03-10-2004

Може и да не се интересувате от квантова гравитация. Достатъчно е да се интересувате от това как нормалните хора спорят помежду си. А впрочем те спорят за нещо доста интересно и сериозно. Но ако предметът на спора не представлява интерес за вас, начинът на спорене определено ще ви заинтересува - особено ако сте следили редовно и внимателно дискусията за здравната реформа в "Още инфо". Поучителният текст го препубликуваме от чудесното списание на българските физици, за което специално им благодарим. На всички тях и особено на прекрасния редакционен екип. Дебатът между примковата квантова гравитация и теорията на струните е твърде разгорещен и поради това не е лесно да се даде безпристрастна оценка на ситуацията, пише в бележка към публикацията авторът.

И по-нататък продължава: Изоставяйки всякакви опити за безпристрастност, тук аз ще ви предам един разговор по тази тема, който дочух в закусвалнята на един от най-реномираните американски университети. Участниците в диалога са Професор Симп, специалист по физика на високите енергии, и дипломираната студентка Сал. Професорът чул, че Сал е решила да работи върху примковата гравитация и деликатно се опитва да я разубеди. Ето запис на това, което успях да чуя.****

Сал – Здрасти Проф.

Симп – Здрасти Сал. Чувам, че се интересувате от примките.

Сал – Така е, започнах да чета.

Симп – Е, и?

Сал – Харесва ми.

Симп – Смятате ли да започнете работа върху примките?

Сал – Може би.

Симп – Няма да можете да си намерите работа...

Сал – Нищо чудно. Но засега предпочитам да работя нещо, което ме увлича като физик. Има време да мисля за работа.

Симп – Хм. И какво толкова ви увлича?

Сал – Обединяването на теорията на гравитацията (ТГ) и квантовата механика (КМ). Да разбера пространството и времето, нещо такова.

Симп – Струнната теория обединява ТГ и КМ.

Сал – Да, но на много висока цена.

Симп – Много висока ли?

Сал – Допълнителни размерности, суперсиметрия, безкрайни полета...

Симп – Това не е никаква цена, а прекрасна нова физика.

Сал – Засега не е нова физика а просто спекулации.

Симп – Същото се отнася и за примковата квантова гравитация.

Сал – Разбира се, но примковата гравитация се справя само с помощта на ТГ и КM, които са ни добре познати, без да използва целия допълнителен антураж.

Симп – Ама наистина ли се справя? Всичко ли може да се направи с примки?

Сал – Не, все още много неща й липсват. Но и на струнната теория й липсват много неща.

Симп – Не чак толкова много. В струнната теория може да се пресмятат амплитуди на разсейване и напречни сечения. Мисля, че в примковата гравитация това не е възможно.

Сал – Вярно е, но пък има други неща, които могат да се изчисляват и които не могат да се смятат в струнната теория.

Симп – Кои са те?

Сал – Спектри на области и обем, например.

Симп – Но тези неща не могат да се измерват.

Сал – Могат по принцип...

Симп – По принцип да, но не и на практика...

Сал – Но и сеченията, предсказвани от струнната теория, не могат да се измерят на практика... Но има голяма разлика.

Симп – Каква разлика?

Сал – Предсказанията с примките са еднозначни, добре дефинирани. Може би с точност до един параметър, но не повече. Ако, или когато, бъдем в състояние да мерим площи или пък сечения с точността на Планковата константа, ще получим стойностите, предсказани от примковата гравитация. Или пък няма. Но ще знаем, че теорията е вярна. Или погрешна. Това за мен е наука. Права ли съм?

Симп – И струнната теория прави предсказания.

Сал – И кои са те?

Симп – Например големи допълнителни размерности. Суперсиметрия. Преходи, които не могат да стават в стандартния модел.

Сал – Значи ли това, че ако не могат да се установят експерименталните последствия от големите допълнителни размерности, то ще се направи заключение, че струнната теория е погрешна?

Симп – Разбира се, че не, големите допълнителни размерности съществуват само в някои много специални модели.

Сал – Значи експериментите по допълнителните размерности не могат да оборят струнната теория?

Симп – Не, не могат.

Сал – И ако суперсиметрията не се открие на нивото, което очакваме, пак ли няма да се откажем от струнната теория?

Симп – Не, няма. Ще значи, че тя е на по-високо ниво.

Сал – Тогава какъв експеримент би могъл да обори струнната теория по принцип?

Симп – Нищо, което мога да си представя. Теорията е много силна.

Сал – За мен е много слаба. Една добра научна теория трябва да може да се оборва.

Симп – Не съм философ...

Сал – Искам да кажа, че това е теория, която дава ясно дефинирани предсказания. А не теория, която никога не ни казва, какво ще се получи при следващия експеримент, и която може де асимилира всякакъв резултат от всеки експеримент. Каква е ползата от теория, която може да обясни всичко, и дори противоположното на всичко?

Симп – Вие малко преувеличавате...

Сал – Да, но все пак има ли такава версия на струнната теория, която да съответства на реалността?

Симп – Естествено! Има полета на Янг-Милс, кварки, гравитацията! Какво повече?

Сал – Имам предвид такава разновидност на теорията и на нейния вакуум, многообразие на Калаби-Йо, или някакъв друг начин за разбиване на теорията до 4d и за получаване точно на стандартния модел, с онези маси и съдържащи се частици, които виждаме в действителност, включително фамилиите?

Симп – Мисля, че има Калаби-Йо многообразия, които имат физика, много подобна на стандартния модел.

Сал – Добре, но има ли поне една, която дава физиката на стандартния модел в режима, при който сме го изпробвали?

Симп – Хм... Не, не смятам... Във всеки случай не точно...

Сал – И така, щом струнната теория не се съгласува със заобикалящата ни реалност... изисква голям брой много сложни неща, които не можем да видим, такива като суперсиметрия и допълнителни размерности... и не дава определени, еднозначни предсказания за бъдещи експерименти... това сериозна теория ли е...?

Симп – Така е само защото все още не можем истински да работим с нея.

Сал – Естествено, много е лесно, но това може да се каже за всяка достатъчно сложна теория... защо трябва да вярваме точно на струнната теория?

Симп – Защото това е единствената теория, с която разполагаме, способна да обедини ТГ и КM. Защото тя дава крайна квантова теория, включвайки гравитацията. Защото се занимава и с това, което липсва в стандартния модел. Защото много от реалните явления, потвърдени експериментално, са следствия от струнната теория: гравитация, калибровъчни теории, фермиони... Защото теорията има само един свободен параметър, за разлика от стандартния модел, който има 19 параметъра. Защото тя обяснява всичко, тя е теорията на всичкото. И защото е много красива теория.

Сал – Проф, бихме ли могли да продължим тази дискусия по време на обяда?

Симп – Разбира се, обаче ако приемете да обсъждаме и примковата гравитация.

По време на досегашния разговор Сал и Професор Симп стояха на опашка за храна. От този момент нататък вече седят на маса. Сал си е запиСала няколко думи на една Салфетка. Още няколко студента са седнали наблизо, заинтригувани от разговора.

Сал – Тук съм си запиСала основните Ви аргументи в подкрепа на струнната теория. Ще започна с това, че струнната теория очевидно е много забележителна теория, тя е пълна с чудеса и изненади, тя съдържа толкова много математика, тя очевидно успешно кореспондира с познатата ни физика. Аз храня огромно уважение към хората, които са я развили, и които са мои герои. Но искам да попитам, до каква степен днес сме уверени, че именно това е теорията, която правилно описва природата? Ако сме уверени в това, няма смисъл да изучаваме и развиваме алтернативни теории. Особено като се има предвид, че алтернативи съществуват. И така, нека разгледаме вашия списък с аргументи, утвърждаващи физичната коректност на струнната теория. Започвам с първия: това е единствената теория с която разполагаме, способна да обедини ТГ и КM...

Симп – Нека засега да оттегля този аргумент. Бях забравил, че вие работите с примки. Естествено, съществува и примковата теория. Нека оставим примките за по-късно.

Сал – Добре. Вие казахте, че теорията имала само един параметър, срещу 19-те на стандартния модел. Общо взето, ние се интересуваме от теория с минимален брой параметри, но ако тази теория позволява да бъдат изведени или пресметнати стойностите на тези свободни параметри. Възможно ли е това в струнната теория?

Симп – Засега не.

Сал – Значи, що се отнася до 19-те параметъра на стандартния модел, струнната теория по същество заменя един открит проблем с друг нерешен проблем.

Симп – Да, но има надежда той да се разреши.

Сал – Аз съм убедена, че ако всички мечти на струнните теоретици се сбъднат, тогава струнната теория ще стане една идеална теория и няма да има никаква нужда от примките. Но пък и ако се реализират всички желания на хората от примковата теория, тя ще стане идеалната теория и няма да се нуждаем от струни. Нека не говорим за надежди, а само за постигнатото.

Симп – И все пак смисълът на 19-те параметъра на стандартния модел не е разбран.

Сал – Добре. В стандартния модел има и други открити проблеми, освен възможността да се пресмятат всички константи. Например, защо има три фамилии. Струнната теория има ли отговор на това?

Симп – ... не...

Сал – и на това защо космологичната константа е малка?

Симп – ... не...

Сал – Тогава?

Симп – Все пак, струнната теория извежда цялата сложност на стандартния модел, изхождайки от една изключително проста картина...

Сал – Един момент. Съгласна съм, че бозонната струна е проста физична картина. Но бозонната струна е физически неадекватна заради тахиона и тя определено не дава стандартния модел. Трябва да се отиде например към хетеротичната струна с калибровъчни групи, суперполета... нееднакво поведение на двете половини на теорията... Не бих нарекла това изключително проста картина. В добавка, трябва да се избере много специално и сложно вътрешно пространство, засега на ръка, за да се получи стандартният модел. Образно казано, едва когато стигнете до втория том на учебника по струнни теории, ще започнете да разбирате дефинициите на моделите, които имат шанс да се окажат реалистични... и след всичко това, сме все още далеч от възможността да извеждаме стандартния модел в неговата пълнота.

Симп – Вие говорите така, сякаш струнната теория е някакво изключително сложно съоръжение, което е измислено от нищото, без особена причина. Неговите странни свойства, като допълнителни размерности, суперсиметрии и всичко останало, не са сложени там само за забавление. Те са плод на логична и последователна еволюция. Забележително е, че всяко от тези усложнения е послужило за разрешаване на специфични теоретични проблеми, изграждащи окончателната теория...

Сал – Кои са тези проблеми?...

Симп – ... всичко започна с дуалните модели и амплитудата на Венециано...

Сал – ... амплитудата, която Габриеле Венециано написа, реализира дуалността, за която се смяташе, че присъства във физичните амплитуди на силното взаимодействие между s–канала и t–канала...

Симп – Научили сте си историческата част.

Сал – Е, описва ли формулата на Венециано правилно наблюдаваните напречни сечения?

Симп – Не, не ги описва. Високоенергетичното физично поведение на сеченията на силното взаимодействие не е такова, каквото го предсказва тази формула.

Сал – Именно по тази причина един добър физик би трябвало да направи заключение, че формулата на Венециано, макар и красива теоретична идея, не съответства на реалността и да я изостави, за да се заеме с изучаването на нещо друго... Мисля, че е по-добре да се съобразяваме с реалността, отколкото да вярваме на нашите красиви формули, дори когато те противоречат...

Симп – Действително формулата на Венециано беше изоставена при силните взаимодействия, но с нейна помощ беше постигнато толкова много, та се разбра, че тя може да се получи от струнната теория и че именно тук тя може да се използва по много по-добър начин.

Сал – Един момент, вие разказвате историята на зараждането на тази идея. Но от нея не следват никакви причини да се вярва, че идеята е физически вярна. Ако нещо следва, то е, че това е една лоша стартова идея. Амплитудата на Венециано и дуалността на Долен-Хорн-Шмид за силните взаимодействия беше мотивирана от наблюдаваните резонанси с висок спин, грубата пропорционалност между маса и спин... Ако правилно схващам, всичко това вече е разбрано на базата на квантовата хромодинамика (КХД). Даже очебийното “струнно” поведение може да се обясни от КХД; тръби от потоци на цветните силови линии се държат като малки струни в някакво приближение. Затова е логично, че някакъв тип струнна теория ще дава приблизително описание на феноменологията. Правилният физичен извод е, че струнната теория представлява някакво приблизително описание в определен мащаб, но не и фундаментална теория.

Симп – Действително, такова беше заключението. Но се оказа, че формулата на Венециано открива един огромен и прекрасен физичен свят. Тя даде толкова много. Струните са добро описание за други калибровъчни теории, като N = 4 Супер-Янг-Милс и е твърде вероятно, че ще бъде намерено струнно описание за големи N КХД.

Сал – Чета една книга, написана отдавна, където току що срещнах следната фраза: “… perché i nostri discorsi hanno a essere sopra un mondo sensibile, e non sopra un mondo di carta.” С други думи: “... нашите аргументи трябва да се отнасят за света, който възприемаме, а не за един хартиен свят”. Никоя от тези теории няма връзка със света, доколкото ни е известно.

Симп – Теорията по естествен начин включва гравитон, а ние наистина изпитваме гравитация, и освен това теорията е крайна при високи енергии.

Сал – Но тя е съгласувана само в 26-мерно пространство, а светът, който ни обкръжава, не е такъв.

Симп – Обаче това може да се коригира, използвайки компактификацията на Калуца-Клайн.

Сал – Но тогава получаваме теория с тахион, какъвто никой не е виждал, и това поставя под въпрос самосъгласуваността на теорията.

Симп – А това може да се коригира с помощта на суперсиметрията.

Сал – и тъй нататък... Всеки път получавате теория, която или не е самосъгласувана, или противоречи на експерименталните наблюдения, а освен това тя става и все по-сложна.

Симп – ... докато накрая получите теория, която има шанса да бъде самосъгласувана и да не противоречи на природата.

Сал – Може би, но отделните компоненти на теорията не са решения на проблеми от стандартния модел или решения на проблеми, които срещаме в процеса на опознаване на света: това са решения на проблеми, породени от други съставни части на същата теория. Според католическата доктрина има две чудеса, които се случват при една меса: първото е, че виното се превръща в кръв. Второто чудо е, че кръвта прилича и мирише на вино... това е просто едно чудо, което е добавено, за да коригира несъответствията, породени от първото чудо.

Симп – Не бъдете непочтителна. Смисълът е в това да се продължава дотогава, докато накрая се получи теория, която е самосъгласувана и съответстваща на природата.

Сал – ... или докато получите теория, в която не е възможно да се изчисли нищо, не може да се редуцира до 4d, не може да се върнете към стандартния модел... и е достатъчно усложнена и необозрима, че вече не можете да я хванете в грешка и просто обявявате, че тя съдържа всичко, но то ще бъде получено от идните поколения... И ако възникне проблем, например че вакуумите, които сте открили дотук, са нестабилни, както беше установено в една скорошна статия на Гери Хоровиц и др., теорията е достатъчно усложнена, за да може винаги да си мислите, че в нея непременно има нещо, което ще спаси положението...

Симп – Не са виновни физиците теоретици за това, че естественият ход на теоретичните изследвания е довел до такава сложна теория.

Сал – Ами ако все пак са виновни? Предполагам, че когато казвате “естественият ход на изследванията”, имате предвид пътя, който води през теорията на Ферми, QED, SU(2)´U(1), QCD, стандартния модел, и оттам към големите единни теории, възкресяването на Калуца-Клайн, суперсиметрията, супергравитацията, ... струните...

Симп – Да.

Сал – Ами ако този “естествен ход на изследванията” в някакъв момент е тръгнал в погрешна посока? На мен например ми се струва, че по този път има сериозна пукнатина.

Симп – Какво имате предвид?.

Сал – Дирак предсказа позитрона и той беше открит. Файнман и неговите приятели развиха изчислителен метод за фотон-електронни взаимодействия, който работи със зашеметяваща точност. Уайнбърг, Глешоу и Салам предсказаха неутралните токове и те бяха открити, също така и W и Z частиците, които после Карло Рубиа откри точно там, където трябваше да бъдат, и това са само някои от примерите...

Симп – Е, и?

Сал – И тогава?

Симп – И какво тогава?

Сал – Тогава формулата на Венециано предсказа много меко поведение на амплитудите при високи енергии, а в природата това не е така. Великите обединени теории предсказаха разпадане на протона при точно определени условия, но разпадът на протона не се оказа там, където се очакваше. Обновената теория на Калуца-Клайн предсказа съществуването на скаларно поле, което беше изследвано от Дике, но то не беше намерено. Суперсиметрията предсказа суперсиметричните частици, но те не бяха открити там, където многократно се обявяваше. Допълнителните размерности не се появиха там, където неотдавна бяха предсказани от теорията на струните...

Симп – Е, протонът би могъл да има малко по-дълго време на разпадане, а пък масите на суперсиметричните партньори може и да са по-големи...

Сал – Разбира се, че “може”. Всичко е възможно. Но все пак бездната между предишната фантастична последователност от сполучливи предсказания точно в десятката и от друга страна сегашната серия от неуспехи е безспорна. По-рано експерименталните физици по частиците постоянно бяха усмихнати и се движеха като герои: изглеждаше така, като че ли Господ чете Phys Rev D и изпълнява всички предложения на теоретиците. А днес те слава богу все още се занимават с някои аспекти на стандартния модел, защото физиката, която теоретиците предлагаха, все не се оказваше вярна...

Симп – Винаги е имало случаи теорията да направи погрешни предсказания.

Сал – Да, но също така е имало и верни предсказания, а точно това липсва, откакто беше създаден стандартният модел.

Симп – Това е така, защото енергиите при новопредсказаната физика са прекалено високи.

Сал – Съвсем не. Имаше предостатъчно предсказания, които се отнасяха за напълно достъпни енергии. И всички те се оказаха погрешни.

Симп – Е, и какво следва от това?

Сал – Че вероятно природата иска да ни каже, че нашите теоретични изследвания в някакъв момент са тръгнали по погрешен път...

Симп – Това не е доказателство.

Сал – Разбира се. Фактът е, че не се знае. Все пак това най-малкото е един сериозен повод да проучим алтернативите на това, което вие нарекохте “естественият път на еволюцията на физиката на високите енергии”. То е една сериозна причина да се усъмним в идеята, че струнната теория непременно е вярна, тъй като този път ни е довел до нея. Човек следва уверено един път дотогава, докато получава сигнали, че това е правилният път; защо до продължаваме да следваме един път, щом получаваме все повече сигнали, че той е погрешен?

Симп – Може би... Но ако все пак суперсиметрията се открие?

Сал – Тогава пак ще си приказваме. Но аз съм чувала толкова много съобщения, че суперсиметрията “е на косъм да бъде открита”. Разказвали са ми, че някои известни теоретици са заявявали, че суперсиметрията със сигурност ще бъде открита след година или две или в обратен случай те ще си променят мнението. Това се е случвало преди много години, но те и досега не са си променили мнението. Разбирам, че не е лесно да си промениш мнението и то само заради някакви си експериментални факти... Но на кого да вярваме – на природата или на нашите фантазии? Аз самата си спомням, че чух един много прочут физик теоретик, говорейки пред голяма аудитория от математици, да казва че неговите експериментални приятели му били казали че първите доказателства за суперсиметрията вече се очертавали в данните... той го представи като голямо откритие... всички бяха развълнувани... В същото изложение той също обяви, че през следващото хилядолетие математиците ще се занимават именно със струнната теория...

Симп – Сал, моля без сарказъм...

Сал – Добре, извинявам се. Но нека се върнем към друг ваш аргумент. Че струните обединяват всичко, че това е теория на всичкото.

Симп – Това не може да се отрече.

Сал – Не, аз не отричам това. Но не съм сигурна че това е верният път, да се стремим към теория на всичкото.

Симп – Вие смятате, че усилията да се обединят отделните теории не са полезни?

Сал – Ни най-малко, това е дало много добри резултати през изминалите години. Това, което оспорвам, е самата идея за теория на всичкото.

Симп – Това е старата мечта на физиците.

Сал – Да, но тя никога не се е осъществила. И нищо чудно да не се осъществи и този път.

Симп – Този път е по-различно. Разполагаме с теории, които обясняват почти всичко, което виждаме.

Сал – Този път с нищо не се различава от предишните. В миналото много пъти се е случвало физиците да смятат, че разполагат с теории, които са способни да обяснят “почти всичко, което виждаме”. Усещането, че сме “почти” достигнали до теорията на всичкото, се ширеше малко преди създаването на квантовата теория, по времето на Максуел, веднага след Нютон... и всеки път се оказваше погрешно...

Симп – Не съм историк. Но този път може и да е вярно...

Сал – Въз основа на какви факти?

Симп – Теорията на струните...

Сал – Която, както вече се съгласихме, не описва света, в който живеем, не дава някакви точни и еднозначни предсказания и бих добавила, чиито основи са засега напълно неизяснени.

Симп – Чакайте малко, теорията не е чак толкова лоша. Пертурбационната теория дава възможност да се пресмятат всички крайни амплитуди на разсейване в дълбокия квантово гравитационен режим.

Сал – Така ли? Квантово гравитационен режим имаме тогава, когато енергията на центъра на масите е много над Планк.

Симп – И?

Сал – И именно там пертурбационното развитие в ред вече не е сходящо...

Симп – Имате предвид разходимостта на самия пертурбационен ред, а не безкрайностите в отделните членове.

Сал – Да.

Симп – Но редът е разходящ във всички квантови теории на полето.

Сал – Да, но за тях е известно, че са приближени. При по-високи енергии бихте могли да разчитате на някоя друга теория. А тази трябваше да бъде окончателната теория... Фундаменталната теория не трябва ли да ни осигурява пресмятане на Планково ниво?

Симп – Да, с теорията на пертурбациите не върви... обаче теорията има непертурбативни аспекти... В някои случаи е възможно да се даде непертурбативна рецепта за дефиниране на амплитудите, като например матричната теория за 11d пространството или AdS/CFT за аСимптотични AdS времепространства.

Сал – А това да има някакво отношение към нашия свят?

Симп – Без сарказъм, Сал. Не можете да отхвърлите всички непертурбативни аспекти на теорията.

Сал – Имате предвид дуалностите, различните схеми, свързващи силното със слабото взаимодействие, построенията на Джо Полчински и други подобни неща...

Симп – Да, теорията се оказа много по-богата, отколкото очаквахме, невероятно е как...

Сал – Зная, ходя на семинари и чувам изблиците на възхищение...

Симп – И тогава?.

Сал – И какво тогава?

Симп – Значи не сте убедена от всичко това?

Сал – В какво да съм убедена?

Симп – В това, че започваме да разбираме и непертурбативния режим и че се случват забележителни неща.

Сал – Да не искате да кажете, че непертурбативният режим е разбран? Че можем да правим рутинни пресмятания в непертурбативен режим?

Симп – Нищо подобно.

Сал – И така, теорията не ни позволява да пресмятаме крайни амплитуди на разсейване в дълбокия квантовогравитационен режим... Ще се съгласите ли, ако кажа, че теорията е добре разбрана пертурбативно, макар да не съответства на реалния свят, а че имаме само бегли впечатления за нейния непертурбативен режим, но все още без ясна връзка с реалния свят?

Симп – Мисля, че ще се съглася.

Сал – Е добре, след като е била развивана в продължение на толкова много години от най-добрите физици на планетата, чийто брой е неколкостотин..., постигнатият резултат ми изглежда твърде слаб, за да ме ентусиазира истински...

Симп – Въпрос на вкус... Остава неоспоримият факт, че теорията дава крайно пертурбационно разложение за квантовата гравитация.

Сал – Вярно е. И съм съгласна, че това е забележителен резултат. Но даже и по този въпрос имам някои съмнения.

Симп – Съмнения?

Сал – Доказано ли е, че теорията е крайна във всички порядъци?

Симп – Всички казват, че е крайна.

Сал – Всички го казват. Но дали някой го знае със сигурност?

Симп – Има много индикации.

Сал – Много индикации не значи сигурност. Имаше индикации, че супергравитацията е крайна във всички порядъци и някои прочути физици провъзгласиха вдъхновено, че окончателната теория на всичкото е намерена. Оказа се, че тя не е крайна при третите примки, или нещо такова.

Симп – хмм...

Сал – Да го формулираме накратко: има ли книга или статия, или доклад, в който да е показано, че тя е крайна във всички порядъци? Не питам за нещо, което да е убедително за математик. Просто нещо такова, което да може да убеди един полеви теоретик, който е малко скептичен. През 1986 г. в книгата на Грийн, Шварц и Уитън се твърдеше, че вярата в крайността във всички порядъци е обща за струнните теоретици, но все още не се е появило пълно доказателство за това. Вече са минали 15 години оттогава. Появиха ли се такива доказателства през това време?

Симп – Има една статия на Манделщам от 1992 година...

Сал – Знам я тази статия. Тя доказва, че дилатонната разходимост, от която хората най-много се бояха, не съществува при суперструните; обаче има други източници на разходимост. В книгите на Каки и Полчински, написани след тази статия, много ясно е казано, че няма никакво доказателство...

Симп – Не зная дали въобще може да съществува такова доказателство за крайност във всички порядъци...

Сал – Опитвала съм се да разбера това. Пертурбативно крайността никога не е могла да бъде доказана за повече от две примки. В действителност дори не е известно, дали съществува еднозначна процедура за записване на суперструнна амплитуда за по-висок от втори род. Не е ясно дали там въобще съществува добре дефинирана теория. Не съм срещала някой, който да е оптимист по вероятността за общия случай, освен някои, които са ми казвали, че това е открито отдавна и било написано в някаква тайнствена статия, за която знаят само те, но не могат да си спомнят точните й координати, а после никога не я изпращат, макар че са обещали.

Симп – Чуйте ме, вие все пак сте учили нещо за струните: това е един прекрасен и необятен свят.

Сал – Да, но “... нашите аргументи трябва да се отнасят за света, който ни обкръжава, а не за един свят, направен от хартия”.

Симп – Това не е просто свят, направен от хартия. Теорията предсказва фермиони, калибровъчни полета, квантовата теория и най-вече тя предсказва гравитацията. В свят, в който гравитацията не е наблюдавана, с помощта на струнната теория един теоретик би предсказал съществуването на гравитация.

Сал – Проф, наистина ли вярвате това?

Симп – Е, може би не напълно.

Сал – В свят, където гравитацията не е била наблюдавана, един теоретик, който е забелязал, че амплитудата на Венециано не съответства на реалността, просто би я пренебрегнал. Причината ние всички да се заинтересуваме от струнната теория, беше, че в нея има гравитация; ако предварително не се знаеше за гравитацията, никой нямаше да погледне сериозно на струнната теория. Аз бих могла да напиша една теория на стандартния модел, да добавя поле, наречено Пипо, като полето Пипо да не може да съществува без стандартния модел, и да претендирам: “гледайте! моята теория е страшна: ако не познавахме стандартния модел, моята теория щеше да го открие! Следователно моята теория е правилна! Следователно полето на Пипо съществува”. Това е очевидна безсмислица. Ние развиваме само такива теории, които съответстват на това, което ни е известно. Затова е глупаво да се гордеем с факта, че те описват нещо, което вече сме видели. Това е все едно Уайнбърг да претендира, че SU(2)´U(1) теорията е “предсказала електромагнетизма” и че в свят, в който електромагнетизмът не е бил наблюдаван, той щеше да го предскаже. Това е безсмислица. В свят без електромагнетизъм той просто нямаше да сътвори своята теория. Всъщност Уайнбърг и Салам и Глешоу никога не са имали такива претенции със своята теория. Забележителното предсказание на тяхната теория, което й придаде убедителност, бяха неутралните токове и W и Z частиците… Да се прави голям въпрос от това, че в струнната теория има гравитация, е такъв вид аргумент, който може да възникне само от отчаянието, че тази теория не е способна да предскаже нещо ново със сигурност...

Симп – Предполагам, че много хора биха се съгласили с това...

Сал – Тогава ни остава само последният аргумент: че струнната теория е единственият познат начин да се обединят ТГ и КM. Което ни води до примките.

Симп – Стига толкова за струните?

Сал – Да, идва вашият ред за атака... Атаката е по-лесна от защитата, особено като се има предвид, че засега не разполагаме с експериментално потвърдена теория...

Симп – Добре. Аз зная малко за примковата гравитация, така че моля поправяйте ме, ако сгреша. Но според това, което чувам, теорията се затруднява да покрие ниско-енергетичната граница.

Сал – Вярно е. Това може и да е възможно, но досега не е направено. Може да се записват състояния, свързани с някои класически решения, но все още не съществува начин да се построи теорията на пертурбациите при ниски енергии.

Симп – И засега не е създадена една единствена примкова квантова гравитация.

Сал – Искате да кажете, че определението на ограничения за хамилтониана допуска много варианти? Вярно е.

Симп – Ето това са недостатъците и предполагам, че способните учени като вас смятат, че ще могат да ги поправят...

Сал – Благодаря за “способни”, Проф. Но вие сам казахте, без сарказъм...

Симп – Добре! Да преминем към сериозните проблеми. Първо, известно е, че няма начин да се обединят ТГ и КM, ако не се преправи ТГ или ако не се въведе материя.

Сал – Откъде е известно?

Симп – Защото ТГ е неренормализуема.

Сал – Това нищо не значи. Има няколко примера за квантови теории на полето, които са добре дефинирани непертурбативно и въпреки това са неренормализуеми, ако се работи с пертурбационен ред.

Симп – Но защо и ТГ трябва да е такава? ТГ е като теорията на Ферми. Емпирично успешна, но неренормализуема. Затова трябва да променим нейното високоенергетично поведение, както направихме с теорията на Ферми.

Сал – Откъде сте сигурен, че ТГ е като теорията на Ферми? Това е една възможност разбира се, но има и други възможности: че ТГ не е като теорията на Ферми и че причината тя да е неренормализуема е друга.

Симп – Каква?

Сал – Че това е слабо полевото пертурбационно развитие, което не важи за ТГ.

Симп – И защо да е това?

Сал – Защото пертурбационното развитие при слабо поле се базира на Файнманови интеграли, които се сумират по безкрайни импулси, т.е. по области с произволно малък обем.

Симп – Е, и?

Сал – Прости размерностни съображения показват, че тези области са нефизични в квантовата гравитация. Те буквално не съществуват. Интегрирането по степени на свобода, много по-малки от Планковата дължина, е лишено от смисъл. Всъщност примковата гравитация определено подкрепя този възглед, тъй като един от нейните теоретични резултати е, че обемът е дискретен при Планковата дължина. В тази теория буквално не съществува обем, по-малък от Планковия.

Симп – Предполагам, че това е една от хипотезите на теорията.

Сал – Не, това не е хипотеза, това е резултат.

Симп – Как е възможно това?

Сал – Обемът е функция на метриката, а именно на гравитационното поле.

Симп – Окей.

Сал – Поради това обемът е квантова променлива.

Симп – Разбирам.

Сал – Затова той може да е квантуван.

Симп – А как разбираме, че е?

Сал – Както обикновено в квантовата теория: изчисляваме спектъра на съответния оператор[SR1] .

Симп – Искате да кажете както енергията на хармоничен осцилатор?

Сал – Точно така.

Симп – И?

Сал – И изчислението показва, че спектърът е дискретен и съществува минимален ненулев обем. Следователно в теорията не може да съществуват Файнманови интеграли по произволно малки обеми.

Симп – Малко съм объркан. Ако дискретният обем е резултат, а не е отнапред зададен, какво е физичното пространство-време, върху което е дефинирана теорията?

Сал – Няма такова.

Симп – Не разбирам.

Сал – Това е една фоново независима формулировка.

Симп – Но как е възможно една полева теория “да не е дефинирана върху някакво пространство-време”?

Сал – Същото е положението и в ТГ. В действителност това е реализирана фонова независимост

Симп – В ТГ нещата се развиват върху определено пространство-време. Полетата и частиците притежават динамика върху изкривено пространство-време. Но макар и изкривено, то все пак е пространство-време.

Сал – Физиката върху изкривено пространство-време не е ТГ. ТГ е самата динамика на пространство-времето. Така че ТГ е теорията на квантовото пространство-време, а не квантова теория върху някакво пространство-време.

Симп – Но как можем да правим физика без пространство-време? Няма да има енергия, импулси, положения...

Сал – Наистина.

Симп – Не се знае как можем да правим физика без тези понятия.

Сал – Общата теория на относителността, както теоретична, така и експериментална, се справя много добре без тях. Енергиите, импулсите и положенията могат да се дефинират само в определени граници или по отношение на определени обекти.

Симп – Но това означава да подменим всички основни инструменти на квантовата теория на полето.

Сал – Точно това е, което става в примковата квантова грвитация.

Симп – Почакайте, целият ни опит в квантовата теория на полето показва, че тези инструменти са важни. Квантовото поле е най-ефикасният инструмент, с който разполагаме, за да разберем обкръжаващия ни свят. Не съм готов да се разделя с него.

Сал – Обаче ТГ ни учи, че трябва да направим точно това.

Симп – Вие гледате на ТГ прекалено сериозно. Всъщност ТГ е само един нелинеен лагранжиан, предназначен за описване на гравитационното взаимодействие. Бих се учудил, ако няма някакви високоенергетични поправки към действието на Айнщайн-Хилберт.

Сал – Мисля, че тук има някакво объркване.

Симп – Объркване ли?

Сал –Да, между подробности в действието на Айнщайн-Хилберт и общия смисъл на ТГ, който се състои в инвариантния диоморфизъм или фонова независимост. Когато работещите по примки говорят за сериозно отношение към GR или за смисъла на ТГ, те нямат предвид конкретните особености на действието на Айншайн-Хилберт. Те имат предвид факта, че една фундаментална физична теория трябва да бъде фоново независима. Това означава, че във фундаменталната теория не съществува фиксирано фоново пространство-време и полета върху него. Просто има много полета, които изграждат самото пространство-време. Това е новата идея, съдържаща се в ТГ, която хората от примките се опитват да внесат в квантовата теория на полето. А не детайлите по действието на Айнщайн-Хилберт.

Симп – Но фоновата независимост е точно това, което и хората от струнната теория се опитват да постигнат.

Сал – Да, питам се защо се опитват да постигнат това с целия гигантски апарат на струнната теория – и никой засега не е успял, когато това изглежда постижимо с конвенционалната ТГ – и хората от примковата теория като че ли вече успяват...

Симп – Има много индикации в струнната теория, че фоново независима теория съществува. Различните дуалности свързват различни развития в ред и те всички са аспекти на една и съща теория...

Сал – Но никому не е известна общата фоново независима формулировка на тази хипотетична теория...

Симп – Да, наистина.

Сал – Докато при примковата гравитация фоновонезависимата формулировка се знае.

Симп – Обаче по този особен начин без пространство-време, без енергия, без импулси, без целия обичаен апарат.

Сал – Всички казват, че се стремят към фонова независимост, а когато я видят, се плашат до смърт от това, колко е странна.... Фоновата независимост е голям концептуален скок. Не можете да я получите евтино, по общоприетия начин.

Симп – Струнната теория може да бъде формулирана непертурбативно с помощта на една плоско-пространствена теория, дефинирана върху границата на пространство-времето.

Сал – Да, Хуан Малдасена показа пътя. Но този модел не описва нашия свят, той е твърде нереалистичен...

Симп – ... да, но той показва, че може би съществува възможност да се дефинира реалистична, фоново независима теория, посредством граничната теория.

Сал – Може да е така, но засега не сме видели някакъв реалистичен модел. Може да се окаже, че някои теории за вътрешността са свързани с определени гранични теории, вероятно защото имат същата симетрия или по друга причина; или може би са свързани в някакви сектори, които аз не познавам. Но даже да беше вярно, че някоя фоново независима теория може да бъде нанесена върху една плоско-пространствена теория, можем ли да твърдим че сме разбрали фоновонезависимата физика? Възможно е да нанесете една специално-релативистична теория върху теория с привилегирована координатна система и там да правите пресмятания. Но дотогава, докогато постъпвате така, вие няма да сте разбрали Лоренцовоинвариантната физика... Ние се опитваме да налучкаме верния начин на мислене във фоново независим режим, а не просто да се изнесем извън него.

Симп – Разбира се, но това би могла да бъде една полезна първа стъпка.

Сал – Естествено, точно така е. Далеч съм от мисълта да отричам, че в струнната теория се извършва активно търсене на фоново независима физика, или поне на някакви признаци за това. Но искам да кажа, че в примковата гравитация вече има фонова нвезависимост, изцяло изградена върху основите на теорията.

Симп – Мога да се съглася с това, но за сметка на това пък не е възможно да се слезе до нискоенергетичната физика. Ако примковата теория е вярна, можете ли да пресметнете сечението за гравитационно-гравитационното разсейване? Използвайки вашия краен минимален обем, можете ли да фиксирате константите пред всички членове, които при конвенционалната пертурбационна теория остават неопределени?

Сал – Мисля, че се работи по този въпрос, но засега не съм видяла нищо положително... Струва ми се, че точно това е слабото място на примковата теория в настоящия момент...

Симп – Така съм съгласен. Защото и аз признах за толкова много слабости на струнната теория!

Сал – Чудесно....

Симп – И така да допуснем, че аз вярвам на вашата квантова обща теория на относителността сама по себе си, без материя. Но дори и тогава все още съм далеч от една реалистична теория. Защото в света има материя.

Сал – В примковата гравитация лесно можете да опишете взаимодействието на фермиони с полета на Янг-Милс. Всъщност, ако искате даже можете да изградите суперсиметрична теория, но работата е в това, че то не се изисква нито от самосъгласуваността, нито от експеримента, затова не представлява интерес. В няколко статии беше отбелязано, че това е възможно. Затова просто свързвате материята, която виждате наоколо, с квантовата ТГ.

Симп – И значи нямате обяснение защо съществуват точно тези конкретни форми на материята и точно това конкретно взаимодействие в стандартния модел?

Сал – Не, но засега не се вижда и струните да имат по-голям успех в това. Да се надяваш, че някаква непертурбативна физика, която още никой не е разбрал, ще успее да подбере правилното многообразие на Калаби-Йо измежду милиони други, с нищо не е по-добре от това честно да признаеш, че не можеш да разбереш защо именно SU(2)´SU(3)´U(1). Мисля, че още сме много далеч от края на физиката! Което е добре за нас, младите… Кой знае, ние просто не разбираме дълбоките физични основания на стандартния модел. Аз намирам за много по-привлекателно обяснение на стандартния модел възгледа на Ален Кон, който го свързва с една проста геометрия, отколкото идеята за струните, според която това е минимум на някакъв потенциал, за който нищо не знаем.

Симп – Допускам, че като добавите материята към примковата гравитация, губите крайността, защото тогава се връщат предишните безкрайности.

Сал – Нищо подобно! В действителност крайността се разпространява например и върху КХД, взаимодействаща с гравитацията. Поради същата причина: няма малък обем. Както виждате, от гледна точка на КХДD взаимодействието с гравитацията е все едно да се живее върху решетка с Планков мащаб, при който теорията не съдържа безкрайности.

Симп – И тогава какъв е точно статутът на тези крайни резултати?

Сал – Доколкото съм разбрала, има два вида крайни резултати. В Хамилтоновата формулировка на теорията се доказва, че операторите, които дефинират теорията непертурбативно, не развиват дивергенстности. В действителност математическите основи на примковата гравитация са изключително солидни. Те са развити до степен на строгост, характерна за математичната физика.

Симп – Зная. От една страна това е придало солидност на теорията, но от друга е направило езика труден за разбиране от физиците, работещи в областта на високите енергии.

Сал – В такъв случай има и друга формулировка на теорията, наречена спинова пяна, която представлява Файнманово-подобен пертурбационен ред за пресмятане на амплитудите. Поне за някои от неговите Евклидови версии съществуват математични теореми, които твърдят, че редът е краен.

Симп – До кой порядък на пертурбационния ред?

Сал – До произволен порядък.

Симп – Твърдите, че съществува пертурбационно развитие, за което е доказано, че е крайно във всички порядъци?

Сал – Да, сър. За разлика от струните.

Симп – В такъв случай защо не е възможно от него да се пресмятат амплитудите на разсейване, например между гравитони?

Сал – Защото развитието е дефинирано в някакъв базис, а засега не се знае как да се формулират вакуумното състояние на Минковски и гравитонните състояния в този базис...

Симп – Ясно... За момент почти ме бяхте убедили да се захвана да изучавам примките... И така, ако специалистите по примки все още не могат да описват гравитоните, каква физика изобщо биха могли да описват, освен очертаната от тях примковидна картина на реалността в Планков мащаб?

Сал – Черни дупки с тяхната ентропия, ранна космология...

Симп – Да, чувал съм, че съществува активна “примкова квантова космология” която даже претендира, че раздуването може да се предизвика от квантови гравитационни ефекти... Но нека мина към някои сериозни възражения. Вярно ли е, че Хилбертовото пространство на теорията не е сепарабелно?

Сал – Не, не е вярно. На някакъв етап то не беше добре дефинирано. Сега съществува подходяща дефиниция, при която Хилбертовото пространство е сепарабелно.

Симп – Но теорията се основава на примкови състояния, които се създават от холономни оператори...

Сал – да.

Симп – ...и ние знаем, че в КХД тези състояния не са добри. Те не са ренормализуеми; полевият оператор е размазан само в едно измерение, което не е достатъчно. И ако се опитате да използвате тези състояния като ортогонални базисни състояния, всичко се обърква. Самата изходна позиция на примковото представяне е погрешна.

Сал – Всичко, което казахте, е вярно за КХД. Но в гравитацията нещата са по-различни. Наистина различни.

Симп – Защо?

Сал – Точно поради диф-инвариантността. Или ако предпочитате, защото обемът е квантуван. Физически примковите състояния не са концентрирани върху безкрайно тънки линии: те като че ли притежават Планков размер. Математически става така, че локализацията на примката върху координатното пространство си е чиста калибровка. Физическите степени на свобода не са в локализацията на примката, а в това, което остава, след като отделите в множител дифеоморфизмите, т.е. те са в начина, по който примките се пресичат или свързват помежду си. В действителност безкрайностите много точно се премахват от диф-инвариантността.

Симп – Не съм сигурен, че разбирам това.

Сал – Е да, необходимо е да се навлезе в математиката на теорията. Но главното е това, че в гравитацията примковите състояния стават добри състояния. Нека го кажа по друг начин. Когато са върху решетка примковите състояния образуват идеално дефиниран базис, нали така?

Симп – Да, разбира се, именно континуалният преход създава затруднения.

Сал – Е, добре, в гравитацията нещата стоят така, като че ли през цялото време се намирате върху решетка с Планкова стъпка, защото всяко отделно примково състояние не се нуждае от фоново пространство-време. То съществува върху решетка, образувана от всички останали примки.

Симп – Хм, започвам да разбирам. Теорията Лоренцово инвариантна ли е?

Сал – Нямам представа. Предполагам, че е същото както в класическата ТГ. Лоренцовата инвариантност не се нарушава, ако състоянието на гравитационното поле се окаже Лоренцово инвариантно, обаче се нарушава, ако то не е такова...

Симп – Смесвате симетрията на едно решение със симетрията на цялата теория. Класическата ТГ е Лоренцово инвариантна.

Сал – Не, не е. Лоренцовата група действа в тангенциалното пространство, във всяка точка на пространство-времето. Но теорията не е Лоренцово инвариантна в този смисъл, който имате предвид. Ако беше, щяхме да можем да правим Лоренцово преобразование на всяко решение на теорията, нали? ... както можем да преобразуваме Лоренцово всички решения на Максуеловата теория.

Симп – А не можем ли?

Сал – Какво ще се получи, ако преобразувате едно космологично Фридманово решение?

Симп – Добре, права сте. Но ако допълнително приемем, че пространство-времето е асомптотично Минковскианово...

Сал – Тогава да, разбира се, ако наложите Лоренцово инвариантни гранични условия, вие правите теорията Лоренцово инвариантна. Ще се прояви действието на аСимптотичната Лоренцова група... Но не съм сигурна, че съществуват такива квантови състояния, които са точно аСимптотично Минковскианови в квантовата теория. Може и да има, може би в Планков мащаб симетрията спонтанно се нарушава поради малкия размер на структурата. Както при образуването на кристала се нарушава ротационната симетрия, характерна за динамичната теория на изграждащите го атоми. Всъщност не зная...

Симп – Но съществуването на минимална дължина не е ли очевидно принципно несъвместимо с Лоренцовата инвариантност?

Сал – Не, това е погрешно твърдение.

Симп – Защо? Ако бавно варирате минималната дължина, тя постепенно се скъсява....

Сал – Не, това е квантова теория. Би било все едно да твърдите, че наличието на минимална дължина на z-компонентата на ъгловия момент води до нарушаване на ротационната инвариантност, защото можете равномерно да го сведете до нула. В квантовата теория това което се изменя по непрекъснат начин, е вероятността да получите една или друга собствена стойност, а не самите собствени стойности. Същото е и с минималната дължина, която се появява като собствена стойност. Ако започнете да намалявате някаква величина, съответстваща на определено собствено състояние на дължината, ще се получи равномерно нарастване на вероятността за възникване на друго собствено състояние на дължината, но не скъсяване на самата дължина.

Симп – А! Чудесно. Тогава примковата гравитация предсказва ли Лоренцовото нарушение или не?

Сал – Не съм сигурна. Мисля, че засега положението е както с големите допълнителни размерности при струните. Може би. А може би не.

Симп – Хм... Но ако нямате Лоренцова симетрия, може да нямате ермитов Хамилтониан. Примковата гравитация унитарна ли е?

Сал – Не, доколкото разбирам.

Симп – Това е катастрофално.

Сал – Защо?

Симп –Защото унитарността е условие за самосъгласуваност.

Сал – Защо?

Симп – Защото без унитарност вероятността не се запазва.

Сал – В какво да се запазва?

Симп – Във времето.

Сал – В кое време?

Симп – Какво искате да кажете с “кое време?” Времето.

Сал – В ТГ няма единно понятие за време.

Симп – Няма координата t?

Сал – Има, но всяка наблюдаема е инвариантна при изменение на t, и поради това всичко е постоянно при това t, просто поради калибровъчната инвариантност.

Симп – Объркан съм.

Сал – Зная, че това винаги води до объркване... Непертурбативната ТГ е съвсем различна от физиката върху Минковски...

Симп – Наистина ли е необходимо да навлизаме в концептуалните усложнения на ТГ?

Сал – Е, ако ще обсъждаме теорията, която се смята за обединител на ТГ и КМ ...

Симп – Струнната теория ги обединява и то без тези усложнения.

Сал – Точно затова аз мисля, че струнната теория не обединява истински ТГ и КM.

Симп – Но вие се съгласихте, че тя го прави.

Сал – Не, аз се съгласих, че струните дават крайно пертурбационно развитие за квантовото гравитационно поле и това развитие става невалидно там, където нещата започват да стават интересни: в режима на силно поле.

Симп – И все пак защо струнната теория не обединява ТГ и КM?

Сал – Именно затова защото GR ни казва, че не съществува фиксирано фоново пространство с вещество върху него. Струните винаги са дефинирани за фонови пространства с вещество върху тях.

Симп – Но фонът произлиза просто от разграничението между непертурбираната и пертурбираната конфигурация на полето, което винаги се прави в квантовата теория на полето.

Сал – Така постъпваме в пертурбационната теория. Но не и ако дефинираме КХД като граница на теорията на решетката. А пертурбационната теория на слабото поле може и да не е приложима в гравитацията.

Симп – И какви заключения правите от това, което е известно за непертурбативната струнна теория?

Сал – Известни са уравненията, които свързват теориите, дефинирани върху различни фонове. Това са признаци, че може би съществува фоново независима теория. Но това все пак още далеч не значи, че сме разбрали основните принципи на фоново независимата теория.

Симп – Напълно фоново независима теория представлява невероятно тежка задача, ние сме далеч от нейното разрешаване.

Сал – Примковата гравитация вече го е постигнала.

Симп – И там върху какво стоят полетата и другите неща ?

Сал – Едно върху друго, така да се каже.

Симп – Не прилича много на физиката, която познавам.

Сал – Но е прекрасно. Вие говорихте за красотата на струнната теория. Възникването на време-пространството във вид на възбудени състояния, във вид на състояния като примки и като спинова мрежа, е изключително красиво. Това означава, че квантовата теория и общата относителност наистина комуникират помежду си...

Симп – Ако фоновото пространство-време липсва, тогава и времето също ли ще липсва?

Сал – Да, сър.

Симп – И ако вие не искате да наложите аСимптотична плоскост, то тогава няма да имате и аСимптотично фоново време?

Сал – Да, сър.

Симп – А ако нямате фоново време, тогава не може да има унитарна еволюция, нали така?

Сал – Да.

Симп – Не съм сигурен, че мога да приема такава теория, в която не съществува от самото начало време и пространство и липсва унитарност...

Сал – Предполагам, че именно по тази причина има такава съпротива срещу примковата гравитация... И ето, всички търсят фонова независимост, а когато я срещнат, като че се плашат... Във всеки случай ние всички можем да вярваме каквото си искаме дотогава, докато експериментът не покаже кой е прав и кой не, а засега нямаме такъв експеримент. Бъдещето ще покаже... Но аз исках да кажа, че от липсата на унитарност не следва, че теорията е непоследователна. А само че понятието за време е преплетено с динамиката. Подобно на факта, че енергията не се запазва в затворената вселена.

Симп – Добре, това мога да приема. Но ние се отклонихме... можем ли да се опитаме да обобщим?

Сал – Добре, предполагам вашето заключение ще е, че примковата гравитация е: (а) твърде различна от обикновената квантова теория на полето, (б) недовършена и (в) все още неспособна да опише физиката при ниски енергии...

Симп – А вашето заключение е, че струнната теория: (а) не описва реалния свят, в който живеем, (б) няма предсказателна способност, защото може да опише всякакъв експериментален резултат, (в) изисква огромен антураж от нова феноменология като суперсиметрия и допълнителни размерности, които не могат да се видят, и (г) не е довела до истинско принципно сливане на понятията за пространство-време от квантовата механика и общата относителност...

Сал – Разбира се, те и двете може да не са верни…

Симп – Или и двете да са верни: примковата теория може в края на краищата да опише някои аспекти на квантовата гравитация, а пък струните – някои от другите аспекти...

Сал – Проф, може би малко се увлякох в нашия спор, но нека да е ясно следното. Аз мисля, че струнната теория е една прекрасна теория. Изпитвам огромно възхищение към хората, които са съумели да я създадат. Но при все това една теория може да внушава благоговение и все пак да е физически погрешна. В историята на науката е имало много красиви идеи, които после са се оказвали погрешни. Преклонението пред математическата красота не бива да ни заслепява. Въпреки огромната интелектуална мощ на хората, работещи в нея, въпреки многбройните струнни революции и всеобщи свръхочаквания, годините минават, а теорията не ражда нова физика. Всички ключови въпроси си остават открити. Връзката с реалността става все по-далечна. Всички физични предсказания на теорията бяха опровергани от експериментите. Не съм убедена, че старата претенция, според която струнната теория е много успешна квантова теория на гравитацията, е все още оправдана. Ако днес твърде много теоретици се занимават със струните, съществува определен риск, че цялата тази умствена енергия, концентрираната интелигентност на цяло едно поколение учени, може да бъде прахосана в преследването на една красива, но безплодна фантазия. Съществуват алтернативи, на които трябва да се гледа сериозно. Примковата гравитация се развива от много по-малък брой хора; и тя си има проблеми, както вие изтъкнахте, но пък успява на някои места, които са недостъпни за струните, и е по-близка до реалността. И ако се замислите за квантовите възбуждания, изграждащи физичното пространство, вие действително ще забележите как квантовата механика и общата относителност се свързват една с друга. И това е прекрасно. Изпитвам огромно уважение към струнните теоретици, но мисля че е дошло времето да изучим и други неща. Ще се съгласите ли поне с това, че и двете теории си струва да се изследват?

Симп – ...

Последните думи на Професор Симп не се чуха. Но се видя, че той се усмихва, а по-късно е бил чут да се отзовава за Сал като за упорита, но определено много умна. Впрочем Сал и досега си търси работа... 

Преведе Св. Рашев

----------------------------------

* По повод "Не за дискусията, за здравната реформа" от Жоржета Божанова

** Диалогът се цитира в статията на Иван Тодоров “Имат ли суперструните алтернатива?”, СФ 2/04. Редколегията му благодари за предоставянето на настоящия материал.

*** Carlo Rovelli, “A Dialog on Quantum Gravity”

**** Авторът използва аналогията с прочутите диалози на Галилей, в които се спори по двата главни модела за планетарна система от онова време – на Птолемей и на Коперник. Две от действащите лица в тези диалози са Филипо Салвиати (Sal), високо уважаван учен и приятел на Галилей, и Симпличо (Simp), което на италиански значи простоват и наивен – бел. ред.