Fishers in the snow: GR=QM или "Этот парень далеко пойдет, если его не остановить"

_____________________________________________________________________________Visit and join this Advanced Physics Forum:

суббота, 12 августа 2017 г.

GR=QM или "Этот парень далеко пойдет, если его не остановить"

В разделе Reviews форума PhysicsOverflow имеестя запрос на рецензию статьи, утверждающей, что GR=QFT.

Мотивация статьи далека от моих идеалов, так как я придерживаюсь практического подхода по части теоретического (экспериментально осуществимого) описания того или сего. В частности, и это архи-важно, все классические теории - Классическая Механика, Классическая Электродинамока и ОТО являются инклюзивными экспериментальными картинами по световым квантам.  Повторюсь: не инлкюзивными теориями, а инклюзивными по легким квантам экспериментальными картинами, со своими пределами применимости, формализованными соответствующими неравенствами между численными значениями наблюдаемых переменных этих теорий. Про неравенства часто забывают, когда преподают, а надо делать обязательный упор и перечислять все неравенства, иначе физики впадают в область невозможого, как возможного.

Вспомним Классическую Механику. Это прежде всего уравнения Ньютона, а не Эйлера-Лагранжа или Гамильтона с Гамильтона-Якоби. Все понятия у Ньютона хорошо определены экспериментально и как таковые имеют пределы своей хорошей определенности. Точечные тела не есть точечные, но такие, что в некоем круге задач их размерами можно пренебречь - вот вам первое неравенство. Это что-то типа $r\ll R$ для всех времен $t$ в этом круге задач. За положение точки в пространстве $R(t)$ принимается значение его гоеметрического (видимого) центра. Еще одно неравенство вполне понятно, но как правило в КлМ его не пишут; это $\lambda\ll r$. То есть, длина волны света, используемого для наблюдения "точечного" тела много меньше его размеров. Тогда размер тела $r$ хорошо определен и может использоваться в первом неравенстве. Есть еще неравенство для освещенности наблюдаемого тела - тело должно быть "нормально освещено", иначе слишком темное тело не видать, а слишком яркое может пожечь аппаратуру, используемую для наблюдений, или само может испариться (неравенство по энергетическому обмену тела с окружающей средой). То, что тело излучает свет, то есть претерпевает внутренние изменения, а не остается самим собой, не принимается в расчет и в теории тело считается неизменным, тогда как экспериментально мы под телом имеем ввиду инклюзивную картину, обязанную внутренним изменениям наблюдаемой сложной системы. Наконец, понятие момента времени $t$ очень хорошо определено для медленных процессов при условии правильного освещения. Момент времени $t$ это такой короткий промежуток времени $\Delta t$, за который наблюдаемое тело (и всё остальное) не сильно сдвигается ($v\cdot\Delta t \ll r$). Но не слишком короткий, чтобы не попасть в область "выдержек" $\Delta t$ со слишком редкими световыми квантами, приходящими от системы в полном беспорядке ($\Delta N \gg 1$). Ведь "локализация" тела в пространстве (образ на фотопластинке или на сетчатке глаза) появляется в результате рассмотрения очень большого числа квантов, то есть благодаря "контрасту" инклюзивной картины, как в кинокадрах, и никак иначе. Иначе тело нелокализовано, размазано квантовомеханически. И "пустое пространство" это тоже относительное понятие в этой контрастно-мотивированной идеализации мира. Не забудем о наличии памяти у исследователя, что существенно для установления причинно-следстванных связей, да и самого понятия времени.

Есть и другие неравенства, но и упомянутых уже достаточно. В такой Классической Механике, с ее бесконечной скоростью распространения света, можно хорошо синхронизировать какие угодно часы и определить какие угодно расстояния, вплоть до бесконечности. Таким образом, обмен данными между разными лабораториями считается возможным и теоретическая механика живет в бесконечном плоском пространстве, где есть точечные тела, известные силы взаимодействия между ними (закон всемирного тяготения Ньютона, например) и математика всего этого дела проста и понятна. И вот тут то и прячется ловушка для людей. Они математику классической механики принимают за чистую монету и игнорируют все неравенства. В математике человек не наблюдатель со своими приборами и приборно/физическими ограничениями, а царь и бог, стоящий над физическими телами и наблюдающий их с абсолютной точностью. В математическом мире свет всегда светит так, как того хочет математик, стоящий "над схваткой", и не корячится, как экспериментатор, зависимый от соблюдения неравенств и плотно взаимодействующий с наблюдаемыми телами. Так и произошел отрыв "высокой" теоретической физики от "приземленной" экспериментальной. Так Теоретическая Механика стала преподаваться как "выводимая из фундаментальных принципов" типа принципа наименьшего действия, уравнений Эйлера-Лагранжа или бесчисленного множества других уравнений, получаемых на самом деле из уравнений Ньютона обратимыми заменами переменных. Абстракции = грубые приближения разнообразных наблюдений были возведены в ранг принципов со всеми вытекающими из этой потуги издержками. А издержки таковы, что реальность богаче нескольких "фундаментальных" абстракций, и физика стала отходить от Классической Механики ввиду ее неточности.

Классическая Электродинамика в современном ее понимании содержит еще одно неравенство, а именно $v\le c$. Всё, быстрее скорости света информацию не передать и это в практическом плане сильно ограничивает количество систем отсчета, с которыми обмен информацией возможен в обозримое время. Вот, появилось понятие обозримого времени, которое всегда конечно, в силу чего физически доступный мир скукоживается с бесконечного в конечный и довольно маленький. Потому что для большого мира никакого времени не хватит всё точно синхронизировать, да и неподконтрольные временные изменения состояний физических тел не дадут точно синхронизировать часы повсюду. Но мы всё равно идем дальше - мы экстраполируем наши законы туда, куда нам не достать и смотрим, работает ли такая экстраполяция. Так мы по-прежнему самонадеянно мыслим про бесконечную Вселенную, ну и нарываемся, конечно.

Даже в пределах Солнечной системы наблюдения оказались отличающимися от классических и пришлось придумывать ОТО и ей подобные теории для улучшения описания наблюдений. Замечу, что в ОТО число реальных систем отсчета, с которыми можно провести синхронизацию часов, еще меньше ввиду еще и гравитационного воздействия на распространение электромагнитного излучения, которым мы и синхронизируем часы. В ОТО экстраполяции вдаль занимают еще большее место, и не смотря на успехи ОТО в слабых полях, теория страдает ужасными пороками, а всё из-за забытых неравенств и распространения теории вне пределов ее применимости: "тела точечные и движутся по геодезическим линиям, и это абсолютная правда всегда и везде". Ага, сейчас.

Ясно одно, что ОТО это макроскопическая теория или теория макроскопических (знакомых нам небесных и не очень массивных) тел, поддающихся наблюдению с помощью света или радиоволн. Наличие переносчиков информации подразумевается, но оно таково, что в теории тела по прежнему считаются неизменными - в этом состоит инклюзивность экспериментальной картины и приближенность теории. Эта инклюзивность, присущая КлМ и КлЭД, есть прямая противоположность режиму наблюдения отдельных квантов, излучаемых системой. Этот режим предельно слабой интенсивности невозможно описать инклюзивными понятиями (положение, импульс и т.д.), и пришлось придумывать квантовую механику с ее неопределенностями. Все ее знают, но никто (возможно за редким исключением) её не понимает, но суть моей заметки не в этом, а в указании на претензии Л. Сасскинда на "равенство" GR=QM и, в частности, на "possibility of seeing quantum gravity in a lab equipped with quantum computers". Санитар диких джунглей теоретической физики Питер Воит не остался в стороне и тоже отписал свою заметку в своем блоге.

Я ему написал комментарий про противоположность инклюзивной (найгрубейшей) картины ОТО и квантовомеханической картины - картины с малым числом квантов, а также о выводимости многих "классических" формул из формул квантовой механики или КТП, если в КМ просуммировать по квантам и построить инклюзивную картину. То есть, CED = inclusive QED, и тому подобные соотношения. Но Питер на то и Воит, чтобы не пускать мою физическую точку зрения к себе, математику.

Ладно, фиг с ним, с Питером, обойдемся без него, хотя и он неприменул написать, что в подготовленной им книжке про КМ он обошелся без гравитации, как обошлись и все другие авторы учебников по КМ, так что не понятно, что там такое придумал Л. Сасскинд, если он предвидит наблюдение квантово-гравитационных эффектов в ближайшее время в системах с кубитами. Ну как же, Питер, ты же используешь пространство в квантовой механике, а оно, пространство, принадлежит ОТО и, значит, всё, QM=GR, умствует Л. Сасскинд. Смехота да и только. Но шутки в сторону.

Воздействие статической гравитации на кванты света уже давно наблюдалось; это красное смещение частоты фотонов под действием гравитационного поля массивного тела, это также влияние разности высот источника и приемника в эффекте Мёссбауэра (Гарвардские эксперименты), но это не имеет отношения к наблюдению квантовости гравитации. Массивный источник гравитационных квантов, если таковые есть в природе, будет излучать их не спонтанно - квант за квантом в режиме слабой интенсивности гравитационного излучения, а сразу потоком когерентных квантов, типа излучения классического тока в КЭД, И помимо излучения, есть еще и "ближнее" гравитационное поле, которое не квантуют, как не квантуют Кулоновское поле или ему подобное запаздывающее ближнее поле. Я полагаю, что условий для наблюдения гравитационных квантов создать не удастся по причине помех гораздо большей интенсивности от других, более сильных взаимодействий (забытое неравенство о слабости помех и забытый сам факт их существования).

Что еще может быть квантового в гравитации, кроме квантов гравитационного поля? Квант массы? Сомневаюсь. Черные дыры? Еще больше сомневаюсь. Но люди распространили ОТО опять на всю Вселенную и удивляются теперь полученной нескладухе с экспериментом. В частности, Л. Сасскинд умозрительно забрался в страну чудес с запутанными макроскопическими черными дырами, где всё происходит так, как он хочет, а остального он знать не хочет. А раз так, то не физик он, а фантазер, не имеющий моего кредита доверия.

Комментариев нет:

Отправить комментарий