물리학에서 우리는 단순하고 광범위한 이론을 좋아합니다. 물리학자는“단순”에 의해 일반적으로 가능한 한 적은 가정이 거의없는 수학적 이론을 의미합니다. “광범위한 것”에 의해, 우리는 분명히 관련이없는 경우에도 광범위한 종류의 현상을 묘사 할 수있는 이론을 의미합니다. 전형적인 예는 아인슈타인의 일반 상대성 이론입니다. 소수의 간단한 원칙에 따라이 (및 모든) 태양계, 블랙홀, 중력파 및 우주의 확장에서 행성 궤도를 성공적으로 설명합니다.
이론이 간단하고 광범위한 경우 물리학 자들은 그들을“아름답다”고 부릅니다. 노벨상 수상자 인 Steven Weinberg와 Frank Wilczek은 그러한 이론을 모차르트의 음악 작곡과 비교했으며, 마치 신성한 계시에 의해 마치 모든 메모가 다음과 같은 위치에있는 것처럼 마치 마치 마치 마치 마치 마치 마치 마치 마치 마치 마치 마치 마치 마치 마치 마치 하나를 꺼내고 구성이 무너졌습니다. 마찬가지로, 아름다운 이론은 자연에 대해 깊은 무언가를 드러내는 것처럼 보이는 수학적 무결성, 일종의 숨겨진 창조 코드를 가지고 있습니다. 매우 큰 것부터 매우 작은 것에 이르기까지 우주에는 많은 층이 있으며, 각각의 수학적 설명을 기반으로합니다. 이것들은 더 큰 구성의 일부가 아니라 모든 자연을 통해 공명하는 단일 통일 곡입니까?
그러므로 최종 이론을 추구하는 사람들, 많은 물리적 현실의 많은 층을 하나의 수학적 온전함으로 짜는 이론을 바랍니다. 우리는 이것을 궁극적 인 플라톤 드림이라고 부를 수 있습니다. 실제로, 지난 40 년 동안, 그러한 이론을 찾는 것은 세계에서 가장 밝은 물리학 자들에게 영감을주었습니다. 그러나 오늘날 우리는 실험적 검증의 부족과 여러 우주의 가능성과 그들이 제기하는 문제가있는 문제를 포함한 여러 이론적 장애물로 인해 자연을 수학하기위한이 플라톤 추력의 한계를보고 있습니다.
.통일 퀘스트의 현대 버전은 현악 이론이며, 이는 본질적으로 기본 엔티티가 포인트와 같은 물질 입자 대신 진동 에너지 튜브라고 가정합니다. 바이올린 스트링의 다른 진동 주파수가 다른 소리에 해당하는 것처럼 다른 진동 모드는 우리가 관찰하는 다른 입자에 해당합니다. 1980 년대 중반에 이론 물리학에 합류했을 때, 그랜드 과제는 모든 입자와 힘을 가진 우리의 우주를 끈 이론에 대한 독특한 해결책을 찾는 것이 었습니다. 우리는 성공이 모퉁이에 있다고 믿었습니다. 자연은 실제로 10 차원 시공간의 수학적 코드, 9 번의 우주, 하나는 시간 동안 하나입니다. 이상적으로, 6 개의 숨겨진 공간 치수는 우리가 공통된 세 가지에서 관찰 한 물리학을 결정할 것입니다. 그들을 다른 것을 비틀고 우주는 다릅니다. 매력은 솔루션의 독창성이었습니다. 추가 차원의 Onegeometry가있을 것이며이 지오메트리는 우리 모두에게 알려줄 것입니다. 어떤 이론도 더 간단하고 넓은 범위가 될 수 없다. 이론은 더 아름답 지 않을 수 있습니다.
아아, 그것은 의도되지 않았다. 30 년 동안 빠르게 진행되었으며 시나리오는 극적으로 바뀌 었습니다. 물리학 자들은 단일 솔루션 대신에 수많은 솔루션을 찾는 데 충격을 받았습니다. 일부 추정치에 따르면, 1 개, 500 개의 0, 각각은 차원 외 공간의 다른 비틀기가 각각 다른 우주를 생성합니다. 아마도, 이들 각각에는 고유 한 기본 상수 세트, 전자의 질량 및 전하와 같은 숫자 및 중력 인력의 강도를 가지고 있으며, 이는 자연의 물리적 특성을 결정합니다. 우리의 우주는 그러한 수많은 가능성 중 어디에 있습니까? 우리는 우리가 그러한 상수를 아주 적은 양으로 조정했다면 인생은 불가능할 것임을 알고 있습니다. 우리는 여기에 있지 않을 것입니다. 다시 말해, 우리는 다른 곳에서는 살 수 없었기 때문에 우리가 사는 곳에 살고 있습니다. 우리 우주는 우리의 존재를 허용하는 몇 안되는 것 중 하나입니다. 사실이지만 과학적 주장으로서 우리는 거의 구입하지 않습니다. 더 나쁜 것은, 그것은 팽팽한 것처럼 들린다. 문자열 이론은 수학적으로 우리 우주의 독창성을 수학적으로 증명할 수있는 이론에서 수많은 수의 가능한 우주를 허용하는 이론으로 갔다.
우리는 우리를이 위기의 순간으로 이끌어주는 사고 라인을 재고해야합니다. 문제는 첫 번째 원인의 철학적 문제에 뿌리를두고 있습니다. 분명한 시작과 끝으로 시간이 지남에 따라 침수 된 생물이기 때문에 인간은 초기 조건에 영원히 멍청 해졌습니다. 어떻게 아무것도 나올 수 없었습니까? 그리고 처음에 이것 (“기본 상수의 값”을 읽음)의 속성을 설정하는 것은 무엇입니까? 누가 주문 했나요? 누가 우리를 주문 했습니까?
우리의 실수는 과학적 맥락에서 이것들이 묻는 잘못된 질문이라는 것입니다.
물리학은 매우 명확한 프레임 워크 아래에서 작동합니다. 시스템의 시간 진화를 결정하기 위해서는 초기 조건, 시스템의 상태를 시간 0에 명시해야합니다. 이것은 처음에 시스템에 대한 지식, 측정을 통해 얻는 것을 의미합니다. 우주론에서는 불가능 해집니다. 우리는 오늘날 우주에 대해 알고있는 것을 감안할 때 초기 조건과 기본 상수의 가치를 제한 할 수 있지만, 결론이 어떤 식 으로든 최종적이라고 확신 할 수는 없습니다. 우주의 먼 과거에 대해 오늘 수집 한 단서는 우리에게 일어난 일에 대한 조각화 된 그림을 줄 수 있습니다. Multiverse는 초기 조건 문제를 해결하지 않고 더 높은 수준으로 만 누릅니다.
우주의 초기 조건을 명확하게 결정하려고 시도하는 모든 이론과 그와 함께 기본 상수의 가치는 물리학을 잘 수행하지 않는 것입니다. 그러면 우리는이 상수의 가치를 받아 들여야합니까? 현재 프레임 워크 내에서 예. 이 문제에 대한 시도는 영감을 주더라도 에피 사이클을 넘지 않을 것입니다.
그러나 모든 것이 손실되지 않습니다. 간단한 모든 포괄 이론에 대한 검색은 물리의 본질에 대한 더 지속적인 통찰력을 얻었습니다. 물리학은 자연 현상에 대한 끊임없이 변화하는 자기 수정 설명의 구축입니다. 실제로, 그것은 현실의 본질에 대한 형이상학 적 기대를 제쳐두고, 우리는 자연이 실제로 작동하는 방식보다 인간으로서 의미를 찾는 방법과 더 관련이 있습니다. 다시 말해, 물리학은 지적 겸손의 표현입니다. 우리는 무지와 함께 사는 법을 배우고 그 대가로 진보를 점진적으로 수행 할 수있는 능력을 얻습니다.
따라서, 우리의 현재 물리 법칙의 자의적으로 보이는 것처럼, 단순하고 아름다움은 진실입니다. 물리학이 통일 퀘스트가없는 설명 모드로 이해된다면, 모든 것을 알지 못하는 불안은 모두 퇴장됩니다. 아마도 우리의 현재 딜레마는 더 큰 무언가의 증상, 물리적 이론의 방법 론적 특성에 대한 깊은 변화 일 것입니다. 우리는 역사적으로 그들을보아야 할 수도 있고, 첫 번째 원인의 설명과 영원한 진실을 열매가없는 추구로 제쳐두고 있습니다. 아마도 물리적 이론의 본질은 물리적 현실에 대한 불완전하고 불완전한 이해의 조각적이고 점진적이며 창작 한 자신의 이야기 구성을 반영합니다. 그리고 그것에 아무런 문제가 없습니다.
Marcelo Gleiser는 Appleton Natural Philosophy의 Appleton 교수이자 Dartmouth College의 학제 간 참여 연구소 책임자입니다. 그의 연구는 양자 필드 이론과 우주론 적용에 중점을 두었습니다. 그의 최신 책은 입니다 예기치 않은 것의 단순한 아름다움 :송어에 대한 자연 철학자의 탐구와 모든 것의 의미. 트위터 @mgleiser에서 그를 따르십시오.
Watch :이론적 우주 학자 Laura Mersini-Houghton 단일 우주의 교리가 창조론과 비슷한 이유에 대한.
이 기사는 원래 에 출판되었습니다 2017 년 1 월 Nautilus Cosmos .
