Гиперпространство. Научная одиссея через параллельные миры, дыры во времени и десятое измерение

Вероятно, высший синтез обеих точек зрения находится в высших измерениях. Геометрия, почти по определению, не может соответствовать традиционному редукционизму. Изучая микроскопическую частицу нитки, мы вряд ли сумеем представить себе гобелен целиком. Аналогично, рассматривая микроскопический участок некой поверхности, мы не определим общую структуру этой поверхности. Высшие измерения, по определению, подразумевают возможность выбрать точку, с которой открывается более широкий, глобальный обзор.

Подобно этому, геометрия не может быть исключительно холистической. Просто обратить внимание на то, что поверхность в высших измерениях сферическая, недостаточно, чтобы получить информацию, необходимую для определения свойств кварков, которые она содержит. Способ скручивания этого измерения в шарик определяет природу симметрии кварков и глюонов на этой поверхности. Таким образом, сам по себе холизм не даёт нам данных, необходимых для преобразования десятимерной теории в физически релевантную теорию.

В каком-то смысле геометрия высших пространств заставляет нас признать единство холистического и редукционистского подходов. Это просто два способа смотреть на одно и то же — геометрию. Две стороны одной медали. С точки зрения геометрии не имеет значения, выбираем мы редукционистский (объединяя кварки и глюоны в пространстве Калуцы — Клейна) или холистический подход (взяв поверхность Калуцы — Клейна и открывая симметрию кварков и глюонов).

Можно предпочесть один подход другому, но лишь в исторических или педагогических целях. По историческим причинам можно подчеркнуть редукционизм истоков физики субатомных частиц, указывая, как специалисты по физике частиц за 40 лет сумели свести вместе три из фундаментальных сил, разгоняя атомы. Или можно придерживаться более холистического подхода и утверждать, что окончательное объединение квантовых сил с гравитацией подразумевает глубокое понимание геометрии. В итоге к физике частиц мы подходим через теории Калуцы — Клейна и струн, а Стандартную модель рассматриваем как следствие скручивания многомерного пространства.

Оба эти подхода правомерны. В книге «За пределами научной мысли Эйнштейна: Космические поиски теории Вселенной» (Beyond Einstein: The Cosmic Quest for the Theory of the Universe) мы с Дженнифер Трейнер избрали более редукционистский подход и рассказали о том, как открытие тех или иных явлений в зримой Вселенной в конце концов привело к геометрическому описанию материи. Здесь же мы придерживаемся противоположного подхода, начинаем с незримой Вселенной, а концепцию упрощения законов природы в высших измерениях рассматриваем как главную тему. Так или иначе, оба подхода дают одинаковый результат.

Можно привести ещё один аналогичный пример: споры по поводу левого и правого полушарий мозга. Специалисты в области нейробиологии в ходе экспериментов выяснили, что полушария нашего мозга выполняют явно различные функции, и расстроились, обнаружив, что в популярной прессе полученные ими данные интерпретируют совершенно превратно. Во время экспериментов они обнаружили, что, когда человеку показывают изображение, левый глаз (или правое полушарие) уделяет больше внимания конкретным деталям, в то время как правый глаз (или левое полушарие) легче охватывает изображение в целом. Тревогу же вызвало заявление популяризаторов о том, что левое полушарие мозга — «холистическое», а правое — «редукционистское». При этом различия между полушариями рассматриваются вне контекста, что в итоге приводит к самым невероятным интерпретациям и советам, как управлять мыслями в повседневной жизни.

Как выяснили учёные, в отношении функционирования мозга правильнее считать, что оба полушария действуют синхронно и что диалектика обоих полушарий гораздо важнее специфических функций каждого из них. По-настоящему интересная динамика наблюдается, когда оба полушария мозга взаимодействуют гармонично.

Если же кто-то усматривает победу одного подхода над другим в недавних успехах физики, то, вероятно, придаёт слишком большое значение экспериментальным данным. Пожалуй, разумнее всего сделать вывод, что наибольшую пользу науке приносит тесное взаимодействие обоих подходов.

Посмотрим, как именно это происходит. Теория многомерности даёт нам возможность разрешить проблему двух диаметрально противоположных подходов, и сделаем мы это на примере кота Шрёдингера и теории S-матрицы.

Кот Шрёдингера

Сторонники холизма порой нападают на редукционизм, нанося удар по самому слабому месту квантовой теории — вопросу о коте Шрёдингера. Редукционисты не в состоянии дать разумное объяснение парадоксам квантовой механики.