के हुन्छ भने... हामीले भौतिकशास्त्रमा आधारभूत समस्याहरू समाधान गर्छौं। सबै कुरा एउटा सिद्धान्तको पर्खाइमा छ जसबाट केही आउन सक्दैन

डार्क मेटर र डार्क एनर्जी, ब्रह्माण्डको सुरुवातको रहस्य, गुरुत्वाकर्षणको प्रकृति, एन्टिमेटरमा पदार्थको फाइदा, समयको दिशा, अन्य भौतिक अन्तरक्रियाहरूसँग गुरुत्वाकर्षणको एकीकरण जस्ता रहस्यहरूको जवाफ के दिन्छ? , सबै कुराको तथाकथित सिद्धान्तसम्म, एक आधारभूतमा प्रकृतिको शक्तिहरूको ठूलो एकीकरण?

आइन्स्टाइनका अनुसार र अन्य धेरै उत्कृष्ट आधुनिक भौतिकशास्त्रीहरू, भौतिक विज्ञानको लक्ष्य भनेको सबै कुराको सिद्धान्त (टिभी) सिर्जना गर्नु हो। तर, यस्तो सिद्धान्त को अवधारणा अस्पष्ट छैन। सबै कुराको सिद्धान्तको रूपमा चिनिन्छ, ToE एक काल्पनिक भौतिक सिद्धान्त हो जसले निरन्तर रूपमा सबै कुराको वर्णन गर्दछ। भौतिक घटना र तपाईंलाई कुनै पनि प्रयोगको परिणाम भविष्यवाणी गर्न अनुमति दिन्छ। आजकल, यो वाक्यांश सामान्यतया सिद्धान्तहरू वर्णन गर्न प्रयोग गरिन्छ जुनसँग जडान गर्न प्रयास गर्दछ सापेक्षताको सामान्य सिद्धान्त। अहिलेसम्म यी सिद्धान्तहरू मध्ये कुनै पनि प्रयोगात्मक पुष्टिकरण प्राप्त भएको छैन।

हाल, TW भएको दाबी गर्ने सबैभन्दा उन्नत सिद्धान्त होलोग्राफिक सिद्धान्तमा आधारित छ। 11-आयामी M-सिद्धान्त। यो अझै विकसित भएको छैन र धेरैले वास्तविक सिद्धान्तको सट्टा विकासको दिशा मान्छन्।

धेरै वैज्ञानिकहरूले शंका गर्छन् कि "सबैको सिद्धान्त" जस्तै केहि पनि सम्भव छ, र सबैभन्दा आधारभूत अर्थमा, तर्कमा आधारित। कर्ट गोडेलको प्रमेय कुनै पनि पर्याप्त जटिल तार्किक प्रणाली या त आन्तरिक रूपमा असंगत हुन्छ (एउटा वाक्य र त्यसमा यसको विरोधाभास साबित गर्न सक्छ) वा अपूर्ण (त्यहाँ तुच्छ सत्य वाक्यहरू छन् जुन प्रमाणित गर्न सकिँदैन) भन्छ। स्टेनली ज्याकीले 1966 मा टिप्पणी गरे कि TW एक जटिल र सुसंगत गणितीय सिद्धान्त हुनुपर्छ, त्यसैले यो अनिवार्य रूपमा अपूर्ण हुनेछ।

सबै कुराको सिद्धान्तको एक विशेष, मौलिक र भावनात्मक तरिका छ। होलोग्राफिक परिकल्पना (१), कार्यलाई अलि फरक योजनामा ​​स्थानान्तरण गर्दै। ब्ल्याक होल फिजिक्सले हाम्रो ब्रह्माण्ड हाम्रो इन्द्रियले हामीलाई भनेको कुरा होइन भनेर संकेत गरेको देखिन्छ। हाम्रो वरपरको वास्तविकता होलोग्राम हुन सक्छ, अर्थात्। दुई-आयामी विमान को प्रक्षेपण। यो Gödel को प्रमेय मा पनि लागू हुन्छ। तर के सबै कुराको यस्तो सिद्धान्तले कुनै समस्या समाधान गर्छ, के यसले हामीलाई सभ्यताका चुनौतीहरूको सामना गर्न अनुमति दिन्छ?

ब्रह्माण्डको वर्णन गर्नुहोस्। तर ब्रह्माण्ड के हो?

हामीसँग हाल दुईवटा व्यापक सिद्धान्तहरू छन् जुन लगभग सबै भौतिक घटनाहरू व्याख्या गर्दछ: आइन्स्टाइनको गुरुत्वाकर्षणको सिद्धान्त (सामान्य सापेक्षता) i। पहिलोले फुटबलको बलदेखि आकाशगंगाहरूमा म्याक्रो वस्तुहरूको गतिलाई राम्रोसँग व्याख्या गर्छ। उहाँ परमाणु र उप-परमाणविक कणहरूको बारेमा धेरै जानकार हुनुहुन्छ। समस्या त्यही हो यी दुई सिद्धान्तहरूले हाम्रो संसारलाई पूर्ण रूपमा फरक तरिकामा वर्णन गर्दछ। क्वान्टम मेकानिक्समा, घटनाहरू निश्चित पृष्ठभूमिमा हुन्छन्। अन्तरिक्ष समय - जबकि w लचिलो छ। घुमाउरो स्पेस-टाइमको क्वान्टम सिद्धान्त कस्तो देखिन्छ? हामीलाई थाहा छैन।

सबै कुराको एकीकृत सिद्धान्त सिर्जना गर्ने पहिलो प्रयास प्रकाशन पछि छिट्टै देखा पर्‍यो सापेक्षताको सामान्य सिद्धान्तहामीले आणविक शक्तिहरूलाई नियन्त्रण गर्ने आधारभूत कानूनहरू बुझ्नु अघि। यी अवधारणाहरू, को रूपमा चिनिन्छ कालुजी-क्लिन सिद्धान्त, विद्युत चुम्बकत्व संग गुरुत्वाकर्षण संयोजन गर्न खोजियो।

दशकौंसम्म, स्ट्रिङ सिद्धान्त, जसले पदार्थलाई बनेको रूपमा प्रतिनिधित्व गर्दछ साना कम्पन तारहरू वा ऊर्जा पाश, सिर्जनाको लागि उत्तम मानिन्छ भौतिक विज्ञान को एकीकृत सिद्धान्त। यद्यपि, केही भौतिकशास्त्रीहरूले k लाई रुचाउँछन्केबल-स्टेड लूप गुरुत्वाकर्षणजसमा बाहिरी अन्तरिक्ष आफैं स-साना लूपहरू मिलेर बनेको हुन्छ। यद्यपि, न त स्ट्रिङ थ्योरी न लूप क्वान्टम गुरुत्वाकर्षण प्रयोगात्मक रूपमा परीक्षण गरिएको छ।

ग्रान्ड एकीकरण सिद्धान्तहरू (GUTs), क्वान्टम क्रोमोडाइनामिक्स र इलेक्ट्रोवेक अन्तरक्रियाहरूको सिद्धान्त संयोजन, एक एकल अन्तरक्रियाको अभिव्यक्तिको रूपमा बलियो, कमजोर र विद्युत चुम्बकीय अन्तरक्रियाहरू प्रतिनिधित्व गर्दछ। यद्यपि, अघिल्लो महान् एकीकृत सिद्धान्तहरू मध्ये कुनै पनि प्रयोगात्मक पुष्टिकरण प्राप्त भएको छैन। ठूलो एकीकृत सिद्धान्तको एक सामान्य विशेषता प्रोटोनको क्षयको भविष्यवाणी हो। यो प्रक्रिया अहिलेसम्म अवलोकन गरिएको छैन। यसबाट एउटा प्रोटोनको जीवनकाल कम्तिमा १०३२ वर्ष हुनुपर्छ भन्ने बुझिन्छ।

1968 मानक मोडेलले बलियो, कमजोर र विद्युत चुम्बकीय बलहरूलाई एउटै छातामुनि एकीकृत गर्यो। सबै कणहरू र तिनीहरूको अन्तरक्रियाहरू विचार गरिएको छ, र धेरै नयाँ भविष्यवाणीहरू गरिएको छ, एउटा ठूलो एकीकरण भविष्यवाणी सहित। उच्च ऊर्जाहरूमा, 100 GeV (एकल इलेक्ट्रोनलाई 100 बिलियन भोल्टको सम्भाव्यतामा गति दिन आवश्यक ऊर्जा) को क्रममा, विद्युत चुम्बकीय र कमजोर बलहरूलाई एकीकृत गर्ने सममिति पुनर्स्थापित गरिनेछ।

नयाँहरूको अस्तित्वको भविष्यवाणी गरिएको थियो, र 1983 मा W र Z बोसोनको खोजसँगै यी भविष्यवाणीहरूको पुष्टि भयो। चार मुख्य बलहरू तीनमा घटाइयो। एकीकरणको पछाडिको विचार भनेको मानक मोडेलका सबै तीन बलहरू, र सायद गुरुत्वाकर्षणको उच्च ऊर्जालाई पनि एउटै संरचनामा मिलाइन्छ।

2. मानक मोडेलको वर्णन गर्ने Langrange समीकरण, पाँच भागहरूमा विभाजित।

कसै-कसैले सुझाव दिएका छन् कि अझ उच्च ऊर्जामा, सायद वरपर प्लान्क स्केल, गुरुत्वाकर्षण पनि संयोजन हुनेछ। यो स्ट्रिङ सिद्धान्त को मुख्य प्रेरणा मध्ये एक हो। यी विचारहरूको बारेमा धेरै चाखलाग्दो कुरा के छ भने यदि हामी एकीकरण चाहन्छौं भने, हामीले उच्च ऊर्जाहरूमा सममिति पुनर्स्थापित गर्नुपर्छ। र यदि तिनीहरू हाल भाँचिएका छन् भने, यसले केहि अवलोकन गर्न, नयाँ कणहरू र नयाँ अन्तरक्रियाहरू निम्त्याउँछ।

मानक मोडेलको Lagrangian कणहरू वर्णन गर्ने एक मात्र समीकरण हो i मानक मोडेल को प्रभाव (२)। यसले पाँचवटा स्वतन्त्र भागहरू समावेश गर्दछ: समीकरणको क्षेत्र 2 मा ग्लुओन्सको बारेमा, दुईमा चिन्ह लगाइएको भागमा कमजोर बोसनहरू, तीनमा चिन्ह लगाइएको, कसरी पदार्थले कमजोर बल र हिग्स क्षेत्रसँग अन्तरक्रिया गर्छ भन्ने गणितीय विवरण हो, घटाउने भूत कणहरू। चौथो भागमा हिग्स क्षेत्रको अतिरिक्त, र पाँच अन्तर्गत वर्णन गरिएको आत्माहरू Fadeev-Popovजसले कमजोर अन्तरक्रियाको अनावश्यकतालाई असर गर्छ। न्युट्रिनो मासलाई ध्यानमा राखिएको छैन।

यद्यपि मानक मोडेल हामी यसलाई एकल समीकरणको रूपमा लेख्न सक्छौं, यो वास्तवमा एकसमान सम्पूर्ण होइन यस अर्थमा कि त्यहाँ धेरै अलग, स्वतन्त्र अभिव्यक्तिहरू छन् जसले ब्रह्माण्डका विभिन्न घटकहरूलाई शासन गर्दछ। मानक मोडेलका छुट्टाछुट्टै भागहरूले एकअर्कासँग अन्तरक्रिया गर्दैनन्, किनभने रङ चार्जले विद्युत चुम्बकीय र कमजोर अन्तरक्रियाहरूलाई असर गर्दैन, र प्रश्नहरू अनुत्तरित रहन्छन् किन अन्तरक्रियाहरू हुनुपर्दछ, उदाहरणका लागि, बलियो अन्तरक्रियाहरूमा CP उल्लङ्घनले काम गर्दैन। स्थान लिन।

जब सममितिहरू पुनर्स्थापित हुन्छन् (सम्भाव्यताको शिखरमा), एकीकरण हुन्छ। जे होस्, धेरै तलको सममिति तोड्ने नयाँ प्रकारका ठूला कणहरूसँगै आज हामीसँग रहेको ब्रह्माण्डसँग मेल खान्छ। त्यसोभए यो सिद्धान्त "सबैको बाहिर" के हुनुपर्छ? त्यो हो, अर्थात् एक वास्तविक असममित ब्रह्माण्ड, वा एक र सममित, तर अन्ततः हामीले व्यवहार गरिरहेका छैनौं।

"पूर्ण" मोडेल को भ्रामक सौन्दर्य

Lars English, The No Theory of Everything मा, तर्क गर्दछ कि त्यहाँ हुन सक्ने नियमहरूको कुनै एक सेट छैन सामान्य सापेक्षतालाई क्वान्टम मेकानिक्ससँग जोड्नुहोस्किनभने क्वान्टम स्तरमा जे सत्य छ त्यो गुरुत्वाकर्षणको स्तरमा सत्य हुनुपर्छ भन्ने छैन। र यो प्रणाली जति ठूलो र जटिल हुन्छ, त्यति नै यसको घटक तत्वहरूबाट भिन्न हुन्छ। "बुँदा यो होइन कि गुरुत्वाकर्षणका यी नियमहरूले क्वान्टम मेकानिक्सको विरोध गर्छन्, तर तिनीहरू क्वान्टम भौतिकीबाट व्युत्पन्न हुन सक्दैनन्," उनी लेख्छन्।

सबै विज्ञान, जानाजानी वा होइन, तिनीहरूको अस्तित्वको आधारमा आधारित छ। वस्तुनिष्ठ भौतिक नियमजसले भौतिक ब्रह्माण्ड र यसमा भएका सबै चीजहरूको व्यवहारलाई वर्णन गर्ने आधारभूत भौतिक पोष्टुलेटहरूको पारस्परिक रूपमा मिल्दो सेट समावेश गर्दछ। निस्सन्देह, यस्तो सिद्धान्तले अवस्थित सबै चीजहरूको पूर्ण व्याख्या वा विवरण समावेश गर्दैन, तर, सम्भवतः, यसले सबै प्रमाणित भौतिक प्रक्रियाहरूलाई पूर्ण रूपमा वर्णन गर्दछ। तार्किक रूपमा, TW को यस्तो समझको तत्काल फाइदाहरू मध्ये एक प्रयोगहरू रोक्नु हो जसमा सिद्धान्तले नकारात्मक परिणामहरूको भविष्यवाणी गर्दछ।

धेरैजसो भौतिकशास्त्रीहरूले अनुसन्धान गर्न छोड्नुपर्छ र जीवन्त शिक्षण बनाउनु पर्छ, अनुसन्धान होइन। यद्यपि, जनताले सायद गुरुत्वाकर्षणको बललाई स्पेसटाइमको वक्रताको सन्दर्भमा व्याख्या गर्न सकिन्छ कि भनेर वास्ता गर्दैन।

निस्सन्देह, त्यहाँ अर्को सम्भावना छ - ब्रह्माण्ड मात्र एकता हुनेछैन। हामीले प्राप्त गरेका सममितिहरू केवल हाम्रा आफ्नै गणितीय आविष्कारहरू हुन् र भौतिक ब्रह्माण्डको वर्णन गर्दैनन्।

Nautil.Us को लागि एक उच्च-प्रोफाइल लेखमा, फ्रान्कफर्ट इन्स्टिच्युट फर एडभान्स्ड स्टडीका वैज्ञानिक सबिन होसेनफेल्डर (3) ले मूल्याङ्कन गरे कि "सबै कुराको सिद्धान्तको सम्पूर्ण विचार एक अवैज्ञानिक धारणामा आधारित छ।" "यो वैज्ञानिक सिद्धान्तहरू विकास गर्नको लागि उत्तम रणनीति होइन। (...) सिद्धान्तको विकासमा सौन्दर्यमा निर्भरताले ऐतिहासिक रूपमा खराब काम गरेको छ। उनको विचारमा, प्रकृतिलाई सबै कुराको सिद्धान्तद्वारा वर्णन गरिनुको कुनै कारण छैन। प्रकृतिको नियमहरूमा तार्किक असंगतताबाट बच्न हामीलाई गुरुत्वाकर्षणको क्वान्टम सिद्धान्त चाहिन्छ, मानक मोडेलमा बलहरू एकीकृत हुन आवश्यक छैन र गुरुत्वाकर्षणसँग एकताबद्ध हुनु आवश्यक छैन। यो राम्रो हुनेछ, हो, तर यो अनावश्यक छ। मानक मोडेल एकीकरण बिना राम्रो काम गर्दछ, शोधकर्ता जोड दिन्छ। प्रकृतिले स्पष्ट रूपमा भौतिकशास्त्रीहरूले के सोच्ने कुरालाई सुन्दर गणित मान्दैनन्, सुश्री होसेनफेल्डर रिसाउँदै भन्छिन्। भौतिकशास्त्रमा, सैद्धान्तिक विकासमा सफलताहरू गणितीय असंगतिहरूको समाधानसँग सम्बन्धित छन्, र सुन्दर र "समाप्त" मोडेलहरूसँग होइन।

यी शान्त सल्लाहहरूको बावजुद, 2007 मा प्रकाशित ग्यारेट लिसीको द एक्सेप्शनली सिम्पल थ्योरी अफ एभरिथिङ जस्ता सबै कुराको सिद्धान्तका लागि नयाँ प्रस्तावहरू निरन्तर अगाडि बढाइन्छ। यसको विशेषता भनेको प्रा. Hossenfelder सुन्दर छ र आकर्षक भिजुअलाइजेशन संग सुन्दर देखाउन सकिन्छ (4)। E8 भनिने यो सिद्धान्तले ब्रह्माण्डलाई बुझ्ने कुञ्जी हो भनी दाबी गर्छ एक सममित गुलाब को रूप मा गणितीय वस्तु.

लिसीले यो संरचनालाई ग्राफमा प्रारम्भिक कणहरू प्लट गरेर सिर्जना गर्नुभयो जसले ज्ञात भौतिक अन्तरक्रियाहरूलाई पनि ध्यानमा राख्छ। परिणाम 248 अंकको जटिल आठ-आयामी गणितीय संरचना हो। यी प्रत्येक बिन्दुले विभिन्न गुणहरू भएका कणहरूलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। रेखाचित्रमा "हराइरहेको" केहि गुणहरू भएका कणहरूको समूह छ। कम्तिमा यी मध्ये केही "हराइरहेको" सैद्धान्तिक रूपमा गुरुत्वाकर्षणसँग केहि गर्न सकिन्छ, क्वान्टम मेकानिक्स र सामान्य सापेक्षता बीचको खाडललाई कम गर्दै।

4. दृश्य सिद्धान्त E8

त्यसैले भौतिकशास्त्रीहरूले "फक्स सकेट" भर्न काम गर्नुपर्छ। यदि यो सफल भयो भने, के हुनेछ? धेरैले व्यंग्यात्मक जवाफ दिन्छन् कि खास केहि छैन। केवल एक सुन्दर तस्वीर समाप्त हुनेछ। यो निर्माण यस अर्थमा मूल्यवान हुन सक्छ, किनकि यसले हामीलाई "सबैको सिद्धान्त" पूरा गर्ने वास्तविक परिणामहरू के हुनेछ भनेर देखाउँछ। सायद व्यावहारिक अर्थमा नगण्य।