Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Хокинга В. -> "Общая теория относительности " -> 144

Общая теория относительности - Хокинга В.

Хокинга В. Общая теория относительности — М.: Мир, 1983. — 455 c.
Скачать (прямая ссылка): obshayatepriyaotnositelnosti1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 138 139 140 141 142 143 < 144 > 145 146 147 148 149 150 .. 222 >> Следующая

реактивного двигателя. Поскольку гравитационные волны являются просто
рябью на кривизне пространства-времени, «антиэфирист» должен был бы
считать, что космический корабль, использующий такое рабочее тело,
получает нечто за «ничто»: приобретает ускорение, просто выбрасывая один
глубокий вакуум в другой. Этот пример не столь надуман, как кажется на
первый взгляд. Нетрудно подсчитать, что звезда, испытывающая
несимметричный (октупольный) коллапс, может получить таким способом
приращение скорости около 100—200 км-с-1.
Однако концепция Эйнштейна идет дальше этого. Он считает, что кривизна —
не единственное структурное свойство, которым обладает эфир. У эфира
должны быть другие, более тонкие свойства, которые, подобно кривизне,
лучше всего могут быть описаны на языке дифференциальной геометрии и
дифференциальной топологии. Своей лейденской аудитории Эйнштейн так
формулировал стоящие перед физикой задачи:
«Нам пока не известно, какая роль отведена этому новому эфиру в физике
будущего. Мы знаем, что он определяет метрические отношения в
пространственно-временном континууме... номы незнаем, играет ли он
существенную роль в структуре элементарных частиц... Было бы большим
шагом вперед, если бы мы сумели объяснить гравитационное поле и
электромагнитное поле как части единой структуры».
Эйнштейновский штурм проблемы единой теории поля и безуспешность этого
штурма хорошо известны. Такая же неудача других ученых высочайшего уровня
(достаточно назвать только трех из них: Вейль, Клейн, Паули) вызвала
сильную реакцию среди теоретиков и отвратила их от подобных задач на
многие годы. Все же эта мечта никогда не умирала совсем. Две черты
эйнштейновской концепции никогда не теряли своей притягательности:
потенциальное богатство реальности, основанной на геометрии, и
предсказательная сила теорий, основанных на группах локальной
инвариантности. Эти идеи пережили взрывоподобное начало золотой эры
квантовой механики в 1926 г., великую эру квантовой электродиамики,
последующее разочарование квантовой теорией поля и обращение с отчаяния к
прикладному искусству дисперсионной теории.
В 60-е годы фундаментальная физика, в понимании Эйнштейна, начала
оживать. Сначала интерес был сосредоточен на глобальных группах
инвариантности, таких, как группа Пуанкаре, группы изотопического спина и
SU(3) в связи с экспериментальной физикой андронов. Однако к тому времени
уже было известно о фундаментальном слабом взаимодействии и было открыто
нарушение
298
Б. С. Де Витт
четности. Поэтому адронные идеи стали применяться и к лепто-нам. Начала
прокладывать путь алгебра токов, являя собой откровенный возврат к
теоретико-полевым понятиям. Но в то же время наблюдалась активность иного
рода.
В 1954 г. Янг и Миллс для того, чтобы превратить группу изотопического
спина в локальную группу, ввели три новых векторных поля,
взаимодействующих друг с другом и с материей способом, являющимся прямым
обобщением взаимодействия в электродинамике. Очень скоро стало ясно, что
идея Янга и Миллса может быть распространена на любую компактную группу
Ли, и, таким образом, появился бесконечный ряд «неабелевых калибровочных
теорий». Утияма [701 показал, что на эйнштейновскую теорию гравитации
также можно смотреть как на неабелеву калибровочную теорию, причем
главное различие состоит в том, что гравитационная калибровочная группа —
группа диффеоморфизмов пространства-времени — имеет более богатую и более
сложную структуру, чем группы Янга — Миллса. И обратно, неабелевы
калибровочные теории могут быть выражены в геометрических, даже
метрических, терминах (см. [251, задача 77).
Хотя в 50-е годы и в начале 60-х годов не было никаких экспериментальных
данных о существовании полей Янга — Миллса, но гравитационное поле
существовало, и это был упрямый факт. К сожалению, его рассматривали как
некоторого рода аномалию природы во всех областях, кроме астрофизики.
Лишь немногие одиночки, поддерживаемые верой в существенное единство
природы, считали такую позицию неразумной. Они старались через
квантование вернуть гравитации то центральное положение в физике, которое
она занимала во времена Ньютона. В 1979 г., когда исполнилось сто лет со
дня рождения Эйнштейна, стоит бросить общий взгляд на то, к чему ведут
эти усилия, возбуждающие уже широкий интерес.
По крайней мере в течение десятилетия квантовая гравитация занималась
почти исключительно формальными вопросами х). Первое большое продвижение,
позволившее провести надежные вычисления чисто квантовых эффектов, было
сделано лишь в 1962 г. Фейнман [39] показал в однопетлевом приближении,
что наивные правила теории возмущений, используемые в квантовой
электродинамике, будучи применены к квантовой гравитации и другим
неабелевым теориям, нарушают унитарность. Чтобы поправить это, нужно
добавить к каждому графу с замкнутой петлей компенсирующий граф,
включающий замкнутую целоспиновую фермион-ную петлю. Прошло еще
Предыдущая << 1 .. 138 139 140 141 142 143 < 144 > 145 146 147 148 149 150 .. 222 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed