Сүүлийн 200 жилийн хугацаанд шинжлэх ухаан байгаль, хүн төрөлхтний захирагдах хуулиудын талаарх асар олон асуултад хариулж чадсан. Өнөөдөр хүмүүс галактик, атомуудыг судалж, хүн төрөлхтний бие даан шийдэж чадахгүй байгаа асуудлыг шийдэх машинуудыг бүтээж байна. Гэсэн хэдий ч эрдэмтдийн хариулж чадахгүй байгаа хэд хэдэн асуулт байсаар байна. Орчин үеийн шинжлэх ухааны шийдэгдээгүй эдгээр асуудлууд эрдэмтдийг толгойгоо гашилгаж, асуултынхаа хариултыг аль болох хурдан олохын тулд илүү их хүчин чармайлт гаргахад хүргэдэг.

Ньютон таталцлын хүчний нээлтийг хүн бүр мэддэг. Энэ нээлтийн дараа дэлхий эрс өөрчлөгдсөн. Агуу физикч Альберт Эйнштейний судалгаа бидэнд энэ үзэгдлийг шинэ, гүнзгий харах боломжийг олгосон. Эйнштейний таталцлын онолын ачаар хүн төрөлхтөн гэрлийн нугаралттай холбоотой үзэгдлүүдийг хүртэл ойлгох боломжтой болсон. Гэсэн хэдий ч эрдэмтэд квант механикийн хуулиудад суурилсан субатомын бөөмсийн ажлыг одоо болтол ойлгож чадаагүй байна.

Өнөөдөр квантын таталцлын талаар хэд хэдэн онол байдаг боловч тэдгээрийн аль нь ч туршилтаар нотлогдоогүй байна. Мэдээжийн хэрэг, энэ асуудлыг шийдэх нь хүний ​​өдөр тутмын амьдралд мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлэхгүй ч магадгүй энэ нь хар нүх, цаг хугацаагаар аялахтай холбоотой нууцыг тайлахад тусална.

Орчлон ертөнцийн тэлэлт

Эрдэмтэд орчлон ертөнцийн ерөнхий бүтцийн талаар маш их зүйлийг мэддэг хэдий ч түүний хөгжилтэй холбоотой асар олон тооны асуултууд байсаар байна, жишээлбэл, Орчлон ертөнц юунаас бүрддэг вэ.

Харьцангуй саяхан эрдэмтэд манай орчлон ертөнц байнга тэлж, түүний тэлэлтийн хурд нэмэгдэж байгааг олж мэдсэн. Энэ нь тэдэнд орчлон ертөнцийн тэлэлт хязгааргүй байж магадгүй гэсэн санааг өгсөн юм. Энэ нь орчлон ертөнц тэлэх шалтгаан юу вэ, яагаад түүний тэлэлтийн хурд нэмэгдэж байна вэ гэсэн асуулт гарч ирнэ.

Шинжлэх ухааны шийдэгдээгүй асуудлын нэг болох Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн тухай видео

Шингэн орчин дахь турбулент

Нислэгийн үеэр үймээн самуун бол гэнэт чичирдэг гэдгийг хүн бүр мэддэг байх. Гэсэн хэдий ч шингэний механикт энэ үг огт өөр утгатай байдаг. Нислэгийн үймээн самуун үүсэхийг өөр өөр хурдтайгаар хөдөлдөг хоёр агаарын биетийн уулзалтаар тайлбарладаг. Гэхдээ физикчдэд шингэн орчин дахь турбулент үзэгдлийг тайлбарлах нь нэлээд хэцүү хэвээр байна. Математикчид ч энэ асуудалд нэлээд эргэлзэж байна.

Шингэн орчин дахь үймээн самуун нь хүнийг хаа сайгүй хүрээлж байдаг. Ийм үймээн самууны сонгодог жишээ бол цоргоноос урсах ус нь ерөнхий урсгалаас ялгаатай эмх замбараагүй шингэний хэсгүүдэд бүрэн задрах явдал юм. Турбулент нь байгальд маш түгээмэл үзэгдэл бөгөөд янз бүрийн далайн болон геофизикийн урсгалд байдаг.

Маш олон тооны туршилтуудыг хийж, үүний үр дүнд зарим эмпирик мэдээллийг олж авсан ч шингэн дэх үймээн самууныг яг юу үүсгэдэг, түүнийг хэрхэн удирдаж, энэ эмх замбараагүй байдлыг хэрхэн яаж зохицуулах боломжтой гэсэн итгэл үнэмшилтэй онол хараахан гараагүй байна.

Хөгшрөлтийн үйл явц нь бие махбодийн чухал үйл ажиллагаа, түүний дотор нөхөн төлжих, нөхөн үржих чадварыг аажмаар тасалдуулж, алдахыг хэлдэг. Бие хөгшрөх тусам нөхцөл байдалд дасан зохицож чадахгүй орчин, энэ нь гэмтэл, өвчинд тэсвэртэй байх нь хамаагүй бага.

• Биеийн хөгшрөлттэй холбоотой асуудлыг судалдаг шинжлэх ухааныг геронтологи гэж нэрлэдэг.
• "Хөгшрөлт" гэсэн нэр томъёог аливаа амьд бус системийг, жишээлбэл, металлыг устгах үйл явцыг тайлбарлах, түүнчлэн хөгшрөлтийн үйл явцыг тайлбарлах үед ашиглах боломжтой. Хүний бие. Мөн ургамал яагаад хөгширдөг, хөгшрөлтийн хөтөлбөрийг ямар хүчин зүйлээс эхлүүлдэг вэ гэсэн асуултын хариуг эрдэмтэд хараахан олоогүй байна.

Хөгшрөлт гэх мэт үйл явцыг шинжлэх ухааны үүднээс тайлбарлах анхны оролдлогыг 19-р зууны хоёрдугаар хагаст Вайсман хийсэн. Тэрээр хөгшрөлтийг хувьслын үр дүнд бий болсон өмч гэж санал болгосон. Вейсман хөгширдөггүй организмууд нь зөвхөн ашиг тустай төдийгүй бас хортой гэж үздэг. Залуучуудад орон зай гаргахын тулд тэдний үхэл зайлшгүй шаардлагатай.

Одоогийн байдлаар олон эрдэмтэд организмын хөгшрөлтөд юу нөлөөлдөг талаар нэлээд олон таамаг дэвшүүлсэн боловч өнөөг хүртэл бүх онолууд хязгаарлагдмал амжилтанд хүрсэн байна.

Тардиградууд хэрхэн амьд үлддэг вэ?

Тардиградууд нь байгальд нэлээд түгээмэл байдаг бичил биетүүд юм. Тэд бүх зүйлийг дүүргэдэг цаг уурын бүсүүдболон бүх тивүүд ямар ч өндөр, ямар ч нөхцөлд амьдрах боломжтой. Тэдний амьд үлдэх ер бусын чадвар нь олон эрдэмтдийг төөрөлдүүлж байна. Эдгээр анхны амьд организмууд сансрын аюултай вакуумд ч амьд үлдэж чадсан нь сонин юм. Ийнхүү хэд хэдэн тардиградыг тойрог замд аваачсан бөгөөд тэдгээрт ил гарсан байна янз бүрийн төрөлсансрын цацраг туяа, гэхдээ туршилтын төгсгөлд бараг бүгд гэмтэлгүй үлдсэн.

Эдгээр организмууд усны буцалгах цэгээс айдаггүй; үнэмлэхүй тэгээс бага зэрэг өндөр температурт амьдардаг. Тардиградууд 11 км-ийн гүнд, Мариана шуудуунд түүний даралтыг тайвнаар тэсвэрлэдэг.

Тардиградууд нь ангидробиоз, өөрөөр хэлбэл хатаах гайхалтай чадвартай байдаг. Энэ төлөвт тэдний бодисын солилцооны үйл ажиллагаа эрс удааширч байна. Хатсаны дараа энэ амьтан бодисын солилцооны үйл ажиллагаагаа бараг зогсоож, усанд орсны дараа анхны байдал нь сэргэж, тардиград юу ч болоогүй мэт амьдарсаар байна.

Энэ амьтныг судлах нь сонирхолтой үр дүнд хүрэхийг амлаж байна. Хэрэв крионик нь бодит байдал болж хувирвал түүний хэрэглээ үнэхээр гайхалтай болно. Тиймээс эрдэмтэд тардиградын оршин тогтнох нууцыг тайлж чадсанаар бусад гаригуудыг судлах боломжтой сансрын хувцас бүтээж, эм, шахмалыг өрөөний температурт хадгалах боломжтой болно гэж мэдэгджээ.

Одон орон, физик, биологи, геологи - эдгээр нь олон эрдэмтэд ажилладаг салбар юм. Тэдний нээлтийн ачаар хэдхэн арван жилийн өмнө шинжлэх ухааны уран зөгнөлт мэт санагдаж байсан шинэ гайхалтай онолууд гарч ирж байгаа бөгөөд энэ нь шинжлэх ухааны өнөөг хүртэл шийдэгдээгүй зарим асуудлыг удахгүй шийдвэрлэх боломжтой болгож магадгүй юм.

Шинжлэх ухааны шийдэгдээгүй ямар асуудал таныг хамгийн их сонирхдог вэ? Энэ талаар бидэнд хэлээрэй

Доорх жагсаалт байна шийдэгдээгүй асуудлууд орчин үеийн физик . Эдгээр асуудлын зарим нь онолын шинж чанартай байдаг. Энэ нь одоо байгаа онолууд нь тодорхой ажиглагдсан үзэгдэл эсвэл туршилтын үр дүнг тайлбарлах боломжгүй гэсэн үг юм. Бусад асуудлууд нь туршилтын шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь санал болгож буй онолыг шалгах эсвэл үзэгдлийг илүү нарийвчлан судлах туршилтыг бий болгоход бэрхшээлтэй байдаг. Дараах асуудлууд нь үндсэн онолын асуудлууд эсвэл туршилтын нотолгоо байхгүй онолын санаанууд юм. Эдгээр асуудлуудын зарим нь хоорондоо нягт холбоотой байдаг. Жишээлбэл, нэмэлт хэмжээсүүд эсвэл хэт тэгш хэм нь шатлалын асуудлыг шийдэж чадна. Тийм гэж үздэг бүрэн онолКвантын таталцал нь жагсаасан асуултуудын ихэнхийг хариулах чадвартай (тогтвортой байдлын арлын асуудлаас бусад).

• 1. Квантын таталцал.Квантын механик ба харьцангуйн ерөнхий онолыг бие даасан нэг онол (магадгүй квант талбайн онол) болгон нэгтгэж чадах уу? Орон зайн цаг үргэлжилсэн үү эсвэл салангид байна уу? Өөртөө нийцсэн онол нь таамагласан гравитоныг ашиглах уу эсвэл энэ нь бүхэлдээ орон зайн цаг хугацааны салангид бүтцийн бүтээгдэхүүн байх уу (хүрээний квант таталцлын адил)? Квантын таталцлын онолоос үүссэн маш жижиг эсвэл маш том масштаб эсвэл бусад онцгой нөхцөл байдлын ерөнхий харьцангуйн онолын таамаглалаас хазайлт байна уу?
• 2. Хар нүх, хар нүхэнд мэдээлэл алга болох, Хокингийн цацраг.Хар нүхнүүд онолын таамаглаж байгаачлан дулааны цацраг үүсгэдэг үү? Энэ цацраг нь таталцлын хэмжигч хоёрдмол байдлын санал болгосноор тэдгээрийн дотоод бүтцийн талаарх мэдээллийг агуулдаг уу, эсвэл Хокингийн анхны тооцооллоор илэрхийлсэн шиг тийм биш үү? Үгүй бол хар нүхнүүд тасралтгүй ууршиж байвал тэдгээрт хадгалагдсан мэдээлэлд юу тохиолдох вэ (квант механик нь мэдээллийг устгах боломжийг олгодоггүй)? Эсвэл цацраг хэзээ нэгэн цагт зогсох болно хар нүхбага зэрэг үлдсэн үү? Хэрэв ийм бүтэц байгаа бол тэдний дотоод бүтцийг судлах өөр арга бий юу? Хар нүхний доторх барион цэнэг хадгалагдах хууль үнэн үү? Сансар огторгуйн цензурын зарчмын нотолгоо, түүнчлэн түүнийг хэрэгжүүлэх нөхцөлийг яг таг тодорхойлсон нь тодорхойгүй байна. Хар нүхний соронзон бөмбөрцгийн бүрэн бүтэн онол байдаггүй. Нуралт нь өгөгдсөн масс, өнцгийн импульс, цэнэг бүхий хар нүх үүсэхэд хүргэдэг системийн янз бүрийн төлөвүүдийн тоог тооцоолох нарийн томъёо тодорхойгүй байна. Хар нүхний хувьд "үсгүй теорем" гэсэн ерөнхий тохиолдолд мэдэгдэж буй нотолгоо байхгүй.
• 3. Орон зай-цаг хугацааны хэмжээс.Байгальд бидний мэдэх дөрвөөс гадна орон зай цаг хугацааны нэмэлт хэмжээсүүд байдаг уу? Хэрэв тийм бол тэдний тоо хэд вэ? "3+1" (эсвэл түүнээс дээш) хэмжигдэхүүн нь орчлон ертөнцийн априори шинж чанар мөн үү, эсвэл учир шалтгааны динамик гурвалжингийн онолын санал болгосноор бусад физик үйл явцын үр дүн мөн үү? Бид илүү өндөр орон зайн хэмжээсүүдийг туршилтаар "ажиглаж" чадах уу? Бидний “3+1” хэмжээст орон зай-цаг хугацааны физик нь “2+1” хэмжигдэхүүнтэй хэт гадаргуу дээрх физиктэй дүйцэх голографийн зарчим үнэн үү?
• 4. Орчлон ертөнцийн инфляцийн загвар.Онол үнэн үү? сансрын инфляци, хэрэв тийм бол энэ үе шатны нарийн ширийн зүйл юу вэ? Инфляцийн өсөлтийг хариуцдаг таамагласан инфляцийн талбар юу вэ? Хэрэв нэг цэгт инфляци үүссэн бол энэ цэгээс алслагдсан, огт өөр газар үргэлжлэх квант механик хэлбэлзлийн инфляцийн улмаас өөрийгөө тэтгэх үйл явцын эхлэл мөн үү?
• 5. Олон ертөнц.Бусад орчлон ертөнцийн оршин тогтноход үндсэндээ ажиглагдахгүй физик шалтгаан бий юу? Жишээ нь: квант механик байдаг уу? өөр түүхүүд"эсвэл "олон ертөнц" үү? Сансар огторгуйн хөөрөгдлөөс шалтгаалж маш хол зайд орших өндөр энерги дэх физик хүчний илэрхий тэгш хэмийг эвдэх өөр аргуудын үр дүнд бий болсон физик хуультай "бусад" орчлон ертөнц бий юу? Бусад орчлон ертөнцүүд бидний орчлонд нөлөөлж, жишээлбэл, сансрын бичил долгионы арын цацрагийн температурын тархалтын гажиг үүсгэж болох уу? Дэлхийн сансар судлалын тулгамдсан асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд антропийн зарчмыг ашиглах нь зөв үү?
• 6. Сансар огторгуйн цензурын зарчим ба цаг хугацааны хамгаалалтын таамаглал."Нүцгэн өвөрмөц байдал" гэж нэрлэгддэг үйл явдлын давхрагын ард нуугдаагүй онцгой шинж чанарууд нь бодит анхны нөхцлөөс үүдэн гарч болох уу, эсвэл Рожер Пенроузын "сансар огторгуйн цензурын таамаглал"-ын зарим хувилбар нь үүнийг боломжгүй гэж баталж чадах уу? IN Сүүлийн үедСансар огторгуйн цензурын таамаглал нийцэхгүй байгааг нотлох баримтууд гарч ирсэн бөгөөд энэ нь Керр-Ньюманы тэгшитгэлийн экстремаль шийдлүүдээс илүүтэйгээр нүцгэн өвөрмөц байдал үүсэх ёстой гэсэн үг боловч үүний баттай нотлох баримт хараахан гараагүй байна. Үүний нэгэн адил харьцангуйн ерөнхий онолыг квант механиктай нэгтгэдэг квант таталцлын онолоор хасагдсан харьцангуй ерөнхий онолын тэгшитгэлийн зарим шийдэлд (цаг хугацааны ухрах боломжийг илэрхийлдэг) үүссэн хаалттай цаг хугацааны муруйнууд байх болно. "Хронологийн хамгаалалтын таамаг" Хокинг?
• 7. Цагийн тэнхлэг.Цаг хугацааны хувьд урагшлах, хойшлох замаар бие биенээсээ ялгаатай үзэгдлүүд цаг хугацааны мөн чанарын талаар юу хэлж чадах вэ? Цаг хугацаа огторгуйгаас юугаараа ялгаатай вэ? Яагаад CP-ийн зөрчил нь зөвхөн зарим сул харилцан үйлчлэлд ажиглагдаж, өөр хаана ч байхгүй вэ? CP-ийн инвариантын зөрчил нь термодинамикийн хоёр дахь хуулийн үр дагавар уу, эсвэл цаг хугацааны тусдаа тэнхлэг үү? Шалтгаантай холбоотой зарчмаас үл хамаарах зүйл бий юу? Өнгөрсөн цорын ганц боломжтой зүйл мөн үү? Энэ хийдэг одоогоорбие махбодийн хувьд өнгөрсөн болон ирээдүйгээс ялгаатай эсвэл зүгээр л ухамсрын шинж чанаруудын үр дагавар уу? Хүмүүс одоогийн цаг үеийг хэрхэн тохиролцож сурсан бэ? (Энтропи (цаг хугацааны тэнхлэг) доороос үзнэ үү).
• 8. Орон нутаг.Квантын физикт орон нутгийн бус үзэгдэл байдаг уу? Хэрэв тэдгээр нь байгаа бол мэдээлэл дамжуулахад хязгаарлалт байдаг уу, эсвэл: эрчим хүч, бодис нь орон нутгийн бус замаар хөдөлж чадах уу? Ямар нөхцөлд орон нутгийн бус үзэгдлүүд ажиглагддаг вэ? Орон нутгийн бус үзэгдлүүд байгаа эсвэл байхгүй байгаа нь орон зай-цаг хугацааны үндсэн бүтцэд юу нөлөөлдөг вэ? Энэ нь квант орооцолдолтой ямар холбоотой вэ? Үүнийг квант физикийн үндсэн мөн чанарыг зөв тайлбарлах үүднээс хэрхэн тайлбарлах вэ?
• 9. Орчлон ертөнцийн ирээдүй.Орчлон ертөнц том хөлдөлт, том хагарал, том хямрал эсвэл том үсрэлт рүү чиглэж байна уу? Манай орчлон ертөнц эцэс төгсгөлгүй давтагдах мөчлөгийн нэг хэсэг мөн үү?
• 10. Шатлалын асуудал.Таталцал яагаад ийм сул хүч вэ? Энэ нь зөвхөн Планкийн масштабаар том болдог, 10 19 ГэВ-ийн энергитэй бөөмсийн хувьд энэ нь цахилгаан сул хуваариас хамаагүй өндөр байдаг (бага энергитэй физикт давамгайлах энерги нь 100 ГэВ). Эдгээр жин яагаад бие биенээсээ тийм өөр байдаг вэ? Хиггс бозоны масс гэх мэт цахилгаан сул хуваарьтай хэмжигдэхүүнүүд Планкийн дарааллаар хуваарь дээр квантын залруулга авахад юу саад болдог вэ? Хэт тэгш хэм, нэмэлт хэмжээс эсвэл зүгээр л антропийн нарийн тохируулга нь энэ асуудлыг шийдэх шийдэл мөн үү?
• 11. Соронзон монополь."Соронзон цэнэг"-ийн тээвэрлэгч бөөмс нь илүү өндөр энергитэй аль ч эрин үед байсан уу? Хэрэв тийм бол өнөөдөр бэлэн байгаа юу? (Пол Дирак тодорхой төрлийн соронзон монополууд байгаа нь цэнэгийн квантчлалыг тайлбарлаж болохыг харуулсан.)
• 12. Протоны задрал ба агуу нэгдэл.Гурван өөр квант механик үндсэн харилцан үйлчлэлийг хэрхэн нэгтгэх вэ? квант онолталбайнууд? Протон болох хамгийн хөнгөн барион яагаад туйлын тогтвортой байдаг вэ? Хэрэв протон тогтворгүй бол түүний хагас задралын хугацаа хэд вэ?
• 13. Супер тэгш хэм.Орон зайн хэт тэгш хэм нь байгальд биелдэг үү? Хэрэв тийм бол хэт тэгш хэмийн эвдрэлийн механизм юу вэ? Супер тэгш хэм нь өндөр квант залруулга хийхээс сэргийлж, цахилгаан сул хуваарийг тогтворжуулдаг уу? Харанхуй бодис нь хэт тэгш хэмтэй гэрлийн хэсгүүдээс тогтдог уу?
• 14. Материйн үеийнхэн.Гураваас дээш үеийн кварк, лептон байдаг уу? Үеийн тоо нь орон зайн хэмжээстэй холбоотой юу? Ер нь яагаад үеийнхэн оршин тогтнодог вэ? Нэгдүгээр зарчимд (Юкавагийн харилцан үйлчлэлийн онол) тулгуурлан зарим кварк, лептонд масс байгаа эсэхийг тайлбарлах онол бий юу?
• 15. Үндсэн тэгш хэм ба нейтрино.Нейтриногийн мөн чанар юу вэ, тэдгээрийн масс гэж юу вэ, тэд орчлон ертөнцийн хувьслыг хэрхэн бүрдүүлсэн бэ? Яагаад орчлон ертөнцөд эсрэг бодисоос илүү матери нээгдэж байна вэ? Орчлон ертөнц үүсэх үед ямар үл үзэгдэгч хүчнүүд байсан боловч орчлон ертөнц хөгжихийн хэрээр харагдахгүй болсон бэ?
• 16. Квант талбайн онол.Харьцангуй орон нутгийн квант талбайн онолын зарчмууд нь энгийн бус тархалтын матрицтай нийцэж байна уу?
• 17. Массгүй хэсгүүд.Спингүй массгүй бөөмс яагаад байгальд байдаггүй вэ?
• 18. Квант хромодинамик.Хүчтэй харилцан үйлчлэлцдэг бодисын фазын төлөвүүд юу вэ, тэдгээр нь сансар огторгуйд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ? Нуклонуудын дотоод бүтэц ямар байдаг вэ? QCD хүчтэй харилцан үйлчлэлцдэг бодисын ямар шинж чанарыг урьдчилан таамаглаж байна вэ? Кварк ба глюонууд пи-мезон ба нуклон руу шилжихэд юу хяналт тавьдаг вэ? Нуклон, цөм дэх глюон ба глюоны харилцан үйлчлэл ямар үүрэгтэй вэ? QCD-ийн гол шинж чанаруудыг юу тодорхойлдог вэ, тэдгээрийн таталцлын мөн чанар, орон зайн цаг хугацааны хамаарал нь юу вэ?
• 19. Атомын цөммөн цөмийн астрофизик.Протон ба нейтроныг тогтвортой цөм, ховор изотоп болгон холбодог цөмийн хүчний мөн чанар юу вэ? Энгийн тоосонцор нэгдэн нийлмэл цөм болж хувирдаг шалтгаан юу вэ? Нейтрон од ба нягт цөмийн материалын мөн чанар юу вэ? Орон зай дахь элементүүдийн гарал үүсэл юу вэ? Юу болов цөмийн урвалууд, аль нь оддыг хөдөлгөж, тэсрэлтэд хүргэдэг вэ?
• 20. Тогтвортой байдлын арал.Оршиж болох хамгийн хүнд тогтвортой эсвэл метаставтай цөм юу вэ?
• 21. Квантын механик ба захидал харилцааны зарчим (заримдаа квант эмх замбараагүй байдал гэж нэрлэдэг).Квант механикийн илүүд үздэг тайлбарууд байдаг уу? Төлөв байдлын квантын суперпозиция, долгионы функцийн уналт эсвэл квант декогерент зэрэг элементүүдийг багтаасан бодит байдлын квант тайлбар нь бидний харж буй бодит байдалд хэрхэн хүргэдэг вэ? Хэмжилтийн асуудлыг ашиглан ижил зүйлийг томъёолж болно: долгионы функцийг тодорхой төлөвт буулгахад хүргэдэг "хэмжилт" гэж юу вэ?
• 22. Физик мэдээлэл.Хар нүхнүүд эсвэл долгионы функцын уналт зэрэг өмнөх төлөв байдлын талаарх мэдээллийг бүрмөсөн устгадаг физик үзэгдлүүд байдаг уу?
• 23. Бүх зүйлийн онол ("Гранд нэгдсэн онолууд").Бүх үндсэн физик тогтмолуудын утгыг тайлбарладаг онол байдаг уу? Стандарт загварын царигийн инвариант яагаад ийм байгаа, ажиглагдаж болох орон зай яагаад 3+1 хэмжээстэй байдаг, физикийн хуулиуд яагаад ийм байдгийг тайлбарласан онол бий юу? "Үндсэн физик тогтмолууд" цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг үү? Бөөмийн физикийн стандарт загварт ямар нэг бөөмс нь одоогийн туршилтын эрч хүчээр бие биентэйгээ нягт холбогдсон өөр хэсгүүдээс бүрддэг үү? Энд үндсэн хэсгүүд, хараахан ажиглагдаагүй байгаа бөгөөд хэрэв тийм бол тэдгээр нь юу вэ, тэдгээрийн шинж чанарууд юу вэ? Физикийн бусад шийдэгдээгүй асуудлуудыг тайлбарлах онолын санал болгож буй ажиглагдахгүй суурь хүч байдаг уу?
• 24. Хэмжүүрийн өөрчлөгдөөгүй байдал.Масс спектрийн цоорхойтой Абелийн бус хэмжүүрийн онол үнэхээр байдаг уу?
• 25. CP тэгш хэм. CP-ийн тэгш хэм яагаад хадгалагдаагүй вэ? Ихэнх ажиглагдсан процессуудад яагаад хадгалагддаг вэ?
• 26. Хагас дамжуулагчийн физик.Хагас дамжуулагчийн квант онол нь хагас дамжуулагчийн нэг тогтмолыг нарийн тооцоолж чадахгүй.
• 27. Квантын физик.Олон электрон атомын Шредингерийн тэгшитгэлийн нарийн шийдэл тодорхойгүй байна.
• 28. Нэг саад дээр хоёр цацрагийг тараах асуудлыг шийдэхэд тархалтын хөндлөн огтлол нь хязгааргүй том болж хувирдаг.
• 29. Фейнманиум: Атомын дугаар нь 137-оос их химийн элементэд юу тохиолдох вэ, үүний үр дүнд 1s 1 электрон гэрлийн хурдаас давсан хурдтай хөдөлж (атомын Бор загварын дагуу) ? Фейнманиум нь физикийн хувьд оршин тогтнох чадвартай сүүлчийн химийн элемент мөн үү? Асуудал 137-р элементийн эргэн тойронд гарч ирж магадгүй бөгөөд цөмийн цэнэгийн тархалтын тэлэлт эцсийн цэгтээ хүрдэг. Элементүүдийн өргөтгөсөн үечилсэн систем ба харьцангуй нөлөөний хэсгийг үзнэ үү.
• 30. Статистикийн физик.Аливаа физик процессын тоон тооцоог хийх боломжтой эргэлт буцалтгүй үйл явцын системчилсэн онол байдаггүй.
• 31. Квантын электродинамик.Цахилгаан соронзон орны тэг цэгийн хэлбэлзлээс үүдэлтэй таталцлын нөлөө бий юу? Тухайн бүс нутагт квант электродинамикийг хэрхэн тооцоолох нь тодорхойгүй байна өндөр давтамжуудүр дүнгийн хязгаарлагдмал байдал, харьцангуй инвариант байдал, альтернатив магадлалын нийлбэр нь нэгтэй тэнцүү байх нөхцлийг нэгэн зэрэг хангана.
• 32. Биофизик.Уургийн макромолекул ба тэдгээрийн цогцолборын конформацийн сулралын кинетикийн тоон онол байдаггүй. Биологийн бүтцэд электрон дамжуулах бүрэн онол байдаггүй.
• 33. Хэт дамжуулалт.Бодисын бүтэц, найрлагыг мэдэхийн тулд температур буурах үед хэт дамжуулагч төлөвт шилжих эсэхийг онолын хувьд таамаглах боломжгүй юм.

Шинжлэх ухаан, технологи хоёр ижил зүйл биш гэж үү? Үгүй ээ, тэд өөр.

Хэдийгээр орчин үеийн соёлыг тодорхойлсон технологи нь шинжлэх ухааны орчлон ертөнцийн талаарх ойлголтоор хөгждөг ч технологи, шинжлэх ухаан өөр өөр сэдлээр удирддаг. Шинжлэх ухаан, технологийн үндсэн ялгааг авч үзье. Шинжлэх ухаан нь хүний ​​орчлон ертөнцийг танин мэдэх, ойлгох хүсэл эрмэлзлээс үүдэлтэй бол техникийн шинэчлэл нь хүмүүс өөрсдөдөө хоол хүнс олж авах, бусдад туслах, хувийн ашиг сонирхлын үүднээс хүчирхийлэл үйлдэхийн тулд оршин тогтнох нөхцөлөө өөрчлөх хүсэл эрмэлзлээс үүдэлтэй юм.

Хүмүүс ихэвчлэн "цэвэр" болон хэрэглээний шинжлэх ухаанд нэгэн зэрэг хичээллэдэг боловч шинжлэх ухааныг явуулах боломжтой суурь судалгааэцсийн үр дүнг харгалзахгүйгээр. Их Британийн Ерөнхий сайд Уильям Гладстон нэгэн удаа Майкл Фарадейд цахилгаан, соронзлолыг холбосон нээлтийнхээ талаар "Энэ бүхэн маш сонирхолтой, гэхдээ энэ нь юунд хэрэгтэй вэ?" Фарадей хариуд нь "Эрхэм ээ, би мэдэхгүй, гэхдээ хэзээ нэгэн цагт та үүнээс ашиг хүртэх болно." Хөгжингүй орнуудын өнөөгийн баялгийн бараг тал хувь нь цахилгаан ба соронзон хоёрын холболтоос бүрддэг.

Шинжлэх ухааны ололт амжилтыг технологийн өмч болгохоос өмнө нэмэлт зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй: ямар төрлийн төхөөрөмжийг боловсруулж болох, юуг бүтээхийг зөвшөөрөх (ёс зүйн салбартай холбоотой асуулт). Ёс суртахуун нь хүний ​​​​сэтгэцийн үйл ажиллагааны огт өөр салбарт хамаардаг: хүмүүнлэгийн ухаан. Шинжлэх ухаан ба хүмүүнлэгийн гол ялгаа нь объектив байдал юм. Байгалийн шинжлэх ухаан нь орчлон ертөнцийн зан байдлыг аль болох бодитойгоор судлахыг эрмэлздэг бол хүмүүнлэгийн шинжлэх ухаанд ийм зорилго, шаардлага байдаггүй. 19-р зууны Ирландын зохиолч Маргарет Вольф Хангерфордын үгийг давтан хэлэхэд бид: "Гоо үзэсгэлэн [болон үнэн, шударга ёс, язгууртнууд, мөн...] хүн бүр өөр өөр харагддаг" гэж хэлж болно.

Шинжлэх ухаан нэгдмэл байдлаас хол байна. Байгалийн шинжлэх ухаан нь амьдралын бусад хэлбэрүүдтэй ижил төстэй байдаг тул хүрээлэн буй орчин, хүмүүсийг хоёуланг нь судлахад чиглэгддэг. Хүмүүнлэгийн шинжлэх ухаан нь хүмүүсийн нийгэм, улс төр, эдийн засгийн харилцан үйлчлэлд шаардлагатай оновчтой (сэтгэл хөдлөлийн) зан байдал, тэдний хандлагыг судалдаг. Зураг дээр. 1. 1 эдгээр харилцааг графикаар үзүүлэв.

Ийм эв нэгдэлтэй танилцуулга нь ойлгоход хичнээн их хувь нэмэр оруулж болох нь хамаагүй одоо байгаа холболтууд, бодит байдал үргэлж илүү төвөгтэй болж хувирдаг. Ёс зүй нь юуг судлах, ямар судалгааны арга, техникийг ашиглах, ямар туршилтыг хүний ​​сайн сайхан байдалд заналхийлж байгаа тул хүлээн зөвшөөрөх боломжгүйг тодорхойлоход тусалдаг. Улс төрийн эдийн засаг, улс төрийн шинжлэх ухаан бас тоглодог асар том үүрэг, учир нь шинжлэх ухаан зөвхөн соёл нь үйлдвэрлэлийн хэрэгсэл, хөдөлмөр, эсвэл улс төрийн хувьд хүлээн зөвшөөрөгдсөн зүйл болгон дэмжих хандлагатай байгааг судалж чадна.

Цагаан будаа. 1.1. Сэтгэцийн үйл ажиллагааны чиглэлүүд

Шинжлэх ухаан хэрхэн ажилладаг

Орчлон ертөнцийг судлах шинжлэх ухааны амжилт нь ажиглалт, санаанаас бүрддэг. Энэ төрлийн солилцоог шинжлэх ухааны арга гэж нэрлэдэг (Зураг 1.2).

Цагаан будаа. 1.2. Шинжлэх ухааны арга

Ажиглалтын явцад ямар нэг үзэгдлийг багажтай эсвэл багажгүйгээр мэдрэхүйгээр хүлээн авдаг. Хэрэв байгалийн шинжлэх ухаанд олон ижил төстэй объектууд (жишээлбэл, нүүрстөрөгчийн атом) ажиглалт хийдэг бол хүний ​​шинжлэх ухаан нь цөөн тооны өөр өөр сэдвүүдийг (жишээлбэл, хүмүүс, бүр ижил ихрүүд) авч үздэг.

Өгөгдөл цуглуулсны дараа бидний оюун ухаан үүнийг цэгцлэхийг хичээж, дүрс эсвэл тайлбар үүсгэж эхэлдэг. Энэ бол хүний ​​сэтгэлгээний бүтээл юм. Энэ үе шатыг таамаглал үүсгэх үе шат гэж нэрлэдэг. Хүлээн авсан ажиглалт дээр үндэслэн ерөнхий таамаглалыг бий болгох нь ерөнхий дүгнэлтийг агуулсан индуктив дүгнэлтээр хийгддэг тул дүгнэлтийн хамгийн найдваргүй төрөл гэж тооцогддог. Тэд хэрхэн зохиомлоор дүгнэлт хийхийг оролдсон ч гэсэн шинжлэх ухааны аргын хүрээнд энэ төрлийн үйл ажиллагаа хязгаарлагдмал байдаг, учир нь дараагийн үе шатанд таамаглал нь бодит байдалтай зөрчилддөг.

Ихэнхдээ таамаглалыг бүхэлд нь эсвэл хэсэгчлэн өдөр тутмын ярианаас өөр хэлээр, математикийн хэлээр илэрхийлдэг. Математикийн ур чадварыг эзэмших нь маш их хүчин чармайлт шаарддаг, эс тэгвээс математикийн мэдлэггүй хүмүүс шинжлэх ухааны таамаглалыг тайлбарлахдаа математикийн ойлголтыг өдөр тутмын хэл рүү хөрвүүлэх шаардлагатай болно. Харамсалтай нь таамаглалын утга учир ихээхэн хохирол учруулж болзошгүй юм.

Таамаглалыг бүтээсний дараа таамаглал үнэн бол тохиолдох зарим үйл явдлыг урьдчилан таамаглахад ашиглаж болно. Ийм таамаглалыг дедуктив үндэслэлээр дамжуулан таамаглалаас гаргаж авдаг. Жишээлбэл, Ньютоны хоёрдугаар хуульд F = ma гэж заасан. Хэрэв m нь 3 нэгж масс, a нь 5 нэгж хурдатгалтай тэнцүү бол F нь 15 нэгж хүчтэй тэнцүү байх ёстой. Энэ үе шатанд дедуктив аргын үндсэн дээр ажилладаг компьютерууд математикийн тооцооллыг хийж болно.

Дараагийн шат нь өмнөх шатанд хийсэн таамаглал батлагдсан эсэхийг мэдэхийн тулд туршилт хийх явдал юм. Зарим туршилтыг хийхэд маш хялбар байдаг ч ихэнхдээ энэ нь маш хэцүү байдаг. Өндөр үнэ цэнэтэй өгөгдөл гаргахын тулд нарийн төвөгтэй, үнэтэй шинжлэх ухааны тоног төхөөрөмж барьсны дараа ч гэсэн асар их хэмжээний өгөгдлийг боловсруулж, ойлгоход шаардагдах мөнгө, дараа нь тэвчээрийг олоход хэцүү байдаг. Байгалийн шинжлэх ухаан нь судалж буй сэдвийг салгаж чаддагаараа давуу талтай бол хүн ба нийгмийн шинжлэх ухаан нь олон хүмүүсийн үзэл бодол (хязгаарлалт) -аас хамааран олон тооны хувьсагчдыг авч үзэх шаардлагатай болдог.

Туршилтыг дуусгасны дараа тэдгээрийн үр дүнг урьдчилан таамагласантай харьцуулан шалгана. Таамаглал нь ерөнхий, туршилтын өгөгдөл нь тодорхой байдаг тул туршилт нь таамаглалтай тохирч байвал үр дүн нь таамаглалыг нотлохгүй, зөвхөн түүнийг баталгаажуулдаг. Гэсэн хэдий ч туршилтын үр дүн таамаглалтай нийцэхгүй бол таамаглалын тодорхой тал нь худал болж хувирдаг. Шинжлэх ухааны аргын хуурамч байдал (хуурамч байдал) гэж нэрлэгддэг энэ шинж чанар нь таамаглалд тодорхой хатуу шаардлага тавьдаг. Альберт Эйнштейн хэлсэнчлэн “Ямар ч туршилт онолыг баталж чадахгүй; Харин үүнийг няцаахад нэг л туршилт хангалттай” гэж хэлжээ.

Хуурамч болсон таамаглалыг ямар нэгэн байдлаар засах, өөрөөр хэлбэл бага зэрэг өөрчлөх, сайтар дахин боловсруулах, эсвэл бүрмөсөн хаях шаардлагатай. Ямар өөрчлөлтүүд тохирохыг шийдэх нь туйлын хэцүү байж болно. Шинэчлэгдсэн таамаглалууд нь дахин ижил замаар явах ёстой бөгөөд нэг бол тэд амьд үлдэх эсвэл цаашдын таамаглалыг туршлагатай харьцуулах явцад орхигдох болно.

Шинжлэх ухааны аргын өөр нэг тал нь төөрөгдөлд орохыг зөвшөөрдөггүй нь нөхөн үржихүй юм. Тохиромжтой сургалт, тоног төхөөрөмжтэй аливаа ажиглагч туршилт эсвэл таамаглалыг давтаж, харьцуулж болохуйц үр дүнд хүрэх боломжтой байх ёстой. Өөрөөр хэлбэл, шинжлэх ухаан нь байнгын давхар хяналтаар тодорхойлогддог. Тухайлбал, нэрэмжит Үндэсний лабораторийн эрдэмтдийн баг. Беркли дэх Калифорнийн Лоуренсийн их сургууль шинээр авах гэж оролдсон химийн элемент, хар тугалгатай бай руу буудах хүчирхэг цацрагкриптон ионууд, дараа нь үүссэн бодисыг судлах. 1999 онд эрдэмтэд атомын дугаар 118-тай элементийн нийлэгжилтийг зарлав.

Шинэ элементийн синтез нь үргэлж байдаг чухал үйл явдал. Энэ тохиолдолд түүний синтез нь хүнд элементүүдийн тогтвортой байдлын талаархи зонхилох санааг баталж чадна. Гэсэн хэдий ч Хүнд ионуудыг судлах нийгэмлэг (Дармштадт, ХБНГУ), Кайенн их сургуулийн (Франц) том улсын хүнд ионы хурдасгуур, Рикений физик, химийн хүрээлэнгийн атомын физикийн лабораторийн бусад лабораторийн эрдэмтэд ( Япон) 118-р элементийн нийлэгжилтийг давтаж чадаагүй. Беркли лабораторийн өргөтгөсөн баг туршилтыг давтан хийсэн боловч тэрээр өмнө нь олж авсан үр дүнг дахин гаргаж чадаагүй юм. Беркли өөрчилсөн код бүхий программ ашиглан туршилтын анхны өгөгдлийг дахин шалгаж үзээд 118-р элемент байгаа эсэхийг баталгаажуулж чадаагүй. Тэд өргөдлөө буцааж авахаас өөр аргагүй болсон. Шинжлэх ухааны эрэл хайгуул эцэс төгсгөлгүй гэдгийг энэ хэрэг харуулж байна.

Заримдаа туршилтын зэрэгцээ таамаглалыг дахин шалгадаг. 2001 оны 2-р сард Нью-Йорк дахь Брукхавен үндэсний лаборатори мюоны соронзон момент (сөрөг цэнэгтэй бөөмийн электрон шиг, гэхдээ хамаагүй хүнд) бөөмийн физикийн стандарт загвараас таамагласан утгаас бага зэрэг давсан туршилтыг мэдээлэв. энэ загварт .2-р бүлгийг үзнэ үү). Мөн бөөмсийн бусад олон шинж чанаруудын талаархи стандарт загварын таамаглал нь туршилтын өгөгдөлтэй маш сайн нийцэж байсан тул мюоны соронзон моментийн хэмжээтэй холбоотой ийм зөрүү нь стандарт загварын үндэс суурийг устгасан.

Мюоны соронзон моментийн таамаглал нь 1995 онд Япон, Нью-Йоркийн эрдэмтдийн бие даан хийсэн нарийн төвөгтэй, урт хугацааны тооцооллын үр дүн юм. 2001 оны 11-р сард эдгээр тооцоог Францын физикчид давтан хийж, алдаатай болохыг илрүүлжээ. сөрөг тэмдэгтэгшитгэлийн нөхцлүүдийн нэг бөгөөд үр дүнгээ интернетэд байршуулсан. Үүний үр дүнд Brookhaven групп өөрсдийн тооцоогоо дахин шалгаж, алдаагаа хүлээн зөвшөөрч, зассан үр дүнг нийтлэв. Үүний үр дүнд таамаглал болон туршилтын өгөгдлийн хоорондох зөрүүг багасгах боломжтой болсон. Стандарт загвар нь шинжлэх ухааны судалгааны явцад бэлтгэж буй туршилтуудыг дахин давах шаардлагатай болно.

Шинжлэх ухааны арга нь үйл ажиллагаа

Ажил дээрээ шинжлэх ухааны аргын сонгодог жишээг алхам алхмаар авч үзье.

Ажиглалт

Ажиглалт. Английн Кавендиш лабораторийн захирал Ж.Ж.Томсон (1884–1919) катодын туяаны хоолойд гэрлийн цацрагийн үйл ажиллагааг судалсан (орчин үеийн CRT телевизийн хүлээн авагчийн загвар). Цацраг нь: 1) эерэг цэнэгтэй цахилгаан ялтсууд руу хазайсан ба 2) тэдгээрийг цохиход гэрлийн анивчдаг тул сөрөг цэнэгтэй бөөмс болох электронуудаас бүрдэх нь тодорхой болсон. Томсоны туршилтын тухай түүний хэлсэн үг. (Цахилгаан цэнэгийн нэгж болох электрон нэрийг Ирландын өөр нэг физикч Жорж Стоуни санал болгосон.)

Таамаглал

Таамаглал. Атомууд ямар ч цэнэггүй (төвийг сахисан) тул Томсон тэдгээрийн дотор сөрөг цэнэгтэй бөөмсийг нээсэн тул атом ч бас эерэг цэнэгтэй байх ёстой гэж дүгнэсэн. 1903 онд Томсон эерэг цэнэгийг атом даяар "түрхэж", сөрөг цэнэгтэй электронууд эерэг цэнэгтэй бодисын дунд оршдог онолыг бий болгосон. Энэ зураг нь Британийн уламжлалт хоолтой төстэй байсан тул үүнийг "Атомын Томсон үзэмний идээ" гэж нэрлэжээ.

Урьдчилан таамаглах

Урьдчилан таамаглах. Эрнст Рутерфорд бол α бөөмс гэж нэрлэгддэг эерэг цэнэгтэй бөөмсийн шинжээч байсан. 20-р зууны эхээр тэрээр Томсоны "үзэмний пудинг" загварын дагуу ховор бөгөөд "түрхсэн" эерэг цэнэгээс бүрдэх атомууд руу эдгээр бөөмсийг галлах нь бильярдны бөмбөгийг манан руу шидэхийг санагдуулна гэж таамаглаж байсан. Бөмбөлгүүдийн ихэнх нь шулуун өнгөрөх бөгөөд тэдгээрийн зөвхөн нэг хэсэг нь маш бага хэмжээгээр хазайх болно.

Туршлага

Туршлага. 1909 онд Ханс Гейгер, Эрнест Марсден нар нимгэн алтан тугалган цаас руу альфа тоосонцороор галлаж эхлэв. Үр дүн нь хүлээгдэж байснаас тэс өөр болсон. Зарим альфа тоосонцор их хэмжээгээр хазайж, зарим нь бүр буцсан. Рутерфорд энэ нь "та цаасан дээр арван таван фунтын бүрхүүл харвах үед бүрхүүл буцаж ирээд чамайг алахтай адил боломжгүй" гэж тэмдэглэжээ.

Давт

Давт. Атомын Томсоны загварыг нарны аймгийн загварчилсан Рутерфордын загвараар сольсон бөгөөд эерэг цэнэг нь атомын дундах харьцангуй жижиг цөмд төвлөрч, электронууд (гаргууд шиг) тойрог тойрог замд эргэлддэг. цөм (Нар шиг). 20-р зуунд цаашдын таамаглал, туршилтуудын дараа Резерфордын нарны аймгийн атомын загварыг өөр загвараар сольсон. Туршилтын өгөгдөл нь одоо байгаа таамаглалын таамаглалтай нийцэхгүй байгаа тохиолдолд таамаглалыг засах шаардлагатай болсон.

Тиймээс тайлбар Исаак нээсэнНьютоны механикийн хуулиуд, Жеймс Клерк Максвеллийн цахилгаан ба соронзонгийн мөн чанарын тухай сонгодог таамаглалууд нь орон зай, цаг хугацааны туйлын мөн чанарын тухай сонирхолтой таамаглалыг бий болгосон. Эйнштейний харьцангуйн онол нь эдгээр тохиромжтой үнэмлэхүй хэмжигдэхүүнүүдийг сөрөг, гүн ухааны хувьд үл итгэх харьцангуй хэмжигдэхүүнээр сольсон. Харьцангуй онол байдаг гэдгийг хүлээн зөвшөөрөхөд хүргэсэн гол шалтгаан нь энэ онолын таамаглалыг туршилтын өгөгдөлтэй тохирч байсан явдал юм.

Хэдийгээр тодорхой санаа тархсан, онолыг дэмжигчдийн нэр хүнд, сонирхол татахуйц бус байдал шинэ онол, Улс төрийн үзэл бодолСанаа зохиогчид эсвэл тэдгээрийг ойлгоход хэцүү байдаг ч нэг зүйл бол хөдлөшгүй хэвээр байна: туршлагын өгөгдлийн давуу байдал.

Хэцүү байдал

Энд танилцуулсан шинжлэх ухааны арга нь шинжлэх ухаан хэрхэн ажилладаг талаар оновчтой сэргээн засварлах явдал юм. Ийм идеализаци нь бодит байдал дээр тохиолддог зүйлээс ялгаатай байдаг, жишээлбэл, хэзээ их тооүе шатууд нь удаан хугацаагаар тусгаарлагдсан үед оролцогчид. Гэсэн хэдий ч бидэнд маш их зүйлийг үзэх боломж байна.

Энд хэд хэдэн бэрхшээлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Юуны өмнө шинжлэх ухаан нь зарим философичдын санал нийлэхгүй байгаа хэд хэдэн философийн таамаглалыг дэвшүүлдэг. Шинжлэх ухаан нь ажиглагчаас хамаардаггүй объектив бодит байдал байгааг хүлээн зөвшөөрдөг. Тэгэхгүй бол ийм бодитой байдалгүйгээр өөр өөр лабораторид давтагдсан ижил ажиглалт, туршилтууд өөр байж болох бөгөөд дараа нь судлаачид тохиролцох боломжгүй болно. Цаашилбал, шинжлэх ухаан Орчлон ертөнц тодорхой өөрчлөгдөөгүй хуулиудад захирагддаг гэж үздэг бөгөөд хүн эдгээр хуулиудыг ойлгох чадвартай байдаг. Хэрэв орчлон ертөнцийг удирдаж буй хуулиуд тодорхойгүй эсвэл бид тэдгээрийг ойлгох чадваргүй бол аливаа таамаглал дэвшүүлэх шинжлэх ухааны бүх хүчин чармайлт дэмий хоосон болно. Гэвч эдгээр хуулиудын талаарх бидний ойлголт нэмэгдэж, тэдгээрт үндэслэсэн таамаглал туршилтаар батлагдаж байгаа тул ийм таамаглал нэлээд үндэслэлтэй мэт санагдаж байна.

Шинжлэх ухааны таамаглалууд нь удаан хугацааны туршид тохиолдсон үйл явдлууд, тэр дундаа туршлагаар баталгаажуулах боломжгүй өнгөрсөн үйл явдлуудтай холбоотой байдаг. Ихэнхдээ харилцан тохиролцоонд хүрэхийн тулд мэдлэгийн янз бүрийн салбаруудаас хөндлөн таамаг дэвшүүлэх замаар энэ бэрхшээлээс зайлсхийдэг. Тухайлбал, 4 тэрбум гаруй жил гэж тооцогдсон дэлхийн нас батлагдсан одон орны тооцооНарны дотоод дахь гелийн агууламж, хавтангийн тектоникийн геологийн хэмжилт, шүрэн ордуудын өсөлтийн биологийн ажиглалт.

Тодорхой үйл явдлыг тайлбарлахдаа, ялангуяа зарим үзэгдлийн талаархи туршилтын өгөгдөл байхгүй тохиолдолд (жишээлбэл, он дараалал бичигдээгүй алс холын тухай, эсвэл орчлон ертөнцийн хүртээмжгүй булангуудын тухай) - нэгэн зэрэг хэд хэдэн таамаглал дэвшүүлж болно. Олон таамаглалыг туршилтаар батлах боломжгүй нарийн нөхцөл байдлыг шинжлэх ухааны хэмнэлтийн зарчмын үндсэн дээр шийдвэрлэдэг [лат. principium parsimoniae], Оккамын сахлын хутга гэж нэрлэдэг.

Английн гүн ухаантан Окхамын Виллиам (1285-1349) нь Францискийн лам байсан бөгөөд дундад зууны үеийн "Аж ахуйн нэгжүүдийг шаардлагагүйгээр үржүүлж болохгүй" гэсэн гүн ухааны номлолыг байнга ашигладаг байв. Цэргийнхэн энэ дүрмийг илүү энгийн бөгөөд шууд илэрхийлсэн: ҮНСЭХ: Энгийн, тэнэг, эсвэл богино, амттай байлга. Ямар ч тохиолдолд туршилтын өгөгдөл байхгүй тохиолдолд энэ нь удирдамж болдог. Хэрэв хэд хэдэн таамаглал байгаа бөгөөд тэдгээрийн аль нэгийг нь сонгох боломжийг олгох туршилт хийх боломжгүй бол тэдгээр нь хамгийн энгийн дээр зогсдог.

Энэ аргын зөвийг туршлага нотолж байна. Жишээлбэл, 1971 онд Ухурын рентген датчик нь Cygnus одны X -1 гэж тодорхойлсон хүчтэй рентген туяаг гэнэт илрүүлжээ. Дэлхийгээс 8 мянган гэрлийн жилийн зайд орших HDE 226868 супер аварга одны ойролцоох хоосон газраас гарч ирсэн мэт санагдсан энэхүү цацрагийн харагдах эх үүсвэр байгаагүй. (HDE тэмдэглэгээний тайлбарыг: Санааны жагсаалт, 14. Оддын каталогийн эмхэтгэлээс үзнэ үү.) Нэг таамаглалын дагуу буруутан нь HDE 226868 одны үл үзэгдэх хамтрагч байсан. Энэ сүнс HDE 226868-аас хөөгдсөн массыг өөртөө татсан. Энэ материалыг үл үзэгдэгч хиймэл дагуул татах үед түүний температур тийм хэмжээгээр нэмэгдэж, хиймэл дагуул радио долгион ялгаруулж эхлэв. Өөр нэг таамаглалд HDE 226868-тай харилцан үйлчилдэг дор хаяж хоёр үл үзэгдэх биет - бүдгэрч буйн улмаас үл үзэгдэх энгийн од ба эргэдэг нейтрон од (одны үндсэн хэсэг нь ашиглалтын хугацаа дууссаны дараа нейтроноос бүрдэх бөмбөг болж сүйрдэг). ), пульсар гэж нэрлэдэг. Тодорхой байдлаар байрладаг эдгээр гурван бие нь ажиглагдсан радио цацрагийн эх үүсвэр байж болно.

Cygnus X -1-ийн алслагдсан байдал нь шууд баталгаажуулалтыг зөвшөөрдөггүй, ялангуяа энэ цацраг нь 8 мянган жилийн өмнө үүссэн тул. Тэгвэл өрсөлдөж буй таамаглалуудын аль нь үнэн бэ? Туршилтын өгөгдлөөр - хоёулаа. Гэхдээ Оккамын сахлын хутга ашиглан нэг селестиел биетээр хязгаарлагдсан энгийн тайлбар энд хамгийн тохиромжтой болохыг бид харж байна. Ийнхүү Cygnus X-1 нь хар нүх гэгддэг үл үзэгдэх хиймэл дагуулын анхны бүртгэгдсэн жишээ болжээ. Үүний дараа үүнтэй төстэй нөхцөл байдалд 30 гаруй ийм объектыг илрүүлжээ.

Occam's Razor зарчим нь туршилтаар баталгаажаагүй тохиолдолд л хэрэгжинэ. Үүний үүрэг бол ажиглалттай нийцсэн хамгийн энгийн таамаглалыг сонгоход туслах явдал юм. Гэсэн хэдий ч энэ нь илүү нарийн төвөгтэй өгөгдлөөр батлагдсан бусад таамаглалыг үгүйсгэх аргагүй юм. Эцсийн эцэст энэ нь туршлагаар хүлээн авсан баталгаажуулалтыг орлуулах чадваргүй юм. Мэдээжийн хэрэг, Оккамын сахлын машин нь нарийвчилсан туршилтын өгөгдлөөс доогуур байдаг ч заримдаа энэ нь бидэнд байдаг цорын ганц зүйл юм.

Шийдэгдээгүй асуудлууд

Шинжлэх ухаан нь хүний ​​оюун санааны үйл ажиллагаанд хэрхэн нийцэж, хэрхэн ажилладагийг ойлгосноор бид түүний нээлттэй байдал нь орчлон ертөнцийг илүү бүрэн дүүрэн ойлгохын тулд янз бүрийн арга замаар явах боломжийг бидэнд олгодог. Таамаглал чимээгүй хэвээр байгаа шинэ үзэгдлүүд гарч ирдэг бөгөөд үүнийг эвдэхийн тулд шинэ таамаглал дэвшүүлж, бүрэн гүйцэд хийдэг. шинэ санаанууд. Тэдгээр дээр үндэслэн таамаглалыг боловсронгуй болгодог. Туршилтын шинэ төхөөрөмж бий болж байна. Энэ бүх үйл ажиллагаа нь Орчлон ертөнцийн зан байдлыг илүү нарийвчлалтай тусгасан таамаглалыг бий болгоход хүргэдэг. Энэ бүхэн нь нэг зорилгын төлөө - Орчлон ертөнцийг олон янзаар нь ойлгохын тулд.

Шинжлэх ухааны таамаглалыг Орчлон ертөнцийн бүтцийн талаархи асуултын хариулт гэж үзэж болно. Бидний даалгавар бол өнөөг хүртэл шийдэгдээгүй таван том асуудлыг судлах явдал юм. "Хамгийн том" гэдэг үг нь өргөн хүрээтэй үр дагавартай, бидний цаашдын ойлголтод хамгийн чухал эсвэл хамгийн чухал хэрэглээний ач холбогдолтой асуудлуудыг хэлдэг. Бид байгалийн шинжлэх ухааны таван салбар тус бүрээс авсан нэг томоохон шийдэгдээгүй асуудалд хязгаарлаж, тэдгээрийн шийдлийг хэрхэн хурдасгах талаар тайлбарлахыг хичээх болно. Мэдээжийн хэрэг, хүн ба нийгмийн тухай шинжлэх ухаан, хүмүүнлэгийн болон хэрэглээний шинжлэх ухаанд өөрсдийн шийдэгдээгүй асуудлууд (жишээлбэл, ухамсрын мөн чанар) байдаг, гэхдээ энэ асуудал энэ номын хамрах хүрээнээс гадуур юм.

Байгалийн шинжлэх ухааны таван салбар тус бүрээс бидний сонгосон хамгийн том шийдэгдээгүй асуудлууд, бидний сонголтод юу нөлөөлсөн бэ.

Физик.Биеийн массын хөдөлгөөнтэй холбоотой шинж чанарууд (хурд, хурдатгал, момент, кинетик ба боломжит энергийн хамт) бидэнд сайн мэддэг. Орчлон ертөнцийн бүх жижиг хэсгүүдэд байдаггүй, гэхдээ массын мөн чанар нь бидэнд тодорхойгүй байна. Физикийн хамгийн том шийдэгдээгүй асуудал бол: Яагаад зарим бөөмс [амрах] масстай байхад зарим нь тийм биш байдаг вэ?

Хими.Амьд ба амьгүй биетүүдийн химийн урвалын судалгааг өргөн хүрээтэй бөгөөд маш амжилттай хийж байна. Химийн хамгийн том шийдэгдээгүй асуудал бол: ямар төрлийн химийн урваланхны амьд оршнолуудыг бий болгохын тулд атомуудыг түлхсэн үү?

Биологи.Саяхан олон амьд организмын геном буюу молекулын зургийг олж авах боломжтой болсон. Геном нь амьд организмын нийтлэг уураг буюу протеомын талаарх мэдээллийг агуулдаг. Биологийн хамгийн том шийдэгдээгүй асуудал бол протеомын бүтэц, зорилго юу вэ?

Геологи.Хавтангийн тектоникийн загвар нь дэлхийн дээд бүрхүүлийн харилцан үйлчлэлийн үр дагаврыг хангалттай дүрсэлдэг. Гэвч агаар мандлын үзэгдлүүд, ялангуяа цаг агаарын төрлүүд нь найдвартай таамаглалд хүргэдэг загваруудыг бий болгох оролдлогыг үл тоомсорлож байх шиг байна. Геологийн хамгийн том шийдэгдээгүй асуудал бол: урт хугацааны цаг агаарын урьдчилсан мэдээг гаргах боломжтой юу?

Одон орон судлал.Орчлон ертөнцийн ерөнхий бүтцийн олон талыг сайн мэддэг ч түүний хөгжилд тодорхойгүй олон зүйл байсаар байна. Орчлон ертөнцийн тэлэлтийн хурд нэмэгдэж байгааг саяхан олж мэдсэн нь түүнийг хязгааргүй тэлэх болно гэсэн санааг төрүүлж байна. Одон орон судлалын хамгийн том шийдэгдээгүй асуудал бол орчлон ертөнц яагаад байнга өсөн нэмэгдэж буй хурдаар тэлж байна вэ?

Эдгээр асуудлуудтай холбоотой өөр олон сонирхолтой асуултууд зам дээр гарч ирэх бөгөөд тэдний зарим нь ирээдүйд томоохон асуултууд болж магадгүй юм. Энэ тухай номын сүүлчийн хэсэг болох "Санаа бодлын жагсаалт"-д хэлэлцсэн болно.

Цусны эргэлтийн мөн чанарыг тодорхойлсон 17-р зууны Английн эмч Уильям Харви хэлэхдээ: "Бидний мэддэг бүх зүйл бидний мэдэхгүй зүйлтэй харьцуулахад хязгааргүй бага юм" [Амьтдын зүрх ба цусны хөдөлгөөний анатомийн судалгаа. , 1628]. Асуултууд хариулт өгөхөөс илүү хурдан үржиж байгаа тул энэ нь үнэн юм. Шинжлэх ухааны гэрэлтүүлсэн орон зай тэлэхийн хэрээр эргэн тойрон дахь харанхуй улам бүр нэмэгддэг.

Тэмдэглэл:

нэрэмжит үндэсний хамгийн эртний лаборатори. Лоуренс Беркли, циклотрон зохион бүтээгч Эрнест Орландо Лоуренс 1931 онд үүсгэн байгуулсан. АНУ-ын Эрчим хүчний яамнаас удирддаг

Оккамын сахлын машин - бүх зүйлийг хамгийн энгийн тайлбарыг эрэлхийлэх ёстой гэсэн зарчим; Ихэнхдээ энэ зарчмыг дараах байдлаар томъёолдог: "Шаардлагагүй хүн олон зүйлийг шаардах ёсгүй" (pluralitas non est ponenda sine necessitate) эсвэл "Бага гэж тайлбарлаж болох зүйлийг илүүгээр илэрхийлэх ёсгүй" (frustra fit per. plura quod potest fieri per pauciora). Түүхчдийн ихэвчлэн иш татдаг "Аж ахуйн нэгжүүдийг шаардлагагүйгээр үржүүлж болохгүй" (entia non sunt multiplicandasine necessitate) нь Окхамын зохиолуудад байдаггүй (эдгээр нь Сент-Пурсины Дюранд, 1270-1334 он, франц хүн) хэлсэн үг юм. теологич ба Доминиканы лам; 1205-1275 онуудад Францын францискан лам Одо Ригод анх удаа олдсон.

Орчин үеийн физикийн шийдэгдээгүй асуудлуудын жагсаалтыг доор харуулав.

Эдгээр асуудлын зарим нь онолын шинж чанартай байдаг. Энэ нь одоо байгаа онолууд нь тодорхой ажиглагдсан үзэгдэл эсвэл туршилтын үр дүнг тайлбарлах боломжгүй гэсэн үг юм.

Бусад асуудлууд нь туршилтын шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь санал болгож буй онолыг шалгах эсвэл үзэгдлийг илүү нарийвчлан судлах туршилтыг бий болгоход бэрхшээлтэй байдаг.

Эдгээр асуудлуудын зарим нь хоорондоо нягт холбоотой байдаг. Жишээлбэл, нэмэлт хэмжээсүүд эсвэл хэт тэгш хэм нь шатлалын асуудлыг шийдэж чадна. Квантын таталцлын бүрэн онол эдгээр асуултын ихэнхийг хариулж чадна гэж үздэг.

Орчлон ертөнцийн төгсгөл ямар байх вэ?

Шийдэл нь тэгшитгэлийн үл мэдэгдэх гишүүн хэвээр байгаа харанхуй энергиээс ихээхэн хамаардаг.

Хар энерги нь орчлон ертөнцийн тэлэлтийг хурдасгах үүрэгтэй боловч түүний гарал үүсэл нь нууцлаг юм. Хэрэв харанхуй энерги цаг хугацааны явцад тогтмол байвал бид "их хөлдөлт"-ийг мэдрэх магадлалтай: Орчлон ертөнц улам хурдацтай тэлж, эцэст нь галактикууд бие биенээсээ хол зайд хөдөлж, одоогийн хоосон орон зай нь хүүхдийн тоглоом мэт санагдах болно.

Хэрэв харанхуй энерги нэмэгдвэл тэлэлт маш хурдан болж, зөвхөн галактикуудын хоорондын орон зай нэмэгдэхээс гадна оддын хоорондох зай нэмэгдэх болно, өөрөөр хэлбэл галактикууд өөрсдөө хуваагдана; Энэ сонголтыг "том цоорхой" гэж нэрлэдэг.

Өөр нэг хувилбар бол харанхуй энерги багасч, таталцлын хүчийг эсэргүүцэх чадваргүй болж, орчлон ертөнц сүйрнэ ("том хямрал").

Яахав, гол нь үйл явдал яаж ч өрнөсөн бид сүйрдэг. Гэсэн хэдий ч үүнээс өмнө, орчлон ертөнц хэрхэн мөхөхийг тооцоолоход хангалттай олон тэрбум, бүр их наяд жил байна.

Квантын таталцал

Идэвхтэй судалгаа явуулж байгаа хэдий ч квант таталцлын онолыг хараахан бүтээгээгүй байна. Үүнийг бүтээхэд тулгардаг гол бэрхшээл нь квант механик ба харьцангуйн ерөнхий онол (GR) хоёр бие биетэйгээ холбохыг оролддог физикийн онолууд нь өөр өөр зарчимд тулгуурладагт оршино.

Тиймээс квант механик нь физик системүүдийн (жишээлбэл, атом эсвэл энгийн бөөмс) цаг хугацааны хувьслыг гадаад орон зай-цаг хугацааны дэвсгэр дээр дүрсэлсэн онол болгон томъёолдог.

Харьцангуйн ерөнхий онолд гадаад орон-цаг гэж байдаггүй — энэ нь өөрөө онолын динамик хувьсах хэмжигдэхүүн бөгөөд энэ онолын шинж чанараас хамаарна. сонгодогсистемүүд

Квантын таталцалд шилжихдээ хамгийн багадаа системийг квантаар солих шаардлагатай (өөрөөр хэлбэл квантчлах). Шинээр гарч ирж буй холболт нь орон зай-цаг хугацааны геометрийн зарим төрлийн квантжуулалтыг шаарддаг физик утгаИйм квантчлал нь туйлын тодорхойгүй бөгөөд үүнийг хэрэгжүүлэх амжилттай тууштай оролдлого байхгүй байна.

Шугаманчлагдсан таталцлын сонгодог онолыг (GTR) хэмжигдэх оролдлого хүртэл олон тооны техникийн бэрхшээлтэй тулгардаг — квантын таталцал нь таталцлын тогтмол нь хэмжээст хэмжигдэхүүн учраас дахин хэвийн бус онол болж хувирдаг.

Таталцлын харилцан үйлчлэлийн сул байдлаас шалтгаалан квант таталцлын чиглэлээр шууд туршилт хийх боломжгүй байгаа нь нөхцөл байдлыг улам хүндрүүлж байна. орчин үеийн технологи. Үүнтэй холбогдуулан квант таталцлын зөв томъёололыг эрэлхийлэхдээ бид зөвхөн онолын тооцоонд найдах ёстой.

Хиггс бозон нь огт утгагүй юм. Энэ нь яагаад байдаг вэ?

Хиггс бозон нь бусад бүх бөөмс хэрхэн масс олж авдагийг тайлбарладаг ч олон шинэ асуултуудыг бий болгодог. Жишээлбэл, Хиггс бозон яагаад бүх бөөмстэй харилцан адилгүй үйлчилдэг вэ? Тиймээс т-кварк нь электроноос илүү хүчтэй харилцан үйлчилдэг тул эхнийх нь масс хоёр дахьхээс хамаагүй өндөр байдаг.

Нэмж дурдахад Хиггс бозон нь тэг спинтэй анхны энгийн бөөмс юм.

Эрдэмтэн Ричард Руиз хэлэхдээ: "Бидэнд бөөмийн физикийн цоо шинэ салбар бий. Түүний мөн чанар юу болохыг бид мэдэхгүй."

Хокингийн цацраг

Хар нүхнүүд онолын таамаглаж байгаачлан дулааны цацраг үүсгэдэг үү? Энэ цацраг нь Хокингийн анхны тооцооллоор тэдний дотоод бүтцийн талаарх мэдээллийг агуулдаг уу, үгүй ​​юу?

Орчлон ертөнц яагаад эсрэг бодисоос тогтдоггүй вэ?

Антиматер нь ижил бодис юм: энэ нь гараг, од, галактикийг үүсгэдэг бодистой яг ижил шинж чанартай байдаг.

Цорын ганц ялгаа нь төлбөр юм. дагуу орчин үеийн санаанууд, шинэ төрсөн орчлонд хоёулаа тэнцүү хэмжээтэй байсан. Их тэсрэлтээс хойш удалгүй матери ба эсрэг бодисууд устсан (харилцан устгаж, бие биенийхээ бусад хэсгүүдийг бий болгох урвалд орсон).

Асуулт бол ямар нэг хэмжээний матери хэвээр үлдсэн нь яаж болсон бэ? Яагаад матери амжилтанд хүрч, антиматерууд олс таталтанд ялагдсан бэ?

Энэхүү тэгш бус байдлыг тайлбарлахын тулд эрдэмтэд CP-ийн зөрчлийн жишээг, өөрөөр хэлбэл бөөмс нь антиматер биш харин матери үүсгэхийг илүүд үздэг процессуудыг хичээнгүйлэн хайж байна.

"Юуны өмнө би нейтрино хэлбэлзэл (нейтрино антинейтрино болж хувирах) нь нейтрино ба антинейтрино хоёрын хооронд ялгаатай эсэхийг ойлгохыг хүсч байна" гэж асуултыг хуваалцсан Колорадогийн их сургуулийн Алисиа Марино хэлэв.  "Өмнө нь ийм зүйл байгаагүй, гэхдээ бид дараагийн үеийн туршилтуудыг тэсэн ядан хүлээж байна."

Бүх зүйлийн онол

Бүх үндсэн физик тогтмолуудын утгыг тайлбарладаг онол байдаг уу? Физикийн хуулиуд яагаад ийм байдгийг тайлбарласан онол бий юу?

Дөрөвийг нэгтгэх онолыг илэрхийлэхийн тулд үндсэн харилцан үйлчлэлбайгальд.

20-р зууны туршид олон "бүх зүйлийн онол" дэвшүүлсэн боловч нэгийг нь ч туршилтаар туршиж үзээгүй эсвэл зарим нэр дэвшигчдэд туршилтын туршилтыг бий болгоход ихээхэн бэрхшээлтэй тулгарсан.

Шагнал: Бөмбөгний аянга

Энэ үзэгдлийн мөн чанар юу вэ? Бөмбөлөг аянга нь бие даасан объект уу эсвэл гаднаас эрчим хүчээр тэжээгддэг үү? Ингээд л болоо юу бөмбөг аянгаТэд ижил шинж чанартай юу эсвэл өөр өөр төрөл байдаг уу?

Бөмбөгний аянга — агаарт хөвж буй гэрэлтэх галт бөмбөг, онцгой ховор байгалийн үзэгдэл.

Өнөөдрийг хүртэл энэ үзэгдлийн илрэл, явцын нэгдсэн физик онол гараагүй байна шинжлэх ухааны онолууд, энэ нь үзэгдлийг хий үзэгдэл болгон бууруулдаг.

Энэ үзэгдлийг тайлбарласан 400 орчим онол байдаг ч тэдгээрийн аль нь ч эрдэм шинжилгээний орчинд үнэмлэхүй хүлээн зөвшөөрөгдөөгүй байна. Лабораторийн нөхцөлд ижил төстэй боловч богино хугацааны үзэгдлийг хэд хэдэн аргаар олж авсан янз бүрийн арга замууд, тиймээс бөмбөгний аянгын мөн чанарын тухай асуулт нээлттэй хэвээр байна. 20-р зууны төгсгөлд бөмбөлөг аянгын гэрчүүдийн тайлбарын дагуу байгалийн энэ үзэгдлийг зохиомлоор хуулбарлах туршилтын нэг ч зогсоол бий болоогүй байна.

Бөмбөгний аянга нь цахилгаан гарал үүсэлтэй, байгалийн шинж чанартай, өөрөөр хэлбэл үүнийг төлөөлдөг үзэгдэл гэж өргөнөөр үздэг. тусгай төрөлудаан хугацааны туршид оршин тогтнож байсан, бөмбөг хэлбэртэй, урьдчилан таамаглах аргагүй траекторийн дагуу хөдөлж чаддаг аянга нь заримдаа гэрчүүдийг гайхшруулдаг.

Уламжлал ёсоор бөмбөгний аянгын тухай олон гэрчийн мэдүүлгийн найдвартай байдал эргэлзээтэй хэвээр байна, үүнд:

• наад зах нь зарим үзэгдлийг ажиглах баримт;
• бусад үзэгдлийг биш харин бөмбөгний аянга ажиглах баримт;
• гэрчийн мэдүүлэгт өгөгдсөн үзэгдлийн талаархи дэлгэрэнгүй мэдээлэл.

Олон нотлох баримтын найдвартай байдлын талаархи эргэлзээ нь уг үзэгдлийг судлахад хүндрэл учруулж, энэ үзэгдэлтэй холбоотой янз бүрийн таамаглал, сенсаци бүхий материалууд гарч ирэх үндэс суурийг бүрдүүлдэг.

Материал дээр үндэслэн: хэдэн арван нийтлэл

Орчин үеийн физикийн шийдэгдээгүй 10 асуудал
Орчин үеийн физикийн шийдэгдээгүй асуудлуудын жагсаалтыг доор харуулав.

Эдгээр асуудлын зарим нь онолын шинж чанартай байдаг. Энэ нь одоо байгаа онолууд нь тодорхой ажиглагдсан үзэгдэл эсвэл туршилтын үр дүнг тайлбарлах боломжгүй гэсэн үг юм.

Бусад асуудлууд нь туршилтын шинж чанартай байдаг бөгөөд энэ нь санал болгож буй онолыг шалгах эсвэл үзэгдлийг илүү нарийвчлан судлах туршилтыг бий болгоход бэрхшээлтэй байдаг.

Эдгээр асуудлуудын зарим нь хоорондоо нягт холбоотой байдаг. Жишээлбэл, нэмэлт хэмжээсүүд эсвэл хэт тэгш хэм нь шатлалын асуудлыг шийдэж чадна. Квантын таталцлын бүрэн онол эдгээр асуултын ихэнхийг хариулж чадна гэж үздэг.

Орчлон ертөнцийн төгсгөл ямар байх вэ?

Шийдэл нь тэгшитгэлийн үл мэдэгдэх гишүүн хэвээр байгаа харанхуй энергиээс ихээхэн хамаардаг.

Хар энерги нь орчлон ертөнцийн хурдацтай тэлэлтийг хариуцдаг боловч түүний гарал үүсэл нь харанхуйд бүрхэгдсэн нууцлаг зүйл юм. Хэрэв харанхуй энерги цаг хугацааны явцад тогтмол байвал бид "их хөлдөлт"-ийг мэдрэх магадлалтай: Орчлон ертөнц улам хурдацтай тэлж, эцэст нь галактикууд бие биенээсээ хол зайд хөдөлж, одоогийн хоосон орон зай нь хүүхдийн тоглоом мэт санагдах болно.

Хэрэв харанхуй энерги нэмэгдвэл тэлэлт маш хурдан болж, зөвхөн галактикуудын хоорондын орон зай нэмэгдэхээс гадна оддын хоорондох зай нэмэгдэх болно, өөрөөр хэлбэл галактикууд өөрсдөө хуваагдана; Энэ сонголтыг "том цоорхой" гэж нэрлэдэг.

Өөр нэг хувилбар бол харанхуй энерги багасч, таталцлын хүчийг эсэргүүцэх чадваргүй болж, орчлон ертөнц сүйрнэ ("том хямрал").

Яахав, гол нь үйл явдал яаж ч өрнөсөн бид сүйрдэг. Гэсэн хэдий ч үүнээс өмнө орчлон ертөнц хэрхэн үхэхийг тооцоолоход хангалттай олон тэрбум, бүр их наяд жил байна.

Квантын таталцал

Идэвхтэй судалгаа явуулж байгаа хэдий ч квант таталцлын онолыг хараахан бүтээгээгүй байна. Үүнийг бий болгоход тулгардаг гол бэрхшээл нь квант механик ба харьцангуйн ерөнхий онол (GR) хоёр физик онолуудыг хооронд нь холбохыг оролддог нь өөр өөр зарчимд тулгуурладагт оршино.

Тиймээс квант механик нь физик системүүдийн (жишээлбэл, атом эсвэл энгийн бөөмс) цаг хугацааны хувьслыг гадаад орон зай-цаг хугацааны дэвсгэр дээр дүрсэлсэн онол болгон томъёолдог.

Харьцангуйн ерөнхий онолд гадаад орон-цаг гэж байдаггүй — энэ нь өөрөө онолын динамик хувьсах хэмжигдэхүүн бөгөөд энэ онолын шинж чанараас хамаарна. сонгодогсистемүүд

Квантын таталцалд шилжихдээ хамгийн багадаа системийг квантаар солих шаардлагатай (өөрөөр хэлбэл квантчлах). Шинээр гарч ирж буй холболт нь орон зай-цаг хугацааны геометрийг ямар нэгэн хэмжээгээр квантчлахыг шаарддаг бөгөөд ийм квантчлалын физик утга нь туйлын тодорхойгүй бөгөөд үүнийг хэрэгжүүлэх амжилттай, тууштай оролдлого байдаггүй.

Шугаманчлагдсан таталцлын сонгодог онолыг (GTR) хэмжигдэх оролдлого хүртэл олон тооны техникийн бэрхшээлтэй тулгардаг - таталцлын тогтмол нь хэмжээст хэмжигдэхүүн учраас квант таталцлыг дахин хэвийн болгох боломжгүй онол болж хувирдаг.

Таталцлын харилцан үйлчлэлийн сул байдлаас шалтгаалан квант таталцлын чиглэлээр шууд туршилт хийх нь орчин үеийн технологид нэвтрэх боломжгүй байгаа нь нөхцөл байдлыг улам хүндрүүлж байна. Үүнтэй холбогдуулан квант таталцлын зөв томъёололыг эрэлхийлэхдээ бид зөвхөн онолын тооцоонд найдах ёстой.

Хиггс бозон нь огт утгагүй юм. Энэ нь яагаад байдаг вэ?

Хиггс бозон нь бусад бүх бөөмс хэрхэн масс олж авдагийг тайлбарладаг ч олон шинэ асуултуудыг бий болгодог. Жишээлбэл, Хиггс бозон яагаад бүх бөөмстэй харилцан адилгүй үйлчилдэг вэ? Тиймээс т-кварк нь электроноос илүү хүчтэй харилцан үйлчилдэг тул эхнийх нь масс хоёр дахьхээс хамаагүй өндөр байдаг.

Нэмж дурдахад Хиггс бозон нь тэг спинтэй анхны энгийн бөөмс юм.

Эрдэмтэн Ричард Руиз хэлэхдээ: "Бидэнд бөөмийн физикийн цоо шинэ салбар бий. Түүний мөн чанар юу болохыг бид мэдэхгүй."

Хокингийн цацраг

Хар нүхнүүд онолын таамаглаж байгаачлан дулааны цацраг үүсгэдэг үү? Энэ цацраг нь Хокингийн анхны тооцооллоор тэдний дотоод бүтцийн талаарх мэдээллийг агуулдаг уу, үгүй ​​юу?

Орчлон ертөнц яагаад эсрэг бодисоос тогтдоггүй вэ?

Антиматер нь ижил бодис юм: энэ нь гараг, од, галактикийг үүсгэдэг бодистой яг ижил шинж чанартай байдаг.

Цорын ганц ялгаа нь төлбөр юм. Орчин үеийн үзэл бодлын дагуу шинэ төрсөн орчлонд хоёулаа ижил хэмжээтэй байсан. Их тэсрэлтээс хойш удалгүй матери ба эсрэг бодисууд устсан (харилцан устгаж, бие биенийхээ бусад хэсгүүдийг бий болгох урвалд орсон).

Асуулт бол ямар нэг хэмжээний матери хэвээр үлдсэн нь яаж болсон бэ? Яагаад матери амжилтанд хүрч, антиматерууд олс таталтанд ялагдсан бэ?

Энэхүү тэгш бус байдлыг тайлбарлахын тулд эрдэмтэд CP-ийн зөрчлийн жишээг, өөрөөр хэлбэл бөөмс нь антиматер биш харин матери үүсгэхийг илүүд үздэг процессуудыг хичээнгүйлэн хайж байна.

"Юуны өмнө би нейтрино хэлбэлзэл (нейтрино антинейтрино болж хувирах) нь нейтрино ба антинейтрино хоёрын хооронд ялгаатай эсэхийг ойлгохыг хүсч байна" гэж асуултыг хуваалцсан Колорадогийн их сургуулийн Алисиа Марино хэлэв.  "Өмнө нь ийм зүйл ажиглагдаж байгаагүй, гэхдээ бид дараагийн үеийн туршилтуудыг тэсэн ядан хүлээж байна."

Бүх зүйлийн онол

Бүх үндсэн физик тогтмолуудын утгыг тайлбарладаг онол байдаг уу? Физикийн хуулиуд яагаад ийм байдгийг тайлбарласан онол бий юу?

Бүх зүйлийн онол   - бүх мэдэгдэж буй үндсэн харилцан үйлчлэлийг дүрсэлсэн физик, математикийн нэгдмэл таамаглалын онол.

Эхэндээ энэ нэр томъёог янз бүрийн ерөнхий онолыг илэрхийлэхийн тулд инээдэмтэй байдлаар ашигласан. Цаг хугацаа өнгөрөхөд энэ нэр томъёо нь квант физикийн алдар нэрд бий болж, байгаль дээрх дөрвөн үндсэн харилцан үйлчлэлийг нэгтгэх онолыг илэрхийлэх болсон.

20-р зууны туршид олон "бүх зүйлийн онол" дэвшүүлсэн боловч нэгийг нь ч туршилтаар туршиж үзээгүй эсвэл зарим нэр дэвшигчдэд туршилтын туршилтыг бий болгоход ихээхэн бэрхшээлтэй тулгарсан.

Шагнал: Бөмбөгний аянга

Энэ үзэгдлийн мөн чанар юу вэ? Бөмбөлөг аянга нь бие даасан объект уу эсвэл гаднаас эрчим хүчээр тэжээгддэг үү? Бөмбөгний аянга бүгд ижил шинж чанартай юу эсвэл өөр өөр төрөл байдаг уу?

Бөмбөлөг аянга нь агаарт хөвж буй галын гэрэлт бөмбөлөг бөгөөд байгалийн өвөрмөц ховор үзэгдэл юм.

Өнөөдрийг хүртэл энэ үзэгдлийн илрэл, явцын нэгдмэл физик онол гараагүй байна.

Энэ үзэгдлийг тайлбарласан 400 орчим онол байдаг ч тэдгээрийн аль нь ч эрдэм шинжилгээний орчинд үнэмлэхүй хүлээн зөвшөөрөгдөөгүй байна. Лабораторийн нөхцөлд ижил төстэй боловч богино хугацааны үзэгдлийг хэд хэдэн өөр аргаар олж авсан тул бөмбөгний аянгын мөн чанарын тухай асуулт нээлттэй хэвээр байна. 20-р зууны төгсгөлд бөмбөлөг аянгын гэрчүүдийн тайлбарын дагуу байгалийн энэ үзэгдлийг зохиомлоор хуулбарлах туршилтын нэг ч зогсоол бий болоогүй байна.

Бөмбөгний аянга нь цахилгаан гаралтай, байгалийн шинж чанартай, өөрөөр хэлбэл, удаан хугацааны туршид оршин тогтнож, урьдчилан таамаглах аргагүй зам дагуу хөдөлж чаддаг бөмбөг хэлбэртэй, заримдаа аянга цахилгааны онцгой төрөл гэж үздэг. нүдээр харсан гэрчүүдийг гайхшруулж байна.

Уламжлал ёсоор бөмбөгний аянгын тухай олон гэрчийн мэдүүлгийн найдвартай байдал эргэлзээтэй хэвээр байна, үүнд:

• наад зах нь зарим үзэгдлийг ажиглах баримт;
• бусад үзэгдлийг биш харин бөмбөгний аянга ажиглах баримт;
• гэрчийн мэдүүлэгт өгөгдсөн үзэгдлийн талаархи дэлгэрэнгүй мэдээлэл.

Олон нотлох баримтын найдвартай байдлын талаархи эргэлзээ нь уг үзэгдлийг судлахад хүндрэл учруулж, энэ үзэгдэлтэй холбоотой янз бүрийн таамаглал, сенсаци бүхий материалууд гарч ирэх үндэс суурийг бүрдүүлдэг.

Материал дээр үндэслэн: хэдэн арван нийтлэл