Квантова теорія поля, на якій ґрунтується повсякденний світ

Закони фізики, що лежать в основі повсякденного життя, на одному рівні опису повністю відомі, та їх можна узагальнити в єдиному елегантному — хоча й досить складному — рівнянні.

Це стверджує у своїй нещодавній роботі фізик Шон Керролл, член та запрошуваний професор Фрактального факультету Інституту Санта-Фе (SFI), Нью-Мексико, США.

Об’єкти нашого повсякденного світу — люди, планети, цуценята — складаються з атомів і молекул. Атоми й молекули, своєю чергою, складаються з елементарних частинок, які взаємодіють за допомогою набору фундаментальних сил. І ці частинки та сили точно — і повністю, стверджує Керролл — описуються принципами квантової теорії поля в моделі, відомій як "теорія ядра". Усе, що ми, люди, відчуваємо у своєму повсякденному житті — тепло сонячного світла, гравітаційне тяжіння Землі, кінетична енергія, необхідна для переміщення наших тіл у космосі, — все це зобов′язане теорії ядра та може бути пояснене за її допомогою.

Однак не варто хвилюватися, що фізики скоро залишаться без роботи. Теорія всього ще не в їхніх руках. Вони, безсумнівно, відкриють нові частинки та нові сили та, можливо, навіть явища, які повністю виходять за межі області, в якій діє їх теперішнє розуміння фізики.

Якщо ми вийдемо за межі нашого звичайного світу до чорних дір та інших аспектів квантової гравітації, є ознаки того, що квантова теорія поля може виявитися тією основою, що не підходить для їх опису. Аналогічно, її може не вистачити для пояснення умов у ранньому Всесвіті, поблизу нейтронних зір чи чорних дір, або таких явищ, як темна матерія та темна енергія, які за звичайних обставин помітно не взаємодіють з людьми.

Теорія ядра, рівняння 7 з роботи «Квантова теорія поля, на якій ґрунтується повсякденний світ».

Але Керролл стверджує, що жодне з відкриттів, необхідних для пояснення таких явищ, не змінить наше розуміння фізики, яка впливає на наше повсякденне життя.

Якщо припустити, що твердження Керролла правильне, воно має ряд безпосередніх наслідків. Це означає, що життя після смерті не існує, оскільки інформація у свідомості людини закодована у фізичній конфігурації атомів в її тілі, та немає фізичного механізму для винесення цієї інформації після смерті. У кінцевому підсумку, на проблеми свідомості потрібно відповідати в термінах процесів, які сумісні з цією основною теорією. І хоча історично відкриття нових частинок і сил стимулювало технологічні інновації, теорія ядра означає, що в майбутньому цього не відбудеться, оскільки ці відкриття не матимуть такого рівня, щоб вплинути на наше повсякденне життя.

Керрол визнає, що не може надати неспростовні докази для цього, що було б по суті неможливо. Але його аргументи, за його словами, підкреслюють проблему, з якою стикаються ті, хто вважає, що потрібне щось за межами теорії ядра. Він зазначає, що динаміка, узагальнена рівнянням теорії ядра, є «добре визначеною, кількісною та непохитною, не кажучи вже про експериментальну перевірку з вишуканою точністю в найрізноманітніших контекстах... На скептиків твердження, яке захищається тут, накладається тягар точного визначення того, як це рівняння має бути модифіковано. Це обов’язково викличе безліч складних питань».