Краткое изложение результатов второй революции в теории суперструн
Важнейший результат, полученный в ходе второй революции в
теории суперструн, показан на рис. 12.1 и 12.2. На рис. 12.1 изображена
ситуация до того, как стало возможным (частично) выйти за рамки приближенных
методов, традиционно используемых физиками для исследований в теории струн.
Однако, как показано на рис. 12.2, в свете последних результатов видно, что
подобно лучикам морской звезды все теории струн рассматриваются сейчас как
части единого целого. (К концу этой главы, на самом деле, станет ясно, что даже
и шестая теория — шестой лучик звезды — будет вписана в это объединение.)
 Рис. 12.1. Многие годы физики, работавшие с пятью
теориями струн, думали, что они исследукп совершенно различные теории.
 Рис. 12.2. Результаты, полученные в ходе второй революции
в теории суперструн, показали, что все пять теорий в действительности являются
частью единого формализма, условно названного М‑теорией.
Этот единый формализм по причинам, которые станут ясными в
дальнейшем, условно назвали М‑теорией. Рис. 12.2 иллюстрирует эпохальное
достижение в поисках окончательной теории. Тропы исследований в теории струн,
которые, казалось, ведут в разные стороны, слились в одну широкую дорогу —
единую и всеохватывающую теорию, которая вполне может оказаться искомой «теорией
всего».
Хотя предстоит проделать еще много работы, две основные
характеристики М‑теории уже установлены физиками. Во‑первых, М‑теория
рассматривает одиннадцать измерений (десять пространственных и одно временное).
Подобно тому, как Калуца внезапно обнаружил, что одно дополнительное
пространственное измерение можно использовать для объединения гравитации с
электромагнетизмом, теоретики осознали, что одно дополнительное
пространственное измерение в теории струн (помимо оставшихся девяти пространственных
и одного временного, обсуждавшихся в предыдущих главах) позволяет осуществить
более чем удовлетворительный синтез всех пяти вариантов теории струн. Кроме
того, это дополнительное измерение возникает не из воздуха: теоретики
обнаружили, что выводы о существовании одного временного и девяти
пространственных измерений, сделанные в 1970‑х и 1980‑х гг., являются
приближенными, а точные вычисления показывают, что одно пространственное
измерение в те годы осталось незамеченным.
Второе установленное свойство М‑теории состоит в том, что
она, кроме колеблющихся струн, включает и другие объекты: колеблющиеся
двумерные мембраны и трехмерные капли (последние называют 3‑бранами), а также и
многие другие составляющие. Это свойство, как и одиннадцатое измерение, возникает
вследствие отказа от приближений, использовавшихся до середины 1990‑х гг. Если
не считать этих и ряда других результатов, полученных в последние годы, М‑теория
остается мистической (этим объясняется одно из предложенных толкований буквы
«М» в ее названии). Физики всего мира с большим энтузиазмом работают над тем,
чтобы добиться полного понимания М‑теории, и эта задача вполне может стать
центральной проблемой физики XXI в.
|
