Олег Арсенов - Григорий Перельман и гипотеза Пуанкаре

• Название: Григорий Перельман и гипотеза Пуанкаре
• Автор: Олег Арсенов
• Издательство: Эксмо
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2013
• ISBN: 978-5-699-44145-7

Имя питерского математика Григория Перельмана не сходит с новостных полос. Еще бы — открытие сделал, а положенный миллион все не берет. За обсуждением денег и странностей математика как-то совсем не замеченным остался вопрос: «Так что же открыл такого великого Перельман, что это вызвало такую шумиху и столь высоко было оценено мировой общественностью?» А открытие его действительно значимо: доказана гипотеза Пуанкаре (сейчас это теорема Пуанкаре-Перельмана), справиться с которой лучшие умы не могли более 100 лет. Из этой теоремы вытекает масса удивительных выводов в космологии, квантовой механике, философии и даже религии.  

---

Суперсимметрию впервые стали применять для исключения бесконечностей в материальных полях и полях Янга — Миллса в пространстве-времени, все измерения которого, как обычные, так и грассмановские, были плоскими, а не искривленными. Это привело к появлению ряда теорий, называемых супергравитацией, с разной степенью суперсимметрии. Одно из следствий суперсимметрии состоит в том, что у любого поля или частицы должны быть "суперпартнеры" со спином либо на 1/ 2больше, либо на 1/ 2меньше».

Стивен Хокинг. Мир в ореховой скорлупке. Форма времени

-177-

Тут надо немного отвлечься от научной демонологии и заметить, что и с философской точки зрения окружающий нас материальный мир, несмотря на всю его сложность и многогранность, органически един и понятие времени неразрывно связано с происходящими в нем явлениями. Таким образом, нет ничего необычного в том, что всеобщий принцип атомизма должен распространяться и на длительность событий в нашей Вселенной. В этом смысле мы вполне можем говорить о возможности существования неких ячеек времени, атомов времени, частиц времени и даже поля времени — хронополя.

Известный российский физик А. Д. Чернин в своей хрестоматийной «Физике времени» рассуждает так: «Говоря математически, время, характеризующее темп расширения, стремится к нулю при приближении к сингулярности.

Выходит, что вблизи сингулярности счет времени идет уже не на астрономические единицы, а на кратчайшие мгновения, характерные для микромира. Отсюда и важность квантовых эффектов, их ведущая роль в самом начале расширения…

Рассматривая состояния, все более и более близкие к сингулярности, мы видим, что одна из наших величин — время — неограниченно убывает. Но если речь идет о промежутках времени, стремящихся к нулю, то, значит, и неопределенность в длительности этих промежутков тоже стремится к нулю. Что же происходит при этом с энергией? Неопределенность в ней тем больше, чем меньше неопределенность во времени. Поэтому квантовая неопределенность энергии должна неограниченно расти, стремясь к бесконечности, когда время стремится к нулю. Ясно, что бесконечностью ни в каком случае нельзя пренебрегать. И, таким образом, важность квантовых эффектов на самых первых этапах расширения становится очевидной…

А что могло бы означать планковское значение времени (10 -45секунд)?.. В духе космологических соображений ее нужно, вероятно, понимать как квантовую неопределенность в момент начала расширения. Этот мельчайший отрезок вре-

-178-

мени должен тогда рассматриваться как нерасчленимый — внутри него нельзя выделить какие-то отдельные моменты, которым соответствовали бы те или иные "промежуточные" состояния Вселенной. Пусть это и не универсальный атом времени, но это квантовая мера точности, с которой мы можем судить о времени в начальной Вселенной.

Начального нуля времени нет, нет и нуля размера. Вселенная начиналась как квантовая система, и квантовые неопределенности составляли самое существо ее исходных физических свойств. Так квантовая теория толкует смысл космологической сингулярности».

Что же нового дает такая парадоксальная картина окружающей реальности и почему она, начиная с середины прошлого века, привлекает самое пристальное внимание физиков-теоретиков?

Во-первых, она дает возможность построить хотя бы приблизительную непротиворечивую картину возникновения нашей Вселенной с «нулевой точки» и — даже более того — в определенном смысле заглянуть за занавес сингулярности Большого Взрыва.

Во-вторых, мы получаем еще один вариант обоснования квантового фундамента современной физики, возвращаясь к знаменитому спору великих Альберта Эйнштейна и Нильса Бора.

В-третьих, наконец-то возникает непротиворечивая физическая концепция времени, включающая объяснение всех спорных моментов статического, динамического, реляционного и субстанционального течения явлений и процессов в окружающем нас мире.

Один из авторов современной геометризированной концепции квантового времени Дэвид Дойч в своей культовой книге «Структура реальности» приводит следующие рассуждения: «Если бы Мультиверс буквально был коллекцией пространств-времен, квантовая концепция времени ничем не отличалась бы от классической… Единственная разница заключалась бы в том, что в конкретный момент

-179-

в Мультиверсе вместо одной Вселенной существовало бы множество. Физическая реальность в определенный момент была бы, в действительности, суперснимком, состоящим из снимков многих различных вариантов всего пространства. Вся реальность все время была бы пачкой всех суперснимков, также, как классически она была пачкой снимков пространства. Из-за квантовой интерференции каждый снимок уже не определялся бы полностью предыдущими снимками того же самого пространства-времени (хотя приблизительно определялся бы, потому что классическая физика часто является хорошим приближением квантовой физики). Однако суперснимки, начиная с определенного момента, полностью и точно определялись бы предыдущими суперснимками. Абсолютный детерминизм не породил бы абсолютную предсказуемость даже в принципе, потому что для предсказания необходимо знание того, что произошло во всех вселенных, а каждая наша копия может напрямую воспринимать только одну Вселенную. Тем не менее, что касается концепции времени, рисунок почти ничем не отличался бы от пространства-времени с последовательностью моментов, связанных детерминистическими законами, только в каждый момент происходило бы больше событий, но большинство их было бы скрыто от любой копии любого наблюдателя».

В чем-то действительно трудно не согласиться с тезисами этого оригинального теоретика современности, однако сразу же бросается в глаза и явная парадоксальность подобных умозрительных построений. Для окончательного вывода давайте попробуем применить результаты теоремы Пуанкаре — Перельмана к геометризованному пространству-времени. Здесь мы сразу же получаем ожидаемый результат: хроноквантовый объем атемпоральной планковской ячейки тут же стягивается в условную точку реализации произвольного события.

Профессор Дойч объясняет подобные формализации для квантового мира следующим образом: «Чтобы понять квантовую концепцию времени, представим, что мы разрезали Мультиверс на множество отдельных снимков точно так

-180-

же, как делали бы это с пространством-временем. С помощью чего мы можем снова склеить их? Как и раньше, законы физики и внутренние физические свойства снимков являются единственным приемлемым клеем. Если бы время в Мультиверсе было последовательностью моментов, должна была бы существовать возможность распознавания всех снимков пространства в данный момент, словно мы собираем их в суперснимок. Неудивительно, что, оказывается, не существует способа сделать это. В Мультиверсе снимки не имеют "временных печатей". Не существует такого понятия, что снимок из другой Вселенной оказывается в тот же самый момент определенным снимком в нашей Вселенной, поскольку это опять неявно выражало бы, что вне Мультиверса существуют временные рамки, относительно которых происходят все события в Мультиверсе. Таких рамок не существует.

Следовательно, не существует фундаментального разграничения между снимками других времен и снимками других вселенных. В этом и заключается особый смысл квантовой концепции времени: другие времена — это всего лишь особые представители других вселенных».

-181-

Гл. 2. Топология квантового хронотопа

«Мы вынуждены сделать вывод, что в физике пространства-времени условные высказывания с ложными посылками ("если бы Фарадей умер в 1830 году…") не имеют смысла. Логики называют такие высказывания условными, противоречащими фактам и определяют их как традиционно парадоксальные. Все мы знаем, что значат такие высказывания, однако как только мы пытаемся точно изложить их смысл, кажется, что он тут же улетучивается. Источник этого парадокса не в логике и не в лингвистике, а в физике — в ложной физике пространства-времени. Физическая реальность — это не пространство-время. Это гораздо большая и более многообразная категория — Мультиверс. В первом приближении Мультиверс подобен огромному количеству сосуществующих и мало взаимодействующих пространств — времен. Если пространство-время подобно пачке снимков, причем каждый снимок является всем пространством в один момент, то Мультиверс подобен огромной коллекции этих пачек. Даже это немного неправильное изображение Мультиверса уже способно согласовать причины и следствия».