Kapitel 1
Avsnitt 4: Montering av bitarna
Dagens mest avancerade teorier (supersträngteorin, M-teori, loop kvantgravitationen, supersymmetri, etc.) har alla misslyckats att ena kvantmekaniken och den allmänna relativitetsteorin. Matematisk försök att smälta dessa två beskrivningar - för att minska de fyra naturkrafter i en allomfattande ram, har tagit fram ekvationer så lång och komplicerad att ingen helt förstår dem. Som Brian Greene uttrycker det,
"Matematiken av strängteorin är så komplicerad att det hittills ingen ens vet exakt ekvationer av teorin. Istället fysiker vet bara approximationer till dessa ekvationer, och även den ungefärliga ekvationer är så komplicerade att de som ännu inte har endast delvis lösta. "(Greene 2003, 19)
Det är som att ha en gigantisk uppsättning av digital kod med någon information om hur man översätter informationen till en bild. Vad är ännu mer oroväckande (eller intressant) är att superdatorer vi har i uppdrag att analysera strukturen i dessa koder har fastställt att mönstren är endast tillgängliga för översättning i högre dimensioner. Detta tyder på att naturens komplett bild kan faktiskt finnas inom en ram som har mer än det välbekanta dimensioner. Vad kan detta betyda? Hur kan vi förvänta oss någonsin att förstå något som beskrivs i mer än tre rum dimensioner?
När vi begrundar den frågan låt oss minnas att Einsteins syn på gravitation kräver också (om än subtilt) införandet av fler dimensioner. (. Se kapitel 9) Den beskriver gravitationen som en geometrisk effekt - en konsekvens av hur massiva objekt snedvrida formen av rumtiden. Förvrängd rumtiden anspelar på att det finns ytterligare dimensioner eftersom de snedvridningar sträcker sig in i något annat än det välbekanta tre rumsliga dimensioner. Men dessa ytterligare dimensioner inte är fysiskt verkliga - eller är de? Vi kan tillåta dem att finnas i abstrakt matematisk mening, men det är omöjligt att visualisera fler än tre dimensioner. Är det inte? De kan inte fysiskt existerar - kan de? Även om de finns, hur kan vi förstå någonsin dem? Även Einstein hade att undertrycka en bekant dimension av utrymme för att visualisera dimension av krökningen för ett plan, så hur kan vi någonsin hoppas att visualisera många dimensioner på en gång?
Denna typ av tänkande är precis vad som håller oss tillbaka. Det är vår övertygelse att vi samtidigt kan visualisera bara tre rumsliga dimensioner på en gång (längd, bredd och höjd) som håller en intuitiv bild av verkligheten dold från oss. När vi korsar denna klyfta kommer Atlantis inte längre att dölja. Och från utsiktsplats Atlantis naturens mysterier kommer att avslöjas.
I vår fyrdimensionella (tre rum dimensioner och en tidsdimension) modeller av fysiska verkligheten, är utrymme och tid fortfarande spetsad med förvirring. Vi kan inte ens explicit definiera dem. Men som vi snart kommer att upptäcka i en högre dimensionella sfären utrymme och tid att få enkla och kraftfulla definitioner. I själva verket, med förmågan att överskrida de dimensionella barriären, det blir lätt uppenbart att naturens ramar är elva dimensioner. Materia, energi och krafter i naturen (inklusive gravitation) blir enkla derivat av detta flerdimensionella balett.
"Alla de stora imperierna i framtiden kommer att vara imperier i sinnet."
Winston Churchill, 1953
Sedan 1905 har vi försökt att förklara skönheten i naturen utan att så mycket som en bild. Precis som jag inte meningsfullt kan uttrycka skönheten i den fontän av Buckskin Gulch, utan att vädja till människans sinnen och porträttera någon form av bild, kan vi inte förstå naturens djupaste skönhet utan att upptäcka sin bild. För att uppnå denna bild, denna allomfattande ram, måste vi lära oss att öppna våra ögon för helt nya dimensioner. Vi måste återvända till en konceptuell strategi och återigen tänka över mycket parametrar för tid och rum.
Låt oss se vart det nyfikna frihet kan ta oss.
Ur kommande bok:
Einsteins Intuition
av Thad Roberts
Representerad av
Sam Fleishman
Litterära Artister representanter
New York, New York
ANMÄRKNINGAR:
[1] Detta citat kommer ursprungligen från en artikel skriven av Einstein som publicerades i forum och Century Magazine 1931.
[2] Einstein förklarade viktiga skillnader mellan dessa två synsätt i en 1919 essä han skrev heter "induktion och deduktion i fysik."
"Den enklaste bilden en kan bilda om skapandet av en empirisk vetenskap är i linje med en induktiv metod. Enskilda fakta väljs ut och grupperas så att de lagar som ansluter dem visar sig ... Men den stora vetenskapliga framsteg har sitt ursprung på detta sätt endast i liten grad ... De verkligt stora framsteg i vår förståelse av naturen har sitt ursprung på ett sätt som nästan diametralt motsats till induktion. Den intuitiva förståelse av det väsentliga i ett stort komplex av fakta leder forskare till BEGÄRAN av en hypotetisk grundläggande lag eller lagar. Från dessa lagar, härleder han hans slutsatser "Einstein", induktion och deduktion i fysik, "Berliner Tageblatt, december 25, 1919, CPAE 07:28." Einstein, "Walter Isaacson, s. 118.
[3] Som ett tidigt exempel på detta, låt oss betrakta pythagoréerna - en hemlig grupp som följde en mystisk gestalt ur den grekiska matematiken som heter Pythagoras (ca 475 f.Kr.). Pythagoréerna trodde att hela kosmos kan beskrivas i termer av heltal: 1, 2, 3, etc. Detta stöds deras förståelse av den fysiska verkligheten och guidade sina förfrågningar om naturliga rike. Men så småningom ledde detta till problem. Omkring 500 f Kr argument uppstod inom den pythagoreiska kretsen om ett antal som nu är känt som kvadratroten av två (). Pythagoréerna handlade om detta antal på grund av dess geometriska betydelse. De hade från början antagit att värdet skulle kunna beskrivas som en kvot av två heltal, men ett smart hävdades att underkändes denna möjlighet. Enligt legenden var detta argument konstruerats av Hippasus i Metapontum, som hade ordinerats till den inre cirkeln av kulten. Hippasus argument innebar att pythagoréerna var tvungen att acceptera det faktum att kvadratroten av två inte kunde uttryckas som en fraktion av heltal.
Tragiskt med födelsen av irrationella tal kom döden av sin upptäckare. Till pythagoréerna, företrädd irrationella tal en idé så farligt att det skapade en kris som nådde den mycket rötter deras kosmologi. I ett försök att på något sätt göra den här krisen att försvinna och för att försäkra att Hippasus inte skulle kunna avslöja hemligheten till någon utanför deras krets, pythagoréerna bortförda Hippasus och dränkte honom på öppet hav.
Idag irrationella tal och många andra djupa idéer är så fullständigt integrerade i vårt formalisering av matematik att det är lätt att förbise hur värdefull den information vi har ärvt är. Män och kvinnor har vigt sina liv, och vissa har förlorat sina liv, att försöka ge oss idéer som pekar ut våra moderna världen - idéer som kvadratroten ur två. Begreppet "noll" är ännu en av dessa idéer. I sin tidiga historia den katolska kyrkan förbjöd hindu-arabiska siffror - det 0 till 9 vi använder idag - i stora delar av Italien till det fjortonde århundradet, eftersom det ansåg att begreppet noll som farliga för sin teologi. Richard Elwes, "från E till evigheten," New Scientist, juli 2007: 38. s. 38, Stephen Hawking, skapade Gud heltalen, Jared Diamond, "Guns, Germs, och stål, s. 235.
[4] blotta ögat kan se upp till 7000 stjärnor i den mörkaste och klaraste himmel.
[5] Ordet "kosmos" kommer från det grekiska ordet Kosmos, som betyder "den beställda hela", eller "världen".
[6] Uranus är knappt synlig för blotta ögat. Oftast bara de utbildade observatören kan hitta den. Därför är det inte ingår i denna lista. Neptunus kan inte särskiljas utan förstoring.
[7] Som en återspegling av hur betydelsefulla dessa kuriositeter har till mänskligheten, notera att de objekt som ockuperar sin egen himmelska nivån i Ptolemaic modellen fortfarande avspeglas i våra moderna dagar i veckan.
| Dag i veckan | Himlakropp | ||
| Engelska | Spanska | Engelska | Spanska |
| Sön dag | Domingo | Sol | Sol |
| Mån dag | Lun es | Månen | Luna |
| Tisdag | Mar Te s | Mars | Marte |
| Onsdag | M i ERCO les | Kvicksilver | Mercurio |
| Torsdag | Ju Eves | Jupiter | Jupiter |
| Fredag | V i e r n e s | Venus | Venus |
| Lördagar dag | Sa illa o | Saturn | Saturno |
De dagar i veckan var ursprungligen uppkallad efter dessa himlakroppar av babylonierna. Romarna antog denna representation. Vi bokstavligen har en 7-dagars vecka på grund av denna modell. Den veckan var inställd så att varje dag spenderades i tillbedjan av en motsvarande nivå av himlen - som varje nivå var ockuperat av en annan gud. Saturnus ockuperade den högsta av dessa nivåer, vilket är anledningen till Saturn-dag (lördag) var den mest heliga dag - den dag alla gick till kyrkan. I 321 e.Kr. Kejsar Konstantin bytte sabbaten till söndag istället för lördag. Innan allt detta romarna var också med hjälp av en åtta dagars veckan (de sju nivåerna i himlen plus den åttonde nivån av bakgrunden stjärnor).
Engelska behållit sin bild av de sju nivåerna i himlen, men några av gudarna var kopplade till sina lokala motsvarigheter - de anglosaxiska ord för gudar germanska mytologin. Mars var påslagen med Tiu eller TIW, den anglosaxiska namn för Tyr, den nordiska guden av krig. Odin eller Oden ersättas Kvicksilver och Oden dag blev så småningom onsdag. Jupiter, även kallad Zeus, slogs ut med sin blixt kasta motpart Thor. Så Joves dagen blev Tors dag (torsdag). Fredag kom från Friggs dagen efter gudinnan Frigg, som gillar Venus representerade kärlek och skönhet i fornnordisk mytologi.
[8] Religiösa texter som härrör från denna tid, såsom Koranen, återspegla dessa förändringar genom deras omnämnande av "sju nivåerna i himlen". Äldre texter håller fortfarande på "tre nivåer av himlen".
[9] Denna maxim hävdar att antaganden förs in i en förklaring får inte multipliceras bortom nödvändighet. Detta är ofta anges som: allt annat lika den enklaste förklaringen är oftast den rätta. Det tillskrivs den 14: e århundradet logiker och franciskanermunk William av Occam (Ockham var den by i engelska grevskapet Surrey där han föddes). Sparsamhet har blivit ett pålitligt verktyg för modern vetenskap. I själva verket kan moderna hypotes, i allmänhet, effektivt utvärderas av prestationer baserat på deras elegans, enkelhet och skönhet. Våra erfarenheter har lärt oss att en teori som med framgång härmar naturen är, åtminstone i vissa matematiska, symmetriskt sätt, enkel, elegant och vacker. I detta har det visat sig vara en mycket användbar guide, men det är fortfarande inget substitut för kunskap, logik och den vetenskapliga metoden. ". Som smakdomare riktighet enda logiska konsekvens och empiri är absoluta" Einstein konstaterade konstfullt hans version av Occams rakkniv som: "Allt bör göras så enkelt som möjligt, men inte enklare."
[10] Aristarchos från Samos föreslagna första idén om en heliocentriska universum i det tredje århundradet f.Kr.
[11] För enkelhetens skull är vi ignorerar luftmotståndet och strömmar. Experimentet kommer att bli ännu mer exakt om vi gör det inom ett vakuum.
[12] För en djupare analys av denna uppdelning av tanken se: Thorlief Roman, hebreiska Tänkte Jämfört med grekiska (New York: WW Norton & Company, 1970).
[13] Under hösten 1919 fick Einstein ett brådskande telegram informerade honom om att astronomer hade observerat bevis för böjning av ljus genom att solens gravitation, validering en viktig förutsägelse av hans allmänna relativitetsteori. Han gav kabeln till en student, som började gratulera honom. "Men jag visste att teorin är korrekt", avbröt han, och hon frågade, vad händer om observationerna hade inte höll med hans beräkningar? "Då skulle jag ha varit synd om den käre Herre," Einstein svarade. "Teorin är korrekt." Richard Panek, "E Factor," Discover, mars 2008, s. 20-21.