Теория всего
Тео́рия всего́ — гипотетическая объединённая физико-математическая теория, описывающая все известные фундаментальные взаимодействия. Первоначально данный термин использовался в ироническом ключе для обозначения разнообразных обобщённых теорий[1]. Со временем термин закрепился в популяризациях квантовой физики для обозначения теории, которая объединила бы все четыре фундаментальных взаимодействия в природе. В современной научной литературе вместо термина «теория всего» как правило используется термин «единая теория поля», тем не менее следует иметь в виду, что теория всего может быть построена и без использования полей несмотря на то, что научный статус таких теорий может быть спорным.
В течение двадцатого века было предложено множество «теорий всего», но ни одна из них не смогла пройти
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b0/Particle_overview-ru.svg/480px-Particle_overview-ru.svg.png)
Основные положения
После построения в конце XIX века
Первые варианты единых теорий поля были созданы Давидом Гильбертом и Германом Вейлем. В дальнейшем большое внимание «теории всего» уделил Альберт Эйнштейн. Он посвятил попыткам её создания большую часть своей жизни[2]. Гильберт, Вейль и, в дальнейшем, Эйнштейн полагали, что достаточно объединить общую теорию относительности и электромагнетизм, к тому же вначале не имелось в виду, что они должны быть квантовыми, так как сама квантовая механика ещё не была достаточно развитой. В значительной мере, если не полностью, минимальная программа — объединение ОТО и электродинамики была решена в рамках теории Калуцы — Клейна (возможно, и ещё некоторых теорий), но почти уже ко времени её создания стало актуальным включение в теорию других полей и предсказание существования многих частиц, что было не совсем тривиальным, а в дальнейшем прояснились и новые трудности, а квантовый вариант теории Калуцы — Клейна хоть и был мыслим, однако квантование наталкивалось на трудности конкретной разработки, как и квантование само́й общей теории относительности отдельно.
Современная физика требует от «теории всего» объединения четырёх известных в настоящее время фундаментальных взаимодействий:
- гравитационное взаимодействие;
- электромагнитное взаимодействие;
- сильное ядерное взаимодействие;
- слабое ядерное взаимодействие.
Кроме того, она должна объяснять существование всех
В конце
В конце 2007 года Гаррет Лиси предложил «Исключительно простую теорию всего», основанную на свойствах алгебры Ли. Несмотря на обнаруженные недостатки теории Лиси, она может открыть новое направление работ в области единых теорий поля.
В настоящее время основными кандидатами в качестве «теории всего» являются теория струн, петлевая теория и теория Калуцы — Клейна. О последней подробней. В начале двадцатого века появились предположения, что Вселенная имеет больше измерений, чем наблюдаемые три пространственных и одно временно́е. Толчком к этому стала теория Калуцы — Клейна, которая позволяет увидеть, что введение в общую теорию относительности дополнительного измерения приводит к получению уравнений Максвелла. Благодаря идеям Калуцы и Клейна стало возможным создание теорий, оперирующих большими размерностями. Использование дополнительных измерений подсказало ответ на вопрос о том, почему действие гравитации проявляется значительно слабее, чем другие виды взаимодействий. Общепринятый ответ состоит в том, что гравитация существует в дополнительных измерениях, поэтому её влияние на наблюдаемые измерения ослабевает.
В научном сообществе физиков продолжаются дебаты по поводу того, следует ли считать «теорию всего» фундаментальным законом Вселенной. Одна точка зрения, строго редукционистская, состоит в том, что «теория всего» — это фундаментальный закон Вселенной и что все остальные теории, описывающие Вселенную, являются её следствиями или предельными случаями. Другая точка зрения опирается на законы, названные Нобелевским лауреатом по физике Стивеном Вайнбергом законами «свободного плавания», которые определяют поведение сложных систем. Критика последней точки зрения обращает внимание на то, что в такой формулировке «теория всего» нарушает принцип бритвы Оккама.
Среди других факторов, уменьшающих объяснительно-предсказательную ценность «теории всего», её чувствительность к наличию у Вселенной граничных условий и существование математического хаоса среди её решений.
См. также
Примечания
- ↑ Так, прадед Ийона Тихого, персонажа научно-фантастического цикла Станислава Лема, работал над «Общей теорией всего».
- ↑ Евгений Беркович. Трагедия Эйнштейна, или Счастливый Сизиф. Очерк второй. Эйнштейн против Паули. Единая теория поля // Наука и жизнь. — 2020. — № 2. — С. 66—79. Архивировано 27 сентября 2020 года.
Литература
- Визгин В. П. Единые теории в 1-й трети XX в. — М.: Наука, 1985. — С. 304.
- Вайнберг С. Мечты об окончательной теории. Dreams of a Final Theory — М.: ЛКИ, 2008, — С. 256, ISBN 978-5-382-00590-4.
- Майков В. П. Методология физики с неньютоновым временем. В сб. Философия физики: актуальные проблемы. Материалы научной конференции (МГУ) 17-18 июня 2010 года. — М.: ЛЕНАНД, 2010,- С. 95-99. ISBN 978-5-9710-0319-9.
- Майков В. П. Квантово-релятивистская термодинамическая космология. В сб. Философия физики: актуальные проблемы. Материалы научной конференции (МГУ) 17-18 июня 2010 года. — М.: ЛЕНАНД, 2010,- С. 228—232. ISBN 978-5-9710-0319-9.
- Митио Каку. Уравнение Бога. В поисках теории всего = Michio Kaku. The God Equation: The Quest for a Theory of Everything. — М.: Альпина нон-фикшн, 2022. — 246 с. — ISBN 978-5-00139-431-0.
Ссылки
- [bse.sci-lib.com/article036754.html Статья «Единая теория поля»] // Большая Советская Энциклопедия
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист |