Читать книгу Спиновая пена - - Страница 5

Лейла собрала их в переговорной комнате на минус первом этаже – маленьком помещении без окон, которое использовалось для конфиденциальных обсуждений. Стены, обшитые звукоизоляционными панелями, глушили любой звук извне. Здесь можно было говорить, не опасаясь случайных ушей.

Их было пятеро: она сама, Юра, Мэйлинь, Аня Петрова и – неожиданно для остальных – профессор Амара Диалло, философ науки, которую Лейла пригласила в качестве консультанта по этике ещё на этапе проектирования NEXUS. Амара прилетела из Парижа вчера вечером, не задавая лишних вопросов. Она доверяла Лейле достаточно, чтобы пересечь континент по одному звонку.

– Благодарю, что пришли, – начала Лейла, стоя у экрана в торце стола. – То, что я вам покажу, не должно выйти за пределы этой комнаты. Ни при каких обстоятельствах. Это ясно?

Кивки. Юра – нервный, Аня – деловитый, Мэйлинь – почти незаметный, Амара – с лёгкой улыбкой человека, которого трудно удивить.

Лейла включила проектор.

– Три недели назад, в ночь после первого запуска, Юра обнаружил аномалию в данных. Вот она.

На экране появился знакомый график – распределение энергий с характерным горбом в высокоэнергетической области.

– Первоначально мы предположили, что это калибровочный артефакт, – продолжила Лейла. – Но за прошедшие недели мы собрали достаточно статистики, чтобы исключить эту гипотезу. Сигнал реален. Его статистическая значимость превышает пять стандартных отклонений.

Амара подняла руку – изящный жест, который не прерывал, а скорее приглашал к паузе.

– Для нас, гуманитариев, – сказала она своим мягким, чуть насмешливым голосом, – пять стандартных отклонений – это много или мало?

– Много, – ответил Юра раньше, чем Лейла успела открыть рот. – Это… это как если бы вы подбросили монету и она двадцать раз подряд упала орлом. Случайность практически исключена.

– Практически, – повторила Амара. – Но не полностью?

– В физике мы принимаем пять сигм как порог открытия, – сказала Лейла. – Вероятность ошибки – менее одной миллионной. Этого достаточно, чтобы отнестись серьёзно.

Амара кивнула, откинулась на спинку стула.

– Продолжай.

Лейла переключила слайд.

– Это временна́я развёртка сигнала. Обратите внимание на периодичность.

На экране появилась кривая с регулярными пиками. Юра уже видел её десятки раз, но всё равно подался вперёд.

– Интервал между пиками – около семнадцати секунд, – сказала Лейла. – Плюс-минус полсекунды. Это не совпадает ни с одним известным периодом в нашей системе.

– Не совпадает? – переспросила Аня. – Совсем?

– Совсем. Мы проверили всё: цикл ускорителя, частоту инжекции, период оборота пучка, частоту электросети, даже сейсмическую активность в регионе. Ничего.

Молчание. Лейла видела, как информация укладывается в головах присутствующих. Каждый обрабатывал её по-своему: Юра – с волнением первооткрывателя, Аня – с профессиональным скептицизмом инженера, Мэйлинь – с непроницаемым спокойствием, Амара – с философской отстранённостью.

– Позволь уточнить, – сказала Амара. – Ты утверждаешь, что ваш ускоритель производит сигнал, который не может быть объяснён ни техническими причинами, ни известной физикой?

– Именно так.

– И ты собрала нас здесь, чтобы мы помогли понять, что это такое?

– Да.

Амара улыбнулась – той особой улыбкой, которая появлялась у неё, когда она находила ситуацию интеллектуально захватывающей.

– Что ж, – сказала она, – по крайней мере, скучно не будет.

Следующие три часа они препарировали данные.

Аня начала с детекторов – своей территории. Она вывела на экран схемы калориметров, трекеров, мюонных камер, прошлась по каждому компоненту, объясняя, как он работает и что может пойти не так.

– Я проверила всё, – заключила она. – Дважды. Температурные дрейфы компенсированы. Высоковольтные источники стабильны. Шумы электроники в пределах нормы. Если это артефакт – он не в детекторах.

– А система сбора данных? – спросила Лейла. – Может, что-то в триггерах?

– Триггеры настроены на поиск стандартных событий, – вмешался Юра. – Если бы проблема была там, мы бы видели искажения в основном потоке данных. А основной поток чистый. Аномалия – только в этой узкой области энергий.

Лейла кивнула. Она ожидала такого ответа, но должна была убедиться.

– Хорошо. Переходим к физике.

Она вывела на экран следующий слайд – теоретические предсказания для разных моделей.

– Стандартная модель, – сказала она, указывая на первую кривую. – Вот что мы должны видеть при энергиях двести тераэлектронвольт. Гладкое распределение, без особенностей в этой области.

– А мы видим горб, – констатировал Юра.

– Да. – Лейла переключила слайд. – Суперсимметрия. Если бы существовали суперпартнёры с массами в этом диапазоне, мы могли бы видеть похожую структуру. Но форма не совпадает. И, что важнее, суперсимметричные частицы должны проявляться и в других каналах – а там ничего нет.

– Дополнительные измерения? – предположила Аня.

– Проверила. Модели с компактифицированными измерениями дают характерные резонансы – башни Калуцы-Клейна. Наш сигнал не похож на резонанс. Это… что-то другое.

Мэйлинь, до сих пор молчавшая, подняла руку.

– Можно посмотреть сырые данные? – спросила она. – Без фильтрации.

Лейла кивнула, открыла соответствующий файл.

– Вот. Каждое событие – точка на графике. Координаты – энергия и угол вылета вторичных частиц.

Мэйлинь встала, подошла к экрану. Её глаза за толстыми стёклами очков двигались быстро, сканируя изображение.

– Интересно, – сказала она наконец.

– Что именно? – спросила Лейла.

– Структура. – Мэйлинь указала на область скопления точек. – Это не просто статистический избыток. Здесь есть… паттерн.

Юра вскочил с места.

– Я тоже заметил! В периодичности. Семнадцать секунд – это же не случайное число.

– Не только в периодичности, – сказала Мэйлинь. – В самом распределении. Смотрите.

Она взяла маркер, подошла к доске рядом с экраном.

– Если построить гистограмму по углам… – Она быстро набросала схему. – События группируются. Не равномерно, как должны бы при случайном процессе. А в определённых угловых секторах.

Лейла нахмурилась.

– Это может быть геометрия детектора. Неравномерный аксептанс…

– Нет. – Аня покачала головой. – Аксептанс я знаю наизусть. Детектор симметричен относительно оси пучка. Если бы дело было в геометрии, группировка была бы другой.

Мэйлинь кивнула, продолжая рисовать.

– Ещё кое-что. – Она провела линию, соединяющую несколько точек на схеме. – Группы связаны. Если событие попадает в один сектор, следующее с высокой вероятностью попадёт в соседний. Как будто… как будто есть правило.

Тишина. Лейла смотрела на доску, чувствуя, как в груди нарастает что-то похожее на головокружение. Правило. Мэйлинь сказала «правило».

– Ты уверена? – спросила она.

– Нужен статистический анализ, – ответила Мэйлинь. – Но визуально – да. Это не шум. Это структура.

Амара, до сих пор молча наблюдавшая, подалась вперёд.

– Поясни для непосвящённых, – сказала она. – Что значит «структура» в данном контексте? Почему это важно?

Лейла обернулась к ней.

– Случайные процессы порождают случайные распределения, – объяснила она. – Если вы бросаете кости много раз, результаты распределяются равномерно – или по известному статистическому закону. Физика элементарных частиц работает так же: столкновения случайны, продукты распадов разлетаются случайно, детектор фиксирует случайную выборку.

– А здесь?

– А здесь, – Лейла указала на доску, – мы видим неслучайность. Корреляции, которых не должно быть. Как если бы кости падали не случайно, а по какому-то скрытому правилу.

Амара помолчала.

– Скрытое правило, – повторила она. – Интересная формулировка. Физики обычно называют такие вещи «законами природы», не так ли?

– Да, но… – Лейла осеклась. Она поняла, к чему ведёт Амара, и мысль была одновременно захватывающей и пугающей. – Но это не похоже ни на один известный закон.

– Что, если это неизвестный закон? – спросила Амара мягко. – Разве не для этого вы построили эту машину – чтобы открывать неизвестное?

Лейла не нашлась с ответом.

Перерыв на обед прошёл в молчании.

Они сидели в маленькой комнате отдыха при переговорной – диван, кофемашина, несколько стульев. Еду принесли из столовой: сэндвичи, которые никто толком не ел, и кофе, который все пили слишком много.

Лейла смотрела в стену, перебирая в голове возможности. Структура в данных. Корреляции. Периодичность. Каждый элемент по отдельности мог бы иметь тривиальное объяснение. Но вместе…

– О чём думаешь? – спросила Амара, опускаясь на диван рядом.

– О том, что я упускаю. – Лейла потёрла виски. – Должно быть объяснение. Мы что-то не учли.

– А если нет?

– Тогда… – Она не договорила.

Амара отпила кофе, глядя на неё поверх чашки.

– Знаешь, что меня всегда восхищало в физиках? – сказала она. – Ваша способность верить в порядок. Вы смотрите на хаос Вселенной и видите законы. Симметрии. Красоту.

– Это не вера, – возразила Лейла. – Это эмпирический факт. Законы работают. Предсказания сбываются.

– До сих пор – да. – Амара улыбнулась. – Но что, если вы нашли границу? Место, где ваши законы перестают работать?

Лейла молчала. Эта мысль преследовала её уже неделю, но слышать её вслух, от другого человека, было… неприятно. Как диагноз, который ты подозревал, но надеялся, что врач опровергнет.

– В истории науки это случалось не раз, – продолжила Амара. – Механика Ньютона казалась абсолютной истиной – пока Эйнштейн не показал её пределы. Классическая физика объясняла всё – пока не появился квантовый мир. Каждый раз учёные сопротивлялись. Искали ошибки в экспериментах. Придумывали эпициклы, чтобы спасти старую теорию.

– Ты думаешь, мы занимаемся тем же?

– Я думаю, что это естественная реакция. – Амара поставила чашку. – Человеческий разум не любит неопределённости. Мы предпочитаем плохое объяснение отсутствию объяснения. Но иногда… иногда честнее признать, что мы не знаем.

Лейла хотела возразить – сказать, что в науке незнание это не конец, а начало, что каждая загадка это приглашение к исследованию. Но слова застряли в горле. Потому что в глубине души она понимала: то, что они нашли, было не просто загадкой. Это было чем-то большим. Чем-то, что могло перевернуть всё.

– Ладно, – сказала она наконец. – Хватит философии. Пора работать.

После перерыва Лейла попросила Мэйлинь взять на себя анализ корреляций.

– Используй всё, что есть, – сказала она. – Машинное обучение, нейросети, что угодно. Мне нужно понять структуру этого паттерна.

Мэйлинь кивнула – коротко, без лишних слов – и открыла ноутбук. Её пальцы забегали по клавиатуре с той особой скоростью, которая отличает программистов-виртуозов.

Юра устроился рядом, готовый помогать с интерпретацией физики. Аня вернулась к детекторным данным – искать то, что могли пропустить. Амара осталась наблюдать, время от времени задавая вопросы, которые заставляли всех задумываться.

Лейла же занялась теорией.

Она вывела на свой экран уравнения петлевой квантовой гравитации – той области физики, ради которой, собственно, и был построен NEXUS. Спиновые сети, спиновые пены, дискретная структура пространства-времени. Её собственная специальность, её страсть, её жизнь.

Если что-то могло объяснить аномалию – оно должно было быть здесь.

Час проходил за часом. Солнце, которого они не видели в подземном помещении, катилось по небу над степью. Кофе остывал в чашках. Бутерброды засыхали на тарелках.

В какой-то момент Юра вскочил с криком:

– Есть!

Все обернулись.

– Смотрите! – Он развернул экран Мэйлинь к остальным. – Периодичность – семнадцать секунд, да? А теперь смотрите, что получается, если преобразовать угловое распределение в частотный спектр.

На экране была сложная диаграмма – множество пиков разной высоты.

– Фурье-анализ, – объяснила Мэйлинь. – Разложение сигнала по частотам.

– И что? – спросила Аня.

– Пики, – сказал Юра, едва сдерживая возбуждение. – Смотрите на пики. Они не случайные. Их частоты… кратны друг другу.

Лейла встала, подошла ближе.

– Кратны?

– Да! Основная частота – и её гармоники. Как в музыке. Как… как сигнал с определённой структурой.

Амара тоже поднялась.

– Поясни для тех, кто не физик.

– Случайный шум имеет плоский спектр, – объяснил Юра, размахивая руками. – Все частоты представлены одинаково. А структурированный сигнал – музыка, речь, радиопередача – имеет пики на определённых частотах. Гармоники. Это… это признак того, что сигнал не случаен. Что в нём есть… – Он замялся, подбирая слово.

– Информация, – закончила Мэйлинь.

Тишина.

Лейла смотрела на диаграмму, чувствуя, как земля уходит из-под ног. Информация. Мэйлинь сказала «информация». Это слово меняло всё.

– Подожди, – сказала она медленно. – Ты хочешь сказать, что наши детекторы принимают… передачу?

– Нет, – возразила Мэйлинь. – Не передачу. Структуру. Что-то генерирует этот сигнал. Что-то с внутренней организацией.

– Но что?! – Лейла повысила голос, сама того не желая. – Мы сталкиваем протоны! Элементарные частицы! Там нет ничего, что могло бы «генерировать» структурированный сигнал!

– В рамках Стандартной модели – нет, – согласилась Мэйлинь. – Но вы сами сказали: это не Стандартная модель.

Лейла осеклась. Она сама сказала эти слова – «это не наша физика» – и теперь они возвращались к ней, как бумеранг.

– Ладно, – сказала она, заставляя себя успокоиться. – Допустим, сигнал структурирован. Допустим, в нём есть информация. Это ещё не значит…

Она не договорила. Потому что на экране появилось что-то новое.

Мэйлинь запустила очередной алгоритм – и результат заставил всех замолчать.

– Что это? – спросила Аня.

На экране была схема – сложная сеть узлов и связей, похожая на… Лейла не сразу поняла, на что это похоже. А потом поняла – и сердце пропустило удар.

– Спиновая сеть, – прошептала она.

– Что? – Юра непонимающе уставился на неё.

– Это спиновая сеть. – Лейла подошла к экрану, почти касаясь его пальцами. – Графическое представление квантов пространства в петлевой квантовой гравитации. Узлы – кванты площади, рёбра – кванты объёма. Я работаю с этими диаграммами всю жизнь.

– И что это значит? – спросила Амара.

– Это значит… – Лейла повернулась к ним. – Это значит, что паттерн в наших данных коррелирует с предсказаниями теории, которую мы пытаемся проверить. Петлевая квантовая гравитация. Структура пространства-времени на планковском масштабе.

Юра открыл рот, закрыл, снова открыл.

– Подожди. Ты хочешь сказать, что мы… нашли доказательство?

– Я хочу сказать, что это похоже на доказательство. – Лейла старалась говорить спокойно, но голос предательски дрожал. – Если это не артефакт, не ошибка, не… – Она осеклась.

– Если это не что? – спросила Амара.

– Не что-то ещё, – закончила Лейла неуверенно. – Потому что…

Мэйлинь подняла руку.

– Профессор.

– Да?

– Проблема. – Мэйлинь повернула экран, показывая ещё одну диаграмму. – Паттерн коррелирует с предсказаниями ПКГ. Но не полностью. Здесь есть… лишнее.

Лейла нахмурилась, присмотрелась.

– Что ты имеешь в виду?

– Вот теоретическое предсказание, – Мэйлинь указала на одну линию. – А вот наши данные. – Другая линия. – Они совпадают. Почти. Но есть дополнительная структура. Здесь. И здесь. И здесь.

Лейла видела. На диаграмме присутствовали элементы, которых не было в теоретической модели. Дополнительные узлы, дополнительные связи, дополнительные… что-то.

– Это может быть шум, – сказала она неуверенно. – Наложение…

– Нет. – Мэйлинь покачала головой. – Я проверила. Дополнительная структура устойчива. Статистически значима. И она… регулярна.

– Регулярна?

– Повторяется. – Мэйлинь вывела ещё одну схему. – Вот данные за первую неделю. Вот за вторую. Вот за третью. Одна и та же дополнительная структура. Как отпечаток пальца.

Лейла молча смотрела на экраны. Три недели данных. Миллионы событий. И везде – один и тот же «отпечаток», который не объяснялся никакой известной физикой.

– Я не понимаю, – признала она наконец. – Если это ПКГ – почему есть лишняя структура? А если это не ПКГ – почему корреляция так высока?

– Может, теория неполна? – предположил Юра. – Может, ПКГ описывает часть картины, а мы нашли недостающую часть?

– Возможно. – Лейла покачала головой. – Но тогда должна быть физическая интерпретация. Что означает эта дополнительная структура? Откуда она берётся?

Тишина. Никто не знал ответа.

А потом заговорила Мэйлинь.

– Профессор, – сказала она тихо. – Я провела ещё один анализ. Пока вы обсуждали.

– И?

Мэйлинь помедлила. Лейла впервые видела на её лице что-то похожее на неуверенность.

– Дополнительная структура. Она… странная.

– В каком смысле?

– Слишком регулярная. – Мэйлинь повернула ноутбук. – Я запустила алгоритм анализа сложности. Есть стандартные метрики – колмогоровская сложность, энтропия, другие. Они измеряют, насколько «случаен» набор данных.

– И?

– Результаты не имеют смысла, – сказала Мэйлинь. – Структура слишком проста для случайного процесса. Но слишком сложна для регулярного.

– Объясни, – потребовала Лейла.

– Случайные данные – высокая энтропия, низкая сжимаемость. – Мэйлинь говорила медленно, подбирая слова. – Регулярные данные – низкая энтропия, высокая сжимаемость. Простая периодичность, понятная структура.

– А наши?

– Между. – Мэйлинь показала график. – Средняя энтропия. Средняя сжимаемость. Как если бы данные были… сконструированы. Намеренно.

У Лейлы пересохло во рту.

– Сконструированы, – повторила она.

– Есть ещё, – сказала Мэйлинь. – Я попыталась найти аналоги. Базы данных, эталонные сигналы. Что ещё имеет такой профиль сложности?

– И?

Мэйлинь подняла на неё глаза.

– Компьютерные программы, – сказала она. – Исполняемый код. Та же структура – не случайная, не тривиально регулярная, а… промежуточная. Функциональная.

Лейла почувствовала, как комната поплыла перед глазами. Она схватилась за край стола.

– Ты хочешь сказать…

– Профессор, – сказала Мэйлинь, и в её голосе появилась нотка чего-то, что Лейла приняла за страх. – Это похоже на код.

Никто не говорил.

Слова Мэйлинь висели в воздухе, тяжёлые, как свинец. Лейла смотрела на экран, где сложная диаграмма издевательски мерцала пикселями. Спиновая сеть – или то, что выглядело как спиновая сеть – с дополнительными узлами, которые не имели права существовать. С «кодом», который никто не писал.

– Это невозможно, – сказала она наконец. – Код требует… программиста.

– Или компилятора, – тихо добавила Мэйлинь. – Или… чего-то, что генерирует структуру.

– Чего-то? – Юра вскочил на ноги, слишком возбуждённый, чтобы сидеть. – Мы сталкиваем протоны! Откуда там может взяться… – Он осёкся, не в силах произнести очевидное.

– Откуда может взяться разум? – закончила за него Амара. Её голос был спокоен, почти ленив, но глаза блестели. – Это ведь ты хотел спросить, верно?

Юра побледнел.

– Я… нет. Это безумие. Мы говорим о физике высоких энергий, а не о…

– О чём? – Амара подняла бровь. – О внеземном разуме? О первом контакте? – Она усмехнулась. – Юра, дорогой, я провела сорок лет, изучая историю науки. Знаешь, что объединяет все великие открытия? Они казались безумием. До того, как стали очевидными.

– Это не открытие, – возразила Лейла резко. – Это… аномалия. Которую мы ещё не объяснили.

– Разумеется. – Амара кивнула. – Я не утверждаю обратного. Но позволь задать вопрос: если бы это был разумный сигнал – гипотетически, – как бы он выглядел?

Молчание.

– Он бы… – Юра запнулся. – Он бы выделялся на фоне шума. Имел структуру. Повторялся. Нёс информацию.

– Как наш сигнал?

– Это не то же самое! – Юра вскинул руки. – Там, в космосе, есть радиотелескопы, программы SETI, миллионы людей, которые десятилетиями ищут сигналы. Они бы нашли!

– Если бы сигнал был в радиодиапазоне, – сказала Амара. – А если нет?

Лейла почувствовала, как по спине пробегает холодок. Она понимала, к чему ведёт Амара. И мысль была… захватывающей. И ужасающей одновременно.

– Ты предлагаешь, – сказала она медленно, – что кто-то общается с нами… через структуру пространства-времени?

Амара пожала плечами.

– Я ничего не предлагаю. Я задаю вопросы. Это моя работа.

Лейла повернулась к Мэйлинь.

– Ты уверена в анализе? Что структура похожа на код?

– Не похожа, – поправила Мэйлинь. – Имеет те же статистические свойства. Это не одно и то же.

– Но если это не код…

– Тогда это что-то, что мы не понимаем.

Лейла закрыла глаза. Голова раскалывалась. Слишком много информации, слишком много вопросов, слишком много… всего.

– Нам нужно больше данных, – сказала она наконец. – Больше статистики. Больше анализа. Прежде чем делать какие-либо выводы.

– Согласна, – кивнула Аня. – Я могу запустить дополнительные проверки детекторов. На всякий случай.

– Я продолжу анализ структуры, – сказала Мэйлинь. – Попробую другие алгоритмы.

– А я… – Юра замялся. – Я могу посмотреть в литературу. Может, кто-то уже сталкивался с похожими аномалиями. На других ускорителях.

Лейла кивнула.

– Делайте. Всё, что придумаете. – Она посмотрела на часы. Десять вечера. Они провели в этой комнате двенадцать часов. – На сегодня хватит. Завтра в девять – здесь же. И помните: никому ни слова. Никому.

Они начали собираться – медленно, неохотно, как люди, которые не хотят расставаться с загадкой. Амара задержалась у двери.

– Лейла.

– Да?

– Ты понимаешь, что это может быть, верно?

Лейла не ответила. Она понимала. Слишком хорошо понимала.

– Если это то, чем кажется… – Амара помедлила. – Мир изменится. Навсегда.

– Или это ошибка, – сказала Лейла. – Артефакт. Что-то, что мы не учли.

– Или это, – согласилась Амара. – Но в глубине души… ты уже знаешь ответ. Я вижу.

Лейла отвернулась.

– Спокойной ночи, Амара.

– Спокойной ночи. – Философ вышла, оставив Лейлу одну в пустой комнате.

Лейла ещё долго сидела перед тёмным экраном.

«Это похоже на код».

Слова Мэйлинь не давали покоя. Код. Программа. Информация. Слова из совсем другого мира – мира компьютеров, инженеров, технологий. Не из мира фундаментальной физики.

Но…

Она вспомнила старую статью Уилера – «It from bit». Реальность как информация. Физические законы как вычисления. Вселенная как гигантский компьютер.

Красивая метафора. Не более того.

Или?

Лейла встала, подошла к окну. За ним была только стена коридора, но воображение дорисовало степь, звёзды, бесконечное небо. Где-то там, в четырнадцати миллиардах световых лет, находился край наблюдаемой Вселенной. Где-то там – другие галактики, другие звёзды, возможно – другая жизнь.

А может, не там.

Может, совсем рядом. Прямо здесь. В самой ткани пространства-времени.

Она тряхнула головой, отгоняя мысль. Безумие. Чистое безумие. Она учёный, не фантаст. Её дело – искать объяснения, а не выдумывать сказки.

Но голос Мэйлинь звучал в голове снова и снова:

«Профессор, это похоже на код».

Лейла выключила свет и вышла из комнаты.

Завтра. Завтра они будут искать ошибку. Найдут её. Объяснят аномалию. Вернутся к нормальной науке.

Завтра.