Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории

Согласно теории суперструн, брачный союз законов макромира и микромира не только счастливый, но и неизбежный (с)

Вторая научно-популярная книга по физике в моей копилке и снова прочитана с огромным интересом. Яркий пример гуманитария, который настолько "наелся" этого "гуманитарного" в вузе, что его потянуло в совершенно неожиданные области.

И ведь что характерно, автор с большой заботой относится к таким неподготовленным читателям, как я. Объясняет всё простым языком, "разжёвывает" на нескольких простейших примерах и даже подсказывает, какие главы можно пропустить, если они покажутся слишком сложными, причем без ущерба для понимания картины в целом.

Так что же это всё-таки за "струны" такие? Мне вся эта теория напоминает принцип матрёшки: любая материя состоит из атомов, ядро атома - из протонов и нейтронов, те в свою очередь делятся на кварки, а уж кварки - на те самые струны. И струна - это не точка, а резонирующая петля, разнообразие форм и вибраций которой, и дает то самое разнообразие Вселенной.

В чем же полезность и революционность этой теории? Ну, к примеру, она позволяет изучать "черные дыры", а также проливает свет на происхождение Вселенной.

Книга очень интересная и написана достаточно понятным для простого обывателя языком. Да, есть и сложные моменты, когда автор всё-таки увлекается и начинает погружаться в научную терминологию, но в целом всё более чем доступно.

Прочитано в рамках игр Флешмоб "Нон-фикшн" и "Книжное государство".

Весёлые уроки "РадиоНяни"

Мы рады вас приветствовать, товарищи ребята!
Конечно, если дома вы, а не ушли куда-то.
И просим вас немедленно оставить все дела:
«Радионяня» сегодня к вам пришла.

«Радионяня», «Радионяня» — есть такая передача!
«Радионяня», «Радионяня» — у неё одна задача:
Чтоб все девчонки и все мальчишки подружились с ней,
Чтоб всем ребятам,
Всем трулялятам
Было веселей!

Николай Владимирович: Тррррр!
Алик и Саша: Начинаем весёлый урок!
Н.В.: Сегодня будем говорить о правописании слов черная дыра, суперсимметрия и теория суперструн.
А: Какой дыры?
НВ: Чёрной, которая образуется на месте гибели супермассивной звезды.
С: Это хорошо, что она чёрная. Значит, в ней ничего не видно, а тут и рассуждать не о чем, и урок будет короткий.
НВ: Ну, все относительно...
А: Относительно чего?
С: Относительно всего, балда!
А: Ну, знаешь ли, вот относительно меня, это ты сам балда!
НВ: Ребята! Не нужно ссориться. Вы оба правы. Не про обзывательства, конечно. А про то, что все относительно. Если посмотреть на совершенно любой процесс в нашей вселенной с разных точек и разными "глазами" - приборами или виртуально - то и результаты будут совершенно разные.
С: Это как же так? А какой из замеров в итоге окажется верным? Как выбрать?
НВ: Все результаты будут равнозначно верными.
А: Вот это даааа! Теперь можно задачки по математике не решать, а писать любой ответ, ведь с моей точки зрения он верный. Ураааааа!
НВ: Рано радуешься, Алик. Это правило не распространяется на классическую физику и математический аппарат для ее описания, соответственно, тоже. Так что отлынить не получится.
С: А что есть ещё неклассическая физика?
НВ: Да. Квантовая.
С: А что это такое?
НВ: Названа она так благодаря квантам - мельчайшим частицам материи.
А: Это мы учили. Это про атомы. Вернее, это в древности так думали, а учёные потом догадались, что атом можно поделить на нейтроны, протоны и электроны.
НВ: Все верно. Только и эти частицы оказались не самыми мелкими. В 20 веке после открытия Эйнштейном теории относительности учёные задумались над тем, почему теория относительности и классическая ньютоновская физика так расходятся. Одна для описания привычного нам мира, вторая о скоростях, близких к скорости света и соответствующих расстояниях. И вот догадались до новой объединяющей теории, которая находится между первыми двумя и объясняет их обе.
А: Что же это за теория? Про те самые супер-пупер струны?
НВ: Да, только без пупер. Просто теория суперструн. Или ещё проще теория струн.
С: Как на гитаре?
НВ: Нет, эти струны - в миллиарды миллиардов раз мельче электронов и протонов. И различные варианты их длин, конфигураций, свернутости, формы и частоты колебаний, размерности дают ту вселенную, которую мы наблюдаем и в которой живём.
А: Прям оркестр, а не вселенная!
НВ: Учёные так и называют ласково "космическая симфония"
А: Получается, что черная дыра, раз она такая тяжёлая, состоит из сгустка этих струн, свернутых одна с другой?
НВ: Есть мнение, что черные дыры - это червоточины, туннели внутри видимого нам пространства-времени. Кстати, о пространствах. Посчитайте-ка мне сколько измерений в нашей вселенной?
С: Я знаю! Три. Вперёд-назад, влево-вправо и вверх-вниз.
А: А как же ещё одно? Время?
НВ: Все вы правильно называете. Только вот, что я вам скажу. Учёные, которые трудятся над теорией струн посчитали, что этих четырех привычных измерений недостаточно. Не сходятся у них расчёты. И родилась идея, что измерений должно быть больше. Даже посчитали, что их должно быть 11, а все возможные варианты назвали множеством Калаби-Яу.
С: Вот почему черная дыра может быть правда дырой! Это переход в другое измерение!
А: А почему же мы их тогда не видим?
НВ: Дело в том, что во время, предшествующее большому взрыву, вселенная была размером с точку планковских масштабов. Все будущие струны были сплетены в одну точку. И измерения тоже. А когда взрыв и рождение вселенной произошло, три пространства (которые нам понятны и привычны) развернулись, а остальные семь остались свернутыми. Почему это произошло - до сих пор задача для учёных всего мира, над которой они трудятся потсей день. Вот и урок наш подходит к концу. Что скажете, ребята, может, это вы станете теми открывателями, которые откроют завесу этой тайны?
А и С: Мы не против! Но это теперь после каникул только - завтра лето!

Самая толковая книга из всего читанного мной науч-попа (хотя не так уж много я читала)).
Начинается она, по традиции, с описания специальной, общей теорий относительности и квантовой механики, плавно переходя к той самой пресловутой теории струн. Сложность изложения материала со временем повышается, но т.к. это происходит постепенно, лично я не чувствовала "дискомфорта непонимания". Т.е. сначала вы на примитивных примерах рассматриваете СТО, а потом незаметно для себя уже с уверенностью читаете рассуждения о многообразиях Калаби-Яу))) Да, еще хочется отметить изобретательность автора в подборке наглядных аналогий и примеров, помогающих понять сложные физические явления и научные понятия.
О самой теории струн рассказано максимально последовательно, не смотря на всю ее неполноту и непроработанность. Автор старается придерживаться именно хронологической последовательности, описывая иногда и обстоятельства тех или иных открытий. В конце чуть-чуть затрагивается М-теория, для меня до сего времени являвшаяся тайной за семью печатями=)
Кроме того для посвященных в приложении автор поместил изложение более тонких моментов, и даже некоторые математические выкладки.
Правда, помещенные в книгу высказывания различных ученых о том, какая теория струн замечательная и что она открыла им всем глаза на мир, слегка напоминают ... эм... секту =) Но - очень отдаленно, поэтому этот момент не раздражает, а скорее забавляет) Так что сей труд смело советую всем. Интересующимся.

Данная книга привлекла меня своим названием (в свое время я с удовольствием смотрела "Теорию большого взрыва")), а также высоким рейтингом и множеством положительных рецензий, в большинстве которых говорилось, что материал в книге подан очень доступно.
Что ж, мой внутренний гуманитарий пережил целый спектр самых разнообразных эмоций и ощущений, пока я героически штурмовала физику, столь нелюбимую мною в школьные годы.
Безусловно, местами мне было очень интересно, а некоторые открытия вызывали у меня смесь недоверия с восхищением. Но местами нить повествования ускользала от меня. Я никак не могла ее снова ухватить, приходилось довольствоваться теми урывками, которые оставались доступными для моего понимания, и ждать, когда более-менее прояснится вся картина.
Автор не бросается сходу рассказывать про теорию струн. Поскольку она объединяет законы макромира и микромира, то он сначала рассказывает про теорию относительности и квантовую механику, а уже затем переходит непосредственно к теории струн. Он приводит довольно забавные примеры, благодаря которым материал становится более живым и понятным.
Мне больше всего понравилась часть о теории относительности. Все эти примеры о разнице во времени и расстоянии, об относительности движения, о неразличимости ускоренного движения и гравитации. У меня даже появилось желание почитать об этом побольше, но тоже, естественно, в доступной форме)
Часть про квантовую механику показалась уже менее интересной. Кроме, пожалуй, опыта по выяснению, что же такое фотон - волна или частица (из школьного курса я помнила только ответ, но не способ его получения).
Ну, а когда автор перешел непосредственно к теории струн, я совсем заскучала.
Поэтому книгу дочитывать не стала.

Наверное, никогда в жизни не перестану удивляться и даже, пожалуй, немного трепетать перед учеными-теоретиками: мне, до конца полностью не верящей в существование чего-либо пока не получу неоспоримое доказательство этого, невероятно сложно постичь сущность их работы. Не представляю, как можно было в один прекрасный момент представить существование тех же суперструн, наличие которых до сих пор невозможно подтвердить с помощью самой мощной техники. Это что-то потрясающее! Удивительнее этого может быть только разве что способность ученых безбоязненно ставить под сомнение правильность основных теорий, искать в них изъяны и неточности. А ведь это почти тоже самое, что ставить под сомнения тот факт, что Солнце встает на Востоке. Не знаю, как у других людей, а у меня представление такого вызывает взрыв мозга.

Это выражение, кстати, лучше всего подходит для передачи отношения к этой книге. Брайан Грин объясняет основные постулаты специальной и общей теорий вероятности, квантовой механики, а также противоречия между ними так просто, что соглашаешься с ним не задумываясь – это ведь логично. Но стоит на секунду отвлечься, как мозги начинают виснуть – это настолько другой взгляд на привычный мир, что соотнесение его слов с собственным жизненным опытом «перегружает процессор» в один момент.

Замечательная книга, при всей моей далекости от науки физики не понятых мест оказалось крайне мало, да и появились они не по вине автора – меньше надо было мне отвлекаться. Не скажу, что теория струн разложиласьв моей голове по полочкам (это и невозможно из-за ее неполноты и непроработанности), но многое стало хотя бы просто понятно, а значит, все не так плохо.

Флэшмоб «Трижды три темы» (3/3). Julia_cherry , спасибо за совет!