evan_gcrm (evan_gcrm) wrote,
evan_gcrm
evan_gcrm

Единая истина



Идея в виде парадоксальной «тройственной головоломки» – о непостижимых взаимосвязях, которые соотносят физическую реальность, человеческое сознание и мир математики. Пенроуз называет этот комплекс «три мира или три формы существования». С помощью несложного рисунка ученый схематически изобразил все эти три формы существования в виде сфер, представляющих собой объекты, принадлежащие трем различным мирам. А также здесь показана и суть загадочных связей между этими мирами.




В огромной сфере мира физического лишь совсем небольшая часть имеет отношение к сознанию и связана с феноменом ментальной деятельности. Переходя ко второй взаимосвязи, соотносящей сознание со сферой математики, также ясно, что размышления людей об абсолютных математических истинах составляют лишь чрезвычайно малую долю от нашей совокупной мыслительной деятельности. И наконец, если рассматривать сферу математики в ее соотношении с физическим миром, то очевидно, что лишь совсем малая часть мира математического имеет отношение к процессам и явлениям физики.

Ну а в итоге этих ясных и логичных соотнесений складывается явный парадокс – когда каждый из рассматриваемых миров содержит в качестве малого фрагмента весь следующий мир целиком, однако цепочка взаимосвязей при этом замкнута. И сам крайне озадаченный, Пенроуз с готовностью признает, что не в силах решить эту тройственную головоломку…

На самом деле хорошо известны места, где все три мира существенно пересекаются, неразрывно накладываясь друг на друга.

Одним из таких мест, в частности, является человек.

И если данную область взаимных наложений исследовать правильно, расширяя её границы все больше и больше, то затем приходит понимание великой и простой истины.
Три этих сферы, представлявшихся нам столь разными, куда более верно считать разными сторонами одного и того же мира…



В среде ученых-физиков именно такого рода идею свыше полувека назад выдвигал и разрабатывал Вольфганг Паули – о том, что в грядущей науке реальность уже не будет ни ментальной, ни физической, а обеими из них сразу…
Точно в таком же ключе звучит и заключение самого Пенроуза к его тройственному парадоксу: что три мира, представляющихся нам разными – это, возможно, три аспекта единой истины, о которой, правда, современная наука пока что не имеет ни малейшего представления.

Юмор ситуации заключается здесь в том, что на самом деле наука давным-давно имеет всё необходимое для постижения этой «единой истины». Но почему-то изначально считает её изощренно сложной и доступной лишь через самую продвинутую математику. Хотя в действительности постичь самое главное тут можно вообще без формул – опираясь исключительно на простые аналогии, наглядные метафоры и общедоступные эксперименты.

Впервые идея о том, что материя представляет собой подобные волнам искривления в геометрии пространства, а все, что нам представляется взаимодействиями материи – это суть перемещения таких волн, появилась в науке в 1870 году. Выдвинул ее совсем молодой в ту пору Уильям Клиффорд.

Когда фрагмент гранд-концепции Клиффорда был переоткрыт в XX веке Альбертом Эйнштейном – в виде общей теории относительности (ОТО), объяснившей через искривления геометрии пространства феномен гравитационного притяжения масс, то вскоре было сделано и еще одно удачное открытие в клиффордовом духе. В 1924 году Луи де Бройль защитил диссертацию, в которой была выдвинута и обоснована идея о волновой природе частиц материи.

Красивая идея быстро получила известность, уже в начале 1926 Эрвин Шредингер на основе концепции де Бройля вывел свое знаменитое волновое уравнение, ставшее фундаментом квантовой механики, а за следующую пару лет сразу несколько экспериментаторов продемонстрировали дифракцию электронов на кристалле.

За этими общеизвестными вещами, однако, скрывается целый ряд фактов, имевших ничуть не меньшее значение, но в историю побед не вошедших. Для нашего расследования особенно важны два момента:
Во-первых, уже в самых ранних работах де Бройля того периода – ставших основой его диссертации – концепция волнового поведения частиц была прочно увязана с идеей о «внутренних часах» электрона, задающих частоту колебаний волны и естественный отсчет времени в природе.
Во-вторых, чуть позднее, в 1927, когда получило известность уравнение Шредингера и начались попытки его интерпретаций, де Бройль выдвинул собственную идею – о так называемом «двойном решении». Где частица одновременно удовлетворяла двум описаниям – как колебаний точечной сингулярности, так и непрерывной волны. Причем обе синусоиды осциллировали в одной и той же фазе.

Этапным годом данной истории можно считать 2005, когда сразу две разных команды независимо друг от друга опубликовали первые результаты своих открытий.

Существенно большую известность получила работа Ива Куде, Эммануэля Фора и их коллег-физиков из Парижского университета Дидро, которым довелось обнаружить весьма занятный феномен «прыгающей капли». То есть чисто классической колебательной системы, воспроизводящей почти все феномены, считавшиеся «сугубо квантовыми». По сути же своей это оказалась наглядная демонстрация идеи «двойного решения» от де Бройля – частицы и волны, в виде неразрывной системы осциллирующих в одной и той же фазе.

Другая экспериментальная работа, которую возглавлял Мишель Гуанер, известна куда меньше, проведена в технически намного более сложных условиях ускорителя частиц, а суть ее сводится к убедительному подтверждению гипотезы о «внутренних часах де Бройля в частицах методами электронного ченнелинга».

Поиски созвучных работ и проводящих их исследователей с похожими идеями на каком-то этапе вывели Гуанера на американского математического физика Дэвида Хестенса, наиболее знаменитого – своими многолетними усилиями по внедрению аппарата геометрической алгебры Клиффорда для решения прикладных и теоретических задач физики.



Суть исследований Хестенса на данном направлении сводилась к тому, что анализ давно известных в квантовой физике формул – в первую очередь уравнения Дирака – методами клиффордовых алгебр позволяет выявлять в этих соотношениях новые, неизвестные прежде геометрические структуры. Для конкретной ситуации с «внутренними часами» частиц, в частности, Хестенс выявил вот что.



Обнаружилась такая конструкция, в которой феномен спина частицы (как собственного вращения) неразрывно связан с орбитальным вращением частицы – вокруг оси времени. В результате чего траектория частицы в пространстве-времени выглядит как цилиндрическая периодическая спираль. Параметры же этой спирали, задают физические свойства частицы – вроде собственной частоты колебаний, массы и так далее.

Идея о постоянном орбитальном движении частицы, особо интересна еще и в связи с созвучными открытиями шведского теоретика Оскара Клейна.

Особо же примечательно то, при каких именно обстоятельствах в математических расчетах Клейна обнаружилось уравнение, ныне именуемое шредингеровым. Ибо здесь теоретик рассуждал в корне иначе, нежели Шредингер (начинавший от давно известных аналогий между механикой и оптикой), а пошел от самой модной на тот период математики – общей теории относительности Эйнштейна.



Так вот, благодаря добавлению в четырехмерные уравнения ОТО еще одного – пятого – измерения, Клейн сумел продемонстрировать математический фокус. Он показал, что волновое и геометрическое по своей сути уравнение частицы для условий абстрактного 5D-пространства при переносе в более привычный нам мир с меньшим числом измерений можно свести к тому же самому компактному уравнению квантовой механики, которое Шредингер вскоре вывел по существенно иной траектории.

Самое же, пожалуй, любопытное в этом трюке было то, каким образом в уравнении Клейна возникла постоянная Планка. То есть константа кванта энергии, лежащая в основе всей квантовой физики, но никак не присутствующая в исходных геометрических уравнениях ОТО Эйнштейна.

Особо же интересны данные факты по той причине, что чуть раньше – и неведомо для Оскара Клейна – другой исследователь, Теодор Калуца, уже продемонстрировал иной поразительный трюк с расширением эйнштейновых уравнений ОТО. Математический фокус, который не только позволил в одной геометрической конструкции объединить гравитацию и электромагнетизм, но и открыть еще одну, прежде невиданную «силу природы». Некое загадочное скалярное воздействие, описываемое уравнением Пуассона и периодически воздействующее на каждую точку пространства в независимости от того, где во вселенной она находится.

Уже в 1929 году Герман Вейль, один из наиболее проницательных математиков и физиков той эпохи, проанализировал уравнение Дирака и показал, что математическая структура частицы раскладывается на два безмассовых компонента – один с праворукой киральностью, другой с леворукой. Масса же у частицы каким-то неясным образом возникает при ее постоянных переменах от одного состояния киральности к другому.

Еще через несколько месяцев, летом 1930, близкий приятель Вейля, Эрвин Шредингер, представил свой анализ того же уравнения в несколько других аспектах. Среди прочего, Шредингер показал, что согласно этой математике всякой частице материи оказывается присуще «дрожащее движение» или по-немецки «циттербевегунг» (Zitterbewegung), происходящее с чрезвычайно высокой собственной частотой (10^21 герц) и очень малой амплитудой колебаний. Причем дрожания эти происходят со скоростью света, накладываясь на «обычное» (равномерное прямолинейное) движение частицы.

Если аккуратно сопоставить результаты Вейля и Шредингера, то можно увидеть, что они весьма органично складываются в единую картину так называемого «зигзаг-представления» фермионов – как именует это Роджер Пенроуз.



Согласно этой картине, всякий электрон (или, скажем, протон) оказывается частицей, движущейся по зигзагообразной траектории и находящейся в состоянии непрерывных осцилляций между фазой леворукого вращения «зиг» и праворукой фазой «заг». Отдельно в каждой из этих фаз, что существенно, частица является безмассовой и движется со скоростью света.

Вопрос же о том, каким образом в этой картине у частиц появляется масса, уравнение Дирака не проясняет никак. Сам П.А.М. просто подставил известную массу электрона в нужном месте в качестве множителя и получил правильные предсказания для результатов экспериментов. Вейль же, пытаясь постичь глубину этого фокуса, был уверен, что именно здесь должен быть ключ к единству физики.

Раз в уравнении Дирака присутствует масса, рассуждал математик, а масса как эффект гравитации имеет геометрическую природу, то это означает, что в данной формуле должны быть сокрыты какие-то очень глубокие соотношения и важные подсказки для объединения квантовой механики и общей теории относительности…

Обсуждая эту загадку с Дираком, Вернер Гейзенберг проницательно заметил, что проблема с положительным-отрицательным электроном не будет решена до тех пор, пока не появится единая теория для протона и электрона вместе. Именно эта проблема, собственно, и подтолкнула тогда Поля Дирака к выдвижению его знаменитой ныне концепции «дырок» – как положительно заряженных вакансий в «море электронов».

Согласно теории о дырках масса протона должна быть такой же, как масса электрона. Кроме того, эта гипотеза ведет к необходимой эквивалентности отрицательного и положительного электричества при всех обстоятельствах. Различие двух видов электричества, таким образом, скрывает, похоже, тайну природы, лежащую еще глубже, чем различие между прошлым и будущим…



Принято считать, будто нависшего кризиса удалось избежать благодаря очередному достижению Дирака, когда уже на следующий год, в 1931, он придумал свой «анти-электрон» (то есть позитрон). Открыв таким образом существование антиматерии.

Два компонента частицы – с положительной и отрицательной энергией – в уравнении Дирака существуют абсолютно на равных. Что же касается антиматерии, то она, как известно, мгновенно аннигилирует при соприкосновении с частицами материи. И никто не знает, почему окружающий нас мир состоит лишь из одной половины этой пары. Иначе говоря, одну загадку просто подменили другой – все так же не находящей ответа.

Однако на исходную загадку ведь можно смотреть и иначе. Предположив, что ответ искать надо именно там, куда вели идеи Гейзерберга и Вейля, – в единой природе «отрицательного и положительного электричества», лишь только представляющихся нам в виде столь разных «носителей заряда». А помочь тут с постижением, что интересно, помогает исходная идея Дирака – о протонах как дырках.

К середине 1930-х годов первичные идеи о «необходимой эквивалентности» двух видов электричества и о положительных зарядах как «дырках» в ткани пространства получили весьма своеобразную трансформацию в новаторской работе Альберта Эйнштейна и его молодого коллеги Натана Розена.

По сути дела, уже тогда появились возможности скомбинировать дырки Дирака с мостами Эйнштейна-Розена в общую картину – где принцип «раздвоения пространства» парадоксальным образом объединяет квантовую механику и классическую ОТО.

В 1955 году, Джон Уилер опубликовал работу под очень кратким и необычным названием «Geons» или «Геоны». Согласно замыслу автора, этот новый термин удобен для обозначения гипотетических макрообъектов космоса или частиц микромира, представляющих собой чисто энергетический сгусток Гравитационных и Электромагнитных сил.

В этой статье Уилер вновь возвратил в физику воистину великую, но давно забытую идею Эйнштейна и Розена о раздвоенной природе электрических зарядов – как о двух концах одной и той же трубки-перемычки в геометрической ткани пространства. Но только теперь идея эта была возрождена в существенно измененном виде – вообще без опоры на концепцию двух параллельных листов пространства.



В модифицированной таким образом картине не только отсутствовала ссылка на источник, двадцатилетней давности работу Эйнштейна-Розена, но и как бы само собой исчезло слово «мост». Вместо него поначалу появился привлеченный из топологии термин «ручка» (handle), а еще через пару лет у Уилера родилось и собственное, прочно с тех пор прилипшее название «кротовая нора» (wormhole или «червоточина» в оригинале, поскольку такого рода трубка ассоциировалась у автора с проходом червя в яблоке).

Когда Хуан Малдасена и Леонард Сасскинд летом 2013 опубликовали статью про «ER=EPR», или иными словами об эквивалентности феноменов квантовой сцепленности и моста Эйнштейна-Розена, то суть этого открытия в статье и прессе стабильно поясняли одной и той же фактически картинкой.



Смысл иллюстрации сводился к тому, что если между черной дырой и излучаемыми ею фотонами могут формироваться кротовые норы, то это позволяет разрешить весьма замысловатую проблему в теоретической физике. Поскольку кротовые норы здесь по давней традиции изображались тоненькими кривыми отростками в виде своеобразных щупалец, то вся конструкция становилась в чем-то похожа на осьминога…

Куда более внятное графическое пояснение появилось совсем недавно – в апреле 2016, от одного из соавторов исходной статьи, Леонарда Сасскинда. В своей новой работе (точнее, это запись его лекции), теоретик развернуто демонстрирует, сколь много новых глубин обнаруживается в квантовой механике и в ее взаимосвязях с гравитацией благодаря их с Малдасеной открытию-гипотезе об эквивалентности «ЭР=ЭПР».

Теперь сцепленность частиц в основе ЭПР или, как еще это называют, феномен нелокальной связности в квантовой механике иллюстрируется с помощью точек на двух параллельных листах пространства. Как комментирует это Сасскинд, пространство «сложено» для того, чтобы изобразить, каким образом сцепленные, но пространственно удаленные точки оказываются близко друг от друга.



Вслед за этим концептуально весьма схожая картинка приводится автором и для иллюстрации свойства нелокальной связности в теории гравитации.



Леонард Сасскинд тут же признается, что очевидно похожими одна и вторая картинки сделаны им вполне преднамеренно. Ибо «весь перец шутки про ЭР=ЭПР» (как выражается автор) как раз и заключается в том, что на самом деле гравитационный феномен мостов Эйнштейна-Розена и квантовый феномен сцепленности ЭПР в некотором смысле являются одним и тем же явлением физики.



И вот – летом 2016 – уже можно, как иногда выражаются официальные лица, с чувством глубокого удовлетворения отметить, что в теоретической физике произошло нечто весьма и весьма примечательное.

Дабы суть и изюм произошедшего выглядели подоходчивее для всех, можно представить это так. Сразу несколько работающих независимо друг от друга команд исследователей, в составе которых есть и звезды первой величины на небосклоне теоретической физики, одновременно опубликовали результаты, по-разному рассказывающие фактически об одном и том же.

О том, что в физической науке определенно нащупан, наконец-то, важнейший универсальный механизм, обеспечивающий единое описание и понимание природы пространства-времени-материи на любых масштабах длин и энергий, доступных для изучения теоретикам…
Причем механизмом этим является очень простая, в сущности, вещь – под названием «вихрь»…

Именно поэтому в рассказе – о пронизывающей физику обширной сети дуальностей для частиц как вихрей – совершенно особое место занимает статья от Зайберга, Виттена и их коллег-теоретиков из цеха конденсированной материи, Сентхила и Ванга.

Для всего научного сообщества эта обобщающая работа, плотно насыщенная нетривиальной математикой, важна уже тем, что в систематическом виде дает единое описание диаметрально разным областям физической науки. Конечно же, это далеко не первое такое обобщение, однако здесь доказательство взаимосвязей подчеркнуто сделано на основе ключевой и очень глубокой дуальности частица-вихрь.

Нынешняя работа ученых, при поддержке коллег-смежников прочно объединяющая физику высоких энергий и физику сверхнизких температур, полностью выстроена на базе традиционных подходов квантовой теории поля. То есть это подчеркнуто «физика нашей реальности» – вообще без каких-либо отсылов к 10 и 11 мерным конструкциям теории струн, суперсимметрии и объединяющей их все М-теории Виттена.

Увлекательным данный параллелизм оказывается по той причине, что именно вот эти вполне очевидные соответствия предоставляют важные ключи. Или подсказки, помогающие лучше увидеть и понять, чего не хватает в нынешних работах «о сети дуальностей» и о частицах как вихрях, чтобы общая картина открылась людям, наконец, в своей полноте.

Начать сопоставление удобнее всего с иллюстраций, потому что их в статье всего две, причем та и другая имеют идентичную структуру. И единообразными схемами иллюстрируют выведение дуальных соответствий между частицами как вихрями.



Картинка первая иллюстрирует особенности дуальной трансформации одних бозонов в другие под действием «встряхивания» (выражаясь аккуратнее, «при добавлении в лагранжиан оператора монополя»). Здесь левая панель с помощью поделенного на 4 части квадрата обозначает четыре разных фазовых состояния системы, а правая панель выделяет наиболее интересную физику в правом верхнем квадранте.



Аналогично, картинка вторая иллюстрирует выведение дуальности между бозонами и фермионами. Опять-таки – через добавление в картину внешнего воздействия. Причем и здесь система имеет четыре базовых фазы, а интересная трансформация при добавлении оператора монополя происходит в правом верхнем квадранте…

Более широко сформулированная тема означает, что здесь мощная дуальность «частица-вихрь» позволила продемонстрировать теперь уже три существенно разных и (почти) независимых маршрута, каждый из которых ведет науку в одну и ту же точку – к постижению единства всех областей физики:

- Под номером один в этом списке идет уже хорошо известный нам маршрут соответствий между квантовой теорией поля и физикой конденсированной материи.
- Под номером два – маршрут теории суперсимметрии.
- Под номером три – маршрут соответствий с общим наименованием «AdS/CFT».




Осциллон и Внутренний Свет

Первое знакомство с концепцией О. и её неисчерпаемыми глубинами лучше всего устроить в духе священных писаний, рассказывающих о сотворении мира. То есть представить для начала, что наш мир – это открытый неглубокий контейнер, наполненный множеством мелких гранул, вроде твердых металлических шариков. И кроме массива этих гранул в безвидном мире контейнера нет больше вообще ничего. На что смотреть, естественно, довольно скучно.

Дабы хоть как-то развлечься, мы можем начать трясти контейнер в разные стороны. Прежде неподвижный гранулированный массив словно оживает и начинает вести себя подобно жидкости, демонстрируя хаотические волны и всплески. Глядя на этот хаос, мы вдруг вспоминаем, что особо интересные вещи могут происходить, если встряхивать контейнер с постоянной частотой строго в одном направлении. Желательно вверх-вниз – перпендикулярно поверхности материала.

Как только нам удается это дело устроить, поместив контейнер на специальный вибрирующий стол, мы можем с удовлетворением отметить, что наша система обрела сразу несколько важных свойств.

Во-первых, теперь тут имеется «явное нарушение симметрии», как выражаются ученые. Выражаясь же попроще, мы навязали контейнеру одно особо выделенное направление движения (вверх-вниз), поскольку наслышаны, что в таких ситуациях – при нарушении симметрии системы – там могут самозарождаться разные занятные штуки и процессы.

Второе важное свойство для физики системы, встряхиваемой подобным образом, – это наличие регулярного силового воздействия на каждую гранулу пространства в независимости от того, где конкретно она в контейнере расположена. И поскольку это воздействие направлено перпендикулярно поверхности материала, то оно считается скалярным (а не векторным). Иначе говоря, добавляет в систему энергии, но не вызывает перемещений по поверхности в том или ином заданном направлении. Такого рода скалярное воздействие на систему иногда называют «дилатон».



И наконец третье, самое примечательное в данной системе – это самозарождение осциллонов при некоторых специфических соотношениях параметров (таких как частота и амплитуда вибраций, размер гранул, глубина контейнера). На языке ученых возникновение подобных особенностей принято называть «сингулярностями» в однородной – всюду симметричной – прежде среде, а устойчивое присутствие таких сингулярностей обычно связано с появлением в системе особо выделенных направлений, что именуют «спонтанное нарушение симметрии».



В зависимости от конкретных свойств вибрирующего материала, в котором возникают осциллоны (массив твердых гранул, жидкость-суспензия, эмульсия и т.д.), пара противоположных фаз в колебаниях объекта может выглядеть по-разному. Например, в твердом грануляте – это широкий-плоский кратер и высокий-узкий пик; в жидкости-суспензии типа водяного раствора глины – это практически одинаковых размеров яма и холм.

Намного важнее, нежели конкретный вид разных фаз, оказывается то, что благодаря противоположным фазам своих колебаний осциллоны – в отличие от солитонов – способны образовывать связанные друг с другом состояния. И вообще имеют физику взаимодействий, по сути идентичную взаимодействиям элементарных электрических зарядов.

Иначе говоря, если два осциллона пульсируют в одной фазе, то они взаимно отталкиваются, если же в противоположных – взаимно притягиваются. По этой причине есть сильные основания утверждать, что физика осциллонов наглядно демонстрирует суть фундаментальных идей Максвелла и Клиффорда об устройстве природы на её самом глубинном уровне.

Ибо Джеймс К. Максвелл считал, что электрические заряды – это по существу особые точки напряжения в ткани пространства. А Уильям К. Клиффорд, соответственно, предполагал, что все, представляющееся нам реальностью, – это искривления в ткани пространства, ведущие себя наподобие волн.

Развивая эту аналогию далее, есть все основания полагать, что природа осциллонов – это еще и наглядная иллюстрация особенностей микромира квантовой физики. Все характерные признаки осциллонов – такие как стабильность свойств объекта при перемещениях и взаимодействиях – по сути дела являются характеристиками квази-частицы. И при этом нет никаких сомнений, что осциллон – это прежде всего волна.

Иначе говоря, заложенная в фундамент квантовой физики идея про «загадочный в высшей степени» (как принято считать по традиции) дуализм волна-частица на самом деле имеет простую и наглядную аналогию в мире физики классической.

Простая и наглядная физика осциллона не только доступно показывает, почему частица и античастица способны мирно уживаться в одном объекте без аннигиляции взаимного уничтожения. Или то, формулируя чуть иначе, каким образом два противоположных электрических заряда могут постоянно присутствовать в одной и той же частице в виде разных фаз её осцилляций.

Частота встряхиваний системы и частота смены фаз осциллона по естественным причинам соотносятся как два к одному. Или, эквивалентно, как четыре к двум. То есть для того, чтобы осциллон проходил полный цикл колебаний через две фазы типа «холм» и «яма», контейнер встряхивается четыре раза. Из-за чего полная схема цикла на поверхности контейнера выглядит так: «холм» – «рябь» – «яма» – «рябь». Далее весь этот цикл повторяется снова и снова.

Если обратить внимание, что в тех фазах вибраций контейнера, когда на поверхности остается просто «рябь», а собственно осциллон – как холм или яма – при этом исчезает, то в проекции картины на квантовую физику можно постичь и вот какую очень важную идею. Вкратце эту идею можно назвать «тайна SUSY» или причина неуловимости суперсимметрии в природе.

В терминах физики, описывающей нашу реальность, осциллоны соответствуют фермионам или частицам материи, а волны «ряби» соответствуют бозонам или квантовым частицам, передающим взаимодействия. Соответственно, фокусируясь на 4-фазной физике осциллонов, несложно заметить, что каждой фазе «фермиона» (холма или ямы) здесь непременно соответствует своя фаза «бозона» (ряби). Причем принципиально важно, что появляются и исчезают они строго по очереди…

В теоретической физике уже довольно давно, много десятилетий назад установили, что математика поведения частиц и их взаимодействий становится особенно стройной и красивой, если в системе имеется суперсимметрия или SUSY. То есть строгое соответствие фермионов и бозонов в природе, когда для каждой частицы одного типа имеется симметричный двойник среди частиц другого типа.

И наконец, в куда более конкретной области физики жидкостей имеется удивительный и по сию пору весьма загадочный феномен под названием сонолюминесценция. Когда под действием звуковых волн в воде самозарождается крошечный пузырек воздуха, затем он быстро уменьшается – и вдруг выдает вспышку света… С одной стороны, это еще одно любопытное проявление физики осциллонов, а с другой – по сути буквальное воплощение идеи о «внутреннем свете» этого явления.

Если же обратиться к куда более знаменитой физике из гравитационных уравнений ОТО Эйнштейна, то там, можно напомнить, известен один замечательный фокус – с расширением числа измерений с четырех до пяти. Следствием этого фокуса, математически объединяющего гравитацию и электромагнетизм, является также выявление некоего регулярного воздействия на систему под названием «дилатон».

Так вот, у науки есть все основания считать этот дилатон не только «явным нарушением симметрии», но и прямым аналогом встряхиваний для осциллонов. А также и той силой, что дискретно и постоянно смещает частицы шахматной модели Фейнмана из прошлого в будущее.

И самое занятное, что в модели SYK уже сейчас имеется рассказать нечто весьма содержательное о природе того самого загадочного дополнительного измерения, которое позволяет представлять все «силы природы» как разные проявления одной и той же по сути гидродинамической физики. То есть физики волн, потоков и вихрей.

Причем физика эта одновременно помогает постичь еще и механизмы в основах работы нашего сознания. Или устройство «души материи», если формулировать точнее.

Ближе к финалу интенсивно выше цитируемой работы Малдасены и Стэнфорда рассмотрен еще один – третий – важный компонент в составе выражения, дающего аналитическое решение для модели SYK.
Если первые два члена делают основной энергетический вклад в поведение системы, отвечая за уже описанные спонтанное нарушение и явное нарушение конформной симметрии, то третий компонент играет существенно иную роль.

Энергетический вклад от него сравнительно невелик, однако именно здесь выявлена прямая взаимосвязь между квантовой физикой «оболочки» CFT и гравитационной физикой «балка» AdS.

Кавычки для терминов оболочка и балк необходимы тут сразу по нескольким причинам.

В традиционных описаниях соответствия AdS/CFT принято рассматривать лишь две системы: n-мерное пространство с физикой CFT, являющееся оболочкой для AdS-балка; и собственно AdS, то есть более «объемное» пространство с числом измерений (n+1) и с геометрией Анти-де-Ситтера.

В условиях же простейшей модели SYK, где фермионы находятся в 1-мерном пространстве с физикой почти-CFT, а дуальное 2-мерное пространство-балк обладает свойствами почти-AdS, из вида решения сразу выяснилось, что соответствие между балком и оболочкой на самом деле здесь более хитрое.

То есть тщательно изучаемая лестница фермионов – с её рельсами-перекладинами и динамичной би-локальной структурой – ни оболочкой, ни тем более балком тут НЕ является. Но при этом каждая пара фермионов регулярно выдает тот самый «третий вклад» в решение – как порции энергии, которые уходят в балк и порождают там материальную траекторию фермиона в виде гирлянды частиц.

Причем не просто частиц, а носителей информации, запомнивших в своём состоянии то состояние спина, которое имел фермион, когда их испускал. В дуальном описании эта гирлянда имеет вид струны слабого натяжения и длину, сопоставимую с размерами AdS. Иначе говоря, именно этот протяженный 1D-объект имеются все основания и называть оболочкой 2D-балка.

Следует отметить, что физика подобного рода в общих чертах была уже известна теоретикам и раньше, при исследованиях в областях теории струн и голографической квантовой гравитации. Поэтому сюда её привлекли просто естественным образом, из-за появления уже знакомых математических соотношений.

С другой стороны, практически никто в этом контексте не употребляет термины типа «память материи». Хотя несложно сообразить, что абсолютно все частицы в постоянно растущей гирлянде кодируют в себе состояния единственного фермиона – являясь его персональной памятью. Или «фиброй души» если угодно.

А потому теперь особенно интересно и важно, каким образом все эти уже выявленные исследователями вещи оказываются сконфигурированы в глобальную единую конструкцию.
Именно здесь наука в очередной раз выходит на то самое загадочное пятое измерение, которое превращает ОТО Эйнштейна в единую теорию гравитации и электромагнетизма.



И это же то самое пятое измерение, через которое частицы в виде «моста ЭР» (или решения Шварцшильда) связывают два параллельных листа 4D-пространства, свёрнутого в одностороннюю поверхность типа ленты Мёбиуса.

И это же, наконец, то самое пятое измерение, через которое осцилляции частиц позволяют собрать всю данную конструкцию в виде нетривиальной фибрации Хопфа с единым сознанием, суперсимметрией и дуальной физикой AdS/CFT…

/Источник/




Tags: Мироустройство, Наука, Ноосферогенез
Subscribe
promo evan_gcrm март 28, 19:35 75
Buy for 30 tokens
Основополагающим элементом, основным двигателем всей жизни, является репликатор. Скопированная информация - это и есть «репликатор». На Земле первый репликатор довольно бесспорный - это гены, или информация, закодированная в молекулах ДНК. Точнее это первый репликатор, о котором мы знаем.…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 15 comments