?

Log in

No account? Create an account
это твой мир, сынок - Поклонник деепричастий [entries|archive|friends|userinfo]
Anatoly Vorobey

[ website | Website ]
[ userinfo | livejournal userinfo ]
[ archive | journal archive ]

Links
[Links:| English-language weblog ]

это твой мир, сынок [янв. 13, 2013|08:17 pm]
Anatoly Vorobey
Стандартная Модель (СМ) физики элементатных частиц с высокой точностью описывает мир вокруг нас, и ее предсказания неоднократно подтверждались экспериментами. К сожалению, она несовместима с общей теорией относительности Эйнштейна, описывающей, как 'работает' гравитация и как устроено пространство-время вокруг нас. На уровне электронов и протонов гравитационная сила настолько мала, что можно ей пренебречь и все еще получать очень точные результаты. На уровне планет и звезд она уже достаточно сильна, чтобы удержать вас на поверхности Земли, и удержать Землю в орбите вокруг Солнца.

(сильна-сильна, да не очень. Вот известный пример для сравнения электромагнитной силы и гравитации: представьте яблоко, которое висит на дереве. С одной стороны яблоко присоединено к своему черенку, и это соединение скрепляется электромагнитной силой. С другой стороны яблоко тянет к себе вся планета - но оно не падает. Притяжения целой планеты недостаточно, чтобы побороть электромагнитную связь в тоненьком черенке).

Физики знают, что Стандартная Модель не может описывать всю физическую реальность - для соединения ее с гравитацией понадобится более фундаментальная теория. Многие считают, что ею будет теория струн, когда ее удастся как следует сформулировать; другие думают, что теория струн - тупиковая ветка, не оправдавшая себя.

Но кроме того, что она не описывает гравитацию, СМ не нравится многим еще и потому, что ее называют слишком сложной, недостаточно стройной, включающей в себя слишком много разных фундаментальных понятий, полей, параметров. И вот это мне кажется странным. Ведь суть СМ на самом деле может быть описана всего одной простой формулой, чего же тут сложного? Смотрите, вот она, эта формула - так устроен наш мир, если не считать гравитационного притяжения. Вот лагранжиан (технический термин, означающий 'такая штука') Стандартной Модели:

sm

Как видите, ничего страшного. Формула взята из этой статьи (PDF).
СсылкаОтветить

Comments:
Страница 1 из 2
<<[1] [2] >>
[User Picture]From: xaxam
2013-01-13 06:27 pm
Была чудесная карикатура а ля Жак Эйффель в книжке "Физики шутят": к Богу, сидящему на небесах, прибегает ангел и на ушко шепчет: "Эти, там, на Земле, открыли новую элементарную частицу". Всевышний отвечает: ничего страшного, добавим ещё один нелинейный член к лагранжиану Единой Теории Поля.

Результат налицо, как видим. Господь отдувался, как мог, поспевая за своими созданиями.
(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: gdt
2013-01-13 10:21 pm
да, тоже сразу вспомнил эту картинку. только там был, кажется, всего лишь новый трансурановый элемент.
(Ответить) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: amosk
2013-01-13 06:28 pm
Судя по формуле, в стандартной модели много плюсов, но и минусов не меньше :)
(Ответить) (Thread)
(Удалённый комментарий)
[User Picture]From: rwalk
2013-01-13 06:30 pm
Что ж вы народ пугаете - если мне в рецензируемой статье попадается формула длиннее, чем 3 строчки, то я ее сразу отклоняю.
(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: certus
2013-01-13 06:33 pm
Статьи по математике, физике или другой науке?
(Ответить) (Parent) (Thread) (Развернуть)
[User Picture]From: kofeman
2013-01-13 06:30 pm
даже не знаю, что и сказать
(Ответить) (Thread)
(Удалённый комментарий)
(Удалённый комментарий)
[User Picture]From: certus
2013-01-13 06:31 pm
А в самой статье, из которой формула взята, описывается, как её евклидову версию, минимально объединённую с гравитацией, можно описать в терминах очень простенького функционала, похожего на гравитационный (формула (4.8) на стр. 35). Физикам, правда, этот подход не нравится, и на то есть свои причины. Но это уже совсем-совсем другая история :)

Edited at 2013-01-13 18:45 (UTC)
(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: carla461
2013-01-13 06:36 pm
Какая прекрасная формула! Надеюсь скоро выйдет Rites of Love and Math 2 с этой формулов в главной роли :)
(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: rwalk
2013-01-13 07:33 pm
Да где ж такую модель найти, чтобы поместилось:)))
(Ответить) (Parent) (Thread) (Развернуть)
[User Picture]From: schasvirnus
2013-01-13 06:39 pm
Угрозами вы от нас ничего не добъетесь.
(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: ded_flint
2013-01-13 06:45 pm
Если не ошибаюсь, Поль Дирак говорил что "Эта формула настолько красива, что просто не может быть ошибочной".


P.S. Ну да, ну да, Ленин тоже много чего говорил :)
(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: juunitaki
2013-01-13 07:19 pm
Если гравитация такая слабая, то что же её так сложно побороть?
(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: bortans
2013-01-13 08:10 pm
Гравитация слаба только по сравнению с электромагнитной силой. А побороть ее сложно, поскольку в отличие от электромагнитного поля - в гравитационном поле все "заряды" (т.е. массы) имеют один знак, нет частиц с отрицательными массами.

Поэтому предметы нельзя сделать "гравитационно-нейтральными" (скомпенсировав в них количества положительных и отрицательных масс, как в наших телах компенсируются количества протонов и электронов), чтобы они друг к другу не притягивались.
(Ответить) (Parent) (Thread) (Развернуть)
[User Picture]From: xaxam
2013-01-13 07:23 pm
Формула настолько длинна, что имеет смысл проверить, удовлетворяют ли числа/буквы в ней закону Ципфа. Если нет, она обязана быть неверной по высшим соображениям.
(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: spamsink
2013-01-13 11:13 pm
Отлично!
(Ответить) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: bortans
2013-01-13 07:24 pm
На самом деле все не так страшно :) Просто начинать нужно не с итогового лагранжиана для стандартной модели, а сначала с лагранжиана для электромагнитного поля, потом переходить к общему калибровочному полю (которое нелинейное, в отличие от линейного электромагнитного поля), потом добавлять массивные частицы и т.д. На каждый этап при обучении тратится несколько месяцев (не говоря уже о нескольких годах обучения другим разделам физики перед этим), а исторически на них были потрачены сотни тысяч человеко-лет. Поэтому, конечно, если смотреть только на окончательную формулу, то это как развязка длинного романа, которую не поймешь, если перед этим не прочитал весь роман и не разобрался в характерах и связях персонажей.

Если разобрать часы и попытаться понять часовой механизм, то он тоже будет казаться хаотичным нагромождением шестеренок и маятников (я уже не говорю, например, про структуру ДНК). Но это никому не кажется странным, а вот когда в физике сложные формулы, то почему-то многие считают, что здесь что-то нечисто.

Помню в конце 2-го курса я разбирал формулы из Гельфанда “Представления группы вращений и группы Лоренца”, так там были выражения раз в 5 длиннее, и ничего :) Окончательные формулы могут быть очень длинными и внешне малопонятными, но когда сам их выводишь и разбираешь откуда и что появляется, и из каких структурных блоков все это состоит, то все гораздо понятнее. Собственно, в этом и есть основное отличие тех, кто учил физику, от тех, кто просто смотрит на формулы и законы, и пытается в них разобраться. В процессе обучение сам проводишь эксперименты и сам выводишь все формулы. При этом заново перепроверяешь все то, что было сделано до тебя, и за формулами видишь не просто значки и десятки слагаемых, а те понятия и общие структуры, которые в них содержатся.

Edited at 2013-01-13 19:31 (UTC)
(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: psilogic
2013-01-13 08:57 pm
Думаю, если взять обыкновенную компьютерную программу строк эдак на 1000 и выразить ее мат. формулой, то получится куда более страшно :)
(Ответить) (Parent) (Thread) (Развернуть)
[User Picture]From: isk
2013-01-13 10:00 pm
тут должен был быть этот комментарий!
(Ответить) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: gianthare
2013-01-13 07:51 pm
Особенно удачно это было прочитать с телефона, где загрузки картинок по умолчанию отключена. Т.е. я все это прочитал, а потом сказал себе - ну давайте посмотрим на это лагранжиан
(Ответить) (Thread)
[User Picture]From: f137
2013-01-13 08:23 pm
Ну, в правильных переменных это все выглядит гораздо проще.

А при желании и ур. Максвелла можно на полстраницы растянуть.
(Ответить) (Thread)
From: asox
2013-01-13 10:21 pm
Ежели теория не включает гравитацию, что в "обыкновенных" размерах она уже не действенна.
Бозон Хиггса вроде не открыли (или открыли, но как-то непонятно).
Более того, на сегодня вроде непонятно как из "квантового" мира возникает наш обычный - каким образом следует интерпретировать волновую функцию и т.д.
(Ответить) (Thread)
Страница 1 из 2
<<[1] [2] >>