Объединение (физика) - Unification (physics)
Унификация из наблюдаемых фундаментальных явлений природы является одной из основных задач физики . Двумя великими объединениями на сегодняшний день являются объединение Исаака Ньютона гравитации и астрономии и объединение электромагнетизма Джеймсом Клерком Максвеллом ; последнее было далее объединено с концепцией электрослабого взаимодействия . Этот процесс «объединения» сил продолжается и сегодня, с конечной целью найти теорию всего .
Объединение гравитации и астрономии
«Первым великим объединением» было объединение гравитации Исаака Ньютона в 17 веке , которое объединило понимание наблюдаемых явлений гравитации на Земле с наблюдаемым поведением небесных тел в космосе.
«Вторым великим объединением» было объединение электромагнетизма Джеймса Клерка Максвелла в 19 веке . Он объединил понимание наблюдаемых явлений магнетизма , электричества и света (и, в более широком смысле, спектра электромагнитного излучения ). Вслед за этим в 20 - м веке Альберт Эйнштейн «s объединение пространства и времени , а также массы и энергии . Позже квантовая теория поля объединила квантовую механику и специальную теорию относительности .
Древние китайцы заметили , что некоторые породы ( магнит и магнетит ) были привлечены к другу другу невидимой силы. Позднее этот эффект был назван магнетизмом , и впервые он был тщательно изучен в 17 веке. Но еще до того, как китайцы открыли магнетизм, древние греки знали о других объектах, таких как янтарь , которые при трении мехом вызывали подобное невидимое притяжение между ними. Это также было впервые тщательно изучено в 17 веке и стало называться электричеством . Таким образом, физика пришла к пониманию двух наблюдений за природой с точки зрения некоей первопричины (электричество и магнетизм). Однако дальнейшие исследования в 19 веке показали, что эти две силы были всего лишь двумя разными аспектами одной силы - электромагнетизма .
Этот процесс «объединения» сил продолжается и сегодня, и электромагнетизм и слабое ядерное взаимодействие теперь считаются двумя аспектами электрослабого взаимодействия .
Объединение оставшихся фундаментальных сил: теория всего
Этот процесс «объединения» сил продолжается и сегодня, с конечной целью найти теорию всего - он остается, пожалуй, самой важной из нерешенных проблем в физике . Остаются четыре фундаментальные силы, которые не были окончательно объединены : гравитационное и электромагнитное взаимодействия, которые создают значительные дальнодействующие силы, эффекты которых можно наблюдать непосредственно в повседневной жизни, и сильные и слабые взаимодействия , которые создают силы на крошечных, субатомных расстояниях. и управлять ядерными взаимодействиями. Гравитация и электромагнетизм были предложены вместе в теории гравитоэлектромагнетизма . Электромагнетизм и слабые взаимодействия широко считаются двумя аспектами электрослабого взаимодействия . Попытки объединить квантовую механику и общую теорию относительности в единую теорию квантовой гравитации - программу, продолжающуюся более полувека, - еще не были окончательно решены; в настоящее время ведущими кандидатами являются М-теория , теория суперструн и петлевая квантовая гравитация .