Хэрэв бид физикийн үндсэн асуудлуудыг шийдвэл яах вэ. Юу ч гарахгүй онолыг бүх зүйл хүлээж байна

Хар матери ба харанхуй энерги, орчлон ертөнцийн эхлэлийн нууц, таталцлын мөн чанар, материйн эсрэг бодисоос давуу тал, цаг хугацааны чиглэл, таталцлыг бусад физик харилцан үйлчлэлтэй нэгтгэх зэрэг нууцуудын хариуг юу өгөх вэ? , бүх зүйлийн онол гэж нэрлэгддэг нэг үндсэн дээр байгалийн хүчийг агуу нэгтгэх ?

Эйнштейний хэлснээр болон бусад олон шилдэг орчин үеийн физикчид физикийн зорилго бол бүх зүйлийн онолыг бий болгох явдал юм (ТВ). Гэсэн хэдий ч ийм онолын үзэл баримтлал нь хоёрдмол утгатай биш юм. Бүх зүйлийн онол гэгддэг ToE нь бүх зүйлийг тууштай тайлбарладаг таамаглалтай физик онол юм. физик үзэгдлүүд бөгөөд аливаа туршилтын үр дүнг урьдчилан таамаглах боломжийг танд олгоно. Өнөө үед энэ хэллэгийг холбогдох онолыг тодорхойлоход ихэвчлэн ашигладаг харьцангуйн ерөнхий онол. Одоогоор эдгээр онолын аль нь ч туршилтаар баталгаажаагүй байна.

Одоогийн байдлаар өөрийгөө TW гэж үздэг хамгийн дэвшилтэт онол нь голографийн зарчим дээр суурилдаг. 11 хэмжээст М-онол. Энэ нь хараахан боловсруулагдаагүй байгаа бөгөөд олон хүн бодит онол гэхээсээ илүү хөгжлийн чиг хандлага гэж үздэг.

Олон эрдэмтэд "бүх зүйлийн онол" гэх мэт зүйлийг бүр боломжтой бөгөөд хамгийн энгийн утгаараа логик дээр үндэслэсэн гэдэгт эргэлздэг. Курт Годелийн теорем Аливаа хангалттай нарийн төвөгтэй логик систем нь дотооддоо нийцэхгүй (хүн өгүүлбэр болон түүний доторх зөрчилдөөнийг нотлох боломжтой) эсвэл бүрэн бус (нотлох боломжгүй өчүүхэн үнэн өгүүлбэрүүд байдаг) гэж хэлдэг. Стэнли Жеки 1966 онд TW нь нарийн төвөгтэй, уялдаатай математикийн онол байх ёстой, тиймээс энэ нь зайлшгүй бүрэн бус байх болно гэж тэмдэглэсэн.

Бүх зүйлийн онолын онцгой, өвөрмөц, сэтгэл хөдлөлийн арга байдаг. голограф таамаглал (1), даалгаврыг арай өөр төлөвлөгөөнд шилжүүлэх. Хар нүхний физик нь бидний орчлон ертөнц бидний мэдрэхүйн хэлж байгаа зүйл биш гэдгийг харуулж байх шиг байна. Биднийг хүрээлж буй бодит байдал нь голограмм байж болно, i.e. хоёр хэмжээст хавтгайн проекц. Энэ нь Годелийн теоремд бас хамаатай. Гэхдээ бүх зүйлийн ийм онол нь аливаа асуудлыг шийдэж чадах уу, соёл иргэншлийн сорилттой тулгарах боломжийг бидэнд олгодог уу?

Орчлон ертөнцийг дүрсэл. Гэхдээ орчлон гэж юу вэ?

Одоогоор бидэнд бараг бүх физик үзэгдлийг тайлбарладаг хоёр үндсэн онол бий. Эйнштейний таталцлын онол (харьцангуй ерөнхий онол) i. Эхнийх нь хөл бөмбөгийн бөмбөгөөс эхлээд галактик хүртэлх макро объектуудын хөдөлгөөнийг сайн тайлбарладаг. тэр атом болон субатомын бөөмсийн талаар маш сайн мэддэг. Асуудал нь үүнд л байгаа юм Энэ хоёр онол нь бидний ертөнцийг огт өөр байдлаар дүрсэлдэг. Квант механикт үйл явдал тогтсон дэвсгэрийн эсрэг явагддаг. орон зай-цаг хугацаа – w нь уян хатан байхад. Муруй орон-цаг хугацааны квант онол ямар байх вэ? Бид мэдэхгүй.

Бүх зүйлийн нэгдмэл онолыг бий болгох анхны оролдлогууд хэвлэгдсэний дараахан гарч ирэв харьцангуйн ерөнхий онолЦөмийн хүчийг удирддаг үндсэн хуулиудыг ойлгохоос өмнө. Эдгээр ойлголтууд гэж нэрлэгддэг Калуси-Кляйн онол, таталцлыг цахилгаан соронзонтой хослуулахыг эрэлхийлсэн.

Хэдэн арван жилийн турш материйг бүрдүүлдэг утсан онол жижиг чичиргээт утаснууд болон эрчим хүчний гогцоо, үүсгэхэд хамгийн тохиромжтой гэж үздэг физикийн нэгдсэн онол. Гэсэн хэдий ч зарим физикчид k-г илүүд үздэгкабельд тулгуурласан гогцооны хүндийн хүчсансар огторгуй өөрөө жижигхэн гогцооноос бүрддэг. Гэсэн хэдий ч мөрний онол ч, давталтын квант таталцлын аль нь ч туршилтаар батлагдаагүй байна.

Квантын хромодинамик ба цахилгаан сул харилцан үйлчлэлийн онолыг хослуулсан Их нэгдсэн онолууд (GUTs) нь хүчтэй, сул, цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийг нэг харилцан үйлчлэлийн илрэл болгон төлөөлдөг. Гэсэн хэдий ч өмнөх том нэгдмэл онолуудын аль нь ч туршилтаар баталгаажаагүй байна. Агуу нэгдсэн онолын нийтлэг шинж чанар бол протоны задралыг урьдчилан таамаглах явдал юм. Энэ үйл явц хараахан ажиглагдаагүй байна. Үүнээс үзэхэд протоны амьдрах хугацаа дор хаяж 1032 жил байх ёстой.

1968 оны стандарт загвар нь хүчтэй, сул, цахилгаан соронзон хүчийг нэг дээвэр дор нэгтгэсэн. Бүх бөөмс, тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийг авч үзсэн бөгөөд нэг том нэгдэх таамаглал зэрэг олон шинэ таамаглал дэвшүүлсэн. Өндөр энергитэй үед 100 ГэВ-ийн дараалалд (нэг электроныг 100 тэрбум вольтын потенциал хүртэл хурдасгахад шаардагдах энерги) цахилгаан соронзон ба сул хүчийг нэгтгэх тэгш хэм сэргээгдэх болно.

Шинээр бий болно гэж таамаглаж байсан бөгөөд 1983 онд W, Z бозонуудыг нээсэн үед эдгээр таамаглал батлагдсан. Дөрвөн үндсэн хүчийг гурав болгон бууруулсан. Нэгдлийн цаад санаа нь Стандарт Загварын гурван хүч, магадгүй таталцлын өндөр энергийг нэг бүтцэд нэгтгэсэн явдал юм.

2. Стандарт загварыг тодорхойлсон Лангранж тэгшитгэл нь таван бүрэлдэхүүн хэсэгт хуваагдана.

Зарим нь бүр илүү өндөр энергитэй үед, магадгүй эргэн тойронд үүнийг санал болгосон Планкийн масштаб, таталцал бас нэгдэх болно. Энэ бол утсан онолын гол сэдэлүүдийн нэг юм. Эдгээр санаануудын хамгийн сонирхолтой зүйл бол хэрэв бид нэгдэхийг хүсч байвал илүү өндөр энерги дэх тэгш хэмийг сэргээх ёстой. Мөн хэрэв тэдгээр нь одоогоор эвдэрсэн бол энэ нь ажиглагдахуйц зүйл, шинэ бөөмс, шинэ харилцан үйлчлэлд хүргэдэг.

Стандарт загварын Лагранж нь i бөөмсийг дүрсэлсэн цорын ганц тэгшитгэл юм Стандарт загварын нөлөө (2). Энэ нь бие даасан таван хэсгээс бүрдэнэ: тэгшитгэлийн 1-р бүсийн глюонуудын тухай, хоёроор тэмдэглэгдсэн, гурваар тэмдэглэгдсэн хэсгийн сул бозоны тухай, сул хүч болон Хиггсийн талбайтай материйн харилцан үйлчлэлцдэг математикийн тодорхойлолт, хасдаг сүнслэг хэсгүүд. дөрөв дэх хэсэгт Хиггсийн талбайн илүүдэл, тавын доор тайлбарласан сүнснүүд Фадеев-Поповсул харилцан үйлчлэлийн илүүдэлд нөлөөлдөг. Нейтрино массыг тооцдоггүй.

Хэдийгээр Стандарт загвар Бид үүнийг нэг тэгшитгэл болгон бичиж болно, энэ нь орчлон ертөнцийн янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг удирддаг олон тусдаа бие даасан илэрхийллүүд байдаг гэсэн утгаараа нэг төрлийн бүхэл биш юм. Стандарт загварын салангид хэсгүүд нь хоорондоо харилцан үйлчлэлцдэггүй, учир нь өнгөт цэнэг нь цахилгаан соронзон ба сул харилцан үйлчлэлд нөлөөлдөггүй бөгөөд яагаад үүсэх ёстой харилцан үйлчлэл, жишээлбэл, хүчтэй харилцан үйлчлэлд CP-ийн зөрчил ажиллахгүй байгаа талаар асуултууд хариултгүй хэвээр байна. газар авах.

Тэгш хэмийг сэргээх үед (боломжийн оргил үед) нэгдэл үүсдэг. Гэсэн хэдий ч хамгийн доод хэсэгт тэгш хэмийн эвдрэл нь өнөөгийн бидний орчлон ертөнцтэй нийцэж байгаа бөгөөд шинэ төрлийн их хэмжээний бөөмсүүд байдаг. Тэгэхээр энэ онол "бүх зүйлээс" юу байх ёстой вэ? Тэр нь, өөрөөр хэлбэл. жинхэнэ тэгш бус ертөнц, эсвэл нэг бөгөөд тэгш хэмтэй, гэхдээ эцсийн дүндээ бидний харьцаж байгаа ертөнц биш.

"Бүрэн" загвар өмсөгчдийн хуурамч гоо үзэсгэлэн

Ларс Инглиш "Бүх зүйлийн онолгүй" номдоо ийм дүрэм журам байдаггүй гэж үздэг харьцангуйн ерөнхий онолыг квант механиктай хослуулахучир нь квант түвшинд үнэн зүйл нь таталцлын түвшинд заавал үнэн байх албагүй. Систем нь илүү том, илүү төвөгтэй байх тусам түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс ялгаатай байдаг. Гол нь таталцлын эдгээр дүрмүүд квант механиктай зөрчилдөж байгаадаа биш, харин тэдгээрийг квант физикээс гаргаж авах боломжгүйд байгаа юм” гэж тэр бичжээ.

Санаатай эсвэл санаагүй бүх шинжлэх ухаан нь тэдний оршин тогтнох үндэслэл дээр суурилдаг. объектив физик хуулиудЭнэ нь биет ертөнц болон түүн доторх бүх зүйлийн зан төлөвийг дүрсэлсэн бие биедээ нийцсэн үндсэн физик постулатуудыг агуулдаг. Мэдээжийн хэрэг, ийм онол нь байгаа бүх зүйлийн бүрэн тайлбар, тайлбарыг агуулдаггүй, гэхдээ магадгүй бүх шалгаж болох физик процессуудыг бүрэн дүрсэлсэн байдаг. Логикоор бол TW-ийн тухай ийм ойлголттой болохын нэн даруй ашиг тусын нэг нь онол нь сөрөг үр дүнг урьдчилан таамагласан туршилтуудыг зогсоох явдал юм.

Ихэнх физикчид судалгаа хийх биш, судалгаа хийхээ больж, багшлах хэрэгтэй болно. Гэсэн хэдий ч таталцлын хүчийг сансрын цаг хугацааны муруйлтаар тайлбарлах эсэх нь олон нийтэд огт хамаагүй байх.

Мэдээжийн хэрэг, өөр нэг боломж бий - Орчлон ертөнц зүгээр л нэгдэхгүй. Бидний олж авсан тэгш хэмүүд нь зүгээр л бидний математикийн шинэ бүтээлүүд бөгөөд физик ертөнцийг дүрсэлдэггүй.

Frankfurt-ийн Нарийвчилсан судалгааны хүрээлэнгийн эрдэмтэн Сабина Хоссенфельдер (3) Nautil.Us сэтгүүлд бичсэн өндөр түвшний нийтлэлдээ "Бүх зүйлийн онолын бүх санаа нь шинжлэх ухааны үндэслэлгүй таамаглал дээр суурилдаг" гэж үнэлжээ. “Энэ бол шинжлэх ухааны онолыг хөгжүүлэх хамгийн сайн стратеги биш. (...) Онолын хөгжилд гоо үзэсгэлэнд найдах нь түүхэндээ тааруухан ажиллаж ирсэн." Түүний бодлоор байгалийг бүх зүйлийн онолоор дүрслэх шалтгаан байхгүй. Байгалийн хуулиудын логик зөрчилдөөнөөс зайлсхийхийн тулд таталцлын квант онол хэрэгтэй бол Стандарт загварт хүчнүүд нэгдмэл байх шаардлагагүй бөгөөд таталцлын хүчинтэй нэгдэх шаардлагагүй. Энэ нь сайхан байх болно, тийм ээ, гэхдээ энэ нь шаардлагагүй юм. Стандарт загвар нь нэгдмэл байдалгүйгээр сайн ажилладаг гэж судлаач онцолж байна. Хатагтай Хоссенфельдер, физикчид ямар сайхан математик гэж бодож байгаа нь байгальд огт хамаагүй. Физикийн хувьд онолын хөгжилд гарсан нээлтүүд нь үзэсгэлэнтэй, "дууссан" загвартай биш, харин математикийн зөрчилдөөнийг шийдвэрлэхтэй холбоотой байдаг.

Эдгээр ухаалаг зөвлөгөөг үл харгалзан 2007 онд хэвлэгдсэн Гаррет Лисигийн "Бүх зүйлийн онцгой энгийн онол" гэх мэт бүх зүйлийн онолын шинэ саналууд байнга гарч ирдэг. Энэ нь Проф. Хоссенфельдер үзэсгэлэнтэй бөгөөд сэтгэл татам дүрслэлээр үзэсгэлэнтэй харагдаж болно (4). E8 гэж нэрлэгддэг энэ онол нь орчлон ертөнцийг ойлгох гол түлхүүр юм тэгш хэмтэй сарнай хэлбэртэй математикийн объект.

Лиси энэ бүтцийг бий болгосон энгийн бөөмсийг график дээр зурж, мөн мэдэгдэж буй физик харилцан үйлчлэлийг харгалзан үзсэн. Үүний үр дүнд 248 оноо бүхий найман хэмжээст математикийн цогц бүтэц бий болно. Эдгээр цэг бүр өөр өөр шинж чанартай бөөмсийг төлөөлдөг. Диаграммд тодорхой шинж чанартай "дутуу" байгаа бөөмсийн бүлэг байдаг. Наад зах нь эдгээр "алга болсон" зарим нь онолын хувьд таталцлын хүчинтэй холбоотой бөгөөд квант механик болон харьцангуйн ерөнхий онолын хоорондын ялгааг нөхдөг.

4. Дүрслэх онол Е8

Тиймээс физикчид "Үнэгний залгуур"-ыг дүүргэхийн тулд ажиллах ёстой. Хэрэв энэ нь амжилтанд хүрвэл юу болох вэ? Олон хүмүүс онцгүй гэж ёжтой хариулдаг. Зүгээр л нэг хөөрхөн зураг дуусна. Энэхүү бүтээн байгуулалт нь "бүх зүйлийн онол"-ыг дуусгаснаар бодит үр дагавар юу болохыг харуулж байгаагаараа энэ утгаараа үнэ цэнэтэй байж болох юм. Практик утгаараа ач холбогдолгүй байж магадгүй.