Максвелл и Мёбиус – интересный фундамент Эйфелевой башни СМ

Сентябрь 2022, idb@kiwiarxiv )

В основах Стандартной Модели частиц лежит очень странная математика. Самое странное в ней то, что никто в науке не знает, почему она работает. Хотя по всему не должна. Знает это, впрочем, Одна Чёрная Птица

 

В современной науке физике Стандартная Модель (СМ) частиц считается самой лучшей теорией из всего того, что удалось создать человечеству для описания устройства материи. Более корректно, впрочем, говорить тут не об одной теории, а о комплексе – или башне – из трёх отдельных теорий квантового поля. Которые на основе одной и той же по сути математики описывают три существенно разных типа взаимодействий: электромагнитные, слабые ядерные и сильные ядерные.

Ту единообразную математику, что обеспечивает впечатляющую предсказательную мощь трёх компонентов, на техническом жаргоне физиков принято именовать «перенормируемая теория». В упрощённом переводе на общечеловеческий язык это означает примерно следующее.

Если стандартные математические уравнения науки применять для обсчёта взаимодействий частиц прямо и бесхитростно, что называется, то получается полная ерунда. Согласно этим формулам, при уменьшении расстояний до микроскопических масштабов частиц, сила взаимодействия начинает стремительно нарастать, устремляясь в бесконечность. Отчего все базовые математические инструменты, интегралы и суммы рядов, применяемые для нахождения ответов, оказываются переполнены бесконечностями и расходимостями. То есть никаких осмысленных ответов заведомо предоставить не могут.

Иначе говоря, для получения ответов осмысленных и соответствующих результатам экспериментов, физикам пришлось пойти на всяческие хитрости. Которые и получили совокупное название «перенормировка (или ренормализация)» теории. А по сути свелись к набору совершенно недопустимых в математике трюков, которые взаимно сокращают многочисленные бесконечности и подгоняют ответ под те значения, что уже известны из опытов.

Когда все эти физико-математические трюки изобретались целой плеядой гениальных теоретиков на рубеже 1940-1950-х годов, их воспринимали как эффективные, но временные меры. Насущно необходимые для продвижения теории квантовой электродинамики, но потребующие, конечно же, в будущем более строгого математического обоснования.

Жизнь, однако, распорядилась иначе. И далее – в 1960-1970-е годы – те же самые методы перенормировки, а в особенности знаменитые интегралы Фейнмана, отлично сработали для развития теорий слабых и сильных ядерных взаимодействий. Так что в итоге родилась Стандартная Модель частиц, впечатляющие успехи которой базируются на чём-то эдаком, для чего у науки нет внятных объяснений по сию пору…

Таково, по крайней мере, общепринятое мнение. Но можно показать, что мнение это ошибочно. Ибо сильное и красивое объяснение тут имеется, причём давно. Но чтобы его увидеть, желательно сменить точку обзора.

Читать «Максвелл и Мёбиус – интересный фундамент Эйфелевой башни СМ» далее

Сад сходящихся троп: Манин и Паули, Дирак и Шольце

( Март 2012 + Август 2020, idb.kniganews )

Сначала – весьма давний текст, ничуть не утративший своей актуальности и поныне. Скорее даже наоборот. Глубина и важность очерченной темы за прошедшее время проявлялись всё более отчётливо. Ну а далее – самое интересное. То, какими именно путями Большая Наука начинает постигать великую тайну нашего Со-Знания…

Манин и Паули (kn:2012)

Юрий Иванович Манин известен не только как выдающийся русский математик, но и как «просто мыслитель», интересно и содержательно пишущий на самые различные темы науки, культуры или истории.

Общее представление об этой второй, «нетехнической» стороне творчества Манина дает вышедший в 2008 году сборник «Математика как метафора» [1]. В данной книге собраны около двух десятков текстов ученого, написанных в течение примерно 30 последних лет и в разных ракурсах отражающих одну и ту же, в сущности, идею.

Идею о том, что математика не только способна давать поводы для глубоких нематематических размышлений, но и сама по себе является метафорой человеческого существования.

Если прибегать к известному набору ярлыков, которые принято навешивать на людей, способных четко формулировать свои мировоззренческие позиции, то Ю.И. Манин, несомненно, является платонистом. Причем сам он классифицирует себя даже еще более четко – как «эмоционального платоника» (а не рационального, поскольку, по убеждению ученого, никаких рациональных аргументов в пользу платонизма не существует [2]).

Трудно сказать про всех, но среди выдающихся математиков людей с подобными взглядами известно довольно много. Если охарактеризовать их точку зрения совсем кратко, воспользовавшись словами филдсовского медалиста Алена Конна, то свою профессиональную деятельность ученые-платонисты видят как исследование особого «математического мира». Такого мира, в независимом от людей существовании которого они ничуть не сомневаются и структуру которого они вскрывают. [3]

Более того, поскольку среди математиков по сию пору остается достаточное количество исследователей, активно интересующихся не только своей областью математических абстракций, но и новейшими достижениями ученых-физиков, идеи платонизма остаются тесно связанными с исследованиями природы реального мира. Причем на протяжении последних десятилетий эта неразрывная связь становилась все более и более очевидной.

Еще в 1987 году, почувствовав мощную тенденцию в квантовой теории струн, Юрий Манин сказал об этом примерно так: «Сегодня, вступая в последнюю четверть XX века, по крайней мере некоторые из нас снова испытывают древнее платонистское чувство, что математическим идеям каким-то образом суждено описывать физический мир, сколь бы отдаленными от реальности ни казались их истоки»…[4]

Данная цитата взята из весьма необычного, «метафизического» доклада Манина под названием «Размышления об арифметической физике». Сделан он был в первых числах сентября 1987 года в румынском курортном городке Пояна Брашов в Карпатах, где проходила международная Летняя школа по конформной инвариатности и струнной теории.

Выступая на этой конференции в качестве «профессионального теоретико-числовика и физика-любителя», Юрий Иванович эффектно продемонстрировал аудитории, что если ученые хотят быть последовательными в своих изысканиях, то им придется принять неправдоподобную, на первый взгляд, идею, согласно которой самые глубокие приложения в физике скоро получит теория чисел (или просто «арифметика», поскольку примерно с 1970-х годов среди специалистов по теории чисел особым шиком стало употребление этого – формально справедливого – термина для обозначения своего ныне в высшей степени нетривиального предмета.)

Не вдаваясь в физико-математические подробности этого выступления, здесь, тем не менее, полезно привести главный итог или «основную гипотезу» доклада Манина о природе нашего мира (цитируется дословно, выделения слов другим шрифтом наложены дополнительно для удобства сопоставлений):

На фундаментальном уровне наш мир не является ни вещественным, ни р-адическим: он адельный. По каким-то причинам, связанным с физической природой нашей разновидности живой материи (возможно, с тем, что мы состоим из массивных частиц), мы обычно проецируем адельную картину в вещественную сторону. С тем же успехом мы могли бы духовно проецировать ее в неархимедову сторону и вычислять наиболее важные вещи арифметически.

«Вещественная» и «арифметическая» картины мира находятся в отношении дополнительности, напоминающем отношение между сопряженными наблюдаемыми в квантовой механике.

На этой цитате пора перейти от выводов Манина к выводам одного из отцов квантовой механики, Вольфганга Паули. Подводя итог своим метафизическим размышлениям о природе мира, на рубеже 1940-50-х годов Паули писал про эти вещи так (см. подробности тут и тут):

«Когда люди говорят ‘реальность’, они обычно полагают, что речь идет о чем-то самоочевидном и хорошо всем известном; в то время как для меня это представляется наиболее важной и в высшей степени сложной задачей нашего времени – заложить новую идею реальности»[5] … «и самое оптимальное, если бы физика и душа представлялись как комплементарные аспекты одной и той же реальности»[6].

«По моему личному мнению, в будущей науке реальность не будет ни ментальной, ни физической, а каким-то образом обеими из них сразу, и в то же время ни той или другой по отдельности»…[7]

Читать «Сад сходящихся троп: Манин и Паули, Дирак и Шольце» далее

Васцилляция Хайда, научные табу и просто совпадения

( Июнь 2020, idb.kniganews )

Убийство Джордано Бруно и разбившиеся инопланетяне под Розуэллом, феномены погоды и загадки ядерной физики, отмена Индекса запрещённых книг и «Цикл индекса» в Википедии. Какая связь может быть между столь разными вещами? Связь тут обнаруживается отчётливая – если обращать внимание на детали и «просто случайные совпадения»…

В 1948 году Ватикан прекратил издавать свой Индекс запрещённых книг, куда, в частности, входили все произведения Джордано Бруно. Несколько ранее, летом 1947, под городом Розуэлл, США, случилось падение летательного аппарата чрезвычайно необычного – инопланетного – вида. Местные военные, собравшие и спрятавшие обломки, сначала этот факт официально подтвердили, однако вскоре поспешно и нелепо сами себя опровергли.

Какая взаимосвязь может быть между двумя этими столь разными событиями? Кроме примерно одного и того же года в исторической хронологии, естественно. Взаимосвязь, если приглядеться, обнаруживается довольно интересная.

Спустя ровно полстолетия, в 1998 году, римский Папа Иоанн Павел II пригласил в Ватикан выдающегося российского математика Владимира Игоревича Арнольда. Впоследствии об этом визите Арнольд рассказывал так:

Наши беседы с Иоанном Павлом II были длительными и откровенными. Я прожил тогда в Ватикане несколько недель во время конференции Ватиканской академии наук, куда меня пригласили войти. Я, однако, отказался, сославшись на сожжение Ватиканом Джордано Бруно. Папа в ответ на мой отказ рассказал много интересного, в совершенно неформальных беседах.

Прежде всего он предложил вести эти беседы не по-французски, а «просто по-русски». Затем он объяснил, что Джордано Бруно, в отличие от Галилея, был осуждён за действительный проступок: он заявил, будто «наукой доказана множественность обитаемых миров». Бруно считал, что некоторые из них достигли более высокого уровня развития своей цивилизации, чем мы, и уже посылают нам сигналы, «к которым нужно только прислушаться».

«Откройте мне хоть одну внеземную цивилизацию — и я сразу реабилитирую Джордано Бруно!» — сказал мне папа.

На призыв папы «Откройте хотя бы одну…» имеет смысл обратить внимание.

В 1947 году инопланетяне вполне ясно предоставили людям Земли материальные свидетельства своего несомненного существования. Однако все эти вещи были поспешно и свирепо засекречены, что подтверждается тучей абсолютно достоверных документов и свидетельств (подробности см. в тексте «НЛО: история болезни»).

Ватикан, соответственно, уже в 1948 году аккуратно и без лишнего шума отказался от запрета на произведения Бруно, выжидая, так сказать, что будут делать теперь светские власти. А власти эти, как известно, далее в области раскрытия не сделали абсолютно ничего. Вместе с накоплением фактов ситуация с их засекречиванием стала только хуже. Соответствующим образом повёл себя и Ватикан. Раскройте известные факты об инопланетянах – и мы тут же реабилитируем Джордано…

#

Определённо имеет также смысл обратить внимание на время и место бесед, происходивших между Иоанном Павлом II и Владимиром Арнольдом. Год 1998, Папская академия наук. Что это за любопытное академическое заведение, и что ещё примечательного происходило тогда в данной области пересечения сфер науки и религии?

Читать «Васцилляция Хайда, научные табу и просто совпадения» далее