Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,4726.20.html
Дата изменения: Sun Apr 10 03:03:10 2016
Дата индексирования: Sun Apr 10 03:03:10 2016
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: сталкивающиеся галактики
О проблемах создания единой теории поля. - стр. 2 - Горизонты науки о Вселенной

A A A A Автор Тема: О проблемах создания единой теории поля.  (Прочитано 7132 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн zhuvictorm

  • ****
  • Сообщений: 268
  • Рейтинг: +3/-2
  • Мне нравится этот форум!
Вычислять в квантовой теории научились великолепно. Но что мы вычисляем временами плохо себе представляем.  

Мы вычисляем измеряемые в эксперименте величины -- напр., сечения, ширины, магнитный момент и т.д.  :)

Цитировать
Либо мы просто не можем подобрать правильного представления к тому, что наблюдаем, но научились обсчитывать.  

А что такое "правильное представление" ? ;D

Да..., дискуссия уходит в глубь. Допустим вы измеряете сечение некотрого процесса рассеяния. С помощью некотрой модели вы соотносите ее с характеристиками скажем той или иной частицы, представления о котрой тоже модель. Т.е.  вы пользуетесь косвенной информацией об объекте, который на прямую наблюдать не в состоянии. То же самое касается  магнитного момента. Магнитный момент - это интегральная характеристика собственного поля частицы.
Но для электрона скажем происхождение магнитного момента с точки зрения наших "классических" моделей (скорее даже мозгов)  не очень ясно. Было бы понятно, если бы там текли некоторые токи или что там вращалось. Но в большинстве экспериментов электрон - точка, а  в других вообще нечто вроде волны. Но точечность  используется в различных моделях, где для электрона собственное поле берется чисто кулоновским. Отсюда многие расходимости. Рассматриваем поляризацию вакуума, привлекая для объяснения некоторую классическую схему рождения-уничтожения, которая является лишь отражением некоторой процедуры диаграммных вычислений. Перечень можно продолжать долого.  Даже в квантовой механике есть вещи, которые озадачивают, например, неравенства Белла. Есть такая книга Садбери "Квантовая механика и элементарные частицы" интересная весьма. Так вот эпиграфом к ней служит высказывание кажется Гелл-Мана (не дословно, нет книги под рукой): "Проблемы, которые мы имеем в настоящее время в отношении интерпретации квантовой механики порождены тем, что в 30-х годах Бор сумел убедить всех в истинности Копенгагенской интерпретации".  В принципе на это можно закрыть глаза и считать, что если мы умеем выислять что-то, то это и есть истина. Ничего кроме вычислительной процедуры знать не надо. Либо вы считаете, что у явления есть структурные элементы и признаки, сочетание которых и приводит к набюдаемым эффектам. Вот кварковая модель была следствием именно последнего подхода. Замечу, что я не альтернативщик и более того - физик-профессионал (но скорее в области ближе к гравитации), но есть вещи, которые не дают покоя.  Возможно мы слишком увлеклись вычислительной эйфорией, а построение единой теории требует некотрого более ясного взгляда на то, что же мы вычисляем в реальности.

zov

  • Гость
Т.е.  вы пользуетесь косвенной информацией об объекте, который на прямую наблюдать не в состоянии.

А мы можем "напрямую" наблюдать звезды, галактики? Это все классические объекты.

Цитировать
Но для электрона скажем происхождение магнитного момента с точки зрения наших "классических" моделей (скорее даже мозгов)  не очень ясно.

Электрон про устройство наших мозгов не знает :)

Цитировать
Либо вы считаете, что у явления есть структурные элементы и признаки, сочетание которых и приводит к набюдаемым эффектам. Вот кварковая модель была следствием именно последнего подхода.

Кварковая модель сразу объяснила квантовые числа известных тогда адронов, предсказала новые, и cразу предсказала вид электромагнитного формфактора протона, что почти сразу подтвердилось экспериментами по глубоко неупругому ep рассеянию.

А введение "скрытых" параметров в квантовую механику пока ничего нового и проверяемого в эксперименте не предсказывает, AFAIK.

Цитировать
а построение единой теории требует некотрого более ясного взгляда на то, что же мы вычисляем в реальности.

А может и не требует. :) Упаковать CМ в одну калибровочную группу (не произведение простых групп, как сейчас), в которой спонтанное нарушение симметрии и отщепление тяжелых частиц приводит к наблюдаемой картинке на электрослабом масштабе, в принципе, техническая задача.

С гравитацией сложнее, только в ней параметр 1/MPl2 может тоже генерится динамически, и под этим таки есть калибровочная теория.

bob

  • Гость
Логично. Уважаемый zhuvictorm зря наезжает на копенгагенство. Оно очень полезно. Зреет у меня даже мысль переформулировать его пожестче. Но это все уже философская дебрь. :) Я вспомнил, где мне впервые встретилось упоминание о моделировании частицы в виде ЧД - третий том Уилера, Мизнера и Торна, 70ые годы.

Кстати, насчет скрытых параметров и опыта Э-Подольского-Розена. Один мой знакомый высказал мыслю забавную, что при правильном представлении физики опыта обе модели - "копенгагенская" и "скрытых параметров" абсолютно эквивалентны. При правильном применении "скрытых параметров" они должны дать ту же квантовую неопределенность, для борьбы с которой их ввели. Будет время, напишу об этом. Сам он считает это банальностью и ни писать, ни считать не стал.
« Последнее редактирование: 05.04.2004 [08:07:53] от bob »

Оффлайн zhuvictorm

  • ****
  • Сообщений: 268
  • Рейтинг: +3/-2
  • Мне нравится этот форум!

Цитировать
А мы можем "напрямую" наблюдать звезды, галактики? Это все классические объекты.

Это лишь еще один штрих в картину нового состояния физики. Подавляющее количество информации коссвенной.
Мы восполняем недостаток прямой информации моделированием. Я так думаю, что фактически мы начинаем исследовать скорее виртуальный мир, чем реальный. Это требует внесения изменений в структуру научного метода вообще.

Цитировать
Электрон про устройство наших мозгов не знает :)

Это точно. Но мое замечание относилось к тому, что мы находимся в положениее, когда  считаем, что "электрон" - это то что описывает уравнение Дирака и ни что другое. Вообще-то ранее физика строилась несколько иначе.  Уравнения - лишь приближенная форма описания реального явления. Но структура квантовой теории такова, что нам предлагается
избавится от такого "недостатка"   ::) старых теорий.

Цитировать
Кварковая модель сразу объяснила квантовые числа известных тогда адронов, предсказала новые, и cразу предсказала вид электромагнитного формфактора протона, что почти сразу подтвердилось экспериментами по глубоко неупругому ep рассеянию.

Первоначальный успех теории кварков в несомнений, но дальше то что.  КХД начинает тесно смыкаться с теологией.
Теория их неблюдаемости это очень похоже на упражнения по оправданию эфира, не зависимо от того, какую математику при этом используют.

Цитировать
А введение "скрытых" параметров в квантовую механику пока ничего нового и проверяемого в эксперименте не предсказывает, AFAIK.

И это верно. Но ощущение неудовлетворенности от этого не исчезает.

Цитировать
А может и не требует. :) Упаковать CМ в одну калибровочную группу (не произведение простых групп, как сейчас), в которой спонтанное нарушение симметрии и отщепление тяжелых частиц приводит к наблюдаемой картинке на электрослабом масштабе, в принципе, техническая задача.

Интересно, а кандидаты на роль такой группы есть?
Вот обратите внимание на то, что форма ваших рассуждений совсем не походит на рассуждения прежних теорий. Вы при построении опираетесь не на свойства объектов как таковых, а на свойства метода их описания - калибровочную инвариантность лагранжиана или гамильтониана.  Формально это не должно вызывать возражений, но логика построения теорий коренным образом изменилась.

С гравитацией сложнее, только в ней параметр 1/MPl2 может тоже генерится динамически, и под этим таки есть калибровочная теория.
Цитировать

Я так думаю, что именно гравитация (в смысле ОТО или ее некоторой модификации для малых расстояний) является ключем, но это пока лишь гипотезы, но имеющие некоторое основание.

Оффлайн zhuvictorm

  • ****
  • Сообщений: 268
  • Рейтинг: +3/-2
  • Мне нравится этот форум!
Логично. Уважаемый zhuvictorm зря наезжает на копенгагенство. Оно очень полезно. Зреет у меня даже мысль переформулировать его пожестче. Но это все уже философская дебрь. :) Я вспомнил, где мне впервые встретилось упоминание о моделировании частицы в виде ЧД - третий том Уилера, Мизнера и Торна, 70ые годы.

Уважаемый Bob! Ну, по моей цитате на нее наезжают и некоторые другие господа (посмотрите Садбери, он скорее математик, чем физик, но любопытно. Замечу это очень добротная книга без всякой альтернативщины).  Да и наезд весьма пока слабенький. Необходимо иметь замену, а ее пока нет.
Хотя некоторые интересные идеи время от времени появляются. (Сейчас под рукой ссылки нет, а искать нет времени. Завтра подкину, если интересно.) По поводу ЧД в роли элементарных частиц было много разных моделей.
Не Марков ли был одним из первых? Но этот подход довольно быстро иссяк. Слишком много проблем.

Цитировать
Кстати, насчет скрытых параметров и опыта Э-Подольского-Розена. Один мой знакомый высказал мыслю забавную, что при правильном представлении физики опыта обе модели - "копенгагенская" и "скрытых параметров" абсолютно эквивалентны. При правильном применении "скрытых параметров" они должны дать ту же квантовую неопределенность, для борьбы с которой их ввели. Будет время, напишу об этом. Сам он считает это банальностью и ни писать, ни считать не стал.

Возможно, но проблема как раз в том, что квантовая механика правильно(!) математически описывает явления.
Любая теория должна правильно воспроизводить результаты экспериментов. Поэтому про банальность, видимо, ваш друг прав.
« Последнее редактирование: 05.04.2004 [13:47:51] от zhuvictorm »

bob

  • Гость
Вы успех теории перенормировки в форме экспериментальной проверки ее выводов трактуете, как ее абсолютную истинность.
Но я думаю, что сама эта теория выглядит как некий фокус.
Это не приносит полного удовлетворения от  ее успехов. Вы видимо правы (хотя я так резво в этой области не ориентируюсь). Но на мой взгляд желательно все же понимать, что мы делаем при проведении перенормировок, не зависимо от того, получили ли мы подтверждающийся результат или нет.

Вы не одиноки в нелюбви к процедуре перенормировки. Здесь я рискну высказать свое мнение о процедуре перенормировки. Как-то, месяца два назад, в беседе с Che, falconet, Stepa и другими нашими корифеями, я заикнулся, что процедура перенормировки представляется мне немного шулерской. Тогда я уклонился от ответа на вопрос, почему. Поясню. Как впервые возникла идея перенормируемости? В опытах по рассеянию получалось, что чем выше энергия налетающего пучка, тем большую величину заряда и массы демонстрирует мишень. Казалось бы, зарождающейся КЭД настал финал в теоретической утробе. Тут и возникла перенормировка. Она казалась избавлением. На мой взгляд, тогда встали на очередной ложный путь, погубив электродинамику совсем. В чем ошибка: Возьмем массивный атом-мишень. Предположим, что он на порядки массивнее пробной частицы, бомбардирующей его. Казалось бы, мы можем связать с его ядром фиксированную систему отсчета, и в ней рассматривать движение частицы, получать сечение рассеяния. Так и делается. Но это же неверно! До сих пор не существует точного формализма, позволяющего учитывать взаимные эволюции сталкивающихся частиц, непосредственно перед столкновением. Если их учесть (что наше 'фиксированное' ядро на самом деле смещается, относительно своего исходного положения, что изменяется конфигурация его поля и т. п.) никакая перенормировка будет не нужна. Она нужна только если оставаться в рамках модели фиксированной системы отсчета. Более того, теперь к каждой теории выдвигается требование перенормируемости, абсурдное в своей основе. Нормальная теория не может быть ни перенормируемой, ни неперенормируемой, она просто не должна нуждаться в подобных фокусах. Теперь почему не 'совсем шулерская', а 'немного'. Потому что это вполне удовлетворительная модель, за неимением лучшей. Но она лишена физического смысла и эвристической силы. Если мы не вскроем глубинной сущности всех этих наших 'перенормировок', таких внешне простых и понятных, мы не сможем двигаться дальше.

bob

  • Гость
Вообще благостная успокоенность наблюдается в стане пользователей КЭД. Теория дает такие точные результаты, что кажется непогрешимой. В связи с этим хорошим тоном стали попытки наезда на ТО, что она не квантуется, а ежели квантуется, то не перенормируется. На самом деле, помяните мои слова: КЭД нас подводит. Именно в ней основная проблема единой теории поля. Если ее не пересмотреть, желательно в основах, длительный застой нам обеспечен.

ущеко

  • Гость
Вообще благостная успокоенность наблюдается в стане пользователей КЭД. Теория дает такие точные результаты, что кажется непогрешимой. В связи с этим хорошим тоном стали попытки наезда на ТО, что она не квантуется, а ежели квантуется, то не перенормируется. На самом деле, помяните мои слова: КЭД нас подводит. Именно в ней основная проблема единой теории поля. Если ее не пересмотреть, желательно в основах, длительный застой нам обеспечен.

Проблема квантов и единой теории поля очень близкие проблемы...
И решаются просто, вместо космологического члена в ТО, нужно применять  некоторую величину ускорения, (в теории сжатия - ускорение замедления скорости света), при максимальном значении скорости света, и минимальности данного ускорения(то есть нет большей скорости и меньшего ускорения) элементарные рассуждения приводят к объяснению факта дискретности в передаче энергии...

Оффлайн zhuvictorm

  • ****
  • Сообщений: 268
  • Рейтинг: +3/-2
  • Мне нравится этот форум!
........Но она лишена физического смысла и эвристической силы. Если мы не вскроем глубинной сущности всех этих наших 'перенормировок', таких внешне простых и понятных, мы не сможем двигаться дальше.....

Уважаемый Bob!
Вы очень точно на мой взгляд описали неудовлетворительность теории перенормировок. Дело не в том, что она дает плохие результаты, как раз наооборот. А дело в том, что действительно из нее трудно сделать эвристические выводы.

Да, вот интересная на мой взгляд ссылка, относящася к теме:
http://arxiv.org/abs/gr-qc/0309134

Оффлайн zhuvictorm

  • ****
  • Сообщений: 268
  • Рейтинг: +3/-2
  • Мне нравится этот форум!
.... элементарные рассуждения приводят к объяснению факта дискретности в передаче энергии...

Уважаемый Ущеко!

Хотя  в научный метод как составная часть входит принцип "бритвы Окамма", но элементарных рассуждений надо побаиваться, они очень часто содержат элементарные ошибки.

Исправил фамилию. Прошу всех внимательно следить за написанием  имен и ников собеседников. ДВ
« Последнее редактирование: 06.04.2004 [17:39:15] от Дмитрий Вибе »

bob

  • Гость
Cпасибо за ссылку. Отлично.

ущеко

  • Гость


Уважаемый Ущеко!

Хотя  в научный метод как составная часть входит принцип "бритвы Окамма", но элементарных рассуждений надо побаиваться, они очень часто содержат элементарные ошибки.



Сложные рассуждения  могут содержать глубоко запрятанные ошибки, поэтому простота понятий и изложений - свойста сильной личности, ведь его ошибка будет заметна многим и быстро, а поправить положение в этом случае очень сложно.

zov

  • Гость
To zhuvictorm:
Первоначальный успех теории кварков в несомнений, но дальше то что.  КХД начинает тесно смыкаться с теологией.
Теория их неблюдаемости это очень похоже на упражнения по оправданию эфира, не зависимо от того, какую математику при этом используют.
Нет теории ненаблюдаемости кварков, есть их "конфайнмент", следующий из самой КХД -- здесь теория возмущений уже не работает, но расчеты на решетке конфайнмент подтверждают.
При передачах импульса |q^2| >> LambdaКХД2 теория возмущений работает, и при больших передачах импульса видны точечные кварки, например, при ep рассеянии с q^2 >> 1 ГэВ2 электрон взаимодействует не со всем протоном "сразу", а с точечными кварками. В этом смысле кварки наблюдаемы.
Цитировать
Цитировать
Упаковать CМ в одну калибровочную группу (не произведение простых групп, как сейчас), в которой спонтанное нарушение симметрии и отщепление тяжелых частиц приводит к наблюдаемой картинке на электрослабом масштабе, в принципе, техническая задача.
Интересно, а кандидаты на роль такой группы есть?
SO(10), E6 например.

To bob:

Цитировать
До сих пор не существует точного формализма, позволяющего учитывать взаимные эволюции сталкивающихся частиц, непосредственно перед столкновением.
Это _учитывается_ петлевыми поправками при расчете по теории возмущений.
Цитировать
Если их учесть (что наше 'фиксированное' ядро на самом деле смещается, относительно своего исходного положения,
Что значит "смещается" для квантового объекта?
Квантовую механику можно сформулировать  на языке континуальных интегралов по фазовым траекториям частиц. Там примерно так, как вы говорите словами, а результат такой же как при формулировке "лагранжиан --> вторичное квантование --> матрица рассеяния".

Кстати, перенормируемость повязана с требованием унитарности матрицы рассеяния Sik Skl+ = deltail, где i,k,l нумеруют квантовое состояние системы, по k свертка. То есть при i=l это значит, что сумма вероятностей переходов (i->l) равна 1.

To bob:
Цитировать
Вообще благостная успокоенность наблюдается в стане пользователей КЭД. Теория дает такие точные результаты, что кажется непогрешимой.
Нет здесь успокоенности! :)
КЭД не может жить отдельно от остальных взаимодействий.
При "боевых" прецизионных расчетах вклады в наблюдаемую величину от всех взаимодействий, вообще говоря, не разделяются. Самые большие неопределенности идут от вкладов КХД. Существующие расхождения теория--эксперимент до 2 сигм (магнитный момент мюона, например) могут быть вызваны или недооценкой адронных вкладов, или какой-то "новой" физикой.
Бьемся. :)

bob

  • Гость
:)  На петлевые поправки тоже нашлась управа. Расходимости. Петлевые поправки замыкаются только для сильного взаимодействия за счет того, что его радиус ограничен. Для дальнодействующих ГП и ЭМП неизбежно второе "шулерство" - обрезание низкоэнергичных расходимостей.

zov

  • Гость
Петлевые поправки замыкаются только для сильного взаимодействия за счет того, что его радиус ограничен.
Слышим звон -- не знаем где он? ;)  Что значит "замыкаются"?
В стандартной модели петлевые поправки конечны
в любом порядке теории возмущений, как с включенным сильным взаимодействием, так и с выключенным.
Цитировать
Для дальнодействующих ГП и ЭМП неизбежно второе "шулерство" - обрезание низкоэнергичных расходимостей.
Про излучение мягких фотонов (и гравитонов :)) не слышали? ;) Про него не забываем, и инфракрасных расходимостей тоже нет.

Чтение довоенных учебников? :)

 

Оффлайн zhuvictorm

  • ****
  • Сообщений: 268
  • Рейтинг: +3/-2
  • Мне нравится этот форум!
To zhuvictorm:

Цитировать
Нет теории ненаблюдаемости кварков, есть их "конфайнмент", следующий из самой КХД -- здесь теория возмущений уже не работает, но расчеты на решетке конфайнмент подтверждают.
Уважаемый Zov!

Конфайнмент, если не усложнять картину математикой, то как раз и служит обоснованием не вылетания кварков (так, конечно, точнее).  То что различные асимптотики оказываются справедливыми, то это это еще надо понять, а не на их основе строилась теория. Я уверен, что теория конфайнмента правильная, но описывает нечто другое.

Цитировать
При передачах импульса |q^2| >> LambdaКХД2 теория возмущений работает, и при больших передачах импульса видны точечные кварки, например, при ep рассеянии с q^2 >> 1 ГэВ2 электрон взаимодействует не со всем протоном "сразу", а с точечными кварками. В этом смысле кварки наблюдаемы.
Вы имеете ввиду партоны? Но собственно с этого теория кварков и начиналась.

Цитировать
SO(10), E6 например.
Честно сказать, я не очень верю в то, что можно увеличением размерности решить все проблемы.  Итак ненаблюдаемых частиц наплодили огромное количество. Монополи одни чего только стоят. А особые алгебры (E6) должны как-то выделять нашу Вселенную. По крайней мере, это было бы странно, если бы это было так. Уверенным здесь абсолютно быть нельзя, конечно, но, я все таки думаю, что проблема должна решаться иначе. Там посмотрим.  

zov

  • Гость
Конфайнмент, если не усложнять картину математикой, то как раз и служит обоснованием не вылетания кварков (так, конечно, точнее).  То что различные асимптотики оказываются справедливыми, то это это еще надо понять, а не на их основе строилась теория.
Cтартуем с классификации адронов, отсюда имеем симметрию SU(3)c, делаем ее локальной, получаем КХД, которая описывает жесткие процессы по теории возмущений, и указывает на конфайнмент,
а так как его в рамках теории возмущений поиметь нельзя (только как наводку!), считаем матричные элементы на решетке и видим, что конфайнмент в КХД по-видимому таки есть -- получать реалистичные qq потенциалы таки научились, отсюда уже можно предсказывать спектр масс адронов. (см. напр. обзор http://xxx.itep.ru/abs/hep-ph/0312241 и ссылки оттуда)

Все это получено из локальной SU(3) симметрии.
И ультрафиолетовая, и инфракрасная асимптотики.

Цитировать
Я уверен, что теория конфайнмента правильная, но описывает нечто другое.
Что именно?
Цитировать
Вы имеете ввиду партоны? Но собственно с этого теория кварков и начиналась.
Как раз с симметрии она начиналась, а партоны "увидели" потом в ep, pi- p,  pp экспериментах.
Цитировать
Итак ненаблюдаемых частиц наплодили огромное количество.
В СМ пока только Хиггс не поймали :)
Цитировать
Монополи одни чего только стоят.
В стандартной модели их нет.
Цитировать
А особые алгебры (E6) должны как-то выделять нашу Вселенную.
Так это хорошо наоборот!

bob

  • Гость
Ну, почему же -довоенных (до какой из войн?).
Можно подетальнее про мягкие гравитоны :) А тем более про их излучение. Само наличие ГВ экспериментально не доказано. Причем именно расходимости не дали построить квантовую гравитацию по образцу КХД. Гравитация гравитирует и ее петли никогда не обрываются и ни к чему не сходятся.

zov

  • Гость
Можно подетальнее про мягкие гравитоны :)
Например,
F.L. Chan, C. Fronsdal, Infrared Regularization in Quantum Gravity, Ann. of Phys. 248 (1996) 220.

Всерьез пока к этой теме относится не стоит, IMHO. :)

Цитировать
Причем именно расходимости не дали построить квантовую гравитацию по образцу КХД.
Ультрафиолетовые расходимости. С инфракрасными см. выше.
Цитировать
Гравитация гравитирует и ее петли никогда не обрываются и ни к чему не сходятся.
А что такое петля в квантовой теории поля? ;)

bob

  • Гость
Петля? В конечном итоге - самодействие. (В доквантовой теории, где частицы не рождались, это, кажется, называлось пондеромоторикой.) Например, порождение пары других подобных частиц. Про ультарафиолет я  не говорю, потому что в инструментальном диапазоне, доступном эксперименту, перенормировка действительно работает хорошо. Те уровни энергии, на которых она может не работать, нам практически не доступны. В теории - другое дело. Так что, на самом деле, инфракрасные расходимости основательнее.