Брайан Грин из "Элегантная Вселенная"

Оглавление

Сбросить всё

←

→

Английский оригинал	Перевод на русский
Сожалеем, но текст оригинала доступен только зарегистрированным пользователям.	Брайан Грин Irina73 17.01.13 в 15:14 0
	из Элегантная Вселенная Irina73 17.01.13 в 15:14 0
	■ Вы (я подозреваю), и (конечно) я, не в состоянии интуитивно понять, что это означает сказать, что мы живем во вселенной большей, чем трех измерениях. Irina73 20.02.13 в 10:40 0
	Я в этом уверен потому, что мозг наших предков был приспособлен для решения задач их генетического выживания и не может быть улучшен путем восприятия и понимания более чем трех измерений. Irina73 20.02.13 в 10:47 0
	Если бы нашим предкам пришлось выживать в космических мегамирах, или в микромирах квантового мира, мы бы видели все совсем по-другому. Irina73 12.09.13 в 09:05 0
	Но, размещенные в середине логарифмической шкалы Мартина Риса, наши мозги развили систему восприятия, которое не могло справиться больше чем с тремя измерениями. Irina73 12.09.13 в 09:07 0
	Возможно, Пол Дэвис, старый профессор г-на Томпкинса, и мысленные эксперименты Дядюшки Альберта подготовили нас к тому, чтобы выслушать то, что Брайан Грин может сказать нам. Irina73 12.09.13 в 11:41 0
	Могут существовать дополнительные измерения, не только в великом, мегамасштабе Эйнштейновского космоса, но также и крошечные свернутые измерения, крошечные в очень крошечном масштабе кванта, в каждой точке внутри самой ткани пространства. Irina73 12.09.13 в 11:45 0
	Эти идеи, в свою очередь, необходимы, чтобы подготовить нас для еще более странных идей Теории струн, которая, состязаясь, могла бы прокладывать путь к долгожданной ‘Теории Всего’. Irina73 12.09.13 в 11:48 0
	Брайан Грин - один из главных архитекторов теории струн, и именно он должен быть тем, кто должен объяснить нам идею крошечных смотанных измерений. ■ Irina73 12.09.13 в 09:10 0
	Предположение о том, что наша Вселенная может иметь более трех пространственных измерений, может показаться бессмысленным, эксцентричным или мистическим. Irina73 17.01.13 в 15:02 0
	Однако в действительности оно является вполне реальным и тщательно обоснованным. Irina73 17.01.13 в 15:02 0
	Убедиться в этом будет проще, если на время оставить в покое Вселенную и рассмотреть более привычный объект, например длинный и тонкий Садовый шланг. Irina73 17.01.13 в 15:02 0
	Представим, что несколько сотен метров Садового шланга протянуто поперек каньона, и мы наблюдаем его с расстояния, скажем, в километр. Irina73 17.01.13 в 15:03 0
	С такого расстояния хорошо видна горизонтальная протяжённость длинного развёрнутого шланга, однако, если только вы не обладаете орлиным зрением, вам будет трудно оценить его обхват. Irina73 17.01.13 в 15:06 0
	Наблюдая шланг с такого большого расстояния, вы можете подумать, что если бы на шланге жил муравей, у него было бы только одно измерение для прогулок: влево-вправо вдоль шланга. Irina73 17.01.13 в 15:06 0
	Если бы вас попросили указать, где этот муравей находится в какой-то момент времени, вам достаточно было бы указать только одно число: расстояние от муравья до левого (или правого) конца шланга. Irina73 17.01.13 в 15:07 0
	Основная идея этих рассуждений состоит в том, что с расстояния в километр длинный кусок Садового шланга выглядит одномерным объектом. Irina73 17.01.13 в 15:07 0
	На самом деле известно, что у шланга есть обхват. Irina73 17.01.13 в 15:07 0
	Вам, быть может, трудно разглядеть это с расстояния в километр, но если вы вооружитесь биноклем, он увеличит изображение шланга, и вы сможете увидеть это обхват непосредственно. Irina73 17.01.13 в 15:08 0
	Рассматривая увеличенное изображение, вы увидите, что у маленького муравья, живущего на шланге, на самом деле есть два независимых направления для прогулок. Irina73 17.01.13 в 15:08 0
	Одно из них, как вы уже заметили, проходит влево-вправо по длине шланга, а второе — это измерение «по часовой стрелке — против часовой стрелки», расположенное по окружности шланга. Irina73 17.01.13 в 15:09 0
	Теперь вы понимаете, что для того, чтобы сказать, где ваш крошечный муравей находится в заданный момент, вы должны указать два числа: положение муравья вдоль длины шланга и его положение на окружности. Это отражает тот факт, что поверхность Садового шланга является двумерной. Irina73 17.01.13 в 15:10 0
	Эти два измерения явно различаются. Irina73 17.01.13 в 15:11 0
	Направление вдоль шланга является длинным, протяжённым, и хорошо видимым. Irina73 17.01.13 в 15:11 0
	Направление, опоясывающее шланг, является коротким, «свёрнутым» и трудноразличимым. Irina73 17.01.13 в 15:12 0
	Для того чтобы узнать о существовании циклического измерения, приходится исследовать шланг с существенно большим разрешением. Irina73 17.01.13 в 15:12 0
	Этот пример подчёркивает неочевидную и важную особенность пространственных измерений: они могут быть двух видов. Irina73 17.01.13 в 15:15 0
	Они могут быть просторными, протяжёнными и, вследствие этого, доступными непосредственному наблюдению, но они также могут быть маленькими, скрученными и гораздо менее поддающимися обнаружению. Irina73 17.01.13 в 15:15 0
	Конечно, в нашем примере не пришлось тратить слишком много усилий на то, чтобы обнаружить «свёрнутое» измерение, опоясывающее ось шланга. Irina73 17.01.13 в 15:15 0
	Вам было достаточно воспользоваться биноклем. Irina73 17.01.13 в 15:15 0
	Однако если вам придётся иметь дело с очень тонким Садовым шлангом, имеющим обхват волоса или капилляра, обнаружить свёрнутое измерение будет не так-то просто. Irina73 17.01.13 в 15:16 0
	В статье, которую Калуца отправил Эйнштейну в 1919 г., он высказал удивительное предположение. Irina73 17.01.13 в 15:16 0
	Калуца утверждал, что пространственная структура Вселенной может содержать больше измерений, чем три известных нам из жизненного опыта. Irina73 17.01.13 в 15:16 0
	Как мы вскоре увидим, мотивом для столь радикальной гипотезы было то, что она позволяла построить элегантный и мощный аппарат, объединяющий общую теорию относительности Эйнштейна и теорию электромагнитного поля Максвелла в единую и однородную концептуальную систему. Irina73 17.01.13 в 15:16 0
	Но как это предложение может согласовываться с тем очевидным фактом, что мы видим в точности три пространственных измерения? Irina73 17.01.13 в 15:16 0
	Ответ, который в неявной форме содержится в работе Калуцы, и который позднее был выражен в явном виде и уточнён шведским математиком Оскаром Клейном в 1926 г., состоит в том, что структура пространства нашей Вселенной может содержать как протяжённые, так и свёрнутые измерения. Irina73 17.01.13 в 15:17 0
	Это значит, что в нашей Вселенной есть измерения, которые являются просторными, протяжёнными и легко доступными для наблюдения, подобно длине Садового шланга. Irina73 17.01.13 в 15:18 0
	Однако, подобно циклическому измерению того же шланга, Вселенная может содержать и дополнительные пространственные измерения, которые туго скручены в ничтожно малой области — столь малой, что она не может быть обнаружена даже с помощью самого современного экспериментального оборудования. Irina73 17.01.13 в 15:18 0
	Чтобы получить более ясное представление о сути этого замечательного предложения, вернёмся на минуту к примеру с Садовым шлангом. Irina73 17.01.13 в 15:18 0
	Представим себе, что на шланге чёрной краской нарисовано с малым шагом большое количество охватывающих его окружностей. Irina73 17.01.13 в 15:19 0
	Издалека шланг по-прежнему выглядит тонкой одномерной линией. Irina73 17.01.13 в 15:19 0
	Но, взглянув на него в бинокль, вы обнаружите свёрнутое измерение; после окраски найти его будет ещё легче, чем раньше. Оно будет выглядеть так, как показано на рис. 25. Irina73 17.01.13 в 15:19 0
	Ясно видно, что поверхность шланга является двумерной, с одним крупным и протяжённым измерением, а другим небольшим и имеющим форму окружности. Irina73 17.01.13 в 15:19 0
	Калуца и Клейн предположили, что аналогичную структуру имеет и наша Вселенная, только в ней имеется три обычных, протяжённых измерения и одно маленькое, циклическое; таким образом, общее число пространственных измерений равно четырём. Irina73 17.01.13 в 15:20 0
	Нарисовать предмет в пространстве с таким числом измерений непросто, поэтому для большей наглядности мы ограничились случаем двух протяжённых и одного маленького циклического измерения. Irina73 17.01.13 в 15:20 0
	Мы изобразили это на рис. 26, где структура пространства последовательно увеличивается примерно так же, как в случае поверхности Садового шланга. Irina73 17.01.13 в 15:20 0
	Самое нижнее изображение на рисунке показывает видимую структуру пространства — обычный окружающий нас мир в привычном масштабе расстояний, например, в метрах. Irina73 17.01.13 в 15:22 0
	Эти расстояния представлены самой редкой сеткой. Irina73 17.01.13 в 15:22 0
	Рис. 25. Поверхность Садового шланга является двумерной. Одно измерение (идущее вдоль горизонтальной оси шланга), отмеченное прямой стрелкой, является длинным и протяжённым. Другое измерение (окружность шланга), отмеченное круговой стрелкой, является маленьким и свёрнутым Irina73 17.01.13 в 15:21 0

Следующая страница →