Оказалось, что лишь при скоростях, малых по сравнению со скоростью света, эта единая сущность разделяется на две независимые составляющие — пространство и время, никак не связанные друг с другом. Но при скоростях, близких к скорости света, пространство и время уже не являются независимыми: при движении тел с такими скоростями совместно меняются и геометрические свойства пространства, и темп течения времени. Мы уже упоминали о том, как еще до создания теории относительности произошло объединение теорий электричества и магнетизма в единую теорию электромагнитного поля. Это стало возможным потому, что электрические и магнитные силы, как выяснилось, являются проявлением одного электромагнитного взаимодействия. Впоследствии произошло объединение этого взаимодействия со слабым и сильным. Все они оказались проявлением одной универсальной силы Великого объединения. Создатель теории относительности А. Эйнштейн мечтал о построении теории, в которой были бы объединены все силы природы. Много лет после создания теории относительности, практически всю вторую половину жизни он напряженно работал над созданием такой теории. Современная теория суперобъединения (еще до конца не завершенная) является воплощением этой мечты Эйнштейна[161].
Единое универсальное взаимодействие, объединяющее все силы природы, все виды физических взаимодействий, проявляется как синтетическое начало только при очень больших энергиях частиц, порядка планковской энергии
Она на пять порядков больше энергии Великого объединения. При меньшей энергии происходит расщепление Единого взаимодействия, сначала отщепляется гравитационное взаимодействие, затем сильное и, наконец, происходит разделение электрослабого взаимодействия на слабое и электромагнитное. В условиях, с которыми мы обычно имеем дело, все эти взаимодействия выступают как совершенно различные силы, хотя и являются проявлением одной Универсальной Силы Природы.
В рамках теории Суперобъединения исчезает различие между частицами физической материи фермионами и частицами переносчиками взаимодействий — бозонами. При Е ~ 1019 ГэВ они могут свободно переходить друг в друга.
Другой важнейшей чертой Суперобъединения является дальнейшее обобщение понятия пространства — введение многомерных пространств и, соответственно, дополнительных пространственных измерений. Мы привыкли к тому, что наше физическое пространство трехмерно, и не допускаем того, что мир может быть устроен более сложно. Но математики давно работают с многомерными пространствами, однако до последнего времени считалось, что это — лишь теоретические конструкции. В физике многомерные фазовые пространства широко используются в качестве удобных теоретических моделей, но не более. Мир предполагается трехмерным и считается, что дополнительные пространственные измерения не могут иметь никакого отношения к действительности. Это превратилось в своего рода философскую догму.
Однако уже первая попытка объединить теорию гравитации с электромагнетизмом, предпринятая в 1920-е годы Т. Калуцой и О. Клейном, привела к неожиданному результату. Оказалось, что это возможно только в том случае, если ввести дополнительное четвертое пространственное измерение, т. е. рассматривать пятимерный пространственно-временной мир. Работа Т. Калуцы и О. Клейна была первым шагом. Они пытались объединить гравитацию непосредственно с электромагнетизмом. Сегодня мы знаем, что синтез возможен только через Великое объединение (сначала электромагнетизм объединяется со слабым взаимодействием, потом с сильным и только после этого возможно объединение с гравитацией). Однако возникшая в их теории необходимость введения дополнительных пространственных измерений оказалась не случайной. Современные теории показывают, что невозможно добиться Суперобъединения в рамках трехмерного пространства. Наименьшее число пространственных измерений, для которых удается построить теорию суперобъединения, равно 9. То есть мы имеем 9-мерное пространство или 10-мерный пространственно-временной мир. Возможно, полное число пространственных измерений больше 10.
Конечно, все эти дополнительные пространственные измерения не могут быть пустыми, поскольку пространство не существует вне материи. Автор полагает, что дополнительные пространственные измерения имеют определенный не равный нулю объем, в отличие от тех теоретических построений, которые приводят к нулевому объему. Несомненно, они заполнены какой-то материей. Но какой? Скорее всего, это материя неизвестного нам вида, которую мы пока не научились обнаруживать посредством физического эксперимента. Может быть, это та материя, которая лежит «за пределом» физического вакуума. Вероятно, в этих неизвестных нам пространственных мирах действуют и какие-то другие, неизвестные нам закономерности. Например, в нашем трехмерном мире каждая физическая величина выражается определенным действительным числом. Развитый в математике аппарат мнимых чисел остается невостребованным[162]. Может быть, в других пространственных измерениях какие-то характеристики материи измеряются мнимыми числами? Может быть... Космос, несомненно, таит в себе еще много неизведанного.
В свете этих представлений философская идея о неисчерпаемости форм материи приобретает более реальные очертания. Вместе с тем качественно новое значение приобретает понятие «беспредельности». Если ранее оно трактовалось как беспредельность пространственного протяжения Вселенной, то теперь мы должны включить в это понятие все беспредельное многообразие миров и форм материи вечно меняющегося, эволюционирующего Космоса.
Вернемся к «пирамиде физических теорий». Симметрия и завершенность этой конструкции могут навести на мысль, что с объединением всех фундаментальных физических теорий в одну Единую физическую теорию (теорию Суперобъединения) завершается развитие физического знания[163]. Так ли это? Несомненно, создание ЕФТ будет означать окончание очень важного этапа в развитии наших знаний о физическом мире. Но, конечно, это не финал познания. Я думаю, что Единая физическая теория явится не только завершением, но и мощным истоком новых теоретических представлений, новых теорий, новых знаний, опирающихся на новые экспериментальные открытия. Более того, завершенность «пирамиды знания» указывает, на мой взгляд, на то, что дальнейшее развитие будет связано в принципиальными качественными изменениями. Вероятно, оно будет включать изучение новых пространственных измерений и новых форм движения материи.
Несмотря на волнующие воображение достижения науки в изучении безграничных пространств и глубин Вселенной, не следует слишком обольщаться этими успехами. Мы познали (и притом не полностью!) лишь один срез, один слой окружающего Мира. Сегодня мы стоим на пороге революционного изменения всей научной картины мира. Многие процессы, которые сейчас происходят в физике, биологии, психологии, являются предвестниками того, что ожидает нас за этим порогом — там, где сияет Беспредельный Космос.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бакулин П. И., Кононович Э. В., Мороз В. И. Курс общей астрономии. — М.: Наука, 1977. 544 с.; новое издание: Кононович Э. В., Мороз В. И. Курс общей астрономии / Под ред. В. В. Иванова. — М.: УРСС, 2001. 544 с.
2. Засов А. В., Кононович 3. В. Астрономия. Пробный учебник для 10 класса средней школы. — М.: Просвещение, 1986. С. 192.
3. Физика Космоса. Маленькая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1986. 783 с.
4. Еремеева А. И., Цицин Ф. А. История астрономии (основные этапы развития астрономической картины мира). — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. 349 с.
5. Зельдович Я. Б., Новиков И. Д. Строение и эволюция Вселенной. — М.: Наука, 1975. 736 с.
