Божественото уравнение. В търсене на теория на всичко – Мичио Каку

Когато Нютон открива закона за гравитацията, той обединява законите, управляващи небето, със законите, управляващи земята. Оттогава учените вмъкват нови и нови природни сили във все по-универсални теории. Може би най-голямото предизвикателство обаче е постигането на монументален синтез между двете основни теории – на относителността и квантовата теория. Този синтез би бил върховно постижение на науката, дълбоко обединение на всички природни сили в едно красиво, величествено уравнение, което ще разкрие най-фундаменталните тайни на природата:

Какво се е случило преди Големия взрив?
Какво има от другата страна на една черна дупка?
Съществуват ли други вселени и измерения?
Възможно ли е да пътуваме във времето?
Защо сме тук?

Каку също така представя и разгорещените спорове около тази обединяваща теория, в които Нобелови лауреати заемат противоположни позиции. Това е приковаваща вниманието, завладяваща книга. Залогът е разбирането ни за вселената. Написана с характерния за Каку ентусиазъм и яснота, историята на това епично пътешествие е всъщност историята на Божественото уравнение.

 

Трябваше да е върховна теория, една-единствена рамка, която да обедини всички сили на космоса и да бъде хореогра­фия на всичко – от движението на разширяващата се вселена до невидимия танц на субатомните частици. Трудното беше да се напише уравнение, чиято математическа елегантност да обхване цялата физика.
С проблема се заеха някои от най-изтъкнатите физици на света. Стивън Хокинг дори изнесе лекция със страховитото заглавие „Вижда ли се краят на теоретичната физика?“.
Ако такава теория е успешна, би била върховното пости­жение на науката. Това ще е Светият Граал на физиката, една формула, от която, по принцип, човек би могъл да изведе всички други уравнения – от Големия взрив нататък до края на вселената. Би била крайният продукт на две хиляди години научни изследвания, още от времето, когато древните са се запитали: „От какво е направен светът?“.
От тази идея спира дъхът.

За първи път попаднах на мечтата предизвикателство, ко­гато бях дете на осем. Един ден вестниците обявиха, че голе­мият учен току-що е починал. Беше публикувана незабрави­ма снимка.
Виждаше се бюро, на което беше оставена отворена те­традка. Текстът отдолу гласеше, че най-великият учен на на­шето време не е успял да довърши работата, с която се е заел. Останах стъписан. Кое може да е толкова трудно, че дори ве­ликият Айнщайн да не може да го реши?
Тетрадката съдържаше неговата недовършена теория на всичко – Айнщайн я наричаше Единна теория на полето. Търсел е уравнение, може би не по-дълго от няколко сантиметра, което би му позволило, по неговите думи, „да чете мислите на Бог“.
Без напълно да си давам сметка за сложността на пробле­ма, реших да тръгна по стъпките на великия учен с надеждата да изиграя някаква, макар и малка роля в довеждането на тър­сенията му до успешен край.
Мнозина други обаче също бяха опитали и се бяха прова­лили. Както някога бе казал физикът от „Принстън“ Фрийман Дайсън, „пътят към единната теория на полето е осеян с тру­повете на провалените опити“.
Днес обаче много от водещите физици са убедени, че са близо до решението.
Водещият (за мен единствен) кандидат се нарича „струн­на теория“, според която вселената не е направена от отдел­ни частици, а от миниатюрни вибриращи струни, като всяка нота отговаря на субатомна частица.
Ако имахме достатъчно мощен микроскоп, бихме могли да видим, че електроните, кварките, неутроните и т.н. не са нещо друго, а вибрации на миниатюрни примки, подобни на гумен ластик. Ако дръпнем този ластик достатъчно на брой пъти и по различни начини, в крайна сметка ще създадем всички известни субатомни частици във вселената. Това озна­чава, че законите на физиката може да бъдат сведени до хар­монии на тези струни. Химията съдържа мелодиите, които може да се изсвирят на тях. Вселената е симфония. А мисли­те на Бог, които Айнщайн споменава така красноречиво, са космическата музика, която отеква в пространство-времето.
Въпросът не е само академичен. Всеки път, когато учените откриват нова сила, пътят на цивилизацията и съдбата на чо­вечеството се променят. Например, когато Нютон формулира законите за движението и гравитацията, той полага основите на машинната епоха и индустриалната революция. Майкъл Фарадей и Джеймс Кларк Максуел обясняват електромагнетизма и с това поставят началото на осветените градове, на мощните електромотори и генератори, на моменталните комуникации, телевизията и радиото. Уравнението на Айн­щайн Е = тс² разкрива могъществото на звездите и помага да разгадаем атомните сили. Когато Ервин Шрьодингер, Вернер Хайзенберг и други отключват тайните на квантовата теория, започва високотехнологичната революция на днешния ден, със суперкомпютрите, лазерите и всички невероятни устрой­ства, които имаме в домовете си.
В крайна сметка всички чудеса на модерните технологии се случват благодарение на работата на учените, които по­степенно разкриват фундаменталните сили на света. Сега те може би са близо до теория, която обединява четирите фун­даментални сили на природата – гравитацията, електромаг­нитната сила, силните и слабите ядрени взаимодействия – в една-единствена теория. И тя би могла да отговори на някои от най-дълбоките неясноти и въпроси на науката, като:

• Какво се е случило преди Големия взрив? Защо изобщо е възникнал той?
• Какво има от другата страна на една черна дупка?
• Възможно ли е да се пътува във времето?
• Има ли червееви дупки към други вселени?
• Има ли по-висши измерения?
• Съществува ли мултивселена от паралелни вселени?

Тази книга представя опитите за откриване на такава вър­ховна теория, както и странните обрати и поврати в една от несъмнено най-особените глави в историята на физиката. Ще разгледаме всички предишни революции, донесли днешните технологични чудеса, като започнем с революцията на Ню­тон, след това ще се спрем на овладяването на електромаг­нитната сила, развитието на относителността и струнната теория в нашето време. И ще обясним как тази теория би мо­гла да разгадае най-дълбоките мистерии на пространството и времето.

Все пак остават препятствия обаче. При цялото вълнение около струнната теория, критиците ѝ никак не се колебаят да изтъкват недостатъците ѝ, а въпреки всичките възхвали и ме­дийна шумотевица, реалният напредък загуби скорост.
Най-очебийният проблем е, че въпреки възхвалите за кра­сотата и всеобхватността на теорията не разполагаме с твър­ди, подлежащи на проверка доказателства за валидността ѝ. Някога имаше надежда, че Големият адронен колайдер край Женева, Швейцария – най-големият ускорител на частици до­сега, – ще открие конкретни доказателства в помощ на един­ната теория, но тази надежда остава неосъществена. Колайдерът успя да открие хигс-бозона (или Божията частица), но тя е твърде малка липсваща част от мозайката.
Макар да са правени амбициозни предложения за още по-мощен наследник на Големия адронен колайдер, няма ни­каква гаранция, че тези скъпи машини ще открият каквото и да било. Никой не знае със сигурност при каква енергия ще засечем нови субатомни частици, които биха потвърдили теорията.
Може би най-съществената критика към струнната теория обаче е това, че предсказва съществуването на мултивселена – множество вселени. Айнщайн отбелязва, че ключовият въпрос е: Имал ли е Бог избор, когато е създавал вселената? Уникална ли е тя? Самата струнна теория е уникална, но ве­роятно има безкраен брой решения. Физиците наричат това проблем на пейзажа – допускането, че нашата вселена може да е само едно сред океан от други решения, които са също толкова валидни. Ако вселената ни е само една от много дру­ги възможности, коя точно от тях е тя? Защо живеем в тази вселена, а не в някоя друга? В такъв случай каква е достовер­ността на предвижданията на струнната теория? Дали това е теория на всичко, или теория на каквото и да е?
Признавам, че имам дял в това пътешествие. Работя по струнната теория още от 1968 г., когато тя се появи сякаш случайно, без предизвестие, напълно неочаквано. Свидетел съм на забележителната еволюция на теорията, развила се от една формула до дисциплина, чиито изследователски мате­риали могат да напълнят цяла библиотека. Днес струнната теория е в основата на изследванията, които се провеждат във водещите световни лаборатории. Надявам се настоящата книга да ви предложи балансиран и обективен анализ както на успехите, така и на ограниченията в струнната теория.
Също така тя ще покаже защо пътешествието плени въоб­ражението на водещите световни учени и защо теорията буди толкова много страсти и противоречия.

Както стана дума, с годините в струнната теория се откри­ват нови пластове. Скоро след като М-теорията беше пред­ложена през 1995 г., през 1997 г. Хуан Малдасена направи друго удивително откритие.
Той стресна цялата общност на физиците, като показа нещо, смятано преди това за невъзможно че суперсиметричната теория на Ян-Милс, която описва поведението на субатомните частици в четири измерения, е дуална, или мате­матически еквивалентна на определена струнна теория в де­сет измерения. Това разтърси света на физиката. Към 2015 г. имаше десет хиляди научни публикации, вдъхновени от ста­тията на Малдасена, което я направи най-влиятелната статия в областта на физиката на високите енергии. (Симетрията и дуалността са свързани, но различни. Симетрията възниква, когато презареждаме компонентите на едно уравнение и то остава същото. Дуалността възниква, когато покажем, че две съвършено различни теории са всъщност математически ек­вивалентни. Забележително е, че струнната теория притежа­ва и двете силно нетривиални характеристики.)
Както видяхме, уравненията на Максуел показват дуал­ност на електрическото и магнитното поле – тоест уравнени­ята остават едни и същи, ако сменим двете полета, ако пре­върнем електрическото поле в магнитно. (Можем да видим това математически, защото уравненията често съдържат величини като Е² + В², които остават същите, когато завър­тим полетата едно в друго, както в питагоровата теорема). По подобен начин съществуват пет различни струнни теории в десет измерения, за които може да се докаже, че са дуални по­между си, така че всъщност представляват една-единствена маскирана единайсетизмерна М-теория. И така, забележител­но, дуалността показва, че две различни теории са всъщност два аспекта на една и съща теория.
Малдасена обаче показа, че има още една дуалност между струните в десет измерения и теорията на Ян-Милс в четири измерения. Последното беше напълно неочаквано развитие на нещата, при това с дълбоки последствия. То сочи, че съ­ществуват дълбоки и неочаквани връзки между гравитацион­ната сила и ядрените взаимодействия, дефинирани в напълно различни измерения.
Обикновено дуалностите се откриват между струни в едно и също измерение. Като пренаредим величините, описващи тези струни например, често можем да променим една струн­на теория в друга. Това създава мрежа от дуалности между различни струнни теории, които обаче са дефинирани в едно и също измерение. Ала никой никога не беше чувал за дуал­ност между два обекта, дефинирани в различни измерения.
Въпросът не е само академичен, защото последиците за разбирането ни на ядрените взаимодействия са много дълбоки и стигат далеч. По-рано видяхме например как калибровъчната теория в четири измерения, представена от полето на Ян-Милс, ни дава най-доброто описание на яд­рените взаимодействия, но никой никога не е успял да на­мери точно решение на полето на Ян-Милс. Тъй като обаче калибровъчната теория би могла да е дуална на струнна те­ория в десет измерения, това означава, че е възможно кван­товата гравитация да е ключ към ядрените взаимодействия. Откритието е удивително, защото означава, че основни ха­рактеристики на ядрените взаимодействия (като изчисля­ването на масата на протона) биха могли да се опишат чрез струнната теория.
Това създаде нещо като криза на идентичността сред фи­зиците. Тези, които работят изключително върху ядрените взаимодействия, използват цялото си време за изучаване на четириизмерни обекти като протоните и неутроните и често гледат с насмешка колегите си, които теоретизират в област­та на по-високите измерения. При тази нова дуалност между гравитация и калибровъчна теория обаче тези физици извед­нъж се заеха да научат всичко възможно за десетизмерната струнна теория, която може би е ключът към разбирането на ядрените взаимодействия в четири измерения.
От странната дуалност произлезе и още едно неочаквано следствие, наречено „холографски принцип“. Холограмите са двуизмерни листове пластмаса, съдържащи изображения на триизмерни обекти, които са кодирани по специален начин върху тях. Когато осветиш плоския лист с лазерен лъч, из­веднъж се появява триизмерният образ. С други думи, цялата информация, която е нужна за създаването на триизмерното изображение, е кодирана в плосък, двуизмерен екран с помо­щта на лазерни лъчи, като изображението на принцеса Лея, прожектирано от R2-D2, или населената с призраци къща в Дисниленд, където около нас се носят триизмерни духове.
Този принцип е валиден и при черните дупки. Както видя­хме по-рано, ако хвърлим енциклопедия в черна дупка, ин­формацията, която се съдържа в книгата, не може да изчезне според квантовата механика. Тогава къде отива тази инфор­мация? Според една теория тя се разпределя по повърхността на хоризонта на събитията на черната дупка. Тоест двуизмерната повърхност на черната дупка съдържа цялата информа­ция за всички триизмерни обекти, които са хвърлени в нея.
Това има последици и за разбиранията ни за реалност. Убе­дени сме, разбира се, че ние сме триизмерни обекти, които се движат в пространството, дефинирано от три числа – дължи­на, ширина и височина. Обаче всичко това може би е илюзия. Може би живеем в холограма.
Може би триизмерният свят, в който живеем, е само сян­ка на истинския свят, който е с десет или единайсет измере­ния. Когато се движим в трите измерения на пространство­то, всъщност усещаме движенията на тялото си в десет или единайсет измерения. Когато вървим по улицата, сянката ни ни следва и се движи като нас, обаче съществува в две изме­рения. По същия начин ние сме сенки, които се движат в три измерения, но истинските ние се движим в десет или единай­сет измерения.
Накратко, виждаме, че с времето струнната теория разкри­ва нови и съвършено неочаквани резултати. Това означава, че все още не разбираме напълно фундаменталните принципи зад нея. В края на краищата може да се окаже, че струнната теория изобщо не е теория за струни, тъй като струните може да бъдат изразени като мембрани, когато са формулирани в единайсет измерения.
Това е причината да е рано да проверяваме струнната те­ория с експерименти. Едва след като разкрием истинските принципи зад нея, може да открием начин да я тестваме и може би тогава ще сме в състояние да кажем веднъж завинаги дали е теория на всичко, или теория на нищо.

Най-сериозната критика към струнната теория е, че не може да бъде проверена експериментално. Енергията на гравитоните, наречена „енергия на Планк“, е квадрилион пъти по-голяма от енергията, която може да създаде Големия адронен колайдер. Представете си да опитаме да направим колайдер, който е квадрилион пъти по-голям от него! Вероятно ще се окаже, че за да се изпита теорията пряко, ще е нужен ускорител на частици, голям колкото галактиката.
Освен това всяко решение на струнната теория е цяла все­лена. И изглежда, съществуват безкраен брой решения. За пряко изпитване на теорията би следвало да създадем миниа­тюрна вселена в лаборатория! С други думи, само Бог би мо­гъл наистина да провери теорията пряко, защото тя се базира на вселени, не на атоми и молекули.
И така, както изглежда, струнната теория се проваля на най-важния тест за всяка теория – възможността да бъде проверена. Това обаче не смущава привържениците ѝ. Както видяхме, по-голямата част от науката се осъществява индиректно, като изслед­ваме отзвучаващи явления от Слънцето, от Големия взрив и т.н.
По същия начин търсим отзвучаващи явления от десетото и единайсетото измерение. Може би доказателствата за пра­вилността на струнната теория са навсякъде около нас, но трябва да се научим да чуваме тези отзвуци, вместо да опит­ваме да я наблюдаваме пряко.
Например, един възможен сигнал от хиперпространството може да е съществуването на тъмна материя. Доскоро масово се смяташе, че вселената е изградена основно от атоми. Ас­трономите бяха стъписани, когато откриха, че само 4,9 про­цента от вселената се състоят от атоми като водород и хелий. Всъщност по-голямата част от нея е скрита от нас под фор­мата на тъмна материя и тъмна енергия. (Да си спомним, че тъмна материя и тъмна енергия са две различни неща. Двай­сет и шест цяло и осем процента от вселената са тъмна ма­терия, която е невидима, обкръжава галактиките и ги държи на разстояние една от друга. И 68,3 процента от вселената са тъмна енергия, която е още по-тайнствена енергията на празното пространство, която кара галактиките да се раздалечават.) Може би доказателствата за теорията на всичко се крият в тази невидима вселена.

Тъмната материя е странна, невидима, но все пак държи галактиката Млечен път цяла. Тъй като има тегло, но не и за­ряд, ако опитате да я задържите в ръка, ще се промъкне през пръстите ви сякаш не са там. Ще падне на пода, през пода, през центъра на Земята и ще излезе от другата ѝ страна, където гравитацията в крайна сметка ще я накара да промени посоката и да падне до първоначалното си местоположение. След това ще осцилира между нас и другата страна на Земята сякаш тя не е там.
Колкото и да е странна тъмната материя, знаем, че съ­ществува. Ако анализираме въртенето на галактиката Мле­чен път и приложим законите на Нютон, ще открием, че тя няма достатъчна маса, за да противостои на центробежната сила. Предвид масата, която виждаме, галактиките във все­лената би трябвало да са нестабилни и да се разлетят в прос­транството, но те са стабилни в продължение на милиарди години. Имаме две възможности: или уравненията на Нютон не са коректни, когато се прилагат за галактики, или има ня­какъв невидим обект, който запазва галактиките цели. (Да си припомним, че планетата Нептун е открита по същия начин – постулират нова планета, която обяснява отклоненията в орбитата на Уран от идеалната елипса.)
Понастоящем един от водещите кандидати за тъмна мате­рия са така наречените слабо взаимодействащи масивни час­тици (WIMP). Един вероятен кандидат сред тях е фотино, суперсиметричният партньор на фотона. Фотиното е стабил­но, има маса, невидимо е и няма заряд, което идеално съот­ветства на характеристиките на тъмната материя. Физиците вярват, че Земята се движи в невидим вятър тъмна материя, който вероятно преминава през тялото ви и в този момент. Ако фотино се сблъска с протон, може да го накара да се пръсне на порой субатомни частици, които вече могат да бъ­дат засечени. Всъщност дори днес има огромни детектори с размерите на плувен басейн (с големи количества течности, съдържащи ксенон и аргон), които някой ден може да уловят искра, създадена от сблъскване на фотино. Има около двайсет активни групи, които търсят тъмната материя, често в минни шахти под земната повърхност, далече от интерференцията на космическите лъчи. Съвсем възможно е сблъсък на тъмна материя да бъде уловен от нашите инструменти. След като такива сблъсъци бъдат засечени, физиците ще се заемат да изучат свойствата на частиците тъмна материя и да ги срав­няват с предсказаните теоретично свойства на фотиното. Ако предсказванията на струнната теория съответстват на експе­рименталните резултати за тъмната материя, ще бъде извър­вян дълъг път към убеждаването на физиците, че това е пра­вилната посока.

 

Истинското въздействие на теорията върху живота ни може да е философско, защото тя най-накрая ще е в състояние да отговори на дълбоките философски въпроси, които терзаят великите мислители поколения наред – дали е възможно пъ­туване във времето, какво се е случило преди сътворението, откъде се е взела вселената?
Както казва великият биолог Томас X. Хъксли през 1863 г.: „Въпросът на всички въпроси за човечеството, проблемът, който стои зад всички други и е по-интересен от всеки от тях, е въпросът за определянето на мястото на човека в Природата и отношението му към Космоса“.
При това обаче все пак остава открит друг въпрос: Какво може да каже теорията на всичко за смисъла на вселената?
Секретарката на Айнщайн, Хелън Дукас, веднъж споме­нава, че ученият бил засипан от писма, в които го умолявали да обясни смисъла на живота и го питали дали вярва в Бог. Той признал, че не е в състояние да отговори на всички тези въпроси за предназначението на вселената.
Днес въпросите за смисъла на вселената и съществуването на създател продължават да вълнуват широката общественост. През 2018 г. лично писмо, написано от Айнщайн малко преди смъртта му, беше предложено на търг. Изненадващо, спечели­лото търга предложение за Божието писмо беше 2,9 милиона долара, което надмина очакванията на аукционната къща.
В това и в други писма Айнщайн изразява отчаянието си от настояванията да отговаря на въпроси за смисъла на вселе­ната, но е съвсем ясен относно мисленето си за Бог. Единият проблем, пише той, е, че всъщност има два вида Бог и ние често ги бъркаме. Първо, има персонализиран Бог, този, на когото се молим, Бог от Библията, който поразява филистимците и възнаграждава вярващите. Айнщайн не е вярвал в този Бог. Не е вярвал, че Бог, който е създал вселената, се е месил в делата на простосмъртните.
Вярвал е обаче в Бога на Спиноза тоест Бог на порядъка във вселена, която е красива, проста и елегантна. Би могло вселената да е грозна, случайна, хаотична, но вместо това тя притежава скрит порядък, който е едновременно тайнствен и дълбок.
Като аналогия, Айнщайн веднъж казва, че се чувства като дете в огромна библиотека. Навсякъде около него има купчи­ни книги, които съдържат отговорите за тайнствата на вселе­ната. Целта в живота му всъщност била да прочете няколко глави от тези книги.
Той обаче оставя отворен този въпрос: Ако вселената е като огромна библиотека, има ли библиотекар? Или, тези книги имат ли автор? С други думи, ако всички физични за­кони може да бъдат обяснени от теория на всичко, откъде в такъв случай ще се вземе уравнението?
Айнщайн си задава и друг въпрос: Имал ли е избор Бог, когато е създавал вселената?

Вселената е забележително красиво, подредено и просто място. За мен е удивително, че всички известни закони на фи­зическата вселена могат да бъдат резюмирани на един-единствен лист хартия.
Този лист съдържа теорията на относителността на Айн­щайн. Стандартният модел е по-сложен и заема повечето мяс­то на страницата с неговия зверилник от субатомни частици. Те описват всичко в известната ни вселена, от дълбините на протона до самата граница на видимата вселена.
Предвид малкото място на листа, много трудно можем да избегнем заключението, че всичко е било предварително пла­нирано, че в този елегантен дизайн личи ръката на космиче­ски дизайнер. За мен именно това е най-силният аргумент за съществуването на Бог.
Обаче фундаментът на нашето разбиране за света е нау­ката, която в крайна сметка стъпва на неща, които могат да се проверяват експериментално, да се възпроизвеждат и оп­ровергават. Това е основата. В дисциплини като литературна критика ситуацията с времето се усложнява. Анализаторите не престават да се питат какво ли наистина е искал да каже Джеймс Джойс с един или друг пасаж. Физиката обаче се движи в обратна посока, става все по-проста и силна с вре­мето, докато всичко не стане следствие от шепа уравнения. Намирам го за забележително. Учените обаче често не искат да признаят, че има и неща, които са извън селенията на науката.
Невъзможно е например да докажеш негативно твърдение.
Например искаме да докажем, че не съществуват еднорози. Макар че сме претърсили по-голямата част от земна­та повърхност и не сме открили еднорог, винаги съществува възможността това животно да съществува на някой остров или в неоткрита пещера. Тоест е невъзможно да докажем, че еднорози не съществуват. Това означава, че и след сто години хората ще продължават да дебатират за съществуването на Бог и смисъла на вселената. Така е, защото тези понятия не могат да бъдат проверени експериментално, следователно и не подлежат на решаване. Те са извън владенията на обичай­ната наука.
По същия начин, дори никога да не сме попадали на Бог при пътуванията си в космоса, винаги си остава възможност­та Той да съществува на места, които не сме изследвали.
Това е причината да съм агностик. Само сме се докоснали до повърхността на вселената и би било доста прибързано да правим изявления относно природата на цялата вселена, далече извън обсега на нашите прибори.
Обаче все пак трябва да се изправим пред доказателство­то на св. Тома Аквински, че има Първи двигател. С други думи, откъде идва всичко? Дори ако вселената е започнала според теорията на всичко, тогава откъде се е взела теорията на всичко?
Вярвам, че теорията на всичко съществува, защото тя е единствената теория, която е математически издържана. Всички останали теории имат присъщи недостатъци и непо­следователности. Вярвам, че ако започнем с алтернативна те­ория, в края на краищата ще можем да докажем, че 2 + 2 = 5, тоест тези алтернативни теории си противоречат.
Помним, че пред теорията на всичко има вихрушка от препятствия. Когато добавим квантовите корекции към една теория, откриваме, че тя обикновено се разпада в безкрайни отклонения или пък първоначалната симетрия рухва заради аномалии. Вярвам, че има може би само едно решение на тези ограничения, което фиксира теорията и отхвърля всич­ки други възможности. Вселената не може да съществува в петнайсет измерения, тъй като такава вселена би страдала от тези фатални недостатъци. (В десетизмерната струнна тео­рия, когато изчислим квантовите корекции, те често съдър­жат величината (D – 10), където D е броят на измеренията на пространство-времето. Очевидно, ако фиксираме D = 10, тогава досадните аномалии изчезват. Ако обаче не фиксираме D=10, тогава откриваме алтернативна вселена, пълна с про­тиворечия, в която математическата логика е нарушена.
По същия начин, когато добавяме мембрани и изчислява­ме с М-теорията, откриваме нежелани параметри, съдържа­щи фактора (D – 11). Оттук следва, че в теорията на струните има само една последователна в себе си вселена, в която 2 + 2 = 4, и това е така в десет или единайсет измерения.)
В такъв случай това е възможен отговор на въпроса, пов­дигнат от Айнщайн, когато е търсел теория на всичко: Имал ли е избор Бог, когато е създавал вселената? Уникална ли е вселената, или има много начини, по които тя би могла да съществува?
Ако мисленето ми е коректно, няма избор. Има само едно уравнение, което описва вселената, защото всички останали са математически неиздържани.
И така, крайното уравнение на вселената е уникално. Има безброй решения на това върховно уравнение, които оформят пейзаж от решения, но самото уравнение е уникално.
Това хвърля известна светлина върху другия въпрос: Защо има нещо, а не нищо?
В квантовата теория не съществува такова нещо като абсо­лютно нищо. Видяхме, че абсолютна чернота не съществува, така че черните дупки са всъщност сиви и трябва да се изпарят. Също така, когато решаваме квантовата теория, откриваме, че най-ниската енергия не е нула. Не можем например да достиг­нем абсолютната нула, защото атомите, в тяхното състояние на най-ниска квантова енергия, все още вибрират. (Също така, от гледна точка на квантовата механика, не можем да постигнем абсолютно нулева енергия, защото все още имаме точка на ну­левата енергия – тоест най-ниските възможни квантови вибра­ции. Състояние на нулеви вибрации би нарушило принципа за неопределеността, тъй като нулева енергия означава нулево състояние на неопределеност, което не е позволено.)
Откъде тогава е дошъл Големия взрив? Най-вероятно това е квантова флуктуация в Нищото. Дори Нищото, или чистият вакуум, кипи от частици материя и антиматерия, които непре­къснато изскачат от вакуума и после колабират в него. Така нещо се е появило от нищо.
Хокинг, както видяхме, нарича това пяна на пространство-времето – тоест пяна от миниатюрни мехурчета вселени, кои­то непрекъснато изскачат и изчезват във вакуума. Ние никога не виждаме тази пяна на пространство-времето, защото всяко мехурче е много по-малко от всеки атом. От време на време обаче някое от тези мехурчета не изчезва отново във вакуума, а продължава да се разширява, докато не се раздуе и не обра­зува цяла вселена.
Тогава, защо има нещо, а не нищо? Защото нашата вселена е произлязла от квантова флуктуация в Нищото. За разлика от безброй други мехури нашата вселена е изскочила от прос­транство-времето и е продължила да се разширява.

Дали тази теория на всичко ще ни даде смисъла на живота? Преди години видях странен плакат на общност за медитация. Разпознах точно възпроизведени всички подробности на урав­ненията на супергравитацията, с цялото им математическо ве­личие. Към всички величини на уравнението сочеха стрелки с думи като „мир“, „покой“, „единство“, „любов“ и т.н.
С други думи, смисълът на живота беше вписан в уравне­нията на теорията на всичко.
Личното ми мнение е, че е малко вероятно един чисто ма­тематически параметър в уравнение от физиката да може да се приравни на любов или щастие.
Мисля обаче, че теорията на всичко може да има какво да каже за смисъла във вселената. Възпитан съм като презвитерианец, но родителите ми бяха будисти. Тези две велики ре­лигии на свой ред имат диаметрално противоположни гледи­ща за Създателя. Според християнската църква има момент, в който Бог е създал света. Католическият теолог и физик Жорж Льометър, един от архитектите на теорията за Големия взрив, вярва, че теорията на Айнщайн е съвместима с Битие.
В будизма обаче няма Бог. Вселената няма начало или край. Има само безкрайна Нирвана.
Как тогава бихме могли да съвместим тези диаметрално противоположни възгледи? Вселената или има начало, или няма. Няма средно положение.
Теорията за мултивселената обаче ни дава нов начин да гледаме на това противоречие.
Може би нашата вселена наистина е имала начало, както пише в Библията. Може би обаче непрекъснато се случват Големи взривове, както е според теорията за инфлацията, и създават пяна от мехури вселени. Може би тези вселени се разширяват до много по-голяма област, Нирваната на хиперпространството. В такъв случай нашата вселена има начало и е триизмерен мехур, който се носи в много по-голямото прос­транство на единайсетизмерна Нирвана, в която непрекъсна­то възникват други вселени.
Тоест идеята за мултивселената позволява да комбинира­ме митологията за Сътворението на християнството и Нирва­на на будизма в една теория, която е съвместима с известните физични закони.

Търсенето на теория на всичко ни доведе до търсене на върховната обединяваща симетрия във вселената. От топли­ната на летния бриз до величието на огнения залез, симетри­ята, която наблюдаваме около нас, е фрагмент от изначалната симетрия, съществувала в началото на времето. Тази изна­чална симетрия на суперсилата е нарушена в мига на Големия взрив и виждаме останките ѝ всеки път, когато се наслажда­ваме на красотата на природата.
Харесва ми да мисля, че може би сме като двуизмерни плоскоземци, обитаващи някаква митична равнина, неспо­собни да си представят трето измерение, което се смята за суеверие. В началото на времето в Плоската земя някога има­ло красив триизмерен кристал, който поради някаква причи­на се оказал нестабилен и се разпаднал на милиони парчета, които се посипали като дъжд върху Плоската земя. В про­дължение на столетия плоскоземците опитват да пренаредят тези парчета като пъзел. С времето успели да ги съберат в два гигантски къса. Единият се наричал „гравитация“, а другият – „квантова теория“. Колкото и да опитвали, плоскоземците не успявали да съединят двата къса в един. Тогава, един ден, предприемчив плоскоземец направил възмутително предпо­ложение, което накарало всички да прихнат в смях. Защо, по­питал той, с помощта на математиката не вдигнем единия от късовете във въображаемо трето измерение, така че да могат да застанат заедно, един върху друг? Когато това било сто­рено, плоскоземците с удивление и изненада се втренчили в ослепителното симетрично бижу, което изведнъж се появило пред тях, в цялата си съвършена, величествена симетрия.
Или, както пише Стивън Хокинг: „Ако някога открием завършена теория, след време тя ще бъде разбираема като общ принцип за всеки, не само за шепа учени. Тогава всич­ки ние – философи, учени, обикновени хора – ще можем да участваме в дискусията по въпроса, как така ние и вселената съществуваме. Ако открием отговора на този въпрос, това ще е върховният триумф на човешкия разум – защото тогава ще познаваме ума на Бог“.

---

Съдържание

Анотация
ВЪВЕДЕНИЕ. ВЪВ ВЪРХОВНАТА ТЕОРИЯ
Мечтата на Aйнщайн
Армия критици
1. ОБЕДИНЯВАНЕТО – ДРЕВНАТА МЕЧТА
Прераждане по време на Ренесанса
Теорията на Нютон за силите
Що е симетрия?
Потвърждение на законите на Нютон
Тайнството на електричеството и магнетизма
Уравненията на Максуел
Краят на науката?
2. АЙНЩАЙН В ТЪРСЕНЕ НА ОБЕДИНЕНИЕТО
Симетрия и красота
Гравитацията като изкривено пространство
Слънчеви затъмнения и гравитация
Нютон и Айнщайн – полярни противоположности
Търсене на обединена теория
3. ВЪЗХОДЪТ НА КВАНТОВЕТЕ
Квантовата революция
Електронни вълни
Обясняваме на периодичната таблица
Теорията за електрона на Дирак
Какво се вълнува?
Сблъсък на титани
Котката на Шрьодингер
Енергия от слънцето
Квантова механика и война
4. ТЕОРИЯ НА ПОЧТИ ВСИЧКО
КЕД
Приложения на квантовата революция
Какво е животът?
Ядрените взаимодействия
Полярни противоположности II
Слаби взаимодействия и призрачни частици
Теорията на Ян-Милс
Хигс-бозонът – Божията частица
Теория на почти всичко
Големият адронен колайдер
5. ТЪМНАТА ВСЕЛЕНА
Какво е черна дупка?
През червеевата дупка
Пътуване във времето
Как е създадена вселената?
Защо нощното небе е черно?
Общата относителност и вселената
Квантово остатъчно сияние от Големия взрив
Инфлация
Разширяваща се главоломно вселена
Търси се гравитон
6. ВЪЗХОДЪТ НА СТРУННАТА ТЕОРИЯ –НАДЕЖДИ И ПРОБЛЕМИ
Струнната теория
Десет измерения
Гравитонът
Суперсиметрия
М-теория
Холографска вселена
Тестване на теорията
Критики към струнната теория
Може ли да бъде проверена експериментално?
В търсене на тъмната материя
Отвъд Големия адронен колайдер
Големият взрив като разбивач на атоми
LISA (Лазерна интерферометрична космическа антена)
Проверка на закона за обратния квадрат
Проблем е пейзажа
Моят поглед към струнната теория
Разкриване на пирамида
7. В ТЪРСЕНЕ НА СМИСЪЛ ВЪВ ВСЕЛЕНАТА
Доказване съществуването на Бог
Собственото ми виждане
Има ли вселената начало, или не?
Смисъл в една крайна вселена
Заключение
БЛАГОДАРНОСТИ
За автора

---

За авторa

Мичио Каку (р.  24.01.1947 г.) е американски физик теоретик, един от създателите на теорията на струнните полета, която е раздел на теорията на струните. Той е голям ентусиаст за популяризиране на науката като водещ на научни радио и телевизионни програми, както и автор на множество книги и популярни лекции.
Каку има над 70 статии, публикувани във физични списания, като Physical Review, по теми като теория на суперструните, супергравитация, суперсиметрия и адронна физика. През 1974 г. заедно с проф. Кейджи Кикава от Унивеситета в Осака той става автор на първите дисертации, описващи теорията на струните в полева форма.
Той често се появява по телевизията, пише за научнопопулярни издания като Discover, Wired и New Scientist, участва в документални филми като Me & Isaac Newton и е водещ на много свои собствени документални филми.
Сред книгите му са „Паралелни светове“ (2006), „Физика на невъзможното“ (2010), „Физика на бъдещето“ (2011) „Бъдещето на ума“ (2014 г.), „Бъдещето на човечеството“ (2018), „Божественото уравнение“ (2021 г.) както и няколко учебника на ниво докторска степен.

---

Линк към книгата:

Свалете от Яндиск  книгата “Божественото уравнение “ на Мичио Каку от тук
или
Свалете от Мега книгата “Божественото уравнение “ на Мичио Каку от тук