О двух программах синтеза фундаментальной физики ХХ в.: к 100-летию геометрической полевой программы и к 60-летию открытия симметрии стандартной модели в физике элементарных частиц

  • Владимир Павлович Визгин Институт истории естествознания и техники им. С. И. Вавилова РАН, Москва, Россия vlvizgin@gmail.com
    elibrary Author_id 73232
    ResearchID G-4223-2016
Для цитирования
Визгин В. П. О двух программах синтеза фундаментальной физики ХХ в.: к 100-летию геометрической полевой программы и к 60-летию открытия симметрии стандартной модели в физике элементарных частиц // Управление наукой: теория и практика. 2021. Том 3. № 2. С. 185-210. DOI: https://doi.org/10.19181/smtp.2021.3.2.8

Аннотация

Статья посвящена 100-летию геометрической полевой программы (ГПП) и 60-летию открытия симметрии стандартной модели в физике элементарных частиц. Эти события связаны с двумя масштабными программами построения единой полевой теории фундаментальных взаимодействий.ГПП возникла на базе триумфа общей теории относительности и опирающихся на неё первых единых геометрических теорий гравитационного и электромагнитного полей Г. Вейля и Т. Калуцы (1921). Вскоре её лидером стал А. Эйнштейн, напряжённые тридцатилетние усилия которого так и не привели к успеху, несмотря на математическую глубину этой программы. Частицы и их квантовые свойства в рамках ГПП должны были получиться как решения нелинейных уравнений единого поля. Это привело и к критическому отношению Эйнштейна к копенгагенской вероятностной интерпретации квантовой механики. Несмотря на своё поражение, ГПП и связанная с ней эйнштейновская критика оснований квантовой механики имели важное эвристическое значение для теоретической физики. Открытие симметрий сильных, слабых и электромагнитных взаимодействий, сделанное в 1961 г. М. Гелл-Манном, Ю. Нееманом, Ш. Глэшоу и А. Саламом, вместе с концепцией калибровочных полей, предложенной ранее Ч. Янгом и Р. Миллсом (1954), легли в основу симметрийно-калибровочной квантовополевой программы построения единой теории трёх фундаментальных взаимодействий физики микромира. Именно в рамках этой программы удалось преодолеть все теоретические и экспериментальные трудности и триумфально завершить к середине 1970-х гг. построение электрослабой теории и квантовой хромодинамики, другими словами, стандартной модели. Твёрдая вера ряда теоретиков в красоту и мощь симметрийно-калибровочной программы стали залогом её успеха. Отмечено влияние ГПП на симметрийно-калибровочную программу, прежде всего в отношении концепции «симметрия ergo динамика».
Ключевые слова:
общая теория относительности, единые теории поля, геометрическая полевая программа, Эйнштейн, критика оснований квантовой механики, симметрии в физике элементарных частиц, симметрийно-калибровочная программа, электрослабая теория, квантовая хромодинамика, стандартная модель, калибровочная концепция Янга-Миллса

Биография автора

Владимир Павлович Визгин, Институт истории естествознания и техники им. С. И. Вавилова РАН, Москва, Россия
Доктор физико-математических наук, зав. сектором

Литература

1. Дюкас Э. Альберт Эйнштейн как человек / Э. Дюкас, Б. Хофман // Вопросы философии. 1991. № 1. С. 61–100.

2. Дамур Т. Мир по Эйнштейну: От теории относительности до теории струн / Пер. с фр. В. Белавина. М. : Альпина нон-фикшн, 2016. 268 с.

3. Вайнберг С. На пути к окончательным физическим законам // Р. Фейнман, С. Вайнберг. Элементарные частицы и законы физики. М. : Мир, 2000. С. 80–137.

4. Вильчек Ф. Красота физики: Постигая устройство природы / Пер. с англ. М. Тарховой. М. : Альпина нон-фикшн, 2016. 604 с.

5. Визгин В. П. Единые теории поля в первой трети ХХ века. М. : Наука, 1985. 304 с.

6. Визгин В. П. Эйнштейн и математики (к 100-летию создания общей теории относительности) // Метафизика. 2015. № 3 (17). С. 135–156.

7. Визгин В. П. У истоков стандартной модели в физике фундаментальных взаимодействий // Исследования по истории физики и механики. 2019–2020 (в печати).

8. Визгин В. П. Метафизические аспекты стандартной модели в физике элементарных частиц и истории её создания // Метафизика. 2020. № 3 (37). С. 39–56.

9. Визгин В. П. Социокультурные аспекты стандартной модели в физике элементарных частиц и истории её создания // Эпистемология и философия науки. 2020. Т. 57, № 3. С. 160–175.

10. Глазков Н. И. Избранное. М. : Художественная литература, 1989. 541 с.

11. Вейль Г. Пространство. Время. Материя : Лекции по общей теории относительности. Изд. 2-е, испр. М. : УРСС, 2004. 456 с.

12. Эйнштейн А. Добавление: (к статье Г. Вейля «Гравитация и электричество») // Альберт Эйнштейн и теория гравитации. М. : Мир, 1979. С. 525–526.

13. Эйнштейн А. Доказательство несуществования всюду регулярного центрально-симметричного решения в теории поля Т. Калуцы / А. Эйнштейн, Я. Громмер // А. Эйнштейн. Собрание научных трудов. Т. 2. М. : Наука, 1966. С. 130–133.

14. Эйнштейн А. Основные идеи и проблемы теории относительности // А. Эйнштейн. Собрание научных трудов. Т. 2. М. : Наука, 1966. С. 120–129.

15. Переписка А. Эйнштейна и М. Борна // Эйнштейновский сборник. 1972. М. : Наука, 1974. С. 7–103.

16. Из переписки Зоммерфельда с Эйнштейном // А. Зоммерфельд. Пути познания в физике. М. : Наука, 1973. С. 191–246.

17. Иоффе А. Ф. Альберт Эйнштейн // А. Ф. Иоффе. О физике и физиках. Л. : Наука, 1977. С. 224–229.

18. Эйнштейн А. О методе теоретической физики // А. Эйнштейн. Собрание научных трудов. Т. 4. М. : Наука, 1967. С. 181–186.

19. Переписка А. Эйнштейна и М. Бессо // Эйнштейновский сборник. 1975–1976. М. : Наука, 1978. С. 5–42.

20. Эйнштейн А. Механика Ньютона и её влияние на формирование теоретической физики // А. Эйнштейн. Собрание научных трудов. Т. 4. М. : Наука, 1967. С. 82–88.

21. Бор Н. Дискуссия с Эйнштейном по проблеме теории познания в атомной физике // Н. Бор. Избранные научные труды в 2-х томах. Т. 2. М. : Наука, 1971. С. 359–433.

22. Иванов М. Г. Как понимать квантовую механику. М.-Ижевск : НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2012. 516 с.

23. Пайс А. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. М. : Наука, 1989. 568 с.

24. Беркович Е. М. Трагедия Эйнштейна, или счастливый Сизиф // Исследования по истории физики и механики. 2019–2020 (в печати).

25. Элементарные частицы и компенсирующие поля. Сборник статей / Под ред. Д. Д. Иваненко. М. : Мир, 1964. 300 с.

26. Пайс А. Гении науки. М. : Институт компьютерных исследований, 2002. 448 с.

27. Визгин В. П. Научные революции и упущенные возможности в фундаментальной физике ХХ в. // Метафизика. 2021 (в печати)

28. Гросс Д. Дж. Открытие асимптотической свободы и появление КХД // Нобелевские лекции по физике. 1995–2004. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований;

НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика; Редакция журнала «Успехи физических наук», 2009. С. 727–752.

29. Сакураи Дж. Теория сильных взаимодействий // Элементарные частицы и компенсирующие поля. Сборник статей / Под ред. Д. Д. Иваненко. М. : Мир, 1964. С. 42–104.

30. Глэшоу Ш. На пути к объединённой теории – нити в гобелене // На пути к единой теории поля (сборник переводных статей). М. : Знание, 1980. С. 51–64.

31. Зи Э. Квантовая теория поля в двух словах. Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2009. 632 с.

32. Pais A. Inward bound: of matter and forces in the physical world. Oxford, New York : Clarendon Press, Oxford University Press, 1986. 666 p.

33. Symmetries in physics (1600–1980). Proc. of the 1st Intern. Meeting in the history of scientific ideas. Sant Feliu de Guixols, Catalonia, Spain. Sept. 20–26, 1983 / Ed. by M. Doncel. Bellaterra, Barcelona: Universitat Autonoma de Barcelona, 1987. 678 p.

34. 50 years of Yang-Mills theory / Ed. by G.’t Hooft. New Jersy etc.: World Scientific, 2005. 487 p.

35. 60 years of Yang-Mills gauge field theories / Ed. by L. Brink, K. K. Phua. New Jersy etc. : World Scientific, 2016. 521 p.

36. Gross D. J. Twenty five years of asymptotic freedom // arXiv: hep-th/9809060v1. 1998. September 10. Pp. 1–35.

37. Сao T. Y. Conceptual developments of 20th century field theories. Cambridge: Cambridge University Press, 1997. 433 pp.

38. Mills R. Gauge fields // American Journal of Physics. 1989. Vol. 57, № 6. Pp. 493–507.

39. Cheng T. P. Resource Letter Gi -1: Gauge invariance / T. P. Cheng., L.-F. Li // American Journal of Physics. 1988. Vol. 56, № 7. Pp. 587–600.

40. Kronfeld A. S. Resource Letter QCD -1: Quantum chromodynamics / A. S. Kronfeld, Ch. Quigg // American Journal of Physics. 2010. Vol. 78, № 11. Рp. 1081–1116.
Статья

Поступила: 11.04.2021

Опубликована: 29.06.2021

Форматы цитирования
Другие форматы цитирования:

APA
Визгин, В. П. (2021). О двух программах синтеза фундаментальной физики ХХ в.: к 100-летию геометрической полевой программы и к 60-летию открытия симметрии стандартной модели в физике элементарных частиц. Управление наукой: теория и практика, 3(2), 185-210. https://doi.org/10.19181/smtp.2021.3.2.8