Аталышы: Физика тарыхындагы ар кандай өлчөмдөгү теориялар
Физиканын тарыхы – бул адамдын кызыгуусунун, амбициясынын жана акылынын жиптери менен өрүлгөн гобелен. Анын эң кызыктуу жиптеринин арасында өлчөмдөргө байланыштуу ар кандай теориялар бар. Аалам жөнүндөгү түшүнүгүбүз өнүккөн сайын, өлчөмдөр жөнүндөгү түшүнүгүбүз да өнүгүп, физиканын фундаменталдык теорияларыбызда революциялык өзгөрүүлөргө алып келди.
Классикалык үч өлчөмдүү мейкиндик
Миңдеген жылдар бою адамдын физикалык дүйнөнү түшүнүүсүнүн тамыры үч мейкиндик өлчөмү болгон: узундук, туурасы жана бийиктиги. Бул Евклид мейкиндиги алгачкы физиканын пайдубалы болгон. Евклиддин, Архимеддин жана Птолемейдин эмгектери физикалык кубулуштардын геометриялык чагылдырылышында маанилүү ролду ойногон. Жөнөкөйлүгүнө карабастан, бул үч өлчөмдүү алкак абдан күчтүү болуп, байыркы дүйнөнүн инженердик кереметтеринин пайдубалын түптөп, классикалык механиканын алгачкы өнүгүшүнө өбөлгө түзгөн.
Төртүнчү өлчөм: Убакыт
19-кылымдын аягында жана 20-кылымдын башында үч өлчөмдүү мейкиндиктин классикалык көз карашы төртүнчү өлчөмдүн – убакыттын – кошулушу менен түп-тамырынан бери өзгөргөн. 1905-жылы жарыяланган Альберт Эйнштейндин атайын салыштырмалуулук теориясында убакыт менен мейкиндик мейкиндик-убакыт деп аталган төрт өлчөмдүү континуумга чырмалышкан деп айтылган. Бул түшүнүк 1915-жылы жалпы салыштырмалуулук теориясында андан ары бекемделген, анда ал масса менен энергия мейкиндик-убакытты кантип бурмалап, биз гравитация катары кабылдаган нерсени кантип пайда кыларын сүрөттөгөн.
Евклиддик эмес геометриялар жана жогорку өлчөмдөр
Эйнштейн төртүнчү өлчөм жөнүндөгү түшүнүгүбүздү түп-тамырынан бери өзгөртүп жатканда, математиктер үчтөн ашык мейкиндик өлчөмдөрүнүн кесепеттерин изилдеп жатышкан. Бернхард Римандын Евклиддик эмес геометрия боюнча новатордук эмгеги келечектеги теориялык өнүгүүлөр үчүн математикалык негиз түзүп, жогорку өлчөмдөргө ээ мейкиндиктердин мүмкүнчүлүгүн ачып берген.
Жогорку мейкиндик өлчөмдөрү түшүнүгү 20-кылымдын аягында кыл теориясынын өнүгүшү аркылуу физикалык илимдерде өз ордун тапкан. Тартылуу күчүн жаратылыштын башка фундаменталдык күчтөрү менен бириктирүүгө умтулган бул теория 11 өлчөмгө чейин болушун талап кылат. Азыркы аспаптарыбыз үчүн байкалбай тургандай кылып тыгыздаштырылган же жашырылган бул кошумча өлчөмдөр ааламдын татаал түзүлүшүнө кызыктуу көз карашты сунуштайт.
Калуза-Клейн теориясы
Жогорку өлчөмдөрдү физикалык теорияга киргизүүнүн алгачкы аракеттеринин бири 1920-жылдардагы Калуза-Клейн теориясы болгон. Теодор Калуза жана Оскар Клейн эгерде ааламда кошумча бешинчи өлчөм болсо, классикалык электромагнетизм менен тартылуу күчүн жалпы салыштырмалуулук теориясынын алкагында бириктирүүгө болот деп өз алдынча сунушташкан. Толугу менен ийгиликтүү болбосо да, алардын иши жогорку өлчөмдөрдү камтыган заманбап теориялардын маанилүү башаты болгон.
Жиптер теориясы жана М-теориясы
Кыл теориясы 20-кылымдын аягында "Баары жөнүндө теория" үчүн абдан келечектүү талапкер катары пайда болгон — бул жаратылыштын бардык белгилүү күчтөрүн бириктире турган алкак. Кыл теориясына ылайык, ааламдын негизги курамдык бөлүктөрүн чекит бөлүкчөлөрү эмес, термелүүлөрү бөлүкчөлөрдү жана күчтөрдү пайда кылган кичинекей, бир өлчөмдүү кылдар түзөт. Бирок, кыл теориясы мейкиндик-убакыт он өлчөмгө ээ болгондо гана ырааттуу боло алат.
Мунун негизинде, М-теориясы жиптер эки өлчөмдүү мембрананын бир өлчөмдүү кесиндилери экенин көрсөтүп турат, ал үчүн андан да көп өлчөмдөр талап кылынат — жалпысынан 11. Бул кошумча өлчөмдөр биз аларды күнүмдүк жашообузда сезбей тургандай кылып тыгыздалат же жашырылган. Эксперименталдык текшерүү азырынча белгисиз болсо да, бул теориялар ааламдын мүмкүн болгон табияты жөнүндө терең түшүнүктөрдү берет.
Голографиялык принцип
Жогорку өлчөмдөргө байланыштуу дагы бир кызыктуу түшүнүк - бул голографиялык принцип, аны алгач Жерард Хуфт сунуштап, кийинчерээк Леонард Сускинд кеңейткен. Бул принцип мейкиндиктин көлөмүндөгү бардык маалыматты ошол мейкиндиктин чегиндеги маалымат менен сүрөттөөгө болорун көрсөтүп турат. Негизинен, биздин үч өлчөмдүү дүйнөбүз голограмма сыяктуу эле эки өлчөмдүү чек арага коддолгон маалыматтын проекциясы болушу мүмкүн. Голографиялык принциптен алынган түшүнүктөр кара тешиктерди жана кванттык тартылуу күчүн түшүнүү үчүн баалуу куралдарды камсыз кылды.
Космологиядагы кошумча өлчөмдөр
Жогорку өлчөмдөрдү изилдөө космология жөнүндөгү түшүнүгүбүздү да байытты. Жип теориясынан шыктанган брэн космологиясы сыяктуу түшүнүктөр биздин байкалуучу ааламыбыз жогорку өлчөмдөгү мейкиндикке орнотулган үч өлчөмдүү "брэн" экенин көрсөтүп турат. Кошумча өлчөмдөр идеясы ааламдын түзүлүшүнө жана келип чыгышына таасир этет жана караңгы материя жана караңгы энергия сыяктуу кубулуштарга түшүндүрмөлөрдү сунуштай алат.
Эксперименталдык аракеттер жана кыйынчылыктар
Жогорку өлчөмдөрдү камтыган теориялардын көрктүүлүгүнө жана сулуулугуна карабастан, эксперименталдык ырастоо олуттуу кыйынчылык бойдон калууда. Чоң Адрон Коллайдериндеги (LHC) сыяктуу аракеттер бөлүкчөлөр физикасынын стандарттык моделинен ашыкча өлчөмдүү бөлүкчөлөрдүн же четтөөлөрдүн далилдерин издөө менен жогорку өлчөмдүү теорияларды изилдөөгө багытталган. Азырынча эч кандай так далилдер табылган жок, бирок издөө уланууда.
Философиялык жана этикалык өлчөмдөр
Жогорку өлчөмдөр жөнүндө ой жүгүртүү сөзсүз түрдө чындыктын табияты жана андагы биздин ордубуз жөнүндөгү философиялык суроолорго алып келет. Жогорку өлчөмдөр математикалык гана артефакттарбы же алардын физикалык аналогу барбы? Андан тышкары, бул тармактагы билимге умтулуу этикалык ой жүгүртүүлөр менен тең салмактуу болушу керек, айрыкча ресурстарды бөлүштүрүү жана жогорку энергиялуу эксперименттер менен байланышкан потенциалдуу тобокелдиктерге келгенде.
Жыйынтык: Саякат уланууда
Ар кандай өлчөмдөгү теориялар физиканын тарыхын терең калыптандырып, инновациялык көз караштарды сунуштап, илимий прогресске түрткү болду. Евклид мейкиндигинин классикалык үч өлчөмүнөн тартып, мейкиндик-убакыттын төрт өлчөмдүү түзүлүшүнө чейин, андан ары кыл теориясынын экзотикалык жогорку өлчөмдөрүнө жана андан ары, өлчөмдөр жөнүндөгү түшүнүгүбүз өнүгүп жатат. Көптөгөн суроолорго жооп табылбай жатса да, өлчөмдөрдү изилдөө аалам жөнүндөгү билимибизди тереңдетип, келечектеги физиктердин муунун шыктандырат деп убада кылат.
Биз алптардын ийнинде тургандыктан, өлчөмдөр пейзажы аркылуу саякат бүтө элек. Физиканын тарыхы адамдын кызыгуусунун күчүнүн далили болуп саналат жана ааламыбыздын өлчөмдөрүн түшүнүү үчүн уланып жаткан тынымсыз изденүүлөр биздин ачылыштарга болгон өжөр рухубузга татыктуу таазим болуп саналат.
