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.