Единая Теория Поля
В современной физике термин «вакуум» используется в двух смыслах. Первый, наиболее распространенный, соответствует сильно разряженным газам. Второй (физический вакуум), используемый в теории полей, соответствует состоянию, в котором полностью отсутствуют реальные частицы.
Правда, название совершенно не впечатляет. Судите сами: вакуум, то есть пустота (вакуум), но физический, то есть не пустота (не вакуум).
Как пишет В. А. Ацюковский: «Физический вакуум не имеет никакой структуры, он не устроен никак, но почему-то обладает физическими свойствами, такими как диэлектрическая проницаемость, энергия, способность рождать микрочастицы и даже поляризация» [4].
Итак, физический вакуум – это независимая, универсальная, имеющая чрезвычайно специфические свойства физическая среда, которую ни в коем случае нельзя идентифицировать с пустым геометрическим пространством. Как новый уровень реальности он (физический вакуум) появился в качестве объекта исследования в первой половине прошлого столетия. Причем разные теории давали о нем разное представление.
В квантовой теории Максвелла – Дирака вакуум представлял собой «нечто», своего рода «кипящий бульон», состоящий из элементарных частиц, а в теории относительности Эйнштейна вакуум рассматривался как «ничто», то есть пустое пространство, обладающее упругими свойствами и кривизной.
Необходимо было объединить два различных представления о вакууме и создать единую теорию гравитации и электромагнетизма.
Но это было не так-то просто сделать. Почему? Теория Максвелла рассматривает электромагнитное поле на фоне плоского пространства, а в теории Эйнштейна гравитационное поле имеет геометрическую природу и рассматривается как искривленное пространство.
Чтобы объединить эти две теории, требовалось либо рассматривать оба поля как заданные на фоне плоского пространства, либо оба поля свести к кривизне пространства.
В этом вопросе мнения физиков разделились. Возникли два научных направления.
Первое направление возглавили Гейзенберг и Иваненко, подчинив свои усилия поискам волновой функции, введенной Шредингером. Их задача заключалась в том, чтобы найти, какое физическое поле представляет эта волновая функция.
Второе направление возглавил Эйнштейн, который поставил задачу: создать Единую Теорию Поля (ЕТП). Основной проблемой этого направления была необходимость описать электромагнитные поля с помощью геометрии, так же как Эйнштейн описал гравитационные поля через геометрию пространства.
Несмотря на упорные поиски (около тридцати лет), решить поставленную задачу Эйнштейн так и не смог. Не удавалось геометризировать спинорные поля (например, поле Дирака), образующие источники электромагнитного поля.
В 1960 году ученик Эйнштейна, известный теоретик Джон Уилер, читая лекцию в Международной школе физики им. Энрико Ферми, высказал по поводу проблемы геометризации спинорного поля следующие слова: «Мысль получения спина из одной лишь классической геометрии представляется невозможной» [5].
Он еще не знал, что блестящий английский физик Пенроуз уже записал вакуумные уравнения Эйнштейна в спиновом виде. Пенроуз сумел доказать, что геометрические характеристики пространства-времени можно рассматривать в качестве величин, определяющих физические процессы и явления с учетом их статуса первичной реальности. Это кажется столь же невероятным, как возможность вывести геометрические характеристики пространства-времени из чисто физических данных.
Это открытие Пенроуза является таким же фундаментальным и столь же трудно понимаемым, как общая теория относительности Эйнштейна.
Дальнейшее решение проблемы Единой Теории Поля пошло по пути объединения программ Эйнштейна и Гейзенберга с Иваненко.
Этой важнейшей проблемой занимались выдающиеся умы: Дирак, Картан, Клиффорд, Пенроуз и многие другие. А решить эту проблему в результате двадцатилетней напряженной работы удалось российскому ученому Г. И. Шипову, создавшему теорию физического вакуума, которая по сути представляет Единую Теорию Поля.
Оказалось, что объединение программ «ничто» и «нечто» возможно, если допустить, что в физической картине мира фундаментальную роль играет скручивание[11] (торсия) геометрической метрики.
Шипов пишет: «Проблема создания Единой Теории Поля получила свое решение в теории физического вакуума, разработка которой была завершена в 1988 году. Теория физического вакуума объясняет весь мир (и вещественный, и Тонкий) и все его проявления языком формул и строгой научной логики» [5].