До ХХ века в ходу были две основные гипотезы об устройстве мира. Религия утверждала: наш мир создан по воле Бога (или богов). Наука утверждала вечность и бесконечность Вселенной. Но священники и учёные сходились в одном: наш мир — один.
Сомнения в этом возникли, когда физики попытались понять, как устроены неделимые частицы — атомы. И впереди ждала масса удивительных открытий.
Микрокосм
Многие из наших предков всерьёз полагали, что все мы живём внутри огромного живого тела, имеющего человеческие черты. Из этого легко сделать вывод, что и внутри человека спрятана целая вселенная (микрокосм), которая живёт по тем же законам, что и внешний мир (макрокосм). Поэтому, изучая себя, можно было изучать и окружающее пространство, включая его самые отдалённые области. В раннем христианстве философ Ориген Адамант прямо так и говорил:
Знай, что ты — иное мироздание в миниатюре, и что в тебе — солнце, луна и все звёзды.
А если микрокосм во всём подобен макрокосму, то там могут быть не только планеты, подобные Земле, но и существа, которые их населяют. В каждой частице, какой бы малой она ни была, «есть города, населённые людьми, обработанные поля, и светит солнце, луна и другие звёзды, как у нас», — утверждал греческий философ Анаксагор в V веке до нашей эры.
В древности Вселенную часто представляли человекоподобной
В средневековой Европе к идее населённого микрокосма относились сдержаннее; она стала достоянием религиозных мистиков и алхимиков. Зато идеи о параллелизме внешнего и внутреннего миров расцвели в эпоху Возрождения. Скажем, знаменитый врач-естествоиспытатель Парацельс заявлял: «Макрокосм и человек суть одно». В дальнейшем идея стала достоянием оккультистов, теософов и космистов, пока вдруг не обрела новое звучание в открытиях физиков.
В 1911 году Эрнест Резерфорд представил общественности «планетарную» модель атома, которая напоминала Солнечную систему — место центрального светила занимало положительно заряженное ядро, а в роли планет выступали электроны. Модель была условностью, но публика восприняла её буквально и приняла за доказательство существования субатомных миров.
Одно время физики пытались с помощью «иерархической гипотезы» объяснить фотометрический парадокс Ольберса: в стационарной Вселенной, равномерно заполненной звёздами (как тогда считалось), яркость ночного неба должна быть примерно равна яркости солнечного диска, чего мы не наблюдаем. Парадокс позже был разрешён благодаря теории Большого взрыва и концепции расширяющейся Вселенной.
«Планетарная» модель, предложенная Резерфордом, на самом деле далека от реального устройства атома
Идея пришлась по вкусу и фантастам. Первый роман об обитателях микрокосма «Триединый стих» (The Triuneverse) выпустил в 1912 году Р. Кеннеди. Правда, в нём не описаны субатомные планеты, но земной учёный вступал в контакт с пришельцем из микромира, который сообщал, что Вселенная устроена иерархически, то есть наши планеты — атомы внутри огромной системы.
Вскоре появились фантастические произведения, которые объединяют в целое направление под названием «субатомные приключения». Среди них — «Мир испаряющейся капли» (1922) Джеймса Барра, «Девушка из золотого атома» (1919) и «Принцесса на атоме» (1929) Рэя Каммингса, «Колосс» (1934) Дэвида Вэндрея, «Галактика-круг» (1935) Джека Уильямсона, «Неизвестный» (1952) Мюррея Лейнстера, «Хаос в миниатюре» (1952) Херберта Кэмпбелла, «Тоже не железные» (1957) Джеймса Блиша.
Впрочем, когда стало известно, что на субатомном уровне законы физики отличаются от классических, сюжеты об уменьшающихся героях перекочевали в комиксы и сатиру. Те, кто видел фильм «Люди в чёрном» (1997), наверняка помнят инопланетный артефакт — брелок, внутри которого находится целая галактика. Таким образом создатели фильма обыграли подзабытую к тому времени концепцию иерархического устройства Вселенной. Финальные кадры «Людей в чёрном» показывают, что наша вселенная — лишь шарик, которым играют обитатели мегамира. А в финале второй части выясняется, что мы живём у этих гигантов в шкафу.
Что касается идеи иерархического устройства Вселенной, у нее, как ни странно, остались сторонники. К примеру, Роберт Ольдершоу из Массачусетса развивает модель космологического самоподобия, которая позволяет описывать галактические взаимодействия, используя наши знания об атомах.
Грани измерений
Как ни странно, термин «мультиверсум» («мультивселенная») предложил не физик, а американский психолог Уильям Джеймс, подразумевая под ним пластичность восприятия действительности. В современном смысле, то есть как совокупность бесконечного множества «параллельных» (или «альтернативных») миров, это слово первым использовал фантаст Майкл Муркок в саге о Вечном Воителе, которую начал в 1970 году.
Впрочем, гипотеза о существовании незримого параллельного мира возникла куда раньше и обыгрывалась многими авторами. Ведь она связана не столько с физикой, сколько с религиозной мифологией, в рамках которой незримые миры (ад, рай, небо, волшебная страна, гиблое место) воспринимается как нечто естественное.
В научную фантастику эта гипотеза проникла благодаря английскому теологу Эдвину Эбботту, выпустившему в 1884 году книгу «Флатландия: роман во многих измерениях». В ней двумерный разумный Квадрат путешествовал по мирам с разным количеством измерений. На примере его приключений читателю показывали, как изменение окружающего пространства влияет на мировоззрение.
Хотя роман вошёл в историю как сатирический, изложенные в нём соображения до сих пор используются физиками для объяснения концепций многомерности Вселенной. Кроме того, Эдвин Эбботт продемонстрировал, что существование высших измерений не оторванная от жизни абстракция, а тема, содержащая глубокую философскую проблематику.
Дом и семья главного героя «Флатландии»
Чарльз Хинтон
У Эбботта сразу нашёлся единомышленник — математик и мистик Чарльз Хинтон, опубликовавший своё эссе «Что такое четвёртое измерение?» ещё в 1880 году. Хинтон не только исследовал четырёхмерную геометрию, но и писал так называемые «научные романы» (на самом деле — очерки и рассказы).
Творчество Хинтона оказало влияние на классика фантастики Герберта Уэллса. Например, повесть «Стелла» (1895), включённая во второй сборник, рассказывала о невидимой девочке, что вполне могло подтолкнуть Уэллса к написанию романа «Человек-невидимка» (1896). А рассуждения о природе четвёртого измерения из новеллы «Незавершённая связь» (1895) Уэллс использовал, почти слово в слово вложив в уста Путешественника из «Машины времени» (1895).
Позднее Чарльз Хинтон выпустил ещё несколько работ, в которых фантазия переплеталась с научной логикой: «Извлечение себя» (1904), «Четвёртое измерение» (1904) и вольное продолжение книги Эбботта «Эпизод из жизни Флатландии, или Как плоский народ открыл третье измерение» (1907). В них он первым описал тессеракт — четырёхмерный гиперкуб, и дал названия незримым направлениям четвёртого измерения: kata (греч. «вниз от») и ana (греч. «вверх к»).
Тессеракт (вернее, его развёртка в трёхмерном пространстве) на картине Сальвадора Дали «Распятие или Гиперкубическое тело»
Деятельность Хинтона не сводилась к теоретизированию. Он верил, что Бог отличается от человека прежде всего тем, что способен воспринимать четырёхмерное пространство, и полагал возможным достичь божественного состояния ума («высшего сознания»). Для этого он разработал систему мысленных упражнений с использованием политопов — многогранников, состоящих из множества разноцветных кубиков.
Хинтон привлёк к работе сестру своей жены Алисию Буль, дочь известного математика Джорджа Буля. Хотя Алисия не получила высшего образования, она сумела развить пространственное воображение настолько, что, по воспоминаниям современников, могла представить любую из основных геометрических фигур как четырёхмерную. Она собственноручно делала бумажные модели политопов.
Бумажные политопы Алисии Буль хранятся в музее Кембриджского университета
В ХХ веке Чарльз Хинтон и его тессеракт стали частью культуры. О Хинтоне часто писал Хорхе Луис Борхес. Его можно встретить в оккультной повести Алистера Кроули «Лунное дитя» (1923) и в графическом романе Алана Мура «Из Ада» (1996). Необычные свойства тессеракта обыгрывал Роберт Хайнлайн — достаточно вспомнить его блестящий рассказ «И построил он себе скрюченный домишко» (1941), первый перевод которого на русский появился уже в 1944 году. В изящной новелле Генри Каттнера и Кэтрин Мур «Все тенали бороговы…» (1943) тессеракт оказывается среди обучающих игрушек, попавших в наш мир из будущего.
В современной фантастике тессеракты упоминаются как артефакты, позволяющие перемещаться в иные измерения, — один из них можно увидеть, например, в киновселенной Marvel.
Марвеловский тессеракт — магический Камень Пространства
В 1916 году Альберт Эйнштейн сформулировал общую теорию относительности, согласно которой гравитационные эффекты обусловлены деформацией пространственно-временного континуума. Так время обрело «вещественность», а гипотетическое четвёртое пространственное измерение формально стало пятым.
Фантасты живо откликнулись на новые веяния. Например, плодовитый Мюррей Лейнстер выпустил дилогию из повестей «Катапульта пятого измерения» (1931) и «Труба пятого измерения» (1933). Там рассказывается история гениального физика Томми Римеса, который проник в параллельный мир с помощью специальной машины и пережил там многочисленные приключения. Возможно, тексты Лейнстера были первыми, в которых оригинальный параллельный мир, находящийся за границами известных нам измерений, описывался обстоятельно и детально, как реально существующий.
Внутри космического тессеракта (фильм «Интерстеллар»)
Однако чем дальше, тем чаще пятое измерение становилось утилитарным: авторы уцепились за возможность использовать его при описании сверхсветовых перелётов. Возникла концепция «гиперпространства», «гиперпрыжков» и «варп-двигателей», с помощью которых можно быстро перепрыгнуть от звезды к звезде. Термин ввёл в оборот Джон Кэмпбелл-младший в романе «Острова космоса» (1931); затем похожее средство транспортировки использовали в своих книгах Эдвард «Док» Смит, Айзек Азимов, Нельсон Бонд, Роберт Хайнлайн, Фредерик Пол, Ларри Нивен и другие.
В большинстве случаев «гиперпространство» описывается как тёмное пустое место, входить в него надо с осторожностью, подальше от массивных объектов. Сам прыжок часто сопровождается ухудшением самочувствия экипажа: головокружением, тошнотой и прочими неприятными эффектами. Сегодня трудно представить роман или фильм о межзвёздных перелётах без дежурной ссылки на тот или иной вид «гиперпространства».
Взять хотя бы «Звёздные войны»
Расходящиеся тропки
В 1941 году Хорхе Луис Борхес написал странный рассказ «Сад расходящихся тропок». Сюжет его довольно запутан, но его главная мысль сформулирована ясно:
В отличие от Ньютона и Шопенгауэра, ваш предок не верил в единое, абсолютное время. Он верил в бесчисленность временных рядов, в растущую, головокружительную сеть расходящихся, сходящихся и параллельных времён. И эта канва времён, которые сближаются, ветвятся, перекрещиваются или век за веком так и не соприкасаются, заключает в себе все мыслимые возможности… Вечно разветвляясь, время ведёт к неисчислимым вариантам будущего.
Так Борхес, сам того не ведая, сформулировал основы модели мультиверсума из бесконечного множества параллельных миров, одинаковых по физическим законам, но отличающихся частностями, которые зависят от сиюминутного выбора человека. Идея выглядела столь безумной, что даже фантасты в то время её не восприняли (исключением стал, пожалуй, только американец Бим Пайпер, придумавший цикл о «паравремени»).
Хью Эверетт
Всё изменилось, когда в 1957 году выпускник Принстонского университета Хью Эверетт опубликовал статью, где обосновывал мысль Борхеса, используя современный научный аппарат. Молодой физик исходил из принципа «неполноты квантовой механики», сформулированного Эрвином Шрёдингером. Суть принципа в том, что если мы не производим наблюдение над частицей, то она находится в суперпозиции — смешении двух состояний. При наблюдении же происходит «коллапс волновой функции», и одно из состояний становится определяющим.
Для иллюстрации своих выкладок Шрёдингер предложил знаменитый мысленный эксперимент. Некий кот заперт в непроницаемом ящике вместе с «адской машинкой», внутри которой — счётчик Гейгера и радиоактивное вещество, которое может распасться с минуты на минуту. Если это произойдёт, счётчик зарегистрирует распад и выдаст сигнал на молоточек, который разобьёт колбу с синильной кислотой, и та мгновенно отравит кота.
Пока ящик закрыт, мы не можем сказать, жив кот или мёртв. Если открыт — знаем точно. Таким образом суперпозиция кота перейдёт в одно из возможных состояний.
От жизни или смерти кота Шрёдингера зависит судьба Вселенной
Но что произойдёт в этот момент со Вселенной? Шрёдингер придумал эксперимент, чтобы показать неприменимость эффектов микромира в больших масштабах. Эверетт же предположил, что в момент открытия ящика Вселенная расщепится на две: в одной кот мёртв, в другой жив.
Поскольку выбор состояний мы осуществляем ежесекундно, даже не задумываясь об этом, то в каждый миг Вселенная ветвится на бесконечное количество параллельных вариантов. Мы не способны этого увидеть из своего четырёхмерного мира, но если измерений намного больше, то и картина меняется.
В романе Джона Кэмпбелла-младшего впервые использован термин «гиперпространство»
Научное сообщество отвергло теорию Эверетта. Разочаровавшись в физике, он занялся чистой математикой. Однако позднее у него появились последователи, и возникла «эвереттика» — мировоззренческая позиция, согласно которой Вселенная состоит из множества реализаций мыслимых миров. То есть все возможные варианты развития событий существуют в рамках мультивселенной — вполне в духе Борхеса.
В отличие от учёных, фантасты приняли теорию на ура. Немудрено — она давала почву для оригинальных сюжетов, особенно если представить себе путешествия между мирами, в которых история пошла иначе. Сегодня перечислить все книги, в которых так или иначе присутствует «эвереттика», невозможно. Достаточно вспомнить самые яркие: «Миры Империума» (1961–1990) Кейта Лаумера, «Хроники Амбера» (1970–1995) Роджера Желязны, «Великий Кристалл» (1970–2006) Владислава Крапивина, «Тёмная башня» (1978–2012) Стивена Кинга, «Число Зверя» (1979) Роберта Хайнлайна, «Нашествие квантовых котов» (1986) Фредерика Пола, «Война стариков» (2005–2015) Джона Скальци, «Анафем» (2008) Нила Стивенсона.
Есть и два популярнейших сериала, в которых путешествия между параллельными мирами с разной историей составляют основу сюжета: «Скользящие» (1995–2000) и «За гранью» (2008–2013).
Межпространственная воронка из «Скользящих»
Ступени бесконечности
Российские фантасты любят параллельные миры, но мало кто из них прибегает к «эвереттике» для обоснования своего воображения. Пробел восполнил Павел Амнуэль — большинство его последних произведений посвящены этой теме. Под влиянием теории Эверетта написаны циклы «Тривселенная» (2000), «Тайны детектива Манна» (2005–2011), роман «Дорога на Элинор» (2004), повести «Что там, за дверью?» (2005), «И сверкнула молния…» (2009), «Клоны» (2010).
А недавно Амнуэль выпустил том «Вселенная: ступени бесконечности», изданный, как указано в выходных данных, в… 2057 году. Это литературный апокриф в духе научно-фантастического очерка, где не только излагается история «эвереттовской» интерпретации квантовой механики, но и даётся взгляд на перспективы её развития. Амнуэль непринуждённо, но со знанием дела придумывает учёных будущего, несуществующие научные дисциплины и эксперименты, и в описываемый процесс познания веришь. Увы, книга до сих пор не нашла издателя, поэтому можно либо ознакомиться с её сетевым вариантом, либо заказать экземпляр у автора.
Внутри пузыря
Эвереттика всё же остаётся маргинальным направлением. Сегодня господствует так называемая М-теория, согласно которой мы живём в мире, имеющем одиннадцать измерений, включая измерение времени. Основы этой теории сформулировал в середине 1990-х годов американец Эдвард Виттен, он же дал ей название. Почему именно «М», никто толком сказать не может. Разные физики расшифровывают по-разному: «Мистическая», «Магическая», «Материнская», «Матричная», «Мембранная» или даже «Мутная».
Теория до конца не разработана, она продолжает видоизменяться, но кое-какие выводы сделать позволяет. Знаменитый Стивен Хокинг, рассуждая о М-теории, приводит следующую аналогию (впрочем, по его мнению, довольно грубую): наша Вселенная представляет собой нечто вроде растущего пузырька пара в кипящей воде. Подобно пузырькам, вселенные появляются случайным образом и в зависимости от условий либо растут, либо схлопываются, превращаясь в исходную «воду».
Возможно, мультивселенная выглядит примерно так
Мы пока не можем сказать, что находится за пределами нашего «пузырька». Первый вариант — там нет вообще ничего, что можно ощутить или зарегистрировать приборами. Второй вариант — внешний мир состоит из бесконечного множества вселенных-пузырьков, которые слиплись друг с другом, как пена на воде. Третий — существует некое внешнее пространство со своими законами, где растущие пузырьки вселенных произвольно плавают и даже иногда сталкиваются.
Последняя версия получила косвенное подтверждение совсем недавно. Стивен Фини и Хиранья Пейрис заявили, что в «эхе» Большого взрыва, которое проявляется в виде реликтового излучения, они нашли «космические синяки» — четыре кольцевых паттерна микроволнового фона, которые вроде бы указывают на то, что наша Вселенная неоднократно сталкивалась с другими.
Это открытие ещё подлежит проверке, однако фантасты могут прямо сейчас начинать придумывать, как выглядят соседние миры. Вопрос лишь в том, способен ли человеческий ум представить себе мир, не имеющий ничего общего с нашим.
* * *
Тема альтернативных миров неисчерпаема, ведь количество вариантов ограничивается только воображением, а оно позволяет многое — даже то, чего не может позволить реальная Вселенная.
10
