Квантовые миры и возникновение пространства-времени

Тогда мы оказываемся в типичной ситуации, когда есть две новости: хорошая и плохая. Хорошая новость в том, что мы способны в мельчайших подробностях описать поведение частиц при низких энергиях, пользуясь эффективной теорией поля как магией, – даже если мы чего-то не знаем (или ничего не знаем) о том, что происходит с частицами при более высоких энергиях. Не требуется знать всех окончательных ответов, чтобы делать надежные и верные выводы. Во многом поэтому мы можем быть уверены, что те частицы, из которых состоим мы с вами, и те силы, которые ими управляют в привычной среде, досконально известны. Эти законы и образуют эффективную теорию поля. Остается большое поле для открытия новых частиц и взаимодействий, но либо они являются настолько массивными (высокоэнергетическими), что мы пока не в силах получить их экспериментально, либо они взаимодействуют с нами настолько слабо, что никоим образом не могут повлиять на столы, стулья, собак, кошек и любые другие составляющие нашего низкоэнергетического мира.

Плохая новость заключается в том, что, как бы нам ни хотелось получше разобраться в том, что на самом деле происходит при высоких энергиях на минимальных расстояниях, «магия» эффективной теории поля сильно осложняет процесс. Хорошо, что мы в состоянии точно описывать физику низких энергий независимо от того, что происходит при высоких, но это одновременно и удручает, так как, по-видимому, мы не в состоянии исследовать процессы без непосредственного их зондирования. Вот почему для физики частиц характерна такая страсть к сооружению все более крупных ускорителей высокоэнергичных частиц: это единственный известный нам способ узнать, как устроена Вселенная на сверхмалых масштабах.

Благодарности

Каждая книга – плод коллективного труда, в особенности эта. О квантовой механике можно было бы рассказать гораздо больше, и такой соблазн определенно существовал. При том, насколько увлекательно было писать эту книгу, ее чтение, вероятно – методичный и нелегкий труд. Я признателен многим великодушным и проницательным читателям за то, что они потратили свое время на рукопись и помогли привести ее в удобоваримый вид. Надеюсь, где-то она вышла даже забавной. Особого упоминания заслуживают дельные комментарии от Ника Эйсивза (Nick Aceves), Дина Буономано (Dean Buonomano), Джозефа Кларка (Joseph Clark), Дона Ховарда (Don Howard), Йенса Егера (Jens Jäger), Джии Моры (Gia Mora), Джейсона Поллака (Jason Pollack), Дэниела Ранарда (Daniel Ranard), Роба Рида (Rob Reid), Гранта Реммена (Grant Remmen), Алекса Розенберга (Alex Rosenberg), Лэндона Росса (Landon Ross), Чипа Себенса (Chip Sebens), Мэтта Стрэсслера (Matt Strassler) и Дэвида Уоллеса (David Wallace). Благодаря всем этим замечательным людям и их самой разнообразной помощи – от минимальной (мимоходом упомянуть факт, который впоследствии оказался в книге) до весьма серьезной (прочесть каждую главу и высказать ценные замечания), – я избежал участи стать автором весьма посредственной книги.

Хочу выразить особую благодарность Скотту Ааронсону (Scott Aaronson), ведь о лучшем первом читателе автор книги по физике не может и мечтать. Он подробно разобрал весь текст и дал очень полезные комментарии – как по содержанию, так и по стилю. И я еще раз поблагодарю Джию Мору, так как она по неизвестным причинам не попала в благодарности книги «Вселенная», и это очень печально.

Стоит ли говорить, что за годы работы я узнал массу всего интересного о квантовой механике и пространстве-времени от множества умных людей, и их влиянием пронизана вся книга, даже если не считать приведенных здесь благодарностей. Огромное спасибо Дэвиду Альберту (David Albert), Ниню Бао (Ning Bao), Джеффу Барретту (Jeff Barrett), Чарльзу Беннетту (Charles Bennett), Адаму Беккеру (Adam Becker), Ким Бодди (Kim Boddy), Чарльзу Као (Charles Cao), Эйдану Четуину-Дэвису (Aidan Chatwin-Davies), Сиднею Коулману (Sidney Coleman), Эдварду Фархи (Edward Farhi), Алану Гуту (Alan Guth), Джеймсу Хартлу (James Hartle), Дженанн Исмаэль (Jenann Ismael), Мэтью Лейферу (Matthew Leifer), Сету Ллойду (Seth Lloyd), Фрэнку Мэлони (Frank Maloney), Тиму Модлину (Tim Maudlin), Спиросу Михалакису (Spiros Michalakis), Алиссе Ней (Alyssa Ney), Дону Пейджу (Don Page), Элейну Фаресу (Alain Phares), Джону Прескиллу (John Preskill), Джесс Рейдел (Jess Reidel), Ашмиту Сингху (Ashmeet Singh), Леонарду Сасскинду (Leonard Susskind), Льву Вайдману (Lev Vaidman), Роберту Уолду (Robert Wald) и Николасу Уорнеру (Nicholas Warner), а также тем многим, кого я, несомненно, забыл.

Как обычно, благодарю моих студентов и коллег, мирившихся с моим эпизодическим отсутствием в тот период, когда я пытался закончить эту книгу. Также спасибо всем студентам из 125C, третья четверть курса для начинающих в Калтехе, посвященного квантовой механике, – за то, что выдержали мои докучающие рассказы о декогеренции и запутанности, вместо того чтобы попросту раз за разом решать уравнение Шрёдингера.