Описание петлевой теории в терминах этих пен спина – сегодня одно из наиболее активных направлений в исследованиях, которые проводятся прежде всего блистательными молодыми учеными, работающими во Франции, такими как Этера Ливине в Лионе, Алехандро Перес, Симоне Специале и Эудженио Бьянки в Марселе, Карим Нуи в Туре, а также Лораном Фрейделем, ставшим одних из главных разработчиков теории.
Каждая пена спина представляет собой возможную историю перехода из состояния А в состояние В, и существует ряд разных «пен», говорящий о переходе от А к В. Нужно иметь в виду все эти различные истории, чтобы подсчитать фактическую вероятность перехода от одного состояния к другому. В последние годы найдена очень простая формула «амплитуды» пены спина, то есть ее доли в общей вероятности перехода. Формула была найдена независимо друг от друга разными исследовательскими группами во Франции и в Канаде, тогда как английские исследовательские группы в Ноттингеме показали, что найденные таким образом амплитуды прекрасно сочетаются с общей относительностью Эйнштейна.
Совсем недавно, с появлением математического доказательства, что эти амплитуды не бесконечны, был преодолен еще один рубеж. Спасибо теоремам, предложенным Муксином Ханом, Уинстоном Ферберном и Кэтрин Мойсбургер. Это очень важный шаг, потому что известно, что, когда изучение квантовой гравитации только начиналось, с бесконечными величинами возникли серьезнейшие проблемы.
Благодаря всем этим достижениям петлевая теория не слишком далека от того, чтобы принять завершенный вид. Мне трудно сдерживать воодушевление при мысли, что я увижу полные формулировки теории квантовой гравитации. Говоря это, я не знаю, является ли она по-настоящему полной, и, самое главное, не знаю, является ли она верной, то есть описывает ли природу в действительности.
Наряду с петлевой теорией существует по меньшей мере еще одна хорошо разработанная теория квантовой гравитации – теория струн. В ней предполагается, что частицы – это не точечные элементы, а маленькие струны. Хотя между петлями и
Теория струн гораздо более амбициозна, чем петлевая. Она не только ищет возможное решение проблемы квантовой гравитации, но и пытается объединить все физические силы и частицы. Она задается целью не только примирить квантовую механику и общую теорию относительности, но и объединить также все фундаментальные типы взаимодействий в физике, отыскать «окончательную теорию всего». Лично я думаю, что подобное устремление чрезмерно или преждевременно. В том, как эта теория подходит собственно к проблеме квантовой гравитации, она отличается от петлевой теории не только тем, что они построены на разных физических гипотезах: они – результаты деятельности двух ученых сообществ, исходящих из разных предпосылок и смотрящих на проблему квантовой гравитации под разными углами.
Сторонники теории струн – в основном физики, занимающиеся процессами, протекающими на высоких энергиях, хорошо знакомые с теорией квантовых полей, то есть с приложением квантовой механики к физическим полям, и со стандартной моделью физики частиц, современной теорией, наилучшим образом описывающей физический мир, за вычетом гравитационных эффектов. С точки зрения специалиста по высоким энергиям, гравитация – просто последнее и самое слабое из известных взаимодействий. Поэтому естественно попытаться рассматривать ее квантовые качества, пользуясь той же стратегией, что доказала свою эффективность в других разделах микрофизики. Поиск подходящей теории квантового поля, способной включить гравитацию в общий контекст, продолжался на протяжении десятилетий. После множества неожиданных поворотов, вспышек энтузиазма и суровых разочарований он привел к теории струн.
Основания этой теории еще не вполне ясны, но сегодня она претендует на роль всеми изучаемой теории квантовой гравитации, хотя и находит явно меньше сторонников сейчас, чем двадцать лет назад, из-за отсутствия значимого прогресса за этот период.
