Теория “всего” с квантовых позиций

Теория всего самая желанная и соблазнительная теория. Действительно пришел на биржу, подставил какие-нибудь данные в фундаментальную формулу и выиграл определенную сумму. Вскочил прыщ на носу, просчитал формулу при других входных данных и готово – на выходе зеленка. Мажь – не хочу. А чтобы посмотреть, как устроен электрон, почему возник рак чего-нибудь, построить квантовый компьютер, как сбалансировать потребности человечества и возможности природы и много другого, так это просто мелочи для данной теории. И такая теория, после просмотра некоторых роликов на You tube, кажется, уже почти есть, но ее пока нельзя пускать в оборот, так как она не объясняет чего-то там, в черных дырах. Ее нельзя применять, как не испытанное до конца лекарство.

Википедия, а с ней и все научное сообщество, трактует теорию всего, как гипотетически объединенная физико-математическая теория, описывающая все известные фундаментальные взаимодействия. Взаимодействий считается пока 4 вида: сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное. Первые 3 взаимодействия путем некоторых ухищрений удалось объединить. Но это объединение происходит при температурах 10²⁸К. А такие температуры были в далекие прошлые времена. Или некоторые считают, что такое объединение может происходить при размерах меньше планковских, то при размерах 10^-31, то есть если частицы сблизились на такое расстояние, то не разберешь, какой вид взаимодействия осуществляется сейчас между ними.

Казалось бы присовокупи к этим трем взаимодействиям гравитационное и все 4 взаимодействия объединены. Действительности, может быть, частицы, сблизившиеся на планковское расстояние, притягиваются гравитационно? Но не тут то было. Гравитация согласно ОТО это искривленное пространство-время и оно плавно искривлено. А на планковских расстояниях, как утверждает квантовая механика, ничего плавного нет. Там бушует хаос. Непрерывно распадаются и аннигилируют электронно-позитронные пары, то есть возникают и исчезают большие энергетические всплески, не предсказуемо изменяются импульсы и положения частиц. Обо всем этом нам поведал Гейзенберг. И какими формулами можно описать движение тела по эти буграм и колдобинам, внезапно возникающим и исчезающим? Какое тут может быть объединение. Вы разрабатываете какое-то лекарство и вам необходимо объединить два атома. Поскольку у вас всего четыре взаимодействия, то и атомы должны объединиться при помощи одного из этих взаимодействий. Спрашивается – какого? Сильное в ядре, слабое, какое-то специфичное, электромагнитное по Лебедеву давит, отталкивает, а не притягивает. Остается гравитационное, но оно на малых расстояниях не работает. Электрон одного атома приближается к электрону другого атома, чтобы образовать ковалентную связь, а тут, откуда не возьмись, появляется электрон с электронно-позитронной пары и нарушает это движение для свершения химической реакции. Этого вы никакими формулами не опишете. Как тут искать формулу всего?  

Такие неприятности возникают в различных теориях, в частности Стандартной модели, из-за того, что они описывают только точечные объекты. Такие объекты в микромире трясет как на вибростенде. Они проваливаются в любую потенциальную яму и все эти рисуночки с потенциальными ямами и барьерами, которые рисуют профессора на досках перед студентами, оказываются игрушками перед реальностью.

Как в жизни борются с неровностями? Увеличивают размер колес, тогда неровности частично нивелируются.  

В математике это проявилось в виде продолговатых объектов, которые назвали струнами. Длинные объекты не чувствуют мелких неровностей, как подошва обуви не чувствует мелкого щебня под ногами, чего нельзя сказать о босой ноге. Конечно. все эти неровности никуда не исчезли, но их можно просто игнорировать и шагать в ботинках. Со струнами произошло то же самое. Сразу же появилось 5 теорий, которые пытались описать мироздание, используя струны. Главным элементом мироздания эти теории считали частицы (электроны, кварки, фотоны и др.). Теория пыталась объяснить, сколько этих частиц, их устройство, их параметры, как они взаимодействуют и тому подобное. Но, к сожалению, почти ничего кроме масс и зарядов этих частиц теория просчитать не может. Самим важным из чего состоит струна, даже не затрагивается. Просто что-то колеблется с такой частотой – это кварк, колеблется с другой частотой – это электрон и т.д. Естественно, что взаимодействие этих объектов сводится, по мнению теории, только к их слиянию и разделению, что отчасти верно, но это не главное. Важно то, что эти взаимодействия не сводятся к образованию различных комплексов: ядер, нуклонов, атомов, молекул и т.п. Но ни в одной из этих теорий ничего подобного нет. Для всех этих теорий радостью стало то, что определенные математические формулы при подстановке в них параметров струны, в частности длины, давали более-менее приличные результаты, не лезли в бесконечность или не превращались в нуль, а вероятности находились в пределах 0 и 1.

Ученые математики не пытались придать своим математическим моделям физический смысл, а все усилия направили на то чтобы объединить 5 теорий струн. Не могло же быть 5 истин по одному и тому же явлению. Сколько же калорий пережег этот сизифов труд ни рассказать , ни пером описать. В общем, гений теории струн Виттен добавил еще шестую теорию и объединил все эти теории в одну. Для этого он использовал суперсимметрию, зеркальную симметрию, добавил понятие дуальности, ввел 11-ое измерение и построил М-теорию. Все шесть теорий, переходя одна в другую через определенные общие связи, образовали замкнутый круг с шестью выступами в виде полуостровов. На каждом из полуостровов свои формулы, но что-то есть общее и с другими полуостровами и можно переходить с одного полуострова на другой, и углубляться на материк, хотя он еще не до конца изведан. И не изведан по той причине, что в этой области расположены очень тяжелые струны, то есть струны с большими массами. А это значит что это частицы, которые много тяжелее протона. Они пока не обнаружены, и обнаружить их сложно из-за большой их энергии.

Вот когда построим коллайдер неимоверной мощности, обнаружим эти частицы, их еще называют суперпатнерами, в каждой известной нам частицы должен обязательно быть (согласно теории струн) суперпартнер, и опишем эти частицы математическими формулами, то это и будет теория “всего”.  Еще чем хороши суперпартнеры так это не только тем, что они существуют у каждой частицы, а тем, что они еще и флуктуируют как раз противофазно этой частицы.  Допустим, захотел кварк изменить свой импульс, а суперпартнер тут же затормозит его. Дескать, не вноси хаос, а то не будет работать ОТО.

И еще одно интересное явление предложила эта теория, претендующую на теорию “всего”. Она открыла, что существует гравитон, частица, которая переносит, осуществляет гравитационное взаимодействие. И это совершенно верно, но тут же умудрилась все испортить, потому что этот гравитон получился у нее безмассовый. Конечно, представить как тело, не обладающее массой, может притягивать к себе массивные тела совершенно не возможно. Все эти кунштюки подтверждаются строгими математическими выкладками у серьезных людей.

Так что выбор за вами: хотите верьте в ОТО, а хотите верьте в гравитон. И то и другое подтверждено математикой. Если вы построите модель гравитационного взаимодействия между горьким и сладким, то мы, физико-математики, подтвердим это формулами.

Примерно так рассматривает теорию “всего” современная наука.

Есть и другие взгляды на теорию “всего”. На этом же сайте Зайченко Сергей рассказывает о теории “всего”, но использует для этого Вселенную или вообще Мироздание. И с этой точки зрения у меня не получается объяснить, например, дисперсию, устройство ядра, как одна молекула “узнает” другую, хиральность, почему в ткани печени запускаются гены инородного белка (рак) и много других не интересных мелочей. Как то все такое закрывается грандиозностью рассказа о судьбах Вселенной, черных дыр и темной материи.

Я предлагаю несколько упростить положение дел и обратится к тому, что мы наблюдаем сами и здесь.

Мы каждый день едим, может быть не все, но большинство точно, и никто не знает, что же там внутри нас происходит в результате этого акта. Если бы об этом нам рассказала теория “всего”, то мы бы знали, что можно есть, а что нельзя, когда есть и сколько есть, и тому подобное, и, как следствие этого, было бы то, что у нас не было бы ни гастрита, ни колита, ни язвы, ни рака, ни каких других неприятностей.

Никто в одиночку не может создать живое, а вот вдвоем это получается запросто. Видим, иногда, делаем, а что происходит при этом, не понимаем или точнее понимаем не все.

Смотрим на треснутое стеклышко и видим, как от трещинки разлетаются какие-то продолговатые лучики различной длины. Они никак не организованы, их вид изменяется хаотично по времени и от угла зрения на них. Не нужно строить ни мощные ускорители, ни дорогие LIGO, ни сверхчувствительные телескопы и многое другое, чтобы понять, что у нас происходит перед глазами. Но сейчас этого почти никто не понимает.

А такая простая вещь как костер. Кострами человечество пользуется с незапамятных времен. Я берусь спорить с любым академиком, что он не знает, почему костер разгорается. Вы поднесли к дровам маленький костерок в виде спички и получили огромный костер. Какие при этом происходят физические процессы академик, который пишет большие формулы о черных дырах, не имеет ни малейшего понятия. Ну, будет рассказывать вам, что происходят окислительные реакции, кислород реагирует с углеродом, выделяется тепло, которое катализирует следующую химическую реакцию и так костер разгорается. Чуть выше я рассказал, что мы едим, но что происходит при этом, мы не знаем. Конечно, мы знаем, что мы сразу как-то приготовили пищу, положили в рот, пережевали, проглотили и желудок переработал нашу пищу, которая попала в кровь и разнеслась ко всем клеткам организма. Конечно, это то же определенные знания, но попытайтесь на этом избежать возникновения или возможности лечения болезней, о которых говорилось чуть выше. Довольно проблематично. Уровень познания при рассказе академика о разгорании костра и приема пищи один и тот же. Кое-что можно извлечь из этих объяснений, но этого мало.

Костер дело сложное, но вот лазер дело рукотворное и казалось бы об этом все известно. Лазер – это усилитель света. Но вот казус. На вход лазера подается зеленый свет и по идее он должен усилиться, он и усиливается, но на выходе почему-то получается красный луч. И эту метаморфозу не может объяснить ни один ученый. Вернее они объясняют, но сродни выше приведенному примеру.

Так происходит потому, что все ученые стоят на атомарном уровне познания. Они проникли чуть глубже в познании, до частиц (протонов, электронов, нейтронов, кварков и другое), но это всего на единицы порядков ниже, чем атом, а следующий уровень от атомного, лежит на 20 порядков ниже. Этот уровень квантовый или фотонный.  А фотон относится к кванту, примерно, так, как молекулы относятся к частицам.

О квантовых уровнях, скачках, состояниях, компьютерах и много еще о чем, говорят много, но что такое квант или фотон не знает никто. Что-то маленькое, расплывчатое и вообще непонятно к чему относящееся. А, не зная, что такое квант говорить о квантовом компьютере бессмысленно.

Если вы поймете, что такое квант, вы сразу увидите азбуку природы и все остальное вы прочтете без труда.

Все, кто хоть мало-мальски способен мыслить, может проделать такую процедуру. К таким я отношу всех, кто верит в электромагнитные волны, и представляет, как их изображает и представляет современная физика. Обычно это электрическая волна в виде синусоиды и перпендикулярно к ней магнитная волна, тоже в виде синусоиды, сдвинутая по фазе. И распространяется такая волна в пространстве таким образом. Электрическая волна наводит магнитную волну, которая выдвигается вперед, выдвинувшаяся магнитная волна наводит электрическую волну противоположного знака, а эта волна наводит в свою очередь магнитную волну противоположного знака и так далее. И вся эта конструкция движется со скоростью света. Это придумал не я, а Максвелл. Все это подтверждено математикой в виде 4-х уравнений. Максвелл, при разработке своих уравнений в свою очередь опирался на опыты Фарадея.

А теперь закройте глаза и попытайтесь представить эту волну.

1. Что там в этой волне изменяется? Этот маломальски скажет, что там изменяется по синусоиде напряженность поля и на этом остановится. А другого может заинтересовать: а между чем и чем напряженность? Скажет: я знаю напряженность между клеммами батареи, проводами в розетке, наэлектризованного тела и рукой и т.п. А в вакууме между, чем напряженность?
2. И как только в результате долгих размышлений и прочтения горы литературы дойдете до того, что там “что-то” есть и его есть некоторое количество, то потом у вас появится второй вопрос. А какое пространство занимает это “что-то”? Оно как веревочка в виде синусоиды? Если так, то какая его ширина или толщина? Или оно в виде плоскости? Тогда возникает вопрос: а есть ли толщина в этой плоскости? И если есть, то какая?

Когда эта цепочка размышлений загонит вас в тупик, то вам, волей не волей, придется признать, что электромагнитное излучение занимает некоторое объемное пространство. А там уже не далеко до длины этого излучения, его квантованности и до самого кванта. Начальной буквы всего, что мы наблюдаем, в том числе и лучиков на трещине стекла. Поняв все 8 букв, вы будете легко читать физику, биологию и все другое

Если вам не охота всем этим заниматься, то я вам и предлагаю азбуку (теорию “всего”) в виде первых четырех небольших статей (О кванте подробно, О фотоне подробно, Откуда берутся кванты и фотоны? и Воздействие силы на электрон). Остальное вы можете даже не читать, а построить его сами.