Многие физики пытались создать универсальную теорию (иначе — Единую теорию), которая бы могла описать силы природы — электромагнетизма, сильного и слабого взаимодействия, а также гравитации. Однако до недавнего времени успехом похвастаться никто не мог. Но…
В ноябре 2007 года мало кому известный американский исследователь Энтони Гаррет Лизи опубликовал свою версию Единой теории, объясняющей природу всех элементарных сил во Вселенной. И тем самым, конечно, привлек внимание.
Лизи не числится в штате ни одного из научных институтов. С момента получения докторской степени по теоретической физике в Калифорнийском университете в 1999 году он работает от случая к случаю, причем не в науке. Он уже успел побывать и туристическим гидом на Гавайях, и строителем мостов. В промежутках между этими занятиями он любит покататься «на доске» — то по волнам, то по снегу.
Тем не менее, этот любитель серфинга и сноуборда сумел найти время для работы над своим вариантом «теории всего» (Theory of everything). Так на жаргоне физиков полушутя-полусерьезно называют Единую теорию.
О создании ее мечтал еще Альберт Эйнштейн. На протяжении почти всей своей жизни в дополнение к общей теории относительности он мечтал создать еще одну, самую-самую общую теорию, которая бы вобрала в себя все законы и силы Вселенной.
Все знают, что этого не может быть. Но вот приходит некто, кто этого не знает. Он-то и делает открытие.
Альберт Эйнштейн
В течение ХХ века, как сказано, было предложено множество «теорий всего», но ни одна из них не смогла пройти экспериментальную проверку. Хотя кое-чего ученые и сумели добиться.
Первым шагом на пути к объяснению четырех фундаментальных взаимодействий стало объединение электромагнитного и слабого взаимодействий в теории электрослабого взаимодействия, созданной в 1967 году Стивеном Вайнбергом, Шелдоном Глэшоу и Абдусом Саламом.
В 1973 году была предложена теория сильного взаимодействия, в рамках которой удалось объединить все типы взаимодействий, кроме гравитационного. Таким образом, недостающим звеном в «теории всего» остается построение теории квантовой гравитации на основе квантовой механики и общей теории относительности.
Одним из общепризнанных «кандидатов на решение» некоторое время считалась утвердившаяся в конце ХХ века теория струн (string theory), или М-теория.
Суть ее в самом первом приближении такова. В начале прошлого века появились предположения, что Вселенная имеет больше измерений, чем наблюдаемые три пространственных и одно временное. Благодаря идеям немецких физиков Калуцы и Клейна стало возможным создание теорий, оперирующих большими размерностями. Созданные ими математические теории были использованы для описания многомерного пространства, заполненного некими суперструнами. Из чего они сделаны — непонятно. Тем не менее…
«Вообразите себе замкнутую струну, то есть петлю, — предлагают теоретики, — которая может вращаться, скручиваться и колебаться не только в наших трех измерениях плюс во времени, но и еще, как минимум, в шести других, лежащих вне пределов нашего сознания. Извиваясь, петля резонирует в различных тональностях, словно десятимерная скрипичная струна…»
Так в представлении Лизи выглядит схема многомерного мира.
Вам все понятно в этом словесном построении?..
Я признаться, мало что понял. Да и многие другие люди — в том числе и сами физики — тоже. А потому долгое время теория суперструн воспринималась многими, в том числе и ее автором — советским академиком Я.Б. Зельдовичем, — лишь как некая игра ума. Получается вот в теории этакое занятное построение, а как быть с практикой — мы еще посмотрим…
Родилась же эта теория, можно сказать, с отчаяния — за неимением ничего лучшее го. И незаконченность ее, незавершенность раздражает многих теоретиков. В том числе, очевидно, и Энтони Лизи. Как он выразился, основная цель его работы состояла как раз в том, чтобы развенчать теорию струн.
Свою собственную теорию Лизи построил, опираясь исключительно на алгебру Ли. Так именуется один из разделов абстрактной алгебры, разработанный 120 лет назад норвежским математиком Софусом Ли. Теория оперирует некой 248-мерной пространственной структурой. Рассмотрев частный случай этой структуры, известной под обозначением E8, Лизи пришел к выводу, что она пригодна для описания всех известных физических законов.
Ранее этими же структурами воспользовался нобелевский лауреат Мюррей Гельман, предсказавший на основе структур Ли наличие, как минимум, 20 элементарных частиц — так называемых «кварков». Однако существование и их, впрочем, до сих пор не подтверждено экспериментально.
Лучшим доказательством теории Лизи будет прогноз массы этих частиц. Ведь после того как физик расставил по местам все известные частицы, согласно своей теории, в структуре фундаментальных законов природы, как некогда в таблице Менделеева, остались пробелы. Здесь, по идее, должны быть частицы, пока еще не известные человечеству. Лизи полагает, что их, возможно, вскоре откроют с помощью самого мощного ускорителя в мире — Large Hadron Collider, который в 2008 году обещают запустить в Швейцарии.
Пока же те из физиков, кто успел ознакомиться с его революционной теорией, признают ее элегантной и простой. Насколько вообще простым может быть обобщающее учение о Вселенной…