Измерение — просто еще одно направление движения. Когда мы говорим, что пространство имеет три измерения, мы имеем в виду три независимых направления движения: вперед и назад, влево и вправо, вверх и вниз. Шесть дополнительных измерений теории струн — это всего лишь шесть новых направлений движения. Но они свернуты, как крошечные окружности, и вы не сможете продвинуться далеко в этих новых направлениях — вы просто вернетесь туда, откуда начали. Вот почему вы их не замечаете. Чтобы лучше понять это, представим, что вы — муравей. Чудовищный муравей-пуля, великан из низинных лесов Южной Америки. Пробегая по земле, вы замечаете тонкий прутик, лежащий в грязи. Будучи хорошим экспериментатором, вы решаете проползти по поверхности прутика, чтобы выяснить, сколько у него измерений. Вы, конечно, заметите, что можете двигаться по нему вперед и назад, но не увидите, что способны двигаться и вокруг его оси. Поэтому вы триумфально заявляете: «Поверхность прутика имеет одно измерение!» Но вы ошибаетесь. Вы просто слишком велики, слишком чудовищны, чтобы заметить направление движения по окружности. Черный садовый муравей из Англии преуспел бы больше. Будучи гораздо мельче[172], он заметил бы оба измерения прутика — и по длине, и вокруг его оси. Теория струн утверждает, что шесть дополнительных пространственных измерений свернуты точно так же, как измерение прутика по кругу. Как и муравьи-пули, мы просто слишком велики, чтобы их увидеть. Мы не видим их даже на Большом адронном коллайдере, хотя заглядываем в мир, который в миллиард раз меньше атома. Если дополнительные измерения и существуют, их просто затмевает все, что мы видим в природе.
Но при этом скрытые дополнительные измерения наделяют теорию струн огромным потенциалом. Оказывается, существуют гуголы способов их свернуть. Дополнительные измерения могут иметь форму бубликов или более экзотических геометрических объектов, известных как поверхности Калаби — Яу, кручения и изгибы которых почти невозможно вообразить. Вы можете заполнить эти измерения магнитным потоком или связать их струнами и мембранами. То, как вы выполняете это свертывание, влияет на физику оставшихся макроскопических измерений. Наверните шесть измерений на бублик определенного размера — и вы обнаружите четырехмерный мир, наполненный определенными частицами, на которые действует совершенно определенный набор сил. Наверните дополнительные измерения на что-то более экзотическое — и мир станет выглядеть совсем иначе. Специалисты по теории струн любят работать с этими причудливыми поверхностями Калаби — Яу, потому что они не разрушают базовой суперсимметрии: немного оставляют для нашего четырехмерного мира. Мы уже видели, как суперсимметрия может быть полезной для понимания того, почему бозон Хиггса имеет неожиданно малую массу, или для объединения некоторых фундаментальных взаимодействий. Но когда мы сворачиваем дополнительные измерения в теории струн, они играют еще одну важную роль: помогают держать математику под контролем. Без них настройка ненадежна, и предсказаниям теории не всегда можно доверять. Современная точка зрения состоит в том, что теория струн представляет нам мультивселенную — целый ландшафт различных возможных Вселенных, выстроенных вдоль разных поверхностей Калаби — Яу, где есть разные частицы, силы, энергии вакуума и даже разное количество измерений. Кажется, что наша конкретная Вселенная — лишь одна из многих возможностей.
Но как насчет болезней бесконечности, которые мотивировали наше нелегкое восхождение?
В теории струн бесконечность побеждена. Предполагается, что это конечная теория, невосприимчивая к проклятию бесконечности, пагубно действовавшему на физику элементарных частиц с 1930-х. Хотя нет убедительных доказательств этого утверждения, есть веские основания полагать, что это правда. В физике элементарных частиц бесконечности возникают из-за того, что частицы могут целоваться — касаться друг друга. Такие поцелуи позволяют парам частиц появляться и исчезать за бесконечно малые времена и на бесконечно малых расстояниях. Это похоже на безумную форму взрывной карамели, запускающую физику в царство бесконечных энергий и бесконечного импульса. Со струнами ничего такого происходить не может, поскольку они не умеют целоваться. Струны простираются в пространстве — чуть-чуть, но достаточно, чтобы уже не целоваться в одной точке пространства и времени, как это делают частицы. Когда струны сходятся, все сглаживается. Взрывная карамель уже не такая бешеная, и бесконечности побеждены.
