- •Вакуум, элементарные частицы и вселенная.
- •Часть 1. Новые приоритеты в физике микромира.
- •Часть 2. От локального эксперимента к познанию Мира в целом.
- •Часть 3. Физика и космология на границах познания.
- •Предисловие
- •Часть 1. Новые приоритеты в физике микромира.
- •1. Поиски новых концепций на рубежах веков
- •2. Классификация и основные свойства частиц и взаимодействий
- •3. Стандартная Модель и ее проблемы
- •4. Структура кхд вакуума
- •5. Брукхейвенский эксперимент
- •6. Суперструнная программа
- •6.1.Концепция суперсимметрии.
- •6.2.Объединение физических взаимодействий.
- •6.3.Многомерное пространство.
- •6.4.Суперструны.
- •7. Преонная альтернатива.
- •7.1.Сколько типов вакуумных конденсатов существует в природе?
- •7.2.Основные идеи теории преонов.
- •7.3.Возможные сюрпризы преонной гипотезы.
- •8. Что заставляет нас изучать структуру физического вакуума?
- •Часть 2. От локального эксперимента к познанию Мира в целом.
- •1. Возможно ли изучение Мира в целом? Проблемы экстраполяции.
- •2. Идеи теории Эйнштейна.
- •2.1.Структура физических законов.
- •2.2. Геометризация тяготения и общий принцип относительности.
- •3.Принципы теоретической космологии.
- •3.1.Синтез теории тяготения Эйнштейна и микрофизики.
- •3.2.Изотропные космологические модели. Проблема фиксации топологии.
- •4.Основные космологические эффекты Стандартной Модели элементарных частиц.
- •4.1.Фазовые переходы в космологической плазме и физическом вакууме.
- •4.2. Барионная асимметрия Вселенной.
- •1) В фундаментальной физической теории должен существовать элементарный процесс на уровне частиц и вакуума, в котором не сохранялся бы барионный заряд частиц;
- •5.Стандартная Космологическая Модель.
- •5.1.Синтез легких элементов.
- •5.3.Эпоха генерации крупномасштабной структуры Вселенной.
- •6. Проблемы физики современной Вселенной.
- •6.1.Темная материя.
- •6.2.Вакуум как носитель энергии Вселенной.
- •7.Сверхранняя Вселенная. Глобальные проблемы и инфляция.
- •7.1 Концептуальные проблемы космологии.
- •7.2. Неравновесность и инфляция.
- •7.3. От сверхранней Вселенной к масштабам Стандартной Модели. Суперструны или преоны?
- •8. Физика вакуума и антропный принцип.
- •Часть 3. Физика и космология на границах познания.
- •1. Возможности современной квантовой теории как инструмента познания.
- •2.Квантовая версия ото и космологии.
- •2.1. Физический аспект проблемы квантования.
- •2.2. Математическая структура теории. «Исчезновение» времени.
- •3.Квантовая геометродинамика и рождение Вселенной.
- •3.1. Проблемы познания.
- •3.2. Наблюдатель в квантовой Вселенной.
- •3.4. Гравитационный вакуумный конденсат.
- •4.Концепция множественности миров.
- •5. Гимн о сотворении Мира в терминологии квантовой геометродинамики.
- •Гимн о сотворении Мира. Ригведа, х, 129.
- •6.Драма идей в познании природы.
Часть 3. Физика и космология на границах познания.
Приступая к обсуждению целей и задач квантовой геометродинамики (КГД), хотим предупредить читателя, что речь пойдет о весьма абстрактных явлениях и понятиях, иногда трудно представимых. Высокая степень абстрактности обсуждаемых категорий и принципов легко объяснима — процесс рождения Вселенной недоступен чувственному восприятию, и, кроме того, мы пытаемся построить теорию этого процесса путем экстраполяции известных теорий на новую область феноменов, что неизбежно сопровождается потерей операциональной интерпретации. Возможность такой интерпретации «привязана» к тем областям природных явлений, для объяснения которых она и создавалась. А именно, для объяснения локально воспроизводимого физического эксперимента. Процесс же рождения Вселенной в целом совершенно иного рода, поскольку затрагивает не часть, а целое. Поэтому потеря (возможно, частично) операциональной интерпретации вполне объяснима, и переход на более высокий уровень абстракции неизбежен.
Выше, в разделе 7 второй части мы говорили о множестве нерешенных проблем в физике сверхранней Вселенной, указывая на необходимость выбора сценария в физике элементарных частиц и поиска законов квантовой динамики неравновесного вакуума. Там шла речь об открытии неизвестных сегодня физических законов. Мы хотим подчеркнуть, что задачи, которые обсуждались в предыдущих частях книги, принципиально решаемы и в XXI веке будут решены наверняка. В настоящей же части книги мы будем обсуждать совершенно специфические явления, относящиеся к физике планковского и субпланковского масштабов. Относительно этих явлений следует отметить, что, во-первых, постановка задач об их исследовании вовсе не надумана, а естественно вытекает из анализа сверхранней Вселенной. (Аргументами для постановки задач являются, например, неизбежность космологической сингулярности, факт рождения Вселенной как целого, формирование ее глобальных характеристик.) Во-вторых, поставленные задачи принципиально не решаются традиционным научным методом — законы квантовой геометродинамики, которые мы будем обсуждать ниже, не могут быть установлены в локально воспроизводимых экспериментах! Ранее существовала надежда на применимость обычных методов познания, как была и надежда, на возможность их дальнейшей глобальной экстраполяции. Однако, как мы увидим, осмысление процессов, имеющих место (возможно!) на указанных масштабах вблизи самой сингулярности, трудно даже отнести к теоретической физике, может быть, это отнесение происходит лишь в силу определенных традиций. И, уж конечно, теряется всякая связь с экспериментальной физикой.
Возникает одновременно и философский, гносеологический вопрос: как вообще мозг человека мог прийти к такой постановке проблемы, обратиться к исследованию ненаблюдаемых явлений? По сути, мозгом порождаются некие мыслительные конструкции, создаются математические структуры, вероятные физические проявления которых интерпретируются в рамках и терминах методологии локальных экспериментов, единственно доступной человеку сегодня. Полнота, адекватность и непротиворечивость результатов, получаемых в таком процессе познания, естественно, требует отдельного обсуждения. Для понимания этой ситуации нам придется вернуться к основам квантовой теории, что мы и сделаем в очередном разделе.