Объединение теорий в физике
Объединение теорий о наблюдаемых фундаментальных явлениях природы — одна из основных задач физики . [1] [2] [3] Двумя великими объединениями на сегодняшний день являются Исаака Ньютона объединение гравитации и астрономии Джеймсом Клерком Максвеллом и объединение электромагнетизма ; последнее было далее объединено с концепцией электрослабого взаимодействия . Этот процесс «объединения» сил продолжается и сегодня, с конечной целью создания теории всего .
гравитации Объединение и астрономии
«Первым великим объединением» стало Исааком Ньютоном в 17 веке объединение гравитации , которое объединило понимание наблюдаемых явлений гравитации на Земле с наблюдаемым поведением небесных тел в космосе. [2] [4] [5]
[ править ]
Древние китайцы заметили, что некоторые породы, такие как магнит и магнетит, притягиваются друг к другу невидимой силой. Этот эффект позже был назван магнетизмом , который впервые тщательно изучался в 17 веке. Однако до того, как древние китайцы начали наблюдать магнетизм, древние греки знали о других объектах, таких как янтарь , который при трении о мех вызывал аналогичное невидимое притяжение между ними. [6] Это явление также тщательно изучалось в 17 веке и стало называться электричеством . Таким образом, физика пришла к пониманию двух явлений природы с точки зрения некоторой первопричины (электричества и магнетизма). Однако дальнейшие работы в XIX веке показали, что эти две силы были всего лишь двумя разными аспектами одной силы — электромагнетизма .
«Вторым великим объединением» стало Джеймсом Клерком Максвеллом в 19 веке объединение электромагнетизма . Оно объединило представления о наблюдаемых явлениях магнетизма , электричества и света (и, шире, спектра электромагнитного излучения ). [7] За этим в 20 веке последовало Альбертом Эйнштейном объединение пространства и времени , а также массы и энергии посредством его специальной теории относительности . Позже Поль Дирак разработал квантовую теорию поля , объединившую квантовую механику и специальную теорию относительности. [2]
Этот процесс «объединения» сил продолжается и сегодня, и электромагнетизм и слабое ядерное взаимодействие теперь считаются двумя аспектами электрослабого взаимодействия .
Объединение остальных фундаментальных сил: теория всего [ править ]
Этот процесс «объединения» сил продолжается и сегодня, с конечной целью найти теорию всего — он остается, пожалуй, самой важной из нерешенных проблем физики . Остаются четыре фундаментальные силы, которые еще не были окончательно объединены : гравитационное и электромагнитное взаимодействия, которые порождают значительные дальнодействующие силы, последствия которых можно непосредственно наблюдать в повседневной жизни, а также сильные и слабые взаимодействия , которые порождают силы на крошечных, субатомных расстояниях. и управляют ядерными взаимодействиями. Электромагнетизм и слабые взаимодействия широко считаются двумя аспектами электрослабого взаимодействия . Попытки объединить квантовую механику и общую теорию относительности в единую теорию квантовой гравитации , осуществляемую уже более полувека, до сих пор окончательно не решены; В настоящее время ведущими кандидатами являются М-теория , теория суперструн и петлевая квантовая гравитация . [2]
Ссылки [ править ]
- ^ Вайнберг, С. (1993). Мечты об окончательной теории: поиск фундаментальных законов природы . Хатчинсон Радиус. ISBN 978-0-09-177395-3 .
- ^ Jump up to: а б с д Редакторы AccessScience (2014). «Теории объединения и теория всего» . дои : 10.1036/1097-8542.BR0814141 .
{{cite journal}}:|author=имеет родовое имя ( помощь ) ; Цитировать журнал требует|journal=( помощь ) - ^ Нитеш Сони (2013), Объединение сил , Журнал Symmetry
- ^ Фриц Рорлих (25 августа 1989 г.). От парадокса к реальности: наши основные концепции физического мира . Издательство Кембриджского университета. стр. 28–. ISBN 978-0-521-37605-1 .
- ^ Клаус Майнцер (2 декабря 2013 г.). Симметрии природы: Справочник по философии природы и науки . Вальтер де Грюйтер. стр. 8–. ISBN 978-3-11-088693-1 .
- ^ Стюарт, Дж. (2001). Промежуточная электромагнитная теория . Всемирная научная. п. 50. ISBN 978-981-02-4471-2 .
- ^ Теории объединения и теория всего (Доклад). Макгроу-Хилл Образование. дои : 10.1036/1097-8542.br0814141 .