Какие технические препятствия мешают масштабной относительности быть жизнеспособной теорией квантовой гравитации? [закрыто]

Основной результат Ноттэйла хорошо известен как просто постулат непротиворечивости квантовой гравитации: если электромагнитная перенормировка массы электрона обрезана на планковской шкале, поправка имеет тот же порядок величины, что и сама масса электрона. Это отмечено, например, в книге Полчиски по теории струн.

К этому постулату непротиворечивости Ноттейл добавляет коэффициент O (1), я думаю, что это была дробь 3/8, так что масса не просто того же порядка, а точно масса электрона. Этот коэффициент выглядит случайным (и апостериорным: учитывая, что мы знаем массу Планка и массу электрона, это может быть просто предположение)

Я тоже не думаю, что смогу дать окончательный ответ. Но, возможно, никто не может, потому что, возможно, никто не знает достаточно о теории и о том, почему люди не знают о теории. Но я сделаю все возможное.

Как упомянул Николай, может быть, люди думают, что они могут внести свой вклад или использовать это. Отчасти это связано с успехом квантовой механики и теории относительности в тех областях применимости, которые охватывают почти все, что мы имеем возможность увидеть. И отчасти из-за необходимости узнавать что-то новое.

Но не будем путать вопросы. Рецензирование — это одно, и рецензенты должны быть честными. Но выбор области изучения — это личный выбор, каждый выбирает, на чем специализироваться. Просто потому, что вы выбираете область, потому что думаете, что ваши навыки, опыт и интересы позволят вам внести значимый вклад, означает, что вы считаете, что другие специализации неверны, они просто не ваша чашка чая. По крайней мере сейчас (люди меняют свою специализацию).

Поэтому, если вы считаете, что другой исследователь намного опережает вас и вряд ли станет соавтором, это может обескуражить вас. В надежной и здоровой области вы можете взаимодействовать между экспертами из разных подобластей, например, теоретики и экспериментаторы могут работать вместе. И тогда их сотрудничество с другими теоретиками и другими теоретиками может привести к тому, что больше людей узнают об их работе. Вам нравится знать, чем занимаются ваши сотрудники. Может быть, не сразу, но в долгосрочном сотрудничестве вы узнаете, чем занимаются ваши сотрудники. В области без активного сотрудничества между, например, экспериментом и теорией существует барьер для осознания.

Но вы специально спрашивали о сравнении с петлевой гравитацией и теорией струн, ведь эти области точно так же не связаны с экспериментом. Справедливо. Струнные теоретики имеют особую культуру, множество людей работают над конкретными сложными математическими задачами на очень конкурентной основе. Поэтому, если есть большая группа людей, работающих над одной и той же проблемой, вы знаете, что другие оценят вашу работу не только потому, что они являются встроенной аудиторией, которая ее понимает, но и из-за конкурентного характера, когда, если вы опубликуете первым, вы можете получить их. уважение за очень быстрое выполнение тяжелой работы. Это означает, что многие люди могут сказать о вас хорошие вещи, хорошие вещи, которые говорят о вас хорошо даже за пределами физики, а это означает, что успех будет явной наградой. И поскольку в этой области есть много сильных лидеров, которые имеют успешную историю, они ожидают, что успех возможен, существует также богатое поле гипотез, которые еще не завершены. Исследователи любят открытые проблемы, имеют их и делают их ясными, и это поощряет исследования, поэтому в статьях есть разделы о будущей работе.

Так вот, не все эти вещи всегда были верны для теории струн, так что вы можете спросить об истории и попытаться выяснить, как это произошло. Но история любой конкретной теории может быть слишком случайной, поэтому давайте обсудим, что делает разные теории привлекательными.

Очевидно, что ограничение известными результатами в известных регионах, которые были подтверждены, — это хорошо. Было бы неплохо, если бы также были проверяемые прогнозы, особенно те, которые можно было бы проверить в ближайшее время. Например, у Эйнштейна было искривление звездного света, что было выполнимо. Но есть и желание по принципиальным соображениям.

Например, вы взяли средние глобальные температуры за недавнюю историю и аппроксимировали их полиномом большой степени, а затем заявили, что это был ваш прогноз глобальных температур, мало кого волнует, насколько хорошо он соответствует данным, потому что принципы настолько непривлекательны. Вы предсказываете невероятно высокие и/или невероятно низкие температуры для каждого времени, кроме ближайших моментов, и не основываете это на физике. Почти никто не побеспокоит.

Физики хотят понять Вселенную. Теория с параметрами, которые появляются из ниоткуда и не заменяют неизвестные экспериментально измеренные параметры, непривлекательна. Но отчасти это из-за больших ожиданий от квантовой гравитации, некоторые люди хотят иметь теорию всего, и они хотят, чтобы она предсказывала все, каждую массу, каждое взаимодействие, все. Этим людям будет трудно угодить. Но даже если вы не хотите всего этого, вам все равно нужен принцип, который имеет смысл и делает вселенную менее загадочной и делает ее более понятной.

Что хорошо в ОТО, так это то, что даже если вы не изучали детальную математику кривизны, у вас есть некоторая интуиция, поэтому, если кто-то говорит, что может объяснить, почему объекты с разной массой больше движутся по одним и тем же путям, чем потому, что они следуют естественным кривым (например, большие круги на земле). Так вроде объясняет.

Есть также вещи, которые особенно непривлекательны в относительности масштаба. И отчасти это тоже культурно. Например, дело с планковской длиной. Длина доски — это просто длина, основанная на некоторых константах. Физики обычно считают, что это шкала длины, в которой могут быть важны как квантовые, так и гравитационные эффекты. Миряне считают его минимальной длиной во вселенной. Если масштабная относительность воспроизводит идею непрофессионала, это делает теорию привлекательной для неспециалистов и непривлекательной для физиков. Поскольку мы не наблюдали минимальной длины и не ожидаем, что сможем это сделать в ближайшее время (она такая маленькая), и на самом деле не думали, что она существует, физиков это «предсказание» не волнует.

Но это все. Каковы принципы? Когда я читаю статью в Википедии, она расплывчата (что понятно, если я не изучал фрактальную геометрию, а это используемая математика), но в конце концов она читается как пародия на физику с кучей модных словечек. И сказать, что вся идея состоит в том, что имеют значение только относительные масштабы, звучит так же, как тот факт, что мы должны использовать единицы измерения. Фрактальная геометрия должна была быть каким-то образом задействована, и то, как теория представлена ​​новым людям, звучит в лучшем случае бессодержательно, или перефразируя тот факт, что мы используем единицы измерения. Что не означает, что это справедливая характеристика. Но если это лучшее описание для новичков за 30 лет, возможно, оно никогда не приживется.

Подумайте об этом так. Если у вас есть лучший и принципиальный способ понимания вселенной, расскажите нам, почему задействованы (принципы), чтобы мы могли сказать, что не так с альтернативами. С помощью ОТО вы можете сказать, что пространство-время искривлено, и это объясняет, почему разные массы следуют одними и теми же путями, и что предположение, что пространство-время является плоским, является предположением, не основанным на принципе.

Что может сказать масштабная относительность? Что мы всегда выбираем один и тот же масштаб, и это какая-то проблема? Мы уже используем константы с разными значениями, должна ли относительность масштаба предсказывать эти константы неспециальным образом? Зачем мне быть ковариантным для масштабирования, когда мои константы уже меняются, если я использую разные единицы измерения. Принцип действия сформулирован нечетко.

А как насчет воспроизведения известных результатов? Если все нелинейно и трудно решить, то насколько легко увидеть, получаете ли вы известные результаты в известных областях. Люди не заинтересованы в изучении того, чьи предсказания уже опровергнуты экспериментально. С ОТО существует предел слабого поля, который воспроизводит известные результаты ньютоновской физики в области, в которой действует ньютоновская физика.

Это то, с чем приходилось иметь дело теории струн, когда она была менее популярна. И были обещания (или хотя бы сильная реклама), что будет уникальная теория, что константы будут предсказаны и что одна идея приведет к теории слабого поля, которая будет согласовываться со стандартной моделью и с ОТО в соответствующих пределах . Эти вещи не оправдались, но они привлекли людей, чтобы помочь развитию области.

Это не означает, что вы должны пытаться заманивать людей, но это причина, по которой люди проявляют интерес в первые дни.

Теперь, что касается дальнейших проблем с относительностью масштаба, это снова может быть примерно так, как оно представлено людям, которые его не изучали. Какое недоверие к взрывам с регулируемыми параметрами. Давайте посмотрим на реномрализуемую КТП.

Идея состоит, во-первых, в том, что ограничение перенормируемыми КТП весьма резко сокращает количество возможных теорий, поэтому принцип заключается в сокращении количества теорий, поэтому, когда кто-то соглашается с наблюдениями, появляется больше причин для волнения (если бы теория струн разработала ландшафт вопрос сразу, меньше бы людей присоединилось). Во-вторых, идея не в том, что вы перенормируете теорию, чтобы получить конечные предсказания, а в том, что вы делаете это с конечным числом экспериментально определенных параметров.

Вводные объяснения масштабной относительности делают ее либо почти бессмысленной (выберите единицу, а затем используйте ее), либо как будто она имеет бесконечное число параметров (координаты становятся функциями, так что конечное число степеней свободы становится бесконечным числом степеней свободы), или как будто у него есть ландшафт возможностей, где вы можете сделать все, что захотите, в любом масштабе. Это не кажется научным. Это не похоже на понимание вселенной. Это не кажется принципиальным. Не похоже, что вы можете делать что-то кроме постфактум ретродиктов. И это не значит, что эти вещи верны, люди утверждают, что у них есть предсказания.

Однако, если вступительные слова не звучат так, как будто это хорошо, а вместо этого говорят вещи, которые делают это привлекательным для неспециалистов, это не побудит к присоединению людей, которые лично не знают людей в этой области и не знают, что это не кривошипное поле.

Таким образом, если ваше введение не кажется привлекательным для людей, основываясь на том, что заставило людей найти теории привлекательными (уникальность теории, небольшое количество параметров, объясняющих множество результатов, принципы, которые кажутся объяснительными и т. д.), то людей могут больше привлекать новые/ s области, которые делают то же самое, или более устоявшиеся/популярные области, в которых есть другие вещи, такие как признание тяжелой работы от большой группы других практиков или от взаимодействия/сотрудничества с другими узкими специальностями, в идеале включая экспериментаторов.

Иногда речь идет о том, чтобы порадовать экспериментаторов. Итак, еще раз, строгий обзор предназначен для справедливой оценки того, что правильно, а что нет. Другое дело – инвестировать собственное время в изучение чего-либо. И заставлять экспериментатора или теоретика выбирать могут быть разные звери.

Я сам создавал фрактальные теории физики в молодости, ничего не слыша о масштабной относительности, но даже при этом чтение страницы в Википедии не заставило меня думать, что мы что-то из этого получаем.

Показывает ли он существующую вещь, которую мы делаем неправильно (не соглашаемся с наблюдением), и показывает, как сделать это правильно? Кажется, что он все еще продолжается после 30 лет.

И дело не только в том, что статья в Википедии меня не убеждает, она меня активно обескураживает. Например, он говорит

Научные теории обычно улучшаются не за счет усложнения, а за счет того, что начинают со все более и более простой основы. Этот факт можно наблюдать на протяжении всей истории науки. Причина в том, что начало с менее ограниченного базиса дает больше свободы и, следовательно, позволяет включить в объем теории более богатые явления. Поэтому новые теории обычно не противоречат старым, а расширяют область их применимости и включают прежние знания как частные случаи. Например, освобождение от ограничения жесткости пространства привело Эйнштейна к созданию общей теории относительности и пониманию гравитации. Как и следовало ожидать, эта теория естественным образом включает в себя теорию Ньютона, которая восстанавливается в виде линейного приближения в слабых полях.

И если у вас есть аномалии в старых теориях (таких как Меркурий), это здорово иметь более широкое пространство теорий. Но некоторые люди надеются на меньшее пространство теорий. Так что я не в восторге от более широкого круга теорий, это делает меня менее заинтересованным. Именно физические принципы сокращают пространство теорий. Таким образом, ковариация масштабной относительности должна уменьшать возможности, но неясно (во введении), что ковариация делает что-то кроме выбора единиц, по крайней мере, не открывая двери слишком многим возможностям.

А теперь некоторые из действительно конкретных критических замечаний. То есть я уже знаком с теориями, которые лично мне легче понять, в которых есть принципы, которые я понимаю, и, кажется, они имеют такие же (или, по крайней мере, похожие) преимущества. И если это делаю я, то и другие, так что в целом это может означать, что пространство теорий переполнено, и любой должен конкурировать с остальными. Это означает, что каждая непопулярная теория должна конкурировать не только с известными вам популярными теориями, но и со всеми, многими, многими менее популярными теориями.

Для меня, например, калибровочная теория гравитации, например, Ласенби, Дорана и Галла в Кембриджском университете, имеет многие из тех же преимуществ. Все сравнения производятся между полями, поля могут локально менять свою ориентацию, повышать и масштабировать. Он выводит принцип эквивалентности, а не предполагает его, и в основном основан на том факте, что мы не знаем, где и когда что-то происходит, или чувство масштаба, но мы знаем только, как сравнивать. И математика, которую он использует, — это математика, которая требуется для изучения релятивистской квантовой механики, поэтому она содержит то, что я уже знаю, или то, что мне все равно следует изучить.

Опять же, я не пытаюсь убедить вас, что Калибровочная теория гравитации лучше, чем масштабная относительность, но я привожу ее в качестве примера того, что существуют другие столь же (или более) привлекательные альтернативы, поэтому любая теория должна конкурировать со всеми альтернативами.

Это может быть проблема ландшафта (слишком много возможностей) на более высоком уровне. Слишком много конкурентов для теорий, которые справляются с масштабированием. Если это так, то, возможно, понимание, которое охватывает их всех и объединяет всех, является ключом, что-то, что позволяет вам легко изучить их все и объективно разобраться в них.

Себастьян: Я не могу дать окончательный ответ, просто мнение. И я бы сказал, что для достижения чего-либо эта теория должна согласовываться с теорией относительности, которая является одной из наиболее проверенных теорий, которые у нас есть. См. http://arxiv.org/abs/1403.7377 . Сначала она должна убедить «релятивистов», и только тогда она сможет завоевать доверие более широкого сообщества физиков и восприниматься всерьез. Но как человек, который кое-что знает об теории относительности, я не нахожу фрактальное пространство-время убедительным. Давайте посмотрим на несколько вещей в статье Википедии:

Если бы Эйнштейн показал, что пространство-время искривлено

Есть некоторые проблемы с этим. Если вы поищете электронные документы Эйнштейна об искривленном пространстве-времени, вы получите только одно совпадение. То же самое, если вы ищете кривизну пространства-времени . Но если поискать по гомогенным, то можно найти много результатов, в том числе тот , где Эйнштейн описывает гравитационное поле как пространство, которое не является ни однородным, ни изотропным.

Нотале доказал ключевую теорему, показывающую, что непрерывное и недифференцируемое пространство обязательно фрактально. Это означает, что такое пространство зависит от масштаба. Важно отметить, что теория не просто описывает фрактальные объекты в заданном пространстве. Наоборот, само пространство фрактально.

Проблема здесь в том, что Nottale перепутал пространство с пространством-временем. Это не впечатляет релятивиста.

Математически фрактальное пространство-время определяется как недифференцируемое обобщение римановой геометрии. Такая фрактальная геометрия пространства-времени является естественным выбором для разработки этого нового принципа относительности, точно так же, как криволинейные геометрии были необходимы для развития общей теории относительности Эйнштейна.

Боюсь, это полностью противоречит принципам относительности.

Точно так же, как общие релятивистские эффекты не ощущаются в типичной человеческой жизни, наиболее радикальные эффекты фрактальности пространства-времени проявляются только на крайних границах масштабов: микромасштабах или космологических масштабах.

Только доказательств этому нет. Сравните и сопоставьте с ОТО, одной из наиболее проверенных теорий, которые у нас есть. Как будто это попытка оседлать фалды относительности, и меня это совсем не впечатляет. Если это не впечатлит меня, то вряд ли произведет впечатление на всех остальных. Извини.