すべての理論(TOE)は、宇宙のすべての既知の物理現象を説明する仮説的な枠組みです。 20世紀初頭の量子力学とアルバート-アインシュタインの相対性理論の発展以来、研究者はこのようなモデルを探してきました。
現代物理学のこれらの柱のそれぞれは、それぞれの探求領域—宇宙で最も小さく、最も巨大なもの—を驚異的な精度で記述していますが、量子力学と相対性理論の両方が互いの主題に適用されると失敗します。 これまでのところ、すべての包括的な理論は科学者を逃れており、究極の目標は非現実的であると信じている人もいます。
アインシュタインの勇敢な努力
アインシュタインは、アメリカ物理学会(APS)によると、1920年代に統一理論を探し始めました。 彼は完全に量子力学の奇妙なパラドックスを受け入れたことがなかった、と彼は電磁気と重力、当時知られている唯一の二つの力を記述する数学は、単一の枠組みに組み合わせることができると信じていました。
アインシュタインは、1925年にエスター-サラマンという若い物理学の学生に、”神がこの世界をどのように創造したかを知りたい”と語った。 “私はこの現象やその現象、この要素やその要素のスペクトルには興味がありません。 私は彼の考えを知りたい、残りは単なる詳細です。”
しかし、アインシュタインの探求は彼の生涯の間に奇妙なことを証明しました。 「私の知的な子孫のほとんどは、失望した希望の墓地で非常に若くなってしまいます」と彼は1938年の手紙に書いています。 しかし、彼はあきらめなかった、と彼の死の床にいる間、彼はAPSによると、彼に持って来られたすべての理論に関する彼の最新のノートを持っているよう
潜在的な候補者
20世紀半ばに、物理学者は”ほとんどすべての理論”と呼ばれている標準モデルを開発しました。「これは、すべての既知の亜原子粒子と4つの基本的な力のうち3つの相互作用を記述しています:電磁気学と強弱の核力ですが、重力ではありません。
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重力も含まれるモデルは、量子重力理論として知られています。 一部の研究者は、弦理論はそのような枠組みであり、すべての理論のための法案に適合すると信じています。 弦理論では、粒子は実際には11次元の現実の中で振動する1次元の弦のような実体であると仮定しています。 振動は、そのようなそれらの質量や電荷などの異なる粒子の特性を決定します。
または、それは存在しないかもしれません
しかし、他の科学者は弦理論のアイデアを知的行き止まりと考えています。 コロンビア大学の理論物理学者であるピーター-ウォットは、想像上の夢と考えているものを追いかけて同僚を繰り返し叱ってきました。
“弦理論の統一研究の基本的な問題は、過去30年間で進歩が遅れているということではありません”とWoitは彼のブログに書いています”しかし、それは否定的であり、学んだことはすべて、なぜアイデアがうまくいかないのかをより明確に示しています。”
彼のベストセラーの本”A Brief History of Time”(Bantam Books,1988)で、物理学者Stephen Hawkingは、すべての理論を創造するのを助けたいという彼の願望について議論しました(これは2014年の伝記映画のタイトルでもありました)。 しかし、有名な学者は人生の後半で彼の心を変えました;彼は現実の人間の記述が常に不完全であるため、そのような理論は永遠に手の届かない
この事実は彼を悲しませるのではなく、むしろ彼に希望を与えた。 “私は今、理解のための私たちの検索が終わりに来ることはありませんし、我々は常に新しい発見の挑戦を持っていることをうれしく思います,”ホーキング “それがなければ、我々は停滞するだろう。”