Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 38
Развитие теории струн уже не остановить
Доктор Шелдон Купер расстался с ней. Это конец.
поскольку появились аналоги двумерных струн – мембраны
Это называют бранами.
Доктор Шелдон Купер расстался с ней. Это конец
Да, в наше время Шелдон Купер признанный авторитет — вы второй человек за день, который мне про это говорит)
Это называют бранами
Немного уточню, браны — общее название для струн всех возможных измерений, мембраны — конкретно двумерные.
А в какой серии он с ней расстался? Я вроде ни одной не пропустила…
> Развитие теории струн уже не остановить.
Звучит угрожающе для науки :)
Звучит угрожающе для науки :)
М-Теория настолько же внутренне красива, насколько и математически сложна, или, иными словами, у нее до сих пор нет адекватного математического аппарата, что бы с ней нормально работать.
Хорошо бы упомянуть и о других трудностях, которые ее сопровождают.
Например, ее физические характеристики напрямую практически не проверяемые. За что ее многие физики, небезосновательно, относят к категории чуть ли не философии. Так же, М-Теория предсказывает нам, что теоретически возможны реализации практически бесконечного ландшафта физических вселенных.
Ну и более «приземленные», но тоже пока что проблемные, вещи — обязательные частицы супер-партнеры пока что так и не обнаружены.
Но, тем не менее, это чертовски красивая математическая и физическая теория.
Вот еще интересное научно-популяное интервью Б. Грина — lenta.ru/articles/2013/10/02/strings
Хорошо бы упомянуть и о других трудностях, которые ее сопровождают.
Например, ее физические характеристики напрямую практически не проверяемые. За что ее многие физики, небезосновательно, относят к категории чуть ли не философии. Так же, М-Теория предсказывает нам, что теоретически возможны реализации практически бесконечного ландшафта физических вселенных.
Ну и более «приземленные», но тоже пока что проблемные, вещи — обязательные частицы супер-партнеры пока что так и не обнаружены.
Но, тем не менее, это чертовски красивая математическая и физическая теория.
Вот еще интересное научно-популяное интервью Б. Грина — lenta.ru/articles/2013/10/02/strings
А может кто нибудь описать понятный пример того, как, например, четвёртое измерение может быть свёрнуто куда то, или быть каким то маленьким, неравнозначным остальным измерениям? Измерения же по определению вдоль ортогональных осей? Предположим, мы живём в двумерном пространстве, в котором есть третье измерение, которое вот так вот свёрнуто. Как бы это проявлялось? Или эти штуки выразимы только на языке матана?
Вы автоматически проецируете свойства доступных вам трех измерений на все остальные возможные измерения. А меж тем на поверхности шара, к примеру, доступны только 2 измерения и их свойства, совсем не адекватны нашим трем. А теперь представте, если этот шар вытянуть в длиииииный шнурок, у которого отношение длинны к «толщине» стремится к бесконечности. Сильно вам поможет наличие у поверхности такого шара двух измерений? Или таки он будет «казаться» одномерным объектом? :)
Это довольно просто представить. Возьмите лист бумаги и что то нарисуйте ручкой. Это будет очевидно двухмерный рисунок, однако если взять микроскоп с рассмотреть ваш рисунок можно заметить как чернила покрывают бумагу и все эти неровности и ворсинки, очевидно что рисунок то трехмерный, просто третье измерение свернуто и может быть рассмотрено только при соответствующем увеличении.
Очень рекомендую книжку «Неприятности с физикой: Взлет теории струн, упадок науки и что за этим следует. Ли Смолин» ( The trouble with physics: the rise of string theory, the fall of a science, and what comes next / Lee Smolin). 2006. В Интернете нетрудно найти на русском.
Спасибо большое за ссылку. Особо ценно, что Ли Смолин известен как один из отцов-основателей теории петлевой квантовой гравитации – главного конкурента струнного подхода.
Только не шесть дополнительных измерений, а семь.
И, конечно же, как всегда, ни слова о том, что теория струн не является фальсифициуемой, то есть, с точки зрения формальной науки, не является научной теорией.
Теория может объяснить все, что угодно — на все есть подгоночные коэффициенты и уравнения. Только вот научная теория должна уметь предсказывать новые, до сих пор не найденные экспериментально эффекты — а теория струн на это принципиально не способна. Именно поэтому теория струн — это не наука, а красивая игрушка заигравшихся в физику математиков, не более того.
Теория может объяснить все, что угодно — на все есть подгоночные коэффициенты и уравнения. Только вот научная теория должна уметь предсказывать новые, до сих пор не найденные экспериментально эффекты — а теория струн на это принципиально не способна. Именно поэтому теория струн — это не наука, а красивая игрушка заигравшихся в физику математиков, не более того.
Теория струн началась хорошо: она просто и красиво ложилась на существовавшие тогда научные знания. И вы абсолютно правы, теория струн только и делала, что подстраивалась под новые открытия. Чем введение дополнительного измерения в м-теории не подгоночный коэффициент? И да, единственный вариант теории струн и ее производных стать реальной научной теорией — это предсказать что-то новое, подобно Эйнштейну и его теории относительности. А пока этого не произошло, теории струн остается одно: просто оставаться на плаву)
Теория струн не может предсказать что-то новое — это ее фундаментальный неизлечимый недостаток. Вот уж такая она. Красивая, наукообразная, но ненаучная. И именно по причине ненаучности лично я считаю ее вредной, так как все эти наукообразные красивости отвлекают кучу талантливых ученых от вещей, которые могут быть действительно полезны.
Чем введение дополнительного измерения в м-теории не подгоночный коэффициент
Всем. Дополнительные измерения, пространства Колаби-Яу и прочие экзотические вещи возникали не из-за того, что кто-то хотел куда-то что-то подогнать, а для того, чтобы избавиться от внутренней противоречивости. Все органичения возникали от необходимости создать непротиворечивую и самосогласованную теорию, которой бы не требовались «тонко подстроенные фундаментальные константы».
В результате получили теорию, которая кроме нашего мира описывает еще и практически бесконечное количество других миров. В точности так же непротиворечиво. Недостаток ли это? Кто знает. Может мир и на самом деле так устроен…
Дополнительные измерения, пространства Колаби-Яу и прочие экзотические вещи возникали не из-за того, что кто-то хотел куда-то что-то подогнать, а для того, чтобы избавиться от внутренней противоречивости.
Верно — но внутренней противоречивости самой теории струн. Усложняется картина мира, усложняется и теория струн. Она больше не выглядит такой простой и элегантной теорией всего. Но она существует не из-за каких-то убедительных доказательств — а из-за отсутствия достойных альтернатив. Скажем, появляется у нас новая теория чайников Рассела, которая отлично вписывается в картину мира, но при этом проще струнных теорий. Струнная теория забудется — люди подсознательны уверены, что Вселенная обладает потрясающей простотой и гармонией. А с каждым новым «пространством Колаби-Яу», т.е. вещью, сложно поддающейся представлению, число сторонников теории струн обречено уменьшаться.
Так то оно так. Но дело же не в сложности. Если ориентироваться на «число сторонников», то физику сложнее классической механики Ньютона вообще лучше не рассматривать. А если рассматривать современную квантовую механику с позиций «простоты и гармонии», то уже на первом параграфе многие неизбежно столкнуться с вещами «сложно поддающейся представлению». Интуиция и наши представления об устройстве мира — не самые лучшие помощники в науке. Если что-то кажется сложным, то возможно не потому, что оно на самом деле сложное, а потому, что мы просто смотрим не под тем углом(как близкий по теме пример принцип — AdS/CFT-двойственности).
А для науки в целом главное как раз отсутствие противоречий. А в физике еще и согласованность теории с экспериментом. Только, надо понимать, что не все эксперименты нам пока еще под силу.
Будет ли объяснять мир М-Теория или что-то еще на самом деле совсем не важно. Но пока мы не изучим достаточно глубоко их все и не поймем что верно, а что нет — ответа мы никогда не узнаем.
А для науки в целом главное как раз отсутствие противоречий. А в физике еще и согласованность теории с экспериментом. Только, надо понимать, что не все эксперименты нам пока еще под силу.
Будет ли объяснять мир М-Теория или что-то еще на самом деле совсем не важно. Но пока мы не изучим достаточно глубоко их все и не поймем что верно, а что нет — ответа мы никогда не узнаем.
Теория струн самая элегантная из всех разделов современной физики. Очень увлекательна, но очень сложна как с точки зрения математики. так и физики. Книг по ней написано достаточно много и каждый может рекомендовать свою. Но убедившись на собственном опыте, чтобы мало-мальски ее понимать нужно хорошую математическую подготовку, а именно в дифференциальной геометрии.
теория струн на это принципиально не способнаОткуда такая информация? Вы, возможно, слабо знакомы с предметом.
Теория струн как раз не содержит никаких подстроечных коэффициентов — в этом, отчасти, ее красота. Все количества размерностей и другие параметры логически из нее следуют.
Теория относительности выводится из теории струн. И если бы она не была бы открыта раньше, то она бы была просто одним из следствий этой теории. Это вполне можно считать исторической случайностью.
Еще, например, теория струн предсказывает суперсимметрию, и как следствие, наличие у всех элементарных частиц так называемых частиц-суперпартнеров. То, что они пока не получили эксперементального подтверждения не говорит ничего. Много чего теоретического пока еще эксперементально не подтверждено.
красивая игрушка заигравшихся в физику математиков, не более того.
Интересно, где бы была сейчас современная физика и Стандартная Модель не будь, например, «заигравшихся в теорию групп» математиков? :)
У М-теории совсем другие проблемы. Но таких же, но только своих, проблем не лишены и любые другие теории, в том числе общепринятая Стандартная Модель.
Я достаточно хорошо знаком с предметом для дискуссии здесь. Покажите мне что угодно, что было сначала предсказано теорией струн или М-теорией, а потом найдено экспериментально. Теория относительности — незачет, потому что под любые уже имеющиеся данные теорию струн и М-теорию можно подогнать, причем это будет действительно красиво.
Где была бы стандартная модель — это хороший вопрос, и часто игрушки ученых отказываются прорывными открытиями. Но это явно не тот случай, к сожалению — потому что слишком заигрались.
Где была бы стандартная модель — это хороший вопрос, и часто игрушки ученых отказываются прорывными открытиями. Но это явно не тот случай, к сожалению — потому что слишком заигрались.
Поймите меня правильно, у меня нет цели убедить вас в истинности М-Теории или любой другой. Но я в корне не согласен с постановкой вопроса «потому что слишком заигрались».
Как вы это определяете и почему «явно не тот случай»? А какой тот? И почему?
Из-за того, что долгое время нет практически проверяемых результатов? Ну так, то что мир состоит из «атомов» предполагали еще древние греки и лишь ближе к XX веку мы знаем это почти наверняка.
А с чего такое утверждение? Что именно свидетельствует о ненаучности и фальсифицируемости теории? Ведь техническая сложность эксперементального подтверждения любой теории и принципиальная невозможость такового суть разные вещи.
Как вы это определяете и почему «явно не тот случай»? А какой тот? И почему?
Из-за того, что долгое время нет практически проверяемых результатов? Ну так, то что мир состоит из «атомов» предполагали еще древние греки и лишь ближе к XX веку мы знаем это почти наверняка.
Красивая, наукообразная, но ненаучная
А с чего такое утверждение? Что именно свидетельствует о ненаучности и фальсифицируемости теории? Ведь техническая сложность эксперементального подтверждения любой теории и принципиальная невозможость такового суть разные вещи.
Ровно с того, что теория струн принципиально построена так, что для нее нельзя сделать experimentum crucis.
ru.wikipedia.org/wiki/Experimentum_crucis
Попперовский позитивизм, может, и не универсален, но в данном случае нет никаких причин не применить его.
Стандартной модели потребовались десятки лет и БАК, но то, что нужно строить БАК, было понятно много лет назад — и было понятно, что если бозон Хиггса не найдется, то теория неверна. Сторонники теории струн не могут (и никогда не смогут) сформулировать experimentum crucis — они могут только говорить что-то вроде «Теория относительности выводится из теории струн. И если бы она не была бы открыта раньше, то она бы была просто одним из следствий этой теории». Это то же самое, что сказать «ньютоновская физика выводится из теории относительности». Конечно, выводится, но из того, что первая научна, не следует, что вторая научна.
В том и есть главная проблема теории струн и причина ее ненаучности — она принципиально не фальсифицируема.
ru.wikipedia.org/wiki/Experimentum_crucis
Попперовский позитивизм, может, и не универсален, но в данном случае нет никаких причин не применить его.
Стандартной модели потребовались десятки лет и БАК, но то, что нужно строить БАК, было понятно много лет назад — и было понятно, что если бозон Хиггса не найдется, то теория неверна. Сторонники теории струн не могут (и никогда не смогут) сформулировать experimentum crucis — они могут только говорить что-то вроде «Теория относительности выводится из теории струн. И если бы она не была бы открыта раньше, то она бы была просто одним из следствий этой теории». Это то же самое, что сказать «ньютоновская физика выводится из теории относительности». Конечно, выводится, но из того, что первая научна, не следует, что вторая научна.
В том и есть главная проблема теории струн и причина ее ненаучности — она принципиально не фальсифицируема.
Почему вы утверждаете, что что «теория струн принципиально построена так, что для нее нельзя сделать experimentum crucis»? Какое ограничение накладывает принципиальную невозможность? Какой именно принцип?
Например, вышеупомянутая суперсимметрия — это одно из предсказаний ТС.
Ее поиск не кажется таким уж принципиально невозможным. Хотя, признаться, задача чрезвычайна сложная на нынешнем этапе технического развития.
Просто не укладывается в голове, что множеством выдающихся ученых по всему миру и одним из самых сложных и наукоемких технических устройств(БАК), когда либо созданных человечеством тратится свое время на «ненаучные» теории.
Я буду признателен за аргументированный ответ. Возможно, что я просто что-то не знаю.
Например, вышеупомянутая суперсимметрия — это одно из предсказаний ТС.
Ее поиск не кажется таким уж принципиально невозможным. Хотя, признаться, задача чрезвычайна сложная на нынешнем этапе технического развития.
Просто не укладывается в голове, что множеством выдающихся ученых по всему миру и одним из самых сложных и наукоемких технических устройств(БАК), когда либо созданных человечеством тратится свое время на «ненаучные» теории.
Я буду признателен за аргументированный ответ. Возможно, что я просто что-то не знаю.
Это называется «проблема ландшафта теории струн».
Многообразие выбора пространств Калаби-Яу таково, что теория струн может описать по некоторым прикидкам 10^500 разных физик, только одна из которых — реально наблюдаемая. Точно есть не менее 470 миллионов трехмерных пространств Калаби-Яу, удовлетворяющих всем ограничениям теории струн. Это и есть строгое описание того, что я цитировал как «теория струн может описать что угодно».
Соответственно, выделить из этих 470 миллионов одно нужное пространство Калаби-Яу невозможно. Может быть, невозможно вообще, может быть, невозможно на текущем этапе развития науки. В любом случае, оба варианта делают теорию струн ненаучной потому что нефальсифицируемой.
Суперсимметрию, кстати говоря, в CERN уже два года как экспериментально опровергли.
ria.ru/science/20121112/910511816.html
Многообразие выбора пространств Калаби-Яу таково, что теория струн может описать по некоторым прикидкам 10^500 разных физик, только одна из которых — реально наблюдаемая. Точно есть не менее 470 миллионов трехмерных пространств Калаби-Яу, удовлетворяющих всем ограничениям теории струн. Это и есть строгое описание того, что я цитировал как «теория струн может описать что угодно».
Соответственно, выделить из этих 470 миллионов одно нужное пространство Калаби-Яу невозможно. Может быть, невозможно вообще, может быть, невозможно на текущем этапе развития науки. В любом случае, оба варианта делают теорию струн ненаучной потому что нефальсифицируемой.
Суперсимметрию, кстати говоря, в CERN уже два года как экспериментально опровергли.
ria.ru/science/20121112/910511816.html
Это называется «проблема ландшафта теории струн».
Ссылку на эту проблему здесь уже приводилась не раз. Но только это мало что меняет. То что формулируется как проблема, вполне может быть просто неотъемлемым свойством реальности. Дело в том, то, что из гугола возможных «только одна из которых — реально наблюдаемая» — это просто мнение (завязанное, видимо, на антропный принцип). Можем ли мы это проверить или нет — это только наши проблемы. Вполне возможно, что все остальные не менее реальны. Это утверждение, в частности, неплохо согласуется с инфляционной теорией А. Линде.
В конце концов то, как мы видим мир и то каким он является на самом деле не всегда одно и тоже.
в CERN уже два года как экспериментально опровергли
"почти закрыл новую физику" и «скорее всего» — это строго говоря, не доказательства.
В последних новостях этого года, ссылка на которые есть выше, пока что «в одном все сходятся точно: экспериментальная проверка суперсимметрии гарантированно будет очень сложной, возможно неразрешимой, задачей для LHC». Работы, сами видите, ведутся до сих пор, так что крест ставить еще пока рано.
Я не считаю М-Теорию истинной. Но и доказательств обратного я тоже пока не знаю.
А можно дилетантский вопрос? Вот взяли мы электрон и двигаем его в магнитном поле. Это мы струну двигаем или колебания от струны к струне передаются? В вакууме есть струны? Как они расположены в пространстве, сталкиваются ли они?
Это мы струну двигаем или колебания от струны к струне передаются?
Двигается сама струна, ее колебания определяют только вид и свойства частицы.
В вакууме есть струны?
Это скорее вопрос к вакууму, а не к теории струн) Вакуум не является абсолютно пустым, в нем могут появляться и исчезать так называемые виртуальные частицы. До сих пор нет единой версии — реальны эти частицы либо же они просто абстракции происходящих в вакууме процессов. И от этого вопроса и зависит существование в вакууме струн. (я беру за основу классическую теорию и не рассматриваю гипотетические супердлинные струны, пронизывающие все)
Как они расположены в пространстве, сталкиваются ли они?
Возьмем классическое столкновение: электрон и позитрон сталкиваются друг с другом с выделением фотона.Фотон существует некоторое время а затем образует новую пару электрон-позитрон. В теории струн это будет выглядеть, как две струны с разными модами колебаний сливаются в одну струну, соответствующую фотону. А затем эта струна снова распадается на две:
А вопрос не такой уж и дилетантский:)
C точки зрения ТС все элементарные частицы — это колеблющееся «струны». т.е. элементарным частицам приписывается некая структура. Собственно в этом и заключается весь ее смысл. Упрощенно говоря, различным колебаниям струн (различная амплитуда, частота, способ колебания — мода колебаний) соответствуют различные элементарные частицы. В Стандартной Модели фермионы(«вещество») и бозоны(«взаимодействие») тоже элементарные частицы.
Струны могут изменять свои характеристики(моды) при взаимодействии с другими струнами. В итоге мы получаем превращение одних элементарных частиц в другие. И даже превращение вещества во взаимодействие и наоборот(гипотетическая суперсимметрия). Этим же и объясняется многообразие элементарных частиц.
В свете вышесказанного:
Получается различные струны «сталкиваются» и взаимодействуют между собой, что выражается как взаимодействие электрона с магнитным полем. Раз мы двигаем электрон — значит мы двигаем и струну.
Тут надо бы сначала бы определить что считать в вакуумом. Физический вакуум не такой уж и «пустой». И раз в нем появляются виртуальные частицы, то значит и струны в нем тоже есть. Кстати с вакуумом(низкоэнэргетическим ложным) связана и известная проблема ландшафта теории струн
У меня недостаточно понимания для ответа на этот вопрос, но предположу, что именно их существование и обуславливает природу самого пространства-времени(точнее пространственно-временной пены).
C точки зрения ТС все элементарные частицы — это колеблющееся «струны». т.е. элементарным частицам приписывается некая структура. Собственно в этом и заключается весь ее смысл. Упрощенно говоря, различным колебаниям струн (различная амплитуда, частота, способ колебания — мода колебаний) соответствуют различные элементарные частицы. В Стандартной Модели фермионы(«вещество») и бозоны(«взаимодействие») тоже элементарные частицы.
Струны могут изменять свои характеристики(моды) при взаимодействии с другими струнами. В итоге мы получаем превращение одних элементарных частиц в другие. И даже превращение вещества во взаимодействие и наоборот(гипотетическая суперсимметрия). Этим же и объясняется многообразие элементарных частиц.
В свете вышесказанного:
Вот взяли мы электрон и двигаем его в магнитном поле.
Получается различные струны «сталкиваются» и взаимодействуют между собой, что выражается как взаимодействие электрона с магнитным полем. Раз мы двигаем электрон — значит мы двигаем и струну.
В вакууме есть струны?
Тут надо бы сначала бы определить что считать в вакуумом. Физический вакуум не такой уж и «пустой». И раз в нем появляются виртуальные частицы, то значит и струны в нем тоже есть. Кстати с вакуумом(низкоэнэргетическим ложным) связана и известная проблема ландшафта теории струн
Как они расположены в пространстве, сталкиваются ли они?
У меня недостаточно понимания для ответа на этот вопрос, но предположу, что именно их существование и обуславливает природу самого пространства-времени(точнее пространственно-временной пены).
«Есть только две науки – физика и коллекционирование марок» (Эрнст Резерфорд). Как же я люблю первую из них. Спасибо за статью.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Теория струн для гитаристов