Физическая парадигма и универсальная теория
Кризис фундаментальной физической теории
Бостонская дискуссия
Квантовая теория поля является теоретической основой современной фундаментальной физики, включающей физику элементарных частиц и космологию. Своего наибольшего успеха она достигла в 70-х годах XX века, когда была создана Стандартная модель, достаточно хорошо описывающая опытные данные. В ней фундаментальные взаимодействия природы удалось описать единым образом – посредством неабелевой калибровочной теории. Однако затем последовал длительный период теоретического застоя, продолжающийся и ныне. Концептуальное развитие СМ застопорилось. Создавшееся положение обсуждалось в 1996 г. в Бостонском университете на представительном симпозиуме, посвященном концептуальным основаниям КТП. В 1999 году его материалы были опубликованы. Их краткий обзор дан в работе, которой мы будем следовать. В состоявшейся дискуссии с участием известных физиков и философов науки нас будут интересовать критический взгляд на КТП «изнутри» и видение перспективы.
Апологеты СМ утверждают, что физика может считаться завершенной, что все основные законы уже открыты и систематизированы в Стандартную модель. Их лозунг: «Никакой новой физики!» Однако многие исследователи такую точку зрения отвергают, подвергая СМ и КТП жесткой критике за присущие им недостатки. Заостряя ситуацию, Ш. Глэшоу сказал даже, что «КТП просто неверна!» Верная теория, считает он, должна включать в себя квантовую гравитацию. Среди недостатков КТП выделяется проблема расходимостей. «Для таких светил, как Швингер и Дирак, появление расходимостей делало КТП неприемлемой в качестве некоторой окончательной теории», – отметил Глэшоу. Перспективу он видит в теории струн. «Но никто еще не получил из теории струн каких-либо проверяемых предсказаний», – напомнил он.
Сторонником теории струн и критиком СМ выступил и Д. Гросс. Он перечислил проблемы, которые требуют выхода за пределы КТП. В их числе унификация взаимодействий, иерархия масс, происхождение лептон-кварковых семейств, объяснение параметров СМ и малой величины космологической постоянной, реконструкция ранней истории Вселенной и др.
Проблемы, выходящие за рамки КТП, Глэшоу определил как метафизические. Он относит к ним дираковскую «проблему больших чисел». Почему массы различных фермионов различаются на пять порядков и столь малы по сравнению с планковской массой? Почему взаимодействия в мире элементарных частиц описываются калибровочными симметриями и какова природа этих симметрии? Что является источником сил? Почему равны гравитационная и инерционная массы? Есть ли внутренняя структура у электрона? И т.д. С точки зрения Глэшоу подлинные метавопросы остались сейчас только в физике элементарных частиц и космологии.
Вывод, к которому пришли критики СМ, таков: стагнация теории должна быть преодолена новой концептуальной революцией, которая не обязательно будет базироваться на теории струн, но в любом случае совершит радикальный пересмотр основных допущений и принципов КТП. Фактически это есть констатация кризиса современной физической парадигмы без указания конкретного выхода из него.
Важное место в дискуссии было уделено метафизическим и эпистемологическим вопросам физики. ............
