Книга Ли Смолина «Неприятности с физикой: взлет теории струн, упадок науки и что за этим последует». http://www.rodon.org/sl/nsfvtsunichzes/#a3 - это замечательная и очень информативная книга. Я намерен продолжить обсуждение трех проблем, которые я не успел прокомментировать в первом посте
ПРОБЛЕМА 3: Определить, могут или нет различные частицы и силы быть объединены в теорию, которая объясняет их все как проявление единственной, фундаментальной сущности.
ПРОБЛЕМА 4: Объяснить, как в природе выбираются величины свободных констант в стандартной модели физики частиц.
ПРОБЛЕМА 5: Объяснить темную материю и темную энергию. Или, если они не существуют, определить, как и почему гравитация модифицируется на больших масштабах. Более общо, объяснить, почему константы стандартной модели космологии, включая темную энергию, имеют те величины, которые имеют..

Ли Смолин рассматривает два типа физических теорий: (1) теория принципов и (2) конструктивная теория. Он пишет:
«По определению, теория принципов должна быть универсальной: она должна быть применима ко всему, поскольку она устанавливает основной язык, который мы используем, чтобы говорить о природе. Не может быть двух различных теорий принципов, применимых к различным областям природы. Поскольку мир един, все, в конечном счете, взаимодействует со всем другим, и может быть только один язык, используемый для описания этих взаимодействий. Квантовая теория и общая теория относительности обе являются теориями принципов. Раз так, логика требует их объединения.

Другой вид теорий, конструктивные теории, описывают некоторые отдельные явления в терминах специфических моделей или уравнений. Теория электромагнитного поля и теория электрона есть конструктивные теории. Такие теории не могут устанавливаться в одиночестве; они должны быть встроены в контекст теории принципов.»

К сожалению, квантовая теория не является теорией принципов. Ее принципы не являются первыми принципами природы. Они являются следствием законов механики и дискретности геометрии пространства-времени. Они применяются только к движению частиц, но их нельзя применять к геометрическим полям и, в частности, квантовать гравитационное поле. Квантовая теория является конструктивной теорией.

Конструктивная теория – это вежливое название для подгонки. Я обычно использую термин «подгонка». Он более четко отражает суть дела. Квантовая механика представляет собой очень успешную и эффективную подгонку. Успех этой подгонки привел к тому, что подавляющее число физиков-теоретиков рассматривает подгонку, как единственно возможный путь построения теории элементарных частиц. Сам Ли Смолин является теоретиком для которого естественным является путь подгонки (конструктивной теории). Все пять сформулированных им проблем имеют «конструктивный характер» и только на этом пути Ли Смолин видит их разрешение.

Напротив, сформулированные мной два объединения касаются математического аппарата динамики частиц и геометрии пространства-времени. Они имеют всеобщий и фундаментальный характер, и их следует отнести к теории принципов. Эйнштейна Ли Смолин относит к представителю теории принципов. Он пишет о том, как современные теоретики (сторонники подгонки) делают язвительно-снисходительные замечания по поводу Эйнштейна, как сторонника устарелых методов исследования физических процессов, который с недоверием относится к квантовой теории.

Третья проблема Смолина решается на основе того обстоятельства, что граница между динамикой и геометрией подвижна (движение заряженной частицы в электромагнитном поле можно описывать двояко: (1) движение в электромагнитном поле в геометрии Минковского и (2) свободное движение в геометрии Калуцы-Клейна.) Второй вариант содержит только одну сущность (геометрию). Если допустить, что возможен такой сдвиг границы между динамикой и геометрией, что движение элементарной частицы можно рассматривать как свободное движение в некоторой геометрии пространства-времени, то динамика может быт сведена к геометрии, а геометрия описывается одной функцией (мировой функцией). Такая концепция сведения динамики к геометрии может быть квалифицирована как геометризация физики. Разумеется, при этом геометрия пространства-времени должна использоваться во всей ее мощи, а не в урезанном варианте в виде римановой геометрии. Третья проблема объединения частиц и полей (сил) решается на этом пути.

Четвертая проблема выбора множества констант теории – это типичная проблема конструктивной теории. В теории принципов не бывает и не может быть большого числа констант. Рассмотрим ситуацию на примере атомной теории. Представим себе, что мы ничего не знаем об устройстве атомов и судим об устройстве атомов на основе периодической системы Менделеева и изучении химических реакций. Тогда для описания всех химических реакций нам понадобится большое количество постоянных, описывающих возможность тех или иных реакций. Понадобятся постоянные, описывающие интенсивность реакций и зависимость этих реакций от температуры и т.п. Насколько я понимаю, химики изучают все это и запоминают необходимые им постоянные. Все это есть следствие конструктивности (подгоночного характера) теории.
Если мы знаем, как устроен атом, то в принципе нужно знать заряд и массу электрона и квантовую постоянную для того, чтобы рассчитать все химические реакции. Это будет уже теория принципов. Разумеется, все эти расчеты безумно сложны, и никто не будет их делать, потому что проще экспериментально определить все нужные постоянные. Но это уже другой вопрос.
В теории элементарных частиц мы имеем аналогичную ситуацию. Мы экспериментально изучаем взаимодействия элементарных частиц и получаем массу констант. Но все это не имеет отношения к устройству элементарных частиц, подобно тому как периодическая система Менделеева не имеет отношения к устройству атома. Наверно, имея теорию принципов для элементарных частиц, можно будет рассчитать необходимые постоянные. Но Ли Смолин не заходит так далеко в рассмотрении проблем теории элементарных частиц. Его устраивает конструктивная теория и он с этой точки зрения формулирует ее проблемы.

Наконец, пятая проблема темной материи и темной энергии возникает из-за того, что в качестве геометрии пространства-времени используется урезанная (риманова) геометрия. Если использовать физическую геометрию как геометрию пространства-времени, то во-первых, возникает индуцированная антигравитация, которая препятствует образованию черных дыр, а во-вторых, оказывается возможным существование тахионов. При этом отдельный тахион обнаружить невозможно из-за бесконечной амплитуды вихляния его мировой цепи. Однако тахионный газ можно обнаружить по его гравитационному полю, и по своим свойствам он оказывается наилучшим кандидатом для темной материи. Таким образом, индуцируемая антигравитация могла бы объяснить темную энергии (но это надо еще аккуратно рассчитать), а тахионный газ – темную материю.

В последней части своей книги Ли Смолин рассматривает социальные проблемы, и в частности, отмечает снобизм струнных теоретиков. Я готов подтвердить, что подобный снобизм характерен не только для западных теоретиков и не только для струнных теоретиков. Однако, вряд ли уместно обсуждать здесь социальные проблемы, поскольку такое обсуждение вряд ли будет конструктивным