30
Глава 1.
проявляться шесть дополнительных пространственных измерений, которые в отличие от обычных четырех измерений (трех пространственных и времени) компактифицированы, т. е. имеют пределы - замкнутые, ограниченные в определенных областях и не распространяющиеся тем самым в область макромира.
В отличие от квантовой теории поля, являющейся следствием объединения квантовой механики и СТО - Специальной теории относительности, теория суперструн является следствием объединения квантовой теории поля с ОТО - Общей теорией относительности. При этом предполагается, что в основе физического мира находится 17 элементов: 6 лептонов (е, ц, т, ое, им, ит); 6 кварков (a, s, b, и, с, t); 4 векторных бозона (фотон у, глюон g и вионы w и z); 1 гравитон, из которых обнаружено пока только 6 лептонов и фотон, а 6 кварков, глюон, вионы и гравитон не обнаружены...
Теории, связанные с сунергравитацией (Гелл-Манн), оперируют 8 суперсимметриями, 8 гравитино и т.д. Имеется список хаплонов, включающих 1 гравитон, 8 гравитино, 28 бозонов со спином,равным 1, 56 фермионов со спином 54, 70 бозонов со спином, равным 0. Сюда же можно ввести еще безразмерный параметр взаимодействия и создать еще 28 векторных бозонов. Тогда, как считал автор идеи перенормировки1, Гелл-Манн, если в теории и будут расходимости, то очень слабые!..
Многие теоретики занялись идеей дополнительных пространственных измерений в рамках теорий Капуцы-Клейна [23]. В подходе этих автров пространство-время считается не 4-мерным, а 5-мерным, причем пятое измерение было компактифицированным, т.е. проявляющимся только в микромире и не проявляющимся в макромире. Кривизна 4-мерного подмногообразия М4 по-прежнему отождествляется с гравитационным полем, а компоненты метрического тензора М - 0, 1, 2, 3 - с электромагнитным потенциалом.
Авторы и последователи теории суперсгрун сами задают вопрос, в мире какой размерности мы живем? Очевидный ответ D = 4 (х, у, z, t). В теории суперструн ответ менее очевиден, более логический обоснованный D = 10! В бозонном варианте теории D = 506! Вывод же авторами этих теорий делается такой: по-видимому, это три эквивалентных (?!) варианта математического описания единой
1 Этот метод был разработан японским физиком Томонагой и американскими
физиками Фейнманом, Швингером, Дайсеном в 1944-1949 гг.
Структура и основные положения теоретической физики
31
физической реальности, а примирение экспериментальной и теоретической точек зрении состоит в том, что многомерная теория сумерструн справедлива в полной мере в области энергий, недоступных непосредственному наблюдению.
В качестве примера постановки общей задачи современной теоретической физикой приведем выдержку из статьи Я.Б.Зельдовича [25 J: «До настоящего времени не решена фундаментальная альтернатива - можно ли свести всю физику к геометрии очень сложных пространств или, напротив, сама теория гравитации, т. е. теория искривления пространства-времени, есть эффективное следствие существования каких-то полей и струн в многомерном пространстве». Вопрос о физической сути явлений даже не возникает!
Приведенный выше материал заимствован из ряда статей ведущих специалистов в области теоретической физики, в частности, из статей академиков А.М.Прохорова, Я.Б.Зельдовича, а также Гелл-Мана и некоторых других авторов, статьи которых опубликованы в 1895-1988 гг. в журнале «Успехи физических наук», а также в последнем издании Большой советской энциклопедии.
Итак, в основе всей современной теоретической физики находится Специальная теория относительности (СТО), разработанная Эйнштейном, и квантовая механика. В самом деле:
общая теория относительности (ОТО) Эйнштейна или, как ее называют, теория гравитации имеет в своей основе тензорное представление 4-мерного интервала, обоснование которого, как инварианта, дано в Специальной теории относительности;
квантовая статистика является прямым следствием квантовой механики;
квантовая теория поля и ее первоначальная часть квантовая электродинамика являются объединениями и дальнейшим развитием СТО - Специальной теории относительности и квантовой механики применительно к физическим полям;
квантовая хромодинамика - теория сильных взаимодействий есть результат слияния квантовой механики и СТО;
принципы симметрии есть привлечение геометрических форм с использованием свойств пространства-времени, выведенных из СТО;
теория суперсимметрии есть дальнейшее развитие принципов симметрии;
