Lieli ziloņi lielā Visumā

Teksasā dzimušā amerikāņu fiziķa Nīmas Arkānī-Hāmeda vecāki, arī fiziķi, ir izceļotāji no Irānas, tēvs pēc aizbraukšanas no Irānas kādu laiku bija fizikas profesors ļoti prestižajā Makgila Universitātē Monreālā Kanādā. Tādēļ arī Nīma fizikas un matemātikas studijas sāka Kanādā, Toronto Universitātē. Doktora grādu fizikā viņš ieguva vienā no izcilākajām pasaules mācību iestādēm – Kalifornijas Universitātē Bērklijā. Teicamā izglītība līdz ar neapšaubāmu talantu bija ļoti laba starta pozīcija spožai akadēmiskajai karjerai, un tāda, par spīti Nīmas samērā nelielajam vecumam (dzimis 1972. gadā), viņam arī neapšaubāmi veidojas. Pēcdoktorantūras jeb tā saucamos postdoc gadus Nīma pavadīja Stanfordā, bet pēc tam ieguva profesora vietu tajā pašā Kalifornijas Universitātē. Citam tas būtu karjeras piepildījums un darbavieta visam atlikušajam mūžam, taču pēc desmit darba gadiem profesora amatā Amerikas Rietumu krastā Nīma Arkānī-Hāmeds ieguva profesora vietu jau Austrumkrastā, Hārvarda Universitātē. Bet arī tas vēl nav viss. 2008. gadā Nīma Arkānī-Hāmeds kļuva par profesoru Padziļināto pētījumu institūtā (Institute of Advanced Studies) Prinstonā. Šī vieta vien ko nozīmē! Padziļināto pētījumu institūts ir viena no retajām vietām pasaulē, kuras mērķis ir tikai un vienīgi fundamentālās zināšanas. Tajā tiek aicināti darboties paši izcilākie pasaules zinātnieki, un viņi pilnīgi brīvi var izvēlēties savu pētījumu virzienu bez jebkādiem ierobežojumiem – citiem vārdiem sakot, tie ir ideāli apstākļi zinātniekam. Nīma Arkānī-Hāmeda priekšgājēji šī institūta Dabaszinātņu fakultātē ir Alberts Einšteins (šobrīd fakultātes adrese ir Alberta Einšteina ceļš) un Kurts Gēdels. Viņa pašreizējo kolēģu vidū ir Frīmans Daisons, Edvards Vitens un citi izcili fiziķi.

Nīma Arkānī-Hāmeds pavisam noteikti nepieder pie pragmatiski un piezemēti domājošiem fiziķiem. Viņa pētniecības tēmas un publiskās uzstāšanās vienmēr ir bijušas saistītas ar fundamentāliem, pat filozofiskiem pasaules uzbūves aspektiem. Tādi ir jautājumi, cik dimensiju piemīt reālajai pasaulei, jautājumi par pasaules uzbūves simetriju un supersimetriju, tumšo matēriju un tamlīdzīgi. Nīma Arkānī-Hāmeds ir teicams un kaislīgs runātājs. Kornela Universitātē viņš ir lasījis tā saucamās “vēstneša lekcijas” (Messanger Lectures). Tā ir īpaša lekciju sērija, ko reizi semestrī Kornela Universitātē nolasa kāds ielūgts izcils lektors. Šo priekšlasījumu uzdevums ir “sniegt lekciju kursu par cilvēces attīstības ceļiem, lai celtu mūsu politiskās, biznesa un sociālās dzīves morālos standartus”. Skan ambiciozi. Nav negaidīti, ka Nīmas Arkānī-Hāmeda lekciju kursa nosaukums ir “Fundamentālās fizikas nākotne”.

Viens no galvenajiem Arkānī-Hāmeda pētījumu dzinuļiem ir atziņa, ka pasaules aina, ko veido mūsdienu teorētiskās fizikas sasniegumi, neskatoties uz tās augsto precizitāti un iespēju šo precizitāti pārbaudīt eksperimentos, satur mulsinošus trūkumus, par kuriem liecina šķietamā neatbilstība starp Visuma izmēriem un gravitācijas spēka acīmredzamo vājumu, salīdzinot ar citiem fundamentālajiem spēkiem. Pēc viņa domām, tehnoloģiskās iespējas, ko sniedz lielais hadronu paātrinātājs, jau tuvākajos gados varētu ļaut nonākt pie šīs problēmas risinājuma, kas, iespējams, varētu būtiski mainīt fiziķu pieņēmumus par Visuma uzbūvi. Arkānī-Hāmeds ir viens no vadošajiem zinātniekiem grupā, kas piedāvā jaunus teorētiskos modeļus eksperimentālai pārbaudīšanai CERN paātrinātājā.

Varbūt vēl pavisam nelielu iezīmi Nīmas portretā var piešķirt fakts, ka Rīgas Laika saruna ar fiziķi notika piektdienas vakarā pārpildītajā Prinstonas alus bārā Triumph.

Mārcis Auziņš, Helmuts Caune

Rīgas Laiks: Vai jūs kaut kādā ziņā esat pietuvojies atbildei uz jautājumu, kāpēc pastāv kaut kas, nevis nekas?

Nīma Arkānī-Hāmeds: Īsā atbilde ir – nē. Ik reizi, kad pietuvojies atbildei uz šo jautājumu, ik reizi, kad kaut ko uzzini par to, kā iekārtota pasaule, tu vari jautāt – kāpēc tas ir tā vai kāpēc tas ir kaut kā citādi. Un tā ir pilnīgi jauna parādība – tādā ziņā, ka tas, ko es tagad saku, nekādā gadījumā nav attiecināms uz četrsimt, divsimt vai pat 50 gadus senu pagātni. Taču šodien – vismaz mūsu zinātnes nozarē – tas, ko mēs zinām par dabas likumiem, ir balstīts uz ārkārtīgi stingriem pamatiem. Varbūt vienkāršākais veids, kā paskaidrot, ko es ar to saprotu, ir salīdzināt ar citām lietām. Pievērsīsimies kaut vai samērā jaunai zinātnei, sākot ar Ņūtonu, – teorētiskajai fizikai. Nav šaubu, ka Ņūtons spēra revolucionāru soli uz priekšu tajā, kā mēs saprotam dabu. Teiksim, pat izteiksme F = ma – spēks ir vienāds ar masas un paātrinājuma reizinājumu – pastāsta mums kaut ko pārsteidzošu par to, kā iekārtota pasaule; tā mums pastāsta, vienkārši izsakoties, ka, ja mēs precīzi norādām daļiņu sākuma stāvokli un ātrumu, tad varam prognozēt, kas notiks tālāk. Šim F = ma un pārējiem dabas likumiem piemīt kaut kas filozofiski izsmalcināts – pateicoties pašam faktam, ka tie ir patiesi, vismaz aptuveno vērtību jomā, kur tie vēl jo vairāk ir spēkā, tie kļūst vienlaikus par dabas likumiem un par definīcijām. Un studentus tas mulsina. Jūs viņiem sakāt – F = ma, bet viņi jums jautā – kā tad lai izmēra, kāds spēks iedarbojas uz daļiņu? Nu tā – ņemiet daļiņu un paskatieties, kāds ir tās paātrinājums. Un tas jums pateiks, kāds ir spēks, kas uz to iedarbojas. Kas tad tas īsti ir – tautoloģija? Definīcija? Tautoloģija tā nav. Tas ir pārsteidzoši, ka dabu raksturo šādas vienādības, kurās atliek vienīgi norādīt konkrētu sākuma stāvokli un sākuma ātrumu, un tad jau būs iespējams prognozēt, kas notiek tālāk. Nevar norādīt, teiksim, tikai sākuma stāvokli. Ar to nepietiek. Ātrums ir temps, kādā mainās stāvoklis, vai ne? Un paātrinājums ir temps, kādā mainās ātrums. Tātad varētu būt bijis tā, ka, lai prognozētu, kas notiek tālāk, jānorāda sākuma stāvoklis, sākuma ātrums un sākuma paātrinājums. Vai varbūt vēl vairāk sākuma parametru. Taču – nekā tamlīdzīga. Nepieciešams tieši šis interesantais informācijas daudzums. Sākuma stāvoklis, sākuma ātrums, un tālāk – lūdzu, visu pārējo iespējams prognozēt. Tas jau bija milzīgs solis, kas ļāva samazināt to parametru daudzumu, kas nepieciešami, lai prognozētu dabu. Ņūtonam nebija ne jausmas, kāpēc pietiek ar šiem diviem skaitļiem. Tā vienkārši bija viena no viņa aksiomām. Tas nav nebūtiski, tas nav pašsaprotami, bet tas ir viss, kas vajadzīgs, lai prognozētu to, kas notiks tālāk. Tas ir milzu solis, kas sperts, vienkāršojot visus iespējamos veidus, kādos strādā fizikas likumi. Un tik un tā vēl joprojām saglabājas milzu brīvība tajā, ko mēs varam iztēloties. Kaut vai gravitācijas likums. Varētu teikt, ka divi ķermeņi pievelk viens otru ar spēku, kas ir tieši proporcionāls to masu reizinājumam un apgriezti proporcionāls to savstarpējā attāluma kvadrātam. Tātad, ja mēs šīs masas novietojam divreiz tālāk vienu no otras, spēks, ar kādu tās savā starpā mijiedarbojas, ir četras reizes vājāks. Fakts, ka tas ir apgrieztais kvadrāts, ka tas ir viens dalīts ar attāluma kvadrātu… Divi ir vienkārši skaitlis, ko mēs esam paņēmuši. Tas izklausās jauki un dod mums pareizo atbildi, bet nekur visā Ņūtona pasaules ainā šis divnieks neko īpašu nenozīmē. Tā ir vienkārši izvēle. Tā vietā varēja būt 2,01.

RL: Jūs gribat teikt, ka tā ir patvaļīga izvēle?

Hāmeds: Jā. Patvaļīga tādā ziņā, ka tā ir izvēle, ko izdarījusi daba. Tā ir pareiza izvēle. Šīs teorijas ietvarā mēs varētu iztēloties, ka ierakstām jebkādus kāpinātājus pēc savas patikas. Tas varēja būt apgrieztais kvadrāts, tas varēja būt apgrieztais kubs; skaitlis varēja būt apgriezts pakāpei 3,5 vai tikpat labi 17, 779. Un ir daudz, daudz šādu iespējamu variantu. No otras puses, pati likuma struktūra bija krietni vien stingrāk būvēta nekā jebkas cits pirms tās. Un tāpēc tas bija milzīgs solis uz priekšu, kas mūs mācīja konceptualizēt, kā vajadzētu izskatīties dabas likumiem. Tas tik un tā pieļāva ārkārtīgi lielas patvaļības. Tas, kas mūsu rīcībā ir pašlaik, ir daudz vizuālāks.

RL: Kad pajautāju Frīmanam Daisonam, vai viņš kādreiz ir redzējis atomu, viņš atteica, ka esot gan vienu redzējis– Sietlā; tā vārds bijis Izabella. Atoms bijis redzams vienu nedēļu. Vai jūs kādu esat redzējis?

Hāmeds: Nē, bet citi ir. Lai ieraudzītu atsevišķus atomus, izmanto skenējošus elektromikroskopus; ir cilvēki, kam izdevies manipulēt ar individuāliem atomiem. Ir tāda slavena fotogrāfija; ja nemaldos, IBM to uzņēma pirms vairākiem gadiem. Viņi ņēma kādus 20 vai 30 atomus un ar to palīdzību uzrakstīja akronīmu IBM. Daudz kas ir noticis no Ņūtona līdz mūsu dienām – mēs esam atklājuši dziļākus likumus, kas atnesuši mums jaunu mehāniku. Relativitātes likumus, kvantu mehānikas likumus. Un izrādās, ka iespēja apvienot relativitāti ar kvantu mehāniku ir pārsteidzoši ierobežota. Patiesībā gandrīz neiespējama. Bet relativitātes likumi mums stāsta, ka nav viena novērotāja, kam būtu priekšroka. Un, starp citu, arī to, ka laika un telpas jēdzienus var vienu ar otru dabiski sajaukt. Par to, ko viens novērotājs sauks par “diviem notikumiem, kas norisinās vienlaicīgi, bet dažādos punktos telpā”, kāds cits pateiks: “Ak tā, tie norisinājās dažādos telpas punktos un dažādos laikos.”

RL: Man tas šķiet ārkārtīgi mulsinoši. Interesanti, kādā mērā var teikt, ka telpa un laiks ir savstarpēji tik saistīti, ka nepastāv tāds novērošanas punkts, kas būtu izdevīgākā stāvoklī? Man vismaz liekas, ka cilvēks laiku dabiski uztver tā, ka… pagātne mums ir pieejama, bet nākotne nav. No jūsu attēlotās ainas izriet, ka teorētiski pieejams ir viss.

Hāmeds: Nē. Laiks un telpa nav identiski. Bet tos var savā starpā jaukt dažādos interesantos veidos.

RL: Reizēm saka, ka telpa un laiks ir vienas un tās pašas lietas dažādi aspekti.

Hāmeds: Tas ir tāds aptuvens veids, kā to aprakstīt, bet tā nav taisnība. Telpa nepārprotami ir atšķirīga. Telpā var pārvietoties šurpu turpu, bet laikā – tikai uz priekšu. Tāpēc telpa un laiks nav gluži viens un tas pats, bet tās neapšaubāmi ir divas ļoti radniecīgas lietas. No Ņūtona pasaules apraksta izriet, ka ir kaut kāds absolūtais laiks, ko skaita kaut kāds Dievs ar savu lielo pulksteni. Patiesajā ainā šīs lietas ir vairāk sajauktas kopā. Atļaujiet izmantot analoģiju. Laikā, ko apzīmēsim ar 0, – lūk, šajā punktā – izšauj ierocis. Tas raida lodi, lūk, šajā virzienā. Tas nozīmē, ka, laikam ritot, lode dodas šajā virzienā. Tā ir trajektorija, pa kuru lode pārvietojas laikā. Iedomājieties, ka lode pārvietojas vienā telpas dimensijā. Vispirms ir viens notikums – ierocis izšauj. Un vēl viens notikums – ierocis nogalina nevainīgu bērnu; vienkārši tāpēc, ka man šodien ir tāds kretīnisks noskaņojums. (Smejas.) Ņūtona pasaules ainā, ja jūs kustaties, pieskaņojoties precīzajai notikumu secībai, jūs varat ieraudzīt, ka tas notiek kādā citā vietā. Bet visi būs vienisprātis, ka tas noticis vienlaicīgi. Ar Einšteina atnākšanu tas viss mainās. Einšteins sacīja, ka dažas smadzenes spētu novērot, ka tas noticis gan citā laikā, gan citā vietā. Bet ir lieta, kas ir vienāda pilnīgi visiem. Laiks un telpa ir dažādas vienības. Laiku mēra sekundēs, telpu – metros. Taču mums ir gaismas ātrums. Un gaismas ātrums mums ļauj runāt, teiksim, par vienu gaismas sekundi. Viena gaismas sekunde ir attālums, ko gaisma veic vienas sekundes laikā. Tātad gaismas ātrums ļauj mums izteikt laiku ar attālumu.

RL: Tas apraksta kaut kādu pasauli, kura neapšaubāmi ir nepieejama manai uztverei.

Hāmeds: Bet tā tas ir bijis jau kopš 20. gadsimta sākuma. Tas tāpēc, ka agrīnie fizikas atklājumi saprotamā kārtā attiecās uz lietām, kas bija pazīstamākas, – lietām, ko cilvēki redzēja reālajā dzīvē. Pēdējo 100 gadu laikā mēs esam gājuši tālu ārpus šīm robežām. Nav jau nekāda pamata uzskatīt, ka šie bioloģiskie ķermeņi un smadzenes ir kaut kā sevišķi labi piemēroti tam, lai izdibinātu Visuma darbības principus.

RL: Ja nu vienīgi dažas no šīm smadzenēm izstrādā matemātiskus modeļus, kas ļauj aprakstīt mūsu uztverei neaizsniedzamas lietas.

Hāmeds: Absolūti.

RL: Kas mums ļauj domāt, ka šie modeļi vispār atbilst kaut kam, izņemot pašus modeļus?

Hāmeds: Fizika un zinātne kopumā palīdz mums aprakstīt rezultātus, ko mēs iegūstam eksperimentos, kurus vai nu varam veikt, vai arī varam iztēloties. Tas, ka jūs savā prātā domājat, vai pasaule tāda patiešām ir vai nav, – no vairuma cilvēku viedokļa tas ir nebūtiski.

RL: Un no jūsējā?

Hāmeds: No mana viedokļa tas ir nebūtiski. Bet bieži vien cilvēki ar filozofiskāku domāšanas veidu uzskata mūs, zinātniekus, par kaut kādiem aprobežotiem mietpilsoņiem, kuriem ir pilnīgi vienalga, kāda ir pasaule, – kurus interesē tikai pašu izstrādātie modeļi. Tāds raksturojums tomēr ir mazliet netaisnīgs. Skaidrs, ka mūs interesē, kāda ir pasaule. Bet mums ir tāda nostāja, pie kuras pēdējo simt gadu laikā, sūri grūti strādājot, esam nonākuši, proti – ka šie aizspriedumi par to, kuri ir pareizie jautājumi, kuras ir tās lielās problēmas, ko mēs pūlamies aptvert, un kāpēc kaut kas vispār eksistē, – ka šie jautājumi ir tik vaļīgi un slikti formulēti, ka vispār ļoti grūti saprast, vai mēs pamazām pietuvojamies kaut kādām atbildēm vai ne. Turpretim pie kādām fundamentālām patiesībām par dabu mēs nonākam pa aplinku ceļiem. Mēs nesēžam un neblenžam uz šīm problēmām, bezgalīgi nelauzām galvu; mēs rušināmies kaut kur tā brīža zināšanu robežu apvidū, un process, kādā mēs nonākam pie jauniem atklājumiem, ir visai haotisks. Tas gandrīz nekad nav tā: “formulējam problēmu, ar ko veltīgi cīnās visa pasaule, un tad atrisinām to”. Bieži vien tu pat nezini, kāds ir pareizais jautājums, kamēr neatrodi uz to pareizo atbildi. Ik uz soļa iznāk iejūgt ratus zirgam priekšā. Daļēji tāpēc, ka mūsu primitīvie darba rīki, tāpat kā mūsu valoda, nav pietiekami asi, lai ar tiem precīzi norādītu uz patiesi svarīgajiem un būtiskajiem jautājumiem. Teiksim, labs piemērs – cilvēki gadsimtiem filozofiskā līmenī debatējuši par to, vai pasaule ir deterministiska vai nav. Un beidzot mēs atklājam, ka – konkrēti mūsu Visumā – jautājums ir pilnīgi nevajadzīgs, jo kvantu mehānikas likumi nosaka, ka tā nav deterministiska. Un tā nav atziņa, pie kuras mēs būtu nonākuši filozofisku pārdomu ceļā. To mēs esam sapratuši, pētot dabu. Mēs nonākam pie pareizā veida, kā domāt par lietām, jo mūsu rīcībā nonākusi pareizā atbilde. Patiesībai piemīt šāda pārsteidzoša pievilkšanas spēja. Un pareizā interpretācija, pareizā filozofija, kas tai pamatā, atnāk, kad esam savākuši ap to pareizo pasaules skatījumu.

RL: No kurienes atnāk pareizā atbilde?

Hāmeds: Vispār to mēs tā īsti nezinām, bet faktā, ka pats dziļākais un precīzākais veids, kādā mēs varam aprakstīt dabas likumus, ir matemātiskais, ir kaut kas ārkārtīgi noslēpumains un ievērības cienīgs. Matemātika ir daudz, daudz precīzāka valoda nekā tā, kurā sarunājas cilvēki. Cilvēku valoda mūs apmāna, liekot domāt, ka teikumiem un jautājumiem, ko mēs būvējam, noteikti kaut kas atbilst arī reālajā pasaulē. Teiksim, es varu uzdot jautājumu: “Kādā krāsā ir atomi?” Tas ir gluži labs jautājums – beidzas ar jautājuma zīmi.

RL: (Smejas.) Jā, gramatikas ziņā nekādu problēmu nav.

Hāmeds: Bet tas ir absurds jautājums. Atomiem nav krāsu. Atomi ir tie, kas rada krāsu. Nav sarkanu elektronu, zilu elektronu, zilzaļu elektronu, violetu elektronu. Cilvēku valoda lieliski palīdzējusi mums pilnveidot savas zināšanas par pasauli daudzos un dažādos veidos, tomēr tas ir pārāk truls instruments. Tas nav pietiekami ass, lai piekļūtu patiesībai. Tāpēc tagad mēs izmantojam matemātiku. Un no filozofijas viedokļa pats mīklainākais ir tas, ka šis stingri būvētais Visuma fenomenu lauks ir pilnīgi haotisks – ne uz to pusi, kā to aprakstīja Karls Popers; tajā nav nekā līdzīga sausai un garlaicīgai hipotēzei. Cilvēks tā nemaz nevar strādāt. Īpaši, ja pētījuma tēma vēl tikai attīstās, tu esi pavisam dīvainā situācijā. Tev galvā vienlaicīgi jāpatur savstarpēji pretrunīgas idejas, taču, kad īstajā brīdī ataust pareizais jautājums, parasti uz to atrodas arī pareizā atbilde, un ap to tu uzbūvē pārējo loģisko un filozofisko struktūru.

RL: Es biju ļoti pārsteigts, atrodot pāris rakstos, uz kuriem redzams jūsu vārds, frāzi “laiktelpa ir nolemta iznīcībai”.

Hāmeds: Absolūti, jā. Tā ir nolemta iznīcībai.

RL: Vai jūs nepaskaidrotu lajam, ko jūs domājat ar šo frāzi?

Hāmeds: Vienkārši domu eksperimenti noved pie secinājuma, ka nav iespējams izmērīt attālumu laikā līdz kādam brīvi izvēlētam punktam. Pieņemsim, ka jūs gribat izmērīt kādu ļoti, ļoti mazu attālumu. Pasaulē, kurā nav kvantu mehānikas, tas būtu pavisam vienkārši. Uzbūvējiet mazītiņu kosmosa kuģīti ar sīciņu lineāliņu un izmēriet. Kas jums varētu traucēt? Taču kvantu mehānikas un nenoteiktības principa dēļ jūs kaut kas aptur. Tiklīdz jūs savu kosmosa kuģīti sākat būvēt pietiekami maziņu, tā sāk šķobīties nenoteiktības princips, un, lai izpētītu arvien mazākus attālumus, vajag arvien lielāku enerģijas daudzumu. Tas ir pats fundamentālākais nenoteiktības principa aspekts. Tāpēc, lai pētītu niecīgus attālumus, vajadzīgi gigantiski paātrinātāji. Ja tā padomā, tas tik tiešām ir ironiski. Šo paātrinātāju jēga ir izpētīt mazākos attālumus, kādi jebkad redzēti, un tam mums vajadzīgas varenākās mašīnas, kādas jebkad redzētas. Kad iesaistām gravitāciju, kļūst pavisam interesanti. E = mc², tātad enerģija arī izturas kā masa un tai piemīt gravitācija. Jūs jau zināt – ja saspiež pietiekami lielu masu pietiekami mazā telpas gabaliņā, tad šis apgabals iegrūst melnajā caurumā. Un tad no tā vairs nevar izvilkt nekādu informāciju. Un jums uznāk bezspēcīgas dusmas, un jūs sakāt: “Nolādēts, tad es būvēšu vēl jaudīgāku paātrinātāju!” Taču rezultāts būs tikai vēl lielāks melnais caurums. Tātad neko tur nevar iesākt.

RL: Vai tā kādreiz jau ir noticis?

Hāmeds: Nē, tā nav noticis. Lai tas notiktu, mums vajadzētu tik daudz enerģijas, ka šie apjomi liktos gigantiski salīdzinājumā ar mums praktiski pieejamajiem. Taču iztēloties mēs to varam. Un šis domu eksperiments mums pastāsta kaut ko ārkārtīgi satriecošu – ka telpas un laika ideju nevar izmērīt kādā patvaļīgi izraudzītā punktā.

RL: Un tādā gadījumā laiktelpa ir jēdziens, kas apzīmē kaut ko tādu, ko mēs nevaram novērot?

Hāmeds: Tieši tā. Pēdējo 400 gadu laikā fizika ir stipri mainījusies, bet ir lieta, ko šīs pārmaiņas nav skārušas, – laiks. Mēs vienkārši nevaram prognozēt nākotni. Un mēs pat nezinām, kā viss varētu izskatīties, raugoties no tādas fizikas ietvara, kurā laika nav. Ko tas vispār varētu nozīmēt?

RL: Bet ir bijuši mēģinājumi domāt par visa laika vienlaicīgumu no viena skatpunkta. Vai varbūt tās ir pupu mizas, kā jums šķiet?

Hāmeds: Domāju, ka tās ir pupu mizas. Par to, vai ideja ir laba vai slikta, var spriest arī bez eksperimentiem. Eksperiments ir galīgais spriedums; tā ir svētība, kas apliecina, ka fakts ir patiess. Bet vēl ilgi, pirms eksperiments pasludinājis savu spriedumu, tik un tā ir labas un sliktas idejas. Labas idejas ir tādas, kas neizmet mēslainē visu, kas sasniegts vairāku gadsimtu gaitā; tās nevis vienkārši atspoguļo visu, kas bijis līdz šim, bet pavirza to soli tālāk.

RL: Bet iznāk, ka jūs sakāt– lai saprastu, ka ideja ir laba, jāņem vērā visa zinātnes vēsture…

Hāmeds: Absolūti. Džonam Vīleram ir tāda brīnišķīga frāze: fizikā ir divas pieejas progresam. Vienu varētu saukt par konservatīvo radikālismu, bet otru – par radikālo konservatīvismu. Konservatīvā radikālisma attieksme ir apmēram tāda: paraugāmies uz visiem pieņēmumiem, kas izdarīti līdzšinējā ainā, sākot ar pieņēmumu numur viens, divi, trīs, četri… un sakām: izmetam pieņēmumu numur viens. Telpa ir nepārtraukta? Tagad teiksim, ka telpa ir diskrēta. Ja neskaita faktu, ka tas, protams, ir lētāk, šāda pieeja fizikas vēsturē ne reizi nav nostrādājusi. Ceļš uz jaunu teoriju nekad neved caur iepriekšējās pamatprincipu iznīcināšanu. Tas taču ienāktu prātā pat pilnīgam idiotam, vai ne? Otra filozofija ir radikālais konservatīvisms. Pieejam teorētiskajai struktūrai un tam, kas ir mūsu priekšā, tik nopietni, cik vien iespējams, un attiecinām to uz pavisam citu situāciju. Kvantu mehānika sākās ar cilvēkiem, kuri pētīja karstumu, kas nāk no cepeškrāsnīm, pētīja atomus un tamlīdzīgas lietas. Mums ir zināmi daži kvantu mehānikas matemātiskie principi. Un tagad mēs bez jelkādām grūtībām virzām tos tālāk un pielietojam jaunās situācijās. Šo attieksmi mēs nezaudējam arī tad, ja saduramies ar kādu noslēpumu. Mēs nesakām: “Ai, labāk dzēšam visu ārā!” Nē, mēs turpinām strādāt ar to, kas mums ir, – darām, ko varam, lai atrisinātu pretrunas mūsu rīcībā esošajā ietvarā. Un šajā ainā pats ievērojamākais ir tas, ka visbiežāk progresam nav vajadzīgs milzu apvērsums. Teiksim, ir tāda lieta kā Galileja relativitāte. To, ka nav nozīmes, kuru attskaites sistēmu mēs pārvietojam, nebūt neatklāja Einšteins. Šī ideja nāk jau no Galileja. Un Ņūtona pasaules ainā pietrūka tieši šīs domas, ka fizika ir lokāla. Ņūtona pasaules ainā pietiek pārvietot Sauli, un nekavējoties visām planētām un pilnīgi visam uz to jāreaģē. Un tad atnāca Maksvels ar savu gaismas spektru un elektromagnētismu, kas bija ļoti lokāls. Tas bija tas, ar ko sāka Einšteins. Viņa rīcībā bija divas veiksmīgas teorētiskās struktūras. Viņš centās tās savā starpā samierināt, nevis izdemolēt. Un visi pavedieni, kas aizveda pie šiem pielāgojumiem, jau bija atrodami Eiklīda teoriju pamatos. Tāpēc šī radikālā konservatīvisma pieeja patiešām darbojas. Tas ir tāpat, kā kāpt augstā kalnu grēdā – tu dodies uz virsotni, tiec līdz pašai augšai un tad ieraugi, ka aiz tās slejas vēl viens kalns.

RL: Savās vecajās piezīmēs jūs rakstījāt, ka ar hadronu paātrinātāju saistāt lielas cerības.

Hāmeds: Jā.

RL: Tas bija pirms vairākiem gadiem, tāpēc es jautāšu, kādā mērā jūsu cerības ir piepildījušās?

Hāmeds: Pagaidām tās vispār nav piepildījušās. Vispār jau visu ieplānoto LHC darba grafiku nācās mainīt. Bija avārija, palaišana tika atlikta, tas sāka darboties ar pusi enerģijas, kāda bija ieplānota, un tādā garā. Taču, neraugoties uz šķēršļiem un problēmām, es uzskatu, ka Higsa bozona atklāšana bija vienkārši brīnišķīgs notikums.

RL: Paskaidrojiet, kāpēc bija tik svarīgi atklāt Higsa bozonu?

Hāmeds: Tas ir īpašs daudzos un dažādos veidos, un es par to varētu runāt gari un plaši. Bet doma par Higsa bozonu aizsākās gandrīz pirms 50 gadiem. Šajā kvantu lauka teorijā tā ir ārkārtīgi dabiska ideja. Tai apmēram vienlaicīgi uzdūrās kādi 10 teorētiskie fiziķi. Labām idejām piemīt tāda īpatnība.

RL: Un neviens fiziķis šo fenomenu nav izskaidrojis?

Hāmeds: Kad viņi ar šo ideju sadūrās, viņiem likās, ka tas ir kaut kas ļoti svarīgs. Tā ir liela, brīnišķīga ideja. Un tagad izrādās, ka tā daudzējādā ziņā ir arī ļoti vienkārša. Citās fizikas nozarēs nav nekā līdzīga Higsa bozonam – nekā tik vienkārša. Gluži loģiski būtu sagaidīt, ka viss izrādīsies daudz sarežģītāk. Kādus 10–15 gadus tā domāja daudzi. Kritiskais punkts tika sasniegts 80. gadu beigās un 90. gadu sākumā, kad daži teorētiķi veica aprēķinus. Viņi pateica: ja salīdzinām ideju par Higsu ar domu par sīku elementārdaļiņu, šīs abas atšķirīgās teorijas ļautu izdarīt ļoti atšķirīgas prognozes attiecībā uz kādu maz izpētītu lielumu, ar ko mēra vājā spēka un citu daļiņu mijiedarbību. Un te vērojama būtiska novirze no tā stipruma, ko mēs savā naivumā cerētu ieraudzīt. Teorijā, kurā nav Higsa bozona, šīs novirzes lielums būtu 1%. Teorijā, kurā paredzēts kaut kas tik vienkāršs kā Higsa bozons, tā būtu 0,1%. Tika veikti šādi ārkārtīgi detalizēti aprēķini, un cilvēki saprata, kāda ir atšķirība starp abām ainām. Tad veica sarežģītus eksperimentus, lai šo ārkārtīgi niecīgo efektu izmērītu, un konstatēja, ka tā apmērs nav vis 1%, bet gan 0,1%. Viņi noteica arī robežas, kādās vajadzētu iekļauties Higsa daļiņas masai, proti, tā būtu aptuveni starp 70 un 180 reizēm lielāka nekā protona masa. Bet tā nu gadījās, ka šīs robežas, kurās daudzi no mums Higsa daļiņu mēģināja atrast tiešā veidā, ļoti grūti pakļāvās eksperimentiem. Kaut kāda iemesla dēļ tam vienkārši vajadzēja būt pašam grūtākajam ceļam, kādā šo daļiņu meklēt. Eksperimenti turpinājās. Daudzi, daudzi eksperimenti. Un visbeidzot LHC ļāva sašaurināt robežas, kurās daļiņa bija meklējama, un izrādījās, ka tā atrodas tieši pašā mūsu aplēstā spektra viducī. Tāpēc tīri socioloģiski tas ir tik brīnišķīgs stāsts. No tādiem stāstiem fiziķim kļūst silti ap sirdi.

RL: Pirms jūs ķeraties pie fizikas puses– vai tiešām bija vērts tam iztērēt miljardiem dolāru?

Hāmeds: Tas atkarīgs no tā, kāda ir jūsu vērtību mēraukla. Vai tas bija trīs kodolzemūdeņu vai viena lidmašīnu bāzes kuģa vērts? Es domāju, ka bija.

RL: Tad atgriezīsimies pie fizikas.

Hāmeds: Jā. Fizikas puse patiešām ir interesanta. Tam ir sakars ar kādu Higsa bozona īpatnību. Vairumam elementārdaļiņu praktiski nav struktūras. Tieši tā ir viņu būtība. Tās nav piebāztas ar mazām bumbiņām. Daļiņas ir punktveidīgas. Kādu informāciju varētu sniegt par mazu, kustīgu punktveida nieciņu? Praktiski nekādu. Mēs varam parunāt par to, kādā virzienā tas kustas vai kāda enerģija liek tam pārvietoties. Taču patiesībā ir vēl viena lieta, ko mēs par šīm daļiņām tomēr varam pasacīt. Visām elementārdaļiņām piemīt tāda lieta kā griešanās. Tas ir impulsa moments, tāpēc mēs varam runāt par to, vai daļiņa rotē savas kustības virzienā vai pretēji tai. Visām elementārdaļiņām, ko mēs bijām redzējuši pirms Higsa bozona, piemīt spins jeb griešanās. Tas apjoms, kādā tās rotē, tāpat kā daudzas lietas kvantu mehānikā, ir kvantizēts. Spini nevar būt, kādi pagadās. Jebkurš no tiem tiek izteikts Planka konstantēs. Protona spina vērtība Planka konstantes vienībās ir 1, elektrona – ½. Citām daļiņām, gluoniem, kuri protonā satur kopā kvarkus, tas arī ir 1. Tie visi ir ļoti mazi rādītāji. Būtībā visām daļiņām, kuras esmu pieminējis, spins ir ½ vai 1. Ir vēl viena daļiņa, gravitons. To mēs tiešā veidā neesam redzējuši, tikai netiešā. Tam spina vērtība ir 2. Pati lielākā no mums zināmajām. Tātad sastopami spini ar vērtību ½, 1 un 2 – tāda mums tā izvēle. Attiecībā uz Higsa bozonu neparasti ir tas, ka tā ir pirmā mums zināmā elementārdaļiņa ar spinu, kura vērtība ir 0. Tas vispār nerotē.

RL: Vai jūs varat to iztēloties?

Hāmeds: Savā ziņā vieglāk iztēloties, ka rotācija nenotiek, nekā ka tā notiek. Tā vienkārši ir daļiņa, kas pārvietojas bez rotācijas. Dažas rotē, citas nerotē – liela muiža! (Smejas.) Bet muiža ir liela, lūk, kāpēc. Vakuums ir ārkārtīgi sarežģīta vieta. Jāskatās uz visu, kas notiek ļoti mazos attālumos. Daļiņas nemitīgi lēkā iekšā un ārā – tā ir ārkārtīgi sarežģīta dinamika.

RL: Tātad vakuums ir pilns ar visdažādākajiem procesiem?

Hāmeds: Tieši tā. Mēs LHC veicam tādus eksperimentus – liekam daļiņām triekties citai pret citu. Reizēm cilvēki šos eksperimentus sauc par pasaules lielāko mikroskopu. Bet ko šis mikroskops aplūko? Zem normāla mikroskopa mēs paliekam vardi vai cilvēka matu un tad uz kaut ko skatāmies. Bet šeit mēs skatāmies uz vakuumu. Mēs taisām momentuzņēmumus no procesiem, kas vakuumā turpinās ļoti, ļoti īsu laiku, – un ne tik daudz tāpēc, ka mūs īpaši interesētu daļiņas, no kā sastāv daba, – ķieģelīši, no kuriem būvēta matērija, un tādā garā. Man personīgi uz to visu ir nospļauties – uz visām šīm daudzpakāpju matrjoškām vai sīpola mizu kārtām. Tā jau ir ķīmija. Bet likumi, kas pār šīm daļiņām valda, – tie gan ir ārkārtīgi interesanti. Daļiņas ir kā alfabēts. Bet likumi ir romāns. Daļiņas ir tikai līdzeklis, ar kura palīdzību izteikt kaut ko patiesi dziļu par šiem likumiem. Mēs iztēlojamies, ka triecam lietas citu pret citu ar patiesi augstu enerģijas līmeni un pētām šos augstās enerģijas procesus. Ja enerģija kļūst daudz lielāka nekā daļiņas masa, mums vajadzētu spēt šo masu ignorēt. Dabas likumi sarakstīti attiecībā uz bezmasas daļiņām. Iztēlojieties fotonu, kuram tiešām nav masas. Tas pārvietojas ar gaismas ātrumu. Man nemūžam neizdosies to apturēt. Es nevaru apskatīt kadru, kurā tas atrastos miera stāvoklī. Vienīgais, ko es par to zinu, ir – vai tā spins ir kustības virzienā vai pretēji virzienam, kādā tas pārvietojas. Un tagad iztēlojieties fotonu, kuram masa tomēr ir. Tad es patiešām varētu to apturēt. Un tad, ja tas grieztos vienā virzienā, es varētu grozīt galvu un redzētu to griežamies pretējā virzienā. Tātad te mums ir trīs dažādu veidu spini. Un jebkuru citu spinu es varētu izteikt, kaut kā kombinējot šos trīs.. Redzat – tai visā ir kaut kas dziļi fascinējošs. Starp bezmasas daļiņām un daļiņām ar masu pastāv lēcienveida atšķirība. Kad mums ir darīšana ar bezmasas daļiņu, spini ir tikai divējādi. Ja ir masa, tad ir trīs veidu spini. Daļiņām ar masu ir papildu brīvības pakāpe, kuras nav fotoniem. Un nu var uzdot jautājumu – kā tas nākas, ka fotons izbrāžas cauri šai sarežģītajai videi? Kāpēc tas nepalēnina gaitu? Citiem vārdiem, kāpēc, ceļojot cauri vakuumam, cauri visai šai mantībai, tas neiegūst masu? Uz to var atbildēt ar jautājumu – kā gan tas varētu iegūt masu? Ja fotons iegūtu masu, tam pienāktos nevis divas, bet trīs dimensijas. Vesela brīvības pakāpe nevar pēkšņi rasties no zila gaisa. Tāpēc fakts, ka daļiņām ir spins, ir cieši saistīts ar to, kāpēc attiecībā pret fundamentāli maziem mērogiem iespējamas daļiņas gandrīz vai pavisam bez masas. Un tas saistīts arī ar to, kāpēc Visumā iespējamas šīs lielās mikroskopiskās struktūras, neraugoties uz to, ka pamatlikumi mājo ļoti niecīgos attālumos.

RL: Bet kāds tam sakars ar Higsu?

Hāmeds: Visas šīs puķainās atkāpes es taisīju tādēļ, lai uzsvērtu, ka tieši daļiņu spins izskaidro, kāpēc ir iespējamas lietas, kurām potenciāli nav masas, tomēr bez masas tās nevar būt gigantiskas. Vakuumā ir lieli kvantu pārrāvumi, un, attālumiem kļūstot arvien mazākiem un mazākiem, tie kļūst arvien mežonīgāki. Tas ir nenoteiktības princips darbībā. Arvien vairāk un vairāk enerģijas, arvien mazāki un mazāki attālumi. Un tagad iedomājieties, ka tai visā ietriecas protons, elektrons vai kaut kas tāds. Daļiņa sadurtos ar milzīgu daudzumu visa kā ļoti mazos mērogos, un tas nozīmētu, ka tā būtu ļoti, ļoti masīva. Tieši tas ir tik mīklaini attiecībā uz Higsa bozonu. Higsa bozonam nav spina. Un tāpēc visi mūsu argumenti, kāpēc tas nekas, ka visām šīm daļiņām pārsvarā ir tik maza masa, ir pilnīgi nederīgi Higsa bozona gadījumā. Loģiski domājot, Higsa bozonam vajadzētu būt krietni smagākam, nekā tas patiesībā ir. Un tāpēc liekas tik noslēpumaini, ka dabu var izskaidrot ar kaut ko tik ārkārtīgi vienkāršu. Spins ir visciešākajā veidā saistīts ar daļiņu spēju būt tik vieglām salīdzinājumā ar fundamentāliem mērogiem. Tā nu šis arguments nav pielietojams attiecībā uz Higsu. Un tomēr, lūk, kur tas ir – viegls vieglītiņš. Tas ir milzīgs paradokss. Taisnību sakot, tas ir tik milzīgs paradokss, ka, pēc daudzu domām, tas nozīmēja, ka nekādam Higsa bozonam nevajadzētu eksistēt. Tā vietā viņi uzskatīja, ka Higsa bozona lomu spēlē kaut kāda veida daļiņu kompozīts, kam tomēr ir spins. Visur citur dabā, kur vērojams šāds Higsa bozona tipa fenomens, tas vienmēr saistīts ar šādiem kompozītiem, nevis kaut ko, kas izskatās pēc daļiņas ar 0 spinu.

RL: Bet kā jūs nonācāt pie sakarības ar pārējiem mikrofenomeniem?

Hāmeds: Atcerieties, mēs runājām par slaveno Planka garumu. Tas ir mazākais iespējamais attālums. Tas ir par 10-33, 10-42 sekundēm un 17 lieluma kārtām mazāks nekā tas, ko mēs pētām LHC. Liekas, ka šis miniatūrais mērogs ir pats fundamentālākais attālums, kāds eksistē dabā. Uz to balstīta visa ideja par telpu un laiku. Fakts, ka, salīdzinot ar to, jebkurš cits dabā pazīstamais garuma mērogs ir vienkārši gigantisks, ir vērā ņemams. Visums ir milzīgs, salīdzinājumā ar šo skalu. Pat atoma izmērs, kodola izmērs, vājās mijiedarbības spektrs – visas šīs lietas ir gigantiskas salīdzinājumā ar šo pamatmēru. Tas parāda, cik vāja ir gravitācija salīdzinājumā ar visiem pārējiem spēkiem. Fakts, ka šī garuma mērogs ir tik sīks salīdzinājumā ar jebko citu pasaulē, mums pastāsta, ka gravitācija ir daudz vājāka par visiem pārējiem spēkiem. Tas ir kaut kādā ziņā ļoti svarīgi, ka Planka garumu un visus pārējos mums zināmos garumus šķir šāda milzu aiza. Ja mērogi būtu salīdzināmi, gravitācija būtu ievērojami spēcīgāka, mēs ar jums abi būtu melnie caurumi un pasaulē vispār nebūtu nekādu interesantu struktūru. Nu kāpēc tad tomēr Visums ir liels? Kāpēc pastāv lielas lietas?

RL: “Liels” ir relatīvs apzīmējums.

Hāmeds: Tieši tā. Teiksim, kāpēc ziloņi ir lieli? Ziloņi ir lieli. Ziloņos ir ļoti, ļoti daudz atomu. Bet kādā veidā tā var būt dziļi teorētiskas fizikas fundamentāla problēma? Salieciet kopā 1033 atomus, un lūdzu – ziloņa snuķis.

RL: (Smejas.)

Hāmeds: Un gatavs. Bet tad vēl mazliet jāpadomā. Galu galā, ziloņi ir mazāki nekā planētas. Kāpēc planētas ir lielas? Kas nosaka planētu izmēru? Planētu izmēru nosaka konkurence. Tās pievelk cita citu ar gravitācijas spēku, tāpēc mēs gribam papētīt gravitācijas spēku. To uztur ķīmijas spēks, atomu spiediens. Un atomu spiediens nāk no elektriskā spiediena. Tātad tā ir elektrisko spēku un gravitācijas kombinācija. Ir tāds skaists aprēķins, ko var veikt saistībā ar planētu izmēru; tas saistīts ar dabas pamatkonstantēm. Jūs redzēsiet, ka planētas izmēra attiecība pret atoma izmēru ir precīzi tāda pati, kā gravitācijas spēka attiecība pret konkrēto elektrības spēku.

RL: Atvainojiet, bet planētām taču ir dažādi izmēri.

Hāmeds: Protams, bet ne tik ļoti dažādi. Te ir runa par aptuvenu aplēsi. Bet redziet – lai saprastu ziloni, vajag lielu planētu. Bet, lai planēta būtu liela, gravitācijai jābūt vājai salīdzinājumā ar pārējiem spēkiem. Kāpēc gravitācija ir vāja? Tāpēc, ka daļiņu masa ir tik maza salīdzinājumā ar Planka mērogu. Un atkal – ja daļiņu masa būtu lielāka, gravitācija būtu spēcīgāka. Ja šīs masas varētu salīdzināt ar Planka mērogu, mēs visi būtu melnie caurumi. Nekādu ziloņu nebūtu; nebūtu ne planētu, ne kā cita. Visu elementu un daļiņu masu nosaka Higsa lauks. Higsa lauks ir atbildīgs par masīvajām daļiņām, tādām kā elektroni. Un saistībā ar Higsa bozonu mums ir problēmas ar Planka mērogu. Tieši to mēs pētām LHC. Mums rodas grūtības, mēģinot saprast, kāpēc Higsa bozons ir tik daudzkārt vieglāks par Planka mērogu. Ja tos varētu salīdzināt, šī būtu katastrofāla pasaule – pilnīgi atšķirīga no tās, ko mēs redzam sev visapkārt. Viss būtu saspiests par melno caurumu. Tāpēc, lai mēs varētu eksistēt, ir būtiski svarīgi, ka Higsa bozons ir ievērojami vieglāks par Planka mērogu. Varētu domāt, ka mijiedarbība ar sarežģīto struktūru vakuumā padarīs tā masu ļoti lielu. Un mēs nesaprotam, kāpēc tā nav. Iemesls, kāpēc tas neattiecas uz fotonu, elektronu vai citām daļiņām, ir tāds, ka tām ir spins. Citādi ir ar daļiņām, kurām spina nav, piemēram, ar Higsa bozonu. Tā ir pirmā reize, kad mēs redzam daļiņu, kura atgādina elementārdaļiņu, taču ir bez spina.

RL: Dažas vietas jūsu vecajās piezīmēs, kuru priekšā mana programmatūra kapitulēja, bija veltītas multiversa teorijām. Varbūt pat tas nav pareizi, bet es sapratu tā, ka citu dimensiju un multiversa postulācija kaut kādā veidā saistīta ar gravitācijas lauku vājumu. Man nav ne jausmas, cik oriģināli ir jūsu pieņēmumi, es to patiešām neesmu spējīgs novērtēt, bet vai jūs nepateiktu, kā jūs un jūsu draugi nonācāt pie šīs idejas?

Hāmeds: Ideja par multiversu nekādā gadījumā nav oriģināla.

RL: Tātad jūs nezināt, vai tam ir kaut kāds reāls pamats vai nav?

Hāmeds: Nekādā gadījumā. Daudzi cilvēki uz šo jautājumu reaģē ļoti emocionāli. Viņi saka: “Jūs to saucat par zinātni, bet tā ir tīrā fantazēšana.” Un tā nu gan nav taisnība. Mums nav nekādu eksperimentālu pierādījumu, mēs pagaidām pat nezinām, kā šādi eksperimentāli pierādījumi varētu izskatīties, bet tā ir viena no lietām, kas mājo kaut kur uz robežas starp konkrēto un nekonkrēto. Patlaban reālā problēma ar multiversu ir tāda, ka to nav iespējams pārbaudīt ar eksperimentiem. Mēs pat nezinām, vai tas ir kaut cik sakarīgi tīri matemātiski. Mēs nezinām, vai tā ir teorētiski konsekventa aina. Pilnīgi iespējams, ka tajā ir kaut kādas iekšējas problēmas. Cilvēki pūlējušies izstrādāt kaut cik konsekventu pamatu, un viņiem nekas no tā nav iznācis. Tāpēc man ir aizdomas, ka jautājums, vai idejai par multiversu ir jēga vai nav, ir no tiem, kuros mēs panāksim kaut kādu progresu tīri teorētiskā plāksnē.

RL: Vēl pirms eksperimentiem?

Hāmeds: Jā, domāju, ir ļoti ticams, ka tas notiks, ja mēs varēsim skaidri formulēt, kādi eksperimenti varētu ieviest zināmu skaidrību. Tiek izstrādāta zināma teorija. Lai ķertos pie eksperimentu rezultātu prognozēšanas, jānonāk diezgan tālu izpratnē par attiecīgo teoriju. Protams, var atļauties izteikt prognozes. Prognozes neko nemaksā. Bet, lai patiešām apstiprinātu, patiešām interesanti pārbaudītu teoriju, izpratnei par to jābūt diezgan spēcīgai un sīki detalizētai. Lielisks piemērs ir Einšteins. Viņš zināja, ka no viņa jaunā skatījuma uz gravitāciju un laiktelpu izrietēs prognoze, ka Saulei vajadzētu izliekt gaismu. Viņa rīcībā vēl nebija gala vienādojumu, bet viņš to jau zināja. Un viņš par katru cenu gribēja pierunāt vienu kolēģi, lai tas iet un izmēra. Labi vien ir, ka tas toreiz tā arī nenotika, jo Einšteina prognozētās vērtības no pareizajām atšķīrās līdz pat divām reizēm. Tas izskatītos diezgan slikti, ja kolēģi tiešām to izdarītu un viņš pēc tam pateiktu: “Ai, ziniet, vispār es pārdomāju!” Situācija ar multiversu ir tāda, ka teorija ne velna neder. Nekādas teorijas vispār nav. Ir tikai daži ļoti nopietni iemesli uzskatīt, ka tā droši vien tiešām ir. Ir tāda ideja – ja mēs iziesim ārpus mums novērojamā Visuma robežām, mērojot patiešām milzīgus attālumus, tad tas dažādās vietās izskatīsies pilnīgi atšķirīgi. Un dabas konstanšu vērtības šajās dažādajās vietās arī būs dažādas.

RL: Citiem vārdiem, ja es pareizi saprotu, likumu nelokāmību var attiecināt tikai uz zināmu segmentu no tā, kas eksistē?

Hāmeds: Tas ir ārkārtīgi interesanti. Ņemsim kaut vai relativitātes un kvantu mehānikas likumus. Tas vien jau apraksta vienīgo iespējamo veidu, kā pasaule varētu izskatīties tik lielos attālumos. Tur būtu virkne dažādu daļiņu, kuru spins būtu attiecīgi 0, ½, 1 un 2, un tām varētu būt dažādi mijiedarbības stiprumi. Un, kad noskaidrota šī pamataina, tālāk viss pārējais jau ir skaidrs, un tur vairs neko nevar grozīt. Tā ka pati struktūra tiešām ir ārkārtīgi neelastīga, bet paliek zināmas izvēles iespējas tās pielietošanā. Cilvēki bieži vien neprecīzi izsakās, ka dabas likumi mainās. Un, ja paskatās uz šīs tēzes šaušalīgi popularizētām versijām, tad… “Visi likumi ir mainīgi, un kaut kur multiversā āboli krīt uz augšu.” Nu pilnīgi nejēdzīga muldēšana. Nekur multiversā nekādi āboli uz augšu nekrīt.

RL: Un nekur riņķa līnijas nav taisnstūrainas?

Hāmeds: Tieši tā. Kvantu mehānikas pamatprincipi, relativitāte, gravitācija, daļiņas ar veselu spina vērtību – tas viss paliek spēkā jebkur multiversā. Bet tik un tā iespējama milzu dažādība detaļās. Kā šīs daļiņas izskatās? Kāds ir precīzais mijiedarbības stiprums? Kāda ir dažādu konstanšu vērtība? Tās ir lietas, kas dažādās vietās ir atšķirīgas. Taču jau pirms problēmas ar Higsa daļiņu bija radusies vēl fundamentālāka problēma ar Visuma reālo izmēru. Atcerieties, ka tas var būt izliekts. Einšteins mums saka, ka masa un enerģija izraisa izliekšanos.

RL: Kā izliekšanos?

Hāmeds: Telpas un laika. Tagad atgriezīsimies pie vakuuma, šīs mutuļojošās visur notiekošo svārstību jūras. Tam piemīt dažas kvantu mehānikas pamatīpašības. Šai mehānikai ir enerģija. Bet, ja vakuumā ir enerģija, tai vajadzētu izliekt telpu un laiku.

Un kādam vajadzētu būt izliekumam uz garuma skalas? Dabā ir viens fundamentāli mazu attālumu mērogs, un tas ir Planka garums, un pēc tiesas un taisnības Visumam vajadzētu būt saritinātam šī Planka garuma ietvarā. Tātad varētu domāt, ka tas būs saritinājies līdz 10-23 centimetru izmēriem. Vai varbūt mums vajadzētu eksplodēt un izplesties ik pēc apmēram 10-43 sekundēm. Divkāršoties apmēros ik pēc 30-43 sekundēm. Nekas no tā visa nav taisnība. Tā ir pati kliedzošākā nesaskaņa starp aptuvenajiem aprēķiniem un realitāti visā zinātnes vēsturē. Tā ir šausmīga problēma. Pirm­kārt, mēs nesaprotam, kāpēc Visums ir liels; tālāk, pat ja mēs atradīsim iemeslu, kāpēc tas ir liels, mēs tik un tā nesaprotam, kāpēc planētas ir lielas un ziloņi ir lieli, un tā tālāk. Kā mēs to varam izskaidrot? Mēs plātāmies, ka mūsu rīcībā ir satriecoša teorija; mēs tagad tik labi saprotam dabu, un tā tālāk, un tā joprojām, un tomēr, velns ar ārā, mēs nesaprotam, kāpēc Visums vēl līdz šim nav saritinājies. Kas, ellē, īsti notiek? Pilnīgi skaidrs, ka mums jāatrod atbilde uz šo jautājumu, pirms ķeramies pie smalkākām lietām. Un mēs atrodam. Mēs sakām: jā, kvantmehāniski vakuumā ir milzīga enerģija, bet tā ir neitralizēta. Kaut kāda nejauša iemesla dēļ to neitralizējis kaut kas cits, kas tur atrodas jau no sākta gala.

RL: Atvainojiet, paskaidrojiet vēlreiz.

Hāmeds: Mums ir vakuumā ieslodzīts mutuļojošs haoss, un no tā vajadzētu izrietēt, ka vakuumā ir zināma enerģija. Populāri izsakoties, to sauc par enerģijas blīvumu. Ir kaut kāds enerģijas daudzums uz vienu tilpuma vienību. To sauc par kosmoloģisko konstanti un apzīmē ar simbolu Λ – lambda. Tagad pieņemsim, ka mēs noalgojam veselu maģistrantūras studentu armiju un liekam viņiem aprēķināt šo kvantu mehānikas efektu. Un aiziet! Viņi rēķina un konstatē, ka tas ir 2,761432…9. Mūsu pirmā rēķinātāju komanda no bada pamazām apmirst, tāpēc noalgojam nākamos. Un aiziet, viņi ķeras pie aprēķiniem, un mēs tiekam līdz 120 cipariem aiz komata. Tā ir vērtība, ko lambdai piešķir šīs kvantu svārstības vakuumā. Mēs sakām: “Paldies jums, maģistrantūras studentu armija, ka aprēķinājāt mums šo skaitli. Tagad es paskaidrošu, kāpēc Visums ir liels. Un zināt ko? Izrādās, ka tur sēž viena klasiska lambda. Un kāda ir tās vērtība? Ak jā, tās vērtība ir 2, 761432…9.” (Smejas.) Tieši ar to mēs patiešām arī nodarbojamies. Vienīgi neliekam rēķināt maģistrantūras studentiem, jo tas tomēr būtu nejauki. Mums ir dziļa, fantastiska izpratne par to, kāda ir daba, bet tas nu ir tas, ar ko mēs nodarbojamies, lai pierādītu, ka Visums ir liels.

RL: Vai mēs tiešām varam droši apgalvot, ka pazīstam visas aktīvās daļiņas?

Hāmeds: Nē.

RL: Ja tā nav, uz kāda pamata mēs varam nonākt pie kaut kāda tuvinājuma…

Hāmeds: Lielisks jautājums. Vienu lietu mēs varam – proti, aplēst, kāds ir ieguldījums vakuuma enerģijā, kas nāk tikai no lietām, kuras mēs pazīstam. Var pastāvēt vēl kāda cita daļiņa, par kuru mēs neko nezinām, bet mēs pilnīgi noteikti varam diezgan precīzi aprēķināt tās izmērus.

RL: Ko tas mums pastāsta par pasauli? Pats fakts, ka tādas daļiņas pastāv, – vai tas kaut ko pastāsta jums, man vai kādam citam?

Hāmeds: Dabas likumu negrozāmība mums pastāsta, ka Visumam nav citas iespējas kā vienīgi būt tādam, kāds tas ir. Un es domāju, ka viens no 21. gadsimta centrālajiem jautājumiem ir noskaidrot, vai pastāv kaut kāds primitīvāks substrāts, kas ļautu ieraudzīt, ka kvantu mehānika un relativitāte tomēr ir draudzīgākās attiecībās. Domāju, ka šī ir tā taciņa, kas mūs ar laiku aizvestu līdz jautājumam par to, kas ir laiktelpa, kā jāsaprot Lielais sprādziens un tamlīdzīgām lietām.

RL: Kādi ir daudzsološākie mājieni, ka tas būtu iespējams?

Hāmeds: Daudzas atbildes meklējamas tajās patiesi neparastajās fizikālajās un matemātiskajās īpašībās, ko cilvēki turpina atklāt kvantu lauka teorijās. Viena konkrēta kvantu lauka teorija apraksta pasauli, kādu mēs to redzam sev apkārt. Tas ir tas pats slavenais daļiņu fizikas standarta modelis. Ja jūs esat superempīrisks pragmatiķis, jūs teiksiet – mani neinteresē šādas tādas kvantu lauka teorijas. Mani interesē tikai tāda teorija, kas apraksta pasauli. Bet man šķiet, ka atkal un atkal ir pierādījies, ka tā ir tuvredzīga attieksme. Mēs zinām, ka vajadzīgas dziļas zināšanas, lai sakausētu šīs divas teorētiskās struktūras, kas ir mūsu rīcībā. Es minēšu vienu piemēru – vienkārši tāpēc, ka es pie tā patlaban strādāju. Ļoti ikdienišķām vajadzībām jāveic kalkulācijas dažādiem procesiem LHC. Jūs liekat protoniem savā starpā sadurties un gribat zināt, kas iznāks ārā. Protoni ir pildīti ar kvarkiem, un protonā tos kopā satur gluoni. Dažas no svarīgajām mijiedarbībām ir tādas: divi gluoni ienāk protonā, tie saskrienas, un daži gluoni iznāk atkal ārā. Es te nerunāju par nez kādu eksotiku; tas ir princips, ko fizika saprot jau kādus 60 gadus. Un Fainmans bija tas, kurš mums iemācīja to saprast. Ja jūs gribat saprast, kas noticis, sazīmējiet kaudzēm diagrammu, salieciet visu kopā, un jūs tiksiet pie atbildes. Cilvēkiem šie aprēķini bija jāveic gluži praktisku iemeslu dēļ. Bet tie bija ļoti sarežģīti. Tas ir sarežģīts process – divi ieiet iekšā, un, teiksim, četri iznāk ārā. Ja jūs atšķirsiet mācību grāmatas un sekosiet Fainmana receptei, tad atradīsiet par šo jautājumu apmēram simt algebras lappušu. Pilnīgi neiespējami izurbties tam cauri. Un tomēr tagad mēs zinām, ka gala atbilde ir ietverta vienā terminā un aizņem vienu rindiņu.

RL: Vienā terminā?

Hāmeds: Jā, to var sarakstīt vienā rindiņā. Šīs 100 lappuses algebras var saspiest vienā terminā. Izrādās, ka tas, kā Fainmans mums mācīja par šīm lietām domāt, nebūt nav pati labākā pieeja. Jūs varat jautāt, kāds no tā visa bija labums. Tas bija ļoti labi viena iemesla dēļ. Tas ļoti skaidri apraksta šo procesu laiktelpā. Bet izrādās, ka ir arī citi veidi, kā par to domāt, un laiktelpa tajos nemaz nespēlē tik svarīgu lomu, bet kļūst skaidra šo struktūru ārkārtīgā vienkāršība. Tā ir pārsteidzoša dabas likumu īpatnība. Tie pieļauj, ka par tiem runā tik daudzos un dažādos veidos – savos pamatos radikāli atšķirīgos, bet matemātiski identiskos.

Ir tāds vecs joks par Einšteinu, kurš pēc nāves stājas Radītāja priekšā. Viņš jautā, vai tagad beidzot varētu uzzināt Visuma formulu. Dievs uz viņu paskatās un pieraksta pilnu tāfeli. Einšteins uzmet acis un saka: “Otrajā rindiņā ir kļūda.” Radītājs viņam atbild: “Zinu.” (Smejas.)

RL: Vai jūs tīri konceptuāli varat iztēloties iespēju, ka Visuma struktūrā iestrādāta kļūda, kaut kāds nepareizs aprēķins?

Hāmeds: Laikam gan ne. Šķiet, ka man neizdodas to loģiski iztēloties, bet toties es varētu iztēloties… Tas ir pretrunā ar visu, ko mēs līdz šim esam redzējuši, bet tīri loģiski ir iespējams, ka kādā nākamajā solī mēs nonākam pie kādas stingrāk būvētas un visnotaļ apbrīnojamas struktūras, bet daba izvēlas to nepieņemt. Proti, tas var notikt tādā ziņā, ka cilvēki varbūt veiks eksperimentus un apgāzīs visu, kas man ir mīļš. Un, ja tā notiks, es no fizikas aiziešu. (Smejas.)

RL: Nopietni?

Hāmeds: Nopietni. Jo tad daba man pirmo reizi liktu nopietni vilties likumos, ko tā mums devusi. Es domāju, ka tas nekādā gadījumā nenotiks, bet mēs varētu ar laiku atklāt, ka to, ko mēs esam iztēlojušies, daba nav izvēlējusies. Ne jau vienkārši “nav izvēlējusies” – ka daba tā vietā izvēlējusies kaut ko pilnīgi nejaušu un nejēdzīgu. Ja mēs tiešām, tiešām nonāktu situācijā, kad būtu iedomājams, ka ir divi ceļi, pa kuriem šie likumi varētu aiziet, un tas, kuru izvēlas daba, nav tik nelokāms, tik iekšēji konsekvents kā tas, ko mēs, nabaga cilvēciskās būtnes, spējam iztēloties, tad tas manā izpratnē būtu tuvākais šādai kļūdai.

RL: Vai jums ir viegli iztēloties Dievu un garīgo pasauli– kaut ko tādu, kas ir pašsaprotamāks par matēriju?

Hāmeds: Man ir ārkārtīgi grūti noticēt, ka pastāv debesis. Kaut kāda garīga valstība šādā izteikti neabstraktā izpratnē – nekādā gadījumā. Protams, ir vēl arī tāds absolūti nebūtisks priekšstats par kaut kādu Radītāju, kurš izveidojis visu šo lielo struktūru un tad palaidis savā vaļā. Manis pēc. Man ir pilnīgi vienalga, vai kaut kas tāds pastāv vai nepastāv. Ziniet, es nekad neesmu atbalstījis šo stingri norobežojošo un valdonīgo attieksmi, ar kādu viena pret otru attiecas zinātne un reliģija. Kā es to saprotu – vai nu abas ir absolūti triviālas un savstarpēji nošķirtas lietas, un tādā gadījumā mums nav par ko runāt, vai arī mums tomēr ir par ko runāt gadījumā, ja reliģija pretendē uz zināšanām par to, kā iekārtota pasaule, un tad mums tiešām ir zināma problēma. No otras puses, man ik pa laikam, teiksim, reizi sešos mēnešos, kā ar mietu iebliež: “Sūdarallā, Visums eksistē! Tas taču ir pilnīgs vājprāts!” Tas viss taču kaut kur ir radies. Kāpēc tas vispār pastāv? Mani mazliet mierina apziņa, ka mēs kaut kad, pirms vairāk nekā 4000 gadiem, esam izstrādājuši sistēmu, kas ļauj sākt kaut ko darīt. Visticamāk, atbildei būs nepieciešami jēdzieni un domāšanas veidi, kas būs vēl svešādāki un nepazīstamāki nekā tās idejas, ar kurām mēs jau esam gluži apraduši. Prātā nāk kāda brīnišķīga epizode no filmas “Anija Hola”, kurā darbojas jaunais Vudijs Allens un viņa mamma. Māte sūdzas ārstam, ka jauno Vudiju nomokot kāda uzmācīga doma, proti, ka Visums izplešas. Viņa mamma ir neizpratnē: “Nu kas tev par daļu, ka Visums izplešas?” (Smejas.) Viņa nez kāpēc ir pārskaitusies, ka šīs domas dēļ jaunajam Vudijam radušās medicīniskas problēmas. Bet tā nu tas ir. Ir pilnīgi skaidrs, ka šī ideja viņu ir pilnīgi pārņēmusi; viņu patiešām satrauc fakts, ka Visums izplešas. Ir labi, ja tā tiešām notiek tikai reizi pusgadā, citādi es ietu pa ielu, murminādams: “Sūdarallā, Visums eksistē! Ak Dievs!” Un, ja es par to pastāvīgi raizētos, mani viens un divi saplacinātu kāds kravas auto. Bet, no otras puses, tieši tas jau ir tas, kas mūs dzen uz priekšu, – nekas cits.

RL: Liels paldies.

Hāmeds: Paldies jums. Tas bija aizraujoši.