• Авторизация


тзо_4.4_фокус 26-09-2014 13:59


 

 

тзо_4.4_фокус

 

[КРАТКИЙ ПУТЕВОДИТЕЛЬ "ТАМ ЗА ОБЛАКАМИ"]

 

[показать]

 

4.4_фокус

(27)

Когда Альберт Эйнштейн к 1916 году создал свою теорию гравитации или ОТО (общую теорию относительности), до рождения квантовой механики оставалось еще примерно лет десять. Иначе говоря, ОТО изначально была и по сию пору остается чисто классической теорией. Однако недвусмысленный намек на единство гравитации и квантовой физики был получен практически сразу – в красивой теоретической работе Теодора Калуцы.[85]

В 1919 году Калуца показал, что если добавить в уравнения ОТО еще одно – пятое – дополнительное измерение, то происходит удивительная вещь. Оказалось, что при таком подходе удается элегантно свести теорию гравитации Эйнштейна и теорию электромагнетизма Максвелла в единую и однородную концептуальную систему. (Формулируя чуть иначе – с позиций современной науки – уже тогда поступил сигнал, что между гравитоном и фотоном имеется какая-то непосредственная связь.)

В частности, Калуцей было показано, что уравнения ОТО для случая пяти измерений можно преобразовать таким образом, когда они раскладываются на описание трех взаимосвязанных подсистем: (1) обычная четырехмерная гравитация Эйнштейна; плюс (2) набор, эквивалентный максвелловским уравнениям для электромагнитного поля; и плюс (3) еще одно неясное поле скалярной природы.

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_4.4_фокус 26-09-2014 13:57


(28)

Для того, чтобы внятно и коротко пояснить суть идеи «гравитон как пара фотонов», удобно начинать от SUSY и геометрического смысла спина. Естественно, в контексте постоянно вибрирующей сдвоенной мембраны, две стороны которой все время то расходятся, то сходятся вновь для перескока частиц с браны на брану.

Величина спина 1/2 для частицы-фермиона – протона и электрона – на такой бране (имеющей форму ленты Мебиуса) геометрически означает, что его ось вращения направлена перпендикулярно или «поперек» плоскости браны. Или, иначе, совпадает с осью времени, вдоль которой мембрана сдвигается в каждом такте схождения-расхождения бран.

Соответственно, значение спина 1 для частицы-бозона – фотона света – геометрически означает, что ось его вращения направлена «вдоль» мембраны или перпендикулярно оси времени. Образно выражаясь, фотон «не чувствует» измерение времени, постоянно находясь в настоящем без прошлого и будущего[67]

Ранее было показано, что при взаимном схождении бран фермионная пара частиц протон-электрон делает довольно хитрый переворот, сопровождающийся фазой тонкой трубки и испусканием комплекса частиц. Это очень важный момент, поскольку концы вихревой трубки – в смысле целостной системы – обозначают протон и электрон, а ось трубки совершает поворот, обеспечивающий фермионам переворот киральности при перескоке с браны на брану. [89]

Иначе говоря, в момент схождения бран ось трубки оказывается перпендикулярна оси времени. А это означает, что с геометрической точки зрения значения спинов протона и электрона в этот момент становятся равны по 1. То есть каждый из исходных фермионов обретает в этой фазе по парному для него бозону. Вот только из нашего мира триумф SUSY увидеть никак невозможно. Но подробнее об этом чуть позже.

Здесь же для полноты картины осталось отыскать в фазе схождения бран еще и фермионного партнера каждому кванту света или единичному фотону. Для этого пора вспомнить, что с обеих концов вихревой трубки при схождении бран испускаются необычные частицы. Одной из них – покидающему мембрану тахиону – следует посвятить отдельный раздел далее, а вот вторая частица, в итоге имеющая

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии

тзо_4.4_фокус 26-09-2014 13:54


(29)

Конечно же, для столь сжато очерченной картины требуются дополнительные пояснения и обоснования. Например, из этого описания остается совершенно неясным механизм того, каким образом фотоны – пусть даже и спаренные – обеспечивают собственно гравитационное взаимодействие или «взаимное притягивание».

Дать простой и внятный ответ на этот вопрос сразу не получится. Прежде всего, потому что по-прежнему остается неясным, что же это такое, гравитация. Ясность же здесь ожидается после ответа на более конкретно поставленный вопрос: почему гравитационное взаимодействие на столь огромный порядок величин слабее электромагнетизма? В физике это мутное место известно как проблема иерархии масс и энергий.

К концу 1990-х годов, правда, в этой области появилась многообещающая работа ]49[ Лизы Рэндалл и Рамана Сундрума, закрепившаяся среди коллег под названием «модель RS». И хотя развить успех этого результата как следует не удалось, здесь о нем напомнить нужно обязательно. Уже по той причине, что модель RS также построена на основе концепции мира как сдвоенной мембраны. [86]

Прочие существенные подробности у Рэндалл и Сундрума, правда, выглядят иначе. Но здесь интерес представляет общая математика схемы. А математические расчеты там таковы, что если допустить для нашей 4-мерной вселенной существование еще одного, пятого измерения, которое отделяет наш мир от другой 4-мерной вселенной, то проблема иерархии масс разрешается легко и красиво.

В модели RS предположено, что на нашей бране действуют только 3 известных взаимодействия квантовой физики, а вся гравитация сосредоточена на второй мембране, именуемой «гравитобрана». Обсчет модели на основе ОТО показал, что энергия бран в этой ситуации искривляет пятое измерение чрезвычайно сильно, из-за чего вся конструкция обладает весьма специфическими особенностями.

[показать]

По сути дела,

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_4.4_фокус 26-09-2014 13:52


(30)

Многослойная по пятому измерению структура пространства-времени, выявленная в модели RS, важна вот по каким причинам.

Пора напомнить, что одной из специфических особенностей материи в общепринятой ныне картине мира являются, согласно Стандартной Модели, три поколения частиц. В каждом из поколений наблюдаются одни и те же по физическим свойствам комплекты частиц, но только все большего и большего уровня энергии-массы.

В нашем мире устойчиво наблюдаются частицы только самого низкого энергетического уровня, а остальные поколения проявляются лишь на миг в экспериментах физики высоких энергий. Зачем в природе нужны другие поколения частиц, кроме нашего – это еще одна нерешенная проблема теоретической науки.

Но если посмотреть на «поколения частиц» как на практически не пересекающиеся слои реальности, отличающиеся разной энергией частиц, то совсем несложно заметить в этой структуре черты сходства со слоями в модели RS.

Далее это сходство можно естественным образом развить, обращаясь к волновым свойствам частиц и к хорошо известному в физике волн явлению под названием генерация дополнительных гармоник. Этот механизм позволяет увидеть уже не столько «разные» частицы, сколько одни и те же, по сути, базовые элементы нашего мира – но с последовательным скачкообразным возрастанием их массы-энергии при переходе из одного слоя реальности в другой. [6E]

Попутно следует вспомнить, что в физике вибрирующих гранулированных сред хорошо известен такой феномен, как самопроизвольное расслоение неоднородного изначально материала на фракции. При такой самоорганизации в каждом слое собираются элементы с примерно одинаковым масштабом размеров и массы. [4B]

Иначе говоря, пятое измерение пространства-времени вполне естественно рассматривать как самопроизвольное расслоение частиц по уровням энергии. Или, можно сказать и так, распределение реальности по разным частотам колебаний – примерно как каналы в

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_5.1_тело 26-09-2014 13:46


 

 

тзо_5.1_тело

 

[КРАТКИЙ ПУТЕВОДИТЕЛЬ "ТАМ ЗА ОБЛАКАМИ"]

 

[показать]

 

5.1_тело

(31)

Любой читатель, мало-мальски знакомый с современной физикой, непременно уже заметил, что на протяжении всего предыдущего материала рассматривались только электромагнетизм и гравитация. И почти ничего не говорилось о прочих фундаментальных взаимодействиях – сильном и слабом ядерном. Соответственно, ничего пока не сказано и о характерных для них частицах: кварках, глюонах, тяжелых бозонах. Естественно, это не случайность.

Базовые элементы электромагнетизма – протон, электрон, фотон – частицы стабильные и никаких оговорок относительно своей реальности обычно не вызывают. С частицами сильных взаимодействий все в корне иначе. Непосредственно в экспериментах наблюдаются не они, а косвенные признаки предполагаемых для них свойств. При этом базовые характеристики данных объектов то и дело нарушают правила, уже твердо установленные для «настоящих», то есть стабильно наблюдаемых квантовых частиц. [5E]

В совокупности же все это похоже не столько на «настоящие вещи», сколько на удобную и неплохо работающую

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_5.1_тело 26-09-2014 13:43


(32)

Последняя из упомянутых пород общеизвестных квазичастиц – энионы – заслуживает особого рассмотрения. Конструкция ANYon – то есть «любая» частица – была введена в квантовую теорию как объект-микровихрь, способный одновременно демонстрировать взаимоисключающие свойства фермионов и бозонов. В пространстве трехмерной вселенной это невозможно, однако в плоском двумерном мире – вполне. [5E]

Примечательные свойства энионов важны сразу по нескольким причинам. Во-первых, потому что из-за релятивистских эффектов, воздействующих на тело очень быстро вращающегося протона, имеются основания считать, что сферическая частица может принимать форму плоского блина. А для частиц-компонентов протона, вращающихся внутри этого вихря энергии, характерны нечеткие квантовые свойства. Кварки это не совсем фермионы, глюоны – не совсем бозоны.

[показать]

Васцилляция Хайда

Во-вторых, в области гидродинамики, которая часто приходит теоретикам на помощь при постижении загадок ядерной физики, имеется близкий по сути феномен под названием васцилляция Хайда или «качание». Суть его в том, что в плоских вращающихся системах природы часто наблюдается явление самоорганизации в виде специфического колебательного процесса. Фаза регулярных волн в жидкости или газе периодически сменяется фазой турбулентных вихрей, которые затем вновь сменяются регулярными волнами. И так далее. То есть происходит стабильное качание системы между состояниями порядка и хаоса. Есть основания считать, что в протоне при его вращении происходит аналогичный процесс васцилляции системы между вихрями-кварками и волнами-глюонами. [46]

В-третьих, наконец, было установлено, что частицы-энионы, благодаря своим редким топологическим особенностям, предоставляют очень перспективный инструментарий для реализации системы исправления ошибок в квантовых компьютерах.

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_5.1_тело 26-09-2014 13:32


(34)

Попытки постичь загадки природы через квантовую информатику неизбежно приводят к заключению, что квантовая механика и теория информации сочетаются друг с другом практически идеально. Две данных теории, как нередко сегодня говорят, словно были созданы друг для друга.[78]

Но при этом почти никогда не упоминают, что теория информации и физика высоких энергий – наиболее традиционный подход к исследованию микромира – практикуют диаметрально различающиеся методы постижения природы. В ускорителях высокой энергии частицы разбивают все более и более мощной «кувалдой», пытаясь по брызгам и осколкам восстановить принципы работы механизма.

А теория информации Шеннона, напротив, занимается проблемой гарантированного сохранения и целостности объекта – невзирая на все внешние шумы, искажении и помехи. Применительно к квантовой механике эта задача оказывается особо актуальна, учитывая чрезвычайно хрупкие состояния когерентных квантовых систем, легко распадающихся от малейших внешних воздействий.

При такой – информационной – точке зрения на объекты микромира, общеизвестные феномены сильных ядерных взаимодействий, скажем, начинают выглядеть существенно иначе, нежели в общепринятой квантовой хромодинамике. В частности, на три кварка (два UP и один DOWN), упорно сохраняющие свою идентичность посреди бешеного водоворота энергии в протоне, можно смотреть как на природный механизм для квантовой коррекции ошибок. То есть механизм, позволяющий протону стабильно сохранять все свои родовые свойства практически при любых природных обстоятельствах и коллизиях. [7A]

Тут же уместно вспомнить и другую – пока не востребованную в физике частиц – теорему Шеннона для жонглирования ]4[. Благодаря такому – в основе своей тоже информационному – подходу, не исключено, может появиться и новый способ смотреть на теорию слабых ядерных взаимодействий, описывающую взаимные превращения ядерных частиц друг в друга.

Ближайший родственник протона, нейтрон, как известно, по своим ключевым свойствам сильно отличается от суперстабильного и по сути дела вечного собрата. В свободном состоянии нейтрон живет лишь порядка 15 минут. Внутри же ядра нейтрон не только стабилен, но и своим присутствием вызывает принципиальные перемены даже в протонах. Согласно современным представлениям ядерной физики, протоны и нейтроны

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_5.1_тело 26-09-2014 13:30


(35)

Возвращаясь к идеям о создании практичного квантового компьютера, следует особо выделить важнейшее препятствие на данном пути. Хотя в принципе возможность построения работоспособного устройства такого типа давно уже продемонстрирована, квантовый компьютер с большим числом кубитов – необходимый для решения реальных задач – остается проблемой, чрезвычайно сложной в своем разрешении.

Но показательно, что наиболее остроумные и эффективные решения в этой области удается отыскивать у природы. Именно поэтому, собственно, и укрепляется понемногу мнение, что вселенная сама функционирует как квантовый компьютер. Причем компьютер на редкость надежный и давно реализовавший оптимальные решения для всех сопутствовавших конструированию проблем.

В 1997 году, рассуждая в подобном ключе, Алексей Китаев изобрел новаторскую концепцию под названием «топологический квантовый компьютер» ]5[. Идея родилась, когда Китаев обратил внимание на поразительную стабильность природных квантовых систем, обладающих чем-то вроде естественной устойчивости к шумам. Иначе говоря, чрезвычайно высокая сопротивляемость к разрушению когерентности является по сути дела их врожденной чертой.

Развивая эту идею, Китаев и другие исследователи занялись разработкой такого вычислителя, в котором тонкие квантовые состояния зависят от топологических свойств физической системы. Топологические характеристики, можно напомнить, считаются наиболее устойчивыми свойствами объектов, поскольку не меняются при их плавных деформациях типа растяжения, сжатия и изгибания.

Ну а топологический квантовый компьютер, соответственно, мыслится как выполняющий вычисления на гипотетических нитях, представляющих собой мировые линии движения квантовых частиц в пространстве-времени. Можно считать, что длина такой нити изображает движение частицы во времени, а ее толщина – это физические размеры частицы в пространстве.

Как показали теоретики, если для реализации топологического компьютера берутся квазичастицы особого типа – уже знакомые нам энионы – то можно в строго определенной последовательности перемещать пары соседних частиц друг вокруг друга. Как результат, траектории энионов в пространстве-времени сплетаются в косу, топологическая структура которой и содержит в себе помехоустойчивое квантовое вычисление. То есть конечные состояния частиц, содержащие результаты вычисления, определяются сплетением нитей в косе и не зависят от электрических или магнитных помех...

На этом месте самое время напомнить о двухбранной модели вселенной и о том механизме, с помощью которого там устроена реализация SUSY. Когда браны находятся в фазе максимального схождения, пространство становится плоским, а все частицы превращаются в свою противоположность. Фермионы становятся бозонами, бозоны наоборот фермионами, а в целом

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_5.2_душа 11-09-2014 16:19


 

 

тзо_5.2_душа

 

[КРАТКИЙ ПУТЕВОДИТЕЛЬ "ТАМ ЗА ОБЛАКАМИ"]

 

[показать]

 

5.2_душа

(36)

Вся история квантовой физики – это, в каком-то смысле, история нескончаемых попыток избавиться от тахионов. Или, иными словами, попыток проигнорировать математику на основании человеческих представлений о здравом смысле и о рациональном взгляде на мир. [8A]

Из-за той поразительной эффективности, с которой математика описывает физическую реальность, ученые давно пришли к выводу, что это самый надежный проводник на путях постижения природы. Соответственно, имеется устойчивая традиция относиться с надлежащим вниманием и почтением к обнаруживаемым решениям для очевидно верных физических уравнений.

И если феномен, описываемый решением уравнений, в природе пока не наблюдается, то его заранее принято величать «научным предсказанием». Историкам известен очень длинный список подобных предсказаний, успешно подтвержденных дальнейшими поисками, наблюдениями и экспериментами. По сути дела, именно так и работает наука.

Однако с тахионами ситуация всегда обстояла в корне иначе. Уже в самом начале пути квантовой физики, когда стало ясно, что для успешной работы в этой области необходимо оперировать комплексными числами, появилось и предсказание крайне необычной частицы. Частицы, о которой

Читать далее...
комментарии: 2 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_5.2_душа 11-09-2014 16:17


(37)

Подлинный прорыв в области исследования тахионов произошел на рубеже 1990-2000 годов, главным образом, благодаря большой серии работ струнного теоретика Ашоке Сена. Именно после обстоятельных публикаций Сена, похоже, научный мейнстрим перестал делать вид, что тахионов не существует. ]1[

Соответственно, появился, наконец, и серьезный интерес к тому, какое место могут занимать эти объекты в природе и как их встраивать без противоречий в общую картину мира. Ну а когда делом занялись всерьез, довольно скоро последовал и внушительный прогресс.

О том, что появление тахионов в системе – это первый серьезнейший сигнал о нестабильности модели, знали уже давно. Но вот когда эту проблему научились эффективно лечить – «конденсируя» тахионы к состоянию энергетического минимума – то начали появляться и довольно неожиданные результаты.

Например, такого рода, что тахионы могут, оказывается, выступать и в прямо противоположном качестве – как механизм, обеспечивающий системе дополнительную устойчивость. И что особо примечательно, система в этом случае должна иметь 2-мембранную конструкцию типа «брана-антибрана» на пространствах Калаби-Яу.

Именно таков, собственно, итог исследования ]2[ группы теоретиков из CERN и Пенсильванского университета (Yaron Oz, Tony Pantev, Daniel Waldram). В их работе показано, что системы типа брана-антибрана можно описывать с помощью специфической конструкции-триплета вида (E1E2T). Где пространства E1 и E2математически представляются как векторные расслоения, а тахионное поле Tвыступает в качестве отображения между этими пространствами.

При выполнении определенного естественного условия (голоморфности или дифференцируемости отображения), как показано, полевые уравнения браны-антибраны удается преобразовать к набору вихревых уравнений. В переводе же на более доступный пониманию язык, данный результат эквивалентенматематической 

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_5.2_душа 11-09-2014 16:15


(39)

Обнаруженные Вилчеком кристаллы во времени – вещь совсем новая и пока не успевшая получить сколь-нибудь существенного развития в теории и на практике. Тем не менее – для фиксации значимости – уместно упомянуть еще и такой нюанс этого открытия. В начале 1980-х Фрэнк Вилчек был одним из теоретиков, описавших новый класс любопытных частиц, получивших название энионы (собственно, и свое название они получили именно от него). [5E]

О том, насколько важны энионы для понимания механизмов работы микромира и устройства топологического квантового компьютера, станет известно значительно позже. Но уже в момент открытия энионов Вилчек испытал очень мощное эмоциональное возбуждение. И точно такое же чувство повторилось у него при открытии кристаллов во времени: «Словно и здесь удалось отыскать новую логическую возможность для того, каким образом может вести себя материя. Для нас здесь приоткрывается целый новый мир со множеством всевозможных направлений»…

Уже сейчас имеются отчетливые признаки, что разработка этих направлений, в частности, обещает свести в единую гармоничную картину столь разные, казалось бы, вещи, как устройство молекул ДНК и теорию музыки, фундаментальную гипотезу Римана в теории чисел и полностью квантовое описание природы включая гравитацию.

Продемонстрировать всего лишь в нескольких фразах, что все эти вещи на самом деле неразрывно друг с другом связаны, дело, наверное, безнадежное. Но ничто не мешает хотя бы обозначить те пути, по которым ученые ныне продвигаются к восстановлению единой картины.

О том, что характерная структура ДНК может иметь самое непосредственное отношение к музыке и акустике – как физике благозвучных тонов, аккордов и их сочетаний-мелодий – известно, по меньшей мере, с начала 1980-х годов. В 1982 году видный американский психолог Роджер Шепард удачно обобщил известную с XIX века музыкальную «спираль Дробиша» для записи нот и показал, что двойная спираль с независимыми циклами для октав и квинт обеспечивает оптимальное компактное представление аккордов и гармонических соотношений. [72]

Примерно тогда же, на рубеже 1970-1980-х годов, на теорию чисел перестали смотреть как «на один из самых красивых,

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_5.3_целое 11-09-2014 14:53


 

 

тзо_5.3_целое

 

[КРАТКИЙ ПУТЕВОДИТЕЛЬ "ТАМ ЗА ОБЛАКАМИ"]

 

[показать]

 

5.3_целое

(41)

При любых попытках науки ухватить природу реальности в итоге неизменно остается ощущение, что опять упущено что-то чрезвычайно важное. Именно то, из-за чего вся картина никак не становится цельной и хотя бы в общих чертах понятной.

Одним из очень давних признаков этой проблемы можно считать феномен, известный во множестве проявлений и под разными названиями – типа принципа дуализма, комплементарности или дополнительности. Суть всех этих терминов сводится, в общем-то, к следующему.

Для одного и того же явления или объекта имеются несколько существенно разных описаний, каждое из которых представляется по-своему верным. Но при этом различия в описаниях таковы, что предмет оказывается как бы наделен несовместимыми, взаимно исключающими свойствами. Из-за чего создается впечатление, будто описываются совершенно разные вещи, а не одно и то же.

Принципиально важной деталью этой проблемы являются неслучайные слова «как бы» и «впечатление». Проиллюстрировать важность этого нюанса можно на примере так называемого «корпускулярно-волнового дуализма» квантовых частиц – самого знаменитого, наверное, природного феномена с двойственным описанием его физических свойств.

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_5.3_целое 11-09-2014 14:49


(43)

Прежде, чем переходить к рассмотрению ключевых особенностей голографического принципа, необходимо подчеркнуть следующее. Речь идет о таком направлении исследований, которое пока что ни в коей мере нельзя называть влиятельным или тем более доминирующим в современной науке.

Правильнее, наверное, говорить об этом как об одном из весьма экзотичных научных подходов теоретической физики, который за полтора-два десятка лет своей истории успел набрать немало сторонников среди весьма авторитетных ученых. И с каждым годом стабильно продолжает их набирать все больше и больше. Потому что на данном пути удается не только красиво объединять квантовую теорию и гравитацию с термодинамикой и теорией информации, но и попутно отыскивать новые интересные решения в других, смежных областях физики.

Причиной же появления данного необычного подхода можно считать один из тех сложных парадоксов, что в изобилии наполняют современную теоретическую науку. К началу 1990-х годов для гипотетического феномена космологии под названием «черные дыры» исследователям удалось накопить столь внушительный массив данных, что реальность этих объектов – в принципе недоступных для прямых наблюдений – уже не вызывала практически никаких сомнений. Однако физика внутри этих объектов оказывается настолько иной, что для нее совершенно не годится весь наработанный прежде инструментарий теоретиков.

Дабы стало яснее, откуда идет столь обостренный интерес ученых к этой теме, надо отметить, что черные дыры, как выяснилось, не только поглощают, но и испускают энергию. Иначе говоря, ведут себя так, что их поведение очень напоминает элементарные квантовые частицы – другие фундаментально важные объекты природы с неясной и парадоксальной внутренней структурой.[5B]

Откуда естественным образом рождаются такие вопросы. Не являются ли квантовые частицы микроскопическими черными дырами? И наоборот, не являются ли космологические черные дыры макроскопическими «элементарными частицами» природы?

Когда над данными вопросами всерьез задумался видный голландский теоретик Герард ‘т Хоофт]1[ (впоследствии лауреат Нобелевской премии 1999 года за более давнюю работу в совсем другой области физики), то он нутром, что называется, почуял в этой загадке глубины и потенциал великого открытия. Такого открытия, которое по своей значимости может сыграть для физики XXI века примерно такую же роль, какую идея о квантовании энергии сыграла для науки века двадцатого.

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_5.3_целое 11-09-2014 14:44


(45)

Подводя итоги в рассказе о голографическом принципе, можно сказать так. Постоянно растущее число исследований в разных областях физики ясно свидетельствует, что данная идея приводит к очень богатым и интересным результатам. По этой причине, как принято в науке, концепцию «вселенной как голограммы» с высокой долей вероятности следовало бы считать верной. Большая проблема в том, однако, что на базе традиционных представлений о природе (рассматривая материю отдельно от сознания) не удается объяснить, почему этот принцип работает.

Хотя многие физики сегодня в целом признают справедливость голографической идеи – что информация на поверхностях содержит информацию обо всем в мире – они так и не знают принципиально важных вещей. Ни того, что конкретно следует считать поверхностями, кодирующими информацию. Ни того, как именно эта информация закодирована. Ни того, каким образом природа обрабатывает эти биты «единиц и нулей», словно гигантский квантовый компьютер. Ни того, наконец, каким образом в результате этой обработки порождается окружающий нас мир-голограмма…

Трюк с постижением всех этих загадок, как теперь уже несложно догадаться, кроется в целостном взгляде на реальность, где «тело» материи не существует отдельно от ее «души». То есть памяти и сознания.

Или, чуть подробнее, где мембрана космоса в каждом такте своего «биоритма» порождает очередной слой тахионного кристалла с записью всего, что происходит в мире. Где скаляр-дилатон в 5-мерных уравнениях ОТО Эйнштейна-Калуцы – это звуковое поле[71], не только обеспечивающее энергией вибрации частиц-осциллонов, но и создающее когерентный фон для вселенной как акусто-оптической голограммы[7C]. А 5-мерное гиперболическое пространство анти-де Ситтера – мир «черных дыр», скрывающий в себе единое сознание вселенной…

Когда идею реальности как порождаемой компьютером голограммы обсуждают в дискуссиях, то непременно возникает и тема о том, кто и зачем все это дело мог бы устроить. Как и в любых прочих метафизических спорах (около)религиозного характера, аргументированно что-либо доказать оппонентам тут невозможно в принципе.

Поэтому куда более перспективным занятием представляется нечто иное. Повнимательнее присмотреться к известным аспектам голографии и уже из них попытаться вывести полезные для себя

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_6.1_числа 26-08-2014 22:07


 

 


тзо_6.1_числа

 

[КРАТКИЙ ПУТЕВОДИТЕЛЬ "ТАМ ЗА ОБЛАКАМИ"]

 

 

[показать]

6.1_числа

(46)

Случилось так, что Рене Декарт[50] и Блез Паскаль[12], два наиболее значительных мыслителя из всех, что были подарены миру Францией в XVII веке, оставили в истории заметный след не только как философы, но и как первоклассные математики.

Про гениального Паскаля в этом отношении и говорить нечего, его вклад в точные науки общеизвестен. Но и Декарт – «отец современной европейской философии», как его нередко именуют – помимо прочего, знаменит также и как родоначальник аналитической геометрии. Благодаря ему, в частности, математический инструментарий науки пополнился новаторским и чрезвычайно эффективным подходом к решению задач на основе системы координат, получившей со временем название «декартовой».

В отличие от универсального языка математики, равно пригодного для всех людей в независимости от их мировоззрения и верований, разная философия может приводить ученых к диаметрально противоположным выводам. Поэтому неудивительно, что философские взгляды на природу у Декарта и Паскаля различались весьма существенно. Особенно в вопросах взаимоотношений между миром духовным и миром физическим.

Но имеются, однако, в философском наследии этих мыслителей весьма важные нюансы – причем речь идет о моментах математического свойства – которые при надлежащем их развитии могли бы не только сблизить философию Декарта и Паскаля, но и сделать куда больше. Вроде того, чтобы подвести строгую математическую базу под научную концепцию о единой природе материи и сознания.

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_6.1_числа 26-08-2014 22:04


 (47)

Теория p-адических чисел появилась на исходе XIX века. Иначе говоря, научный мир узнал об этом открытии практически одновременно с публикациями революционных для физики идей о квантовании энергии и специальной теории относительности.

О том, сколь глубока в действительности связь между этими величайшими физическими открытиями и аппаратом p-адических чисел, станет известно много, много позже. Так что не только поначалу, но и чуть ли не век спустя после открытия – почти до конца XX столетия, p-адика существовала в представлениях ученых совершенно отдельно от физики.

Иначе говоря, необычную арифметическую конструкцию, изобретенную немецким алгебраистом Куртом Гензелем]1[, в научном мире очень долго продолжали воспринимать как теоретически полезную, но при этом совершенно абстрактную математическую структуру. Не имеющую абсолютно никаких связей ни с реальностью, ни, тем более, с полезными практическими приложениями.

Если же смотреть на эту картину с высоты нынешнего комплекса знаний, то несложно заметить, что траектория развития науки в XX веке вовсе не обязательно должна была быть такой, какой она получилась. И если бы у титанов научной революции находилось чуть больше желания и времени повнимательнее смотреть по сторонам, а не только продвигать собственные теории, целостность научной картины от этого только бы выиграла.

Причем речь здесь идет отнюдь не об оторванных от реальности фантазиях. Так, одновременное появление[10] в 1900 году квантовой гипотезы Планка, проложившей ученым путь в микромир, и публикация книги Фрейда «Интерпретация сновидений», открывшей для науки мир подсознания, навряд ли могли бы быть сразу восприняты как четкий сигнал к сведению физики и психологии в единое русло взаимно согласованных изысканий (на данный счет нет понимания и по сию пору).

Но вот обратить внимание на то, что структура и особенности необычных p-адических чисел красиво сочетаются с новейшими открытиями в физической науке, для выдающихся математиков эпохи вполне было по силам. Тем более, что ученых таких имелось немало, а задачи математической физики всегда играли первостепенную роль. Несмотря на все это, увы, ни объединения, ни даже заметных пересечений для физики и 

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_6.1_числа 26-08-2014 22:01


(50)

Родоначальниками совершенно нового исследовательского подхода по праву считаются Василий С. Владимиров и Игорь В. Волович, работы которых впервые продемонстрировали важность неархимедова анализа и р-адических чисел для теоретической физики.]2[ (Строго говоря, несколько других попыток в этом духе было и до них, однако внимания коллег они привлечь не сумели.)

Уже в первой публикации Владимирова и Воловича на эту тему, в 1984, было выдвинуто и обосновано предположение, что р-адические числа можно использовать для описания пространства на планковских расстояниях. Более того, выкладки математиков свидетельствовали, что природа вообще оказывается устроена неожиданно и существенно проще, если смотреть на нее с теоретико-числовой точки зрения.

Реально важным этапом для внедрения p-адики в физику стала работа Воловича 1987 года, предлагавшая интересные подходы к использованию р-адического аппарата в теории струн. Эта статья]3[ в журнале «Классическая и квантовая гравитация» сумела привлечь внимание видных струнных теоретиков, включая Эдварда Виттена, и вызвала в международном сообществе целый поток публикаций по р-адическим струнам.

Активный интерес других исследователей в сочетании с новыми интересными результатами простимулировали развитие многих других р-адических физических моделей. Причем области приложения этого аппарата и ультраметрического анализа в целом год от года устойчиво разрастаются.

Со временем появились не только p-адические модели квантовой механики и теории поля, но также p-адические описания сложных систем типа спиновых стекол – необычного состояния твердого вещества, по своим структурным особенностям напоминающего «вихревую губку» Кельвина. Благодаря специфике своей конструкции, p-адические числа вообще оказываются очень удобным инструментом для описания самых разных систем фрактальной или гранулированной структуры.

Более того, для 

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_6.2_формы 26-08-2014 21:49


 

 

тзо_6.2_формы

[КРАТКИЙ ПУТЕВОДИТЕЛЬ "ТАМ ЗА ОБЛАКАМИ"]

 

[показать]

 

6.2_формы

(52)

Случилось так, что на кладбище Цолликона, фешенебельного пригорода Цюриха, урны с прахом Вольфганга Паули и Хайнца Хопфа расположены неподалеку друг от друга. Как своего рода символ непрекращающегося диалога двух великих ученых-друзей – возглавлявших кафедры физики и математики в одном и том же институте ETH, живших по соседству, время от времени сражавшихся в шахматы и любивших вместе бродить-беседовать в окрестных лесах.

О чем там им нравилось разговаривать, теперь, наверное, уже и не узнать. Хотя кое-что на данный счет все же известно. Всегда отличавшийся чувством юмора, после одной из таких прогулок Хопф следующим образом прокомментировал их беседы: «Сегодня у нас была горячая дискуссия о том, для чего был сотворен человек – чтобы заниматься Чистой Математикой или же чтобы заниматься Прикладной Математикой. Увы, нам не удалось разрешить эту проблему»…

Занятная и одновременно несколько грустная ирония заключается в том, что готовый ответ для столь «трудноразрешимой проблемы» в действительности был найден самим же Хопфом давным-давно. Вот только на постижение смысла этого ответа ученым-математикам и ученым-физикам понадобились многие и многие годы. Считай, порядка полувека. К тому времени уже ни Хопфа (1894-1971), ни тем более Паули (1900-1958), на этом свете уже не было.

Собственно же Ответ представляет собой на удивление богатую математическую конструкцию, открытую Хайнцем Хопфом еще в 1931

Читать далее...
комментарии: 1 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_6.2_формы 26-08-2014 21:43


(53)

Дабы плавно и естественно подойти к картине того, каким образом память или душа материи вообще и коллективное сознание человечества в частности, могут быть встроены в расслоение Клиффорда-Хопфа, для начала полезно обратить внимание на «мистический» компонент всей этой истории.

Как уже говорилось, согласно документальным свидетельствам, открытие Хайнца Хопфа приходится на 1931 год. Именно в этот год Хопф переехал в город Цюрих, где в местной высшей технической школе ETH принял математическую кафедру, которую до него возглавлял Герман Вейль (один из великих математиков XX века, среди прочего первым выдвинувший идею калибровочных взаимодействий в качестве базового принципа для единого описания всех сил в природе).

Кафедру физики цюрихского ETH в ту пору уже возглавлял Вольфганг Паули. А в тот же 1931 год произошло его знаменательное знакомство с известным психиатром, отцом аналитической психологии Карлом Густавом Юнгом, что положило начало их дружбе и сотрудничеству на всю остальную жизнь.

Третьим же примечательным событием 1931 года была публикация Полем Дираком, одним из основоположников квантовой теории, очередной статьи под названием «Квантовые сингулярности в электромагнитном поле». Эта статья занимает в творчестве Дирака особое место по той причине, что в ней ему удалось с помощью весьма изящной математики дать возможное объяснение для одной из фундаментальных загадок физики – квантования электрического заряда.

В качестве элегантного решения этой проблемы выступила предположенная Дираком гипотетическая частица под названием «магнитный монополь», впоследствии более известная как монополь Дирака. Суть гипотезы заключалась в том, что если бы удалось отыскать частицу, имеющую не два магнитных полюса, а только один, то факт наличия у частиц минимального электрического заряда, меньше которого не бывает и которому кратны все остальные, получил бы простое и естественное объяснение.

Логика и математика этой аргументации выдающегося теоретика выглядели красиво и убедительно, поэтому «отлов» магнитного монополя Дирака на многие десятилетия стал одной из важных целей экспериментальной физики. Но несмотря на все напряженные усилия исследователей, увы, обнаружить этот объект в природе не удается вплоть до нынешних дней…

Для всякого человека, чуждого мистическому мировосприятию, в трех перечисленных и явно независимых друг от друга событиях 1931 года не просматривается абсолютно никаких взаимосвязей. Ученые только и делают, что пишут статьи (работа у них такая), люди постоянно переезжают с места на место в поисках лучшей доли, а приехав на новое место, непременно с кем-то знакомятся… Короче

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии
тзо_6.2_формы 26-08-2014 21:40


(55)

Двигаясь далее в том же направлении, пора более тщательно присмотреться, почему расслоение Хопфа именуют «нетривиальным». И отметить, почему эта его особенность позволяет объяснить естественным образом такие загадочные факты, как леворукая киральность вселенной и три поколения частиц-фермионов.

В качестве элементарного примера, демонстрирующего, что представляет собой тривиальное расслоение, обычно приводят форму цилиндра, который образован отрезками, отходящими от множества точек окружности. Поверхность такого цилиндра называют расслоением окружности, а образующие ее отрезки – слоями.

[показать]

Тривиальное (слева) и нетривиальное расслоение

Соответственно, расслоение называется нетривиальным, если поверхность, сформированная слоями, оказывается не обычной, а односторонней. Простейшим примером такой поверхности – т. е. нетривиального расслоения – является лента Мебиуса.

Чтобы стало понятнее, каким образом в нетривиальном расслоении Хопфа, где слоями являются окружности, в качестве важной структуры присутствует лента Мебиуса, полезно привести две внешне разных фигуры, которые в действительности являются топологически эквивалентными. Одна в виде графа-лестницы отображает традиционную суть ленты Мебиуса как односторонней поверхности, а вторая, пользуясь резиновыми свойствами топологии, растягивает тот же граф в виде окружности, противоположные точки которой соединены отрезками-слоями.

[показать]

Тот факт, насколько важным делом может быть нетривиальная топология ленты Мебиуса с точки зрения физики, не так давно в очередной раз красиво показала группа китайских исследователей из пекинского Института теоретической физики]5[. В 2009 году они опубликовали теоретическую работу, посвященную электронным свойствам листа,

Читать далее...
комментарии: 0 понравилось! вверх^ к полной версии