространство, и червя (энергия, порождающая экстремальное искажение), прогрызающего в яблоке короткие пути. Появившиеся в результате дыры изменили топологию (математическое описание свойств) пространства. Как только они появились, другие энергетические поля получили возможность проходить через них, перемещаться из одной точки в другую как по волшебству.

И едва Уилер начал разбираться с тем, какие эффекты могут иметь червоточины, его посетило ошеломляющее озарение. Представим совокупность линий электромагнитного поля, которые проваливаются в червоточину – им придется сойтись в некоей точке, имитируя отрицательный заряд вроде того, что есть у электрона. Затем «проглоченные» линии после путешествия через червоточину появляются на другой стороне, выходят из иной точки. Выглядит это так, как будто у них имеется положительный заряд, такой, как у позитрона. Следовательно, червоточина кажется созданной парой противоположно заряженных частиц. Заряд появляется из ничего, эффект, названный «заряд без заряда».

Уилер изучал и другую структуру: замкнутый пучок энергии, именуемый «геон». Он хотел знать, что произойдет, если электромагнитное поле получит очертания такого рода – сферы, бублика или иную конфигурацию, – что его собственная гравитация будет удерживать его цельным неопределенно долго. Такая гравитационная структура по всем внешним проявлениям станет вести себя как частица. А подчиняясь утверждению Эйнштейна о том, что энергия и масса свободно обратимы, она даже будет обладать массой. Уилер назвал этот феномен «масса без массы».

Он начал мечтать о новой разновидности физики, построенной на червоточинах, геонах и других геометрических конструктах в компании всяких энергетических полей. Старушка-материя оказалась бы просто иллюзией в новой науке «геометродинамике». Но для проверки того, будет ли работать такая радикально новая модель, требовалось проделать немало расчетов.

Общая теория относительности славится тем, что в ней трудно находить точные решения, за исключением нескольких простых случаев. Но работа в проекте «Маттерхорн» показала Уилеру, что современные компьютеры на многое способны, и что ему просто нужны одаренные ученики – такие как Джон Толл и Кеннет Форд, помогавшие в работе над водородной бомбой, – чтобы отработать технику и запустить в дело геометродинамическую программу.