Всегда интересно пофантазировать и представить, как учёный, который никогда не слышал про существование новых концепций, ознакомился с некоторым нестандартным для него взглядов. Сможет ли он понять и даже поддержать эту теорию? Представим, что папа механики Ньютон, вдруг ознакомился с квантовой теорией, которая заявляет, что классическая механика просто не существует на некотором размерном уровне.
Во-первых, Ньютону нужно было понять концепцию теории поля, например электромагнетизма. Это было бы сложно. Молодой Ньютон был бы восприимчив к этому, поскольку в конечном итоге это помогло бы решить его самую большую озабоченность по поводу собственной теории гравитации: действие на расстоянии заменяется взаимодействием, опосредованным полем. Но саму теорию поля было сложно принять. Даже спустя столетия физикам было трудно понять, что поле существует само по себе, а не как свойство какой-то среды. Волны, которые существуют без какой-либо среды, создающей волны? Что это вообще. Но это во многом то же самое, что, например, электромагнитное поле. Светоносного эфира нет, волны существуют независимо. Это будет странно для классической физики и логике того времени.
Ньютону также пришлось бы понять принцип действия, а также его лагранжев и гамильтонов формализм. Там есть математика, на полтора века более продвинутая, чем та математика, с которой он был знаком, и использующая некоторые концепции и обозначения, которые ближе к тому, что делали его «конкуренты» в то время, особенно Лейбниц..
На самом деле не существует квантовой теории поля без специальной теории относительности. А чтобы разработать специальную теорию относительности, Ньютону пришлось бы осознать идею о том, что абсолютного времени не существует. Что два одинаковых часа, идущие по разным путям, прежде чем снова сойтись вместе, больше не будут синхронизированы и будут измерять разное количество времени. правильное время между одними и теми же событиями.
Делая все это, ему пришлось бы ознакомиться со многими понятиями и условностями математики, появившимися после него: функциями, дифференцированием, интегрированием, системами координат, многомерным исчислением, обыкновенными дифференциальными уравнениями и уравнениями в частных производных, матрицами и даже некоторыми современные (т. е. 19 века) абстрактные концепции, такие как линейная алгебра.
И это всего лишь классическая физика. Теперь наступает самое сложное: квантовая теория. Состояние системы больше не представляется набором чисел, которые точно характеризуют положение и скорость. Вместо этого состояние представляется абстрактной сущностью, а наблюдаемые — дополнительными абстрактными сущностями, которые действовать в этом состоянии, давая не точные результаты, а амплитуды вероятности, связанные с диапазонами результатов..
Ему также придется понять атомную теорию материи, представление о том, что вещество состоит из частиц. Усвоив все это, ему придется понять недостатки обычной квантовой теории: то, что она не релятивистская, что она не объясняет рождение и уничтожение частиц. Ему придется разобраться в релятивистской теории электрона Дирака, в ее странной концепции спиноров (возможно, взаимосвязи между спинорами и «квадратным корнем вращения», роторами геометрической алгебры) и понять, что даже уравнение Дирака не рассматривает два основные недостатки: опять же, рождение и уничтожение частиц, а также надежная причинно-следственная связь..
Что касается математики, ему также придется изучить концепцию преобразования Фурье и идею о том, что функция может быть эквивалентно представлена, например, в зависимости от времени и частоты.
На этом этапе он заложил бы основу для рассмотрения собственно квантовой теории поля: идеи о том, что у нас может быть релятивистская теория поля, что поле можно преобразовать Фурье и представить в виде суммы гармонических осцилляторов, и что эти гармонические осцилляторы осцилляторы можно квантовать. Тогда он бы оценил, как в такой теории «частицы» представлены возбуждениями поля, эти возбуждения могут создаваться или уничтожаться в полевых взаимодействиях, и что на протяжении всего времени теория остается строго причинной. Он также мог бы рассмотреть альтернативные формулировки, такие как формализм интеграла по путям, которые в конечном итоге приводят к тем же результатам. Он поймет основные проблемы теории, такие как нежелательные расхождения, которые можно устранить с помощью процесса перенормировки.
Это долгий и извилистый путь даже для такого человека, как Исаак Ньютон. На этом пути встречается множество препятствий и ловушек, которые могут сорвать даже кого-то уровня Ньютона, уведя его от реальной физики к сумасшедшему. Я не знаю, как бы он поступил: путешествие радости и открытий или разочарование?
Поделиться:
