/* Google analytics */

Wednesday, March 2, 2011

Неприятности с физикой. Смолин, Ли

Популярные книги о физике у меня делятся на три группы. Во-первых, это книги в духе Перельмана, «Физики для всех» Китайгородского или великолепной «Смотри в корень» Маковецкого. Это книги о прошлом физики. Не в том смысле, что это устаревшие данные, но это фундамент, много веков как открытый и проверенный. Прошлое, по моему субъективному мнению, заканчивается на Эйнштейне. Во-вторых, это книги о настоящем физики. Настоящее, по тому же субъективному мнению, начинается, естественно, тоже на Эйнштейне. Это Фейнмановские лекции, книги Хокинга и «К чему пришла физика» Рёю Утиямы. (На самом деле, «К чему пришла физика» это небольшая книжечка, которая никак не тянет на то, чтобы стоять в одном ряду с Фейнманом, но я положил столько усилий, чтобы что-то в ней понять, что она сильно запала мне в душу.) И, наконец, третья часть, будущее физики, это что-то вроде «Элегантной вселенной» Брайана Грина. Это книги, рассказывающие о теориях, которые еще не стали частью общепринятой картины мира, но скоро должны стать.

Переход от первого этапа ко второму, помнится, меня сильно озадачил. Вместо стройной физики Ньютона (и даже Эйнштейна) вдруг вылезло громадное количество «элементарных» частиц, все эти пионы, мюоны, бозоны, не говоря уж о странных цветных кварках. Потом появились дополнительные силы, поля... Это было неуклюже. Кто-то что-то недопонимал. Я был достаточно нахален, чтобы думать, что не я.

И вот мне попалась «Элегантная вселенная», которая все расставила по местам. Бесчисленные элементарные частицы стали просто разными многомерными колебаниями одинаковых, действительно элементарных частиц, струн. Все взаимодействия частиц свелись к замкнутым струнам, стремящимся уменьшить свою площадь. Введение еще одной концепции, мембран, позволяло легко перейти к от многомерных миров к привычному трехмерному. Все начинало становится на свои места. Мир снова был простым.

Но Сатана недолго ждал реванша. Пришел Ли Смолин, и стало все как раньше.

Книга Смолина, полное название которой — «Неприятности с физикой: Взлет теории струн, упадок науки и что за этим следует», это не книга о физике. Формул там даже меньше, чем у Грина. Это книга, скорее, о научном подходе и о том, как им пренебрегают ради эффекта. Смолин для начала напоминает о пяти фундаментальных задачах современной физики:

Во-первых, объединить ОТО и квантовую теорию в одну теорию, которая может претендовать на роль полной теории природы. Проблема 2: решение проблемы обоснований квантовой механики или путем придания смысла теории в ее существующем виде, или путем изобретения новой теории, которая имеет смысл. Проблема 3: определить, могут или нет различные частицы и силы быть объединены в теорию, которая объясняет их все как проявление единственной, фундаментальной сущности. Проблема 4: объяснить, как в природе выбираются величины свободных констант в стандартной модели физики частиц. Проблема 5: объяснить темную материю и темную энергию. Или, если они не существуют, определить, как и почему гравитация модифицируется на больших масштабах. Более общо, объяснить, почему константы стандартной модели космологии, включая темную энергию, имеют те величины, которые имеют.

Оставшаяся часть книги посвящена педантичному доказательству утверждения, что за последние тридцать лет физика не сделала ни единого шага к решению хотя бы одной из этих проблем. Смолин подробно пересказывает историю теории струн, перечисляет все ее модификации и ответвления, рассматривает каждое из них и приходит к выводу, что струнные теоретики склонны выдавать желаемое за действительное. Они основывают свои рассуждения на недоказанных утверждениях. Больше того, сложившаяся в физике ситуация еще и препятствует работе тех, кто занимается другими теориями. Смолин не говорит, что у теории струн нет будущего, но он утверждает, что струнники играют не по тем правилам, по которым играли Ньютон и Эйнштейн.

Может, это звучит смешно, но после книги Смолина у меня появилась надежда, что на LHC все-таки не найдут ни пресловутый бозон Хиггса, ни какую-то другую частицу, которая могла бы подтвердить идею суперсимметрии, которая, похоже, является необходимым условием для ТС. Может, физики все-таки одумаются, и придумают другую, более внятную теорию? Смолин в последних главах дает и обзор таких теорий-кандидатов.

Должен отметить еще и плохое качество перевода книги Ли Смолина. То ли мне попался неотредактированный перевод, то ли вооще подстрочник... Такие фразы как «Мы коротко увидим» (shortly, надо полагать) или «экстремально полезный» наводят на мысль, что перевод делал человек, для которого русский язык неродной. С другой стороны, английский ему тоже, видимо, знаком не очень хорошо, иначе вряд ли он перевел бы «Real world out there!» как «реальный мир не здесь».

В остальном я очень доволен книгой. Хоть она и заставила меня разочароваться в теории струн, она все же и дает надежду, что выход из тупика стандартной модели есть.

15 comments:

  1. Но Грина я все равно дочитаю! Хотя мне уже и стало скучновато к середине... 8-)

    ReplyDelete
  2. Грина обязательно дочитай. Он хорош уже хотя бы тем, что у него я нашел первое простое объяснение, почему теория относительности верна, почему иначе и быть не может. Если раньше я ее принимал, то теперь понимаю :)

    ReplyDelete
  3. А про это я уже прочитал, это было в начале. 8-)
    Нет, похоже не буду я его дочитывать, что-то скучно стало...

    ReplyDelete
  4. Смотри, конечно. А вообще-то, там четвертая часть интересная.

    ReplyDelete
  5. Подписываюсь под каждым словом комментария

    ReplyDelete
  6. Кас: "Может, это звучит смешно, но после книги Смолина у меня появилась надежда, что на LHC все-таки не найдут ни пресловутый бозон Хиггса, ни какую-то другую частицу, которая могла бы подтвердить идею суперсимметрии, которая, похоже, является необходимым условием для ТС".

    У меня тоже, но, подозреваю, это иллюзия. Найдут или не найдут, сейчас предсказать куда пойдет теория трудно, так есть другой камень преткновения - "цвет".
    М. Грин в книге "элегантная Вселенная" даёт очень лаконичную картину микромира:
    Время: внутренняя степень свободы движения материи, более сложнее чем вращение и, внешне, в целом проявляется как масса - степень сопротивления перемещению в Пространстве при внешнем воздействии.
    Служит также "масштабом" скорости изменений положения материи в Пространстве.
    Пространство - внешние степени свободы движения материи ( 3 линейные измерения)
    Масса: энергия материи движущейся по внутренней степени свободы. Масса обусловлена движением материи во времени.
    Z,W-Векторный Бозоны - структурные единица физвакуума направляющая движение материи по внутренней степени свободы - обнаружены.
    Хиггс: - структурная единица физвакуума направляющая движение материи по внутренней степени свободы (как шаперон в биологии),
    Возможно он существует.

    ReplyDelete
  7. Почему-то мне легче представить себе цвет (или спин, если уж на то пошло), чем существование неизвестных суперпартнеров к каждой известной частице :)

    А вот эта статья (хотя и не совсем на эту тему) меня порадовала:
    Темные иллюзии развеял вакуум.

    ReplyDelete
  8. Кас: А вот эта статья (хотя и не совсем на эту тему) меня порадовала

    СПАСИБО!
    Прочёл статью и всё, что было опубликовано на эту тему.
    Дело в том, что, действительно, ни Хиггса, ни Суперпартнёров (Суперсимметрии) на Большом Ускорителе не нашли (!), и все эти теории пошли на слом. Предчувствие Вас не обмануло. Скорее всего, ближайшие годы внимание будет сосредоточено на изучении Цвета при сталкивании ядер.
    А вот в связи с перспективами, открывшимися для других теорий, теперь слово за Большим Замедителем, на котором проверят есть ли антигравитация у антиматерии. Если да, то выстраивается само простое объяснение, что Темные Энергия и Материя - это просто иллюзия.
    Для меня откровением была статья Массимо Виллата, что антигравитация выводится как одно из решений уравнения ОТО Эйнштейна, которое, никто до этого не принимал всерьёз, а рассматривали лишь как математический курьёз.

    http://massimovillata.com/about-2/

    http://www.popmech.ru/article/8939-antimateriya-protiv-temnoy-energii/page/6/

    История повторяется, даже авторы сначала не принимали всерьёз собственные выводы - Лоренц о замедлении времени, Дирак - о существовании антиэлектрона.
    И вновь, на сцену выходит теория Эйнштейна. Виллата не первый, кто обратил на это внимание, и у этой идеи есть серьёзные теоретические возращения, но теперь дело за малым - накопить достаточное количество холодного антиводорода и посмотреть. Очень трудная задача. Но если на отсутствие Хиггса ставили не больше 5% физиков, на антигравитацию - не больше 1%.
    http://www.youtube.com/watch?v=JnCv884JLrw

    ReplyDelete
  9. А бозон Хиггса, похоже, всё же нашли. В отличие от суперсимметрии. И всё остаётся по-прежнему неясным...

    ReplyDelete
  10. Отличная Книга! Большая часть физиков (не работающие на переднем крае фундаментальной науки) являются потребителями имеющихся теорий, с дозированной информацией о результатах которыми их осведомляют в восхитительной форме, но они не вкурсе с какими проблемами в действительности столкнулась фундаментальная физика. В этой книге откровения Lee Smolin выносит вердикт, в коей автор "стандартной модели" сам разочаровался (потому что она не даёт ответа пяти проблемам теоретической физики, которые надеялись с её помощью получить), говоря, что надо пересмотреть всю физику на корню. Мало кто прочел эту книгу от начала до конца, большинство не вникая, наспех пролистав, предпочитают ознакомиться с ней посредством чьего-то отзыва, но те, кто и написал такую аннотацию, пишут о достижениях, но не цитируют из этой книги проблемы, которые нынешняя физика не может решить. Для таких читателей кому невмоготу прочесть книгу полностью есть выписка резюмирующих выдержек из этой книги, см.- http://www.otvp.org/e13d_cove.php

    ReplyDelete
    Replies
    1. У меня, уважаемый Gost, сложилось впечатление, что как раз наоборот, кое-кто не вникая, наспех, прочитал мою статью. Потому что если бы вы были внимательнее, вы бы увидели, что я именно эти пять проблем и процитировал :)

      Delete
  11. Отличная статья. Небольшой вопрос: "Как бы Вы перевели: «Real world out there!»

    ReplyDelete
    Replies
    1. Спасибо за отзыв.
      Я перевел бы эти слова прямо противоположным образом: "Вокруг нас реальный мир". Примерно так.

      Delete
    2. Да, по-русски звучит хорошо. Спасибо. У Вас прекрасный блог.

      Delete
  12. Вчера я начала читать Ли Смолина ("Элегантную Вселенную" Брина я прочла давно). Сейчас я не могу опять открыть книгу Смолина,чтобы продолжить чтение. А ответить Смолину ,частично,я уже хочу. Но - воздержусь(пока).

    ReplyDelete