Физика: Струны - что это и откуда ?

Alexei Bykov
Уже с Приветом
Posts: 400
Joined: 18 Jul 2002 11:22

Post by Alexei Bykov »

2 Sas2: что же вы хотели сказать? :pain1:
Sas2
Уже с Приветом
Posts: 615
Joined: 29 Sep 2000 09:01
Location: Gaithersburg, MD

Post by Sas2 »

Alexei Bykov wrote:2 Sas2: что же вы хотели сказать? :pain1:

Хочу сказать, что не популярность какой-то теории обычно связана с тем что она не очень согласуется с экспериментом.
Alexei Bykov
Уже с Приветом
Posts: 400
Joined: 18 Jul 2002 11:22

Post by Alexei Bykov »

А вот представьте себе, например, ситуацию, что несколько корифеев-теоретиков занимаются (заинтересовались) какой-либо теорией (почему заинтересовались мы не будем обсуждать). И тогда остальные, менее именитые, теоретики (не все) будут заниматся ею. Гранты то всем нужны... :) А то, согласуется эта теория с практикой или нет, - дело, оказывается, второстепенное...
Sas2
Уже с Приветом
Posts: 615
Joined: 29 Sep 2000 09:01
Location: Gaithersburg, MD

Post by Sas2 »

Alexei Bykov wrote:А вот представьте себе, например, ситуацию, что несколько корифеев-теоретиков занимаются (заинтересовались) какой-либо теорией (почему заинтересовались мы не будем обсуждать). И тогда остальные, менее именитые, теоретики (не все) будут заниматся ею. Гранты то всем нужны... :) А то, согласуется эта теория с практикой или нет, - дело, оказывается, второстепенное...

Не второстепенное. Ну никто не даст грантов под совсем левую теорию.
Hamster
Уже с Приветом
Posts: 11475
Joined: 20 Nov 2000 10:01
Location: Escondido, CA

Post by Hamster »

Andrey wrote:как она может быть популярной или нет ?
как закон гравитации может быть популярен или нет
он есть или его нет

Потому что она находится на переднем крае науки. Кроме того, в физике нет абсолютных законов. Закон гравитации ( Ньютоновский? ) работает с хорошей точностью в одних условиях, но может быть неприменим в других. Общую Теорию Всего физики еще не создали.
Andrey wrote:почему же тогда там в институтах даже не упоминали об этом
у меня был тех вуз - 2 года физики - а про это не слово ?


Двух лет физики для понимания теории струн очень мало. Нужны основательные знания во всех дисциплинах, из которых она строится - это и физические ( общая теория относительности, квантовая электродинамика ), и математические ( матанализ, топология ). И этот топик мне кажется бессмысленным. Как ( и зачем ) объяснять такую теорию на пальцах любопытствующему неспециалисту? Попробуйте прочитать 2-4 тома Ландау-Лифшица. Если прочитаете, все поймете и не пропадет интерес к предмету, можно начинать интересоваться струнами.
Протоукр
Alexei Bykov
Уже с Приветом
Posts: 400
Joined: 18 Jul 2002 11:22

Post by Alexei Bykov »

...все 10 томов... и не только... и не только прочитать...
Sas2
Уже с Приветом
Posts: 615
Joined: 29 Sep 2000 09:01
Location: Gaithersburg, MD

Post by Sas2 »

Andrey wrote:
Sas2 wrote:Насколько я знаю теория суперструн одна из теорий.


одна из теорий чего ?

Sas2 wrote:На данный момент не самая растространенная. Самая растространенная это так называемая "Стандартная Модель". Суперструны была популярны в 70-х годах (если я не ошибаюсь).


как она может быть популярной или нет ?
как закон гравитации может быть популярен или нет
он есть или его нет

почему же тогда там в институтах даже не упоминали об этом
у меня был тех вуз - 2 года физики - а про это не слово ?

Закон :umnik1: он либо есть, либо нет. Теория еще не закон.
User avatar
Andrey
Уже с Приветом
Posts: 725
Joined: 03 May 1999 09:01
Location: USA

Post by Andrey »

вот так и отбивается интерес ко всему не познаному :umnik1:
Sas2
Уже с Приветом
Posts: 615
Joined: 29 Sep 2000 09:01
Location: Gaithersburg, MD

Post by Sas2 »

Alexei Bykov wrote:...все 10 томов... и не только... и не только прочитать...

Зачем десять? Зачем читать 5-ый, 10-ый. Что они для понимания Теории Поля дадут?
Alexei Bykov
Уже с Приветом
Posts: 400
Joined: 18 Jul 2002 11:22

Post by Alexei Bykov »

Для общего развития :).

По поводу закона: Закон в Африке не всегда является законом в Европе (аналогия, надеюсь, понятна).
Alexei Bykov
Уже с Приветом
Posts: 400
Joined: 18 Jul 2002 11:22

Post by Alexei Bykov »

Вечер... На ступеньках Физфака лежит пьяный в сосиску студент, рядом валяется учебник... Милицейский патруль. Один из ментов поднимает книгу и читает:
- "Ландау. Лившиц. Теория поля."
Второй студенту:
- Ну че, агроном, вставай, пошли!
Alexei Bykov
Уже с Приветом
Posts: 400
Joined: 18 Jul 2002 11:22

Post by Alexei Bykov »

"Ведь ясно, что капиталистическая и фашистская наука ведут не вполне строго научную агитацию, которую нужно уметь анализировать, нужно осторожно относиться к проповедуемым иностранцами "научным" истинам и положениям. Они могут быть не только однобокими, но и неверными. Ведь мы знаем, что Габер, стараясь внушить своими (открытыми) работами трудную осуществимость синтеза аммиака, прикидывался наивным ученым, ратующим за неосуществимые утопические производственные методы. Однако в то же самое время Габер реально осуществлял уже этот процесс на технологическом уровне, а его статьи о малодоступности такого процесса печатались в то время, когда немцы с помощью Габера готовили тысячи и тысячи тонн взрывчатых веществ." :)
Last edited by Alexei Bykov on 30 Apr 2003 20:45, edited 1 time in total.
Sas2
Уже с Приветом
Posts: 615
Joined: 29 Sep 2000 09:01
Location: Gaithersburg, MD

Post by Sas2 »

Alexei Bykov wrote:Вечер... На ступеньках Физфака лежит пьяный в сосиску студент, рядом валяется учебник... Милицейский патруль. Один из ментов поднимает книгу и читает:
- "Ландау. Лившиц. Теория поля."
Второй студенту:
- Ну че, агроном, вставай, пошли!

Бай зе вэй, Флорида не Gainesville часом? :wink:
Елена
Уже с Приветом
Posts: 2669
Joined: 16 Sep 2001 09:01

Post by Елена »

Andrey wrote:вот так и отбивается интерес ко всему непознаному

Андрей, не мучтесь! Прочитайте книги Хоукинга, на которые я дала Вам ссылки, и у Вас будет нормальное представление обо всех теориях и моделях современной теоретической физики. На русский, насколько я знаю, ни одной серьёзной или интересной работы по теории струн или суперструн не перевели до сих пор.
But life is not a succession of urgent "now's". It's a listless trickle of "why should I's".
Alexei Bykov
Уже с Приветом
Posts: 400
Joined: 18 Jul 2002 11:22

Post by Alexei Bykov »

миль 250 от Gainesvill...
User avatar
Polar Cossack
Уже с Приветом
Posts: 56371
Joined: 22 Nov 2002 02:05
Location: С-Пб, NH

Post by Polar Cossack »

Dmitry67 wrote:
Alexei Bykov wrote:Но "самая, самая" абстракция - это матанализ...


Нет
Матлогика
С точки зрения матлогики матанализ - одна из аксиоматических систем

"Таити, Таити..." Вы что, дамы и господа, все после исторического материализма обучались? :pain1:
"Я хотел бы устроиться в вашу мусарню… Я хочу ходить с волыной и шмалять в людей." "Триод и Диод"
Alexei Bykov
Уже с Приветом
Posts: 400
Joined: 18 Jul 2002 11:22

Post by Alexei Bykov »

А почему такой вопрос?
JustCat
Новичок
Posts: 43
Joined: 20 Apr 2003 06:46
Location: Minsk->Fort Collins, CO

Post by JustCat »

Уважаемый Андрей,

Не стоит отчаиватся, физика в той части которая более или менее понятна,
может быть объяснена на довольно простом уровне. Как любят говорить
"на пальцах". В частности для объяснения сути общей теории
относительности нужно иметь всего лишь муравья и яблоко.

Однако когда еще в какой то области не все понятно и задача еще не
решена, а решить очень хочется, то выдвигается и анализируются
различные подходы. Но при этом и сами физики еще сами не имеют ясности
что есть что. Простейший пример. Что есть электрон? Ответа на этот вопрос
до сих пор не существует.

Теперь немного фактов.

1. В начала прошлого века Эйнштейном было выдвинуто
идея, что взаимодействие двух тел может быть описано без привлечения
идей существования сил. Просто тело видоисменяет свойства окружаещего пространства таким образом, что наиболее короткое расстояние между
двумя точками лежит на кривой. Посмотри как двигается муравей возле черенка яблока. Это то что называют сейчас общей теории относительности.

2. Далее вы наверное слыхали о факте, что скорость электромагнитного
взаимодействия конечна. Это повлекло за собой идею что время и пространство не являются не зависимыми а могут быть представлены, как
некоторое 4 мерное пространство обладающее довольно простыми свойствами. Предположение об однородности такого пространства
приводит к специальной теории относительности. Формально это
выражается в том, что физические законы должны быть одинаковы в
системах координат, которые повернуты относительно друг друга в этом
4-х мерном пространстве.

3. Следующий этап. Опять в начале прошлого века было установлено, что
при взаимодействии энергия передается порциями - квантами.

Предполагая универсальность 2, необходимо построить теория которая описывает 3 удовлетворяя и 2. Тут и начался грандиозный цирк. Дело в том,
что в таких теориях есть чисто математическая проблема. Там появлеется интеграл от 1/x который расходится. Но придумали трюк связанный с введение нормировки, которая предотвращает эту расходимость. Это удалось сделать для сильного, слабого и электромагнитного взаимодействия. Для гравитационного не получается.

Теория струн позволяет обойти эту расходимость постулируя существование
минимального расстояния. Насколько это справедливо, покажет будующее.
В настоящее время исследования в физике высоких энергии не очень хорошо
финансируются. Пока это типа игры "в бисер" самоценно и интересно, даже если это привлекательный тупик. Наш опыт ограничен небольшим временем
и пространством.
User avatar
Dmitry67
Уже с Приветом
Posts: 28294
Joined: 29 Aug 2000 09:01
Location: SPB --> Gloucester, MA, US --> SPB --> Paris

Post by Dmitry67 »

При том что движение вперед идет не так быстро как хочется, сами основы квантовой механики не очень понятны
Парадокс кота Шредингера не решен до сих пор.

Квантовая механика работает для частиц, для систем из частиц. И вдруг - опс - у нас стало много частиц, мы объявили эту совокупность частиц прибором, и для этой совокупности законы QM применяются совершенно иначе ! Где происходит переход непонятно
Зарегистрированный нацпредатель, удостоверение N 19719876044787 от 22.09.2014
Елена
Уже с Приветом
Posts: 2669
Joined: 16 Sep 2001 09:01

Post by Елена »

Добавляю к тому, что рассказал уважаемый JustCat.

Цирк действительно начался с Общей Теории Относительности и новых открытий в физике, в том числе, квантовой теории. Как оказалось электроны и фотоны – большие шутники и ведут себя совсем не так, как предполагалось: если за ними наблюдают, то они сворачиваются в частицы и ведут себя прилично, а если не наблюдают, то занимаются интерференцией и ведут себя как волны. Эйнштейн шутил по поводу того, что электроны обладают телепатией, Райт (Wilbur Wright) предположил, что они ведут себя как живые, а Бор сказал, что не надо так много фантазировать, достаточно предположить, что фотоны и электроны являются "волнами вероятности" (waves of probability) и что неопределенность (uncertainty) является частью субатомных уровней. А Гейзенберг (Heisenberg) назвал это Принципом Неопределенности (Uncertainty Principle), суть которого в том, что нельзя измерить одновременно скорость и позицию электрона. Это расстроило Эйнштейна – "Бог не играет в кости" (“God does not play dice”). У ученых тогда хватило сообразительности и они пришли к выводу о том, что это не фотоны c электронами виноваты, а детекторы (приборы, которыми пользовались экспериментаторы) и несовершенство в методиках наблюдений. В итоге, все уперлись в необходимость создания новых научных моделей, решения уравнений Эйнштейна, которые описывают всю Вселенную (микро и макро уровни стали одним) и создания "новой" математики для их решения.

***
Согласно Общей Теории Относительности (ОТО) время и трехмерное пространство являются одной четырехмерной системой – “пространство-время” (space-time). ОТО инкорпорирует гравитационный эффект, утверждая, что распределение материи и энергии во Вселенной изгибает и искажает пространство-время. Объекты в этом пространство-времени пытаются двигаться по прямой, но из-за того, что пространство искривлено, их траектория движения тоже кажется искривленной. ОТО, которая подтверждается большим количеством экспериментов, говорит о том, что время и пространство неразрывно связаны. Нельзя изогнуть пространство, не изогнув при этом времени. Согласно ОТО, это изогнутое пространство-время не является пассивным фоном на котором разыгрываются события, а, наоборот, активным участником происходящего.

По теории сэра Ньютона, время и пространство связаны не были, время было бесконечно в обоих направлениях и независимо от пространства. Философ Кант предполагал, что время имело смысл и значение независимо от Вселенной. Возникал вопрос: чем занимался Бог до создания Вселенной? Как заметил Святой Августин, не стоит об этом шутить, а кто-то ещё добавил, что Бог был занят созданием ада для тех, кто задает слишком много вопросов. Однако, это была серьезная проблема и занимала многих на протяжении веков. Согласно Св. Августину, прежде чем Бог создал Вселенную, он ничем не занимался вообще. Это утверждение очень близко современным идеям.

Однако в ОТО, время и пространство не существуют независимо от Вселенной и друг от друга. Они определены измерениями внутри Вселенной, например – количество вибраций кристалла кварца в часах или длина линейки. Вполне допустимо, что время, определенное внутри Вселенной, должно иметь максимальное и минимальное значения – другими словами, начало и конец. Было бы бессмысленно спрашивать о том, что было до начала или после окончания, потому что было бы неопределимо. И стало важно понять, конечны или нет время и пространство согласно ОТО.

Основное предубеждение теоретических физиков, включая Эйнштейна, заключалось в том, что время бесконечно в обоих направлениях. Они больше всего не любили вопросы, связанные с созданием Вселенной, потому что им казалось, что такие вопросы находятся вне компетенции науки. Все были заняты решением уравнений Эйнштейна, которые описывали Вселенную… Считалось, что в реальном физическом теле, при его падении под влиянием его собственной гравитации, давление и косвенные скорости (sidewаys velocities) предотвращают скопление всей материи в одной точке, в одном месте, где плотность стала бы бесконечной. Соответственно, говорит Хоукинг, если бы мы попытались проследить историю расширения Вселенной от нынешнего момента назад во времени, мы бы нашли, что не вся материя Вселенной появилась из этого места с бесконечной плотностью. Такое место бесконечной плотности материи (называется сингулярность) и было бы началом или концом времени.

Были решения, в которых время имело начало и конец, но все они были очень специфичны и очень симметричны. В 1963 году двое Советских ученых, Евгений Лившиц и Исаак Халатников, объявили о том, что они доказали, что все решения уравнений Эйнштейна с сингулярностью имеют специальные оговорки для материи и скоростей. Однако, вероятность того, что решение уравнений, описывающих всю Вселенную будет иметь такие специальные оговорки было практически равно нулю. Почти все решения, которые могли бы представить Вселенную, избегали бы сингулярность с бесконечной плотностью. Потому что, перед началом фазы, во время которой Вселенная расширялась, должна была быть фаза, когда она уменьшалась, т.е. материя, материальные объекты "собирались" вместе, без столкновений, а потом начали "расходиться" в нынешнюю фазу расширения. Если бы это было так, то время бы проложалось вечно, из бесконечного прошлого в бесконечное будущее.

Не все физики согласились с Лифшицем и Халатниковым. Роджер Пенроуз и Стивен Хоукинг, базируясь не на тщательном изучении решений, а на глобальной структуре пространство-времени, предположили, что в ОТО пространство-время изогнуто (или завихрено) не только массивными материальными объектами, но и их энергией. Энергия всегда положительна, то есть, она изгибает пространство-время таким образом, что пути световых лучей изгибаются в направлении к друг другу. Пенроуз и Хоукинг смогли доказать, что в математической модели ОТО время началось с того, что называется Большим Взрывом (Big Bang). Соответственно, у времени мог бы быть и конец, когда звезды или галактики схлопываются под влиянием собственной гравитации и формируют черные дыры.


Продолжать? (это моя вводная к теориям струн, суперструн и прочим теориям по Хоукингу) Только вкратце уже не получается :lol:
Last edited by Елена on 01 May 2003 22:19, edited 1 time in total.
But life is not a succession of urgent "now's". It's a listless trickle of "why should I's".
Alexei Bykov
Уже с Приветом
Posts: 400
Joined: 18 Jul 2002 11:22

Post by Alexei Bykov »

Продолжай.
vaduz
Уже с Приветом
Posts: 27652
Joined: 15 Jul 2002 17:05
Location: MD

Post by vaduz »

Елена wrote: А Хайзенберг назвал это Принципом Неуверенности (Uncertainty Principle)


А почему Вы не используете общепринятый перевод: "Принцип неопределенности Гейзенберга" ?

Из мелочей: Большой Взрыв не есть Черная дыра. И идея Большого Схлопывания, похоже, почила в бозе. (Не путать с Бозе!)

--
User avatar
Andrey
Уже с Приветом
Posts: 725
Joined: 03 May 1999 09:01
Location: USA

Post by Andrey »

конечно продолжать !!! :roll:
Елена
Уже с Приветом
Posts: 2669
Joined: 16 Sep 2001 09:01

Post by Елена »

vaduz wrote:А почему Вы не используете общепринятый перевод: "Принцип неопределенности Гейзенберга" ?

Во, спасибо, что поправили. У меня вечная проблема с терминами на русском потому, что я и лекции слушала и читала обо всем этом только по-англицки. Я поэтому и печатаю термины на обоих языках. Пошла исправлять. Vaduz, можно Вас попросить и дальше следить за моими "терминальными" ляпами? :lol:
But life is not a succession of urgent "now's". It's a listless trickle of "why should I's".
OleZenit
Уже с Приветом
Posts: 1532
Joined: 25 Apr 2003 11:55
Location: СПб

Post by OleZenit »

Я как-то читал научно-популярную статью по поводу возможности прорыва в фундаментальных исследований . Суть в следующем - человечество идет по какой-то сложившейся ветви познания мира - от архимеда, аристотеля к декарту, ньютону и далее эйнштейн ,....
Каждый великий ученый в каком-то достаточно раннем возрасте (до 30 лет) в той или иной форме проходит весь путь и принимает для себя какую-то или создает новую стратегическую парадигму мышления и развития и уже не в состоянии от нее уклониться в принципиальных положениях. Жизнь человеческая , к сожалению , коротка - если бы у Эйнштейна было в запасе лет 150 - кто знает , чтобы он еще придумал .
Отсюда - создание "научных школ" , которые "прогрессивны" на стадии создания и вызревания - а затем живут сами по себе , конфликтуют и не слишком уж взаимодействуют между собой - то есть возникает бюрократия науки . А после кончины "создателя" - просто вырождение в догму и торможение "полета мысли".
И была высказана идея , что возможно , создание искусственного интелллекта (ИИ) может сильно продвинуть науку по следующей схеме - заложив в основание некий исходный, непротиворечивый и неординарный базис - пройти по цепочке логических исследований и умозаключений , аналогичной уже проделанной всем олимпом Великих Умов , возможно создав новый семантический аппарат - и посмотреть , что будет в конце . И проделав в цикле подобные "исследования" можно найти некую "развилку" на которой человеское познание мира пошло одной и хорошо известной по всем учебникам дорогой , но прошло мимо каких-то других .
В качестве примера фиксации парадигм - смена мест на шахматной доске слона и коня дезорганизует "дебютное" мышление даже сильнейших гроссмейстеров и они легко уступают самым простым шахматным компьютерам .
В качестве примера базиса - замена прямоуголной системы координат на полярную . В таком безЭвклидовом "геометрическом мире" нет прямых и плоскостей, нет понятия параллельности и ортогональности , нет понятия прямолинейного и постоянного движения (привет Эйнштейну) , понятие потенциального поля сильно видоизменяется ... Но попробуйте составить а тем более решить самое простое дифуравнение в такой системе... У ИИ должна быть "железная" способность не уклоняться от базиса и огромные вычислительные и логико-семантические возможности . Не говоря уже о "железном здоровье" и неподвластности человеческим слабостям - Эйнштейн , Ландау , говорят , были небесстрастны к женщинам ...
Также для поиска нового базиса - совсем не быссмысленно поковыряться в "мусоре" многочисленных изобретателей "вечного двигателя" , опровергателей Эйнштейна и даже science fiction ... Теоретики "торсионных полей" - нечто подобное и пытаются проделать .
Кто-нибудь что-нибудь слышал подобное....там у Вас .

Return to “Наука и Жизнь”