Оценка ситуации
История физики содержит немало примеров идей, которые в
момент своего появления казались совершенно не поддающимися проверке, но
впоследствии получили полное экспериментальное подтверждение в результате
разработки методов, появление которых трудно было предвидеть. Тремя примерами
таких выдающихся идей, которые в настоящее время общеприняты, но которые в
момент своего появления казались скорее научно‑фантастическими, чем научными,
являются: идея о том, что вещество состоит из атомов; гипотеза Паули о
существовании частиц‑призраков — нейтрино и гипотеза о том, что небеса усеяны
нейтронными звездами и черными дырами.
Мотивы, которые привели к созданию теории струн, были не
менее стимулирующими, чем в случае любой из трех идей, упомянутых выше, —
в действительности, теория струн приветствовалась как наиболее важное и
восхитительное достижение со времен появления квантовой механики. Это сравнение
особенно уместно, поскольку история квантовой механики учит нас, что революции
в физике легко могут затянуться на многие десятилетия, которые должны пройти,
прежде чем новая теория достигнет зрелости. Между тем, если сравнивать
современных специалистов по теории струн с физиками, которые были заняты
разработкой квантовой механики, то у последних было большое преимущество: даже
в незаконченной формулировке квантовая механика имела непосредственный контакт
с экспериментальными данными. Несмотря на это, потребовалось около 30 лет на разработку
логической структуры квантовой механики и еще примерно 20 лет на ее объединение
со специальной теорией относительности. Мы заняты объединением квантовой
механики и общей теории относительности, что представляет собой гораздо более
сложную задачу, к тому же взаимодействие с экспериментом здесь очень
затруднено. В отличие от тех, кто работал над квантовой механикой, ученые,
которые сегодня занимаются разработкой теории струн, лишены яркого света
природы, который дают детальные экспериментальные исследования и который
направлял бы их шаг за шагом вперед.
Это означает, что наше поколение физиков и, возможно,
несколько следующих посвятят свою жизнь исследованиям и разработкам в области
теории струн, не имея совершенно никакой обратной связи с экспериментом.
Немалое число физиков, которые по всему миру ведут энергичные исследования в
области теории струн, знают, что они идут на риск: усилия всей их жизни могут
не принести окончательного подтверждения теории. Не вызывает сомнений, что
прогресс в теоретических исследованиях будет оставаться значительным, но будет
ли он достаточен для того, чтобы преодолеть существующие препятствия и сделать
решающие, поддающиеся экспериментальной проверке предсказания? Помогут ли
косвенные проверки, которые мы обсуждали выше, найти настоящее «дымящееся
ружье» для теории струн? Эти вопросы очень важны для всех, кто занимается
исследованиям в области теории струн, но дать на них ответ не может никто.
Только время способно ответить на них. Чарующая простота теории струн, способ,
которым она разрешает противоречие между гравитацией и квантовой механикой, ее
способность объединить все компоненты мироздания и потенциально неограниченная
предсказательная мощь — все это рождает вдохновение, оправдывающее риск. Эти
высокие рассуждения постепенно находят все более основательное подкрепление
благодаря способности теории струн открывать новые поразительные физические
характеристики Вселенной, основанной на понятии струны, которые, в свою
очередь, вскрывают тонкую и глубокую логику мироздания. Выражаясь языком,
которым мы пользовались в этой главе, многие из этих характеристик являются
общими принципами, которые станут фундаментальными свойствами построенной из
струн Вселенной независимо от неизвестных сегодня деталей. Самые удивительные
из них окажут глубокое влияние на наше постоянно развивающееся понимание
пространства и времени.
|
