මොකද වෙන්නේ... අපි භෞතික විද්යාවේ මූලික ගැටලු විසඳනවා. කිසිවක් නොපැමිණෙන න්යායක් සඳහා සියල්ල බලා සිටී
අඳුරු පදාර්ථ සහ අඳුරු ශක්තිය, විශ්වයේ ආරම්භයේ අභිරහස, ගුරුත්වාකර්ෂණයේ ස්වභාවය, ප්‍රති-පදාර්ථයට වඩා පදාර්ථයේ වාසිය, කාලයෙහි දිශාව, වෙනත් භෞතික අන්තර්ක්‍රියා සමඟ ගුරුත්වාකර්ෂණය ඒකාබද්ධ කිරීම වැනි අභිරහස් සඳහා අපට පිළිතුර ලබා දෙන්නේ කුමක්ද? , සෑම දෙයකම ඊනියා න්යාය දක්වා ස්වභාව ධර්මයේ බලවේග එක් මූලික එකකට ඒකාබද්ධ කිරීම?
අයින්ස්ටයින්ට අනුව සහ තවත් බොහෝ කැපී පෙනෙන නවීන භෞතික විද්‍යාඥයින්, භෞතික විද්යාවේ පරමාර්ථය හරියටම සෑම දෙයකම න්යායක් (TV) නිර්මාණය කිරීමයි. කෙසේ වෙතත්, එවැනි න්යායක් පිළිබඳ සංකල්පය නොපැහැදිලි නොවේ. සෑම දෙයකම න්යාය ලෙස හඳුන්වන, ToE යනු සෑම දෙයක්ම අඛණ්ඩව විස්තර කරන උපකල්පිත භෞතික සිද්ධාන්තයකි භෞතික සංසිද්ධි සහ ඕනෑම අත්හදා බැලීමක ප්රතිඵලය අනාවැකි කිරීමට ඔබට ඉඩ සලසයි. වර්තමානයේ, මෙම වාක්‍ය ඛණ්ඩය සම්බන්ධයක් ඇති කර ගැනීමට උත්සාහ කරන න්‍යායන් විස්තර කිරීමට බහුලව භාවිතා වේ සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදය. මෙතෙක් මෙම න්‍යායන් කිසිවක් පර්යේෂණාත්මක තහවුරු කිරීමක් ලැබී නොමැත.
වර්තමානයේ, TW යැයි කියා ගන්නා වඩාත්ම දියුණු සිද්ධාන්තය හොලෝග්රැෆික් මූලධර්මය මත පදනම් වේ. 11-මාන M-න්යාය. එය තවමත් සංවර්ධනය කර නොමැති අතර බොහෝ දෙනා විසින් සැබෑ න්‍යායකට වඩා සංවර්ධනයේ දිශානතියක් ලෙස සලකයි.
බොහෝ විද්‍යාඥයන් සැක කරන්නේ "සියල්ල පිළිබඳ න්යායක්" වැනි දෙයක් පවා කළ හැකි බවත්, මූලික අර්ථයෙන් තර්කය මත පදනම් වූවක් ද යන්නයි. කර්ට් ගොඩෙල්ගේ ප්‍රමේයය ඕනෑම ප්‍රමාණවත් තරම් සංකීර්ණ තාර්කික පද්ධතියක් අභ්‍යන්තරව අනනුකූල (යමෙකුට වාක්‍යයක් සහ එහි පරස්පරතාව ඔප්පු කළ හැකිය) හෝ අසම්පූර්ණ (තහවුරු කළ නොහැකි සුළු සත්‍ය වාක්‍ය තිබේ) බව පවසයි. 1966 දී ස්ටැන්ලි ජැකී ප්‍රකාශ කළේ TW යනු සංකීර්ණ සහ සංගත ගණිතමය න්යායක් විය යුතු බැවින් එය අනිවාර්යයෙන්ම අසම්පූර්ණ වනු ඇති බවයි.
සෑම දෙයකම න්‍යායේ විශේෂ, මුල් සහ චිත්තවේගීය ආකාරයක් ඇත. හොලෝග්රැෆික් කල්පිතය (1), කාර්යය තරමක් වෙනස් සැලැස්මකට මාරු කිරීම. කළු කුහර පිළිබඳ භෞතික විද්‍යාවෙන් පෙනී යන්නේ අපගේ විශ්වය අපගේ ඉන්ද්‍රියයන් අපට පවසන දේ නොවන බවයි. අප වටා ඇති යථාර්ථය hologram විය හැකිය, i.e. ද්විමාන තලයක ප්රක්ෂේපණය. මෙය Gödel ගේ ප්‍රමේයයට ද අදාළ වේ. නමුත් සෑම දෙයකම එවැනි න්යායක් කිසියම් ගැටළුවක් විසඳන්නේද, එය ශිෂ්ටාචාරයේ අභියෝගවලට මුහුණ දීමට අපට ඉඩ සලසයිද?
විශ්වය විස්තර කරන්න. නමුත් විශ්වය යනු කුමක්ද?
අපට දැනට සියලුම භෞතික සංසිද්ධි පාහේ පැහැදිලි කරන පුළුල් න්‍යායන් දෙකක් තිබේ: අයින්ස්ටයින්ගේ ගුරුත්වාකර්ෂණ න්යාය (සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදය) i. පළමුවැන්න පාපන්දු බෝලවල සිට මන්දාකිණි දක්වා සාර්ව වස්තූන්ගේ චලනය හොඳින් පැහැදිලි කරයි. ඔහු පරමාණු සහ උප පරමාණුක අංශු පිළිබඳව ඉතා හොඳින් දන්නා අයෙකි. ගැටලුව එයයි මෙම න්‍යායන් දෙක අපගේ ලෝකය සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් ආකාරවලින් විස්තර කරයි. ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේදී සිදුවීම් සිදුවන්නේ ස්ථාවර පසුබිමකට එරෙහිවය. අවකාශය කාලය - w නම්යශීලී වන අතර. වක්‍ර අවකාශ කාලය පිළිබඳ ක්වොන්ටම් න්යාය කෙබඳු වනු ඇත්ද? අපි දන්නෙ නැහැ.
සෑම දෙයකම ඒකාබද්ධ න්යායක් නිර්මාණය කිරීමේ පළමු උත්සාහයන් ප්‍රකාශනයෙන් ටික කලකට පසුව දර්ශනය විය සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදයන්‍යෂ්ටික බලවේග පාලනය කරන මූලික නීති තේරුම් ගැනීමට පෙර. මෙම සංකල්ප, ලෙස හැඳින්වේ කැලූසි-ක්ලයින් න්යාය, ගුරුත්වාකර්ෂණය විද්‍යුත් චුම්භකත්වය සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීමට උත්සාහ කළේය.
දශක ගණනාවක් තිස්සේ, පදාර්ථය සෑදී ඇති බව නියෝජනය කරන තන්තු සිද්ධාන්තය කුඩා කම්පන නූල් හෝ බලශක්ති ලූපය, නිර්මාණය කිරීම සඳහා හොඳම ලෙස සැලකේ භෞතික විද්යාවේ ඒකාබද්ධ න්යාය. කෙසේ වෙතත්, සමහර භෞතික විද්‍යාඥයින් කැමති kකේබල් රැඳවුම් ලූප ගුරුත්වාකර්ෂණයඑහි පිටත අභ්‍යවකාශයම කුඩා ලූප වලින් සෑදී ඇත. කෙසේ වෙතත්, තන්තු න්යාය හෝ ලූප් ක්වොන්ටම් ගුරුත්වාකර්ෂණය පර්යේෂණාත්මකව පරීක්‍ෂා කර නොමැත.
ක්වොන්ටම් වර්ණදේහ විද්‍යාව සහ විද්‍යුත් චුම්භක අන්තර්ක්‍රියා න්යාය ඒකාබද්ධ කරමින් මහා ඒකාබද්ධ කිරීමේ න්‍යායන් (GUTs), එක් ඒකාබද්ධ අන්තර්ක්‍රියාවක ප්‍රකාශනයක් ලෙස ප්‍රබල, දුර්වල සහ විද්‍යුත් චුම්භක අන්තර්ක්‍රියා නියෝජනය කරයි. කෙසේ වෙතත්, පෙර පැවති මහා ඒකාබද්ධ න්‍යායන් කිසිවක් පර්යේෂණාත්මක තහවුරු කිරීමක් ලැබී නැත. මහා ඒකාබද්ධ න්‍යායේ පොදු ලක්‍ෂණයක් වන්නේ ප්‍රෝටෝනයේ ක්ෂය වීමේ පුරෝකථනයයි. මෙම ක්රියාවලිය තවමත් නිරීක්ෂණය කර නොමැත. ප්‍රෝටෝනයක ආයු කාලය අවම වශයෙන් වසර 1032ක් විය යුතු බව මෙයින් කියවේ.
1968 සම්මත මොඩලය ප්‍රබල, දුර්වල සහ විද්‍යුත් චුම්භක බලයන් එක් කුඩයක් යටතේ ඒකාබද්ධ කළේය. සියලුම අංශු සහ ඒවායේ අන්තර්ක්‍රියා සලකා බලා ඇති අතර, එක් විශාල ඒකාබද්ධ පුරෝකථනයක් ඇතුළුව බොහෝ නව අනාවැකි පළ කර ඇත. ඉහළ ශක්ති වලදී, 100 GeV අනුපිළිවෙල මත (තනි ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් වෝල්ට් බිලියන 100 ක විභවයකට වේගවත් කිරීමට අවශ්‍ය ශක්තිය), විද්‍යුත් චුම්භක සහ දුර්වල බලවේග ඒකාබද්ධ කරන සමමිතිය ප්‍රතිසාධනය කරනු ලැබේ.
නව ඒවා පවතින බවට පුරෝකථනය කරන ලද අතර 1983 දී W සහ Z බෝසෝන සොයා ගැනීමත් සමඟ මෙම අනාවැකි සනාථ විය. ප්‍රධාන බලවේග හතර තුන දක්වා අඩු විය. එකමුතු කිරීම පිටුපස ඇති අදහස නම් සම්මත මාදිලියේ බල තුනම සහ සමහර විට ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයේ ඉහළ ශක්තිය පවා එක් ව්‍යුහයකට ඒකාබද්ධ වීමයි.
2. සම්මත ආකෘතිය විස්තර කරන Langrange සමීකරණය, සංරචක පහකට බෙදා ඇත.
සමහරු යෝජනා කර ඇත්තේ ඊටත් වඩා ඉහළ ශක්තියකින්, සමහර විට අවට ඇති බවයි ප්ලාන්ක් පරිමාණය, ගුරුත්වාකර්ෂණය ද ඒකාබද්ධ වනු ඇත. මෙය තන්තු සිද්ධාන්තයේ ප්‍රධාන පෙළඹවීම් වලින් එකකි. මෙම අදහස්වල ඉතා සිත්ගන්නා කරුණ නම්, අපට එක්සත් වීමට අවශ්‍ය නම්, අපට ඉහළ ශක්තීන්හි සමමිතිය ප්‍රතිෂ්ඨාපනය කළ යුතුය. ඒවා දැනට කැඩී ඇත්නම්, එය නිරීක්ෂණය කළ හැකි දෙයක්, නව අංශු සහ නව අන්තර්ක්‍රියා වලට මග පාදයි.
සම්මත මාදිලියේ Lagrangian යනු අංශු i විස්තර කරන එකම සමීකරණයයි සම්මත ආකෘතියේ බලපෑම (2) එය ස්වාධීන කොටස් පහකින් සමන්විත වේ: සමීකරණයේ 1 කලාපයේ ග්ලූඕන ගැන, දෙකකින් සලකුණු කර ඇති කොටසේ දුර්වල බෝසෝන, තුනකින් සලකුණු කර ඇති අතර, පදාර්ථය දුර්වල බලය සහ හිග්ස් ක්ෂේත්‍රය, අඩු කරන අවතාර අංශු සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කරන ආකාරය පිළිබඳ ගණිතමය විස්තරයකි. සිව්වන කොටසෙහි හිග්ස් ක්ෂේත්රයේ අතිරික්තය සහ පහ යටතේ විස්තර කරන ලද ස්ප්රීතු ෆදීව්-පොපොව්දුර්වල අන්තර්ක්රියාකාරිත්වයේ අතිරික්තතාවයට බලපාන. නියුට්රිනෝ ස්කන්ධ සැලකිල්ලට නොගනී.
වුවත් සම්මත ආකෘතිය අපට එය තනි සමීකරණයක් ලෙස ලිවිය හැකිය, එය විශ්වයේ විවිධ සංරචක පාලනය කරන වෙනම, ස්වාධීන ප්‍රකාශන රාශියක් ඇති අර්ථයෙන් ඇත්ත වශයෙන්ම සමජාතීය සමස්තයක් නොවේ. වර්ණ ආරෝපණය විද්‍යුත් චුම්භක සහ දුර්වල අන්තර්ක්‍රියා වලට බලපාන්නේ නැති නිසා සම්මත ආකෘතියේ වෙනම කොටස් එකිනෙක අන්තර් ක්රියා නොකරයි, සහ සිදු විය යුතු අන්තර්ක්‍රියා, උදාහරණයක් ලෙස ප්‍රබල අන්තර්ක්‍රියා වලදී CP උල්ලංඝනය, ක්රියා නොකරන්නේ මන්ද යන ප්‍රශ්නවලට පිළිතුරු නොලැබේ. සිදු වේ.
සමමිතිය යථා තත්ත්වයට පත් වූ විට (විභවයේ උච්චතම අවස්ථාවෙහිදී), ඒකාබද්ධ වීම සිදු වේ. කෙසේ වෙතත්, ඉතා පහළින් බිඳී යන සමමිතිය නව ආකාරයේ දැවැන්ත අංශු සමඟ අද අප සතුව ඇති විශ්වයට අනුකූල වේ. එසේ නම් මෙම න්යාය කුමක් විය යුතුද "සියල්ලෙන්"? එනම්, i.e. සැබෑ අසමමිතික විශ්වයක්, හෝ එකක් සහ සමමිතික, නමුත් අවසානයේ අප කටයුතු කරන විශ්වය නොවේ.
"සම්පූර්ණ" මාදිලිවල රැවටිලිකාර අලංකාරය
Lars English, The No Theory of Everything හි තර්ක කරන්නේ, කළ හැකි තනි නීති මාලාවක් නොමැති බවයි ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාව සමඟ සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදය ඒකාබද්ධ කරන්නමක්නිසාද යත් ක්වොන්ටම් මට්ටමින් සත්‍ය වන දෙය ගුරුත්වාකර්ෂණ මට්ටමේදී අවශ්‍යයෙන්ම සත්‍ය නොවන බැවිනි. තවද පද්ධතිය විශාල හා වඩා සංකීර්ණ වන තරමට එය එහි සංඝටක මූලද්රව්ය වලින් වෙනස් වේ. "කාර්යය වන්නේ මෙම ගුරුත්වාකර්ෂණ නියමයන් ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවට පටහැනි වීම නොව ඒවා ක්වොන්ටම් භෞතික විද්‍යාවෙන් ව්‍යුත්පන්න කළ නොහැකි බව" ඔහු ලියයි.
සියළුම විද්‍යාව, හිතාමතා හෝ නැත, ඔවුන්ගේ පැවැත්මේ පදනම මත පදනම් වේ. වෛෂයික භෞතික නීතිභෞතික විශ්වයේ හැසිරීම සහ එහි ඇති සියල්ල විස්තර කරන අන්‍යෝන්‍ය වශයෙන් ගැළපෙන මූලික භෞතික උපකල්පන සමූහයක් ඇතුළත් වේ. ඇත්ත වශයෙන්ම, එවැනි න්යායක් පවතින සෑම දෙයක් ගැනම සම්පූර්ණ පැහැදිලි කිරීමක් හෝ විස්තරයක් ලබා නොදේ, නමුත්, බොහෝ දුරට, එය සියලු සත්‍යාපනය කළ හැකි භෞතික ක්‍රියාවලීන් සවිස්තරාත්මකව විස්තර කරයි. තර්කානුකූලව, TW පිළිබඳ එවැනි අවබෝධයක ක්ෂණික ප්‍රතිලාභවලින් එකක් වනුයේ න්යාය ඍණාත්මක ප්‍රතිඵල පුරෝකථනය කරන අත්හදා බැලීම් නැවැත්වීමයි.
බොහෝ භෞතික විද්යාඥයින්ට පර්යේෂණ කිරීම නවතා ජීවමාන ඉගැන්වීමක් කිරීමට සිදුවනු ඇත, පර්යේෂණ කිරීම නොවේ. කෙසේ වෙතත්, ගුරුත්වාකර්ෂණ බලය අවකාශ කාලයෙහි වක්‍රය අනුව පැහැදිලි කළ හැකිද යන්න මහජනයා නොසලකයි.
ඇත්ත වශයෙන්ම, තවත් අවස්ථාවක් තිබේ - විශ්වය සරලව එක්සත් නොවනු ඇත. අප පැමිණ ඇති සමමිතිය හුදෙක් අපගේම ගණිතමය සොයාගැනීම් වන අතර භෞතික විශ්වය විස්තර නොකරයි.
Nautil.Us සඳහා ඉහළ පෙළේ ලිපියක, උසස් අධ්‍යයනය සඳහා වන ෆ්‍රැන්ක්ෆර්ට් ආයතනයේ විද්‍යාඥවරියක් වන Sabine Hossenfelder (3) තක්සේරු කළේ "සියල්ල පිළිබඳ න්යායක් පිළිබඳ සම්පූර්ණ අදහස පදනම් වී ඇත්තේ විද්‍යාත්මක නොවන උපකල්පනයක් මත" බවයි. “මෙය විද්‍යාත්මක න්‍යායන් වර්ධනය කිරීමේ හොඳම උපාය මාර්ගය නොවේ. (...) න්යාය වර්ධනය කිරීමේදී අලංකාරය මත යැපීම ඓතිහාසිකව දුර්වල ලෙස ක්‍රියාත්මක වී ඇත. ඇගේ මතය අනුව, සෑම දෙයකම න්‍යායකින් ස්වභාවධර්මය විස්තර කිරීමට හේතුවක් නැත. ස්වභාවධර්මයේ නීතිවල තාර්කික නොගැලපීම වළක්වා ගැනීම සඳහා අපට ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්වොන්ටම් න්යායක් අවශ්‍ය වන අතර, සම්මත ආකෘතියේ බලවේග ඒකාබද්ධ කිරීමට අවශ්‍ය නොවන අතර ගුරුත්වාකර්ෂණය සමඟ ඒකාබද්ධ වීමට අවශ්‍ය නොවේ. එය හොඳයි, ඔව්, නමුත් එය අනවශ්යයි. සම්මත ආකෘතිය ඒකාබද්ධ කිරීමකින් තොරව හොඳින් ක්රියා කරයි, පර්යේෂකයා අවධාරණය කරයි. භෞතික විද්‍යාඥයින් ලස්සන ගණිතය යැයි සිතන දේ ස්වභාවධර්මය පැහැදිලිවම ගණන් නොගන්නා බව හොසන්ෆෙල්ඩර් මහත්මිය කෝපයෙන් පවසයි. භෞතික විද්යාවේ දී, න්‍යායික සංවර්ධනයේ ප්‍රගමනයන් ගණිතමය නොගැලපීම් විසඳුම සමඟ සම්බන්ධ වී ඇති අතර අලංකාර සහ "නිමි" ආකෘති සමඟ නොවේ.
මෙම සන්සුන් අවවාද නොතකා, 2007 දී ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද Garrett Lisi ගේ The Exceptionally Simple Theory of Everything වැනි සියල්ල පිළිබඳ න්යායක් සඳහා නව යෝජනා නිරන්තරයෙන් ඉදිරිපත් වේ. එහි ලක්ෂණය වන්නේ මහාචාර්ය. Hossenfelder ලස්සන වන අතර ආකර්ශනීය දෘශ්‍යකරණයන් සමඟ අලංකාර ලෙස පෙන්විය හැකිය (4). E8 ලෙස හැඳින්වෙන මෙම න්යාය විශ්වය අවබෝධ කර ගැනීමේ යතුර බව ප්‍රකාශ කරයි සමමිතික රොසෙටා ස්වරූපයෙන් ගණිතමය වස්තුව.
ලිසි මෙම ව්‍යුහය නිර්මාණය කළේ දන්නා භෞතික අන්තර්ක්‍රියා ද සැලකිල්ලට ගන්නා ප්‍රස්ථාරයක් මත මූලික අංශු සැලසුම් කිරීමෙනි. මෙහි ප්රතිඵලය වන්නේ ලකුණු 248 ක සංකීර්ණ අට-මාන ගණිතමය ව්‍යුහයකි. මේ සෑම ලක්ෂයක්ම විවිධ ගුණ ඇති අංශු නියෝජනය කරයි. රූප සටහනෙහි "අතුරුදහන්" වූ ඇතැම් ගුණාංග සහිත අංශු සමූහයක් ඇත. අවම වශයෙන් මෙම "අතුරුදහන්" වලින් සමහරක් න්‍යායාත්මකව ගුරුත්වාකර්ෂණය සමඟ සම්බන්ධයක් ඇති අතර, ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාව සහ සාමාන්ය සාපේක්ෂතාවාදය අතර පරතරය අඩු කරයි.
4. දෘශ්‍යකරණ න්යාය E8
එබැවින් "ෆොක්ස් සොකට්" පිරවීම සඳහා භෞතික විද්යාඥයින්ට වැඩ කිරීමට සිදු වේ. එය සාර්ථක වුවහොත් කුමක් සිදුවේද? බොහෝ දෙනෙක් උපහාසාත්මක ලෙස පිළිතුරු දෙන්නේ විශේෂ දෙයක් නොවේ. ලස්සන පින්තූරයක් පමණක් අවසන් වනු ඇත. "සියල්ල පිළිබඳ න්යායක්" සම්පූර්ණ කිරීමේ සැබෑ ප්‍රතිවිපාක මොනවාදැයි අපට පෙන්වා දෙන බැවින් මෙම ඉදිකිරීම මෙම අර්ථයෙන් වටිනා විය හැකිය. සමහර විට ප්‍රායෝගික අර්ථයෙන් නොවැදගත්.
