Если соединить теорию относительности с квантовой теорией поля, то удастся пролить свет на природу пространства и времени. Физика подобна кулинарии. Возьмем один ингредиент, потом другой и соединим их вместе. Главное – сочетать необходимые элементы таким образом, чтобы, как только зазвенит звонок в духовке, вселенная получилась такой, какой нужно, считает Фотини Маркопулу Каламара (Fotini Markopoulou Kalamara), одна из самых многообещающих физиков в мире.

Квантовое описание гравитационного взаимодействия до сих пор не осуществлено вполне удовлетворительным образом. Вместе с тем, квантовая природа всех прочих взаимодействий, по-видимому, этого требует.

Квантовая механика описывает не только поведение мельчайших частиц. Ее законы действуют в телах всех размеров: в птицах, растениях и, возможно, даже в человеке. Стандартные учебники физики утверждают, что квантовая механика - это теория микромира, она описывает поведение частиц - атомов и молекул, но уступает место обычной классической физике в макроскопическом масштабе. Где-то в промежутке между молекулой и, скажем, грушей находится пограничная область, где исчезают странности квантового мира и начинают действовать знакомые законы классической физики. Мнение о том, что законы квантовой механики относятся исключительно к микромиру, общепринято. Классическая же физика, включающая в себя все неквантовые теории, в том числе частную и общую теории относительности Альберта Эйнштейна, имеет дело с крупномасштабными объектами.

Несмотря на очевидную практическую полезность концепции времени, часто утверждают, что времени не существует. Я придерживаюсь противоположной точки зрения: давайте представим, что время действительно существует, и Вселенная описывается квантовым состоянием, подчиняющимся обычной, зависящей от времени, квантовой механике. Согласование эту простой картины с известными фактами о нашей Вселенной оказывается нетривиальной задачей, но, принимая ее всерьез мы можем обнаружить глубокие факты о фундаментальной природе реальности. Стрела времени находит правдоподобное объяснение во «Вселенной Гераклита», описываемой квантовым состоянием вечно эволюционирующем в бесконечномерном гильбертовом пространстве.

В квантовой теории гравитации сама геометрия пространства-времени должна беспрерывно флуктуировать, так что может стереться даже различие между прошлым и будущим. По-видимому, среди фундаментальных сил природы гравитация отличается особым статусом. Другие силы, например электромагнитные, действуют в пространстве-времени, которое служит простым вместилищем физических событий, декорацией, на фоне которой они происходят. Совершенно иной характер имеет гравитация. Она не является силой, действующей на пассивном фоне пространства и времени; скорее, она представляет собой искажение самого пространства-времени. Гравитационное поле — это «кривизна» пространства-времени. Таковы представления о гравитации, установленные А. Эйнштейном в результате тяжелейшей, как он сам говорил, работы в его жизни.