В книге делается попытка рассказать непростую историю, которая может заинтересовать широкий круг читателей с различным уровнем подготовки. Некоторые разделы этой истории по необходимости оказываются довольно трудными, использующими недостаточно широко известные области математики и физики. Поэтому большинство читателей, вероятно, будет испытывать трудности, по крайней мере, при чтении некоторых глав.
Эти более технические главы написаны без использования формул, автор изо всех сил старался, с одной стороны, избегать технических терминов, с другой стороны, предлагать хотя бы некоторые разъяснения тех терминов, без которых нельзя было обойтись. Такие намерения приводят к определенному недостатку точности, что может не понравиться знатокам. Хотя автор надеется, что многие неспециалисты смогут понять большую часть этих глав, обилие трудных и абстрактных понятий, вероятно, сделает чтение для них настоящим испытанием.
Такие главы начинаются с вводной части, суммирующей в общих словах постановку проблемы и то, как она соотносится с главной темой книги. Профессиональные физики и математики вполне свыклись с мыслью, что нельзя надеяться всегда следовать за техническим обсуждением, надо быть готовым что-то пропустить, пока не начнется разговор о более понятных предметах. Практически все читатели должны прибегать к этой тактике, в тех или иных местах. Для тех же, кто хочет действительно понять некоторые из наиболее технических глав, в конце глав помещены специальные секции, содержащие аннотированные списки книг для предлагаемого дальнейшего чтения. Действительного понимания многих обсуждаемых тем нельзя добиться прочтением нескольких страниц текста, оно требует путешествия по довольно трудной дорожке. Я надеюсь, по крайней мере, описать ориентиры на этом пути и указать читателям точку, где эта дорога в действительности начинается, если они всерьез захотят по ней пройти.
Большая часть книги посвящена истории, но точное описание этой истории, если таковое вообще возможно, потребовало бы совсем другого, намного большего объема. А то, что перед вами - скорее торопливый набросок, игнорирующий прекрасные детали: кто именно открыл, что открыл и когда открыл. Вместо всего этого часто приводятся только короткие сведения о физиках или математиках, имена которых традиция связала с различными открытиями. Это ни в коем случае нельзя понимать так, что именно эти люди и являются фактическими первооткрывателями. На лекциях по физике элементарных частиц, которые я слушал в Гарварде у испанского физика Альваро Де Рухулы, я выучился тому, что всякий раз, когда он вводит понятие, начиная со связанного с этим понятием имени, он будет, в общем, говорить примерно следующее: 'Это - так называемый угол Вайберга, который, конечно, был открыт не Вайбергом, а Глэшоу.' Один раз, после введения поименованного понятия, он на некоторое время замолчал и казалось, глубоко задумался. Наконец он объявил, что, насколько ему известно, как это ни странно, но это понятие действительно, кажется, было открыто человеком, именем которого оно названо.
Большая часть истории, которую я рассказываю, бесспорна, и большинство знатоков предмета более или менее согласилось бы с тем, как она здесь изложена. С другой стороны, читатель должен знать, что последние главы книги посвящены темам, являющимся весьма спорными, и моя точка зрения на эти темы никоим образом не является точкой зрения большинства. Читатели должны будут сами рассудить для себя, сколько веры следует давать моим аргументам, и это - одна из причин включения в книгу и несколько необычного технического материала и разумного количества подробностей об образовании и опыте автора.
Со времен моего самого раннего интереса к науке, одной из наиболее привлекательных ее сторон для меня всегда было то, что понятие истины в ней не базируется на обращении к авторитетам. Суждения о научной истине должны быть основанными на логической последовательности аргументов и на свидетельствах эксперимента, а не на известности тех, кто утверждает, что знает истину. Отсутствие этих экспериментальных свидетельств и является источником спорной ситуации в физике, которая будет здесь исследована, но дело еще более осложнилось из-за группового мышления, отказа бросать вызов общепринятому и нежелания честно оценивать аргументы за и против теории струн. До настоящего времени широкой публике были известны только аргументы энтузиастов этой теории. Данная книга покажет читателям обратную сторону всей истории; только после этого они получат возможность самостоятельно решать, где может находиться истина.
Книга "ДАЖЕ НЕ НЕПРАВИЛЬНО " рассказывает очаровательную и сложную историю о людях и их попытках преуспеть в решении возможно самой мудреной из всех загадок: как работает вселенная на своем самом фундаментальном уровне?
Рассказ начинается с исторического обзора экспериментальных и теоретических достижений, которые привели, приблизительно в 1975 году, к созданию феноменально успешной 'Стандартной Модели' физики элементарных частиц. Но, несмотря на свои успехи, Стандартная Модель оставила без ответа множество ключевых вопросов, и поэтому физики продолжили свои попытки поиска мощной и всеобъемлющей теории.
Теперь, спустя больше чем двадцать лет с момента своего появления и несмотря на полное отсутствие какого-либо успеха в выходе за рамки Стандартной Модели, в физике элементарных частиц доминирует теория суперструн. Обсуждение того, как эта экстраординарная ситуация стала возможной, и является главной темой этой книги.
Как поясняет Питер Войт, термин 'теория суперструн' в действительности указывает не на четко определенную теорию, а на нереализованные надежды, что такая теория может существовать. В результате, это 'теория', которая не делает никаких предсказаний, даже неправильных, и именно это отсутствие фальсифицируемости и позволило ей не просто выжить, а процветать.
Отсутствие экспериментальных свидетельств - вот корень этого противоречивого положения в физике - положения, еще ухудшившегося из-за отказа бросать вызов общепринятому образу мысли и нежелания честно оценивать аргументы за и против теории струн. До настоящего времени выносились на публику только аргументы адвокатов этой теории. Книга "ДАЖЕ НЕ НЕПРАВИЛЬНО" предоставит читателям другую сторону этой истории, позволяя им самим решать для себя, где может лежать истина и следить за важным и захватывающим сюжетом, который продолжает разворачиваться.
ПИТЕР ВОЙТ -
физик и математик. Он окончил в 1979 г. Гарвардский университет со степенями бакалавра и магистра по физике и затем получил степень доктора философии по теоретической физике в Принстонском университете. Он был постдоком в Институте теоретической физики, Стони Брук и в Научно-исследовательском институте математических наук, Беркли. С 1989 г. по настоящее время он является лектором математического факультета Колумбийского университета в Нью-Йорке, где читает курсы квантовой теории поля, теории представлений и дифференциальной геометрии для старшекурсников.
"ДАЖЕ НЕ НЕПРАВИЛЬНО" - АВТОРИТЕТНОЕ И ХОРОШО АРГУМЕНТИРОВАННОЕ РАССМОТРЕНИЕ ЧРЕЗВЫЧАЙНО МОДНОГО СТАТУСА ТЕОРИИ СТРУН СРЕДИ ФИЗИКОВ-ТЕОРЕТИКОВ СЕГОДНЯ. ПОЛОЖЕНИЕ, КОТОРОЕ ТЕОРИЯ СТРУН ЗАНИМАЕТ ВО ВСЕМ МИРЕ СРЕДИ СЕГОДНЯШНИХ УЛЬТРАСОВРЕМЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ЗАКОНОВ ВСЕЛЕННОЙ, ОЧЕНЬ ЗАМЕЧАТЕЛЬНО, РАССМАТРИВАЯ ОТСУТСТВИЕ КАКОЙ-ЛИБО НАБЛЮДАТЕЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ЭТОГО КОНГЛОМЕРАТА ИДЕЙ,. ВОЙТ ДЕЛАЕТ ПЕРВЫЙ ПОЛНЫЙ И ДЕТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ, ИМЕЮЩИЙ ЦЕЛЬЮ ОБЪЯСНЕНИЕ ЭТОГО ЭКСТРАОРДИНАРНОГО ЯВЛЕНИЯ. Я НАШЕЛ ЭТО ЗАХВАТЫВАЮЩИМ ЧТЕНИЕМ, И РАСЦЕНИВАЮ КАК ВАЖНУЮ КНИГУ.
РОДЖЕР ПЕНРОУЗ, АВТОР "ДОРОГИ К ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТИ"
ЭТО СМЕЛАЯ И НЕОБХОДИМАЯ КНИГА, КОТОРАЯ ДОЛЖНА РАЗЖЕЧЬ ДИСКУССИЮ О БУДУЩЕМ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ.
ЛИ СМОЛИН, АВТОР "ЖИЗНИ КОСМОСА"
Благодарности
Введение 1
Об этой книге 8
1. Физика элементарных частиц на рубеже тысячелетия 10
2. Средства производства 14
Основные принципы 14
Экспериментальная физика элементарных частиц, краткая история 18
Работающие ускорители 28
Ускорители: перспективы на будущее 31
Для дальнейшего чтения 36
3. Квантовая теория 38
Квантовая теория и ее история 39
Для дальнейшего чтения 56
4. Квантовая теория поля 58
Для дальнейшего чтения 66
5. Калибровочная симметрия и калибровочные теории 67
Для дальнейшего чтения 74
6. Стандартная Модель 75
Стандартная Модель: электрослабые взаимодействия 76
Стандартная Модель: сильные взаимодействия 83
Для дальнейшего чтения 91
7. Триумф Стандартной Модели 92
Для дальнейшего чтения 97
8. Проблемы Стандартной Модели 98
9. За пределами Стандартной Модели 102
Теории Великого Объединения 102
Техницвет 104
Суперсимметрия и супергравитация 107
10. Новые идеи в квантовой теории поля и в математике 113
Эдвард Виттен 113
Инстантоны в теории Янга-Миллса и в математике 116
Калибровочная теория на решетке 120
Большое N 122
Двумерные квантовые теории поля 124
Аномалии и квантово-механическое нарушение симметрии 129
Топологическая квантовая теория поля 132
Для дальнейшего чтения 145
11. Теория струн: история 146
Теория S-матрицы 146
Первые теории струн 153
Первая революция в теории суперструн 156
Вторая революция в теории суперструн 161
Новые тенденции 163
Для дальнейшего чтения 166
12. Теория струн и суперсимметрия: оценка 167
Суперсимметрия 168
Теория суперструн 179
Теория струн, суперсимметрия и математика 193
13. О красоте и трудности 198
14. Является ли теория суперструн наукой? 208 перевод опубликован в журнале "Новости и проблемы фундаментальной физики" № 1 (1), Протвино, 2008, стр. 29-40
15. Афера Богдановых 217
16. Единственная игра в городе: сила и слава теории струн 224 перевод опубликован в журнале "Новости и проблемы фундаментальной физики" № 1 (1), Протвино, 2008, стр. 29-40
17. Ландшафт теории струн 240
18. Другие точки зрения 250
19. Заключение 258
Примечания 268
Индекс 275-290