Hi-Tech

Результат работы клеточного автомата, известного как муравей Лэнгтона. Иллюстрация с сайта umd.edu

Лауреат Нобелевской премии по физике 1999 года Герард Хоофт предложил новую теорию объединения гравитации и квантовой механики, используя идею клеточных автоматов. Статья ученого еще не принята к публикации в рецензируемый журнал, однако ее препринт доступен на сайте arXiv.org.

Хоофт предлагает модификацию теории локальных переменных, идея которой была предложена еще Альбертом Эйнштейном. Эйнштейн полагал, что квантовая механика обязана всеми своими парадоксами исключительно несовершенству человеческих знаний о природе. Он считал, что квантовая механика по сути является частью более общей (и более похожей на классическую) теории.

Эта идея была формализована в 1964 году Джоном Беллом, который вывел серию неравенств, ограничивающих запутанность частиц (обо всем этом "Лента.Ру" подробно писала). Однако многочисленные опыты, проведенные физиками с тех пор, выявили нарушения этих неравенств. Поэтому теории локальных переменных были признаны непригодными.

В рамках новой работы Хоофт предлагает моделировать взаимодействие частиц во Вселенной как систему из некоторого набора "клеток", состояние каждой из которых определяется состояниями соседних. Подобные системы появились в работах ученых в XX веке и получили название клеточных автоматов (самым известным автоматом является игра "Жизнь"). В результате такого подхода, в новой теории удается сохранить классическое описание движения частиц. При этом, однако, естественным образом появляются фрагменты квантовой механики, в частности, запутанность частиц.

Идея представления Вселенной в виде клеточного автомата не является новой, многие известные ученые ранее уже высказывались в ее пользу. Однако теория Хоофта, как и другие претенденты на объединение гравитации и квантовой механики, обязана пройти длительные испытания "на пригодность". В частности, необходимо выяснить, способна ли новая теория делать проверяемые на практике предсказания (чего, например, не может теория суперструн).

Недавно ученым удалось показать, что другой претендент на звание теории всего (именно так называют физическую теорию, которая объединит гравитацию и квантовую механику) - теория Хоравы не подходит на эту роль. В этой физической теории обнаружились предсказания, которые не согласуются с фактическими данными.