Тахионный кристалл Клиффорда-Хопфа, или ОЧП расказала

Продолжение цикла текстов «Эдвард Виттен и Одна Чёрная Птица.» В этой части сериала источником ОЧП предоставлен ответ для знаменитой загадки Пенроуза – о гранд-парадоксе трёх разных миров нашего существования. А также показано, сколь обстоятельно именно этот ответ подкрепляется результатами современной науки.

Среди мудрейших учёных-мыслителей XX века неоднократно звучала идея о том, что реальность вселенной, в которой обитает человек, неверно делить на «мир материи» и «мир сознания». Ибо куда более вероятной представляется такая конструкция реальности, в которой и мир физический, и мир ментальный – это разные проекции чего-то одного.

Проекции чего-то в высшей степени удивительного, определённо целостного и единого, но пока что наукой не постигнутого по сути никак…

Что же касается особо интересного тут вопроса – о возможных путях к строго научному постижению Единства в основах природы сознания и материи, то на этот счёт мнения у учёных не просто разнообразны, но и расходятся, бывает, вплоть до диаметрально противоположных.

Наглядной иллюстрацией чему могут служить такие образцы рассуждений от столь известных в науке людей, как Вольфганг Паули, Эдвард Виттен и Роджер Пенроуз.

Читать далее

Живая материя как дуальность частица-вихрь, или ОЧП рассказала

( Февраль 2022, idb.kniganews )

Продолжение цикла текстов «Эдвард Виттен и Одна Чёрная Птица.» Главная тема нынешнего эпизода сериала – это зачем природе понадобились кварки. И отчего физика у них такая странная…

В Национальной академии наук США есть давняя и очень достойная традиция. В память о тех из академиков, кто покинул сей мир, публиковать содержательный биографический мемуар. То есть не просто лаконичный стандартный некролог от коллег и друзей по науке, а обстоятельный – на десятки страниц – обзор важнейших итогов и достижений учёного.

Понятно, что такого рода научно-биографический обзор готовят люди, не только близко знавшие коллегу по жизни, но и глубоко понимающие суть достигнутого. Поэтому вряд ли удивительно, что когда в начале 2018 умер Джозеф Полчински, один из ярких творцов теории мембран (более известной под названием теория струн), то обширный мемуар [1] о нём подготовил Эдвард Виттен. Как давний соратник, не только хорошо знавший Полчински с 70-х годов прошлого века, но и написавший с ним несколько совместных работ.

Конкретные обстоятельства знакомства двух этих больших учёных в 1970-е, когда имена их – ещё никак не связанные с теорией струн – были очень мало известны хоть кому-то в науке, представляют здесь особый интерес сразу по множеству причин.

Во-первых, потому что в сердцевине научной темы, обсуждавшейся при их  знакомстве, была идея о природе частиц как физике вихрей. Так называемый «вихревой оператор ’т Хоофта» был главным предметом исследований ещё не готовой в тот период диссертации Полчински – как нестандартный подход к проблеме конфайнмента или «пленения» кварков.

Во-вторых, потому что эта идея, смотреть на частицу как на вихревое движение жидкости – или идея «дуальности частица-вихрь», как это называют ныне, – тесно связана с великим множеством всех прочих дуальностей. Иначе говоря, интригующих парных соответствий в основах физики для вроде бы разных вещей. Начиная с дуальностей типа «электричество – магнетизм» или «кварки – глюоны», и заканчивая такими соответствиями, как «электромагнетизм – гравитация» или «частицы микромира – чёрные дыры макрокосмоса».

Все эти многочисленные и зачастую неожиданные дуальности своей взаимосвязанной математикой настойчиво наводят исследователей на мысли о единой физической основе у всех феноменов в природе. И что примечательно, универсальным ключом к освоению этого единства оказываются физико-математические особенности вихрей. Как наблюдаемых непосредственно, так и вихрей, выявляемых аналитически на всех возможных масштабах природы – от минимального планковского до максимально возможного для геометрии вселенной в целом. Это в-третьих.

В-четвёртых же, хотя Полчински начинал свой путь в большую науку с конструирования «вихревого оператора в фундаментальных основах», ничего существенного (кроме текста диссертации) у него тогда не вышло. То ли по этой, то ли по какой другой причине, но далее к теме «частицы как вихри» он больше уже не возвращался, по сути дела.

Виттен, с другой стороны, содержательно возвратился к теме дуальности частица-вихрь сравнительно недавно, в 2016, вскоре после того, как Полчински оказался выбит из науки тяжёлой болезнью. Вот только надлежащего развития эта тема и у Виттена впоследствии не получила.

Совсем не получила, к великому сожалению. Ибо именно через эту дуальность – причём непременно в сочетании с «новой-старой» концепцией живой материи – единые основы всей физики поддаются постижению наиболее естественным образом.

Читать далее

Геометрия деформаций вместо антропного принципа, или ОЧП рассказала…

Три предыдущих публикации kniganews сами собой выстроились в цепь взаимосвязанных текстов, объединённых темой творчества Эдварда Виттена. Эта тема будет развиваться и далее – в русле анонсированного там же проекта «о чём рассказала Одна Чёрная Птица…»

На веб-страницах журнала CERN Courier, освещающего новости науки с позиций ведущего в Европе и мире центра по изучению физики частиц, в конце декабря 2021 опубликовано интервью с Эдвардом Виттеном. [1]

Редакция журнала постеснялась, похоже, признать, что просто упустила момент, когда в августе прошедшего года одному из ярчайших светил теоретической физики исполнилось ровно 70 лет. Поэтому в предновогоднем интервью несколько не к месту и сильно заранее отмечается полувековой юбилей Виттена в большой науке (отсчитывая с 1973, когда он как гуманитарий-бакалавр искусств в области истории и языков поступил в математическую аспирантуру и вскоре начал удивлять учёное сообщество своими мощными работами как физик-теоретик).

В собственно же тексте интервью, опубликованного ныне, интересны не столько всякие смешные пустяки вокруг круглых и некруглых дат, сколько весьма примечательные слова Эдварда Виттена по поводу так называемого антропного принципа в современной фундаментальной науке.

Если цитировать светило дословно, то произнесено им было следующее:

Не без колебаний скажу, что мы, как мне думается, должны всерьёз принять антропную альтернативу. Согласно которой мы живём во вселенной, имеющей целый «ландшафт» разных возможностей – реализованных в разных регионах пространства, а может быть и так, что в разных частях квантовомеханической волновой функции. Мы же сами с неизбежностью обитаем там, где это возможно для нас.

У меня нет ни малейшего понятия, верна ли эта интерпретация, но она предоставляет своего рода измерительную планку для её сопоставлений с другими предложениями. Двадцать лет назад эта антропная интерпретация вселенной воспринималась мною с расстройством – оттого, в основном, какие сложности тут порождаются для понимания физики. Но с годами я смягчился. И с неохотою таки пришёл, я думаю, к принятию того, что вселенная не была создана для наших удобств в её постижении…

Почему это очень важное заявление для понимания нынешней печальной ситуации в фундаментальной науке?

О сути модного антропного принципа написано повсюду, начиная с Википедии, поэтому без углублений в определения можно сразу пояснить, в чем тут беда. Или «большие сложности для научного понимания физики» окружающего мира, пользуясь оборотами Виттена.

Самая серьёзная проблема этой альтернативы в том, что её как бы «научные объяснения» мира, наблюдаемого человеком, на самом деле не содержат никаких новых объяснений. А потому здесь в принципе не предсказывается ничего такого, чего наука ещё не знает, но могла бы проверить экспериментами или наблюдениями.

Иначе говоря, ценность для научного познания мира у антропного принципа примерно такая же, как у религии. А может быть, и ещё меньше, коль скоро в религиях обычно не так отчётливо декларируется принципиальная неспособность человека постичь устройство вселенной.

Несложно понять, отчего Эдвард Виттен, имеющий очень солидную репутацию одного из умнейших теоретиков на планете, был также известен прежде и как один из наиболее авторитетных противников «антропной альтернативы». Также должно быть понятно и то, что объявленный ныне переход 70-летнего патриарха в антропный лагерь никак не сможет помочь фундаментальной науке в преодолении затянувшегося кризиса и в отыскании путей к более глубокому пониманию физики.

С другой стороны, при внимательном изучении работ – особенно работ прогнозных – от прежнего, более молодого Виттена, не слишком сложно увидеть именно то, что нужно. Важные, но недостаточно исследованные пути, ведущие к новому, куда более глубокому и принципиально иному пониманию устройства вселенной.

Почему ни сам Виттен, ни все его авторитетные и прославленные коллеги не стали эти направления всерьёз разрабатывать – здесь объяснить возможности нет. Но вот что определённо возможно, так это более конкретно и содержательно рассказать, какого рода идеи тут имеются в виду.

Сделано же это будет по наивному и бесхитростному рецепту. Берётся заметная прогнозная работа Эдварда Виттена примерно четвертьвековой давности – и сравнивается с нынешним интервью патриарха в журнале CERN Courier. Где также не только подводятся текущие итоги науки, но и даются определённые прогнозы. Поэтому остаётся лишь сопоставить: о каких важных вещах говорил Виттен в конце 1990-х – и как он говорит о тех же вещах ныне. Точнее, как он НЕ говорит о них вообще ничего…

Читать далее

Перемены для точки обзора

Практически ни один из тысячи примерно текстов на сайтах kniganews и kiwiarxiv не написан от первого лица. Это не случайность, конечно, и в целом так будет и дальше. В нынешней публикации, однако, весь рассказ выстроен «в стиле Джорджа Харрисона» и его вальса-блюза I Me Mine – Я Мне Моё. Сделано это не без причины, ясное дело. И причина тут достаточно серьёзна.

В ноябре 2021 года исполнилось ровно десять лет с момента запуска в сети моего проекта «Книга новостей». Вместо попыток как-то отметить столь знаменательную дату, однако, на страницах kniganews (как и на тесно связанном с ними сайте kiwiarxiv) случилась предлинная пауза. Продолжительностью, считай, в два с лишним месяца – с конца сентября до начала декабря.

Объясняется столь долгий антракт тем, что за это время я умудрился трижды оказаться в различных больницах. Причины тому всякий раз были вроде бы разные, но все как одна чреватые самыми печальными последствиями. Сначала опасное заболевание в крови, затем красная зона ковидной больницы, а для финала – неотложная онкологическая операция хирургов…

Практически всем людям свойственно иногда болеть, а порой и в тяжёлой форме. Но когда на тебя обрушивается одновременно целая охапка опасных заболеваний, сами собой приходят мысли, что это вряд ли случайность.

Конечно же, благодарить за исцеление тут надо в первую очередь умелых врачей и современную медицину. Однако в делах такого рода, как известно, удачный конец бывает далеко не всегда. А потому когда из кучи подобных передряг удаётся-таки выбраться почти целым и относительно здоровым, то всё с тобой произошедшее и его итог начинаешь воспринимать как своего рода «знамение свыше».

Интерпретация подобных знамений – это, спору нет, дело сугубо личное и глубоко субъективное.

О том, какая интерпретация видится тут мне, а самое главное, в каком виде произошедшее объективно отразится на новых текстах kniganews и kiwiarxiv, – об этом и будет нынешний рассказ…

Читать далее

Частица – это что? (Простые ответы для трудных вопросов: 2)

Очередной текст из цикла материалов о том, как Большая Наука заплутала в лабиринте сложных проблем, не замечая простых, понятных даже детям ответов. Причём именно эти ответы, что интересно, указывают прямой – и он же самый короткий – путь к постижению реальной картины. Начало см. тут.

В первой части сериала, можно напомнить, наука была сильно озадачена трудным вопросом о том, какой из трёх теоретически возможных вариантов для геометрии вселенной реализован на самом деле в природе. Неожиданно же простой – и наиболее верный – ответ выглядит так, что во вселенной одновременно и гармонично реализованы все три эти возможности.

Более того, поскольку речь шла простоты ради только о геометрии непрерывных пространств, то сказано было далеко не всё. Например, абсолютно никак не освещёнными оказались проекции той же самой формы в области другие – фрактально-дискретной геометрии и ультраметрических пространств. Где математика также допускает непротиворечивые и очень стабильные решения, а потому и они тоже реализованы глобально в природе.

Об этих любопытных вещах на стыке геометрии и теории чисел рассказ, однако, удобнее сделать несколько позже, опираясь на базу «простых ответов» об устройстве материи. Поэтому здесь и сейчас речь пойдёт именно об этом.

В не менее трудном для науки вопросе о том, что лежит в основах материи – или иначе, «Что такое частица?» – ситуация с большими сложностями при выборе решений выглядит несколько иначе. Здесь разных и массово принятых в мейнстриме ответов не только много, но и имеется согласие, что все они определённо относятся к одному и тому же объекту – частице материи в природе. Главная же проблема заключается в том, что никто не знает, как свести все эти по-своему полезные, но по отдельности явно неполные и плохо сочетающиеся друг с другом ответы к одному красивому и понятному в своём устройстве целому…

В конечном итоге, что примечательно, и здесь удаётся обнаружить ответ не только внятный, но и в основах своих простой настолько, что его можно объяснить хоть детям. Однако обстоятельства, из-за которых наука наша этот простой ответ как бы «не видит», оказываются весьма нетривиальны, таинственно запутаны и для понимания своего требуют глубоких внимательных разбирательств.

В целях данного сериала, впрочем, углубление в подобные расследования определённо не фигурирует. Здесь задача в том, чтобы ограничиться лишь общими формулировками «простых ответов» и предоставлением ступеней, по которым учёные к этим ответам сумели успешно прийти. И это не оговорка. Ибо многие из правильных и красивых ответов для фундаментально важных вопросов на самом деле науке уже известны. Но по некоторым НЕ-научным причинам озвучивать их официально не принято.

Здесь, однако, ничто не мешает озвучить это неофициально. Для того, как минимум, чтобы все, кого подобные вещи интересуют, имели представление о реальных достижениях фундаментальной физики, а не только о том, что пишут на данный счёт в энциклопедиях и научно-популярной прессе.

С прессы, кстати, имеет смысл и начать. Недавний обзор в известном веб-издании Quanta Magazine целиком посвящён именно интересующему нас вопросу: «Что такое частица?» (What Is a Particle? By Natalie Wolchover. Quanta Magazine. November 12, 2020).

И поскольку веб-журнал этот не только известный, но и действительно качественный, в статье QuantaMag вполне адекватно отражено всё существенное. Как то, что наука на сегодня имеет предложить в качестве неполных ответов на данный вопрос. Так и те многочисленные загадки в природе частиц, для которых учёные честно признают, что ответов они не знают.

Ну а ещё с опорой на данную публикацию удобно выявить и продемонстрировать такие достижения науки, которые практически никогда в подобные обзоры не попадают. Хотя именно из-за этих опускаемых деталей вся картина никак и не складывается в стройное единое целое. Но чтобы отчётливо увидеть и распознать умалчиваемое, необходимо представлять себе историю вопроса. Или быть в теме, как ещё выражаются…

Читать далее

Простые ответы для трудных вопросов: Форма пространства

Глубоко внутри у каждого человека есть базовые знания о том, как устроен мир. По некоторым причинам общество и традиции постоянно мешают тому, чтобы мы эти знания вспомнили. Не факт, что это правильно…

В последних числах октября один из лучших в интернете сайтов о новостях передовой науки, онлайн-журнал Quanta Magazine, опубликовал большущий и в высшей степени показательный материал о последних достижениях физиков-теоретиков (The Most Famous Paradox in Physics Nears Its End. Quanta Magazine, October 29, 2020 ).

Публикация в целом посвящена знаменитейшей из загадок теоретической науки – информационному парадоксу чёрных дыр. Особое же внимание рассказчика сфокусировано на том, как ныне наиболее проницательным из учёных через постижение математических свойств этих странных объектов – чёрных дыр космоса – удаётся сводить в единую согласованную картину пространство и материю, квантовую физику и гравитацию, информацию и эволюцию вселенной.

Есть там у теоретиков уже почти всё, короче, – кроме одного-единственного. И вот именно в этом единственном как раз и сконцентрирована «высшая степень показательности» данного научно-популярного обзора…

Наиболее ёмко и доходчиво, пожалуй, этот важнейший аспект сформулирован на той же веб-странице, где опубликована статья. Но только не собственно в её тексте, а в нижеследующем подразделе для обсуждения и комментариев читателей. Где один из комментаторов подытожил суть в таких выражениях:

Ни единого слова о том мире, что мы видим вокруг. Ни единого упоминания, к примеру, о тех или иных новых формулах, которые в точности описывали бы тот или иной снимок окружающей нас вселенной. Постоянно повторяющиеся на разные лады признания учёных в том, что «и здесь ответа мы не знаем». Воистину чудный пример тех выдающихся глубин, на которые способно нырять человеческое воображение. Ну а в результате – вместо плоского как океан пространства – мы обрели плоскую вселенную в виде одной ломаной линии. Вот это да!

Та самая «Ломаная линия Пэйджа», которую мы обрели благодаря достижениям теоретиков…

Сразу же надо оговориться, что столь нелицеприятные слова оценки звучат ощутимым диссонансом со всеми прочими комментариями. Традиционно восхваляющими статью и её автора за обстоятельный и доходчивый для простых смертных рассказ о таких эзотерических достижениях науки, в которых, если по-честному, практически никто и ничего не понимает.

Простая и неоспоримая правда жизни такова, однако, что самый строгий из комментаторов прав тут по сути дела во всём. В независимости от того, понимает это широкая публика или нет, сами учёные-теоретики, разрабатывающие данную область науки, прекрасно и отчётливо осознают, что у них нет ни малейших представлений о том, как же пристёгивать богатую и содержательную математику их открытий к тому реальному миру, который нас окружает.

Ибо вселенная наша, фактически, существует совершенно отдельно от той абстрактно-математической вселенной, которую плодотворно и вроде бы как успешно – в терминах формальной согласованности картины – осваивают теоретики фундаментальной физики.

Понятно, что так быть не должно. Но именно так оно, к сожалению, тут есть. Причём довольно давно. Информационному парадоксу чёрных дыр, к примеру, считай уже полвека. И хотя принято считать, что никто не знает, как исправлять столь грустную ситуацию с полным отрывом теории от реальности, на самом деле это совершенно не так.

Очень многие из грамотных учёных наверняка знают, как это лечится. Но знают, так сказать, лишь на подсознательном уровне. Потому что на уровне сознания активно-бытового любые шаги по оздоровлению и наведению ясности тут отчётливо означают посягательство на догмы, условности и прочие священные традиции храма науки. Неизбежный конец научной карьеры это означает, короче говоря.

И судя по сильно затянувшемуся научному кризису, психологический барьер оказывается здесь настолько мощным, что самостоятельно преодолеть его сообщество учёных уже просто не в состоянии.

Но есть тут, однако, один оригинальный и по-детски наивный способ помочь. Способ, подсказанный психологией, нейрофизиологией и сюжетом из раннего периода в истории науки…

Читать далее