Kapittel 1
§ 4: Montere bitene sammen
Dagens mest avanserte teorier (superstring teori, M-teori, loop quantum tyngdekraften, supersymmetri, etc.) har alle vært mislykket på samlende kvantemekanikk og generell relativitetsteori. Matematiske forsøk på å forene disse to beskrivelsene - for å redusere de fire naturkreftene inn i en altomfattende rammeverk, har produsert likninger så lange og komplekse at ingen helt forstår dem. Som Brian Greene sier det,
"Matematikk i strengteori er så komplisert at til dags dato, ingen enda vet de nøyaktige ligninger av teorien. I stedet fysikere vet bare tilnærmelser til disse ligningene, og selv de omtrentlige ligningene er så komplisert at de som ennå har blitt bare delvis løst. "(Greene 2003, 19)
Det er som å ha en gigantisk sett digital kode med ingen informasjon om hvordan å oversette at informasjonen til et bilde. Hva er enda mer urovekkende (eller interessant) er det faktum at superdatamaskiner vi har i oppgave å analysere strukturen av disse kodene har fastslått at mønstre er kun tilgjengelige for oversettelse i høyere dimensjoner. Dette tyder på at naturens komplett bilde kan faktisk eksisterer innenfor et rammeverk som innehar mer enn de kjente dimensjoner. Hva kan dette muligens bety? Hvordan kan vi noensinne forvente å forstå noe som er beskrevet i mer enn tre indre mål?
Som vi tenke på det spørsmålet la oss minne om at Einsteins syn på gravitasjon krever også (om enn subtilt) innføring av flere dimensjoner. (. Se kapittel 9) Det beskriver tyngdekraften som en geometrisk effekt - en konsekvens av måten massive objekter forvrenge formen på rom og tid. Forvrengte rom og tid henspiller på eksistensen av flere dimensjoner fordi de skjevheter utvide til noe annet enn de kjente tre romlige dimensjoner. Men disse ekstra dimensjonene er ikke fysisk ekte - eller er de? Vi kan tillate dem å eksistere i den abstrakte matematiske sans, men det er umulig å visualisere mer enn tre dimensjoner. Er det ikke? De kan ikke fysisk eksisterer - kan de? Selv om de finnes, hvordan kan vi noen gang forstå dem? Selv Einstein måtte undertrykke en velkjent dimensjon av plass for å visualisere den dimensjonen av krumningen på et fly, så hvordan kan vi noen gang håper å visualisere mange dimensjoner på en gang?
Denne typen tenkning er nøyaktig hva som holder oss tilbake. Det er vår oppfatning at vi kan samtidig visualisere kun tre romlige dimensjoner på en gang (lengde, bredde og høyde) som holder en intuitiv bilde av virkeligheten skjult for oss. Når vi krysser denne kløften, vil Atlantis ikke lenger kunne skjule. Og fra vantage av Atlantis mysterier Naturen vil bli avslørt.
I våre fire-dimensjonale (tre indre mål og en tidsdimensjon) modeller av fysiske virkeligheten, er rom og tid fortsatt fylt med forvirring. Vi kan ikke engang eksplisitt definerer dem. Men, som vi vil snart oppdage, i en høyere-dimensjonale riket rom og tid gevinst enkle og kraftige definisjoner. Faktisk, med evne til å overskride den dimensjonale barrieren, blir det lett opplagt at naturens rammeverk er elleve-dimensjonale. Matter, energi, og naturkreftene (inkludert gravitasjon) blir enkle derivater av denne flerdimensjonale ballett.
"Alle store imperier i fremtiden vil være imperier av sinnet."
Winston Churchill, 1953
Siden 1905 har vi prøvd å forklare naturens skjønnhet uten så mye som et bilde. Akkurat som jeg ikke kan meningsfullt uttrykke skjønnheten av fontenen av Buckskin Gulch, uten å appellere til menneskets sanser og portretterer en slags image, kan vi ikke forstå naturens dypeste skjønnhet uten å oppdage dens bilde. For å oppnå dette bildet, dette altomfattende rammeverk, må vi lære å åpne øynene for helt nye dimensjoner. Vi må tilbake til en konseptuell tilnærming og, igjen, revurdere selve parametrene for rom og tid.
La oss se hvor dette nysgjerrige frihet kan ta oss.
Fra kommende bok:
Einsteins Intuition
av Thad Roberts
Representert ved
Sam Fleishman
Litterære Artister Representanter
New York, New York
MERKNADER:
[1] Dette sitatet kommer opprinnelig fra en artikkel skrevet av Einstein som ble publisert i Forum og Century Magazine i 1931.
[2] Einstein forklarte viktige forskjeller mellom disse to tilnærmingene i en 1919 essay han skrev som heter "Induction og Fradrag i fysikk."
"Den enkleste Bildet man kan danne om opprettelsen av en empirisk vitenskap er langs linjene av en induktiv metode. Individuelle fakta er valgt og gruppert sammen slik at de lover som binder dem til å bli synlig ... Men de store fremskrittene innen vitenskapelig kunnskap oppsto på denne måten bare i liten grad ... De virkelig store fremskritt i vår forståelse av naturen oppsto på en måte nesten diametralt motsetning til induksjon. Den intuitive forståelse av vesentlige av et stort kompleks av fakta fører forskeren til postulering av en hypotetisk grunnleggende lov eller lover. Fra disse lovene, kommer han sine konklusjoner "Einstein," Induction og Fradrag i fysikk, "Berliner Tageblatt, desember 25, 1919, CPAE 07:28;". Einstein, "Walter Isaacson, s.. 118.
[3] Som et tidlig eksempel på dette, la oss vurdere pythagoreerne - en hemmelig gruppe som fulgte en mystisk skikkelse fra gresk matematikk navngitte Pythagoras (ca. 475 f.Kr.). De pythagoreerne trodde at hele kosmos kan beskrives i forhold til hele tall: 1, 2, 3 osv. Dette understøttet deres forståelse av fysiske virkeligheten og veiledet sine henvendelser om den naturlige verden. Men etter hvert førte dette til problemer. Rundt 500 f.Kr. argumenter fulgte innenfor den pythagoreiske sirkel om et tall som nå er kjent som kvadratroten av to (). De pythagoreerne var opptatt med dette nummeret på grunn av sin geometriske betydning. De hadde først antatt at verdien av kan beskrives som et forhold mellom to hele tall, men en smart argument ble laget som nektet denne muligheten. Ifølge legenden ble dette argumentet bygget av Hippasus av Metapontum, som hadde blitt ordinert til den indre kretsen av kulten. Hippasus 'argument betydde at pythagoreerne måtte akseptere det faktum at kvadratroten av to ikke kunne uttrykkes som en brøk av heltall.
Tragisk med fødselen av irrasjonale tall kom døden til oppdageren sin. Til pythagoreerne, representert irrasjonale tall en idé så farlig at det skapte en krise som nådde til selve røttene av sin kosmologi. I et forsøk på å liksom gjøre denne krisen gå bort og for å sikre at Hippasus ikke ville være i stand til å røpe hemmeligheten til noen utenfor deres krets, pythagoreerne bortførte Hippasus og druknet ham på det åpne hav.
I dag irrasjonale tall og mange andre dype ideer er så fullstendig integrert i vår formalisering av matematikken som det er lett å overse hvor verdifull informasjonen vi har arvet er. Menn og kvinner har viet sine liv, og noen har mistet livet, forsøker å gi oss de ideene som skisserer vår moderne verden - ideer som kvadratroten av to. Begrepet "null" er enda en av disse ideene. I sin tidlige historie Den katolske kirke forbudt Hindu-arabiske tall - den 0 til 9 vi bruker i dag - gjennom mye av Italia til den fjortende århundre, fordi det anses begrepet null som farlig å teologi sin. Richard Elwes, "Fra e til Evigheten," New Scientist, juli 2007: 38. p. 38, Stephen Hawking, skapte Gud Heltall, Jared Diamond, "Guns, bakterier og stål, s.. 235.
[4] Den nakne øye kan se opp til 7000 stjerner i de mørkeste og tydeligste himmel.
[5] Ordet "Cosmos" kommer fra det greske ordet kosmos, som betyr 'den bestilte hele', eller 'verden'.
[6] Uranus er knapt synlig for det blotte øye. Vanligvis bare trenet observatør kan finne det. Det er derfor det ikke er inkludert i denne listen. Neptune ikke kan skilles uten forstørrelse.
[7] Som en refleksjon av hvordan betydelige disse kuriositetene har vært for menneskeheten, merk at objektene som opptar egen himmelsk nivå i ptolemeiske modellen fremdeles gjenspeiles i våre moderne dager i uken.
| Day of the Week | Celestial Body | ||
| Engelsk | Spansk | Engelsk | Spansk |
| Søn dag | Domingo | Sol | Sol |
| Man dag | Lun es | Moon | Luna |
| Tirsdag | Mar Te s | Mars | Marte |
| Onsdag | M i. ERCO les | Mercury | Mercurio |
| Torsdag | Ju Eves | Jupiter | Jupiter |
| Fredag | V Jeg e r n e s | Venus | Venus |
| Basen lør dag | Sa dårlig o | Saturn | Saturno |
Dagene i uken ble opprinnelig oppkalt etter disse himmellegemene av babylonerne. Romerne adopterte denne representasjonen. Vi bokstavelig talt har en 7-dagers uke på grunn av denne modellen. Uken ble satt opp slik at hver dag ble tilbrakt i tilbedelsen av en tilsvarende grad av himmelen - som hvert nivå ble okkupert av en annen gud. Saturn okkuperte den høyeste av disse nivåene, som er grunnen Saturn-dag (lørdag) var den mest hellige dagen - dagen alle gikk i kirken. I 321 e.Kr. Keiser Konstantin slått sabbaten til søndag i stedet for lørdag. Før alt dette romerne var også med en åtte-dagers uke (sju nivåer i himmelen pluss den åttende nivå av bakgrunnen stjerner).
Engelsk beholdt sin refleksjon av de sju nivåene av himmelen, men noen av gudene ble slått for sine lokale kolleger - de anglosaksiske ord for guder Teutoniske mytologi. Mars ble slått med Tiu eller Tiw, den angelsaksiske navn for Tyr, den norrøne guden for krig. Odin eller Woden erstattet Mercury og Woden sin dag etter hvert ble onsdag. Jupiter, også kalt Zevs, ble slått ut med sitt lyn kaste disken del Thor. Så Jove 'tid ble Tors dag (torsdag). Fredag ble avledet fra Friggs dag etter gudinnen Frigg, som liker Venus representerte kjærlighet og skjønnhet i norrøn mytologi.
[8] Religiøse tekster som stammer fra denne epoken, som Koranen, reflektere disse endringene ved sin omtale av de 'syv nivåer av himmelen. Eldre tekster fremdeles holde på de 'tre nivåer av himmelen.
[9] Denne leveregel hevder at forutsetninger bringes inn en forklaring ikke må multipliseres utover nødvendighet. Dette er ofte angitt som: alt annet likt den enkleste forklaringen er som regel det riktige. Det er knyttet til det 14. århundre logician og fransiskanermunk William av Occam (Ockham var landsbyen i den engelske fylket Surrey hvor han ble født). Parsimony har blitt et pålitelig redskap for moderne vitenskap. Faktisk, kan moderne hypotese, generelt, være effektivt evalueres for fortjeneste basert på deres eleganse, enkelhet og skjønnhet. Våre erfaringer har lært oss at en teori som vellykket etterligner Naturen er, i hvert fall i noen matematisk, symmetrisk måte, enkel, elegant og vakkert. I dette har det vist seg å være en svært nyttig guide, men det er likevel ingen erstatning for innsikt, logikk og den vitenskapelige metode. ». Som rår over riktigheten bare logisk konsistens og empirisk bevis er absolutt" Einstein kunstferdig uttalte sin versjon av Occam s Razor som: "Alt bør gjøres så enkelt som mulig, men ikke enklere."
[10] Aristarkos av Samos først foreslo ideen om en heliosentrisk univers i det tredje århundre f.Kr.
[11] For enkelhets vi ignorerer luftmotstand og strømforhold. Eksperimentet vil bli enda mer presise om vi utfører det innenfor et vakuum.
[12] For en grundig analyse av denne delingen av tanken se: Thorlief Roman, hebraisk Tenkte Sammenlignet med greske (New York: WW Norton & Company, 1970).
[13] Høsten 1919 fikk Einstein en presserende telegram informere ham om at astronomer hadde observert tegn til bøying av lys fra solens gravitasjon, validere en nøkkel prediksjon av hans generelle relativitetsteori. Han rakte kabelen til en student, som begynte gratulerte ham. "Men jeg visste at teorien er riktig,» avbrøt han, og hun spurte hva om observasjonene hadde uenig med sine beregninger? "Da jeg ville vært synd på den kjære Herre," Einstein svarte. «Teorien er riktig." Richard Panek, 'The E Factor "Discover, mars 2008, s. 20-21.