Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Тео́рія всього́ (англ. Theory of everything, TOE) — об'єднана фізико-математична теорія, що описує всі відомі фундаментальні взаємодії. Спочатку даний термін використовувався в іронічному ключі для позначення різноманітних узагальнених теорій.
Вперше термін Об'єднана теóрія пóля був запропонований Альбертом Ейнштейном, який намагався поєднати загальну теорію відносності та електромагнетизм у рамках однієї теорії. З часом термін закріпився в популяризаціях квантової фізики для позначення теорії, яка б об'єднала всі чотири фундаментальні взаємодії в природі — теорії всього.
Протягом двадцятого століття було запропоновано чимало «теорій всього», але жодна з них не змогла пройти експериментальну перевірку або існують значні труднощі в організації експериментальної перевірки для деяких з кандидатів. Основна проблема формулювання «теорії всього» полягає в тому, що квантова механіка і загальна теорія відносності, будучи загальноприйнятими, абсолютно по-різному описують області свого застосування — мікросвіт і макросвіт відповідно, — тому їх безпосереднє поєднання в єдиному формалізмі призводить до проблеми перенормування і відсутності кінцевих результатів для величин, що експериментально перевіряються. Час світу орієнтує нове мисленняя - феноменологія теорія всього - Introduction to phenomenology about the nature of the muon.
Основні положення
Сучасна фізика вимагає від «теорії всього» об'єднання чотирьох фундаментальних взаємодій:
Наведена нижче діаграма демонструє схему реально здійснених та гіпотетичних об'єднань.
| Теорія всього | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Гравітація | Електроядерна взаємодія | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Сильна взаємодія SU(3) | Електрослабка взаємодія SU(2) x U(1) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Слабка взаємодія SU(2) | Електромагнітна взаємодія U(1) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Електрика | Магнетизм | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Постановка задачі
Сучасна фізика описує взаємодію між тілами та частинками з допомогою квантованих полів. Виходячи з принципу корпускулярно-хвильового дуалізму взаємодія може бути описана як обмін частинками, які передають енергію та імпульс від одного тіла до іншого.
На сьогодні відомі чотири види взаємодій:
- Сильна взаємодія, що утримує разом кварки, з яких складаються протони та нейтрони, а також усі інші адрони. Ці ж самі сили утримують протони та нейтрони у складі атомних ядер. Переносником сильних взаємодій є глюон.
- Слабка взаємодія, завдяки якій відбувається радіоактивний β-розпад ядер. Ці сили відіграють важливу роль у реакціях ядерного синтезу, що відбуваються у надрах Сонця. Вони також відповідальні за взаємодію нейтрино з речовиною. Переносником слабких взаємодій є W- та Z-бозони.
- Електромагнітна взаємодія — сили що діють на електрично заряджені частинки. З проявами електромагнітних взаємодій ми зустрічаємось у повсякденному житті на кожному кроці. Це світло, радіохвилі, властивості твердих тіл та рідин, робота різноманітних електричних та електронних пристроїв і багато іншого. Переносником електромагнітних взаємодій є фотон.
- Гравітаційна взаємодія керує рухом Місяця та штучних супутників навколо Землі та інших планет навколо Сонця, а також Сонця навколо центру Галактики тощо. Вона відповідає за знайоме кожному з нас земне тяжіння. Хоча переносник гравітаційної взаємодії ще не був виявлений експериментально, більшість фізиків не сумнівається в його існуванні і називають цю частинку «гравітон».
Дві з перерахованих взаємодій — слабка та електромагнітна — вже об'єднані у рамках спільної теорії, і розглядається сучасною наукою як прояви єдиної електрослабкої взаємодії.
Намір побудувати об'єднану теорію поля ґрунтується на припущенні, що всі перераховані вище фундаментальні взаємодії, а також всі частинки, з яких складається речовина — це просто різні прояви одного фундаментального поля.
Передісторія
Перші думки про зв'язок електричних, магнітних та світлових явищ належать Майклові Фарадею. Вони знайшли продовження у працях Джеймса Клерка Максвелла.
Крім того, теорія всього повинна пояснювати існування всіх елементарних частинок. Першим кроком на шляху до цього стало об'єднання електромагнітної і слабкої взаємодій в теорії електрослабкої взаємодії, створеної в 1967 році Стівеном Вайнбергом, Шелдоном Глешоу і Абдусом Саламом. В 1973 році була запропонована теорія сильної взаємодії, в рамках якої вдалося об'єднати всі типи взаємодій, окрім гравітаційної. Ланкою, котрої не вистачає, в «теорії всього» залишається побудова теорії квантової гравітації на основі квантової механіки і загальної теорії відносності.
Першим велику увагу «теорії всього» надав Альберт Ейнштейн. Він присвятив спробам її створення велику частину свого життя. Ейнштейн вважав, що достатньо об'єднати загальну теорію відносності і електромагнетизм.
Зараз єдиним загальноприйнятим кандидатом на «теорію всього» є теорія струн в її узагальненому формулюванні, що отримало назву М-теорія. На початку двадцятого століття з'явилися припущення, що Всесвіт має більше вимірів, ніж спостережувані три просторових і один часовий. Поштовхом до цього стала теорія Калуци — Клейна, яка показала, що введення в загальну теорію відносності додаткового виміру приводить до отримання рівнянь Максвелла. Завдяки ідеям Калуци і Клейна стало можливим створення теорій, що оперують багатовимірними просторами. Використання додаткових вимірів підказало відповідь на питання про те, чому дія гравітації виявляється значно слабшою, ніж інші види взаємодій. Загальноприйнята відповідь полягає в тому, що гравітація існує в додаткових вимірах, тому її вплив на спостережувані виміри слабшає.
У кінці 1990-х стало зрозуміло, що загальною проблемою пропонованих варіантів «теорії всього» є те, що вони не строго визначають характеристики спостережуваного Всесвіту. Так, багато теорій квантової гравітації допускають існування всесвітів з довільним числом вимірів або довільним значенням космологічної сталої. Деякі фізики дотримуються думки, що насправді існує безліч всесвітів, але лише невелика їх кількість заселені, а значить фундаментальні константи всесвіту визначаються антропним принципом. Макс Тегмарк довів цей принцип до логічного завершення, постулюючи, що «всі математично несуперечливі структури існують фізично». Це означає, що достатньо складні математичні структури можуть містити «структуру здатну до самоусвідомлення», яка суб'єктивно сприйматиме себе такою, що «живе в реальному світі».
У науковому співтоваристві фізиків продовжуються дебати з приводу того, чи слід вважати «теорію всього» фундаментальним законом Всесвіту. Одна точка зору, строго редукціоністська, полягає в тому що «теорія всього» — це фундаментальний закон Всесвіту і що вся решта теорій, що описують Всесвіт, є її наслідками або граничними випадками. Інша точка зору спирається на закони, названі Нобелівським лауреатом з фізики Стівеном Вайнбергом законами «вільного плавання», які визначають поведінку складних систем. Критика останньої точки зору звертає увагу на те, що в такому формулюванні «теорія всього» порушує принцип бритви Оккама.
Серед інших чинників, що зменшують пояснювально-передбачальну цінність «теорії всього», є її чутливість до наявності у Всесвіту граничних умов і існування математичного хаосу серед її розв'язків, що робить її прогнози точними, але даремними.
Див. також
Примітки
- . Архів оригіналу за 30 червня 2016. Процитовано 19 травня 2014.
- Так, прадід , персонажа науково-фантастичного циклу Станіслава Лема, працював над «Загальною теорією всього».
- Discovery: Стивен Хокинг и Теория Всего / Stephen Hawking and the Theory of Everything [ 19 травня 2014 у Wayback Machine.] (фільм онлайн)
- Discovery: Введение в феноменологию о природе мюона
- [1]
 | Це незавершена стаття з фізики. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Div takozh Teoriya vsogo znachennya Teo riya vsogo angl Theory of everything TOE ob yednana fiziko matematichna teoriya sho opisuye vsi vidomi fundamentalni vzayemodiyi Spochatku danij termin vikoristovuvavsya v ironichnomu klyuchi dlya poznachennya riznomanitnih uzagalnenih teorij Vpershe termin Ob yednana teoriya polya buv zaproponovanij Albertom Ejnshtejnom yakij namagavsya poyednati zagalnu teoriyu vidnosnosti ta elektromagnetizm u ramkah odniyeyi teoriyi Z chasom termin zakripivsya v populyarizaciyah kvantovoyi fiziki dlya poznachennya teoriyi yaka b ob yednala vsi chotiri fundamentalni vzayemodiyi v prirodi teoriyi vsogo Protyagom dvadcyatogo stolittya bulo zaproponovano chimalo teorij vsogo ale zhodna z nih ne zmogla projti eksperimentalnu perevirku abo isnuyut znachni trudnoshi v organizaciyi eksperimentalnoyi perevirki dlya deyakih z kandidativ Osnovna problema formulyuvannya teoriyi vsogo polyagaye v tomu sho kvantova mehanika i zagalna teoriya vidnosnosti buduchi zagalnoprijnyatimi absolyutno po riznomu opisuyut oblasti svogo zastosuvannya mikrosvit i makrosvit vidpovidno tomu yih bezposerednye poyednannya v yedinomu formalizmi prizvodit do problemi perenormuvannya i vidsutnosti kincevih rezultativ dlya velichin sho eksperimentalno pereviryayutsya Chas svitu oriyentuye nove mislennyaya fenomenologiya teoriya vsogo Introduction to phenomenology about the nature of the muon Osnovni polozhennyaSuchasna fizika vimagaye vid teoriyi vsogo ob yednannya chotiroh fundamentalnih vzayemodij gravitacijnoyi elektromagnitnoyi silnoyi slabkoyi Navedena nizhche diagrama demonstruye shemu realno zdijsnenih ta gipotetichnih ob yednan Teoriya vsogo Gravitaciya Elektroyaderna vzayemodiya Silna vzayemodiya SU 3 Elektroslabka vzayemodiya SU 2 x U 1 Slabka vzayemodiya SU 2 Elektromagnitna vzayemodiya U 1 Elektrika Magnetizm Postanovka zadachiSuchasna fizika opisuye vzayemodiyu mizh tilami ta chastinkami z dopomogoyu kvantovanih poliv Vihodyachi z principu korpuskulyarno hvilovogo dualizmu vzayemodiya mozhe buti opisana yak obmin chastinkami yaki peredayut energiyu ta impuls vid odnogo tila do inshogo Na sogodni vidomi chotiri vidi vzayemodij Silna vzayemodiya sho utrimuye razom kvarki z yakih skladayutsya protoni ta nejtroni a takozh usi inshi adroni Ci zh sami sili utrimuyut protoni ta nejtroni u skladi atomnih yader Perenosnikom silnih vzayemodij ye glyuon Slabka vzayemodiya zavdyaki yakij vidbuvayetsya radioaktivnij b rozpad yader Ci sili vidigrayut vazhlivu rol u reakciyah yadernogo sintezu sho vidbuvayutsya u nadrah Soncya Voni takozh vidpovidalni za vzayemodiyu nejtrino z rechovinoyu Perenosnikom slabkih vzayemodij ye W ta Z bozoni Elektromagnitna vzayemodiya sili sho diyut na elektrichno zaryadzheni chastinki Z proyavami elektromagnitnih vzayemodij mi zustrichayemos u povsyakdennomu zhitti na kozhnomu kroci Ce svitlo radiohvili vlastivosti tverdih til ta ridin robota riznomanitnih elektrichnih ta elektronnih pristroyiv i bagato inshogo Perenosnikom elektromagnitnih vzayemodij ye foton Gravitacijna vzayemodiya keruye ruhom Misyacya ta shtuchnih suputnikiv navkolo Zemli ta inshih planet navkolo Soncya a takozh Soncya navkolo centru Galaktiki tosho Vona vidpovidaye za znajome kozhnomu z nas zemne tyazhinnya Hocha perenosnik gravitacijnoyi vzayemodiyi she ne buv viyavlenij eksperimentalno bilshist fizikiv ne sumnivayetsya v jogo isnuvanni i nazivayut cyu chastinku graviton Dvi z pererahovanih vzayemodij slabka ta elektromagnitna vzhe ob yednani u ramkah spilnoyi teoriyi i rozglyadayetsya suchasnoyu naukoyu yak proyavi yedinoyi elektroslabkoyi vzayemodiyi Namir pobuduvati ob yednanu teoriyu polya gruntuyetsya na pripushenni sho vsi pererahovani vishe fundamentalni vzayemodiyi a takozh vsi chastinki z yakih skladayetsya rechovina ce prosto rizni proyavi odnogo fundamentalnogo polya PeredistoriyaPershi dumki pro zv yazok elektrichnih magnitnih ta svitlovih yavish nalezhat Majklovi Faradeyu Voni znajshli prodovzhennya u pracyah Dzhejmsa Klerka Maksvella Krim togo teoriya vsogo povinna poyasnyuvati isnuvannya vsih elementarnih chastinok Pershim krokom na shlyahu do cogo stalo ob yednannya elektromagnitnoyi i slabkoyi vzayemodij v teoriyi elektroslabkoyi vzayemodiyi stvorenoyi v 1967 roci Stivenom Vajnbergom Sheldonom Gleshou i Abdusom Salamom V 1973 roci bula zaproponovana teoriya silnoyi vzayemodiyi v ramkah yakoyi vdalosya ob yednati vsi tipi vzayemodij okrim gravitacijnoyi Lankoyu kotroyi ne vistachaye v teoriyi vsogo zalishayetsya pobudova teoriyi kvantovoyi gravitaciyi na osnovi kvantovoyi mehaniki i zagalnoyi teoriyi vidnosnosti Pershim veliku uvagu teoriyi vsogo nadav Albert Ejnshtejn Vin prisvyativ sprobam yiyi stvorennya veliku chastinu svogo zhittya Ejnshtejn vvazhav sho dostatno ob yednati zagalnu teoriyu vidnosnosti i elektromagnetizm Zaraz yedinim zagalnoprijnyatim kandidatom na teoriyu vsogo ye teoriya strun v yiyi uzagalnenomu formulyuvanni sho otrimalo nazvu M teoriya Na pochatku dvadcyatogo stolittya z yavilisya pripushennya sho Vsesvit maye bilshe vimiriv nizh sposterezhuvani tri prostorovih i odin chasovij Poshtovhom do cogo stala teoriya Kaluci Klejna yaka pokazala sho vvedennya v zagalnu teoriyu vidnosnosti dodatkovogo vimiru privodit do otrimannya rivnyan Maksvella Zavdyaki ideyam Kaluci i Klejna stalo mozhlivim stvorennya teorij sho operuyut bagatovimirnimi prostorami Vikoristannya dodatkovih vimiriv pidkazalo vidpovid na pitannya pro te chomu diya gravitaciyi viyavlyayetsya znachno slabshoyu nizh inshi vidi vzayemodij Zagalnoprijnyata vidpovid polyagaye v tomu sho gravitaciya isnuye v dodatkovih vimirah tomu yiyi vpliv na sposterezhuvani vimiri slabshaye U kinci 1990 h stalo zrozumilo sho zagalnoyu problemoyu proponovanih variantiv teoriyi vsogo ye te sho voni ne strogo viznachayut harakteristiki sposterezhuvanogo Vsesvitu Tak bagato teorij kvantovoyi gravitaciyi dopuskayut isnuvannya vsesvitiv z dovilnim chislom vimiriv abo dovilnim znachennyam kosmologichnoyi staloyi Deyaki fiziki dotrimuyutsya dumki sho naspravdi isnuye bezlich vsesvitiv ale lishe nevelika yih kilkist zaseleni a znachit fundamentalni konstanti vsesvitu viznachayutsya antropnim principom Maks Tegmark doviv cej princip do logichnogo zavershennya postulyuyuchi sho vsi matematichno nesuperechlivi strukturi isnuyut fizichno Ce oznachaye sho dostatno skladni matematichni strukturi mozhut mistiti strukturu zdatnu do samousvidomlennya yaka sub yektivno sprijmatime sebe takoyu sho zhive v realnomu sviti U naukovomu spivtovaristvi fizikiv prodovzhuyutsya debati z privodu togo chi slid vvazhati teoriyu vsogo fundamentalnim zakonom Vsesvitu Odna tochka zoru strogo redukcionistska polyagaye v tomu sho teoriya vsogo ce fundamentalnij zakon Vsesvitu i sho vsya reshta teorij sho opisuyut Vsesvit ye yiyi naslidkami abo granichnimi vipadkami Insha tochka zoru spirayetsya na zakoni nazvani Nobelivskim laureatom z fiziki Stivenom Vajnbergom zakonami vilnogo plavannya yaki viznachayut povedinku skladnih sistem Kritika ostannoyi tochki zoru zvertaye uvagu na te sho v takomu formulyuvanni teoriya vsogo porushuye princip britvi Okkama Sered inshih chinnikiv sho zmenshuyut poyasnyuvalno peredbachalnu cinnist teoriyi vsogo ye yiyi chutlivist do nayavnosti u Vsesvitu granichnih umov i isnuvannya matematichnogo haosu sered yiyi rozv yazkiv sho robit yiyi prognozi tochnimi ale daremnimi Div takozhTeoriya bran Teoriya Velikogo vibuhu Teoriya superstrun Teoriya GajmaPrimitki Arhiv originalu za 30 chervnya 2016 Procitovano 19 travnya 2014 Tak pradid personazha naukovo fantastichnogo ciklu Stanislava Lema pracyuvav nad Zagalnoyu teoriyeyu vsogo Discovery Stiven Hoking i Teoriya Vsego Stephen Hawking and the Theory of Everything 19 travnya 2014 u Wayback Machine film onlajn Discovery Vvedenie v fenomenologiyu o prirode myuona 1 Ce nezavershena stattya z fiziki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi