Необходимость новой теории: общая теория относительности versus квантовая механика
За последнее столетие наше понимание физического мира
чрезвычайно углубилось. Теоретический аппарат квантовой механики и общей теории
относительности позволил понять и предсказать доступные экспериментальной
проверке физические явления, происходящие как на масштабах атомного и
субатомного мира, так и на масштабах галактик, скоплений галактик и самой
Вселенной в целом. Это фундаментальное достижение. Поистине вдохновляет то, что
существа, обитающие на одной из планет, обращающейся вокруг заурядной звезды на
окраине ничем не примечательной галактики, сумели путем размышлений и
эксперимента выяснить и постичь ряд самых загадочных свойств физического мира.
Тем не менее физики так устроены, что они никогда не будут удовлетворены до тех
пор, пока не почувствуют, что достигли глубочайшего и наиболее фундаментального
понимания Вселенной. Это то, что Стивен Хокинг назвал первым шагом к познанию
«замысла Бога».
Существует много свидетельств того, что квантовая механика и
общая теория относительности не позволяют достичь этого глубочайшего уровня
понимания. Поскольку их обычные области применения столь сильно различаются, в
большинстве случаев требуется использование либо квантовой механики, либо общей
теории относительности, но не обеих теорий одновременно. Но в некоторых
экстремальных условиях, когда тела очень массивны и одновременно чрезвычайно
малы по размерам (например, вещество вблизи центра черных дыр или Вселенная в
целом в момент Большого взрыва), для полного понимания требуется как общая
теория относительности, так и квантовая механика. Однако, подобно встрече огня
и дороха, попытка объединения квантовой механики и общей теории относительности
приводит к разрушительной катастрофе. При объединении уравнений этих теорий
правильно поставленные физические задачи дают бессмысленные ответы. Бессмыслица
часто принимает форму прогноза, что квантово‑механическая вероятность некоторых
процессов равна не 20, 73 или 91 %, а бесконечности. Но что же может означать
вероятность, превышающая единицу, не говоря уже о бесконечности? Мы вынуждены
заключить, что здесь есть какой‑то серьезный порок. Внимательно анализируя
основные понятия общей теории относительности и квантовой механики, можно
выяснить, что же это за порок.
|
