Уникальность научной фантастики заключается прежде всего в том, что она соединила в себе принципиально различные пути познания мира: искусство и науку. И не случайно искусство здесь стоит на первом месте: именно в нем сконцентрировано все то интуитивное, образное, почти невыразимое, что оборачивается предвосхищением, открытием, даже чудом, которое можно проверить, однако, строгой аналитикой. Не станем доискиваться, откуда Свифт узнал о спутниках Марса, открытых спустя многие десятилетия после его смерти; не будем гадать о подоплеке игривого пророчества Сирано де Бержерака, приспособившего ракеты для полетов к иным мирам. Попробуем лучше чудесный эликсир в чистом, так сказать, виде, вне алхимической реторты всемогущего знания. На мой взгляд, наиболее характерным примером провидческой образности, внешне ничем не связанной с естественнонаучной отправной точкой, являются поражающие воображение строки Ричарда Киплинга:

Трудно удержаться от соблазна современного, как принято говорить, прочтения набросанной поэтом картины мироздания. Ведь бедняга Томлинсон летит не в дантовых сферах, а в нашей, скажем так, релятивисткой Вселенной, с ее белыми карликами, красными гигантами и затаившимися во мраке черными дырами. Заброшенный меж раем и адом, он смотрит «вперед», смотрит «назад», интуитивно улавливая смещение спектральных линий.

Разведчик будущего Гельвард Манн тоже вынужден всматриваться в линию безумного горизонта, поворачиваясь то вперд, то назад, на юг и на север, в прошлое и будущее. Сама почва его текучего причудливого мира, корежимого подвижками сингулярности, — есть такой специальный термин, летит в бесконечность, само пространство искажает пропорции, то сплющивая человеческую фигуру в подобие блина, то вытягивая ее в иглу. Даже время выкидывает там странные фортели, то растягивая дни в месяцы, то сжимая их в считанные часы. И ведь это не просто игра воображения, не бездумное жонглирование привычной фантастической атрибутикой. За всей этой свистопляской скрывается продуманная идея, концепция.

«Опрокинутый мир» — роман, подобного которому давно не встречалось в научной фантастике. От него веет свежим, насыщенным электрическим дыханием ветром уэллсовской классики, обогащенной творческим «безумием» самых современных физических идей. Это произведение продуманной строгости и глубины, преподанных с характерной для подлинной фантастики изящной непринужденностью.

И тем более неожиданно и удивительно, что принадлежит он перу молодого тогда писателя (Прист родился в 1943 году). Правда, прежде были отдельные рассказы, были даже романы — «Индоктринер» (1970 год), «Фуга темнеющему острову (1972 год), — которые остались едва замеченным читающей публикой и критикой. А вот увидевший свет в 1974 году «Опрокинутый мир» сразу был признан английскими читателями лучшей научно-фантастической книгой года. Так случилось, что советский читатель, прежде чем познакомится с «Опрокинутым миром», прочел следующий роман писателя, изданный у него на родине в 1976 году, — «Машина пространства» [Прист К. Машина пространства. = М.:Мир, 1979]. «Машина пространства» была написана в традиционной манере фантастики конца прошлого века. Это была своего рода пародия на Герберта Уэллса, поэтому «Опрокинутый мир» мы воспринимаем как еще более неожиданное явление. И именно поэтому хотелось бы, говоря об «Опрокинутом мире», наглядно продемонстрировать неслучайность авторской фантазии, чтобы на строгих моделях оттенить подкупающую красоту ее научной логики. Сам жанр послесловия позволяет подобную игру, которая, возможно, покажется занимательной даже любителям «чистого» фантазирования, не простеганного властными нитями причинно-следственных связей.

Итак, о гиперболическом пространстве Города, нареченного его обитателями Землей, и о причудах времени, которое по-разному течет для разведчиков, заброшенных в будущее и прошлое. О жизни, которую жители Города исчисляют не столько годами, сколько милями, пройденными в поисках загадочного оптимума.

«Ничто так не волнует человечество, как свойства пространства и времени», — прозорливо заметил знаменитый немецкий физик Макс фон Лауэ. Классическая физика полагала эти свойства наперед заданными, вытекающими из простейших аксиом. Более того, пространство считалось областью изучения математики, а не физики. Свыше двухсот лет физики говорили о некоем «абсолютном», истинном математическом пространстве. Ньютон тоже определял время как «абсолютное, истинное и математическое, протекающее само по себе и благодаря своей природе равномерно и без всякой связи с каким-либо предметом, обозначаемое также именем «продолжительность».

О таком определении удачно сказал Блаженный Августин. «Я отлично представляю себе, что такое время, пока не просят пояснить, что это такое, и совершенно перестаю понимать, как только пытаюсь объяснить».

Революция, совершенная Гением Эйнштейна, прежде всего привела к тому, что пространство и время стали полноправными объектами физического исследования и утратили авторитет «априорных форм».

В остроумно современной (последние две строчки) эпиграмме Александра Попа говорится:

Эта шутка явилась выражением довольно распространенной мысли. Многим казалось, что отказ от классической механики — это отказ от научного познания материального мира.

В действительности же картина мира в современной физике отличается своей особой внутренней стройностью и даже простотой.

Основная идея Эйнштейна состоит в том, что свойства пространства и времени должны не задаваться наперед, а выводиться из опыта. Они совсем не обязательно всегда и везде одинаковы, а меняются от точки к точке и от момента к моменту.

Одиссея Гельварда Манна может служить наглядной иллюстрацией подобных перемен. Чтобы почувствовать принципиальную новизну подобной игры, нам придется вспомнить основы ньютоновской механики.

Положение тела в пространстве задается системой координат. Оси координат, связанные с телом, по отношению к которому задается движение, дают нам систему отсчета, системы отсчета, где все ускорения тел вызваны только взаимодействиями между телами, называются инерциальными. Ни с чем не взаимодействующее тело движется относительно инерциальной системы прямолинейно и равномерно, «по инерции».

У каждой системы своя степень инерциальности. Взять хотя бы поезд и станционный перрон. Одна система отсчета здесь связана с перроном, другая — с поездом. Раздался свисток, и поезд тронулся. Пассажиры испытали легкий толчок и качнулись в сторону, противоположную движению поезда. Этот толчок (ускорение), очевидно, никак не вызван взаимодействием пассажиров с поездом. Он следствие характера движения поезда. На вокзале же никто толчка не ощутил. Отсюда вывод: система отсчета, связанная с перроном, более инерциальна, чем связанная с поездом. Однако, как считал Ньютон, существует абсолютно инерциальная система (или, точнее, системы) отсчета, которая не связана с конкретными телами.

Но если мы захотим найти отклонения от инерциальности в системе, связанной с перроном, то есть с Землей, это тоже нетрудно сделать. Так, камень, брошенный с большой высоты, из-за вращения Земли несколько отклонится от направления отвеса к востоку. Отвес в данном случае укажет нам направление взаимодействия камня с Землей. Это взаимодействие в ньютоновской механике носит название силы тяжести. Камень отклонился от направления силы тяжести из-за вращения Земли вокруг оси, то есть из-за известной неинерциальности ее движения. Любое взаимодействие между двумя телами выражается в терминах и размерностях силы, которая может быть и отличной по природе от силы тяжести.

Все сказанное здесь в полной мере относится и к поезду Приста, именуемому Городом, который ползет по рельсам в поискан недостижимого оптимума. Поэтому, переходя ко второму закону Ньютона, мы можем сказать, что мерилом силы является ускорение, которое она сообщает телам. Если одна и та же сила одинаково ускоряет разные тела, то этим телам приписывают одинаковую массу. Масса тела не зависит от того, какие силы и в какой момент на него действуют. Это отнюдь не самоочевидная истина. Она вытекает из обобщения опытных данных.

Герои Приста могли бы увидеть различие силы инерции и сил взаимодействия внутри железнодорожного вагона-Города, прикрепив к го стенкам двумя одинаковыми пружинами два чугунных шара — большой и маленький. Если растянуть пружины на одинаковую длину и отпустить, то ускорения шаров будут обратно пропорциональны их массам. Но те же два шара, не прикрепленные к стенкам, при внезапном отправлении или остановке ускорятся совершенно одинаково. В этом главное отличие сил инерции и взаимодействия.

Существует, однако, сила взаимодействия, сообщающая всем без исключения телам, независимо от их массы, совершенно одинаковое ускорение. Это гравитация, сила притяжения сил к Земле.

Впервые это поразительное свойство силы тяжести экспериментально установил Галилей, изучавший падение тел со знаменитой Пизанской башни. Любые другие силы взаимодействия — упругие, электрические, магнитные, сопротивление различных сред движению тел — этим свойством не обладает.

Сходство силы тяготения с силами инерции — независимость сообщаемых ими ускорений от массы тел — это ключ к тому всеобъемлющему обобщению классической механики, которое стало известно под названием общей теории относительности Эйнштейна. Вот куда привел нас отход от школьных формулировок ньютоновых законов. Будь гильдиеры более изобретательны, в Городе-вагоне можно было создать условия, при которых сила инерции и сила тяготения стали бы неотличимы. Если заставить Город двигаться по горизонтальному железнодорожному полотну с постоянным ускорением, то подвешенный к потолку отвес отклонится от направления, которое на «перроне» будет считаться вертикальным. Он, как и все предметы, будет вести себя так, как если бы вагон с постоянной скоростью шел в гору, а сила тяжести представляла собой сумму действительной силы тяжести и силы инерции в поезде, ускоренно движущемся по горизонтальному полотну. В обоих случаях, очевидно, все тела получают совершенно одинаковые ускорения. Поэтому, пользуясь только весами и не зная истинной величины силы притяжения, Виктория [не?] могла бы узнать, что происходит с Городом в действительности: движется ли он равномерно на подъеме или же ускоренно по ровному месту.

Законы природы формулируются одинаковым образом, если относит движение тел к инерциальным системам отсчета. В этом смысл релятивистского принципа Галилея. В специальной теории относительности Эйнштейн распространил этот принцип и на электромагнитные явления. Сходство сил инерции и тяготения в достаточно малой области пространства, вроде нашего вагона, позволило Эйнштейну провести еще одно обобщение. Поэтому, если считать тождественными силы тяжести и инерции, то законы движения одинаково формулируются и в инерциальных, и в неинерциальных системах отсчета. Отсюда начинается уже общая теория относительности, для которой достаточно сходства сил в любом сколь угодно малом объеме.

Полного сходства между силами тяжести и инерции достигнуть нельзя. На примере вращающегося тела мы можем видеть, как с увеличением расстояния от оси увеличивается и центробежная сила инерции. В точном соответствии с заключительными главами романа, где речь идет о вращении гиперболического мира. Для силы тяжести в пространстве, не заполненном веществом, такая ее зависимость от координат недостижима.

В общей теории относительности закон тяготения Ньютона — это лишь первое приближение, истина самой первой инстанции. Но теория относительности отнюдь не дает другого, более точного выражения силы. Здесь проявляется новое качество, теория тяготения Эйнштейна совершенно иначе трактует самую сущность взаимодействия. Поэтому в простой ньютоновой форме это взаимодействие нельзя выразить. Отсюда и очевидное бессилие пристовских героев описать дальни зоны своей фантастической Эйкумены. Здесь кончаются границы здравого смысла.

На уровне современных знаний понятие действующей между телами силы становится все более неудовлетворительным. Если верить Ньютону, что сила обратно пропорциональна квадрату расстояния, как бы велико оно ни было, то остается принять за аксиому, что одно тело, действуя на другое, как бы заранее знает, где другое тело находится. И не только «знает», но мгновенно «выбирает» нужную величину силы. Такое взаимодействие, иначе говоря, происходит в форме дальнодействия. Если бы природа действительно «работала» по принципу дальнодействия, то мы располагали бы тогда великолепной возможностью мгновенно передавать сигналы на расстояние. Ведь достаточно было бы передвинуть какое-нибудь тело, чтобы все тела во Вселенной мгновенно испытали бы некоторое изменение силы тяжести. Такой сигнал позволил бы установить по одному времени все часы во Вселенной не зависимо от их взаимного движения.

Однако даже в масштабах Земли синхронизация часов происходит по радио — с помощью электромагнитных сигналов. Эти сигналы передаются с огромной скоростью, но в отличие от скорости света она не бесконечна (?) Если сверяемые часы относительно друг друга находятся в покое, то поправка на запаздывание сигнала может быть легко учтена. Но если одни часы движутся относительно других, то гипотетический учет запаздывания приведет нас на путь, по которому двигалась мысль Эйнштейна.

Если бы одно тело испускало электромагнитные волны с равной скоростью во всех направлениях, а другое — с большей скоростью в каком-то одном преимущественном направлении, то мы могли бы первое тело считать абсолютно покоящимся, а второе — абсолютно движущимся. Но ни абсолютного покоя, ни абсолютного движения нет.

Простые вычисления показывают, что при сверке часов на двух движущихся относительно друг друга телах большее время всегда покажут те часы, которые в момент сверки считаются покоящимися. Но ведь любые из этих двух предметов с одинаковым правом могут считаться покоящимися! Здесь-то и кроется ошеломительная новизна теории, ее замечательный вывод. Отставание часов будет взаимным. И тем большим, чем ближе их относительная скорость к скорости света.

Это верно не только для тех механических счетчиков времени, которые мы называем часами. Любой периодический, физический, химический и биологический процесс подчиняется этому закону. Вот почему преждевременно дряхлеет отец Гельварда и сам Гельвард, совершив очередную вылазку, стареет на глазах сверстников.

Мы не знаем, можно ли определить время, не пользуясь ни искусственными, ни естественными часами. Во всяком случае, мы не можем себе даже вообразить такое определение времени без всяких часов. Будь то обычные ходики, атомные часы, водяные клепсидры, удары сердца или постепенное сгорание свечи. С другой стороны, нам известно постоянство скорости света в вакууме. Отсюда следует вывод, что невозможно определить какое-то универсальное абсолютное время для Вселенной: у каждого движущегося тела вое собственное время. Этот важнейший вывод позволил распространить принцип относительности Галилея на электромагнитные процессы.

Теперь мы можем вновь вернуться к закону Ньютона. Поскольку, пользуясь для синхронизации часов электромагнитными сигналами, мы не в состоянии определить абсолютное время, то сомнительной выглядит и возможность синхронизации часов посредством мгновенно передающейся силы тяготения. Отсюда ясно, что искомая форма закона тяготения по меньшей мере требует уточнения, которое устранило бы противоречие с выводами специальной теории относительности. Нельзя же допустить существование двух времен: абсолютного, вытекающего из силы тяготения, и относительного, определяемого по электромагнитным сигналам.

История науки не раз продемонстрировала, что формулировка всякого закона природы тем точнее, чем меньше она зависит от произвола наблюдателя. Законы природы объективны. Это положение позволило Эйнштейну построить теорию тяготения так, что закон движения в гравитационном поле оказался физически тождественным закону свободного тяготения. Чтобы объяснить увеличение кривизны траектории пробного тела вблизи локальных масс, Эйнштейн предположил, что эти свойства пространства и времени меняются от точки к точке и от момента к моменту.

Общая теория относительности рассматривает пространство и время как физические объекты, свойства которых неотличимы от движущейся в них материи. Нет движения вне пространства и времени, нет пространства и времени отдельно от движущейся материи. Как-то один журналист попросил Эйнштейна выразить теорию относительности в одной по возможности понятной фразе. Великий физик ответил: «Раньше полагали, что если бы из Вселенной исчезла вся материя, то пространство и время сохранились бы, теория относительности утверждает, что вместе с материей исчезли бы также пространство и время».

Обычно для доступного изложения общей теорию относительности прибегают к аналогии с неким разумным двумерным существом. Двумерность, безусловно, свойство фантастическое, тем более что наш путешественник не должен и потому не может даже чувственно наглядно представить себе направление «вверх». Потому представим себе плоского «жука», ползущего по плоскому, как фанерный лист, миру. Этот плоский мир, с поверхности которого путешественник выйти не может, будет моделью трехмерного пространства Евклида.

Если мы придадим плоскому миру известную эластичность, то его можно будет искривлять и растягивать. Весь наш опыт говорит, что двумерный лист изгибается в трехмерном пространстве, но можно представить себе и кривой лист, вне которого ничего нет. Положим на плоский эластичный лист тяжелый шарик. Вокруг шарика лист прогнется. Двумерный путешественник этого даже не заметит. Но если мы бросим еще один шарик, то он скатится в углубление к первому. Путешественнику покажется, что шарики притягиваются друг к другу. Это не модель теории тяготения, а лишь грубая аналогия. В искривленном пространстве кратчайшее расстояние между двумя точками — не прямая линия, а кривая, геодезическая кривая. В плоском пространстве закон инерции заставляет свободное движение быть прямолинейным. В искривленном пространстве тот же закон обуславливает свободное движение по геодезической кривой. Если бы двумерный путешественник передвигался не по плоскому пространству, а по сферическому, то для него кратчайшим расстоянием между двумя точками явился бы отрезок дуги большого круга. Именно по таким дугам на шаре осуществляется движение частиц. Путешественник будет считать эти дуги «прямыми». Однако двумерному существу не нужно выходить за пределы шара, чтобы установить присущую его миру кривизну. Достаточно совершить кругосветное путешествие или, сложив углы треугольника, убедиться, что их сумма превышает 180 гр., чтобы сделать вывод: свойства мира, в котором он живет, существенно отличны от свойств на малых участках.

Точно так же и мы можем убедиться, является ли наше четырехмерное пространство-время плоским или искривленным. Для этого нужно изучить его внутреннюю геометрию и сравнить ее с постулатами Евклида или с боле общими постулатами Лобачевского-Римана.

Чтобы объяснить тяготение изменением свойств пространства, нужно было ускоренное движение сделать частным случаем криволинейного. Для этого время пришлось сделать одним из измерений пространства. Герман Минковский истолковал это как слияние обычного пространства времени в единое четырехмерное сверхпространство, или пространство-время. В сверхпространстве три измерения х, у, z выражаются действительными числами, а время — мнимым числом, умноженным на скорость света.

Такая ось времени получается, как говорят математики, растянутой. Поэтому релятивистские эффекты заметны лишь при скоростях, соизмеримых с скоростью света. Ускорение системы отсчета может быть представлено как вращение ее в четырехмерном пространстве. Скорость света при этом остается неизменной. Обычная длина меняется (релятивистское сокращение), меняется и время (об этом эффекте можно подробно не говорить, ибо нет, кажется, ни одного научно-фантастического произведения, которое бы обошло его молчанием). Но так называемый интервал — четырехмерное расстояние — между событиями не изменяется. В романе Приста мы становимся очевидцами всех этих чудес. Туземные женщины, которых сопровождает юноша Гельвард, сплющиваются, англичанка, встреченная им в зрелые годы, вытягивается.

Искривление четырехмерного пространства-времени полностью объясняет все известные эффекты тяготения. Читатель понял уже различие между специальной теорией относительности и общей. Первая изучает движение тел в плоском пространстве-времени, вторая — в искривленном. Не беда, что Прист, пользуясь правом фантаста на выдумку, заменил гравитацию другим искусственно генерируемым полем. Суть действия от этого не изменяется.

Тяготение проявляется в виде воздействия тел на свойства пространства-времени, которые меняют его структуру, искривляют его. Пространство-время — это уже не «абсолютное математическое» пространство, а совершенно конкретное физическое, которое описывается неевклидовой геометрией.

В зависимости от плотности вещества, то есть от величины его массы, геометрия пространства-времени может быть близкой к евклидовой, или приближенной к геометрии Лобачевского, или же представлять собой геометрию сферы, даже гиперболоида.

Представление об искривленном пространстве глубоким резонансом отозвалось в самых различных областях науки. Оно послужило основой для интересных, но далеко не бесспорных идей о геометрических свойствах Вселенной [теория Фридмана etc.]. Бесконечность как отношение меры и закона проявила свой лик в метрической геометрии Римана. Точно так же бесконечность, характеризующая, по словам Гегеля, «нечто положительное и наличное», явилась следствием теории бесконечных множеств Кантора. Оба открытия были подлинными революционными скачкам в эволюции не только математики, но и человеческого мышления вообще._

С незапамятных времен люди были уверены, что живут в неограниченном плоском пространстве скользят в абсолютно независимом мировом времени, которое повсюду тчет совершенно одинаково.

Кусок плоскости со стрелкам, обозначающим время, текущее от прошлого к будущему, — наглядная двумерная модель такой идиллической Вселенной.

Специальная теория относительности показала, что мы живем в пространстве-времени, которое по-разному расщепляется на пространство и время для тех или иных наблюдений. В такой Вселенной времен оказалось достаточно много.

Общая теория относительности разбила наши иллюзии и о плоском пространстве. Она снисходительно разрешила считать плоским лишь то пространство, где плотность вещества относительно мала.

В области же высоких плотностей, когда кривизна пространства постоянна и положительна, безграничное пространство становится конечным и замыкается в кольцо, называемое иногда цилиндрическим миром Эйнштейна.

В такой Вселенной кривизна со временем не меняется. Но мы уже давно обнаружили, что Метагалактика расширяется и кривизна пространства не постоянна во времени. Вот в каком изменяющемся мире нам суждено жить.

Общей теорией относительности предусмотрены еще более сложные космологические модели, в которых время искривлено или даже замкнуто. Есть и совсем экзотические вселенные, так называемые полузамкнутые модели, в которых конечной является лишь часть пространства.

В общем, мы постепенно привыкаем к тому, что метрические, то есть измеряемые, свойства пространства или времени могут быть достаточно «безумными».

Таковыми они и оказываются в фантастическом видении Приста. Придуманное им поле транслатерационного генератора искривляет не только пространство и время, но и восприятие человеком реальной действительности, непосредственно воздействует на генетическую наследственность людей. Потрясает изобретательность Приста в сцене кажущегося Гельварду Манну фантастического полета.

Но гиперболизируя окружающий мир, писатель гиперболизирует и социальные законы именно того общества, которое ему хорошо известно. Непосредственным социальным продолжением физических концепций оказывается странная жизнь изолированного, скользящего по рельсам Города-поезда и взаимоотношения обитателей Города с окружающим миром. Все вокруг — и сам Город, и его окружение — предстают перед жителями как бы в кривом зеркале; нетрудно понять, что именно послужило прообразом своекорыстного отношения к жителям меткости, через которую передвигается Город. Для Притса, живущего в стране классического империализма и колониализма, нет сомнений в том, что окружающая его самого действительность искривляет, подобно придуманному им полю, в сознании его сограждан подлинные ценности человеческой жизни и придает уродливым явлениям приемлемый и относительно благополучный вид. Сам Город — пример научной и социальной безответственности, пример стремления некоторых западных ученых во что бы то ни стало воплотить свои идеи в жизнь, даже ценой угрозы уничтожения человечества. Здесь можно усмотреть прямую аналогию с изобретением нейтронной бомбы, создатель которой добивался воплощения своей идеи несмотря на очевидные печальные последствия производства этого вида оружия.

Желание достигнуть хоть какого-то постоянства обусловило в основном ожидание увидеть сравнительно простыми хотя бы топологические свойства пространства. Конечно, смешно было надеяться, что пространство на самом деле устроено так, как бы нам этого хотелось. Просто природа еще никогда не демонстрировала человеку таких явлений, которые могли бы отнят у него эту вполне простительную надежду. Например, мир, где пространство-время подобно одностороннему кольцу, поистине удивителен. Совершив там кругосветное путешествие и возвратившись в исходный пункт, мы вынуждены были бы констатировать, что время потекло вспять. Это трудно наглядно себе представить. Ведь в так называемом пространственно-временном каркасе нет стрелок, символизирующих направление времени из прошлого в будущее. Это в нашем простейшем эксперименте с закручиванием кольца мы видим, как меняется ориентация стрелок. Такая, казалось бы, пустая игра в парадоксы приводит нас к весьма серьезной проблеме. Ведь, говоря словами Г. Наана о том, какое из двух совершенно равноправных направлений на линии времени считать направлением к будущему, мы судим по локальным физическим процессам, например, по возрастанию энтропии (и по нашей собственной отчаянной борьбе с возрастающей энтропией). Отец и сын Манны явно потерпели в ней поражение.

После кругосветного путешествия в неориентированом пространстве наблюдатель должен был бы сказать, что либо время потекло вспять, либо энтропия имеет тенденцию уменьшаться. Жаль, что Прист пренебрег очевидным следствием и не воспользовался случаем омолодить своего безвременно состарившегося героя.

Вот, собственно, к чему привели нас рассуждения о природе бесконечности или топологических свойствах пространства. В науке нет изолированных локальных проблем. Все они как-то связаны друг с другом, перекликаются между собой, обнаруживая изумительную взаимообусловленность. В этом едва ли не основная прелесть современного естествознания. Возможные аномалии причинно-следственных связей явлений могут быть заранее исключены своего рода «правилом одностороннего уличного движения». При гравитационном взрыве сверхзвезды («катастрофа!») такое правило выглядит достаточно просто: вещество может двигаться только радиально — либо к центру, либо от центра. Обращение движения и движение навстречу совершенно исключаются. В «катастрофической» области разведчик (если бы он каким-то чудом туда попал) не может вдруг передумать и повернуть обратно. Его судьба в такой области заранее предопределена. Здесь действует такой железный гороскоп, который и не снился астрологам. Причинно-следственные связи в этом случае куда более жестки и определенны, чем в обычном пространстве-времени. В «катастрофической» области невозможно даже кругосветное путешествие. И все потому, что всякое движение должно либо начинаться с «катастрофы» (взрывное расширение из точки), либо заканчиваться «катастрофой» (взрывное сжатие в точку). Собственно, одна из таких катастроф и забросила предков пристовских гильдиеров в гиперболическое пространство!

Попробуем разобраться со всем этим на диаграмме Крускала. По этой диаграмме, как две капли воды похожей на Солнце, каким его видит Гельвард, различие гиперболы соответствуют различным значения радиуса Шварцшильда. Квадрант I представляет собой область вне сферы Шварцшильда, квадранты II и III — область внутри этой сферы.

Вообразим себя в роли достаточно удаленного от сферы Шварцшильда наблюдателя. По мере приближения к сфере (линия r=r0)гравитационное поле возрастает и, как мы уже знаем, течение времени замедляется. На самой сфере время течет бесконечно медленно. Мы не увидим никаких изменений, даже если вооружимся изрядным запасом терпения. Поэтому-то для нас падающий предмет никогда не достигнет самой сферы или достигнет ее в бесконечно далеком будущем. Точно так же расширение, или антиколлапс (квадрант IV), начинается в бесконечно далеком прошлом. Для нас, таким образом, линии r=r0 превращаются во временные границы мира. Одна из них отвечает бесконечно далекому прошлому (t — > — беск.), другая — бесконечно далекому будущему (t — > +беск.). Но и всей этой нескончаемой реки времени недостаточно для того, чтобы охватить коллапс. Дело в том, что движение внутри сферы Шварцшильда происходит до начала или после окончания вечности!

Так обстоит дело для удаленного наблюдателя. Посмотрим теперь, как будут вести себя часы, увлекаемые частицей, падающей на сферу Шварцшильда. Весь процесс падения, в том числе и движение внутри самой сферы (от линии r=r0 до гиперболы r=0), где частица приобретает скорость света, совершается за конечный и довольно короткий промежуток времени. Специальная теория относительности приучила нас к тому, что в каждой системе отсчета свое время. Мы не можем категорически утверждать, что «истинными» являются показания часов либо падающей частицы, либо часов наблюдателя. В обоих случаях мы сталкиваемся с объективной реальностью. Абсолютно лишь пространство-время, но, расщепив его на пространство и время, мы получаем относительные понятия. Конечно, было бы более правильным следить за событиями, протекающими в пространстве-времени. Но это доступно лишь математике, сложным уравнениям мировых линий. Наш же здравый смысл требует обязательного расщепления.

Процесс коллапса связан с преодолением шварцшильдовского барьера, но происходит это как бы внезапным скачком, пространственно-временным взрывом, описать который на привычном языке просто невозможно. Так, при пересечении барьера одна из пространственных координат меняется ролями временной. Употребляя привычные понятия, нам пришлось бы сказать, что расстояние превратилось во время, и наоборот. Исчисляющие жизнь милями гильдиеры должны были бы мерить расстояние секундами или веками.

Но этим не исчерпываются странности шварцшильдовской сферы. Так, на самом барьере пространство-время вообще принципиально нерасщепимо. Если бы наш воображаемый наблюдатель попал из своего далека на такой барьер, ему пришлось бы пережить престранные события. Вся вечность от бесконечно далекого прошлого до бесконечно далекого будущего уместилась бы для него в один неуловимый миг. Прошлое, настоящее и будущее слились бы воедино. Проще говоря, время исчезло бы. А попади этот наблюдатель в область, отвечающую гиперболе r=0, он был бы вынужден констатировать исчезновение пространства. Оно сузилось бы до математической точки.

Весь наш многовековый опыт пасует перед такой ситуацией. Старые логические понятия для нее тесны, а новые еще не придуманы. Больше того, всякое новое понятие неизбежно вступает в конфликт с нашим здравым смыслом, с нашим чувством реальности. Разве можем мы примириться, с идеей, допустим, многосвязного пространства? Ведь, грубо говоря, мы просто не можем представит себе, что в многосвязном пространстве не всякий контур может быть путем непрерывной деформации стянут в точку внутри контура. А ведь именно с таким многосвязным пространством пришлось столкнуться нашему наблюдателю.

Возьмем плоскость, перпендикулярную плоскости чертежа и оси времени Т диаграммы (пунктирная линия А-А). Это будет сечение пространства-времени в момент Ti. Иначе говоря, моментальный снимок всего, что происходит в этой экзотической области. Для малых значений времени (Ti — > 0) пространство ничем особым не отличается, и наше сечение представляет собой обычную плоскость. Но начиная с некоторого времени гиперболоид r=0 вырезает в этой плоскости круглую дырку.

Пространство перестало быть односвязным. Контур вокруг дырки не может быть стянут в точку. Предельные границы для него — края дырки. Любые траектории (пространственные проекции мировых линий частиц) вынуждены остановиться у этого немыслимого рубежа. Зато, если бы мы рассекли таким же образом нижнюю половину диаграммы, все траектории вынуждены были бы начинаться у границ дырки.

Любая система, любой объект, попадающий из обычных областей пространства-времени в катастрофические (квадрант II), уже никогда не вернутся назад. Более того, они никогда не попадут и в какое-нибудь иное обычное пространство-время. Для них только один путь — катастрофическое сжатие в точку. Землянка Элизабет видит свое земное солнце, а «гиперболоидянин» Гельвард — свое «шварцшильдовское.

С незапамятных времен людям разделили реальность на некий «каркас» (пространство и время) и своего рода «начинку» (вещество и поле). Лишь в последние десятилетия, и то с большим трудом, мы осмыслили, что «каркас» представляет собой некое единство (пространство-время), как-то связанное с единой начинкой (вещество-поле). Теперь настало время осмыслить эту загадочную связь, показать, что каркас и начинка тоже, возможно, являются лишь двумя формами единой реальности.

Конечный наш вывод, а к нему читатель уже в некоторой степени подготовлен, таков: все формы реальности мы укладываем сейчас в общую схему пространство-время и вещество-поле, но, может быть, нам скоро придется ее несколько видоизменить и написать пространство-время-вещество-поле.

Мы «всего лишь» заменили «и» на обычное тире. Но какой сложный путь придется пройти человеку в науке, прежде чем это тире получит все права гражданства, такие же, как тире в понятии пространство-время Эйнштейна и знак равенства в формуле Е=mс², связывающий вещество (массу) с полем (энергией).

Только тогда мы сможем сказать, что все сущее является лишь различными видоизменениями единой реальности.

И вот мы вновь возвращаемся к вопросу вопросов, который волновал человека в библейские времена и во времена античности, в столетия Средневековья и в наши дни. Мы не можем еще с достоверностью судит о том, каковы пространство и время Вселенной в целом. Мы только можем предполагать, что свойства пространства и времени где-то необозримо далеко от нас такие же, как и в околосолнечном пространстве, куда мы запускаем спутники и пилотируемые космические корабли. Проверить непосредственно, так это или нет, мы не можем и, кто знает, сумеем ли когда-нибудь вообще. Вот почему, когда мы подходим к проблеме конечности или бесконечности Вселенной, лучше заранее расстаться с надеждой на окончательный ответ. Древним было проще. Космология ветхозаветного Вавилона представляла собой миф, а мифы, как известно, не требуют доказательств. Действительно, бог Мардук разорвал чудовищную Тиамат на две части и сделал из верхней ее половины небо, а из нижней — землю. Просто и ясно.

Но шутки шутками, а к проблеме конечности или бесконечности Вселенной нельзя подойти, не усвоив специфических черт космологии, отличающих ее от всех других отраслей науки о природе. Прежде всего нужно понять, что космологи лишены такого могучего средства познания, как сравнение. А ведь именно сравнением постигаем мы различия и сходства вещей. Но Вселенная уникальна и включает в себя совокупность всего материального бытия. Вселенная неповторима. Она каждый раз иная, и мы не знаем, какие протекающие где-то процессы могут изменить или уже изменили ее лицо. Ведь сигнал об этом мы получим через миллиарды лет.

Вот на какие мысли наводит роман «Опрокинутый мир» — взволнованный мир неисчерпаемому многообразию природы. Присту удалось воплотить в полнокровные художественные образы космологические формулы и понятия. Силой своего таланта он заставляет читателя задуматься о непростых истинах нашего бытия, не принимать кажущееся за действительное. Он отвергает концепции «блестящей изоляции», эксплуатации природных и человеческих ресурсов соседних стран. Прист предлагает честно и открыто взглянуть на нашу сложную и противоречивую действительность И в этом принципиальное отличие его произведения.