В начале было ничто. Про время, пространство, скорость и другие константы физики - Питер Эткинс

данном случае, если время движется по кругу, то у него не могло быть никакого заметного начала, – кто может указать, в какой точке начинается круг? Тогда выходит, что наука одержала пиррову победу – разгадала тайну того, что же происходило, когда все началось. Просто-напросто ничего не начиналось, или, другими словами, начало и конец оказались одним и тем же местом.

Время, идущее по кругу, – не единственная возможная проблема. На очень коротких интервалах времени сразу после рождения Вселенной – неважно, была она Протовселенной или нет – и при очень тщательном анализе течения времени в нашем мире концепция времени может и вовсе рухнуть. Это может произойти множеством способов. Одна из возможностей заключается в том, что на крайне малых пространственных масштабах, порядка так называемой планковской длины, столь привычная для нас «гладкость» пространства, которую мы полагаем его неотъемлемым свойством, исчезает, и различие между пространством и временем стирается [11]. Перестает работать и современная физика. Никто пока не имеет ни малейшего представления, как найти подход к этому сценарию. На таких масштабах пространство-время больше не является однородной, непрерывной, похожей на жидкость средой – теперь оно скорее похоже на ящик, наполненный песком или пеной. Эту проблему мне тоже придется отложить в сторону.

* * *

В отсутствие убедительных доказательств обратного давайте считать, что начало все-таки было, и сосредоточимся на моменте, когда ничто стало чем-то. На этом моменте сфокусировалось множество философских, мифологических и теологических спекуляций, к которым мы сейчас добавим еще одну – надо признать, псевдонаучную. До этих строк я призывал вас представлять себе «ничто» всего лишь как пустое пространство и пустое время – короче, как пустое пространство-время. Но теперь пора отбросить этот примитивный взгляд. С этих пор, говоря «ничто», я буду подразумевать именно абсолютное ничто. Меньше, чем пустое пространство. Меньше, чем вакуум. Если угодно, «отсутствие существования», знакомое индийской философии. Чтобы подчеркнуть его абсолютную пустоту, я буду писать это слово с заглавной буквы: «Ничто». В нем нет ни пространства, ни времени – абсолютно, абсолютно ничего. Вакуум вне пространства и времени. Полная, совершенная пустота. Пустота, в которой нет даже пустоты. Все, что у нее есть, – это ее имя [12].

В начале Вселенной (точнее, Протовселенной, но я для простоты больше не стану пользоваться этим термином), Ничто обернулось чем-то. В нашей нарождающейся Вселенной появились пространство и время. Непосредственным результатом этого оборачивания и стало то, что мы называем Большим Взрывом. Однако на этом этапе я хочу избежать взрывных ассоциаций. Мне хотелось бы представить Большой Взрыв как событие, которое имело место позже, чем Ничто оборотилось чем-то. Обернувшись чем-то, Ничто в надлежащий миг и позволило – в определенном смысле – случиться Большому Взрыву. Сейчас наука ничего не говорит о механизме, посредством которого Ничто оборотилось чем-то, – быть может, она и никогда не сможет ничего о нем сказать, хотя кое-какие догадки имеются. Приверженцы религий или мирские поэты, возможно, могли бы довольствоваться представлением о творце, который существовал отдельно от Ничего. Он мог упереться в него плечом или просто случайно с ним столкнуться, что и сдвинуло Ничто с места и заставило покатиться навстречу своей судьбе (а если это произошло нечаянно, творец, возможно, теперь в ужасе от содеянного). Но это ненаучный подход.

Сосредоточимся на этом качении, оставив в стороне вопрос о том, как оно началось, – для решения этой важной проблемы время еще придет[13]. Я, как вы знаете, придерживаюсь мнения, что, когда Ничто стало чем-то, ничего особенного не случилось. Вы, вероятно, согласитесь, что Ничто абсолютно однородно: в нем нет и не может быть ни комков, ни просветов, ни бездн, оно не может растягиваться или сплющиваться, – ведь иначе оно уже не было бы Ничем. Если так, то мне представляется вероятным, что, когда Вселенная тихонько, – ведь ничего особенного при этом не произошло, – вкатилась в состояние существования, Ничто свою однородность сохранило. Таким образом, пространство и время, появившиеся вследствие этого события, однородны. Поскольку, в частности, эта однородность свойственна времени, энергия, согласно Нётер, должна сохраняться. Отсюда и происходит этот первичный закон природы – а вслед за ним причинность, наука и познаваемость физического мира. Кроме того, он открывает перспективу появления и развития – в должное время – земледелия, войн, изучения микромира и вообще всяческих способов щекотания и возбуждения чувств и интеллекта: литературы, музыки, изобразительных искусств. «Ничего особенного», – но сколько удивительных последствий!

Идея о том, что при рождении Вселенной не случилось «ничего особенного», – это, конечно, всего лишь гипотеза, умозрительное предположение, которое, кажется, противоречит самой структуре реальности (поневоле вспоминаются слова Донны Тартт о красоте) [14]. Но гипотезы приобретают доказательную силу, когда оказывается, что их следствия согласуются с наблюдениями. Гипотезу о том, что «не случилось ничего особенного», в данном случае наблюдения явно подтверждают. Так что, возможно, она все же не является ошибочной. Это, однако, не дает никакой гарантии, что она верна: к тем же выводам могли бы привести и альтернативные предположения. Наука – жестокая вещь: стоит выводам из вашей гипотезы хоть раз разойтись с наблюдениями, этого будет достаточно, чтобы она отправилась на гигантскую свалку ложных идей, скопившихся за века истории и продолжающую расти; а если, напротив, какое-то следствие гипотезы подтвердилось, это вовсе не гарантирует вам ее правильность, а лишь поощряет к продолжению поисков. Гипотезы дорастают до теорий, когда их выводы, а иногда и предсказания, соответствуют наблюдениям постоянно и регулярно, – но даже теория, достигшая, казалось бы, зрелой устойчивости, может рухнуть от одного-единственного вывода, расходящегося с реальностью.

Все научные идеи всегда стоят на грани краха. Пусть один из ваших выводов выглядит несомненным или хотя бы правдоподобным, – но вытекают ли из ваших рассуждений и другие следствия, которые подтверждаются наблюдениями? Можете ли вы хоть на время считать свою идею неуязвимой для угрозы развенчания?

* * *

Я говорил о времени, опираясь на свойства пространства; теперь поговорим о пространстве, опираясь на свойства времени. Пространство, наш дом и вместилище всех наших действий, начало существовать при рождении Вселенной. В духе моих предыдущих рассуждений, когда Ничто оборотилось чем-то, присущая Ничему однородность была унаследована новорожденным пространством. Симметрия, которой требует найденная Эмми Нётер удивительная связь между симметрией и сохранением, в данном случае и выражается в этой однородности.

Что означает однородность пространства? Точно так же, как интерпретация однородности времени, о которой я говорил выше, интерпретация однородности пространства состоит в том, что эксперимент, выполненный в одном месте, даст тот же результат, что и эксперимент, выполненный в каком-то другом. Эксперименты, выполняемые