Назарияи андозаҳои гуногун дар таърихи физика
Дар фантастикаи илмӣ аксар вақт ғояҳо дар бораи коинотҳои параллелӣ, сафари вақт ва андозаҳои беохир мавҷуданд. Дар ҳоле ки бисёре аз ин мафҳумҳо тахминҳои хаёлӣ мебошанд, физика асрҳо боз мафҳуми андозаҳоро ҷиддӣ омӯхтааст ва барои назарияҳои амиқе ба монанди назарияи нисбии умумӣ ва назарияи сатрҳо замина гузоштааст. Дар ин мақола, мо таърихи назарияи андозаҳои сершуморро дар физика пайгирӣ хоҳем кард ва тафаккури инқилобиро, ки фаҳмиши моро дар бораи коинот ташаккул додааст, меомӯзем.
Мафҳуми фазо ва андоза дар фалсафаи қадим
Идеяи фазо ва андоза нав нест. Юнониёни қадим, аз ҷумла Евклид, геометрияеро таҳия карданд, ки фазои сеченакаро тавассути таърифҳо, постулатҳо ва теоремаҳо тавсиф мекард. Арасту дар асарҳои худ фазоро ҳамчун василае пур аз ашёи физикӣ меҳисобид. Ин назария ҳазорсолаҳо боқӣ монд ва асоси тафаккури хаттӣ ва васеъро дар бораи андоза ташкил дод.
Инқилоби Коперник ва тафаккури геометрӣ
Дар асри XVI, Николай Коперник изҳор дошт, ки Замин маркази коинот нест, балки дар атрофи Офтоб давр мезанад. Ин роҳро барои тарзи нави тафаккур дар бораи фазо ҳамвор кард. Коҳиши назари геосентрикӣ бо кори Йоханнес Кеплер ва Галилео Галилей рост омад, ки ба таҳкими инқилоби илмӣ мусоидат кард. Дар ин давра, Исаак Нютон инчунин идеяи худро дар бораи фазо ва замони мутлақ пешниҳод кард, ки дар он фазо ҳамчун як мавҷудоти тағйирнопазир, ки ҳамчун "саҳна" барои ҳама рӯйдодҳои физикӣ хидмат мекард, баррасӣ мешуд.
Назарияи нисбият ва вақт ҳамчун андозаи чорум
Дар аввали асри 20, фаҳмиши мо дар бораи фазо ва вақт аз ҷониби Алберт Эйнштейн ба таври куллӣ тағйир ёфт. Дар Назарияи махсуси нисбияти худ, ки соли 1905 нашр шуд, Эйнштейн мафҳуми вақтро аз нав муайян кард. Дар доираи консепсияи Нютон, вақт ва фазо мутлақ ва ҷудо буданд. Аммо, Эйнштейн фазо ва вақтро ба сохторе бо номи фазои-вақти чорченака (4-D) муттаҳид кард. Дар ин фазои-вақт, андозаи чорум вақт аст, ки бо се андозаи фазои анъанавӣ зич алоқаманд аст.
Чанд сол пас, дар асари худ дар Назарияи умумии нисбият (1915), Эйнштейн ақидаҳои худро бо шарҳ додани он, ки чӣ гуна масса ва энергия фазои чорченака-вақтро каҷ мекунанд, васеъ кард. Ин ақида на танҳо дарки амиқтари ҷозибаро фароҳам овард, балки инчунин фаҳмишҳои навро дар бораи сохтори коинот боз кард.
Омӯзиши ҷаҳони хурд: Механикаи квантӣ
Дар ҳоле ки назарияи умумии нисбият шарҳ медиҳад, ки чӣ гуна қувваи ҷозиба дар миқёси калони коинот кор мекунад, механикаи квантӣ ба омӯхтани табиат дар миқёси хеле хурдтар шурӯъ кард. Макс Планк, Нилс Бор, Вернер Гейзенберг ва Эрвин Шредингер аз ҷумлаи олимоне буданд, ки ин назарияро таҳия кардаанд. Аммо, механикаи квантӣ - бо ҳама эҳтимолиятҳо ва номуайяниҳояш - ба сохтори фазо-замонӣ мустақиман андозаҳои нав илова намекунад.
Назарияи сатрҳо ва андозаҳои иловагӣ
Дар охири асри 20, назарияи торҳо пайдо шуд, ки кӯшиши муттаҳид кардани механикаи квантӣ ва назарияи ҷозиба буд. Мувофиқи ин назария, зарраҳои субатомӣ нуқтаҳои ягона нестанд, балки мавҷудоти якченака дар шакли "торҳо" мебошанд, ки бо роҳҳои мушаххас барои тавлиди масса ва заряд ларзиш мекунанд. Як падидаи ҷолиби назарияи торҳо ниёз ба андозаҳои иловагӣ аст.
Физикҳое, ки дар доираи назарияи сатрҳо кор мекунанд, пешниҳод мекунанд, ки барои мутобиқати математикӣ, коинот метавонад то 10 ё ҳатто 11 андоза дошта бошад: чор андозаи фазо-вақт, ки мо медонем ва боқимонда андозаҳои иловагӣ мебошанд, ки дар миқёсҳои хеле хурд пинҳон шудаанд. Фикр мекунанд, ки ин андозаҳои иловагӣ шакли гирдшавии хурдро мегиранд, ки мушоҳидаи онҳоро бо технологияи муосир душвор мегардонад.
Назарияи М ва Суперҷозиба
Тақрибан солҳои 1990-ум, панҷ версияи гуногуни назарияи торҳо тавассути кашфи дуализм муттаҳид шудан гирифтанд, ки нишон дод, ки назарияҳои гуногуни торҳо ҷанбаҳои гуногуни як назарияи бузургтари аслӣ, ки бо номи М-Назария маълум аст, мебошанд. Ин назария идеяи минбаъдаи андозаи ёздаҳумро муаррифӣ кард ва ба фаҳмиши фазо-замонӣ як қабати мураккабӣ зам кард.
Таварруми бисёркаҳраӣ ва кайҳонӣ
Мафҳуми андозаҳои иловагӣ боиси тахминҳои васеътар дар бораи бисёрқабатаи олам — бисёр оламҳои мувозӣ, ки метавонанд дар баробари олами мо вуҷуд дошта бошанд, мегардад. Мувофиқи баъзе версияҳои назарияи таварруми кайҳонӣ дар космология, олами ҳубобшакли мо метавонад қисми як "бисёрқабатаи калонтар" бошад, ки ҳар кадоме дорои қоидаҳои физикаи худ ва доимиҳои андозаҳои фазо-замонӣ мебошад.
Андозаҳо дар таҷрибаҳо ва мушоҳидаҳо
Гарчанде ки ин назарияҳо ҷолибанд ва фаҳмишҳои амиқро ваъда медиҳанд, тасдиқи таҷрибавӣ мушкили бузургтарин аст. Масалан, таҷрибаи бархӯрди адронии калон (LHC) дар CERN ба ҷустуҷӯи далелҳои зарраҳое, ки метавонанд мавҷудияти андозаҳои иловагиро нишон диҳанд, идома медиҳад. Аммо, то имрӯз тасдиқи қатъӣ вуҷуд надошт ва бисёр консепсияҳои назариявӣ мавзӯи тахминҳои илмӣ боқӣ мемонанд.
Ояндаи тадқиқоти андозагирӣ
Таҳқиқот дар самти андозаҳои иловагӣ дар сафи пеши физикаи назариявӣ ва таҷрибавӣ боқӣ мемонад. Ҷустуҷӯи далелҳои қатъӣ як сафари тӯлонӣ аст, ки технология ва навовариҳоро талаб мекунад, ки мо шояд ҳанӯз тасаввур накарда бошем. Асбобҳои нав ба монанди телескопҳои ҷозибавӣ ва таҷрибаҳои мураккабтари зарраҳо метавонанд ин муамморо дар оянда ҳал кунанд.
Хулоса, аз геометрияи Евклидӣ то назарияи сатрҳо ва бисёркасавории эҳтимолӣ, таҳаввули фаҳмиши мо дар бораи андозаҳо сафари тӯлонии тафаккури инсонро ба коинот инъикос мекунад. Дар ҳоле ки бисёр саволҳо беҷавоб мондаанд, сафари илмии омӯзиши фазо ва замон хоҳиши бепоёни моро барои дарки воқеият дар амиқтарин ва бузургтарин миқёсҳои имконпазир тасдиқ мекунад.
