В этом глубоком и содержательном интервью физик-теоретик и популяризатор науки Брайан Грин встречается с профессором Брайаном Китингом в стенах Колумбийского университета. Темой обсуждения становится «работа над ошибками» теории струн спустя десятилетия после её расцвета, возможность нарушения лоренц-инвариантности и философские вопросы поиска «теории всего».
🧪 Экспериментальный минимум и будни теоретика 1:46
Брайан Китинг начинает беседу с вопроса о том, что современный физик-теоретик должен знать об эксперименте. Брайан Грин утверждает, что теоретические разработки не имеют ценности без контакта с реальностью . По мнению Грина, «экспериментальный минимум» для физика включает:
- Космология: понимание реликтового излучения (CMB), доказательств расширения и ускоренного расширения Вселенной .
- Черные дыры: знание данных о движении звезд в центре Млечного Пути и изображений от Event Horizon Telescope .
- Физика частиц: знание Стандартной модели, механизмов подтверждения бозона Хиггса (2012 год) и понимание того, что суперсимметрия (SUSY) до сих пор не обнаружена .
- Темная энергия: осознание огромного расхождения между теоретическими расчетами квантовой физики и наблюдаемыми данными .
Описывая свою повседневную работу, Брайан Грин отмечает, что современная наука — это коллективный процесс, а не «одиночество Эйнштейна в патентном бюро» . Теоретики тратят дни на чтение работ коллег, что вдохновляет на новые расчеты и адаптацию известных методов к новым задачам .
📝 Репортажная карточка теории струн: 40 лет спустя 9:40
В августе выходит юбилейное издание книги Брайана Грина «Элегантная Вселенная» (25 лет со дня первой публикации), где автор выставляет теории струн итоговые оценки .
-
Связь с экспериментом: Оценка «Низко». Брайан Грин признает, что в 1986 году 95% сообщества верило: к 2023 году мы будем иметь экспериментальное подтверждение. Этого не произошло .
-
Теоретическая мощь: Оценка «Отлично». Разработки последних 20 лет, в частности соответствие AdS/CFT Хуана Малдасены (1997/98 гг.), показали, что теория струн не отделена от квантовой теории поля (КТП), а глубоко с ней связана .
-
Внутренняя логика. Поскольку КТП является самой проверенной теорией в истории (например, магнитный момент электрона совпадает с расчетами до многих знаков после запятой), связь теории струн с КТП укрепляет её позиции .
Брайан Грин выдвигает важный тезис: теория струн делает фундаментальное «предсказание» — существование гравитации . Если бы Эйнштейн не создал ОТО, уравнения гравитации были бы выведены из математики вибрирующих струн как побочный продукт .
🌀 Калаби-Яу и проблема лишних измерений 36:44
Брайан Китинг просит объяснить суть многообразий Калаби-Яу, ключевым экспертом по которым является Грин. Основные тезисы:
- Дополнительные измерения: Теория струн требует 6 дополнительных пространственных измерений, помимо трех видимых нам .
- Компактификация: Эти измерения «свернуты» до таких малых размеров, что их нельзя увидеть даже в самые мощные микроскопы .
- Геометрия и физика: Чтобы сохранить суперсимметрию, эти измерения должны иметь форму многообразий Калаби-Яу .
- Свойства: Это формы, которые максимально близки к «плоским», но не являются ими (условие Риччи-плоскости) .
Грин поясняет, что количество поколений элементарных частиц в нашей Вселенной напрямую зависит от топологического свойства этих фигур — эйлеровой характеристики . Для трех поколений фермионов (как в нашей реальности) требуется характеристика, равная 6 .
🚀 «Назад в будущее»: сверхсветовые сигналы без нарушения причинности 42:39
Брайан Китинг обсуждает недавнюю работу Брайана Грина и Джанны Левин «Causality on a Moving Brand World» . Учёные исследовали глобальное нарушение лоренц-инвариантности.
Суть идеи:
- Наша Вселенная — это «брана» (трехмерный лист), движущийся в дополнительном циклическом измерении («баллоне») .
- Если передавать сигнал не по бране, а через «балк» (дополнительное измерение) по кругу, он может достичь цели быстрее света .
- Скорость такого сигнала пропорциональна фактору Гамма ($\gamma$) и может быть сколь угодно большой .
Несмотря на «сверхсветовую» скорость, Брайан Грин утверждает, что причинность не нарушается: при расчете времени «туда-обратно» сигнал всегда возвращается отправителю чуть позже момента отправки . По мнению Грина, это теоретически позволяет вести диалог с цивилизациями на другом конце Вселенной в реальном времени .
🌌 Мультивселенная: наука или уклонение от ответов? 1:00:41
Брайан Китинг упоминает критику Пола Стейнхардта, который считает концепцию мультивселенной «опасной для науки и общества» . Брайан Грин не согласен с такой радикальной оценкой.
Аргументы Грина:
- Мультивселенная — это не выбор ученых, а математическое следствие теорий (инфляции или теории струн) .
- Главная проблема — «проблема меры» (measure problem): как рассчитать вероятность появления той или иной вселенной, если их бесконечно много .
- Если мы не можем решить загадки в рамках одной Вселенной, мы обязаны использовать мультивселенную как инструмент .
Грин уточняет, что в теории струн законы физики не меняются от вселенной к вселенной. Меняется лишь «окружающая среда» (способ свертки измерений), подобно тому как гравитация на Луне слабее, чем на Земле, хотя закон всемирного тяготения один и тот же .
🏫 Образование будущего: VR и AI-аватары 1:17:13
Брайан Грин делится опытом развития World Science Festival и новыми методами педагогики:
- Виртуальная реальность (VR): Созданы программы, где дети могут строить звезды, доводить их до сверхновых или летать со скоростью, близкой к световой, чтобы на интуитивном уровне понять ОТО .
- Цифровые курсы: Грин разработал курс по квантовой механике, использующий визуализации вместо мела и доски .
- AI-педагогика: Китинг упоминает создание «Фейнман-бота», обученного на трудах Ричарда Фейнмана, который может отвечать студентам .
Относительно «морального долга» ученого популяризировать науку, Брайан Грин занимает мягкую позицию: это не должно быть принудительным . По его мнению, заставлять великих теоретиков (таких как Эдвард Виттен) вести подкасты — непродуктивно; каждый должен делать то, что у него получается лучше всего .
👽 Инопланетяне и парадокс «муравьев» 1:30:14
Обсуждая феномен UAP (НЛО) и поиски внеземной жизни, Брайан Грин выражает скепсис относительно визитов пришельцев. Его аргументы:
- Разрыв в развитии: Жизнь на Земле развивалась миллиарды лет. Любая цивилизация, способная на межзвездные перелеты, скорее всего, опережает нас на миллиард лет .
- Эффект муравейника: По мнению Грина, мы были бы для таких существ так же неинтересны, как муравьи для человека. Мы не пытаемся разговаривать с каждым муравьем на четвереньках .
- Технический скепсис: Вероятность того, что их корабли выглядят как «летающие тарелки» из наших фантазий и случайно попадают на камеры пилотов, кажется Грину «абсурдной» .
Тем не менее, Грин считает существование жизни (как минимум одноклеточной) во Вселенной крайне вероятным, учитывая обилие экзопланет (более 5000 подтвержденных) и доступность аминокислот .
