لماذا يعشق كبار علماء الفيزياء نظرية الأوتار؟

تعد نظرية الأوتار (نظرية الأوتار الفائقة ، نظرية إم ، نظرية إف ) هي الأكثر وعدًا ، وفي الواقع ، المرشح الوحيد لنظرية كل شيء. حلقة الجاذبية الكمومية ، وشبكات الدوران ، وغيرها من "النظريات البديلة" لم تعد جديًا موضع نظر المجتمع العلمي.

نظرية نظرية الأوتار

هناك بعض الكتب الخيالية الجيدة حول هذا الموضوع. يتم استدعاء "الكون الأنيق" من قبل براين جرين.



لكن بالنسبة لكتاب جيد واحد ، فهناك العديد منها ، بعبارة ملطفة ، وليست موضوعية تمامًا. كتب لي سمولين أو بيتر فويت تتناسب مع هذا التعريف.

في الآونة الأخيرة ، فيما يتعلق بـ "مشاكل" عدم المساواة بين الجنسين وأنواع مختلفة من الأقليات ، تلقى ممثلو هذه الفئات ، بدلاً من ذلك ، اهتمامًا متزايدًا. يكفي أن نتذكر الكتاب الأخير الذي نشرته سابينا حسينفلدر ، والذي ينتقد نظرية الأوتار بسبب (لن تصدق) تعقيد الرياضيات المستخدمة فيه.



في الواقع ، من أجل المضي قدما في دراسة نظرية الأوتار ، يجب على المرء أولاً إتقان نظرية المجال الكمي. لفهم أفكار نظرية المجال الكمي ، من الضروري دراسة ميكانيكا الكم النسبية (معادلة ديراك ، المغازل ، إلخ). لكن أولاً وقبل كل شيء ، من الضروري أن نفهم رياضيات ميكانيكا الكم العادية (مساحة هلبرت ، ومشغلي الأرميت ، والمشغلين الوحدويين ، وما إلى ذلك) ومسلماتها.

بالفعل في هذه الخطوة الأولى ، يتم القضاء على الكثير. حتى الرياضيات من المبادئ الأساسية للميكانيكا الكم هو أمر لا يطاق بالنسبة لمعظم. مع كل خطوة تالية ، تكون الرياضيات معقدة بترتيب من حيث الحجم. يتم تقليل عدد الأشخاص القادرين على إتقانها بترتيب من الحجم. ونتيجة لذلك ، أصبح لدى خبراء نظرية الأوتار الآن مئات الآلاف كحد أقصى في العالم. علاوة على ذلك ، لم يتم تضمين معظم مؤلفي الكتب غير الخيالية (لي سمولين ، وبيتر فويت ، وسابينا هوسنفيلدر ، وغيرها).

حقيقة أن النظرية الفيزيائية الجديدة تتطلب الرياضيات أكثر تعقيدا هو انتظام. أصبحت النظريات أكثر تجريدًا. لذلك كان مع نظريات النسبية الخاصة والعامة ، مع ميكانيكا الكم ، نظرية مجال الكم. نظرية الأوتار ليست استثناء.

لا يوجد العودة إلى الوراء. لن يقوم أي شخص في المستقبل بإلغاء التحليل التفاضلي والتكامل أو الموتر. استبدل بشيء أكثر تعقيدًا - الرجاء الإلغاء أو الاستبدال بشيء أكثر بساطة - لا.

حجج معارضي نظرية الأوتار

فكر في بعض الحجج الأكثر شعبية ضد نظرية الأوتار ، بالإضافة إلى المنطق "إذا لم أفهم ، فهذا غير صحيح".

نظرية الأوتار لا تقدم أي تنبؤات. ويمكن تعديلها لأية نتائج. إنها ليست مزيفة وليست نظرية علمية حسب تعريف بوبر.

هذا ليس كذلك. هناك مكونات لا يمكن لنظرية الأوتار بدونها ، على سبيل المثال ، التناظر الفائق . إذا اكتُشف تجريبياً أن التناظر الفائق غائب في عالمنا ، فستدحض نظرية الأوتار.

قدمت نظرية الأوتار بالفعل بعض التوقعات المفيدة. لذلك في إطاره ، تم الحصول على صيغة إنتروبيا الثقب الأسود من المبادئ الأولى. نظرية الأوتار حلّت أيضًا مفارقة معلومات الثقب الأسود التي صاغها ستيفن هوكينج نفسه. في إطار نظرية الأوتار ، يتبين أنها لا تضيع.



الحجة القياسية لأطروحة أن نظرية الأوتار يمكن تكييفها مع أي بيانات تجريبية هي وجود النظام $$$10 ^ {500}$الحلول ، كل منها يعطي الفيزياء الخاصة بها. المشهد يسمى.

في الواقع ، نظرية الأوتار هي metatheory. قياسًا على كيفية إعطاء حلول معادلات الديناميكا الكهربائية في ماكسويل ظواهر مختلفة تبعًا للظروف الأولية (الموجة الضوئية ، الحقل الكهربي الثابت في كولوم ، وما إلى ذلك) ، تعطي المحاليل المختلفة لنظرية الأوتار نظريات مختلفة في مجال الفيزياء - مجال الكم. لماذا لدينا مثل هذه الحقول ، وليس غيرها ، لا يزال حقا سؤال مفتوح.

لكن نظرية الأوتار لا تقول بالضبط إنها يمكن أن تصف أي شيء. على العكس من ذلك ، لديها العديد من المعايير المحددة. على سبيل المثال ، يحظر الأكوان التي يكون فيها التفاعل الكهرومغناطيسي (وأي شيء آخر) أضعف من الجاذبية . انظر أيضا المستنقعات .

حسنا و $$$10 ^ {500}$انها ليست مثل هذا العدد الكبير. إذا افترضنا أن كوننا هو واحد من هذه المجموعة ، فإن "الإحداثيات" في هذا الهيكل الرياضي الكبير ستحتل 500 منزلة عشرية فقط. أقل من كيلوبايت من البيانات يحدد عالمنا تمامًا بين الآخرين الافتراضيين. توافق ، ليس كثيرا.

تتطلب نظرية الأوتار قياسات إضافية.

هنا مثال آخر لنظرية الأوتار يعطي تنبؤات. إذا تم اكتشاف أن هناك بعدًا زمنيًا واحدًا وثلاثة أبعاد مكانية ، فستدحض نظرية الأوتار!

نظرية الأوتار هي النظرية الفيزيائية الوحيدة التي تحدد عدد الأبعاد. الميكانيكا النيوتونية يمكن أن تعمل في أي عدد من الأبعاد المكانية ، نظرية الأوتار - لا. تشرح لماذا يجب أن تكون القياسات 10 أو 11 أو 26. أوافق على أن السؤال عن سبب وجود 4 منها فقط بأحجام كبيرة يبقى مفتوحًا.

لا يوجد تعريف دقيق لنظرية الأوتار ، لذلك هذه ليست نظرية.

نعم ، نظرًا لتعقيد الرياضيات المستخدمة ، لا يوجد تعريف صارم بعد. ومع ذلك ، فقد تبين أن إصدارات مختلفة من نظرية الأوتار تصف التركيب الرياضي نفسه من زوايا مختلفة (نظرية M). ترتبط إصدارات مختلفة من نظرية الأوتار بالازدواجية .



حسنًا ، حجةي المفضلة:

ماذا تتكون سلسلة من؟

السؤال هو شخص بعيد عن ميكانيكا الكم ويفكر في الخيط كسلسلة جيتار ، وكذلك إلكترون - كرة صغيرة أو نقطة مادة نيوتونية ، في أفضل الأحوال موجة كلاسيكية من المادة أو توزيع شحنة كهربائية.

هؤلاء الأشخاص عادة ما يكونون أكثر نشاطًا في المناقشات ، مع وجود رغوة في الفم في التعليقات التي تثبت الإخلاص للتفسير العالمي للعالم لميكانيكا الكم وخطأ نظرية الأوتار.