Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
23 января 2018, вторник, 13:22
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

#ЗНАТЬ. Фестиваль публичных лекций. День четвертый

Людвиг Фаддеев
Людвиг Фаддеев
Из архива Л.Д. Фаддеева

В понедельник 24 ноября на Фестивале публичных лекций Полит.ру выступил специалист в области математической физики, академик РАН, директор Международного математического института имени Леонарда Эйлера Людвиг Дмитриевич Фаддеев. Тема его лекции: «Поучительная история квантовой теории поля».

Следует помнить различие между квантовой механикой и квантовой теории поля. Квантовая механика описывает поведение объектов микромира (атомов, протонов, электронов, фотонов), которое не в состоянии описать классическая механика. Однако, когда эти частицы имеют очень большую (релятивистскую) энергию, с трудностями сталкивается уже и квантовая механика.

Преодолевает эти трудности квантовая теория поля, которая представляет собой физическую модель, где частицы как выделенные постоянные объекты вообще отсутствуют. Любая элементарная частица рассматривается как возбуждение поля. Поле, в понимании физиков, это физическая величина, определенная во всех точках пространства и принимающая в каждой точке некоторое значение. Значение может изменяться во времени.

Если мы возьмем некоторое тело и измерим температуру каждой его точки, то мы сможем говорить о поле температуры. Если мы определим скорость и направление каждой молекулы в потоке жидкости, то мы определим векторное поле скоростей. Интерес квантовой теории поля сосредоточен на фундаментальных полях, из которых и построен наш мир. Нам хорошо известны гравитационное и электромагнитное поля. Последнее из них, как смогли показать физики, едино с полем, определяющем так называемое слабое взаимодействие, поэтому сейчас его называют электрослабым полем. Отдельно от них есть глюонное поле, которое «отвечает» за сильное взаимодействие. Также существуют фермионные поля, обеспечивающие существование кварков и лептонов.

Для нужд квантовой теории поля необходим особый математический аппарат, который за неполное столетие развития этой теории прошел значительную эволюцию. При этом квантовая теория поля стала ареной интересного взаимодействия между физикой и математикой. С одной стороны нужды физиков вызывали разработку новых математических методов, с другой – было и встречное движение: математические модели, которые в какой-то момент казались исключительно игрой разума, не имеющей отношения к реальности, затем становились важной частью квантовой теории поля. В этом и состоит поучительность истории квантовой теории поля, о которой рассказывалось на лекции.

В целом квантовая механика, подготовленная трудами Планка, Бора, Шрёдингера, де Бройля и других физиков, сложилась к середине 1920-х годов. Решающую роль в ее становлении в этот момент сыграли Вернер Гейзенберг, Вольфганг Паули и Поль Дирак. К 1928 году появилась и квантовая теория поля. Из отечественных ученых важный вклад в эту область тогда внес Владимир Александрович Фок.

Появившись, квантовая физика быстро добилась заметных успехов. Ей удалось подтвердить гипотезу де Бройля, разрешив тем самым противоречие между корпускулярной и волновой теорией света. Экспериментальное изучение ряда эффектов (дифракции медленных электронов, комптоновского рассеяния фотонов на электронах) дало результаты, которые точно согласовывались с теорией.

Но возникли и трудности, связанные с несходимостью интегралов, получаемых в рамках квантовой теории. Преодолеть их удалось при помощи метода перенормировки, начало которому положил Ганс Бете, а затем развивали и другие физики. Позднее более удобный формализм был предложен Джулианом Швингером и Ричардом Фейнманом, а также (независимо от них) японским ученым Синъитиро Томонагой. В результате, в частности, возникли так называемая «формулировка через интеграл по траекториям» и знаменитые диаграммы Фейнмана.

Приходилось квантовой теории поля выходить и из ситуаций, казавшихся и вовсе тупиковыми. В 1950-х Лев Ландау с коллегами установил, что в некоторых используемых квантовой теорией поля формулах заряд неминуемо обращается в ноль. Это привело ученых к выводу, что квантовая теория не имеет отношения к действительности, а следовательно развивать ее не нужно. В статье об этом Ландау даже писал: «Мы пришли к выводу, что гамильтонов метод [то есть квантовая теория поля, использующая оператор Гамильтона] мертв и должен быть похоронен, хотя, конечно, и с должными почестями».

Как заметил Людвиг Фаддеев, Ландау и Паули были двумя цензорами физики той эпохи. Они строго считали, что заниматься надо только тем, что имеет физический смысл, а если это просто математическая конструкция, смыслом не наделенная, то на нее ученые не должны тратить время и силы.

Но в период временного упадка развитие квантовой теории поля не остановилось. Преодолеть кризис удалось во многом благодаря теории Чжэньнина Янга и Роберта Миллса. При этом их работы некоторое время рассматривались именно как математические изыски, не связанные с реальностью. Но потом из их теории вышли такие важные разделы современной физики, как  квантовая хромодинамика (теория сильных взаимодействий) и теория электрослабых взаимодействий.

Рассказал Людвиг Фаддеев и о своей работе в 1960-х годах над проблемами квантовой теории поля, которые в то время тоже представлялись многим чисто математической игрой ума, не имеющей физического смысла. Оправданность этих работ выяснилась лишь потом. Людвиг Фаддеев совместно с Виктором Поповым исследовали применение континуального интеграла Фейнмана для квантования полей Янга – Миллса и отправили статью со своими выводами в журнал Physics Letters. Редактор, тоже крупный физик, честно потом признавался, что ничего не понял («I did not understand the article in any detail»), но почувствовал важность результатов, поэтому принял статью. Позднее благодаря работам по квантованию полей Янга – Миллса стало возможным уже упомянутое объединение электромагнитного и слабого взаимодействий.

Перед физиками и математиками, разрабатывающими квантовую теорию поля, стоит еще немало нерешенных проблем. Например, задача решения в общем виде уравнений, описывающих поля Янга – Миллса, включена Математическим институтом Клэя в знаменитый список «Задач тысячелетия».

На "Полит.ру" вы также можете прочитать интервью с Людвигом Фаддеевым и его рассказ об истории советской математики и судьбе Института Эйлера.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus

Главные новости

13:15 В Кремле назвали «удручающей новостью» недопуск ряда спортсменов на Игры
13:04 Токсин SsTx позволяет гигантским сколопендрам убивать добычу в 15 раз крупнее себя
12:59 Турчак анонсировал ребрендинг ЕР
12:51 На Украине назвали причину сокращения транзита российского газа
12:40 Песков подчеркнул официальность предложения по военной технике из Крыма
12:23 Прокурор рассказал в суде о взятке партнеров Шакро главе СК по Москве
12:23 РУСАДА дисквалифицировало восьмерых спортсменов за допинг‍
12:07 Строение черепа позволяет петуху не слышать свое кукареканье
12:00 Ростуризм составил список завышающих цены во время ЧМ-2018 гостиниц
11:53 Росалкоголь опроверг снижение продаж водки в 2017 году
11:38 Россия обратилась в МОК за разъяснением недопуска ведущих спортсменов на Игры
11:27 Южная Корея запретила анонимные операции с криптовалютами
11:23 В общественном совете при Минкульте решили отложить прокат «Смерти Сталина»
11:08 Шойгу рассказал о потенциальных контрактах на поставки С-400
10:54 Минкомсвязи доработало законопроект об инфраструктуре рунета
10:46 Ученые признали способность вирусов путешествовать в космосе
10:40 Россия поднялась в рейтинге лучших стран мира на 26-е место
10:34 Пермский губернатор предложил Путину наградить раненую учительницу
10:17 ЦИК пригрозил владельцам иностранных активов отменой регистрации
10:12 В Давосе откроется 48-я сессия Всемирного экономического форума
10:07 Минфин предложил не взимать налоги с самозанятых до конца 2019 года
09:56 МГУ вошел в десятку самых красивых вузов Европы
09:48 Число безработных в мире выросло до 192,7 млн человек
09:38 Российские аптеки обяжут предлагать дешевые аналоги известных лекарств
09:17 Директор ЦРУ заявил о скорой готовности КНДР к удару по США
09:13 Россияне стали экономить на шампанском и водке
09:01 Суд арестовал подозреваемого в атаке на школу в Улан-Удэ
08:54 Россия выделила ООН 2 млн‍ долларов на борьбу с терроризмом
08:45 В Госдуме предложили обязать школы соблюдать стандарт безопасности
08:37 Родченков дал показания на заседании СAS по видеосвязи
08:24 Российский корабль-разведчик заметили у побережья США‍
08:16 Генштаб Великобритании предупредил о «враждебных действиях» России
08:08 ФСБ потребовала остановить вредные производства на время ЧМ-2018
07:52 Трамп возобновил работу правительства США
22.01 21:05 ФАС обвинила «дочку» LG в использовании «ценовых роботов»
22.01 20:39 Мосгорсуд оставил директора РАМТ под домашним арестом до 19 апреля
22.01 20:38 Украина отклонила предложение о возвращении военной техники из Крыма
22.01 20:10 Хакеры похитили около 10% заработанных при ICO средств
22.01 19:40 Путин ввел новую форму ответа на благодарность командира
22.01 19:05 Матвиенко встретилась с сенатором Керимовым в России
22.01 18:42 Лидер партии «Честно» вышел из президентской гонки ради Путина
22.01 18:11 Виктора Ана неожиданно отстранили от участия в Олимпиаде-2018
22.01 18:07 Завершился IX Гайдаровский форум в РАНХиГС
22.01 17:52 Кабмин утвердил план снижения смертности в ДТП до «нуля»
22.01 17:25 «Первый канал» заплатит 300 тысяч рублей за «Весну» Цоя
22.01 17:00 Курды рассказали об отказе от предложения России отдать Африн Асаду
22.01 16:18 Яровая предложила без суда блокировать сайты с призывами к насилию
22.01 15:59 Путин перевел Грушко с поста постпреда РФ при НАТО в замглавы МИД
22.01 15:48 Последний фигурант «болотного дела» отпущен на лечение домой
22.01 15:29 В Сиэтле открылся первый супермаркет без касс и продавцов
Apple Boeing Facebook Google iPhone IT NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Twitter Абхазия аварии на железной дороге авиакатастрофа Австралия Австрия автопром администрация президента Азербайджан акции протеста Александр Лукашенко Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев алкоголь амнистия Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антимайдан Аргентина Аркадий Дворкович Арктика Армения армия Арсений Яценюк археология астрономия атомная энергия аукционы Афганистан Аэрофлот баллистические ракеты банковский сектор банкротство Барак Обама Башар Асад Башкирия беженцы Белоруссия Белый дом Бельгия беспилотник беспорядки биатлон бизнес биология бокс болельщики «болотное дело» большой теннис Борис Немцов борьба с курением Бразилия Валентина Матвиенко вандализм Ватикан ВВП Великая Отечественная война Великобритания Венесуэла Верховная Рада Верховный суд взрыв взятка видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» визовый режим Виктор Янукович вирусы Виталий Мутко «ВКонтакте» ВКС Владивосток Владимир Жириновский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин ВМФ военная авиация Волгоград ВТБ Вторая мировая война вузы ВЦИОМ выборы выборы губернаторов выборы мэра Москвы Вячеслав Володин гаджеты газовая промышленность «Газпром» генетика Генпрокуратура Германия ГИБДД ГЛОНАСС Голливуд гомосексуализм госбюджет Госдеп Госдума госзакупки гражданская авиация Греция Гринпис Грузия гуманитарная помощь Дагестан Дальний Восток декларации чиновников деньги День Победы дети Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин доллар Домодедово Дональд Трамп Донецк допинг дороги России драка ДТП Евгения Васильева евро Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет ЕГЭ «Единая Россия» Екатеринбург ЕСПЧ естественные и точные науки ЖКХ журналисты Забайкальский край закон об «иностранных агентах» законотворчество здравоохранение в России землетрясение «Зенит» Израиль Ингушетия Индия Индонезия инновации Интервью ученых интернет инфляция Ирак Ирак после войны Иран Иркутская область искусство ислам «Исламское государство» Испания история История человечества Италия Йемен Казань Казахстан казнь Калининград Камчатка Канада Кемеровская область Киев кино Киргизия Китай климат Земли КНДР Книга. Знание Компьютеры, программное обеспечение Конституционный суд Конституция кораблекрушение коррупция космодром Восточный космос КПРФ кража Краснодарский край Красноярский край кредиты Кремль крушение вертолета Крым крымский кризис Куба культура Латвия ЛГБТ ЛДПР Левада-Центр легкая атлетика Ленинградская область лесные пожары Ливия лингвистика Литва литература Лондон Луганск Малайзия Мария Захарова МВД МВФ медиа медицина междисциплинарные исследования Мексика Мемория метро мигранты МИД России Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минсельхоз Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст «Мистраль» Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский МКС мобильные приложения МОК Молдавия Мосгорсуд Москва Московская область мошенничество музыка Мурманская область МЧС наводнение Надежда Савченко налоги нанотехнологии наркотики НАСА наука Наука в современной России «Нафтогаз Украины» недвижимость некоммерческие организации некролог Нерусский бунт нефть Нигерия Нидерланды Нобелевская премия Новосибирск Новые технологии, инновации Новый год Норвегия Нью-Йорк «Оборонсервис» образование обрушение ОБСЕ общественный транспорт общество ограбление Одесса Олимпийские игры Ольга Голодец ООН ОПЕК оппозиция опросы оружие отставки-назначения офшор Пакистан палеонтология Палестинская автономия Папа Римский Париж ПДД педофилия пенсионная реформа Пентагон Петр Порошенко пищевая промышленность погранвойска пожар полиция Польша похищение Почта России права человека правительство Право правозащитное движение православие «Правый сектор» преступления полицейских преступность Приморский край Продовольствие происшествия публичные лекции Рамзан Кадыров РАН Революция в Киргизии Реджеп Эрдоган рейтинги религия Республика Карелия Реформа армии РЖД ритейл Росавиация Роскомнадзор Роскосмос «Роснефть» Роспотребнадзор Россельхознадзор Российская академия наук Россия Ростов-на-Дону Ростовская область РПЦ рубль русские националисты РФС Санкт-Петербург санкции Саудовская Аравия Сахалин Сбербанк Свердловская область связь связь и телекоммуникации Севастополь сельское хозяйство сепаратизм Сербия Сергей Лавров Сергей Полонский Сергей Собянин Сергей Шойгу Сирия Сколково Славянск Следственный комитет следствие смартфоны СМИ Совбез ООН Совет по правам человека Совет Федерации сотовая связь социальные сети социология Социология в России Сочи Сочи 2014 «Спартак» спецслужбы «Справедливая Россия» спутники СССР Ставропольский край стихийные бедствия Стихотворения на случай страхование стрельба строительство суды суицид Счетная палата США Таджикистан Таиланд тарифы Татарстан театр телевидение телефонный терроризм теракт терроризм технологии Трансаэро транспорт туризм Турция тюрьмы и колонии убийство уголовный кодекс УЕФА Узбекистан Украина Условия труда фармакология ФАС ФБР Федеральная миграционная служба физика Филиппины Финляндия ФИФА фондовая биржа фоторепортаж Франсуа Олланд Франция ФСБ ФСИН ФСКН футбол Хабаровский край хакеры Харьков Хиллари Клинтон химическое оружие химия хоккей хулиганство цензура Центробанк ЦИК Цикл бесед "Взрослые люди" ЦРУ ЦСКА Челябинская область Чехия Чечня ЧМ-2018 шахты Швейцария Швеция школа шоу-бизнес шпионаж Эбола эволюция Эдвард Сноуден экология экономика экономический кризис экстремизм Эстония Южная Корея ЮКОС Юлия Тимошенко ядерное оружие Якутия Яндекс Япония

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 495 980 1894.
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.