Бъдещето на струнната теория. Интервю с Брайън Грийн
Scientific American (по-нататък - SA): Когато става въпрос за струнната теория и космологията, много от нашите читатели отпусна ръце: "Ами, че ние никога няма да разберат," - те възкликват.
Брайън Грийн (по-нататък - BG): Забелязал съм, че хората имат някои се страхуват такива сериозни теми. Въпреки това, повечето от моите събеседници се интересуват от основните проблеми са толкова големи, че те се стремят да ги разберем по-дълбоко, отколкото по-достъпни неща.
SA: В книгата "The Elegant Universe" за първи път ще бъдат изложени на общото физическо идеята и след това да го донесе по-подробна версия.
BG:. Струва ми се, че това е полезна техника, особено в най-трудните участъци. Читателят има избор: ако общата идея - достатъчно ниво за вас, можете спокойно да пропуснете следващия материал; - ако не, се справят с него. Обичам да изразят нещата по различен начин. Когато става въпрос за абстрактни понятия, е препоръчително те да се разглеждат в различни аспекти. Ограничаването единственият начин, което излага на риск способността да се направи пробив. Когато всички ще обсъдим въпроса, от една страна, за пристигащите от много по-различен, тогава със сигурност ще предложи нещо съвсем ново.
BG:. Получи най-малко пробиви Ед Витен (Ed Витен) от Института за напреднали изследвания в Принстън. Образно казано, той се качи на планината, огледа се и изведнъж видях липсващи свързващи елементи невиждано преди. В резултат на това той е в състояние да обедини петте варианта на струнната теория, която до този момент се счита за доста по-различно. Ето го заслужаваше да се разглежда от друга гледна точка - бам! - и тя работи. Това е, което ми се струва, основно откритие. Самата Вселената ни води до неговата истина, защото те са в основата на всичко, което ние възприемаме. Ето защо, ние, по един или друг начин, се движат в същата посока. По този начин, от най-големите постижения ние често се отделя само една малка промяна във възприемането на истински или математически, свързващ вече известни неща по различен начин.
SA: Смятате ли, че щеше да бъде направен подобни открития без намесата на гений?
BG:. Трудно е да се каже. Мисля, че в случай на струнната теория, да, защото елементи от пъзела са наистина стават все повече и повече ясно. Може би откриването ще бъдат направени в продължение на 5-10 години по-късно, но аз подозирам, че е неизбежно. За общата теория на относителността аз нямам ясен отговор. Той е толкова голям, монументална преосмисляне на понятията пространство, време и гравитация, че не ми е ясно как и кога ще се случи, ако не и Айнщайн.
Често от извършване на официалното откриване ни разделя само една малка промяна във възприемането на проблема.
SA: В струнната теория имат подобни постижения?
BG:. Мисля, че ние все още чакаме за велико прозрение. Струнната теория е създаден въз основа на много от по-малко глобални концепции, които постепенно се обединяват, за да създадете впечатляващи теоретични основи на сградата. Но ние не знаем каква е идеята, която водеше към него. Когато сме в състояние да го разбере, че е като фар да запали цялата структура, а след това аз съм сигурен, че ще намерите отговори на нерешените въпроси.
BG:.
Ситуацията се променя с появата на работата Maldacena Хуан (Juan Maldacena) от Института за напреднали изследвания в Принстън, където той е в диапазона на струнната теория демонстрира как физиката като цяло, което смятаме за реалност може да бъде точно показани на физиката на граничната повърхност. Всички тези описания е също толкова вярно отразява текущите събития, въпреки че подробностите могат да се различават значително. Човек може да бъде в пет измерения, а другата - в четири. Изглежда, че дори броят на измерванията не може да се разглежда като опорна точка, защото има алтернативни описания, отразява точно наблюдава физиката.
По този начин, абстрактни идеи стават все по-конкретни, и това ги прави доверие. Дори ако струнната теория, която ще ме промени, като много (макар и не всички), изглежда, че на холографски принцип ще продължи да ни води. Лично аз се съмнявам, че той по този начин ще фара - по-скоро е важна стъпка към намирането на същността на теорията. Холографски Принцип отива отвъд това, той просто носи идеята за много общи характеристики на света, където има квантовата механика и гравитацията.
SA: Да поговорим малко за контур квантовата гравитация и някои други подходи. Когато става въпрос за квантовата гравитация, ти винаги се счита струнната теория като един най-добрият подход. Все още ли мислите така?
BG:. Мисля, че това е най-забавно подход! В интерес на истината трябва да се отбележи, че една общност от ентусиасти на линия квантовата гравитация постига голям успех. Разбира се, много фундаментални въпроси остават без отговор, който да ме задоволи. Независимо от това, това е осъществима метод, и това е чудесно, че много много талантливи хора, които работят по него. Надявам се - и тук аз подкрепям Лий Смолин (Лий Смолин) от Института за теоретична физика в Ватерло, Канада - че в крайна сметка ние се развиват същата теория, но от различни ъгли. Възможно е, че ние се движим към квантовата гравитация по различни начини, но един ден ще се срещнем. В действителност, много от силните си страни - нашите слабости, както и обратното.
Една от слабостите на струнната теория - зависимостта от средата, в която функционира. Ние трябва да отнеме известно съществуващо пространство-времето, в която се движат струни. Очаква се пълна теория на квантовата гравитация свойства пространство-време са получени от основните уравнения на самата теория. Но в линия квантовата гравитация не е в зависимост от състава на средата, в която се появява на пространство-време напълно директно от теорията. От друга страна, ние имаме пряк контакт с общата теория на относителността на Айнщайн в случай на голям мащаб, както следва от нашите уравнения. Но сме свидетели на някои трудности, когато се има предвид нормалната гравитация. Поради това е естествено да се предположи, че в крайна сметка ще бъде в състояние да се съчетаят силните страни на двете посоки.
SA: Да не са правени такива опити?
BG:. До без особен успех. Не са много в същото време добре подкован в двете теории, всяка от които можете да прекарате целия си живот, а не осъзнават, до самия край. Въпреки това, учените вече са влезли в диалог и дори проведоха няколко съвместни срещи.
SA: Ако има такава зависимост от околната среда, има ли надежда да разберем наистина дълбоко същността на пространството и времето?
BG:. Нека да се опрости проблема. Така например, в зависимост от околната среда не ни попречи да отвори огледалната симетрия - може да бъде два пространство-времето и един физика. Срещнахме се с променливостта на топология - се оказа, че пространството може да се трансформира по начини, които са били преди това е невъзможно да си представите. Установено е, че в микрокосмоса да редактирате комутативен геометрия, в която резултатът от умножаване на координатната зависи от реда на следните фактори. Така, че е възможно да се получат отделните елементи на картината на това, което се случва. Но аз мисля, че слагам всички парчета заедно въз основа на собствените си ще бъде много трудно без официално независимост от околната среда.
Общата теория на относителността - преосмисляне на капиталовите свойства на пространството и времето. Ние можем да чакаме само за следващия вдъхновение.
SA: Смисълът на огледалната симетрия е изключително дълбоко, защото тя се разделя на геометрията на пространство-времето и физиката, който беше толкова нетърпелив да обедини Айнщайн.
BG:. Абсолютно. Сега, обаче, тя не ги споделят, а просто казва, че не ви достигат половината от обекта. Геометрия тясно свързан с физиката, но това е - ". 12:58" Display Това - не физика и геометрия отделно. Това - на физиката и геометрията на двете, от които можете да избирате. Понякога използването на геометрията позволява по-добро разбиране на проблема, отколкото използването на другия. Отново, ние говорим за различни начини за разглеждане на една и съща физическа система: две различни геометрията и физиката на мира. Оказа се, че има математически въпроси, свързани с някои от най-физични и геометрични системи, които не може да се отговори само с една геометрия. Въвеждането на огледало геометрия, която никога не е била използвана, се променя коренно ситуацията: предизвикателствата след прехвърлянето към новия език са поразително прости.
SA: Какво е некомутиращи геометрия?
. BG Co: Декарт координира представляват точки: на повърхността на земята - ширина и дължина, триизмерното пространство - трите декартови координати: X, Y и Z. Ние винаги сме ги разглеждат като обикновени числа, в резултат на което умножение (операция, която често е необходимо да се произвеждат по физика) не зависи от реда на следните фактори: 3, умножена по 5 е 5, умножена по 3. Много се говори за това, че пространствените координати на много малък мащаб не са като обикновените тригодишна възраст и петици, и формиране на нов клас от числа, чиито продукт е в зависимост от реда на умножение.
Въпреки това, няма нищо ново: ние сме отдавна знаят, умножение на матрици резултат на която влияе на реда на факторите: A, умножени по B, не е равно на Б, умножена по А, ако А и Б - матрица. String теория предполага, че точките описани индивидуални номера, трябва да бъдат заменени от геометрични обекти, описани от матрицата. За мащабна матрица става все по диагонал, а диагонала на матрицата се простира Комутативност когато умножена: няма значение в какъв ред умножите диагонала на матрицата. Когато се потапя в един микрокосмос на диагоналните елементи на матрицата се увеличава и да започне да играе все по-важна роля.
Некомутиращи геометрия - геометрията на нова област, която в продължение на години се е развила от физика. Френски математик Ал.Кон (Ал.Кон) написа книгата "некомутиращи геометрия". Евклид, Гаус, Риман, както и други видни geometers работещи в контекста на комутативен геометрия, а сега Кон и колегите му разработват изцяло нова посока.
SA: Трудно е да си представим, че точката, следва да бъде определен матрици, а не само номера.
BG:.
SA: Какво мислите за Антропният и multivselenskoy понятия? В "красива вселена", вие пише за тях, когато се спекулира за това дали има ограничение за обяснение на явленията в струнната теория.
BG:. Аз, подобно на много други, никога не е взел прекалено на сериозно и да е от антропогенна идеи най-вече защото ми се струва, можете ли да ни кажете по всяко време от историята на науката: "Ние не можем да стигнем по-далеч, и отговор на всеки от тях е все още отворен въпрос е: всичко е както е, защото ако не беше така, нямаше да се наложи да зададете този въпрос ". Това е подобно на предаването на неоправдан: тя може да бъде, че ние сме отделени от разнищване на някои от пет години на усилена работа. Затова смятам, че да се откажа в никакъв случай не е възможно, макар и на пръв поглед да губи позиции. Въпреки Антропичния идеи стават все по-сложни. Разработване на конкретни предложения за това как да съжителстват няколко различни вселени. Много е вероятно, че ние сме в нашата вселена, просто защото неговите свойства са подходящи за нашето съществуване. Може би просто не са оцелели в други вселени. Имайте предвид, че това не е просто умствено упражнение.
SA: Теорията на струните и модерни физиката като цяло, изглежда, че наближава единна логическа структура, която трябва да бъде това, което е; и теория - за какво е, защото тя не може да бъде всеки друг. От една страна, това е сериозен аргумент срещу Антропният райони. Но от друга страна, във вашата теория, има известна гъвкавост, което води до антропният подход.
. BG: Гъвкавост може или не може да бъде: може би това е - просто един артефакт на непълно разбиране. Теорията е вероятно да позволи съществуването на много различни светове, една от които - нашата, но не е задължително нещо много специално. Така че действително има желание да се постигне абсолютна, обща липса на гъвкавост.
Така изглежда на пространство-времето, за вас, ако ви се налага да низ шест допълнителни измерения са хвърлени във формата на така наречената Калаби-Яу (Calaby-Яу форма).
SA: Ако сте били специализанти чакат работа, какво бихте ги изпрати?
BG: Основните въпроси - тези, които ние сме обсъждали.. Можем ли да се разбере, къде са пространството и времето? Можем ли да изведем основните понятия на теорията на струните или M-теория? Можем ли да се покаже, че тези първоначални идеи трябва да бъдат уникални теория с уникално решение, което описва нашия свят? Възможно ли е да тествате тези теории с помощта на астрономически наблюдения или експерименти с ускорители? Може ли да се направи крачка напред и да се разбере защо квантовата механика трябва да са неразделна част от света? Какви са основните позиции - пространство, време, квантовата механика - наистина е важно и колко от тези изисквания могат да бъдат облекчени и все още се един свят, подобен на нашия? Може физика избрали различен път, което би било експериментално като успешен, но напълно различен от нашия? Не знам. Но аз мисля, че това е - един наистина интересен въпрос. Каква част от това, което ние вярваме, наистина и фундаментално развива единственият път, който е указан експериментални данни и математическа последователност? И колко от тях може да отиде по друг начин, но ние трябваше да се движат в една посока, само защото ние открихме, че е негово? Може ли същества на друга планета, за да направят един напълно различен набор от закони, които да работят точно същата като нашата?
Интервю на Георги Musser
Свързани статии