На лужайке Эйнштейна. Что такое ничто, и где начинается всё Гефтер Аманда

Я не знала, сколько добираться до кампуса на такси, и поэтому вызвала его сразу же. Машину подали быстро, и я, оказавшись в Институте Кавли на сорок пять минут раньше назначенной встречи с Бэнксом, решила подождать его в комнате отдыха сотрудников.

Там никого не было, за исключением одного человека, наливавшего себе кофе. Может быть, это и был Бэнкс? Я рассматривала его фотографию в интернете несколько недель назад, но память на лица у меня никогда не была особенно хорошей. Я широко улыбнулась и сказала ему:

– Привет!

Если это он, думала я, он должен среагировать соответствующим образом. Но человек посмотрел на меня, ответил легким кивком и вернулся к своему кофе. Конечно, это не та реакция, которую ждешь от того, с кем договорился об интервью. Я села на диван.

А человек взял свой кофе, вышел на улицу и сел за столиком во дворе прямо за моей спиной, возможно, всего в десяти шагах. Я расположилась на диванчике и стала ждать.

Я немного волновалась перед встречей с Бэнксом. Детали его работы мне были неизвестны, но я знала, что они с его коллегой Вилли Фишером предложили модель голографического пространства-времени, в которой, по словам Полчински, зависимость от наблюдателя была больше, чем во всех других встречавшихся нам до сих пор моделях. В ней рассматривались текущая деситтеровская ситуация и не делалась ставка на грядущий через миллиарды лет переход в плоское фридмановское пространство. А ведь как сказал Сасскинд, физические построения в рамках причинно-связанной области одного наблюдателя в деситтеровском пространстве, «вероятно, не могут быть верными, потому что деситтеровское пространство может распасться». Мне было любопытно узнать, что Бэнкс скажет по этому поводу.

Время шло, и мои подозрения, что человек с кофе и в самом деле Бэнкс, все больше росли. Теперь было слишком поздно начинать разговор, не сделав ситуацию еще более неловкой.

Так что я просто сидела в ожидании. И он просто сидел. Тридцать минут.

В конце концов я решилась написать по электронной почте, что я пришла раньше и жду в комнате отдыха, когда он будет готов к интервью. Он прислал ответ. Я даже слышала, как он стучит клавишами: «Привет, Аманда. Я во дворе».

С неловкой улыбкой я вышла во двор, чувствуя себя полной идиоткой. Я села за его стол, пожала ему руку, извиняясь и объясняя, почему отец не смог присоединиться к нам. Бэнкс кивнул. Он был тихим и сдержанным, но как только мы приступили к обсуждению физики, его поведение резко изменилось: он превратился в доброжелательного и открытого человека.

Недолго думая, головой в омут, я решила прямо задать ему вопрос, который был теперь для меня важнее всего:

– Как мы можем применить голографический принцип в нашей деситтеровской Вселенной?

– Дело в том, что в деситтеровском пространстве, – начал Бэнкс, – независимо от того, как долго вы живете, вы можете получить доступ только к ограниченной области. Площадь вашего горизонта всегда будет ограничена. Представления о пространстве-времени, принятые в общей теории относительности, таковы, что всегда можно говорить о Вселенной за пределами той ее части, которую мы видим, за пределами нашего горизонта. Но голографический принцип говорит нам иное: прямо здесь, в чем-то, причинно-связанном с нами, есть полное описание всего, что происходит за горизонтом. Вселенная любого наблюдателя – это его причинный бриллиант, она конечна, но полна.

Сасскинд колебался относительно применимости его принципа дополнительности к деситтеровскому горизонту, а Бэнкс не колебался ни секунды.

– Эта идея просто доводит принцип дополнительности для черных дыр до его логического завершения, – сказал он. – Информация никогда не покидает светового конуса наблюдателя; она просто накапливается на горизонте, поджариваясь там, как яичница-болтунья на сковородке в излучении Хокинга.

Причинный бриллиант – это ограненный алмаз, образованный комбинацией прошлых и будущих световых конусов наблюдателя, то есть вся та область пространства-времени, с которой наблюдатель на протяжении своей истории мог когда-либо взаимодействовать. Его полная, но конечная вселенная.

Я уже знала, чем плоха конечная вселенная: в ней нет места инвариантности. Инвариантные определения S-матрицы, частиц и струн требуют бесконечной границы на бесконечном удалении. А с конечными границами на конечном расстоянии ничего не выйдет. Прошло немало времени с тех пор, как я узнала: частицы – а стало быть, и струны – это неприводимые представления группы Пуанкаре. Но горизонты событий нарушают симметрию Пуанкаре. Именно это обстоятельство и привело к открытию излучения Хокинга, голографического принципа и обобщенного принципа дополнительности. В мире с горизонтами событий наблюдатели не могут прийти к согласию относительно того, где есть частицы, а где – просто пустое пространство. Причем ни один из них не более прав, чем любой другой. В деситтеровской вселенной, как наша, даже наиболее стабильные строительные блоки реальности оказываются зависимыми от наблюдателя.

– А что происходит с S-матрицей? – спросила я. – Неужели вам не нужна хоть какая-то бесконечная область, чтобы сохранить хоть какую-нибудь инвариантность?

– Вы правы, – сказал Бэнкс. – Если причинный бриллиант может когда-нибудь стать бесконечным, тогда все наблюдатели придут к согласию, и там будут калибровочно-инвариантные наблюдаемые вроде S-матрицы в асимптотически плоском пространстве. Но в деситтеровском пространстве такого никогда не случится… Сасскинд с соавторами хотят определить какие-нибудь наблюдаемые в пространстве с нулевой космологической постоянной и асимптотически суперсимметричной FRW-метрикой. Они хотят от де Ситтера неустойчивости и распада до фридмановского состояния.

– Но вы не думаете, что такое возможно?

– Нет, – ответил Бэнкс. – Эта идея основана на хаотической инфляции и ландшафте теории струн, а эти теории, я думаю, просто неверны.

Одна из причин, почему они неверны, пояснил он дальше, заключается в том, что у них в основе предположение о квантовых флуктуациях пространства-времени.

– А разве они невозможны? – спросила я потрясенно.

– Не в голографической картине пространства-времени, – сказал он.

Бэнкс пояснил, что, благодаря голографическому принципу, теперь стало возможно записать все свойства пространства-времени на языке квантовой механики. Что, конечно, был Святой Грааль. Квантовая гравитация.

Свойства пространства-времени разделяются на две категории: причинно-следственная структура и масштаб. Причинно-следственная структура говорит нам, для каких точек возможен обмен информацией, то есть это – взаимное расположение световых конусов. Масштаб говорит нам, насколько велики объекты.

Мне было удивительно слышать, что причинно-следственная структура может быть закодирована в квантовом языке. Учитывая концептуальную пропасть между теорией относительности и квантовая механикой, можно было бы подумать, что световые конусы не будут иметь ничего общего с чем-либо, даже отдаленно напоминающим квантовый мир.

Но ключом к разгадке, объяснил Бэнкс, была коммутативность.

Я уже знала кое-что о коммутативности. Я знала, к примеру, что определенные пары измерений – каждому из них соответствует какой-то оператор – не могут быть одновременно проведены с произвольной точностью. Одна из таких пар – координата пространственного положения и соответствующий ей импульс, другая – время и энергия; в обоих случаях мы имеем пары операторов, связанные с принципом неопределенности. Принцип неопределенности говорит нам, что порядок, в котором производятся измерения, влияет на результат. Измеряя первой координату, мы размываем информацию об импульсе; измеряя первым импульс, мы размываем информацию о положении в пространстве. Если результат измерений зависит от их порядка, то говорят, что соответствующие операторы не коммутируют.

– Если коммуникация двух пространственно-временных областей невозможна, то есть все точки одной из них так расположены по отношению к точкам другой, что мировая линия света не может соединить никакие две из них, тогда квантовые операторы любых измерений в этих областях коммутируют друг с другом, – сказал Бэнкс.

Это звучало резонно. В конце концов, нельзя сказать, что оператор координаты никогда не коммутирует с оператором импульса. Они не коммутируют только тогда, когда речь идет о причинно-связанных мировых точках. В пределах одного светового конуса. Если вам встретились операторы координаты и импульса, которые коммутируют, – значит, вы имеете дело с причинно не связанными событиями, то есть каждое из событий лежит за пределами светового конуса другого.

– Коммутация выражает отсутствие причинно-следственной связи между измерениями, – сказал Бэнкс. – Когда операторы не коммутируют, то одно измерение мешает другому. Если бы не это, если бы не возникала квантовая интерференция[52], то вы бы могли посылать сигналы со скоростью больше скорости света. Поэтому причинная структура пространства-времени говорит вам, когда квантовые операторы коммутируют, а когда нет. Но вы можете рассуждать и в обратном направлении. Вы можете начать с алгебры квантовых операторов, которая говорит о том, что коммутирует, а что нет, и вывести отсюда причинно-следственную структуру пространства-времени.

Вуаля! – вот вам квантовое пространство-время. Ну, почти. Кроме причинно-следственной структуры, нам еще нужен масштаб. Квантовые коммутационные соотношения могут сказать нам, что две точки находятся слишком далеко друг от друга, чтобы сообщение из одной не могло попасть в другую, но они ничего не скажут о том, как далеки эти точки друг от друга.

А голографический принцип может.

– Голографический принцип говорит нам, что мерой числа квантовых состояний, энтропии, служит площадь, – сказал Бэнкс. – Площадь поверхности, ограничивающей систему. И если голографический принцип верен, у нас теперь есть способ, с помощью которого можно полностью описать все свойства пространства-времени на языке квантовой алгебры.

– И поэтому пространство-время не может флуктуировать? – спросила я.

– Вот именно. Флуктуации пространства-времени – это старая идея, но она оказалась ложной.

Голографический принцип говорит: свойства пространства-времени определяются тем, какие квантовые операторы коммутируют друг с другом, и тем, насколько велико пространство состояний, гильбертово пространство, энтропия. Здесь нет места для флуктуаций. Только значения переменных могут флуктуировать в квантовой механике, а не размер гильбертова пространства или коммутационные соотношения. Когда вы говорите о принципе неопределенности координаты и импульса, флуктуировать может только то, как много вы знаете о координате или об импульсе. Но коммутационные соотношения между соответствующими операторами просто существуют. Они точны и не флуктуируют. Так, голографическое пространство-время говорит нам, что геометрия не подвержена флуктуациям. И этот вывод оказывает очень и очень глубокое влияние на то, как мы должны думать о теории струн.

И это еще мягко сказано. Если геометрия, то есть пространство-время, не флуктуирует, то нет ни хаотической инфляции, ни ландшафта теории струн. Нет распада до FRW-метрики. Нет бесконечного плоского пространства. Нет инвариантности. Нет никакой реальности. Есть только мы, сидим здесь, в деситтеровском пространстве. Финита. Занавес.

– Ладно, – сказала я. – Вот ваш наблюдатель. Он сидит в своем причинном бриллианте, в деситтеровском пространстве, замкнутый конечным горизонтом. Но ведь горизонт зависит от наблюдателя. Это совсем не так, как в случае AdS/CFT-соответствия, когда у вас есть единая граница для всей вселенной. Здесь у нас у каждого наблюдателя своя космическая голограмма?

– AdS/CFT-соответствие – это особый случай, – сказал Бэнкс. – Площади причинных бриллиантов устремляются к бесконечности особым образом. Наблюдатели связаны отношениями эквивалентности, порождаемыми группой симметрии пространства, и в этом смысле все они эквивалентны друг другу. Это не так в случае деситтеровского пространства. В результате в нем гораздо большая зависимость от наблюдателя. Люди, пытающиеся втиснуть все на свете в парадигму AdS/CFT-соответствия, напоминают мне продюсеров, которые пытаются снять пятый сиквел «Пилы»[53].

– А что происходит, когда у вас более одного наблюдателя?

– Есть прекрасная галактика, называется она Сомбреро, которая гравитационно не связана с нашей Местной группой галактик. Если мы действительно находимся в деситтеровском пространстве, то рано или поздно мы увидим, как нарастает красное смещение в спектре идущего от нее излучения. Галактика Сомбреро будет казаться приближающейся к нашему горизонту событий, излучение от нее будет краснеть, пока она не исчезнет из виду. Единственным следом, который она оставит после себя, будет однородное фоновое излучение, приходящее к нам от горизонта. Но если бы вы сидели в галактике Сомбреро, вы увидели бы, что это мы приближаемся к горизонту и это нас поглощает идущая от него температурная волна, пока вы там сидите с чашечкой кофе и думаете, что у вас все просто отлично. Эти два совершенно эквивалентных описания одной и той же физической системы, но они используют степени свободы, которые не могут быть измерены одним наблюдателем.

Я кивнула:

– Они противоречат друг другу, только если вы попытаетесь взглянуть на них глазами Бога.

– Правильно, – сказал Бэнкс. – Вы не можете сказать, наша ли история, или история жителя галактики Сомбреро ближе к истине. Ни одну из них нельзя считать более реальной, чем другую. В квантовой механике можно говорить о пространственной координате или о ее импульсе, но я не могу говорить и о том, и о другом одновременно, хотя оба описания в равной степени приемлемы. Подобное происходит и здесь: я не могу быть одновременно и наблюдателем, движущимся с ускорением, и инерциальным наблюдателем.

Нельзя быть одновременно и над горизонтом, и под ним. Нельзя быть и Сэйфом и Скрудом сразу.

– Голографическое пространство-время строится для каждого наблюдателя индивидуально, – продолжил Бэнкс. – Если я думаю о двух наблюдателях, таких как вы и я, то существует большая область пространства-времени, которую мы можем вместе исследовать в течение длительного периода времени. Так что у вас появится какое-то описание этой области пространства-времени, и у меня появится некоторое описание этой области пространства-времени. Эти описания индивидуально полные.

– И тогда второй наблюдатель… это что? Копия?

– Теория относительности говорит нам, что не существует выделенных наблюдателей. Должна существовать калибровочная эквивалентность между причинными бриллиантами, и тогда все, что находится за моим горизонтом, является физической копией того, что я могу наблюдать прямо здесь. Так что если вы рассматриваете все возможные причинные бриллианты, то у вас имеется бесконечно избыточное описание одной и той же квантовой системы с точки зрения различных наблюдателей.

Бэнкс довел голографический принцип до логического завершения, но это завершение несколько ошарашивало. Сасскинд научил меня, что ни один наблюдатель не может увидеть двух слонов сразу, или, если выражаться точнее, что существует только один слон. Нам только кажется, что слонов было два, когда случается перепутать копию с оригиналом. Но и «оригинала» тоже не было. Были лишь копии копий, каждая так же иллюзорна, как и следующая. Но если до избыточных слонов нам мало дела, то что же нам делать с избыточными вселенными?

– Итак, у нас есть бесконечно избыточные описания одной и той же квантовой системы, и пространство-время возникает, когда мы складываем вместе все эти описания, – продолжал Бэнкс.

– Если пространство-время возникает, то его можно назвать эмергентным? – учитывая все, что Полчински рассказал нам об M-теории, это могло походить на правду.

– Ну, время – не эмергентно, хотя и зависит от наблюдателя. Пространство возникает в результате квантово-механических связей между различными наблюдателями. Секрет состоит в том, что где области двух наблюдателей перекрываются, там должна существовать согласованность между тем, что они оба видят. И вот, на самом деле, это очень, очень сильное ограничение.

– А в чем заключается это ограничение? – спросила я.

Что может оставаться инвариантным при переходе от одного причинного бриллианта к другому причинному бриллианту? Если все наблюдатели по-разному видят одну и ту же исходную реальность, то в чем же тогда ее реальность?

– У этой задачи не может быть много решений, – сказал Бэнкс. – Одно из них мы нашли вместе с Вилли Фишером и назвали жидкостью черной дыры. Это квантовое состояние, не похожее ни на что из того, к чему мы уже привыкли. В нем нет частиц. В нем нет даже пространства-времени. Это просто квантовая система, в которой все степени свободы непрерывно взаимодействуют друг с другом. Это однородное изотропное состояние с максимальной энтропией.

Нет частиц, нет пространства-времени? Совершенно однородно? Это звучало ужасно похоже на то, как мой отец характеризовал ничто.

– Мы считаем, что такая жидкость существовала в самом начале Большого взрыва, – сказал Бэнкс. – Инфляционная космология призвана объяснить, почему Вселенная вначале была такой однородной и изотропной, в маловероятном состоянии с низкой энтропией. Однако и эта жидкость тоже однородна и изотропна, но при этом – с максимальной энтропией. Тогда возникает вопрос, почему мир не выглядит как жидкость черной дыры теперь? Ответ: ни жизнь, ни биология, ни какая-либо другая сложность невозможны в этом состоянии. Но если жидкость черной дыры обладает конечным числом состояний, то можно было представить, что она в конечном счете окажется в маловероятном состоянии с низкой энтропией. Эта идея восходит еще к Больцману. Он сказал, что если энтропия системы конечна и система находится в равновесии, то есть проходит через все возможные состояния, и если вы подождете достаточно долго, то система окажется в состоянии с низкой энтропией, в котором может сформироваться сложность. Вилли и я работаем над этой идеей: как, начиная с состояния жидкости черной дыры, получить в конце состояние с низкой энтропией, в котором могло возникнуть что-то сложное и интересное, как жизнь? Это цель нашей работы, но мы ее пока не достигли.

– Я читала блоги Лубоша Мотля, и он сказал, что вы выстраиваете здание физики с нуля, – сказала я. – Вы тоже так думаете?

– Лубош отчасти прав. Однако ни одна из идей, которые вошли в общую картину голографического пространства-времени, не могла бы существовать без труда всех тех, кто внес вклад в наше понимание теории струн. Так, в маловероятном случае, если получится, что я прав, то «только потому, что стоял на плечах гигантов». Я предполагаю, вы знаете, что Ньютон сказал так, намекая на Гука, который был карликом.

Я слышала это, но все-таки заставила себя рассмеяться. Каждый думает, что Ньютон был скромнягой, когда на самом деле он просто был приколист.

– Кажется, в космологии наметилась некая смена парадигмы – от глобальной точки зрения, точки зрения всевидящего Бога, к утверждению, что нужно рассматривать мир с точки зрения одного наблюдателя, – сказала я.

– Да, но я не думаю, что эта идея уже получила достаточное распространение. В Стэнфорде так думают многие, но и они видят проблему не совсем так, как ее вижу я. Они пытаются поместить все, что было сделано ранее, используя глобальный подход, – в том числе инфляцию и ландшафт теории струн, – в эти новые рамки, а я думаю, что эти теории были просто заблуждением. Они хотят взять мир одного наблюдателя и попытаться запихнуть в него все, что видно глазами Бога. Я думаю, что они неправы, но, по крайней мере, это идея ради идеи, – заявил Бэнкс, цитируя Уилера.

– Я пыталась выяснить, что может быть наиболее фундаментальными ингредиентами Вселенной, – сказала я. – Становится понятным, что струны таковыми не являются.

– Верно. В нашем распоряжении имеются эти модели, и при некоторых экстремальных значениях их параметров, когда все становится вычисляемым, они выглядят так, как будто описывают струны. Но в реальной теории никаких струн нет ни в каком фундаментальном смысле. Я думаю, многие согласятся: мы действительно не понимаем, что в нашем мире фундаментально. На мой взгляд, фундаментален голографический принцип, то есть соотношение между геометрией и квантовой механикой.

Когда разговор закончился, я позвонила и заказала такси, чтобы вернуться в отель. Пятнадцать минут спустя тот же водитель, который привозил меня сюда, притормозил перед институтом.

– Вы ученый? – спросил он меня, когда мы повернули в сторону побережья.

– Нет, – сказала я. – Писатель. Но я провожу некоторые исследования.

– Какие исследования? – спросил он.

– Физические, – ответила я. – Я исследую природу реальности.

– Я недавно смотрел шоу по телевизору, и они разговаривали о мельчайших частицах, какие только существуют. Мельчайших частицах! Каких-то мельчайших атомах. Вы что-то знаете об этом?

– О кварках? – рискнула предположить я. Мне не хотелось утруждать себя объяснением, что слово «мельчайшие» ничего не значит. Что выглядевшее мельчайшим в одной системе отсчета может выглядеть наибольшим в другой. И мне казалось неразумным выносить человеку мозг, пока он управляет машиной.

– Точно, именно они, кварки! – сказал он удовлетворенно. – Интересные штучки.

– Они могут быть голографическим кодом гравитации в десяти измерениях, – пробормотала я.

– Что-что? – не понял он.

– Я сказала, что это очень интересно, – прокричала я в сторону водительского кресла. – Они такие маленькие!

Вернувшись в отель, я была рада увидеть отца сидящим в кресле. Во время особенно острого приступа боли и рвоты камень продвинулся дальше по своему пути, где он теперь устроился поудобнее, и боль временно отпустила. Мама, обессиленная, но вздохнувшая с облегчением, сидела на кровати и вязала.

– Как Бэнкс? – спросил отец.

– Просто завораживающе.

Я рассказала о том, что Бэнкс рассказал мне о голографической космологии. Я объяснила, что это совсем не похоже на Вселенную в описании Маркопулу, в которой мы все смотрим на конечные части одной и той же Вселенной. По Бэнксу, каждая такая часть и есть вселенная. Целиком. Самосогласованная и полная.

– Есть только твоя вселенная, и все, – сказала я отцу.

Он выглядел задумчивым:

– Значит ли это, что ты просто копия меня?

– Ну, это мы и так уже давно знаем, – произнесла мама.

– Я уверена, что это моя вселенная, а вы все – копии меня, – сказала я.

– Вот тебе и на! – сказала мама, закатывая глаза. – Мы родились задолго до тебя.

Я рассмеялась, но вопрос о том, чья же все-таки эта вселенная, был вполне законным. Бэнкс дал лозунгу Смолина совершенно новый смысл. Первый принцип голографической космологии теперь должен быть таким: нет ничего вне моей вселенной.

Вечером, пока отец отдыхал в постели, мы с мамой вышли прогуляться. Мы бродили бесцельно по улочкам Санта-Барбары и в конце концов добрались до порта. Воздух был теплым, небо – нежно-розовым; лодки мягко покачивались у причалов.

– Я не могу равнодушно смотреть, как папа мучается, – сказала я, глядя на океан.

– И не говори, – сказала она. – Ты бы видела его ночью! Это было ужасно…

– Но теперь все хорошо?

Она посмотрела на меня с ободряющей улыбкой:

– Конечно, теперь хорошо.

– Я продолжаю думать о книге, – сказала я. – И о Брокмане с Мэтсон. Они думают, что соавторство – это тупиковый путь. И в физике получается так же. Бэнкс говорит, что у каждого из нас своя вселенная, и никто из нас не может говорить больше, чем об одной вселенной сразу. Я чувствую, что одна моя половина хочет писать книгу от себя лично, а другая половина не может смириться с этой мыслью. Ты думаешь, он расстроится? Ты думаешь, он будет меня ненавидеть?

Не знаю, что вызвало мою внезапную исповедь. Возможно, увидев отца больным в постели, я почувствовала себя виноватой. Словно его мочекаменная болезнь была прямым следствием моего предательства. Словно моя потаенная мысль о единоличном авторстве превратилась в камень, застрявший в его мочевыводящих путях. Так, словно если бы я немедленно не избавилась от этой мысли, то она бы затаилась камнем где-то внутри меня. Словно неизбежен был бы его рост, пока он не превратится в черную дыру и не засосет меня внутрь. Словно я была Скрудом.

Мама рассмеялась:

– Он никогда не смог бы ненавидеть тебя! Работать с тобой в физике и быть тебе соучастником – это целый мир для него. Я думаю, что он будет ужасно разочарован, если этого больше не будет. Но я не думаю, что это касается авторства. Писательская доля всегда была твоей. Он мыслитель. Ты писатель.

– Но в этом-то все и дело. Я не писатель. Я только делаю вид, что я писатель.

– Может быть, пора перестать притворяться, – сказала она.

Я вздохнула:

– Наверное, мне просто страшно, потому что я не знаю, как это сделать. Мэтсон сказала, что я должна писать в собственном стиле. А я даже не знаю, с чего начать. Я даже не знаю, хочу ли начинать. Без папы.

Как ни посмотри, выходит плохо. Как я могу написать книгу по физике без него? Если бы не он, я бы никогда не занялась физикой вообще. Я бы никогда не сделала ни одного шага – не только потому, что он зацепил меня своим вопросом «ни о чем», но и потому, что без него, делившего на каждом новом шагу мои тревоги, все это не имело бы большого значения. Я думаю, так получилось с инвариантностью. Я думаю, так получилось в разговорах с другими. Пусть об их мыслях и чувствах мы даже догадаться не можем, не говоря о том, чтобы знать, пусть они сидят на противоположной стороне непреодолимой пропасти, пусть сам факт их принадлежности к «другим» заставляет нас чувствовать себя так чертовски одиноко, – это все же то единственное, что заставляет нас чувствовать свою реальность. Реальность жизни. Даже разгадка тайны Вселенной, кажется, не стоит ничего без моего отца, повторяла я про себя.

Я посмотрела на нее умоляюще:

– Скажи мне, что делать.

– Я не могу, – сказала она.

Я надула губы:

– С каких это пор?

– Он будет тобой гордиться несмотря ни на что, – сказала она. – И я тоже. Я уверена, ты примешь правильное решение.

Я поглядела в сторону гавани. Мой взгляд скользил по спокойной воде, пока он не встретил горы, которые на расстоянии казались маленькими. Я знала, что соавторство подобно смертному прегрешению против голографии, что, пересекая горизонт, мы невольно рождаем что-то безголосое и неправдоподобное. И все же – еще раз: я не была уверена, что нас с отцом следует рассматривать как двух различных наблюдателей, как Сэйфа и Скруда. Каждый из нас всегда знал, что думает другой. Мы понимали друг друга с полуслова, и даже случалось, что я звонила ему, чтобы поделиться какими-то новыми откровениями, и попадала на автоответчик, потому что в тот же самый момент он звонил мне, чтобы поделиться точно тем же откровением. Если бы я не была сама телепатическим партнером в таких ситуациях, я никогда бы не поверила этому. Такие сверхъестественные события происходили с достаточной частотой, чтобы наши близкие, например мама, были убеждены в том, что мы – две половинки одного мозга.

С другой стороны, у нас было много различий. Там, где он был спокоен и терпелив, я была слишком поспешной. Там, где он был благодушен, я была угрюмой и циничной. Он обладал интуицией, я – логикой. Он отказывался переходить улицу на красный свет светофора, даже если на дороге никого не было на много миль вокруг, а мне было комфортнее, когда я нарушала правила, чем когда следовала им. И когда ему приходила в голову блестящая идея, например про H-состояние, он предпочитал посидеть на ней некоторое время, как на яйце, которое надо было высидеть, а я предпочитала ухватиться за нее, привязать к себе, как динамитную шашку, и броситься с ней на танки.

Мне хотелось послушаться Мэтсон. Я хотела обрести свой голос, выйти за рамки разлинованной тетради и писать на ее полях. Мне нужно было найти способ писать в своей собственной системе отсчета, но здесь, в этой системе отсчета, я не знала, что это значило говорить о физике, не говоря о моем отце. Для меня, с самого начала, взрослеть и открывать для себя природу Вселенной означало одно и то же, хотя я полагаю, что это справедливо для всех. Мой мир всегда был странным гибридом жизни и физики, и если бы реальность была моим Снарком, думала я, то, возможно, моя книга будет также странным гибридом.

– Боже мой! – пробормотала я.

– Что такое? – спросила мама.

– Мне кажется, что я знаю, что делать.

Меня вдруг осенило. Обобщенный принцип дополнительности требовал большего, чем единоличное авторство. Он потребовал повествования от первого лица.

– Я собираюсь написать целую историю, – сказала я. – Об отце и его H-состоянии, о Принстоне и Уилере… обо всем этом.

Мы с отцом, возможно, и не живем в одной и той же Вселенной, подумала я, но он появился в моей так же убедительно, как я в его. Его имя не обязательно должно быть на обложке – он мог быть в книге. Он будет моим коллегой, или, может быть, я – его. Мы будем как Дон Кихот и… столь же безумный отец Дон Кихота. Я напишу книгу от первого лица, в соответствии с требованием Брокмана и Мэтсон и в согласии с законами физики, но – и это самое важное – мы будем в ней вместе, не соавторы, но соучастники. Наша книга начиналась как идея, как символ разгадки тайны Вселенной. Но теперь до меня дошло: взрослеть – это значит признать книгу тем, чем она должна в реальности быть, то есть историей. Нет, не так – моей историей. «Разбить стекло и выбраться наружу».

– Так это будет похоже на мемуары? – спросила мама.

Я улыбнулась:

– Вот именно.

Это была единственная логическая возможность: книга с автором внутри горизонта, настолько хитроумно устроенного, что казавшийся, с одной точки зрения, ее автором, с другой – персонаж. Построенная по принципу «сверху вниз», самосогласованная, рассказанная от первого лица, по-гёделевски сумасшедшая космология. Прикольные мемуары.

Моя мама посмотрела на меня с опаской:

– И я там тоже буду?

– Если повезет, – сказала я.

Она бросила на меня еще один суровый взгляд:

– Только не выставляй меня в дурном свете.

Когда мы вернулись в отель, я с волнением рассказала отцу о родившейся идее написать книгу по физике с элементами мемуаров. Я видела по его лицу, что он начинает признавать логическую необходимость происходящего.

– Ну, что же! – одобрительно воскликнул он и улыбнулся. – Это будет настоящая книга!

Он сказал это так, как будто все это время мы говорили именно о такой книге, но только не знали об этом. Или даже так, будто он-то знал, но просто ждал, пока свет дойдет и до меня. Меня охватила паранойя. Неужели он все это спланировал? Хотел преподать мне какой-то урок? Может быть, камни в почках были тому причиной, но казалось, что он испытывал определенное облегчение, словно роль персонажа была ему удобнее, чем роль автора. Я успокоилась, видя, что он счастлив, что мы по-прежнему вместе и что я нашла способ стать писателем. Передо мной открывался путь, показавшийся ему однажды закрытым, и тогда его это очень обеспокоило.

На высоте в тридцать тысяч футов над землей, возвращаясь на восточное побережье, я начала ощущать величие всего того, что встретилось нам во время путешествия. Несомненно, космология вплотную приблизилась к радикальной смене парадигмы. Хотя эта мысль еще не в полной мере проникла в сообщество физиков, не говоря уже о широкой общественности. Перемены стояли уже на пороге, и их приход уже ничто не могло остановить. Как сказал Буссо, это было неизбежно.

Революции в космологии случались и ранее, но крайне редко, с большими временными интервалами между ними. Было сочинение Николая Коперника «О вращении небесных сфер», опубликованное в 1543 году и зажегшее так называемую Великую научную революцию. В ходе нее было низвергнуто аристотелевское мировоззрение, царившее более тысячелетия. Аристотель утверждал, что мир – это конечное множество вложенных одна в другую хрустальных сфер, вовлекавших Луну, Солнце, планеты и звезды в совершенное круговое движение, неподвижным центром которому служила Земля. Тела вблизи Земли, как говорил Аристотель, перемещаются вверх или вниз в соответствии с соотношением в их составе четырех элементов – воздуха, огня, земли и воды; достигнув своего естественного места, элементарные тела переходят в состояние абсолютного покоя. Но Коперник решил, что систему можно упростить: Солнце находится в центре мира, а Земля и все планеты движутся вокруг него. Его соображения подтолкнули то, что мы сейчас называем наукой, выйти за пределы очевидности в направлении чего-то похожего на окончательную реальность. Они также размыли границу между небесными телами и земными, элементарными, что противоречило аристотелевскому разделению мира на подлунный и надлунный, а также давало место определенному представлению об относительности движения. Объяснив кажущееся движение звезд движением Земли, Коперник сделал ненужной их твердую сферу и позволил им разойтись на произвольные расстояния по всему пространству, открывая путь к возможности бесконечной Вселенной. Тихо Браге, наблюдая траектории комет вскоре после этого, вообще лишил сферы права на существование, позволив планетам и звездам бродить самостоятельно в обширных пределах успокаивающе пустого пространства.

Эти новшества повлекли за собой сложные вопросы. Например, если Земля движется, то как мы можем сказать, что какой-то объект находится в состоянии покоя? Что определяет движение планет? Если в пространстве, там, где раньше располагались хрустальные сферы, больше ничего нет, то что за таинственная сила удерживает планеты на их орбитах? Галилей ответил на первый вопрос: аристотелевское несуществующее различие между инвариантными движением и покоем было заменено принципом относительности Галилея, который гласил, что человеку не дано обнаружить разницу между состоянием покоя и инерциальным движением. Ньютон ответил на следующие два вопроса: та же сила, которая заставляет яблоко упасть на землю, заставляет и Землю падать на Солнце. Тяготение. Но механика Ньютона поставила другой вопрос: откуда, черт возьми, берется это самое тяготение? Этот вопрос почти триста лет невесомо висел в воздухе.

Общая теория относительности Эйнштейна раскрыла истинную природу тяготения и дала возможность пространству-времени стать динамическим, а космосу меняться, расширяясь и сжимаясь, и начинаться с Большого взрыва. Но теорию Большого взрыва не удавалось построить до 1980 года, пока инфляция не обеспечила нас недостающими частями головоломки. Правда, инфляция, неожиданно, принесла с собой и новую парадигму. Она обернулась перманентной и хаотической, то и дело вызывая к жизни бесчисленное количество вселенных, пришедших на смену нашей единственной Вселенной и объединившихся в одной бесконечной мультивселенной. В то же время она привела к новому кризису, к проблеме меры, которая подрывала такое фундаментальное свойство науки, как способность делать предсказания.

С другой стороны, эйнштейновская теория гравитации оказалась в серьезном противоречии с квантовой механикой, теорией вещества. Пытаясь соединить одну теорию с другой, Хокинг пришел к парадоксу потери информации в черных дырах, который выглядел совершенно безнадежно, пока Сасскинд не догадался ограничить рассмотрение проблемы точкой зрения одного наблюдателя и тем самым создал лазейку для побега. Но тут пришлось поменять парадигму снова, на ту, которая в дальнейшем грозит разрушить все наши представления об инвариантности и окончательной реальности. Эта революция в науке еще слишком молода, чтобы иметь свое имя, но, скорее всего, ее назовут «голографической», и она вернет нас из мультивселенной обратно в мир, где вселенная только одна.

Я смотрела из иллюминатора на облака и думала, как непредсказуемо чудесно повернулась наша собственная история. Вот уже пятнадцать лет мы с отцом кружим вокруг, вынюхивая ответы на свои же вопросы о мироздании и оставаясь жить при этом в собственном небольшом сюрреалистическом мирке, который выстроили для себя сами, словно мы играли в маленькую частную ролевую игру. Мы приехали в Калифорнию поболтать с Буссо, Сасскиндом и Бэнксом на темы, которые нас как-то заинтересовали во время беседы в одном китайском ресторане, и вдруг мы оказались вырванными из нашей игры, нашего маленького мира, мы вдруг оказались втянутыми во что-то гораздо большее. Словно мы натолкнулись на Галилео Галилея, когда он направляет свой телескоп на небо, или принесли Эдвину Хабблу чашечку кофе в тот момент, когда он рассчитывает расстояния и красные смещения галактик. Мы тупо проходили собственную миссию, и вдруг, как Форрест Гамп, очутились в окопах истории.

Если еще в 50-е годы Макс Борн считал, что понятие реальности стало проблематичным, то, я думаю, сейчас он вовсе сошел бы с ума. Дуальность М-теории лишила реальности понятия размера, размерности, геометрии, топологии, частиц и струн. То, что выглядит пространством-временем в одном представлении, оборачивается материальным объектом в другом. Высокая энергия становится низкой. Элементарное становится сложным. Большое становится малым.

Для меня, онтического структурного реалиста, это было облегчением. Обычный реалист давно бы уже наложил в штаны. Почти каждый оставшийся осколок онтологии исчезал прямо на наших глазах. Но дуальности не нарушали структуру. Все эти кардинально различные физические картины мира описывались с помощью одной и той же математики. Структура чувствует себя в безопасности перед лицом онтологической неопределенности, хотя Вселенная, кажется, никогда еще не находилась в таком неопределенном состоянии, как сейчас. Боже мой! Если спросить ведущих мировых физиков, то онтологии не существует и вовсе. Иными словами, мир сделан вообще из ничего.

Теперь я понимала, что Сасскинд и Гросс имели в виду, когда говорили, будто не знают, что такое теория струн. Это не потому, что там есть какие-то математические трудности, и не потому, что нет достоверных экспериментов, и даже не потому, что недостает какого-то принципа или двух. Это потому, что они в буквальном смысле слова не знают, что описывает эта теория. Физика элементарных частиц занимается элементарными частицами. Квантовая теория поля описывает квантованные поля[54]. Объектами общей теории относительности служат пространство-время и гравитация. А где объекты теории струн? Это не струны, не частицы и даже не браны. Многие физики так усердно выстраивали математическое здание теории, не имея понятия, что она должна описывать. «Я не могу даже предположить», – сказал Полчински. Если струны выглядели бранами при низкой энергии, а браны оказывались струнами в пространстве с дополнительными измерениями, а частицы превращаются в струны в другой геометрии, тогда ни одна из них не может быть инвариантной. Ничто из них не могло быть реальным.

В добавление к беспокойству Борна, Бэнкс упаковал все остававшиеся надежды на инвариантность и отправил их за горизонт. Извлекая уроки из голографического принципа и доводя принцип горизонтной дополнительности до логического конца, Бэнкс утверждал, что информация не может теряться при пересечении деситтеровского горизонта. Вселенная для каждого наблюдателя, хотя конечна и ограничена, но представляет собой целое шоу. Если ни один наблюдатель не может потерять информацию, если весь мир содержится полностью внутри светового конуса наблюдателя, то ничто, находящееся за горизонтом событий, не могло добавить наблюдателю новой информации. Она просто была бы копией информации, которая у него уже есть. Другое описание того же самого слона. Новое, но состоящее из тех же битов. Изоморфный фрагмент той же структуры. Калибровочная копия. Не реальная.

На «глубочайший вопрос космологии», сформулированный Сасскиндом, Бэнкс решительно дал отрицательный ответ. Объекты по другую сторону космического горизонта не являются реальными. Что в конечном счете означало: ничто не реально. В конце концов, горизонты зависят от наблюдателя. Мой деситтеровский горизонт отличается от деситтеровского горизонта моего отца, откуда следует, что объект за пределами моей вселенной может находиться внутри его вселенной. Если объекты, находящиеся за пределами горизонта, не являются реальными, то нечто не реальное по моему мнению, может оказаться реальным по мнению моего отца, и наоборот. Реальность перестала быть независимой от наблюдателя.

Благодаря Бэнксу мы могли вычеркнуть Вселенную из списка ингредиентов окончательной реальности. Остались только индивидуальные, зависящие от наблюдателя вселенные, хотя каждый из нас мог говорить только об одной из них. Это был своего рода солипсизм, которого так старался избежать Уилер. Но еще должно существовать какое-то условие согласованности, чтобы связать то, что видят разные наблюдатели. Если вселенная каждого наблюдателя – одно из дополнительных, избыточных описаний, что именно описывает это описание? Бэнкс сказал, что это однородная жидкость черной дыры. Отец сказал: это – ничто.

Мой отец, конечно, был в восторге от такого развития событий. Все, казалось, подтверждало его интуицию: все – это ничто, H-состояние, откуда следовало, что только ничто – и ничто, кроме него – может быть инвариантным или реальным. Я и сама чувствовала озноб, потому что я знала: невозможно объяснить Вселенную, не имея никакой онтологии. Вселенная, сотворенная из ничего, однако, по идее может объяснить сама себя. Как самонастраивающийся контур.

Но до этого пункта в нашем списке нам еще предстояло дойти. Последним ингредиентом, остававшимся на салфетке из блинной, была скорость света. Было бы логично, если бы этот пункт нашего списка выжил. Все предыдущие зависели от наблюдателя, но сами наблюдатели были определены своими световыми конусами. Если граница – это все, что необходимо, чтобы ничто превратить в нечто, то все, что вам нужно для существования границы, – это конечная и инвариантная скорость света. Я не могла себе представить, что могло бы нас заставить вычеркнуть и ее. Вопрос был не нов. Но до меня самой только сейчас дошла ужасная мысль: это тот самый вопрос, который мы в самом начале задали Уилеру в Принстоне. Если наблюдатели создают реальность, откуда тогда берутся сами наблюдатели?