Index      Тексты      E-Mail      Ссылки      Вторжение      Вне поля зрения   Гостевая книга

Дмитрий Поляков
Теория Суперструн

Большой Андронный Коллайдер

       Когда классики марксизма-ленинизма утверждали, что "наука партийна", они были очень близки к истине. Научная мысль отражает философские установки. В гуманитарных дисциплинах - это очевидно. В естественных и точных науках - нет, но, тем не менее, это факт. "Великая война континентов" идет на уровне парадигм. Она затрагивает, в том числе, и науку. В современной физике сегодня идут революционные процессы. Подчас они приводят к парадоксальным результатам, играющим на руку евразийскому лагерю. Евразийство в науке проявляется в "холизме", в волновом (шире, континуальном, недискретном) отношении к природе реальности, в новейшем принципе "голографического" объяснения важнейших физических процессов, в преобладании синхронического, симультанного подхода и т.д. Ниже, в качестве иллюстрации евразийского тезиса в физике, мы приводим статью известного молодого ученого, разрабатывающего сознательно и последовательно евразийскую линию в рамках фундаментальной науки.

       Рассказать о Теории Суперструн в двух словах довольно сложно, т.к. для ее описания требуется особый язык. "Кирпичиками" этого языка можно условно назвать конформную теорию поля, квантовую теорию поля, топологию, дифференциальную и алгебраическую геометрии и т.д. Вообще, в физических формулах крайне важна их внутренняя архитектура. Очень часто именно по красоте этой магической архитектуры (а вовсе не по позитивистскому согласию с экспериментом) можно судить об истинности той или иной модели.
       Я постараюсь все же рассказать про струны, не используя, насколько возможно, этот магический язык. При этом, опасаюсь, серьезно пострадает связность изложения. И, конечно, ни на какую полноту и последовательность я не претендую. Итак, струна - это своего рода первичное творение в видимой Вселенной.
       Этот объект не материален, тем не менее, его можно представлять себе приближенно в виде некоей натянутой нити, веревки или, например, скрипичной струны, летающей в десятимерном пространстве-времени.
       Летая в десятимерии, этот протяженный объект испытывает так же и внутренние вибрации. Из этих-то вибраций (или октав) и происходит вся материя (и, как выяснится далее, не только материя). Т.е. все разнообразие частиц в природе - это просто разные октавы одного итого же примордиального творения - струны. Хороший пример двух таких разных октав, происходящих от единой струны, - гравитация и свет (гравитоны и фотоны). Тут, правда, есть некоторые тонкости - необходимо различать спектры замкнутых и незамкнутых струн, но сейчас эти подробности приходится опускать.
       Итак, как же изучать такой объект, как возникают десять измерений и как найти правильную компактификацию десятимерия до нашего четырехмерного мира?
       Не имея возможности "поймать" струну, мы идем по ее следам и исследуем ее траекторию. Подобно тому, как траектория точки - кривая линия, траектория одномерного протяженного объекта (струны) это двумерная ПОВЕРХНОСТЬ.
       Таким образом, математически теория струн - это динамика двумерных случайных поверхностей, вложенных в пространство высших измерений.
       Каждая такая поверхность называется МИРОВЫМ ЛИСТОМ.
       Вообще, во Вселенной необычайно важную роль играют всевозможные симметрии.
       Из симметрии той или иной физической модели часто можно сделать важнейшие выводы о ее (модели) динамике, эволюции, мутации и т.д.
       В Теории Струн такой краеугольной симметрией является т.н. РЕПАРАМЕТРИЗАЦИОННАЯ ИНВАРИАНТНОСТЬ (или "группа диффеоморфизмов"). Инвариантность эта, говоря очень грубо и приблизительно, означает следующее. Представим себе мысленно наблюдателя, "севшего" на один из мировых листов, "заметаемых" струной. В руках у него - гибкая линейка, с помощью которой он исследует геометрические свойства поверхности Мирового Листа. Так вот - геометрические свойства поверхности, очевидно, не зависят от градуировки линейки. Независимость структуры Мирового Листа от масштаба "мысленной линейки" и называется Репараметризационной Инвариантностью (или R-инвариантностью).
       При кажущейся простоте этот принцип приводит к крайне важным последствиям. Прежде всего, справедлив ли он на квантовом уровне?
       В классической физике, как я сказал, его справедливость вполне ясна. Но на малых расстояниях законы классической физики неприменимы, т.к. начинает работать Принцип Неопределенности Гейзенберга, т.е. квантовые эффекты. И вот, оказывается, что с учетом квантовых поправок Репараметризационная Инвариантность, Симметрия, дающая Вселенной жизнь, нарушается! Где же выход?
       Оказывается, что существует одна-единственная возможность, при которой Принцип Гейзенберга все-таки не нарушает R-инвариантность, т.е. мироздание остается незыблемым (по крайней мере, на какой-то срок).
       1) Необходимо признать, что наше пространство-время не четырехмерно (как это кажется наивному наблюдателю), но мы живем в десяти измерениях.
       2) Сохранение R-симметрии на квантовом уровне тесно связано с существованием Духов (т.н. Духов Фаддеева-Попова). Духи - это поля (волны, вибрации, частицы), вероятность наблюдения которых отрицательна.
       Для рационалиста это, конечно же, абсурд: ведь классическаявероятность любого события лежит всегда между 0 (когда событие наверняка не произойдет) и 1 (когда, напротив, оно произойдет наверняка).
       Вероятность появления Духов, однако, отрицательна. Таково одно из возможных определений Духов. Апофатическое определение. В связи с этим мне вспоминается определение Любви Аввой Дорофеем: "Бог есть центр круга. А люди - радиусы. Возлюбив Бога, люди приближаются к Центру, как радиусы. Возлюбив друг друга, они приближаются к Богу, как к центру".
       Итак, подведем первые итоги.
       Мы познакомились с Наблюдателем, которого с линейкой сажают на Мировой Лист. И градуировка линейки, на первый взгляд, произвольна, а Мировой Лист к этому Произволу равнодушен.
       Это Равнодушие (или симметрия) называется Репараметризационной Инвариантностью (R-инвариантностью, группой диффеоморфизмов).
       Необходимость увязать Равнодушие с Неопределенностью приводит к выводу о десятимерности Вселенной.
       На самом деле, все обстоит несколькосложнее.
       С какой попало линейкой, да на Мировой Лист наблюдателя, конечно же, никто не пустит. Десятимерный мир светел, строг и никакой отсебятины не терпит. За любую отсебятину с Мировым Листом у подонка навсегда отобрали бы линейку и хорошо высекли бы, как протестанта.
       Мировой Лист - это не лютеранская кирка и не баптистский бордель.
       Протестантов здесь секут годами неземными.
       Но если Наблюдатель не протестант, ему дают Линейку раз и навсегда определенную, выверенную, неизменную на века, и с этой строжайше отобранной Единственной Линейкой допускают на Мировой Лист.
       В Теории Суперструн этот ритуал называется "фиксацией калибровки".
       В результате фиксации калибровки и возникают Духи Фаддеева-Попова.
       Именно эти Духи и вручают Наблюдателю Линейку.
       Однако выбор калибровки - это всего лишь чисто экзотерическая, полицейская функция Духов Фаддеева-Попова. Экзотерическая, продвинутая миссия этих Духов состоит в выборе правильной компактификации и, впоследствии, в порождении солитонов и Хаоса в компактифицированном мире.
       Как именно это происходит - вопрос очень тонкий и до конца не ясный; я постараюсь описать этот процесс как можно короче и нагляднее, опуская, насколько возможно, технические подробности.
       Во всех обзорах по Теории Суперструн имеется т.н. Теорема об Отсутствии Духов. Эта Теорема гласит, что Духи, хотя и определяют выбор калибровки, тем не менее, никак не влияют непосредственно на вибрации струны (вибрации, порождающие материю). Иными словами, согласно теореме, спектр струны не содержит Духов, т.е. Пространство Духов полностью отделено от эманаций материи, а Духи - не более чем артифакт фиксации калибровки. Можно сказать, это Духи - следствие несовершенства наблюдателя, никак не связанное с динамикой струны. Это - классический результат, в ряде случаев более или менее верный. Однако применимость этой теоремы ограничена, т.к. все известные ее доказательства не учитывают одного крайне важного нюанса. Нюанс этот связан с т.н. "нарушением симметрии картин".
       Что это такое? Рассмотрим произвольную вибрацию струны: например, эманацию света (фотон). Оказывается, существует несколько различных способов описания этой эманации. А именно, в теории струн эманации описываются с помощью т.н. "вершинных операторов". Каждой эманации соответствует несколько предположительно эквивалентных вершинных операторов. Эти эквивалентные операторы отличаются друг от друга своими "духовыми числами", т.е. структурой Духов Фаддеева-Попова.
       Каждое такое эквивалентное описание одной и той же эманации называется Картиной. Существует т.н. "conventional wisdom", настаивающая на равноценности Картин, т.е. вершинных операторов с различными духовыми числами. Это предположение известно как "picture-changing symmetry of vertex operators".
       Эта "conventional wisdom" и подразумевается молчаливо при доказательстве Теоремы об Отсутствии. Однако более внимательный анализ показывает, что этой симметрии не существует (точнее, она существует в одних случаях и нарушается в других). Из-за нарушения Симметрии Картин нарушается в ряде случаев и упомянутая выше Теорема. А это значит - Духи играют непосредственную роль в вибрациях струны, пространства материи и Духов не независимы, но тончайшим образом переплетаются.
       Пересечение этих пространств и играет важнейшую роль в динамической компактификации и формировании Хаоса.

Rambler's Top100

Реклама