Mengapa fisikawan top menyukai teori string

Teori string (superstring, teori-M , teori- F ) saat ini adalah yang paling menjanjikan dan, pada kenyataannya, satu-satunya kandidat untuk teori segalanya. Loop quantum gravity, spin network, dan "teori alternatif" lainnya tidak lagi dianggap serius oleh komunitas ilmiah.

Teori string teori

Ada beberapa buku non-fiksi yang bagus tentang masalah ini. "Elegant Universe" oleh Brian Green diingat.



Tetapi untuk satu buku bagus ada beberapa, dengan kata lain, tidak cukup objektif. Buku-buku Lee Smolin atau Peter Voight sesuai dengan definisi itu.

Baru-baru ini, sehubungan dengan "masalah" ketidaksetaraan jender dan berbagai jenis minoritas, alternatif perwakilan dari kategori-kategori ini telah mendapatkan perhatian yang semakin meningkat. Cukuplah untuk mengingat buku baru-baru ini oleh Sabina Hossenfelder , mengkritik teori string untuk (Anda tidak akan percaya) kompleksitas matematika yang digunakan di dalamnya.



Memang, untuk melanjutkan ke studi teori string, seseorang harus terlebih dahulu menguasai teori medan kuantum. Untuk memahami ide-ide teori medan kuantum, perlu mempelajari mekanika kuantum relativistik (persamaan Dirac, spinor, dll.). Tetapi pertama-tama, perlu untuk memahami matematika mekanika kuantum biasa (ruang Hilbert, operator Hermitian, operator kesatuan, dll.) Dan dalilnya.

Sudah pada langkah pertama ini, banyak yang dihilangkan. Bahkan matematika dari prinsip dasar mekanika kuantum tidak tertahankan bagi kebanyakan orang. Dengan setiap langkah selanjutnya, matematika diperumit dengan urutan besarnya. Jumlah orang yang bisa menguasainya dikurangi dengan urutan besarnya. Akibatnya, para ahli teori string sekarang memiliki maksimum beberapa ratus di dunia. Selain itu, sebagian besar penulis buku non-fiksi (Lee Smolin, Peter Voight, Sabina Hossenfelder dan lainnya) tidak termasuk.

Fakta bahwa teori fisik baru membutuhkan matematika yang lebih kompleks adalah keteraturan. Teori menjadi lebih abstrak. Begitu pula dengan teori relativitas khusus dan umum, dengan mekanika kuantum, teori medan kuantum. Teori string tidak terkecuali.

Tidak ada jalan untuk kembali. Tidak seorang pun di masa depan akan membatalkan kalkulus diferensial atau analisis tensor. Ganti dengan yang lebih kompleks - harap batalkan atau ganti dengan yang lebih sederhana - tidak.

Argumen penentang teori string

Pertimbangkan beberapa argumen populer yang menentang teori string, di samping logika "Jika saya tidak mengerti, maka ini tidak benar."

Teori string tidak membuat prediksi. Itu dapat disesuaikan dengan hasil apa pun. Ini tidak bisa dipalsukan dan bukan teori ilmiah menurut definisi Popper.

Ini tidak benar. Ada bahan-bahan yang tanpanya teori string tidak dapat melakukan, misalnya, supersimetri . Jika secara eksperimental ditemukan bahwa supersimetri tidak ada di alam semesta kita, maka teori string akan ditolak.

Teori string telah memberikan beberapa prediksi yang berguna. Jadi dalam kerangka itu, formula entropi lubang hitam diperoleh dari prinsip pertama. Teori string juga menyelesaikan paradoks informasi lubang hitam yang dirumuskan oleh Stephen Hawking sendiri. Dalam kerangka teori string, ditunjukkan bahwa itu tidak hilang.



Argumen standar untuk tesis bahwa teori string dapat disesuaikan dengan data eksperimental adalah adanya keteraturan $$$10 ^ {500}$solusi, yang masing-masing memberikan fisika sendiri. Pemandangan yang disebut.

Memang, teori string adalah metatori. Dengan analogi dengan bagaimana solusi persamaan elektrodinamika Maxwell memberikan fenomena yang berbeda tergantung pada kondisi awal (gelombang cahaya, medan listrik Coulomb statis, dll.), Berbagai solusi teori string memberikan fisika berbeda - teori medan kuantum efektif. Mengapa kita memiliki bidang seperti itu, dan bukan yang lain, benar-benar tetap menjadi pertanyaan terbuka.

Tetapi teori string tidak secara tepat mengatakan bahwa itu dapat menggambarkan apa pun. Sebaliknya, ia memiliki banyak kriteria yang membatasi. Sebagai contoh, ia melarang alam semesta di mana interaksi elektromagnetik (dan lainnya) lebih lemah daripada gravitasi . Lihat juga rawa .

Baik dan $$$10 ^ {500}$itu bukan jumlah yang besar. Jika kita berasumsi bahwa Alam Semesta kita adalah salah satu dari himpunan ini, maka "koordinat" -nya dalam struktur matematika besar ini hanya akan menempati 500 tempat desimal. Kurang dari satu kilobyte data sepenuhnya mengidentifikasi Alam Semesta kita di antara yang lain secara hipotesis. Setuju, tidak banyak.

Teori string membutuhkan pengukuran tambahan.

Berikut adalah contoh lain dari teori string yang memberikan prediksi. Jika ditemukan bahwa hanya ada satu dimensi temporal dan tiga dimensi spasial, maka teori string akan disangkal!

Teori string adalah satu-satunya teori fisik yang menentukan jumlah dimensi. Mekanika Newton dapat bekerja dalam sejumlah dimensi spasial, teori string - no. Dia menjelaskan mengapa pengukuran harus 10, 11 atau 26. Saya setuju bahwa pertanyaan mengapa hanya 4 dari mereka yang memiliki ukuran makro tetap terbuka.

Tidak ada definisi pasti dari teori string, jadi ini bahkan bukan teori.

Ya, karena kompleksitas matematika yang digunakan, belum ada definisi yang ketat. Namun, telah terbukti bahwa versi yang berbeda dari teori string menggambarkan struktur matematika yang sama dari sudut yang berbeda (teori-M). Versi berbeda dari teori string dihubungkan oleh dualitas .



Nah, argumen favorit saya:

Terdiri dari apa string?

Pertanyaannya adalah orang yang jauh dari mekanika kuantum dan menganggap string sebagai string gitar, serta elektron - sebuah bola kecil atau titik materi Newtonian, paling baik merupakan gelombang materi klasik atau distribusi muatan listrik.

Orang-orang seperti itu biasanya menunjukkan aktivitas terbesar dalam diskusi, dengan berbusa-basi dalam komentar yang membuktikan kesetiaan interpretasi mekanika kuantum di banyak dunia dan kekeliruan teori string.