Будущее человечества. Колонизация Марса, путешествия к звездам и обретение бессмертия (Каку) - страница 217

Как только мы проникаем в кротовую нору, теория относительности Эйнштейна становится бесполезной. Квантовые эффекты там настолько сильны, что провести нас через кротовую нору должна другая теория, более высокого порядка. Сейчас на это способна только теория струн — одна из самых странных концепций в истории физики[76].

Какая теория может объединить общую теорию относительности и квантовую теорию на уровне планковской энергии? Эйнштейн последние 30 лет своей жизни занимался поисками теории всего, которая позволила бы ему «прочитать мысли Бога», но потерпел неудачу. Теория всего остается одной из главных проблем современной физики. Она раскрыла бы для нас некоторые важнейшие тайны Вселенной, с ее помощью мы смогли бы исследовать путешествия во времени, кротовые норы, дополнительные измерения, параллельные вселенные и даже то, что происходило до Большого взрыва. Мало того, именно от ответа на этот вопрос зависит, сможет ли человечество путешествовать по Вселенной на сверхсветовых скоростях.

Чтобы разобраться в этом, нам нужно осмыслить основание квантовой теории — принцип неопределенности Гейзенберга. Этот принцип, название которого звучит так невинно, гласит, что, какими бы чувствительными ни были инструменты, невозможно точно определить одновременно скорость и положение любой элементарной частицы, к примеру электрона. Здесь всегда присутствует квантовая размытость. Вырисовывается поразительная картина: на самом деле электрон представляет собой целый набор различных состояний, и каждое из них описывает электрон в какой-то конкретной точке и с какой-то конкретной скоростью. Эйнштейн ненавидел этот принцип. Он верил в «объективную реальность» — обычное бытовое представление о том, что объекты существуют в определенных конкретных состояниях и что точное положение и скорость любой частицы можно измерить.

Но квантовая теория говорит иначе. В зеркале вы видите себя не таким, какой вы на самом деле. Вы состоите из очень большого набора разных волн. Образ, который вы видите в зеркале, — это некое усреднение, наложение всех этих волн. Есть даже небольшая вероятность того, что некоторые из них распространяются на всю вашу комнату и дальше, в пространство. Некоторые волны, возможно, распространяются до Марса или даже дальше. (Мы любим задавать нашим аспирантам задачу на расчет вероятности того, что некоторые из их волн доходят до Марса и что однажды утром они, встав с постели, смогут ступить прямо на поверхность Красной планеты.)

Эти волны называют «квантовыми поправками» или «квантовыми флуктуациями». В обычных условиях эти поправки малы, так что бытовые представления, основанные на здравом смысле, прекрасно работают, — ведь мы представляем собой наборы атомов и видим только усредненные образы. Но на субатомном уровне квантовые поправки могут быть большими, так что электроны могут находиться в нескольких точках одновременно и существовать в параллельных состояниях. Ньютон был бы шокирован, если бы ему объяснили, что электроны в транзисторах могут существовать в параллельных состояниях. Именно квантовые поправки делают возможной современную электронику. Так что если бы мы могли каким-то образом отключить квантовую размытость, все наши чудеса техники перестали бы работать и общество оказалось бы отброшено почти на 100 лет назад, в доэлектрическую эпоху.