Дори днес предприемчиви инженери (и интелигентни шарлатани) продължават да обявяват, че са изобретили машини с вечен двигател. Неотдавна от „Уолстрийт Джърнъл“ ме помолиха да коментирам работата на един изобретател, който наистина бе убедил инвеститори да вложат милиони долари в неговата машина. В големите финансови вестници бяха публикувани спиращи дъха статии, писани от журналисти без научни познания, които изпадаха в телешки възторг от потенциалната способност на това изобретение да промени света (и да породи междувременно баснословни и лесни печалби). „Гений или чудак?“, тръбяха заглавията.
Инвеститорите вложиха огромни пари в това устройство, което нарушаваше основните закони на физиката и химията, които се преподаваха в гимназията. (Това, което ме шокира, не бе, че едно лице се опитва да измами лековерните — това бе ясно като зората. Това, което изненадваше, бе, че на изобретателя му бе толкова лесно да мами богати инвеститори поради липсата на разбиране на елементарната физика от тяхна страна.) Повторих на „Джърнъл“ поговорката: „Глупакът и парите му се разделят лесно“ и прочутия афоризъм на П. Т. Барнъм: „Всяка минута се ражда по един наивник.“ Може би не е изненадващо и че „Файненшъл Таймс“, „Икономист“ и „Уолстрийт Джърнъл“ публикуват големи статии, чиято специална тема са различни изобретатели, които рекламират шумно своите машини с вечен двигател.
Но всичко това повдига един по-дълбокомислен въпрос: Защо железните закони на термодинамиката са валидни изобщо? Това е мистерия, която е будела любопитството на учените, откакто законите са били предложени за първи път. Ако можехме да отговорим на този въпрос, може би щяхме да намерим вратички в тези закони и последствията щяха да бъдат разтърсващи.
В Института за следдипломна квалификация един ден буквално загубих дар слово, когато най-сетне научих истинския произход на запазването на енергията. Един от фундаменталните принципи на физиката (открит от математичката Еми Нетер през 1918 г.) гласи, че всеки път когато една система притежава симетрия, в резултат навлиза в сила законът за запазването. Ако законите на Вселената остават едни и същи с течение на времето, поразителният резултат от това е, че системата запазва енергията. (Освен това, ако законите на физиката остават едни и същи, в случай че се движите в която и да е посока, то тогава и механичният момент бива запазен във всяка посока. А ако законите на физиката остават едни и същи при въртене, ъгловият момент бива запазен.)
Това ме обърка. Осъзнах, че когато анализираме звездната светлина, идваща от далечни галактики, намиращи се на разстояние от милиарди светлинни години, в самия край на видимата вселена, установяваме, че светлинният спектър е идентичен на спектрите, които можем да открием на Земята. В остатъчната светлина, която е била излъчена милиарди години преди раждането на Земята или Слънцето, виждаме същите ясно забележими „пръстови отпечатъци“ на спектъра на водорода, хелия, въглерода, неона и т.н. които откриваме на Земята днес. С други думи, основните закони на физиката не са се променили в продължение на милиарди години и са постоянна величина чак до външните краища на Вселената.
Осъзнах, че теоремата на Нетер означава най-малкото, че запазването на енергията вероятно ще продължава милиарди години наред, ако не и вечно. Доколкото ни е известно, нито един от фундаменталните закони на физиката не се е променил с течение на времето и това е причината, поради която енергията се запазва.
Последствията от теоремата на Нетер за модерната физика са дълбоки. Всеки път когато физиците създават нова теория, независимо от това дали тя разглежда произхода на Вселената, взаимодействията на кварките и други субатомни частици, или антиматерията, започваме отначало със симетриите, на които се подчинява системата. Всъщност за симетриите сега е известно, че са фундаменталният ръководен принцип при създаването на всяка нова теория. В миналото симетриите бяха смятани за страничен продукт от една теория — привлекателна, но в крайна сметка безполезна характеристика, която е хубава, но не е от особено значение. Днес осъзнаваме, че симетриите са най-важните характеристики, които определят всяка теория. При създаването на нови теории ние, физиците, започваме със симетрия, а после изграждаме теория около нея.