Исследуя кварки, как составные части элементарных частиц, физики пришли к выводу, что если углубляться в строение материи и посмотреть, из чего состоят сами кварки, то обнаружится, что в дальнейшем наличие частиц на концах жгутов-пружинок не является необходимым. Оказывается, что кварки состоят просто из неких квантов поля, названных стрингами («пружинка», «струна»).
«Стринги - жгуты «натянутого» поля могут существовать и без концевых супермалых частичек, сами по себе - как независимые «хромосомы мира». Стринги могут разрываться и слипаться, рождая дочерние и внучатые стринги. При этом образуются замкнутые струнные кольца и более сложные переплетающиеся фигуры. …в них могут возбуждаться колебания - различные полевые «обертоны» …эти «обертоны» отделяются от колеблющейся струны и распространяются в виде волн в окружающем вакууме. Каждая несет с собой квант энергии, порцию электрического заряда, странности и других свойств - в общем, ведет себя, как элементарная частица» (В.Барашенков, «За пределами теории Эйнштейна - многомерные миры»).
Именно такой образ стринга служит дополнительным аргументом сторонников точки зрения, что элементарные частицы представляют из себя лишь сгустки поля. Но это тоже не является корректным выводом, так как при этом понимается поле со свойствами макрополя, что в принципе не соответствует действительности. Стринги представляют собой частицы квантованного поля, носящего дискретный (т.е. прерывный) характер, в то время как макрополе является сущностью непрерывной, и лишь к макрополю может быть применен термин «сгусток». Поэтому нельзя говорить о том, что вещество является сгустками поля или наоборот, поле является «размазанным» веществом. Ни одна из этих сущностей не является первичной по отношению к другой, - они полностью равноправны. При этом обе сущности имеют единую глубинную природу, выражающуюся в том, что и вещество, и макрополе являются теми или иными комбинациями (если так можно выразиться) частичек материальной субстанции - стрингов.
Вывод о единстве материального мира привел физиков к идее о том, что должен существовать некий объединяющий принцип всех свойств материи.
«Суть его должна состоять в описании небольшого числа фундаментальных свойств симметрии природы, эмпирически найденных несколько десятилетий назад, и, помимо свойств симметрии, этот закон должен заключать в себе принцип причинности, интерпретированный в смысле теории относительности» (В.Гейзенберг, «Шаги за горизонт»).
На языке физиков-теоретиков объединяющий принцип выражается наличием единого поля, из свойств которого можно было бы получить все свойства материального мира.
«Идеалом Эйнштейна была теория некоего единого поля, из которой как частный случай можно было бы вывести уравнения для всех известных нам частиц и действующих между ними сил» (В.Барашенков, «Великая тайна всемирного тяготения»).
На поиски такого единого поля и направлены в последнее время усилия физиков, которые постепенно объединяют между собой различные типы взаимодействия.
«Одним из кульминационных моментов в развитии физики стало создание теории, объединяющей слабые и электромагнитные взаимодействия. Эта теория основывалась на принципах симметрии, связанных с распределением элементарных частиц по семействам» (В.Барашенков, «За пределами теории Эйнштейна - суперсимметрия и супергравитация»).
В приведенной цитате термин «симметрия» нельзя понимать в общеупотребительном смысле. На языке физиков симметрия - это неизменность физических законов при определенной замене объектов, подчиняющихся этим законам. А неизменность физических законов подразумевает наличие единых математических уравнений (описывающих эти законы) для данных объектов. Например, формула, описывающая взаимодействие электрических зарядов (закон Кулона), абсолютно аналогична формуле гравитационного взаимодействия; только в одном случае в формуле стоят массы тел, а в другом - их заряды. Это, с точки зрения физики, говорит о симметрии гравитационного и электромагнитного взаимодействия, а также о их единой глубинной природе.
Так вот, было обнаружено, что наблюдаемые симметрии в свойствах элементарных частиц однозначно связаны с определенными законами сохранения: электрического заряда, странности, спина и прочих характеристик частиц.
«…симметрии связаны с законами сохранения. В физике есть теорема о том, что каждой из них обязательно сопутствует некоторая сохраняющаяся величина» (В.Барашенков, там же).
Например, неизменность уравнений при вращении системы координат определяет закон сохранения углового момента (момента количества движения).
Отметим здесь, что термины «уравнения» и «вращение системы координат» представляют по сути своей некие математические абстракции, математические образы, то есть формы как таковые с точки зрения философии, а слова «закон сохранения углового момента» обозначают реальное свойство материального мира. Таким образом, в данном случае принцип симметрии определяет связь между формами (понятие, относящееся сугубо к миру духовному) и свойствами материального мира…
Выявленное в процессе исследования микромира единство природы вещества и поля имело для физиков одно важное следствие: должен был существовать такой вид симметрии, который позволил бы описывать поведение как элементарных частиц, так и квантов поля, т.е. система уравнений, описывающая поведение элементарных частиц и квантов поля, должна быть одна и та же; при перестановке бозонных (элементарных частиц) и фермионных частиц (квантов поля) физические законы должны оставаться неизменными. Эта симметрия получила название суперсимметрии.
По сути, теория суперсимметрии явилась той теорией, которая окончательно стерла грань между «веществом» и «полем» на микроуровне.
«Многокомпонентная теория объединила кванты всех четырех известных нам полей взаимодействия - гравитационного, электромагнитного, сильного ядерного и слабого, ответственного за распады частиц и атомных ядер. Все они оказались близкими родственниками. Кроме того, в супермультиплет на равных вошли кварки, электроны и другие частицы - «кирпичики». Получилась единая теория вещества и поля» (В.Барашенков, «За пределами теории Эйнштейна - суперсимметрия и супергравитация»).
Поскольку результаты, полученные теорией суперсимметрии, пригодятся нам в дальнейшем, остановимся на них немного подробнее.
Во-первых, претерпел изменение сам образ стринга: из «струны» он стал «суперструной», особой конфигурацией материи в виде узкого пучка силовых линий поля. Обеспечить суперсимметрию оказалось возможным, лишь увеличив количество измерений «струны». Суперстринги оказались десятимерными. (Отметим в скобках, что авторы теорий, пытавшихся объяснить т.н. «аномальные явления» с помощью существования у пространства-времени пятого или даже шестого измерения, явно поскромничали, - здесь целых десять, хотя совершенно иных по свойствам.)
Конечно, человеку, не имевшему дело с математикой, использующей много измерений, чрезвычайно непросто понять десятимерность суперстрингов и десятимерность нашей Вселенной. Однако пугаться этого не следует, ведь можно использовать принцип образного представления, который широко используется теми же теоретиками экстрасенсорики и паранормальных явлений для иллюстрации своих построений.
В этих иллюстрациях человек и окружающие его предметы материального мира, являющиеся на самом деле четырехмерными (имеется ввиду существование в четырехмерном пространстве-времени), представляются в виде плоских фигур, расположенных в одной плоскости или на поверхности шара, а выход в пятое измерение тогда аналогичен выходу за рамки этой двумерной поверхности, - как бы «выход в пространство». И некоторые авторы считают, что явления, например, ясновидения и телепатии осуществляются через это пятое измерение…
Нарисованная картина действительно дает возможность представить себе, как может выглядеть, скажем, пятимерное пространство-время. Однако она же, помогая в объяснении (иногда довольно изящном) некоторых встречаемых явлений, порождает еще больший ряд вопросов, на которые не способна дать ответа.