_5_Мосты ЭР и другие военные потери

К середине 1930-х годов первичные идеи о «необходимой эквивалентности» двух видов электричества и о положительных зарядах как «дырках» в ткани пространства получили весьма своеобразную трансформацию в новаторской работе Альберта Эйнштейна и его молодого коллеги Натана Розена. К великому сожалению, почти никому в ту пору не пришло в голову данные вещи сопоставить и развить.
По сути дела, уже тогда появились возможности скомбинировать дырки Дирака с мостами Эйнштейна-Розена в общую картину – где принцип
«раздвоения пространства» парадоксальным образом объединяет квантовую механику и классическую ОТО. Причем достоверно известно, что у Поля Дирака подобного рода мысли точно появлялись. И даже некоторое время разрабатывались им в виде новой теории...
Вот только дальше все сложилось так, что сегодня почти никто и ничего об этом не знает. Если же рассмотреть события физики в тот непростой период истории чуть повнимательнее, то обнаруживается целый букет важных теоретических открытий и прозрений, сделанных одно за другим в период 1935-1941 годов. Из-за надвигавшейся войны и прочих обстоятельств, однако, открытия эти в ту пору никто, фактически, не заметил и не оценил. После войны все в организации научных исследований стало сильно иначе. Появился весьма обширный раздел так называемой «секретной науки» с очень нечеткими границами и стенами, отделяющими ее от «науки открытой».
В итоге же все получилось так, что особо интересующие нас результаты и события из истории хотя и известны специалистам, однако говорить о них публично стало как бы не принято. Темы вроде не секретные, но почему-то упорно замалчиваются.
Дабы факт этот стал виден четко и наглядно, достаточно предоставить простое сопоставление: что реально происходило в интересующие нас годы согласно документам – и как об этом же принято рассказывать сегодня. Особый интерес представляют три сюжета.

#

Сюжет первый, ясное дело, – это принципиальной важности работа Эйнштейна и Розена 29 , благодаря которой в теоретической физике впервые появилась концепция мира в виде двух параллельных листов пространства, соединенных короткими трубками-перемычками. Такого рода трубки или межпространственные туннели в честь первооткрывателей получили название «мосты ЭР». Ныне, однако, их чаще всего именуют Wormholes или «кротовые норы», а в фантастических произведениях – это излюбленный путь для быстрых перемещений между далеко разнесенными точками вселенной.
В научных статьях, книгах и энциклопедиях на тему «кротовых нор» также пишут ныне немало, но практически всегда – очень важный нюанс – речь идет в контексте космологии, как об одном из интересных и экзотических решений уравнений ОТО Эйнштейна. И при этом, что характерно, по давней традиции никогда не приводят название той самой статьи авторов из 1935 года, где «мосты ЭР» впервые появились.
Объяснить эту странность довольно легко, если знать, что статья Эйнштейна и Розена была посвящена вовсе не космологическим туннелям для быстрых путешествий астронавтов в пространстве-времени. Работа эта называлась «Проблема частицы в общей теории относительности», и как несложно догадаться по названию, давала существенно новое описание для природы элементарных частиц материи.
Суть революционной новизны заключалась в том, что Эйнштейн и Розен математически нашли красивое общее решение, которое одновременно подходило для уравнений электромагнетизма Максвелла и для гравитационных уравнений теории относительности.
Особо же привлекательным в этом решении было еще и то, что оно элегантно избавляло физику от ужасной проблемы с точками сингулярности. Базовые уравнения ученых перестают работать, когда дистанции в частицах устремляются к нулю, концентрация энергии, соответственно, уходит в бесконечность, а как работать с этими бесконечностями, никто толком не понимает и по сию пору. Ключом к данным проблемам и стала идея о том, что частица это не точка, а дырка. Точнее, горловина микроскопической трубки, соединяющей наше пространства со вторым-параллельным. Такая трубка, как выяснилось, хорошо вписывается в уравнения электромагнетизма и гравитации, а значит – дает единое геометрическое описание для существенно разных «сил природы». На фоне этой математической красоты, однако, сразу же обозначились и большие проблемы. Для начала, было совершенно не ясно, как трактовать столь нужный второй лист параллельного пространства в терминах реального устройства природы. Но это, впрочем, была не самая большая беда. Куда хуже было то, что Эйнштейн и Розен не сумели встроить в свою модель практически ничего из известных экспериментальных фактов квантовой физики. Иначе говоря, на первый взгляд все выглядело так, что бесспорно эффектная концепция «моста ЭР» оказалась чисто классической теорией, бесполезной для новой физики частиц... Имеется тут, впрочем, и другой взгляд на те же вещи, но для его освоения прежде надо располагать некоторой дополнительной информацией. О том, в частности, какие еще открытия были сделаны в интересующий следствие период.

#

Сюжет второй можно считать одной из наиболее удивительных, но при этом и самых малоизвестных страниц предвоенной физики.
Объяснитьрациональными доводами то, почему о «единой теории взаимодействий» от Оскара Клейна было ничего неизвестно практически весь XX век, вряд ли кому удастся. Как и всему прочему, есть тут, конечно, объяснения мистические, вот только очень мало для кого они выглядят убедительными. Как бы там ни было, факты истории таковы, что к весне 1938 года у известного шведского теоретика Оскара Клейна была в общих чертах готова теория 30 , которая на базе не обычной эйнштейновой (4D), а 5-мерной версиии
уравнений ОТО давала единое геометрическое описание не только электромагнетизму и гравитации, но и только что открытым ядерным
взаимодействиям. Причем сделано это было не просто в терминах квантовой физики, но и с привлечением новаторского инструментария калибровочных преобразований. Иначе говоря, физические идеи и математические подходы Клейна опережали тогдашнюю науку как минимум лет на 15-20, впоследствии те же самые по сути соотношения будут переоткрыты еще раз по другой траектории – уже без опоры на 5D – и получат название «уравнения Эйнштейна-Янга-Миллса». Более того, по признанию компетентных в данной области авторитетов, в выкладках Клейна (и в его сопутствующих комментариях относительно дальнейшего развития конструкции) также без труда просматривается и теория электрослабых взаимодействий, которую реально разработают совсем другие люди лишь через 30 лет, в конце 1960-х.
Однако в те времена, когда всё это богатство передовых идей в виде единой теории было представлено Оскаром Клейном научному сообществу на весьма представительной конференции, то практически никакой реакции от коллег работа не получила. Хуже того, у автора возникли какие-то мутные проблемы даже с ее публикацией. Переговоры с Нильсом Бором о печати доклада в журнале Physical Review
закончились ничем, политическая обстановка в Европе была очень напряженная, а вскоре разразилась мировая война и всем стало вообще не до этого. В итоге же теория Клейна оставалась фактически в полной безвестности еще около полувека, а с изумлением открыли её лишь в начале 1990-х годов.
Причем даже и со столь существенной задержкой, когда о клейновой конструкции стали судить уже с высоты нынешних достижений науки, вовсе нельзя сказать, будто она оценена наконец-то по достоинству. Вот как, например, прозвучала оценка от видного теоретика Абрахама Пайса, широко известного также в качестве историка новой физики (в его книге «Гении науки», раздел об Оскаре Клейне) В работе, представленной в Варшаве в 1938 году, он предвосхитил некоторые, но не все, аспекты теории Янга-Миллса 1954 года. К несчастью, представлению этих аспектов мешают элементы его идей по пятимерности...
Иначе говоря, та самая сущностная основа теории Клейна, на базе которой он и выстроил, собственно, свою уникальную конструкцию, позволившую математически согласованно объединить все известные тогда взаимодействия, ныне расценивается как неудачно выбранный фон для представления нескольких действительно важных аспектов. Конечно же, это личное мнение лишь одного из специалистов. Однако
великое множество прочих научных специалистов на сегодняшний день вообще ничего не знает ни о древней теории объединения Клейна, ни, тем более, о том, как именно это было осуществлено геометрически – именно благодаря пятимерной конструкции. Такой конструкции, где кванты энергии порождаются как результат осцилляций частиц по пятому измерению. И благодаря тому же процессу – как результат изменения координатной позиции частиц в пятом измерении – их взаимодействия одного рода превращаются в совершенно другие через особый «калибровочный множитель вращения»...

#

Третий сюжет о военных потерях науки – при иных исторических раскладах – мог бы не только весьма органично дополнить идеи Эйнштейна и Розена «о частицах как мостах», но и существенно по-новому развить 5D-теорию Оскара Клейна. Однако реально об этой интересной концепции, выдвинутой в 1941 году Полем Дираком, нынешним ученым известно, похоже, еще меньше, чем о двух предыдущих теориях.
Как и всем прочим творцам квантовой физики, П.А.М. Дираку чрезвычайно не нравилось положение дел в их науке, сложившееся к концу 1930-х годов. Но если многие из теоретиков искали выход из кризиса через модернизацию и усложнение уже имеющихся подходов, Дирак считал, что для объяснения экспериментальных результатов и подлинного прогресса требуются принципиально новые идеи. Именно такого рода теория сформировалась у физика к весне 1941 года, а в июне – несмотря на уже полыхавшую войну – выдался и удачный повод представить ее публично коллегам из научного сообщества. В тот год Дирак был приглашен прочесть весьма почетную среди британских академиков Бейкеровскую лекцию, что и предоставило ему трибуну не только для рассказа о непростой ситуации в квантовой электродинамике, но и о тех маршрутах, которые виделись теоретику для выхода из кризиса.  В основу новых идей П.А.М. была заложена, как он это назвал, концепция «гипотетического мира», параллельного нашему. Даже с математической точки зрения идея звучала довольно необычно. Применительно же к физике реальности – так и вообще очень странно. Предлагая совершенно на равных работать с отрицательными энергиями и отрицательными вероятностями, словно они ничем не отличаются от всем понятных положительных значений.
Дирак показал, что принимая просто как факт одновременное физическое существование этих вещей еще где-то в другом параллельном мире, недоступном для наших наблюдений, удается сохранять красоту и предсказательную мощь исходных уравнений квантовой механики также и в новых условиях релятивистской физики. То есть вовсе не требуется «уродовать усложнениями» красивые формулы для их подгона под новые результаты экспериментов. По оценкам коллег, новая концепция гипотетического мира выглядела физически необычно и даже мистически, но загадочное волшебство математической части впечатляло. Даже столь строгий критик, как Вольфганг Паули, знаменитый в этих кругах своими очень жесткими и едкими оценками, воспринял Бейкеровскую лекцию Дирака с нехарактерным для него
энтузиазмом, специально написав Дираку письмо со словами одобрения и поддержки. Но при этом – что само по себе парадокс – фактически никого из других видных теоретиков эта идея ни тогда, ни впоследствии не заинтересовала на предмет ее развития. Более того, сегодня предпринимаются совершенно отчетливые попытки сделать вид, будто никакой такой теории о гипотетическом параллельном мире у Дирака и не было вовсе. Чтобы это увидеть, достаточно просто взять самую свежую биографическую книгу об ученом (а их всего-то историками науки написано лишь две) и посмотреть: какого рода подробности там рассказывает автор, Грэм Фармело, о Бейкеровской лекции П.А.М.? На взгляд постороннего это чрезвычайно странно, но в своем рассказе о данном мероприятии скрупулезный биограф – хотя и сам профессиональный физик – умудрился вообще ни словом не упомянуть «гипотетический мир». То есть опущена собственно суть идеи, лежавшей в основе лекции Дирака...