Tweeter button Facebook button Youtube button

Алексей Семихатов о Теории всего

14/02/2012
By

Финам.FM

В первом приближении 21/11/2011 22:05

Современная физика. Теория всего

ЛИХАЧЕВА: Добрый вечер. В эфире программа "В первом приближении". Адрес сайта нашей радиостанции www.finam.fm. Там мы уже выложили и тексты, и звук программ предыдущего цикла, посвященного молекулярной биологии, генетике: "Вирус", "Хромосома", "ДНК", "Клетка", "Ген", "Геном" – заходите, читайте, слушайте, удивляйтесь, комментируйте.

Сегодняшним же эфиром мы открываем новую тему. Следующие несколько месяцев будут посвящены физике. Хотя бы в первом приближении попробуем разобраться, что такое свет, звук, скорость, время и пространство, вещество и энергия, черная дыра и темная материя, большой взрыв и большой адронный коллайдер, вселенная и кварки. Я вот, долго думала, с чего начать, и решила, в конце концов, не изобретая велосипеда, начать с теории. Но с какой? Не будем мелочиться – начнем с той самой теории, которая пытается, ни больше, ни меньше, объяснить мир, ну, хотя бы, в первом приближении.

Тема сегодняшней программы – Современная физика. Теория всего.

В ПЕРВОМ ПРИБЛИЖЕНИИ: эксперты в студии.

Алексей Семихатов: "А что если я еще поугадываю, и вообще угадаю уравнение для всего?"

ЛИХАЧЕВА: Теоретическая физика. Ну, ключевое, видимо, слово все-таки "теория", да? То физика, конечно же, но вот что касается теории…

СЕМИХАТОВ: Да, я думаю, что да.

ЛИХАЧЕВА: ...Вы могли бы сказать, есть ли на данный момент некая теория, которая или объединяет, или пытается объединить все знания, к данному моменту, полученные физиками-учеными?

СЕМИХАТОВ: Прекрасный вопрос. Все – невозможно. С другой стороны, мечта физики с довольно давних времен – это построить теорию всего. Некоторые наглые люди так просто и выражаются: просто "теория всего".

ЛИХАЧЕВА: "Теория всего"?

СЕМИХАТОВ: Или окончательно, просто с больших букв: Теория, с большой буквы, Всего, с большой буквы. Но сама эта идея стала относительно реалистической, в кавычках "реалистической", но не безумной, не безумной, перестала быть безумной когда? С чего все началось? Греки созерцали мир и хотели вывести все из каких-то элементов и объяснить, как летит камень, как движется то, что движется, почему – воздух, почему – вода и так далее. Эти построения сейчас вызывают, при всем уважении к грекам, вызывают нечто типа легкой улыбки.

А когда все началось всерьез? Всерьез началось, вы знаете, когда. Когда возникла теоретическая физика. "Начала" Ньютона, которым исполнилось тут, давеча, уже некоторое время назад, 300 лет, возникли примерно тогда, если посмотрите на время, когда понадобилось точно знать, как направлять пушку, чтобы попасть. Пока мы кидали камни, там, из пращи и так далее, это знание как-то прорастало в голове пращника, лучника и другого человека. Когда, наконец, оказалось, что довольно, вообще, желательно, все-таки, не просто наобум, а желательно тратить ядра относительно экономно...

ЛИХАЧЕВА: Попадать точно в цель.

СЕМИХАТОВ: В общем, желательно поточнее. Немедленно возник вопрос, а вы знаете, а вот, собственно, по каким законам все это движется? И тогда возникло дифференциальное исчисление. Чудо состоит в другом.

ЛИХАЧЕВА: И с паровозом в ВПК, как обычно.

СЕМИХАТОВ: Да, и забегая сильно вперед, ведь современные области математической физики выросли из Арзамаса-16, из города Сарова, и из Манхэттенского проекта, из Лос-Аламоса.

ЛИХАЧЕВА: Чуть позже расшифруете?

СЕМИХАТОВ: Из атомной бомбы. Это сильно забегая вперед. Нужно было точно знать, с какой силой долбанет. Вы понимаете, очень хотелось. Согласитесь, что желание естественное. Когда ничего ни разу до этого не делали, все задавались этим вопросом. Вернемся на 300 лет назад.

Алексей Семихатов

Алексей Семихатов - ведущий научный сотрудник сектора теории элементарных частиц Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, доктор физико-математических наук.

ЛИХАЧЕВА: К дифференциальным уравнениям.

СЕМИХАТОВ: Дифференциальное исчисление – это наука о том, и уравнения там же (хорошо, что вы их упомянули), это наука про то, как происходит движение, это то, на что не мог ответить Зенон. Когда Зенон говорил: "Ну как же, Ахилл не может догнать черепаху потому, что, прежде чем он пройдет все расстояние до черепахи, ему нужно пройти полпути, потом еще половину оставшегося, потом половину оставшегося". Ему нужно было суммировать бесконечное количество элементов, и он думал, что это суммирование даст какой-то результат, такой, что он никогда не догонит черепаху. Ньютон сказал, что изменения в жизни происходят не так. Они происходят путем суммирования бесконечного числа малюсеньких, малюсеньких сдвигов, малюсеньких шевелений. А дальше – чудо природы, которое лежит в основе того, почему теоретическая физика вообще возможна.

По непонятным причинам все, что происходит в природе, происходит путем этих маленьких шевелений, и эти шевеления подчинены тому самому, что вы только что упомянули – дифференциальные уравнения. Уравнения надо понимать правильно. Это не уравнение х2=5, где нужно найти х, а это уравнение на нечто более сложное. Нужно найти не число, а поведение. Вот, например, если бы мы с вами разговаривали в комнате, или когда два человека разговаривают в комнате, звук распространяется по этой комнате. Вы точно знаете, что в разных комнатах звук звучит по-разному, и звучит по-разному, вы будете слышать меня по-разному в зависимости от того, на каком расстоянии друг от друга мы находимся, что находится между нами, какие преграды, какие стены. Закон распространения звука все время одинаковый. Дифференциальные уравнения, которые управляют законом распространения звука, они одни и те же, но их нужно решать и определять поведение распространения этого звука каждый раз в отдельных условиях (сижу я в углу, сижу я посередине, стены отражающие, стены мягкие, между нами какая-нибудь звукоизолирующая перегородка и так далее и так далее).

ЛИХАЧЕВА: То есть в данном случае волнует не столько объект, сколько поведение этого объекта в данных условиях.

СЕМИХАТОВ:

Поведение объекта, законы поведения универсальны, но количество поведений неизмеримо,

потому что можно задать такие условия, начать, они так и называются – начальные условия – начать с этого, можно начать с этого, можно запустить процесс с таких-то условий и подвергнуть его таким-то внешним воздействиям. Вот, в чем чудо, что эти законы оказались универсальными. Не нужно каждый раз... вообще, в идее, универсальные. И это, собственно, то, почему теоретическая физика, как наука, по-видимому, как я думаю, оказалась возможной. Потому что не нужно каждый раз изобретать отдельные, дифференциальные уравнения примерно одни и те же для целого класса процессов, или просто, одни и те же для некоторого класса процессов. Если мы говорим, конечно, о течении воды и полете света, то тут уравнения разные. Но для класса процессов они одни и те же, их просто нужно решать в разных условиях.

ЛИХАЧЕВА: То есть, подождите, дайте, я сейчас сверю, правильно я вас поняла, вашу мысль, или нет. То есть, допустим, на примере звука, который вы сейчас привели. Звук по-разному себя ведет в комнате стеклянной, в комнате оловянной, деревянной, звукоизолируемой и так далее, и так далее. И в каждой из этих комнат он всегда будет вести себя одинаково, то есть если комната звукоизолирующая, сколько бы их ни было, этих комнат, он там всегда ведет себя универсально, но количество этих комнат может быть бесконечно веерно, да?

СЕМИХАТОВ: Их бесконечно много и, более того, пока звук распространяется из одной точки... вот, возьмите точку в середине комнаты и рядом с ней соседнюю: оттуда сюда он всегда идет одинаково. Эффекты разницы возникают, когда он доходит до стенок, начинает отражаться от стен, поглощаться, а вот сам по себе, само по себе дифференциальное уравнение – то, как он распространяется в каждую данную секунду – оно одно и то же. Точно так же движутся планеты. В чем, собственно, анекдот про яблоко, что Ньютон, значит, сидел, смотрел на Луну, сидел в своем замечательном саду, кстати, был совершенно отстегнутый чувак. Знаете про Ньютона, да? Чувак был совершенно, совершенно... Видимо, исключительно, один из самых гениальных людей, вообще, в истории человечества, видимо, был крайне неприятной личностью и совершенно, ну, по крайней мере, так про него пишут в серьезных книгах, и совершенно отстегнутый...

ЛИХАЧЕВА: Но при этом еще и, как про него пишут, вор идей чужих...

СЕМИХАТОВ: А! О!

ЛИХАЧЕВА: ...Это, мне кажется, тема огромная...

СЕМИХАТОВ: Это огромная тема, это отдельно...

ЛИХАЧЕВА: ...Отдельная передача...

СЕМИХАТОВ: ...Это спор Ньютона и Лейбница. Если спрашивать Лейбница, то – да, если спрашивать Ньютона, то...

ЛИХАЧЕВА: Ньютона, то наоборот, да?

СЕМИХАТОВ: ...То прямо наоборот, да.

ЛИХАЧЕВА: Хорошо, вернемся к дифференциальным исчислениям и уравнениям.

СЕМИХАТОВ: Яблоко, если можно. Мы же должны дорассказать анекдот.

ЛИХАЧЕВА: Ах, да, извините.

СЕМИХАТОВ: Нашим радиослушателям приятно слушать анекдоты. Про яблоко. Его, правда, все знают, это анекдот, извините за выражение, с бородой, кстати, не знаю, кто его придумал и когда он возник, что яблоко упало на голову Ньютона. Догадка состоит в том, что яблоко и Луна управляются одними и теми же законами, дифференциальное исчисление одно и то же, дифференциальное уравнение, простите. Вот точно так, как вы говорили, дифференциальное уравнение одно и то же. В него нужно подставить, в одно подставить массу яблока, в другое подставить массу Луны. В одно подставить начальное условие: яблоко висит на дереве, в другое подставить начальное условие: вот и сейчас Луна летит с такой-то скоростью. И после этого – чудо! –  можно посчитать, как упадет яблоко на землю, понимаете? Взять лист бумаги, взять ручку и узнать, как упадет яблоко на землю. Достижение не слишком... через сколько, например, и как точно, достижение не слишком большое, но оно делается феерически, когда, то же самое вычисление, то же самое уравнение позволяет вам узнать, как движется Луна и, например, сказать...

ЛИХАЧЕВА: Почему она не падает.

СЕМИХАТОВ: Во-первых, почему она не падает, во-вторых, а вдруг упадет...

ЛИХАЧЕВА: И тогда как и с какой скоростью?

СЕМИХАТОВ: ...И вообще, когда, собственно, к этому готовиться, и, в-третьих, когда, например, будет следующее затмение. А дальше оказались вообще чудеса.

Дальше оказалось, что можно предсказать не только все затмения в будущем, но и узнать все, какие были в прошлом. И дифференциальное уравнение одно и то же, просто условия, нужно решать его один раз вперед во времени, другой раз – назад во времени.

Во времена Ньютона чудо еще состояло в том, что земное и небесное тем самым оказались вещами одного и того же сорта. Ну, понимаете, да – земное и небесное? Сейчас, там, можно заплатить, сколько? 20 миллионов долларов, да? И взлететь...

ЛИХАЧЕВА: Мне кажется, сейчас дешевле уже.

СЕМИХАТОВ: ...Как космические туристы. Уже подешевело, да, видимо, будет очередь. Вот. Взлететь и посмотреть, значит, на все это своими глазами, там, со стороны как бы, туда, наверх, в космос. А вообще, земное и небесное тогда очень сильно разделялось, и была идея о том, что они подчиняются, вообще чему-то подчиняются, что небесное чему-то подчиняется, не говоря о том, что тем же законам, что на Земле – она была очень свежей. Смысл анекдота про яблоко, которое ударило Ньютона по голове, смысл в этом, что земное и небесное, в общем, ну, просто, начальные условия разные. Нужно решать уравнения с разными начальными условиями, уравнения-то одни и те же.

Вопрос падения Луны, который вы упомянули, дальше же выяснилось... дальше люди поставили, расширили этот вопрос: а вот как Солнечная система? Ведь дальше оказалось, что планеты летают вокруг Солнца, не только Луна летает вокруг Земли по тем же законам, но и планеты летают вокруг Солнца по тем же законам, по которым падает яблоко. Дифференциальные уравнения те же самые, решать только нужно с другими условиями: нужно сейчас засечь скорость Венеры и ее расстояние от Солнца, подставить в уравнение, решить его на бумаге, опять взять ручку, лист бумаги и решить. И вы узнаете, где будет Венера, в каком созвездии через сто, тысячу, миллион лет, как угодно. А дальше, прошло 100 лет, и люди стали задаваться тем же самым вопросом, как вы сказали – не упадет ли? А вообще, сколько это счастье будет продолжаться? В Солнечной системе это, мы... я просто напоминаю, о чем мы говорим. Мы говорим о том, как теоретическая физика достигла уровня парадигмы. Она стала объяснять... она включала в сферу того, что она объясняла, все больше и больше вещей. В частности, она включила в себя всю...

ЛИХАЧЕВА: То есть выходила на все более всеобъемлющий уровень, правильно?

СЕМИХАТОВ: Да, и эта инерция, собственно, мы вернемся к тому, с чего мы начали, эта инерция и привела к идее Теории Всего. Но сначала был хороший разгон. Сейчас можно обсуждать, там, получится или не получится Теория Всего, но разгон был абсолютно феерический.

ЛИХАЧЕВА: Следующий скачок после Ньютона когда?

СЕМИХАТОВ: А следующий прекрасный скачок – это вопрос об устойчивости Солнечной системы. Казалось, что она не может быть устойчивой, что... вот, если запустить все эти планеты, они, ведь тоже... ведь не только Солнце притягивает, а Юпитер притягивает Землю, Марс притягивает Землю, чуть-чуть, но притягивает, и все это расшевелится. И казалось, что требуется Господне вмешательство, нужна рука Господа, которая будет протягиваться. И когда они сильно собьются с орбиты, вот чего-нибудь, начнется какая-нибудь там каша, значит, ага, это сюда, это сюда, поправили и снова запустили. И говорят, что, когда Лаплас представил свой труд Наполеону, Наполеон сказал ему, что "гражданин Лаплас, говорят, что в вашей теории не нашлось..."

ЛИХАЧЕВА: Места божественному провидению...

СЕМИХАТОВ: "...Места Божественному промыслу, Божественному вмешательству". – "Я не нуждался в этой гипотезе", – ответил Лаплас. Это был гимн теоретической физики, на самом деле, с современной точки зрения, что она стала заменять собой все, в том числе, и Бога, что, если мы верим в то, что законы существуют, то остается сделать, ну, более или менее, две вещи: угадать эти законы (их ниоткуда нельзя вывести, их можно только угадать, понимаете?)

ЛИХАЧЕВА: Что значит – угадать?

СЕМИХАТОВ: Угадать. Ну вот, Ньютон сидел и угадал.

ЛИХАЧЕВА: Это что, некий такой, коллективный разум, который готовится, готовится, потом...

СЕМИХАТОВ: Нет, это отдельный человек на основе, что такое то, что называется educated guess – отдельный человек, образованный и гадающий не на кофейной гуще, а на основе опыта, образования, знания, собственных ошибок, собственных успехов и так далее. Он сидит и думает...

ЛИХАЧЕВА: А дальше – просто пальцем в небо тыкает...

СЕМИХАТОВ: Вы знаете, да. Тот закон, который написал Ньютон, и другие замечательные вещи, которые писали потом, мы о них еще расскажем, они, строго говоря, логически решительно ниоткуда не следуют. Ньютон сказал: "Вот так", после чего из этого закона следовало: планеты притягивают друг друга вот так (была формула), отсюда следовало дифференциальное уравнение для поведения и оно прекрасно описывало все, что происходит. Значит, заключает наш позитивистский ум, значит, то, что он предложил – верно. Он просто его доугадывал. Значит, развитие теоретической физики состоит из двух элементов: нужно угадать закон, то есть угадать уравнение и, второе – его решить.

СЕМИХАТОВ: Значит, вы спросили про следующий шаг, который наступил после Ньютона.

ЛИХАЧЕВА: После Ньютона, да.

СЕМИХАТОВ: Мы упомянули Лапласа, который...

ЛИХАЧЕВА: Ой, извините, можно, я вас прерву?

СЕМИХАТОВ: Конечно, в любой момент.

ЛИХАЧЕВА: Вы сказали, что дальше человечество стало задумываться над тем, почему Луна не падает и действительно ли она не падает и когда это счастье кончится. И мы как-то этот повесили момент…

СЕМИХАТОВ: Да.

ЛИХАЧЕВА: Перед тем, как мы перейдем к следующему скачку, давайте, вот, эту мысль доразовьем.

СЕМИХАТОВ: Значит, вопрос о том, падает Луна или не падает, решался долго. Решили, что, в общем, вроде, не падает. Выяснили почти все, но не все-все-все. Я бы так сказал: выяснили все-все, но не все-все-все. Вот, где-то вот так вот. Так же точно выяснили о том, что сама Солнечная система, понимаете, да? Луна – это всего лишь вокруг Земли, а Солнечная система – это Солнце огромное...

ЛИХАЧЕВА: ...И вокруг него...

СЕМИХАТОВ: ...Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн... Эти исследования привели к совершеннейшему эффекту чудесному, который, в двух словах, выглядел так. Представьте себе дядьку, который сидит в кабинете и три  года пишет какие-то формулы.

ЛИХАЧЕВА: Это вы сейчас кого имеете в виду?

СЕМИХАТОВ: Сейчас скажу. И потом он зовет к себе астронома, говорит: "Иди сюда. У тебя есть труба? Вот направь ее в такую точку неба – увидишь там планету, которую до сих пор никто не видел". Так были открыты дальние планеты Солнечной системы. Их не было видно. А известные планеты, ну, например, Сатурн или Уран, когда он стал уже открыт, должны были летать, как все верили, по тем самым законам Ньютона. Они и летали по законам Ньютона, и астрономы проверяли эти наблюдения, то, что они летают именно так. Дальше произошло то, что всегда происходит в науке, в физике в частности. Все были удовлетворены, пока не повысилась точность эксперимента. Появились лучшие телескопы, стали делать лучше измерения и так далее. И выяснилось, что они летают, вроде бы, по закону Ньютона, но чего-то они себе позволяют лишнего: немножко туда, немножко сюда, чуть опережают, чуть отстают, чуть в сторону, потом возвращаются. В целом – да, этого сначала даже не заметишь, но когда ты начинаешь измерять точнее, ты видишь, что происходит какая-то фигня.

ЛИХАЧЕВА: Так что же тут паровозом было? Качество эксперимента, качество измерительных приборов...

СЕМИХАТОВ: Вот, вот, заметьте, заметьте, заметьте...

ЛИХАЧЕВА: ...Или теория на бумаге?

СЕМИХАТОВ: Качество измерительных приборов само по себе ни к чему бы, ни привело, нужно было сравнить то, что наблюдалось, с идеей. Первична была идея, с моей точки зрения. О том, что она должна летать по эллипсу, в фокусе которого находится Солнце, с учетом влияния Юпитера и других планет. Этот эллипс уже немножко не совсем эллипс. Это все было учтено. Никаких компьютеров, дядьки сидели и долго вычисляли все это на бумаге, вот прямо ручкой на бумаге в кабинете, не глядя ни на какое небо. Таблицы только брали.

Идея была первой, а дальше выяснилось, что мир не укладывается буквально под эту идею.

ЛИХАЧЕВА: Что-то не хватает?

СЕМИХАТОВ:

Вопрос в том – менять идею или искать объяснение в самом мире, а идею сохранить. Этот вопрос каждый раз встает, он встал при возникновении теории относительности, при возникновении квантовой механики. Он стоит и сейчас. Менять саму идею или искать в рамках старой идеи объяснение.

ЛИХАЧЕВА: Тем самым переходя на новый уровень.

СЕМИХАТОВ: Ну вот – да, если удастся перейти, понимаете? Это задним числом видно, что перешли на новый уровень, и все здорово, а когда вы вовлечены в этот процесс, это уже вам никакой не новый уровень, это вам катастрофа. Вы верите в что-то, и выясняется, что то, во что вы верите...

ЛИХАЧЕВА: Это целая парадигма существования ломается на глазах.

СЕМИХАТОВ: Оно ломается, и фиг знает, что происходит на самом деле. Это потом, через 20-30 лет: "Ага, вот мы тогда перешли на новый уровень". А поверьте для участников этот процесс крайне мучительный.

Что произошло с планетами, когда выяснилось, что дальняя, последняя из известных планет Солнечной системы, Уран, например, она летает не совсем так. Задались вопросом: "А что если за ним есть еще одна планета, которую мы не видим? Как она, – слушайте внимательно, – как она должна летать, чтобы влиять именно таким образом? Чтобы нарушать эти законы Ньютона, так как мы их ожидаем, именно таким образом?"

ЛИХАЧЕВА: Исходя из теории, которую мы имеем на данный момент.

СЕМИХАТОВ: Исходя из тех же самых, тех же самых уравнений Ньютона. Из тех же самых, в рамках той же самой парадигмы, ничего менять не надо. То есть предположить существование новой сущности там.  Это задача обратная. Для тех, кто решает, задача такая: "Вот планета, вот ее скорость, скажу, как она летает". А здесь виден ее эффект: "Узнай, кто дает такой эффект".

Так вот, там дальше длинная история, потому что вычислять было трудно, долго. Одни делали академическую карьеру, другие воспитывали детей, третьи женились, разводились, покупали дома, и так далее, и, в общем…

ЛИХАЧЕВА: Некому.

СЕМИХАТОВ: Нет, было кому, но как обычно, суета. В результате, в общем, пока не дошло до того, что у одного хорошего астронома был неплохой аспирант, и они вместе, сейчас выражаясь современным языком, они в какую-то ночь решили все-таки посмотреть туда, куда предсказывали вычисления.

Планету нашли в ту же ночь. Нептун был открыт, вот как только решили посмотреть. Ну и так далее. Это абсолютно колоссальное, понимаете, это предсказание.

Видите, вы силой мысли, руководствуясь идеей, предсказываете то, что до сих пор не наблюдалось. Это действительно так.

ЛИХАЧЕВА: Идея потянула за собой…

СЕМИХАТОВ: В этом смысле так.

ЛИХАЧЕВА: …То, что мы увидели в реальности.

СЕМИХАТОВ: В этом смысле теоретическая физика совершенно идеалистическая наука. Она перестает казаться идеалистической, когда вы переходите в область вещей более практических, переезжаете в Лос-Аламос, например.

ЛИХАЧЕВА: Расшифруйте.

СЕМИХАТОВ: Это американский ядерный проект, создание атомной бомбы, к которому были привлечены крупнейшие лучшие физики-теоретики.

То же самое происходило в Советском Союзе. Абсолютно то же самое. Лучшие силы, лучшие умы были привлечены к решению этой идеи. Значит, выражаясь словами Фейнмана, гениального физика ХХ века, который в частности молодость свою провел в Лос-Аламосе и, по ряду рассказов, неплохо там оттягивался, научившись вскрывать сейфы секретные и так далее.

ЛИХАЧЕВА: Даже так?

СЕМИХАТОВ: Да. Есть замечательная книга, я не собираюсь ее сейчас рекламировать. Но пугал, значит, секьюрити, охрану тем, что он, руководствуясь опять же, той же теоретической идеей, что тот, кто устанавливает код на сейфе, больше всего боится забыть этот код, значит, он должен руководствоваться какой-то идеей. Дальше эту идею осталось угадать. Не с первого раза, но после нескольких проверок. А поскольку теоретическая физика, как мы уже сказали, это, по крайней мере, наполовину или на какую-то часть, значительную, наука об угадываниях того, что происходит вокруг, то вот он сумел угадать целый ряд кодов.

ЛИХАЧЕВА: Задача стоит следующая: "Что человек может не забыть? Дай-ка я угадаю веер вот этих возможностей его".

СЕМИХАТОВ: Да. Чем человек должен руководствоваться…

ЛИХАЧЕВА: Руководствоваться, чтобы не забыть.

СЕМИХАТОВ: Не забыть этот код,

ЛИХАЧЕВА: Да.

СЕМИХАТОВ: Который должен быть достаточно длинным, с другой стороны, быстро воспроизводим.

ЛИХАЧЕВА: Существует какое-то количество вариантов: мой день рождения, день рождения жены и т. д. и т. п.

СЕМИХАТОВ: Чем он может руководствоваться? Число есть. Потом он тоже не дурак, он захочет немножко сделать так, чтобы это было не банально и так далее. То есть тут ты угадываешь за человека, а

когда ты угадываешь законы Вселенной, ты угадываешь их за Господом Богом.

Господь Бог вот устроил вот такой сейф с таким вот кодом, запустив Вселенную. Это у меня просто метафора, потому, что не знаю, как по-другому сказать.

ЛИХАЧЕВА: А классная!

СЕМИХАТОВ: И ты, значит, угадываешь, расшифровываешь вот этот код.

Вот возвращаясь к взрыву, очень хотелось узнать, с какой силой долбанет. Никто, никогда этого не делал. И по выражению Фейнмана, важна критическая масса, урана должно быть достаточно много в одном месте, тогда происходит большой "бах". Значит, когда у вас в одной руке кусок урана, и в другой руке кусок урана, у вас в руках – два куска урана. Если вы руки сводите вместе, то получается нечто мало похожее на кусок урана. Получается воронка в полкилометра диаметром. И предсказать, до какой температуры здесь все разогреется, какой силы будет ударная волна в 100 метрах, в 1 километре, в 10 километрах, предстояло исходя из чего?

Только представьте себе задачу. Вот это классическая задача теоретической физики. Вы знаете свойства урана. Откуда? Из эксперимента. Да, люди там подвергали свою жизнь опасности, получая облучение в те далекие от нас уже сейчас времена.

ЛИХАЧЕВА: Но с ним работали.

СЕМИХАТОВ: Они с ним работали. Экспериментаторы. Про него постепенно, примитивными по нынешним временам средствами, вырабатывая эти средства, тоже что-то угадывая, мучаясь, отделяя экспериментальный шум от настоящего эффекта, узнали про него, сколько там нейтронов, сколько там протонов, как там, чего там? Но, понимаете, это такая вещь, которую нельзя посмотреть через микроскоп никак. Все сведения косвенные. Все данные о ядре урана косвенные. В каком-то смысле – косвенные.

ЛИХАЧЕВА: То есть единственный вариант проверить это – сделать это.

СЕМИХАТОВ: Так вот нужно было… Нет, до этого хотелось рассчитать с какой силой долбанет, когда вы соберете этих ядер этих достаточно много в одно и то же место.

И, насколько я знаю, все, конечно, ошиблись. И в Америке, и у нас в стране, но ошибка была не в десять, не в сто раз, ошибались всего лишь там, в 3-5, ну, может быть, там семь раз. Это совсем не так плохо, если учесть, что вещь была абсолютно новая. Этого никогда…

ЛИХАЧЕВА: Никто не делал.

СЕМИХАТОВ: Никогда раньше не происходило. Да.

ЛИХАЧЕВА: Маленький такой промежуточный вопрос: мы пропустили следующий скачок после Ньютона, с ним были связаны?..

СЕМИХАТОВ: Мы пропустили.

ЛИХАЧЕВА: Давайте все-таки вернемся и договорим.

СЕМИХАТОВ: Мы – абсолютно. Мы же не ставили задачу обозреть все исторически, но раз уж…

ЛИХАЧЕВА: Но хотя бы основные скачки мы должны сегодня обозреть.

СЕМИХАТОВ: После Ньютона там был абсолютный триумф, когда открывались планеты, рассчитывались кометы, Галлей не наблюдал свою комету, он просто сообразил, что комета, наблюдавшаяся раньше, – это одна и та же комета, и смог чего-то посчитать с помощью тех же законов. И предсказал, когда она прилетит в следующий раз. Она и прилетела с точностью до двух лет или до года, потому что вычисления были не очень точные, а потом все это поставил на поток. Устойчивость Солнечной системы, открытие планет…

ЛИХАЧЕВА: Очередной триумф теоретической физики.

СЕМИХАТОВ: Заметьте, что с заметно более практическим акцентом, это вопрос о том, что когда вы запускаете Юрия Гагарина, вам хотелось бы, чтобы перегрузка была бы в каких-то пределах, чтобы ракета вышла на такую-то орбиту, а главное, чтобы потом, когда она войдет в атмосферу, она вошла бы под нужным углом, чтобы перегрузка не зашкалила за 20 G. С другой стороны, чтобы атмосфера не выкинула бы вас куда-то вообще к Луне, ну, и, в общем, много чего другого. Это ровно те же самые задачи. Там они осложнены тем, что вы должны описывать как эта штука трется о воздух, но эти задачи решались тогда же. Это тоже большой успех ньютоновской механики.

Но еще до этого, о чем мы частично уже говорили, люди полезли в микроскопические вещи, открыли электрон, никому не нужная вещь. То, что сейчас у нас электроника везде, электроника, когда была открыта, была абсолютно бессмысленная, ненужная, какая-то там частица, которая где-то там летает и вообще непонятно, зачем она нужна. То есть, попросту говоря, не зачем не нужна. Дальше выяснилось, что у этих микроскопических веществ, странные свойства, и наоткрывали там много всего, то, что называется квантовой механикой. О ней можно отдельно говорить, в частности она ответственна за тот запрет, запрет на нагревание провода. Квантовая механика ответственна, о ней нет возможности говорить сколь-нибудь подробно. Такая забавная такая наука, которая действует на микроуровне.

ЛИХАЧЕВА: Это будет тема отдельной передачи.

СЕМИХАТОВ: Вот. Дальше, по пути возникла еще теория относительности.

ЛИХАЧЕВА: Здесь можно чуть подробнее?

СЕМИХАТОВ: Да. Теория относительности, как бы, не то, чтобы она отменила Ньютона. Во-первых, их – две. Теории относительности две.

ЛИХАЧЕВА: Они уживаются?

СЕМИХАТОВ: Есть которая – специальная. Плохой перевод "специальная". Лучше говорить "частная". Специальная означает, что она относится к частному кругу явлений, к более специальным ситуациям, к более частным. А потом возникла общая теория относительности, Эйнштейн там долго мучился. Она не то, чтобы отменила закон Ньютона, она просто сказала, что закон Ньютона – это вот ровно та самая вещь, о которой мы уже говорили, как нужно модифицировать, не только искать новые факты, чтобы объяснить явления в рамках старых идей.

А иногда вот невозможно найти факты. И нужно искать новые идеи. Оказалось, что законы Ньютона, строго говоря, не верны. Они верны лишь тогда, пока тела наши, этого всего лишь "пуля, выпущенная из ружья", или Луна, или планета. Земля, кстати, движется вокруг Солнца с довольно большой скоростью – 30 с небольшим километров в секунду. В секунду 30 километров. Это маленькая скорость на самом деле по сравнению со скоростью света.

ЛИХАЧЕВА: Так.

СЕМИХАТОВ: И действуют законы Ньютона. Во всей Солнечной системе, почти, кроме Меркурия, который летает очень быстро вокруг Солнца.

ЛИХАЧЕВА: Там, где действует взаимное притяжение и еще куча разных других законов.

СЕМИХАТОВ: Действует притяжение и действуют те самые законы поведения – это те самые законы Ньютона. Дальше оказалось, что их нужно модифицировать. Они неверны, когда тела начинают летать быстрее.

Они хороши, только

есть более общие, более правильные законы, которые действуют при любых скоростях, например, для скорости 0,9 скорости света.

Там закон Ньютона, если вы будете считать в соответствии с правильным законом Эйнштейна и, соответственно, законом Ньютона, вы получите абсолютно разные вещи. Но если вы считаете одно и то же явление по Эйнштейну, и по Ньютону, когда скорость эта 0,01 или еще лучше 0,001 скорости света, а еще лучше 0,0001, – это как раз вот самое быстрое, что у нас бывает, то вы разницы просто не заметите. То есть вы можете пользоваться или Ньютоном или Эйнштейном. С принципиальной точки зрения лучше Эйнштейн, но Ньютон проще. И результат будет практически одним и тем же.

Однако с фундаментальной точки зрения, конечно, очень важно, что на самом деле законы вот такие, как их поправил Эйнштейн, и не только с фундаментальной, потому что дальше выясняется, все-таки есть явления – Меркурий ближе всего к Солнцу, движется быстрее всего и движется по Эйнштейну. Разница в двух эффектах уже заметна. Разница в предсказании его поведения по Ньютону, и в предсказании его поведения по Эйнштейну, она становится заметной, очень маленькой, но заметной.

Делали специальные экспедиции, люди ездили в Южную Америку. Сэр Артур Эддингтон, чтобы там что-то померить во время затмения, как там чего движется, и экспериментальное подтверждение. Дальше выясняется, что когда вы действительно что-то очень быстро делаете, очень быстро двигаетесь, а во Вселенной есть такие места и были такие периоды в жизни Вселенной, там нужно, конечно, пользоваться теорией относительности.

ЛИХАЧЕВА: То есть, другими словами, если я на Земле с яблоками – то Ньютон, если я пролетаю со скоростью света мимо черной дыры – то там Эйнштейн.

СЕМИХАТОВ: О, стопроцентно! Там стопроцентно Эйнштейн, более того, есть, конечно, промежуточные случаи, когда вы все-таки не со скоростью света, и не прямо вокруг черной дыры, слава Богу, хотелось, чтобы вы с нами оставались подольше. Но там, конечно, Эйнштейн. И это просто развитие тех же идей, в какой-то степени тех же, какие были у Ньютона, на гораздо более широкую сферу применимости. Понимаете? То есть опыт, расширился опыт.

ЛИХАЧЕВА: То есть именно что выход на новый уровень.

СЕМИХАТОВ: Да, расширился опыт. Для яблока, Луны и даже Юпитера, и даже Урана, было  достаточно чисто Ньютона. Для Меркурия оказалось уже не совсем, ну вот чуть-чуть недостаточно.

ЛИХАЧЕВА: Даже в рамках Солнечной системы уже оказалось недостаточно.

СЕМИХАТОВ: Уже. Первая планета Меркурий, из-за того, что она ближе всего к Солнцу, быстрее всего летает.

А дальше, когда вы выходите, вы расширяете опыт.

И понимаете, когда жизненный опыт расширяется, иногда приходится пересматривать собственные взгляды на жизнь.

Согласитесь с этим, вот у нас есть, наверное, молодые слушатели.

ЛИХАЧЕВА: Желаю им пересмотреть.

СЕМИХАТОВ: Желаю им…

ЛИХАЧЕВА: Несколько раз за свою жизнь хотя бы.

СЕМИХАТОВ: Желаем вовремя, вовремя…

ЛИХАЧЕВА: Это правда.

СЕМИХАТОВ: …Воспринимать экспериментальные факты из жизни, и пересматривать некоторые, но не все взгляды на жизнь, не кардинально. Эта метафора, то есть, она относится к науке.

ЛИХАЧЕВА: Можно все, но как-то дозировать надо, не все сразу.

СЕМИХАТОВ: Золотые слова. Не все.

ЛИХАЧЕВА: Иначе можно переломаться.

СЕМИХАТОВ: Не все. Вот именно. Преемственность какая-то должна сохраниться. Ровно то же самое происходит в науке. По мере расширения опыта,  выясняется, что то, что вы привыкли, оно уже тут не действует. То же самое с квантовой механикой: когда вы проникает в область очень-очень маленького, выясняется что, там своя история, ее можно отдельно обсуждать, наверное, сегодня у нас времени на это нет. Там замечательные законы, которые как бы отменяют то, к чему мы привыкли. На самом деле то, к чему мы привыкли…

ЛИХАЧЕВА: Ну, поясните хотя бы без погружения в эту тему. Просто "в первом приближении" поясните, в чем там суть.

СЕМИХАТОВ: Вы кладете в тарелку апельсин и уходите. Вы ожидаете, что дом не трясется, землетрясения нет, что апельсин, когда вы придете вечером, останется лежать в тарелке. В квантовой механике и апельсин, и тарелка очень маленькие. На самом деле, апельсин – не апельсин, и не яблоки в вазе, а нейтроны и протоны, например, в ядре урана. Выясняется, что часть их лежит вне тарелки. Их никто не вынимал, и никто не подходил и не переносил их через край тарелки, они через тарелку просочились. Это кажется абсолютно невероятным, но, в принципе, такое могло бы случиться и с апельсином. Только вероятность этого процесса такая, что ждать его нужно много больше, чем возраст Вселенной. То есть это то, что чего никогда не происходит с "большими", из-за того что, он тяжелый и большой по сравнению с некоей величиной, называемой постоянной Планка. А опыт, который нам дан, даже в том, что вы видите под микроскопом, он все-таки такой, где таких глупостей не происходит. Но если вы лезете еще глубже, в устройство мира, то выясняется, что там происходят такие чудеса, и это не чудо, а это просто мир устроен таким образом.

Запрет на это в обычной жизни, то, что из этого стакана вдруг на столе будут появляться капли этой же воды. Стакан нигде не дырявый.

Дальше выясняется, что это происходит по удивительным законам, сам характер законов меняется. У вас нет средств сказать, когда вы оставили утром апельсин в тарелке, вечером он будет в тарелке или он будет вне тарелки? Вот если вы будете повторять опыт тысячу раз, тогда есть средство сказать, что в 253 случаях он будет лежать вне тарелки. Но про каждый отдельный случай у вас нет возможности сказать, он ничем не руководствуется. Эйнштейну, кстати, это страшно не нравилось. Он говорил, что: "Господь не играет в кости". Он употреблял ту же самую метафору про Творца, просто чтобы выразить свое восхищение, как я понимаю, восхищение вот этим устройством мира и возможностью постичь его и угадывать. Он тем самым сомневался в том, правильно ли угадали законы квантовой механики, угадали ли их все? Действительны ли они такие? Действительно, ставлю кавычки: "Господь запустил Вселенную именно с такими законами для маленьких частиц". Но они вроде бы, действительно, такие. А в обычной жизни это не происходит по причине того, что у нас предметы большие и для больших ожидать это крайне маловероятно.

ЛИХАЧЕВА: Значит, это та самая частица, которая имеется в виду в квантовой механике?

СЕМИХАТОВ: Любая.

ЛИХАЧЕВА: А, любая.

СЕМИХАТОВ: Любая маленькая частица, например, электрон.

ЛИХАЧЕВА: Так.

СЕМИХАТОВ: Она ведет себя по законам, которые совсем не ньютоновские. Они так и называются – "неньютоновские", а квантово-механические.

ЛИХАЧЕВА: Кроме того, что она частица, она еще какую-то характеристику получает в этом контексте?

СЕМИХАТОВ: Ну да. Частица, а слово "частица" здесь, когда мы говорим про важные уточнения, когда мы говорим про вот эти мельчайшие частицы, мы переносим на них наш обыденный опыт. Они уже…

ЛИХАЧЕВА: То есть частица – это объект какой-то.

СЕМИХАТОВ: Нет, они уже не частица, частица так себя вести не может. Это вранье. Я вас, конечно, обманул. Я вас обманул, когда сказал, что апельсин просочится через тарелку. Апельсин, как частица, этого никогда не сделает, потому, что и вы, и я знаем, что частица сделать этого не может. И, нужно вынуть, либо тарелку наклонить, либо разбить, либо приподнять его или чем-то выдавить, ударить, подуть на него. Либо много-много маленьких муравьев должны придти и должны его унести к себе в гнездо.

ЛИХАЧЕВА: То есть, эта частица, она одновременно еще и нечто…

СЕМИХАТОВ: Это не частица. На самом деле те, которые маленькие, это непонятно что. Говорится, что это одновременно и частица, и волна. Понять это достаточно трудно. И надо воспринимать, что это… Вы знаете, если смотреть на теоретическую физику с очень близких мне идеалистических позиций, то это решение некоторого уравнения. Вот то, что называется частицей – волной, это решение некоторого уравнения. Уже не уравнения Шредингера, простите, уже не уравнение Ньютона, а уравнение Шредингера, был такой сексуальный маньяк, который написал абсолютно гениальное уравнение. Шредингер угадал свое уравнение, оно ниоткуда не следовало.

ЛИХАЧЕВА: И в чем там суть?

СЕМИХАТОВ: В том, что его решения, этого уравнения, ведут себя таким странным, не свойственным апельсинам образом. Они могут, находясь внутри стакана, вдруг оказаться снаружи.

ЛИХАЧЕВА: То есть, это такой апельсин, который умеет ходить, как ему вздумается, на ногах такой.

СЕМИХАТОВ: Это апельсин, который умеет… Это апельсин, который никогда не является, строго говоря, апельсином. Это какая-то дышащая субстанция, которой как-то все время немножко неймется. И из-за того, что ей неймется, она может там, вот например, взять и пройти через то, что называется потенциальный барьер. Тарелка, в которой он лежит, называется по-научному потенциальным барьером. Слово барьер означает, что у тарелки есть бортики, а потенциальная означает, что у нее низ этой тарелки, там лежать естественней, чем вскарабкаться на бортик. Так вот он не карабкается через бортик, он туннелирует, то, что называется туннельный эффект. Он проходит сквозь тарелку.

Так вот атомная бомба, возможно, вообще явление радиоактивности – это апельсин, вылезающий из тарелки. Весь разговор о том, что мы для радиоактивных атомов, там период полураспада, и так далее, и так далее. Это разговоры о количестве апельсинов, которые вы найдете к вечеру, вылезшими из тарелки. Если эти апельсины, вылезшие из тарелки, а у вас на столе стоит много тарелок, способны попадать в соседние тарелки, точно так же, просочившись туда, то может оказаться, что они начнут шевелить лежащие там апельсины, и когда вы придете вечером домой, вместо вашего дома будет воронка полкилометра в диаметре.

Так происходит ядерный взрыв. Вы должны собрать достаточно много тарелок, только не с апельсинами и уже не тарелок, а ядер нужного радиоактивного изотопа, и они ведут себя таким смешным образом. Им неймется, и частички, слагающие ядро, нейтроны и протоны неконтролируемым образом просачиваются, не перелезают через верх, а просачиваются наружу из ядра. И, когда их собирается достаточно много, они просачиваются с такой скоростью, что происходит "большой бах".

Они инициируют то, что называется цепная реакция. Это абсолютно, понимаете, Шредингер, значит, у него в жизни были довольно узконаправленные интересы, он, кстати, в 1944 году уехал из близких к Германии стран, он австриец, уехал в Республику Ирландию. Не все знают, что республика Ирландия во время Второй мировой войны занимала нейтралитет, она была нейтральна, она не воевала ни на чьей стороне, поэтому до сих пор в Дублине кафедра Эрвина Шредингера. Это великий человек – за одну-единственную вещь. Он сделал кое-что еще, но одной вещи достаточно. Он угадал то уравнение, которое описывало вот эту странную субстанцию, это вовсе не уравнение Ньютона, это абсолютно отдельное угадывание. Но понимаете, в каком-то смысле, преемственность, с одной стороны, все классические законы отменились, апельсины, мы знаем, обычные через тарелку не просачиваются, но с другой стороны, метод познания остался. Нужно угадать уравнение, а потом его решать. И в частности задача про сверхпроводимость, про то, как сделать так, чтобы провода не грелись. Эта задача – решение уравнений Шредингера, только в очень сложных условиях, их очень много надо решить одновременно, когда агенты в разных уравнениях разговаривают друг с другом. Из-за этого решить, понимаете, мы не можем взять и представить готовые решения, их просто очень трудно решить. А закон их как бы известен, и закон – уравнения Шредингера.

Вот мы ответили на вопрос: "Кто поправил Ньютона?", Эйнштейн и Шредингер.

Современная теоретическая физика в очень высокой степени, полагается на симметрии, потому что каким-то образом "Господь запустил Вселенную", заложив в нее, по-видимому, глубокие принципы симметрии. Не в смысле того, что у человека правая и левая половина похожи, а в том смысле, что вот это зеркало ставится где-то в духовном пространстве. Что если есть что-то, то у этого чего-то есть что-то на него похожее.

ЛИХАЧЕВА: Скажите, пожалуйста, вот это угадывание Шредингера – это был первый шаг к теории всего-всего?

СЕМИХАТОВ: Шредингер ничего про это не говорил, это был первый шаг, там был не только Шредингер, там был Дирак и Гейзенберг, а также и другие, которые с разных сторон это рассматривали, но, может быть, поучительно оказалось потом, задним числом, что они действительно, шли к Теории Всего.

Это видно по тому, что произошло с Дираком. Дирак угадал, знаете что? Отгадайте, что угадал Дирак, – уравнения Дирака. Уравнения Дирака – это абсолютно фундаментально. Шредингер угадал уравнения Шредингера, Ньютон угадал законы Ньютона. Дирак угадал уравнения Дирака. Он в своей книжке пишет, что: "Вот, я подумал, надо бы так, но так не получалось, а вот так бы было бы хорошо. И вот я сделал, вот. И вот – да". Теперь смотрите, два тезиса. Первое – какую задачу поставил Дирак? Правильно говорить Дирак, но я часто не могу себя сдержать и говорю Дирак, потому что уследить за собой невозможно. Дирак поставил перед собой следующую задачу: описать электрон. Причем так его описать, чтобы учесть случаи, когда он движется очень быстро, со скоростью близкой к скорости света, как мы говорили. Он написал это уравнение. Отличное уравнение. Стал его решать. Оказалось, что решений примерно в два раза больше, чем ожидалось, и половина из этих решений описывают электрон.

ЛИХАЧЕВА: А другая половина?

СЕМИХАТОВ: О, неизвестно. Она описывает то, чего в природе нет. Этого нет в природе, оно неизвестно, оно описывает какую-то странную вещь со странными свойствами. В природе этого нет.

ЛИХАЧЕВА: Скажем так, оно есть в природе, но его нет в нашем понимании природы.

СЕМИХАТОВ: Ну, нет, может уравнения неправильные, понимаете, может неправильные уравнения. Понимаете, если я сейчас возьму и что-нибудь напишу, и многие люди это стараются делать, потом выясняется, что прекрасно, конечно, и уравнение красивое, только…

ЛИХАЧЕВА: Теория хорошая.

СЕМИХАТОВ: Только к миру отношения не имеет. Все прекрасно.

ЛИХАЧЕВА: Второй вариант, что в мире это все-таки есть…

СЕМИХАТОВ: Ну да.

ЛИХАЧЕВА: Но мы этого пока не знаем.

СЕМИХАТОВ: Да, это  был позитрон, открытый через несколько лет.

ЛИХАЧЕВА: На опережение, угадывание.

СЕМИХАТОВ: Вы понимаете, это же некое чудо. Человек руководствуется угадыванием, для того чтобы описать некую экспериментальную данность.

Что такое вообще уравнение в математике? Это рафинированный логический анализ, рафинированный, доведенный до высокого уровня логический анализ.

Дальше выясняется, что из существования электрона и того свойства, что его нужно описывать при больших скоростях, что он может летать со скоростью близкой к скорости света, и что там действуют законы Эйнштейна, следует, что его может описать только таким уравнением, у которого есть еще другие решения, описывающие что-то другое. Это другое оказывается позитроном, тем самым, предсказано существование позитрона, и Дирак за это получил Нобелевскую премию.

Конечно, я спрямляю, конечно, все задним числом, при взгляде назад, все кажется более гладким, чем оно было. Дирак думал, что это, он мучился, он думал, что оно описывает протон. Потом оказалось, что он не может… Известная частица такая была протон, вторая, какая в каком-то смысле симметрична электрону. А потом оказалось, что он не может описывать протон, и были годы (года два, что ли, прошло) сомнений и непониманий, и потом открыли позитрон. Оказалось, что, да, половина решения описывает электрон, половина описывает позитрон. И это, пожалуй, в наибольшей степени является предысточником желания построить теорию всего. Тот факт, что

логический анализ данных, позволяет заглянуть гораздо дальше, чем сами эти данные.

Позитрон могли бы еще сколько-то лет не открывать, а он уже как бы существовал на бумаге у Дирака, просто в этом уравнении.

Ну а что, если… Дальше логический, естественный такой ход: "А что если вообще, я еще поугадываю, и вообще угадаю уравнение вообще для всего?" Конечно, нужно знать о каких терминах. Что значит "для всего?" Хорошо бы знать из чего мир состоит. Сейчас мы говорим о фундаментальном, мы углубляемся в структуру мира. Электрон – одна из элементарных частиц, и мы углубляемся внутрь атомного ядра, там протоны и нейтроны, а внутри протонов и нейтронов кто?

 

СЕМИХАТОВ: Кварки. А знаете, как они туда попали?

ЛИХАЧЕВА: Так?

СЕМИХАТОВ: Вопрос неправильный, как они туда попали? Что такое кварки?

ЛИХАЧЕВА: Они туда попали?

СЕМИХАТОВ: Фраза риторическая. Как люди догадались, что они там сидят? С помощью учебника математики. После открытия позитрона, экспериментального, был известен протон, нейтрон, электрон, позитрон. Потом возникла отдельная красивая история, как открыли нейтрино.

Существование нейтрино предположили, чтобы не нарушался один из известных законов. В эксперименте нарушался закон. А давай предположим, что он не нарушается? А есть еще один агент, который за это в ответе.

ЛИХАЧЕВА: Как с Меркурием. Он как-то так себя ведет странно, видимо, там должно быть еще что-то другое.

СЕМИХАТОВ: Что-то еще есть, так же как с дальними планетами, как с Нептуном, Ураном.

ЛИХАЧЕВА: Это как с уравнением, не решается, надо чего-то туда…

СЕМИХАТОВ: Надо чего-то там добавить,

ЛИХАЧЕВА: Тогда заработает, может быть. Так.

СЕМИХАТОВ: Я сбился с мысли.

ЛИХАЧЕВА: Открытие нейтрино.

СЕМИХАТОВ: После того, как открыли позитрон, открыли нейтрино, стали открывать другие частицы, у них там странные имена: пи-мезон, лямбда-гиперон, они живут, как правило, очень коротко.

ЛИХАЧЕВА: Это все кварки?

СЕМИХАТОВ: Нет, это не кварки, это частицы, которые возникают при столкновениях протонов и быстро распадаются в другие. И возникла дурацкая такая картина, причем с годами она складывалась, но мы проникли вглубь микромира и почему-то, не понятно, почему, мы верим в то, что на фундаментальном уровне фундаментальных сущностей будет не много. Понимаете, у нас странный идеализм: мы хотим объяснить многое через малое. Менделеев объяснил все химические элементы своими… Сейчас там порядка сотни химических элементов, во времена Менделеева их было меньше известно.

ЛИХАЧЕВА: Мы просто не готовы внутренне к бесконечному разнообразию?

СЕМИХАТОВ: Золотые слова: мы не готовы к бесконечному разнообразию. И почему-то природа нам потакает в этой нашей блажи.

ЛИХАЧЕВА: Может, они просто дозировано выдает нам информацию, чтобы мы с ума не сошли?

СЕМИХАТОВ: Тогда вам придется написать уравнение, описывающее того, кто эту информацию выдает. Дальше выяснилось, что по мере того, как… опять-таки, развивается экспериментальная база: строят больше ускорителей, бабахают больше энергии, частиц все больше и больше, и их уже не 5, не 10, ни 15, не 20, не 50, а 100, 150, 200 – это, не побоюсь этого слова, бардак, потому что эстетически как-то не симпатично, понимаете? Мы – на фундаментальный уровень, а они плодятся.

ЛИХАЧЕВА: А там – хаос какой-то?

СЕМИХАТОВ: А там хаос.

ЛИХАЧЕВА: Мы-то думали, что там выстроенная система.

СЕМИХАТОВ: А там – да. Значит, теперь что, точно как вы сказали. Но давайте подумаем, все-таки они в какую-то систему выстраиваются или нет? А, да, выстраиваются. Значит, они, по некоторым свойствам группируются в группы. Они разные, но кое-чем похожи, как бы родственники ,семейство. Люди в одной семье имеют общие привычки, некоторые – совместное проживание, некоторые – общий бюджет. В общем, что-то, они группируются в семейство. В первом семействе – восемь, во втором семействе – 15 частиц. В третьем – еще сколько-то. И таким образом все вот это многообразие группируется в такие семейства. И ясно, что по мере того, как мы будем увеличивать энергию в ускорителях, мы будем открывать члены все более многочисленных, так сказать, более высоких семейств. В следующем семействе их будет еще больше, еще больше, и так далее. Открывается учебник математики на нужном месте с абстрактным названием "Теория представления групп", с абстрактным названием "Теория представления специальной унитарной группы SO3". Там эти семейства – они просто там приведены. Вот они! Они просто там имеют другое название, представление этой группы. За одним маленьким исключением.

ЛИХАЧЕВА: Каким?

СЕМИХАТОВ: В математической книжке семейства начинаются с самого простого, где всего три элемента, а в природе они начинаются со следующего семейства, того, где восемь элементов. Абсолютно ни откуда не следующий шаг. Раз математики так для нас поработали, почему для нас не известно? Логики здесь никакой нет, это, опять-таки, элемент угадывания. А давайте предположим, что члены того семейства, которые математически обусловлены, что они тоже существуют в природе. А дальше, в том же учебнике математики, написана странная вещь: что когда вы берете членов вот этого первого семейства, где три элемента, вы, их определенным образом перемножая друг с другом, моете породить все остальные семейства, вообще все. И это причина, по которой все сложено из кварков. Причина по которой все эти… Эти три элемента – это три кварка, это кварки. Они не были открыты экспериментально вот так сходу, они были сначала предсказаны как математическая модель и как попытка привести в соответствие учебник математики с картиной…

ЛИХАЧЕВА: Систематизировать?

СЕМИХАТОВ: Да. И выяснилось, что та систематизация, которую мы вывели из эксперимента, она кем-то уже была сделана в математике, исходя из совершенно других принципов. Так может быть, тот принцип, который собственно, лежит в основе учебника математики, он управляет этой частью мира? Но тогда должны существовать и члены самого первого семейства, которых три. А в математической книжке написано, что у этого триплета ,у этой тройки ,у нее удивительное свойство.

ЛИХАЧЕВА: Так и хочется сказать: "У этой троицы".

СЕМИХАТОВ: Они умеют складывать из себя все остальное. Ну и дальше выясняется, что… Давайте предположим, что все элементарные частицы сложены из этих кварков.

ЛИХАЧЕВА: Из этих трех.

СЕМИХАТОВ: Из этих трех. И сейчас нет людей, которые в этом сомневаются. Дальше выясняется. Что огромное количество фактов из жизни ускорителей, конечно, когда вы сталкиваете, описываются тем, что на самом деле сталкиваются не протоны, а сидящие внутри кварки. А эти кварки перераспределяются в пи-мезоны, в гипероны, и так далее. Весь тот зоопарк и тот хаос, который был до этого – это законы, по которым сидящие внутри кварки разговаривают друг с другом при столкновениях, когда они берутся за руки, и вместе выскакивают наружу, и это воспринимается как пи-мезон. Потом связь рвется, и там нечто еще важное происходит, и они распадаются во что-то еще. Вот как сказать… Понимаете, каким образом… Что такое кварки? Это физическая сущность или математическая? Из того, как они были открыты – это вообще какой-то математический… это казус. Понимаете? Это даже не уравнение.

Это, кстати, тенденция современной физики – то, что руководящий принцип этой классификации это принцип симметрии. Современная теоретическая физика в очень высокой степени полагается на симметрии,

потому что, каким-то образом, "Господь запустил Вселенную" (опять-таки, я ставлю… открываю, а потом закрываю кавычки), заложив в нее, по-видимому, глубокие принципы симметрии. Не в смысле того, что у человека правая и левая половина похожи, а в том смысле, что это зеркало ставится где-то в духовном пространстве, что если есть что-то, то у этого "чего-то" есть что-то на него похожее, что эти семейства управляются определенными законами, они, в каком-то смысле симметричны, в каком-то смысле, в более высоком смысле, все более многочисленные семейства повторяют… Это реализация одной и той же симметрии. Значит, кварк возник как идея о том, что в основе мира лежит симметрия. И дальше выяснилось, что много всего другого. Что сами по себе уравнения, на самом деле… Более глубокий взгляд на вещи, чем уравнения. Мы говорили об уравнениях Ньютона, Шредингера, Эйнштейна. Что сами по себе уравнения фактически уже следуют из того, что вы постулируете симметрию, которая тут действует. Значит, вы говорите, что этот класс явлений описывается такой-то симметрией. Как с уравнением, вы должны ее правильно угадать. Исходя из опыта, вы говорите: "Да, похоже, что вот это симметрия". То, что с опытом расходится, либо как кварки там должно найтись, либо мне нужно мою теорию, если никак не находится, как-то чуть-чуть… Я угадал похоже, но не совсем правильно. И вот когда я говорю, что рафинированный логический анализ позволит узнать структуру мира, современный взгляд на фундаментальном уровне примерно такой: исследования симметрий изощренными математическими средствами, быть может, укажет на ту симметрию, которой подчиняется все происходящее во Вселенной на микроуровне. Какое уж уравнение получится – это то уравнение, которое будет позволять эта симметрия. Понимаете?

ЛИХАЧЕВА: То есть, подождите, нахождение этого уравнения будет означать, что мы можем связать микромир и макромир понятным для нас способом и объяснить?..

СЕМИХАТОВ: Мы сможем его в принципе связать, мы будем знать фундаментальные законы движения самого маленького, самого малюсенького и то, каким образом…

ЛИХАЧЕВА: Это соотносится с макромиром, да?

СЕМИХАТОВ: В принципе, да, но вот когда мы лезем в такую глубь, мы все-таки удаляемся от макромира за одним-единственным исключением, за тем самым исключением, когда крайности смыкаются. Вы знаете, бывает и такое. Мы уже обращались к молодым слушателям, теперь обратимся к более старшим слушателям, они точно знают, что иногда вещи совершенно противоположные оказываются одним и тем же. Значит, когда вы изучаете эту микроскопическую структуру Вселенной, вот там где кварки, самую мелкомасштабную, и, с другой стороны, колоссальную структуру Вселенной на масштабах скоплений галактик и вообще как бы Вселенной в целом, выясняется, что эти вещи не настолько уж независимые. Вселенная, родившаяся из большого взрыва или того, что было вместо него, она в какой-то момент… то, что происходило тогда, определило, как симметрия, которая реализовывалась тогда.

ЛИХАЧЕВА: Подождите, а может с другого конца найти?..

СЕМИХАТОВ: Определило как существование кварков, так и структуру Вселенной в целом. Вот

Теория Всего – это попытка угадать ту симметрию, которая вероятно действовала в момент, очень близкий к рождению Вселенной,

и по законам которой получились и кварки (там не только кварки, электрон, например, такие-сякие нейтрино и фотон), и структуру галактик, именно такое распределение материй во Вселенной, общие изотропные свойства Вселенной, и так далее.

ЛИХАЧЕВА: То есть, другими словами, задача стоит угадать то самое уравнение, согласно которому получили ту Вселенную, которую мы получили.

СЕМИХАТОВ: Золотые слова! Только технически важным элементом является угадать симметрию этого уравнения. Мы говорили о том, что есть разница между уравнением Ньютона и уравнением Эйнштейна. Одни подправляют другие. Эту же разницу можно выразить в том, что в ньютоновском мире действует одна симметрия, а в эйнштейновском мире – более правильная. Более точная симметрия нашего мира, которая при больших скоростях, она немножко другая. И выясняется, что в современной теоретической физике, (так уж получилось, то ли так устроен мир, то ли так устроен наш способ восприятия этого мира) как только мы поймем правильную симметрию, управляющую этим классом явлений, мы более-менее однозначно пишем уравнение после этого. Нельзя написать уравнение, которое нарушает эту симметрию. Уравнение должно уважать постулированную симметрию.

ЛИХАЧЕВА: Извините, а вдруг симметрия – это всего лишь наш способ на данном этапе нашего развития видеть мир? А вдруг нет?

СЕМИХАТОВ: На этот вопрос нет ответа. Потому что я сравниваю свои теоретические построения с тем, что даст адронный коллайдер. Адронный коллайдер – это тоже мой способ видеть мир, только с помощью очень большого и очень дорогого микроскопа, за 10 с лишним миллиардов евро, лежащего в земле. Вы знаете, с какой скоростью там пролетает пучок?

ЛИХАЧЕВА: 11 оборотов в секунду?

СЕМИХАТОВ: 11 тысяч с чем-то оборотов в секунду.

ЛИХАЧЕВА: Ну, я оговорилась просто.

СЕМИХАТОВ: По кольцу порядка 27 километров. Значит, еще раз: там 30 километров кольцо, секунда – раз, 11 тысяч с чем-то раз он пролетел по этому кольцу. Это очень большой микроскоп. По законам квантовой механики, чтобы посмотреть малое, вам нужно разогнаться сильно, и это нужно не для того, чтобы забрать всю энергию лежащей рядом Женевы (если бы они не питались отдельно, то в Женеве гас бы свет), а для того чтобы посмотреть на очень мелкое. А посмотреть на очень мелкое, по законам той самой квантовой механики, можно только если вы их столкнете друг с другом. И вот адронный коллайдер… зачем, собственно, его построили? Может быть, уже подводя итог нашей передаче, можно сказать, что вот этот рафинированный анализ симметрий математический, он много куда привел. Он предсказал уравнение Дирака. Дирак руководствовался симметриями, когда писал свое уравнение. Он привел к предсказанию кварков, многому другому. Но дальше выяснилось, что когда мы хотим расшириться еще дальше, у нас недостаточно опытных данных, а математических теорий может быть несколько. Понимаете, симметрия, распространяемая с непосредственного опыта чуть дальше, может распространиться вот таким способом, то есть известная мне симметрия может обобщиться вот в такую, а может и вот в такую. И выбрать нельзя, пока нет опыта.

ЛИХАЧЕВА: Пока не будет эксперимента.

СЕМИХАТОВ: Нужен эксперимент. Коллайдер – это способ…

ЛИХАЧЕВА: Это эксперимент, который может подтвердить или это, или это.

 

ЛИХАЧЕВА: Последний вопрос: как вы думаете, когда это состоится? Может быть, есть уже промежуточные результаты?

СЕМИХАТОВ: Не знаю, будем ждать. Интригующая ситуация, и поскольку эксперимент сложный, все достаточно опосредовано, там мощный коллектив, который делает это на очень высоком уровне и объявляет о результатах только тогда, когда они получили статистическое подтверждение. Там очень непрямое наблюдение, это достаточно сложный опосредованный процесс. Но, при всей колоссальной экспериментальной сложности, идеологически цели очень просты, задача очень проста – выбрать, дать критерии выбора между несколькими симметриями, которые, по чисто математическим причинам, каждая из них могла лежать в основании мира, вот узнать какая именно.

ЛИХАЧЕВА: То есть, правильно я понимаю, адронный коллайдер служит для того чтобы объяснить теорию мира или теорию всего-всего, ну, может быть, не всего-всего-всего хотя бы в первом приближении?

СЕМИХАТОВ: Прекрасное слово про первое приближение.

ЛИХАЧЕВА: Уже завтра на нашем сайте будет расшифрована эта программа, будет текст целиком. Если вам удобней слушать, можете слушать, скачивать. В общем, как хотите, все опции доступны. Пишите там же в комментариях, о чем бы вы хотели услышать в ближайшие месяцы. Напоминаю, начатый сегодня цикл посвящен физике. Ваши мнения, ваши идеи, ваши вопросы для меня чрезвычайно важны. Я постараюсь по возможности оперативно вам ответить. До встречи в следующий понедельник в 22.10. Помните, любопытство – не порок, а думать никогда не поздно. Счастливо.

© Finam.fm

7 Responses to Алексей Семихатов о Теории всего

  1. Николай on 13/03/2014 at 10:18

    "Уважаемый Алексей Михайлович Семихатов, просмотрел передачу про бесконечность, и мне не совсем понятен такой интерес физика к такому понятию, как бесконечность: разве это принципиально? Если мы выходим в каких то вычислениях на бесконечность, то это повод задуматься: если все правильно, то как обойти эту бесконечность и двигаться дальше, а может наоборот! Впрочем в передаче поднимался вопрос о бесконечности, конечности нашего мира, но и здесь вопрос конечности нашей Вселенной не носит принципиального характера: мы живем внутри нашего мира и его то добром не изучили, а торопимся наружу! Есть у меня система гипотез, которая основана на двух принципиальных моментах, это равенство инертной и гравитационной массы, причем это доказано и, второй- преобразования Лоренца в общей форме, с преобразованиями не все так просто, но идея простая и с этим приходится считаться, в тексте много поставлено вопросов, значит в этих местах я не совсем уверен! Все изложено на сайте http://wk45.ucoz.ru/ и название: "Все в мире познается" Мое мнение можно сделать не одну передачу на этой основе и для широкой массы многое прояснится! Я приглашаю всех пишущих и читающих посетить этот сайт и высказать свое мнение прямо на сайте!"
    С уважением Никс!

  2. Николай on 16/03/2014 at 11:10

    Здравствуйте еще раз!
    Алексей Михайлович, беру свои слова обратно относительно бесконечности: сам с этим столкнулся: при попытке вычислить шаг квантования свободного от вещества пространства- необходимо "бесконечную" добротность пространства поделить на скорость света, правда размерность получается интересная: сек/м! Можно трактовать, как зависимость времени от шага квантования, или в бытовом понимании- время ускоряется при уменьшении размеров,что хорошо согласуется с моими "гипотезами"
    Не подумайте, что я занят серьёзными вычислениями- нет,просто идеи потихоньку "прорастают"
    Здесь еще думать нужно!

  3. Лиманский В.Г. on 17/04/2014 at 01:36

    К ТЕОРИИ ВСЕГО

    В последнюю сотню лет учёными предпринимаются отчаянные усилия по созданию теории Мироздания - теории всего.
    1) В настоящее время удалось разработать гидродинамический вариант единой физической теории пространства-времени, материи и поля. В ней, с помощью хорошо разработанных макроскопических методов, предложено изучать и микроскопические явления. Характеристики пространства-времени, материи и поля, посредством выведенных вариационным методом фундаментальных уравнений, взаимосвязаны. Например, материя рождает поле, а поле материю. После усреднения фундаментальных уравнений получаются уравнения электродинамики, Ньютона, Эйнштейна, Шредингера и по нулевому приближению обоснование лептоно-кварковой структуры вещества. В обычной теории последние суть точечные объекты, а в излагаемом подходе - капли релятивистской бесструктурной жидкости, подлежащие изучению.
    2) В рамках настоящей работы удалось исчерпывающе (теоретически и практически) доказать закон не сохранения энергии, открывающий дорогу новой техники типа НЛО и показывающий, что все современные физические теории, провозглашающие закон сохранения энергии, некорректны (см. параграфы 21-22 на сайте limanmobile.ru, а также интернет-видео "2-3 Вселенский успех. Лиманский В.Г.", nashaplaneta.su). Последнее касается и квантовой теории поля, которая оказывается некорректной не только в смысле "расходимостей" (из-за пресловутой материальной точки), но теперь уже по всему спектру энергий. Кроме того, не понятны тёмные материя и энергия Вселенной, факт ускоренного расширения Вселенной, как удерживается одноименный электрический заряд в кварках и лептонах, какова их внутренняя структура, почему не кучкуется тёмная энергия и т.д.
    3) В предложенной теории ответ тривиален: тёмная материя суть релятивистская жидкость, разлитая по всей Вселенной с малой плотностью массы, ускоренное расширение Вселенной осуществляется за счёт изменения метрики на периферии с помощью новых слагаемых, пропорциональных градиентам плотности массы жидкости, а удержание одноименного электрического заряда (в каплях - элементарных частицах, кварках, ядрах, ...) происходит за счёт новых градиентных сил, пропорциональных градиентам плотностей заряда и массы жидкости (в частности, это есть аналог слабых и сильных взаимодействий в ядрах). Тёмные материя и энергия не кучкуются из-за расталкивающего действия градиентной силы, связанной с плотностью массы. И аналогично, коллапсу черной дыры в точку противостоят силы, пропорциональные градиенту плотности массы релятивистской жидкости. Аналогичные слагаемые могут изменить метрику в чёрной дыре с ускоренным движением массы к периферии. Кроме того, градиентные силы естественным образом могут принимать бесконечные значения и разгонять жидкость, например, в атомах до сверхсветовых скоростей, что ведёт к комплексным значениям функции Шредингера и к квантовым явлениям.
    Надеюсь, что новое направление получит поддержку, будет активно развиваться и приведёт к дальнейшему научно-техническому и духовному развитию Цивилизации.
    4) В настоящее время можно приступить к внедрению, например, бестопливных электромотор - генераторов (электростанций) и электродвижителей, в том числе, на сверхпроводниках, которые можно будет использовать в энергетике и транспорте на Земле и в космосе и которые сохранят невосполнимые ресурсы нефти, газа, ... для будущего.
    5) С регулярным применением суперЭВМ можно приступить также к расчётам элементарных частиц, кварков, ядер и атомов, в том числе в столкновительных процессах. В частности, можно попытаться расчётным путём получить весь спектр известных элементарных частиц.
    6) Можно поставить и следующую чрезвычайно важную задачу. Интересно изучить возможность путешествия из одного конца Вселенной в другой за короткий промежуток времени, уходя, например, по реальному времени вперёд (там пустота: нашей Вселенной ещё нет; см 24 параграф), затем изменяя, например, пространственную часть метрики (с помощью градиента плотности заряда в сверхпроводнике, магнитного потенциала и энтропии) вокруг суперкосмического корабля (суперкорабля) и с помощью движителя двигаясь в нём в заданном направлении. К решению этой достаточно сложной задачи можно приступить немедленно, так как наша Цивилизация технически (но не духовно!) уже достигла достаточно высокого уровня развития. Таким образом, нам дана возможность в прямом смысле достичь и Царства Небесного! Но какой ценой? Последнее сейчас зависит от нас (см. мои комментарии в интернет - видео: "Полигональная кладка. Фото со всего мира").
    7) Весьма интересна и следующая задача. Так как во встречных движениях электрических зарядов закон сохранения энергии может нарушаться, то энергия, например, звёзд может пополняться за счёт таких, а не только ядерных процессов. То же касается и энергии чистого (без обычной материи) вакуума. При достижении достаточной его энергии за счёт встречных движений виртуальных частиц могут рождаться уже и реальные частицы.
    Впереди подробное изучение таких явлений.
    Лиманский В.Г., телефон: +7 906 093 27 85, skype: liman144,
    e-mail: v.limanskiy@yandex.ru

  4. Любовь Георгиевна on 06/07/2014 at 17:29

    Это не комментарий, это вопрос. В одной из Ваших передач "На грани безумия" шла речь об эволюции человека. Почему всегда говорят о происхождении человека в Африке и расселении оттуда. В других местах не было обезьян (та же Европа, Американский континент)? Видела много фотографий гигантских раскопанных скелетов в книгах и передачах ТВ - это все фальсификации? Доказательства этого? Майкл Кремо - фальсификатор? Старинные карты с единым континентом (Гондвана) - фальсификация? Хочется знать как на самом деле. Спасибо, если сделаете еще передачу по этим вопросам. У меня много вопросов, но места для них мало.

  5. Евгений on 19/11/2014 at 21:54

    А. Семихатову.
    Есть такое выражение: «Быть всем - значит быть ничем». Так в виде диалога, представленная статья обо всём, находится на уровне 10 класса общеобразовательной школы. Все приведённые аргументы о строении мироздания и микромира скорее всего гипотетические.
    Вопрос А. Семихатову.
    1.Что такое время, его сущность с одной стороны или такой субстанции вообще не существует?
    2.Существуют ли в природе скорости выше скорости света «С» и может ли корпускулярное тело – объект с массой покоя не равной нулю «0», двигаться в вакууме со скорость превышающей скорость света «С»?

  6. Евгений on 19/11/2014 at 22:05

    А. Семихатов.
    Можно ли создать машину времени и при помощи неё перемещаться в прошлое и будущее, как это представлено в кинофильме «Назад в будущее»?

  7. Андрей on 21/01/2015 at 10:11

    Уважаемый Алексей Михайлович Семихатов.
    Человек живёт во времени, а в пространстве лишь перемещается.
    Однако пространство он познаёт, а время для него тайна, к пониманию которой он не приблизился, с момента своего появления, ни на йоту.
    Симон Эльевич Шноль, дай бог ему долгих лет жизни, единственный в России учёный понимающий значимость времени.
    Он для Вас и Вашей передачи идеальный собеседник.
    Торопитесь не опоздать.
    Будьте здоровы.

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

amplifier for 8 speakers
Алёна Петрова

ПОПУЛЯРНЫЕ

Июнь 2017
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Май    
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  
В началоВ начало
sonos multi-room music system zonebridge br100 sonos multi room music system zoneplayer zp120 + zp90 sonos multi-room music system zone bridge br100 box multi room speaker system airplay apple multi room speaker system