Очередной эпизод научно-мистического сериала

(Предыдущие части цикла см. через Навигатор.)

Масштаб реального времени, изначально принятый для данного расследования, решительно требует, чтобы в канву сюжета регулярно вплетались значимые текущие события. Если же важных событий не обнаружено, то для продолжения движения приходится уходить в разные полезные ответвления, проясняющие логику сюжета. Из-за чего структура процесса неизбежно расплывается, теряя четкость и направление…

Но коль скоро здесь всегда имеется еще и сильный мистический компонент, затем непременно происходит очередное, действительно существенное для сюжета «нечто». Событие, которое надо лишь суметь отследить и правильно встроить в картину следствия.

И тогда уже совершенно без разницы, что 11-й эпизод Sci-Myst «Время как Разум» стал неприлично длинным, а входящая в него подразделом «Краткая история нашей глупости» уже и сама превратилась в мини-сериал. Все эти метаморфозы, можно повторить, не имеют никакого значения. Потому что отражают лишь пластичную форму сосуда.

Для целей же собственно расследования, однако, куда большее значение имеет содержимое, а не форма. Но дабы целостность рассказа – или сосуда – продолжала-таки сохраняться, действительно важное новое событие из мира физики оказывается в структуре Sci-Myst частью девятой из «Истории нашей глупости» (или иначе, истории о том, как упорное нежелание принять раздвоенную картину мира мешает ученым постичь единое устройство пространства и материи, времени и сознания).

_9_Раздвоение как Единство

Начать рассказ, однако, логично с того, что давно уже новостью не является, однако лишь теперь обозначилось на поверхности физической науки явно и отчетливо. Теперь об этом пишут и говорят действительно много. Хотя выглядит оно всё крайне уныло и удручающе. На первый взгляд.

Суть же уныния в научном сообществе особо наглядно отразило такое событие. В начале августа 2016 город Чикаго, США, принимал у себя ICHEP-2016, очередную Международную конференцию по физике высоких энергий, где собираются ведущие ученые планеты, занимающиеся экспериментальными и теоретическими исследованиями частиц с помощью ускорителей-коллайдеров.

Главным же событием этого большого форума стало официальное объявление и обсуждение в высшей степени неприятной для ученых новости. В одном из репортажей с места событий эти ощущения переданы так [nw]:

Шесть тысяч физиков-экспериментаторов, работающих с Большим Адронным Коллайдером (LHC) под Женевой, исследовали свойства природы на уровне столь высоких энергий, который не был доступен ученым никогда прежде. И они обнаружили нечто весьма примечательное: НИЧЕГО (нового)…

Этот результат, похоже, оказался именно тем, чего в еще более многочисленной армии физиков-теоретиков никто не предсказывал ни 30 лет назад, когда весь этот супердорогостоящий проект задумывался, ни все последующие годы, когда проект воплощался.

Нима Аркани-Хамед, профессор теоретической физики из Института передовых исследований в Принстоне, подвел итоги так: «Это просто поразительно, что мы размышляли обо всех этих вещах на протяжении 30 лет и мы не сделали ни одного верного предсказания, которое экспериментаторы увидели бы в LHC»…

Если комментировать происходящее на передовых рубежах физики чуть подробнее, то суть произошедшего такова. Величайшим научным достижением многомиллиардного коллайдера LHC оказалось то, что в 2012 году, вскоре после запуска, здесь экспериментально подтвердили теоретические предсказания для бозона Хиггса – сделанные примерно полстолетия тому назад, в начале 1960-х.

Затем LHC закрыли для модернизации и существенного наращивания мощности – чтобы взяться за проверку разных теорий, выходящих за рамки Стандартной Модели частиц и конструировавшихся теоретиками последние 40 лет. Уровень голода теоретиков на новые результаты опытов был настолько велик, что когда модернизированный супер-коллайдер в декабре 2015 обнаружил в брызгах столкновений несколько таких всплесков, которые не предсказывает Стандартная Модель, то за последующие полгода появилось свыше 500 работ с разнообразными теориями, на языке уравнений как бы «объясняющими», что именно данные всплески означают.

Ну а затем, к лету 2016 после тщательных перепроверок стало ясно, что возбудивший всех декабрьский всплеск – это просто статистический выброс, не подтверждаемый никакими последующими экспериментами… И что самое неприятное, эти же перепроверки показали, что в результатах нет вообще НИЧЕГО, чем можно было бы подкормить теоретиков.

С одной стороны, ясное дело, это можно назвать гранд-катастрофой и крушением всех теорий, создававшихся лучшими умами науки на протяжении последних десятилетий. Но с другой – это вполне внятный сигнал, что физики сами себя загнали в тупик, так что явно пора переориентировать исследования на другие направления.

Тем более, что маршруты эти уже известны.

Просто время пришло

Для общей связности повествования можно напомнить, чем завершался предыдущий раздел (_8_) нашего расследования:

…Если разобраться, наконец, с раздвоенной структурой пространства вселенной и, соответственно, с «краткой историей нашей глупости», то быстро выясняется, что все необходимое науке для принципиально нового взгляда на мир в действительности уже известно всем…

Подобного рода вещей – хорошо известных без понимания их подлинной значимости – в современной науке имеется очень много. Но особый интерес, ясное дело, представляют наиболее существенные моменты. И с одним из них удобно поближе познакомиться по наводке многократно уже упоминавшегося теоретика Роберта Лафлина, лауреата нобелевской премии по физике за 1998 год [rl]:

Воистину легендарны аналогии между физикой пространственного вакуума и низкотемпературными фазами материи. Глубина аналогий здесь такова, что даже наиболее тонкие феномены [сверх-охлажденной материи] оказываются неотличимы от физики элементарных частиц [высоких энергий] в очень общем смысле.

Это один из наиболее поразительных фактов науки, и нечто такое, во что студентам обычно крайне трудно поверить. Но постепенно, коль скоро экспериментов и свидетельств тому предостаточно, причем все они согласуются друг с другом, приходится в данных вещах убедиться.

Попутно, чем больше люди изучают математические описания холодных фаз материи, тем больше они перестают удивляться и привыкают к параллелизму и взаимозаменяемости терминов для физики пространства и физики материи. Когда вместо частиц [материи] мы говорим о возбуждениях [вакуума]. Или, когда вместо коллективных движений [в среде] мы говорим о квазичастицах.

Причем вот этот префикс «квази» не несет в себе уже никакого содержательного смысла, являясь просто рудиментом исторических битв о физическом смысле данных объектов. В частных беседах ученые обычно отбрасывают это притворство и говорят о [макро-] объектах как о частицах…

Дабы для неспециалистов стало понятнее, о сколь важных вещах идет здесь в действительности речь, можно пояснить суть так. Не просто в разных, а фактически в двух противоположных концах физических исследований – в области самых низких энергий около абсолютного нуля и в области высоких энергий самых мощных ускорителей – ученые с удивлением обнаружили, что изучают в сущности одно и то же. А именно, разнообразные деформации в геометрии «пустого пространства», принимающие облик «частиц материи».

Попутно, конечно же, стало совершенно ясно, что «вакуум пустого пространства» – это самое неудачное название из всех возможных. Потому что даже самая «пустая» среда вообще без всяких частиц всегда и непременно наполнена динамикой вихрей и волн, имея четко соответствующую этой энергии геометрию.

Из-за чего куда более адекватным названием для здесь изучаемого был бы термин «динамический эфир», вот только на собственно слово «эфир» в современной науке наложено страшное табу. Нарушать которое публично, не боясь подвергнуться всеобщему остракизму, решаются лишь светила, «уже получившие все свои медали». Вроде того же Лафлина или другого часто поминаемого здесь нобелевского лауреата-физика, Фрэнка Вильчека. [lw]

Однако вплоть до последнего времени никаких сколь-нибудь заметных перемен в науке подобные выступления не делали. А стандартным слоганом на данный счет продолжал оставаться примерно такой, привычно повторенный в очередной раз в декабре 2015 на международной конференции по поводу глубокого «кризиса жанра» в нынешней фундаментальной теоретической науке [sm]:

С приходом новой физики XX века стало ясно, что частицы — это не вихри, что эфир не существует, а теоретическая красота – это не всегда истина…

Попутно пора напомнить и о том, как в соответствующем эпизоде «подрывного сериала» Sci-Myst #9-sync, рассказывавшем об этой конференции в Мюнхене и вышедшем аккурат в канун нового года, 30 декабря 2015, с подробностями продемонстрировано, что на самом деле все тут обстоит ныне с точностью до наоборот.

То есть накопленные к XXI веку знания опровергают все перечисленные заблуждения. Соответственно, многие действительно компетентные физики давно в курсе, что частицы — это вихри, что эфир существует, а на теоретическую красоту по-прежнему важно ориентироваться в поисках истины.

Отчего и завершался предпраздничный эпизод словами такого «осторожного пророчества»:

…Осталось лишь аккуратно все имеющиеся у людей знания разложить – и увидеть, что новая физика уже давно здесь. Только никто ее не замечает. Наступающий 2016 год может оказаться весьма занятным. Если быть повнимательнее…

#

И вот теперь – летом 2016 – уже можно, как иногда выражаются официальные лица, с чувством глубокого удовлетворения отметить, что нечто весьма и весьма примечательное в теоретической физике таки действительно произошло. Нельзя, правда, сказать, будто вся научная общественность пребывает от открытия в шоке и потрясении. Но с другой стороны, трудно ожидать, чтобы реальный масштаб события такого рода без подготовки осознавался людьми моментально…

Дабы суть и изюм произошедшего выглядели подоходчивее для всех, можно представить это так. Сразу несколько работающих независимо друг от друга команд исследователей, в составе которых есть и звезды первой величины на небосклоне теоретической физики, одновременно опубликовали результаты, по-разному рассказывающие фактически об одном и том же.

О том, что в физической науке определенно нащупан, наконец-то, важнейший универсальный механизм, обеспечивающий единое описание и понимание природы пространства-времени-материи на любых масштабах длин и энергий, доступных для изучения теоретикам… Причем механизмом этим является очень простая, в сущности, вещь – под названием «вихрь»…

Если же говорить более конкретно, то речь прежде всего идет о трех публикациях, как бы по случайному совпадению синхронно выложенных на сайте препринтов arXiv.org в течение «долгой ночи» с 6 на 7 июня 2016 года (пока граница смены суток перемещалась от университетов восточного побережья США на побережье западное).

По причине весьма знаменитых имен среди авторов, публикации, естественно, были замечены теоретическим сообществом практически сразу, в совокупности уже успев получить общее название «статьи про сеть дуальностей» (web of dualities) [wd]. И если следовать порядковым номерам работ, полученным от счетчика arXiv, то появились они в такой последовательности:

– Карх и Тонг, «Дуальность частица-вихрь из 3D-бозонизации», arXiv:1606.01893;
– Муруган и Настасе, «Дуальность частица-вихрь в топологических изоляторах и сверхпроводниках», arXiv:1606.01912;
– Зайберг, Сентхил, Ванг, Виттен, «Сеть дуальностей в 2+1 измерениях и физика конденсированной материи», arXiv:1606.01989.

За пределами узкого круга заинтересованных коллег-физиков, впрочем, сей триплет прошел по сути незамеченным. И поскольку вплоть до нынешней поры – два месяца спустя – мировая научно-популярная пресса, знакомящая народные массы с достижениями на передовых рубежах, умудрилась не прореагировать на дружный залп теоретиков практически никак, то конкретно данный текст Sci-Myst приходится трактовать еще и в качестве первого ознакомительного рассказа.

Короче говоря, преамбула закончена. И начинается собственно знакомство, равно готовящее как широкую публику, так и компетентное сообщество ученых к большим грядущим переменам.