Язык птиц и кругов (Sci-Myst 8)

Posted on 03.10.2015

Большая история о том, как два «секретных принципа Паули» сводят три большие тайны физики всего лишь к одной. Да и та теперь уже никакая не тайна – для всех, у кого хватит духа признать очевидное. Пусть и похожее на невероятное…

(Предыдущие части цикла: sm1, sm2, sm3, sm4, sm5,
sm5½, sm6, sm6½, sm7, sm7½)

Если кто успел уже подзабыть, предыдущий (#7½) эпизод расследования в рамках документально-мистического сериала Sci-Myst завершали некоторые наблюдения на пересечении таких тем, как контакты с инопланетянами и невидимые для нас слои реальности. Ну а в качестве финала звучал вопрос-заголовок из свежего номера журнала «New Scientist» от 8 августа 2015:

«А что, если… ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ РЕАЛЬНОСТИ ОТ НАС СОКРЫТА?»

Плюс был там еще такой анонс для следующей (то есть нынешней) серии:

Как показывают сразу несколько заметных публикаций в текущей прессе, ученые-физики сейчас не просто активно работают над решением этого вопроса, но и подходят к нему сразу с нескольких разных сторон.

Опубликовано это было, надо подчеркнуть, 15 августа 2015. Дальнейшие события, естественно, никто друг с другом не согласовывал, но сразу три разных известных издания почти синхронно опубликовали вскоре три таких материала «в тему»:

§ 20 августа 2015, Quanta Magazine: «О сложной тёмной материи» (также перепечатано журналом WIRED 30.08.2015);

§ 22 августа 2015, New Scientist: кавер-стори «Не является ли тёмная материя замаскированным обычным веществом?»;

§ 24 августа 2015, BBC Earth: «Из чего же сделана Вселенная? (про загадочную субстанцию под названием тёмная материя)».

Причем самый последний из этих текстов, что забавно, начинается следующими пассажами:

Если бы неким инопланетянам удалось посетить нашу Вселенную из параллельной реальности, то с высокой вероятностью они бы даже не заметили, что мы существуем.

В каком-то смысле это должно быть очевидно. Вся Вселенная настолько огромна, а наша планета в ней — всего лишь крошечная, бледно голубая точка. Но на самом деле ситуация даже еще хуже: инопланетяне могут вообще не заметить ни наши звезды, ни планеты, ни межзвездные облака пыли.

Потому что все эти знакомые для нас вещи образуют всего лишь небольшую долю Вселенной. А все остальное – это что-то еще, нечто другое, материал, который никто и никогда на Земле не видел.

Не найдя лучшего названия, физики именуют эту субстанцию «темной материей». Никто не знает, что это такое, но ученые уже взяли след.

То есть ключевые моменты зачина, надо полагать, улавливаются без труда: параллельные реальности, контакты с инопланетянами, невидимые слои материи…

Примечательно, что вскоре после того, как статья эта была отслежена радарами Sci-Myst, в редакции государственной вещательной корпорации Би-Би-Си решили изменить исходное название на несколько иное: «Что удерживает Вселенную вместе?». Однако сгенерированный из первичного названия веб-адрес, естественно, остался прежним: http://www.bbc.com/earth/story/20150824-what-is-the-universe-made-of.

(Зачем это было сделано – кто его знает… Что так, что эдак, ничего такого особенного в данной статье, честно говоря, и нет в общем-то. Кроме, разве что, процитированного зачина, по сути идеально синхронизирующего наш августовский «эпизод 7½» с текущими научно-популярными публикациями Би-Би-Си).

Но если подозревать незримое руководство BBC в регулярном чтении сайта kniganews.org и детектива Sci-Myst пока все же рановато, то очевидная и сознательно-двухсторонняя синхронизация наших публикаций с редакцией британского еженедельника New Scientist сомнений уже практически не вызывает.

В последние дни лета, в выпуске No 3036 от 30 августа 2015, там была впервые помещена следующая занятная самореклама издания. На постере размером с полосу амбивалентная суть журнала не без юмора отображена в образе старинного чемодана (кроме расследования Sci-Myst, насколько известно, «чемоданом с двойным дном» их больше никто не называл). На самый верх чемодана – для закрепления сигнала – помещена обложка именно того выпуска про «Вселенную Человека», который обсуждался в главе Sci-Myst про инопланетян («Знают все – кроме нас»). Ну а тема номера именно этого августовского выпуска – «В неизвестное: Делая открытия за пределами человеческого разума» – начинается со статьи про творчество математика Владимира Воеводского, «нашего человека в Принстоне» (см. Sci-Myst-4)…

При этом должно быть ясно, что принципиально двусмысленная позиция журнала фактически по любому вопросу даёт все основания трактовать каждый убедительный сигнал отзыва и как «чисто случайное совпадение». Картинка на обложке журнала и подпись к ней абсолютно созвучны духу Sci-Myst, но вот содержание собственно статей – это совершенно не о том. Даже материал о Воеводском помещен в радикально иной контекст – о попытках превратить компьютер в сверхчеловеческий разум.

На этом, пожалуй, преамбулу к новому эпизоду сериала о проникновении «В Неизвестное» пора закончить. И перейти к содержательной научной части «Открытий за пределами человеческого разума» (с их непременными синхрониями и прочими мистическими элементами, естественно).

Утроение бесконечности

Итак, еще раз напомним, что предыдущий эпизод закончился интересным вопросом «А что, если основная часть вселенной от нас сокрыта?». И обратим внимание, что вопрос этот британский журнал «Новый Ученый» опубликовал в номере от 8 августа 2015 года (New Scientist, Issue 3033).

Если сложить цифры года в сумму, а также записать месяц август в виде цифры, то из даты получится на редкость красивая комбинация «8-8-8» или «трижды бесконечность», вспоминая общепринятый математический символ для этого понятия.

Столь же красивая комбинация из трех восьмерок в дате имела место ровно семь лет тому назад, 8 августа 2008 года. И именно в тот день на одном из полей Англии, в местечке Милк Хилл, появилась огромная и впечатляющая композиция, сочетающая в себе идеи восьмерки как замкнутой на себя бесконечности, двойного обхода ленты Мёбиуса и самоподобных структур фрактальной геометрии (а также чего-то еще – загадочного – в центральной части).

Среди великого множества кругов, ежегодно появляющихся на полях Англии и других стран, здесь особый интерес представляют такие картины, которые тем или иным образом графически отображают физику и математику в устройстве вселенной. Нельзя доказать, что именно для этой цели данные круги и были созданы их неведомыми авторами. Да это и не требуется. Просто глубина смыслов и идей, скрытая в данных картинках, оказывается столь богатой, что было бы глупо не воспользоваться такими подарками.

По этим причинам существенно, что в особо интересную для текущего расследования дату, 8 августа 2015, на другом английском поле, в Хэмптон Люси, появилась еще одна «картина мира» – но только уже в совершенно иной проекции. На этот раз вселенная представлена в виде гигантской птицы. Причем птицы не простой, а объединяющей в своем образе символы двух рыб и множество глаз самых разных размеров.

На первый взгляд, абсолютно никакой взаимосвязи между двумя этими картинами, кроме даты подарка «8-8-8», вроде бы не просматривается. И уж тем более, совершенно непонятно, какое отношение птица с глазастым телом и замысловатая восьмерка бесконечности могут иметь к насущным проблемам физики – о невидимой вселенной вообще и о природе тёмной материи в частности.

На самом деле, однако, содержательных взаимосвязей, полезных для нашего расследования, тут можно выявить довольно много. Причем в единое целое все эти вещи скрепляют сновидения физика Вольфганга Паули и его научные идеи, родившиеся под впечатлением от необычных снов. Среди этих идей совершенно особое место занимают два «секретных» принципа Паули, известные нам лишь по загадочной фразе из частной переписки ученого в последний год его жизни: «Раздвоение и уменьшение симметрии – вот где собака зарыта!»…

Сопоставляя картины из давних снов Паули и современные круги на полях, можно, к примеру, наглядно продемонстрировать, каким образом принцип раздвоения или двуделения мира в сочетании с «утроением бесконечности» приводят к тому, что материя космоса, наблюдаемая человеком, и другая, загадочно-невидимая материя, именуемая «тёмной», в своих количествах соотносятся друг с другом как «1: 5». А этот результат, как известно, полностью согласуется с прикидками астрофизиков («наша» материя – примерно 5% от общей массы-энергии вселенной, тёмная материя – примерно 25%, остальное – тёмная энергия).

Попутно с отысканием простого геометрического ответа на эту великую загадку природы, столь же естественным образом обнаруживаются решения и еще для двух глубоко неясных проблем физики. Одной, можно сказать, «сугубо экспериментальной», а второй «сугубо теоретической».

По разряду загадочных экспериментов логично рассматривать проблему трех поколений частиц. Трех фактически эквивалентных по своим свойствам семейств, отличающихся друг от друга лишь уровнями энергии. Эти поколения были обнаружены физиками в опытах совершенно неожиданно и довольно давно, но по сию пору никто толком не понимает, зачем такое утроение могло природе понадобиться и почему семейств именно три. (Ответить на эти вопросы помогает второй «секретный принцип Паули» – об уменьшении симметрии.)

По разряду же серьезнейшей сугубо теоретической проблемы проходит гипотеза многомирия или мультиверса. В целом множестве разных областей физики, разрабатываемых ныне теоретиками, получилось так, что математически изящные и полные ответы удается формулировать лишь в том случае, если полагать, что наш мир – далеко не единственный в неисчерпаемой вселенной. То есть в природе, получается, должно быть множество других миров – с самыми разными законами физики. Но вот как подтвердить эту важную гипотезу экспериментами, на такой вопрос ответов ни у кого нет…

Выражаясь более аккуратно, ответы, конечно же, имеются. Если от них не отворачиваться. Потому что и три поколения частиц, и мультиверс, и тёмная материя – это все, на самом деле, разные стороны одной и той же единой структуры.

Но чтобы увидеть эту скрытую (и сверх-разумную) структуру – а также как следует ее разглядеть с помощью снов Паули и кругов на полях, – начать лучше всего с абсолютно очевидных, но все равно несколько неожиданных фактов современной физической науки.

Женское начало

Три синхронных публикации о темной материи, упомянутые выше, появились одна за другой наверняка не случайно. С высокой степенью правдоподобия можно утверждать (опираясь на имена авторов и рассмотренные ими темы), что внешним стимулом для их появления послужили два других, более ранних события лета 2015.

Во-первых, представительная конференция в Стокгольме, собравшая в начале июня элиту физики для обсуждения проблем тёмной материи. И во-вторых, тема номера в июльском выпуске журнала Scientific American под общим названием «Загадка Скрытого Космоса».

При нынешнем уровне (не)понимания того, что представляет собой загадочная природа тёмной материи, вряд ли есть смысл углубляться в подробности конкурирующих гипотез. Разных идей у теоретиков довольно много, причем ни одна из них пока не достигла статуса доминирующей. Но определенно есть смысл отметить, что при обсуждениях всей этой темы довольно часто вспоминают имя Вольфганга Паули.

Причина тому вполне ясна. Именно Паули в 1930-м году первым совершил «страшный грех» (как он сам это с юмором называл) – постулировав существование новой частицы нейтрино, по неведомым причинам неуловимой в экспериментах, но настоятельно требовавшейся для согласованности картины в квантовой теории. И коль скоро у науки уже давным-давно нет никаких сомнений, что согрешивший Паули был абсолютно прав (экспериментально фиксировать и изучать нейтрино научились четверть века спустя), эта история постоянно подпитывает надежды и тех исследователей, кто ныне занимается изучением неуловимой тёмной материи.

Любопытно, однако, отметить, что и более чем полустолетие спустя после подтверждения самого факта существования нейтрино, ученые до сих пор крайне смутно представляют себе физику этих частиц – начиная с вопросов о массе или нейтринных осцилляциях и заканчивая отсутствием разницы между нейтрино и антинейтрино. Не говоря уже о том, что ни у кого не было и по-прежнему нет ни малейшего представления, зачем вообще могли понадобиться в природе частицы, практически не взаимодействующие с материей нашего мира.

Хотя от того же Вольфганга Паули занятные идеи на данный счет неоднократно звучали еще с 1930-х годов. В странных «снах о физике», посещавших ученого, ему неоднократно сообщалась весьма озадачивающая информация, согласно которой между процессами радиоактивного бета-распада (сопровождающихся испусканием нейтрино) и процессами деятельности нашего разума имеются некие скрытые, но вполне определенные взаимосвязи.

Нельзя сказать, что Паули постиг физическую суть послания (поначалу воспринятого им как издевательство над научными представлениями о мире). Однако собственно мысль очевидно запала ему в душу. Как мог, ученый пытался отыскать загадочный смысл этого сопоставления в своих физико-психологических текстах, а к коллегам и друзьям порой обращался такими словами: «Дорогие мои радиоактивные дамы и господа»…

Среди других вещей, часто повторявшихся в снах Паули, очень отчетливо звучала идея о необходимости привнесения в науку женского начала – для выравнивания сильно перекошенного баланса. Об этом говорили многие гости в сновидениях ученого – и мужчины и женщины – настаивая на необходимости более уравновешенных подходов, гармонично сочетающих в исследованиях строгость логики и мощь интуиции.

Нет никаких оснований утверждать, будто именно Вольфганг Паули лично поспособствовал более активному привлечению в физику ученых-женщин. Однако по состоянию на сегодняшний день уже несомненно, что перемены здесь произошли, причем перемены весьма внушительные. Для наглядности достаточно рассмотреть хотя бы такие факты.

Если мы обратим внимание на имена авторов трех упомянутых синхронных публикаций, рассказавших в августе о новостях вокруг тёмной материи, то выглядят они так:

§ Quanta Magazine и WIRED: «О сложной тёмной материи», автор Лиза Крюси (Liz Kruesi).

§ New Scientist: «Не является ли тёмная материя замаскированным обычным веществом?», авторы Сабина Хоссенфельдер и Наоми Лубикис (Sabine Hossenfelder, Naomi Lubickis).

§ BBC Earth: «Из чего же сделана Вселенная? (про загадочную субстанцию под названием тёмная материя)», автор Мелисса Хогенбум (Melissa Hogenboom).

Среди четырех этих авторов только Сабина Хоссенфельдер, строго говоря, является профессиональным физиком-теоретиком. Однако уже тот факт, что все перечисленные статьи о специфических новостях с передовых рубежей физики написаны женщинами, не может не впечатлять. Ну а дальше – еще интереснее.

Статью для кавер-стори о тёмной материи в июльском выпуске Scientific American написали два физика-мужчины, Богдан Добреску и Дон Линкольн («A Hidden World of Complex Dark Matter Could Be Uncovered», by Bogdan A. Dobrescu and Don Lincoln. Scientific American Volume 313, Issue 1, July 2015). Но вот обрамляют тему номера две статьи, написанные женщинами:

§ «Тёмная материя и теневая вселенная», автор Мариэтта ДиКристина (Mariette DiChristina, главный редактор Scientific American).

§ «Что, если тёмная материя еще более странная, чем мы думали?», автор Клара Московиц (Clara Moskowitz, редактор физического раздела в журнале).

Самое же, наконец, впечатляющее, это такая вот фотография участников – точнее, участниц – июньской научной конференции физиков в Стокгольме «Одиссея в пространстве-времени продолжается», где одной из центральных тем обсуждения была проблема тёмной материи.

Столь роскошный букет из представительниц мировой теоретической науки подобрался в шведской столице, конечно же, не случайно, а строго по списку. Кроме того, среди приглашенных на мероприятие ученых, ясное дело, в достатке имелось и мужчин – просто именно для этой фотографии их не позвали. Да и главную причину для непривычно высокой концентрации женщин-физиков в одном месте обнаружить тоже не слишком сложно.

Организатором конференции был местный Nordita, или «Нордический Институт теоретической физики» – в каком-то смысле скандинавский аналог Института передовых исследований в Принстоне. Вплоть до лета 2014 Nordita возглавлял исландский теоретик Ларус Торлациус (в молодости вместе с Джо Полчински открывший, кстати говоря, загадочно замалчиваемую структуру физики под названием «тахионный кристалл»). А с сентября прошлого года директором Института стала Кэтрин Фриз (Katherine Freese) – весьма известная в мире астрофизики дама-теоретик, научный авторитет которой в значительной степени наработан благодаря исследованиям в области тёмной материи.

Так что нынешняя стокгольмская конференция, официально посвященная «празднованию замечательных достижений в областях физики частиц и космологии – начиная с начала тысячелетия и до сегодняшнего дня», на самом деле (говорят инсайдеры) была собрана для того, по сути, чтобы не просто отметить «прописку и новоселье» новой директрисы, а отметить это дело красиво. Ну а что за красота может быть без дам?

Как бы там ни было, умные и талантливые женщины в современной физике ныне определенно имеются, причем в немалых количествах. Далеко не все из ученых дам, насколько можно судить со стороны, согласны с тезисом о новых «замечательных достижениях» в их области. Кто-то, напротив, видит тут вполне отчетливые признаки глубокого кризиса на фоне затянувшегося застоя.

Но как происходящее ни оценивай, по-любому ясно, что на сегодняшний день в исследованиях проблем тёмной материи нельзя выделить такое направление, которое бесспорно считалось бы главным и наиболее перспективным для скорого успеха.

Точнее говоря, выделить-то особо перспективное направление можно вполне. Причем, что важно, указано оно женщиной, чрезвычайно продвинутой, судя по всему, в знаниях о скрытых тайнах природы. Беда в том, что в мире науки физики про эту сведущую даму почти никто не знает. Потому что видел её и регулярно с ней общался всего лишь один человек на свете – Вольфганг Паули…

Тёмная дама и тёмная птица

Из переписки Паули с его другом, психологом Карлом Густавом Юнгом, достоверно известно, что основы «новой физики», с которыми теоретик знакомился в сновидениях, нередко передавала ему некая таинственная женщина отчетливо азиатской наружности – красивая, темноволосая, с раскосыми глазами китаянки. Передача научных идей и концепций обычно происходила на языке символов и архетипов, то есть с помощью инсценировки разного рода спектаклей, пантомимы или танцев.

Именно от этой китаянки, или «тёмной женщины», как называл её Паули, учёный неоднократно получал наглядные картины для освоения идей о двуделении мира и о зеркальном отражении реальностей. В контексте же близкой и особо интересной здесь темы – о природе тёмной материи – один из снов ученого представляется наиболее содержательным.

В том сновидении китаянка не проронила ни слова, ясно показав ученому все важное на языке ритмичного танца. Сначала, двигаясь по плоскости, она открыла в полу круглый люк и по винтовой лестнице провела Паули на другой уровень, параллельный первому. Сама же дама осталась танцевать на лестнице, двигаясь по ней то вверх, то вниз, а по ее пантомиме физик понял, что между верхом и низом никакой разницы на самом деле нет – это одно и то же. Попутно же – но без объяснений каким образом – эти ритмичные движения танцовщицы вверх-вниз привели во вращение все окружающее пространство…

Для людей, знакомых с историей физики XX века, в этой картине декораций совсем несложно уловить характерные особенности конструкции, известной как «мост Эйнштейна-Розена» или кратко ER. В поисках более внятной геометрической концепции для природы частиц микромира, Альберт Эйнштейн и Натан Розен нашли красивое совместное решение для уравнений электромагнетизма Максвелла и уравнений гравитации общей теории относительности (ОТО). Согласно этому решению, элементарная частица материи выглядит как вихревая трубка-перемычка между двумя параллельными листами пространства. Или, если угодно, как винтовая лестница китаянки.

Ну а для ритмичного танца дамы на лестнице примерно в том же периоде истории обнаруживается существенно иная сильная математика – из области квантовой физики. На рубеже 1920-30-х годов другой знаменитый теоретик, Герман Вейль, в только что открытом на тот момент релятивистском уравнении Дирака обнаружил довольно необычную физику. Преобразовав определенным образом формулы, Вейль показал, что уравнение описывает постоянные «зигзаг-скачки» фермионов – электронов и протонов – между состояниями противоположного спина (Up и Down). Или, в терминах сна, регулярные перемещения частиц вверх и вниз по винтовой лестнице.

Иначе говоря, в танце тёмной женщины из сна Паули была представлена весьма нетривиальная и красивая схема для решения гранд-задачи физики – об объединении теории гравитации (ОТО) и квантовой теории частиц. Или иначе, обрисована динамическая картина, в которой периодические перемены локальной геометрии пространства порождают квантовую физику частиц материи.

Причем попутно – коль скоро у вселенной тут обнаруживается еще одна невидимая половина – прояснялась бы и проблема с тёмной материей. Вот только в те времена данная проблема физиков еще не волновала. За исключением, разве что, отдельных чудаков-провидцев, типа астронома Фрица Цвикки, который, собственно, и запустил для скрытой массы вселенной термин Dunkle Materie – на 40 лет раньше, чем он науке понадобился.

Хотя по отдельности обо всех упомянутых вещах ученым хорошо известно – и про мост-перемычку ER, и про вибрирующий зигзаг-фермион Вейля, и даже про сны Паули из его переписки с Юнгом – собрать все это хозяйство вместе и увязать в единую-красивую структуру никому в голову почему-то не приходит. Точнее говоря, есть признаки, что именно этим и занимался сам Вольфганг Паули в последний год своей жизни (отмеченный повышенным интересом к гидродинамике). Но поскольку вскоре физик скончался при весьма таинственных обстоятельствах, а суть открытий своих он не опубликовал, то никакого дальнейшего развития это направление в теоретической науке не получило.

Отчего неудивительно, что и в физике экспериментальной никто не стал вспоминать про ту давнюю и загадочную историю ныне, на рубеже XX-XXI веков. Когда у экспериментаторов неожиданно стали обнаруживаться совсем несложные, в общем-то, опыты, демонстрирующие сильные и убедительные аналогии между эффектами из трех весьма разных областей физики.

Выяснилось, что наглядные явления сугубо классической физики в вибрирующих жидкостях и гранулированных средах («ходоки» и осциллоны) дают очень внятные аналогии не только для плохо понятых эффектов электромагнетизма, но и для «непостижимых» (как было принято считать) феноменов физики квантовой. Типа корпускулярно-волнового дуализма, двухщелевой интерференции частицы, туннельных переходов и так далее.

Но хотя открытия физиков-экспериментаторов сделаны полностью в рамках мейнстрим-науки и легко воспроизводятся в разных лабораториях, признавать их огромную важность для более адекватного понимания природы никто из светил-авторитетов научного сообщества явно не торопится. Почему так – никто вам внятно не объяснит. Просто все делают вид, что ничего особо революционного как бы не произошло, а потому хоть что-то менять в устоявшемся преподавании основ физики никто не собирается…

#

Нет абсолютно никакой возможности доказать, что специфический вид изобразительного искусства под названием «круги на полях» имеет хоть какое-то отношение к описанной неприятной ситуации в физической науке начала XXI века. Но это ничуть не мешает продемонстрировать здесь несколько важных картин подобного рода и особо отметить в этих композициях некоторые существенные детали. Которые помогут нестандартно взглянуть на нынешние проблемы у физиков и поискать ключи к их решению в давних сновидениях Вольфганга Паули.

Несложно заметить, что обе картины разными способами компонуют в единое существо архетипы птицы и рыбы. Или – трактуя чуть иначе – демонстрируют таким образом концепцию движения в воде за счет периодических взмахов парой крыльев. В целом символизм каждой из картин, конечно же, содержит в себе намного больше, однако на данном этапе нас интересуют только эти общие аспекты – «гидродинамический» и «пара крыльев».

И теперь, дабы от этих композиций естественным образом перейти к другим кругам на полях, поясняющим тайны устройства тёмной материи, полезно привлечь еще один из снов Вольфганга Паули, получивший от него название «Великое видение о Часах Мира», а в текстах аналитической психологии Юнга фигурирующий под более прозаическим названием «сон # 59».

Подробный разбор символов сновидения можно найти в главе 59 «путеводителя ТЗО», здесь же достаточно упомянуть лишь ключевые детали конструкции, непосредственно сопрягающие ее с «расследованием о тёмной материи» и с конфигурациями современных кругов на полях. Важнейшие элементы тут такие: два ортогональных (взаимно перпендикулярных) циферблата, имеющих по 32 секции на окружности; три вложенных друг в друга цикла обхода; четыре противолежащих полюса или сектора на круге, в каждом из которых находится по человечку с качающимся маятником; и, наконец, одна «большая тёмная птица», поддерживающая работу всей этой системы…

(На будущее полезно отметить, что в совокупности базовые элементы конструкции складываются в ряд «1-2-3-4». А это формула «священного тетрактиса» пифагорейцев, помещавших его в основы мироздания).