Ли Смолин - Lee Smolin

Ли Смолин
ЛиСмолинAtHarvard.JPG
Ли Смолин в Гарварде
Родился (1955-06-06) 6 июня 1955 г. (65 лет)[1]
Нью-Йорк
НациональностьАмериканец
Альма-матерХэмпширский колледж (Бакалавр, 1975)
Гарвардский университет (А.М., 1978; доктор философии, 1979)
НаградыПремия Майораны (2007)
Премия Мемориала Клопстега (2009)
Бриллиантовая медаль королевы Елизаветы II (2013)
Научная карьера
ПоляФизика
Космология
УчрежденияИнститут периметра,
Университет Ватерлоо
ДокторантСидни Коулман
Стэнли Дезер

Ли Смолин (/ˈsмoʊлɪп/; родился 6 июня 1955 г.) - американец физик-теоретик, преподаватель Институт теоретической физики Периметр, адъюнкт-профессор физики Университет Ватерлоо и член аспирантуры кафедры философии Университет Торонто. Книга Смолина 2006 г. Проблема с физикой критиковал теорию струн как жизнеспособную научную теорию. Он внес вклад в квантовая гравитация теории, в частности, подход, известный как петля квантовой гравитации. Он выступает за то, чтобы два основных подхода к квантовой гравитации, петля квантовой гравитации и теория струн, могут быть согласованы как разные аспекты одной и той же основной теории. Его исследовательские интересы также включают: космология, элементарная частица теория, основы квантовая механика, и теоретическая биология.[2]

Ранние годы

Смолин родился в Нью-Йорк.[3] Его брат, Дэвид М. Смолин, стал профессором в Камберлендская школа права в Бирмингеме, Алабама.[4]

Образование и карьера

Смолин выпал из Средняя школа Walnut Hills в Цинциннати, Огайо, и получил образование в Хэмпширский колледж. Он получил докторскую степень в теоретическая физика из Гарвардский университет в 1979 г.[2] Он занимал постдокторские исследовательские должности в Институт перспективных исследований в Принстон, Нью-Джерси, то Кавли Институт теоретической физики в Санта Барбара и Чикагский университет, прежде чем стать преподавателем в Йель, Сиракузы и Штат Пенсильвания Университеты. Он был приглашенным исследователем в Институте перспективных исследований в 1995 году.[5] и приглашенный профессор в Имперский колледж Лондон (1999-2001), прежде чем стать одним из основателей факультета Институт периметра в 2001.

Теории и работы

Петлевая квантовая гравитация

Смолин внес вклад в теорию петля квантовой гравитации (LQG) в совместной работе с Тед Якобсон, Карло Ровелли, Луи Крейн, Абхай Аштекар и другие. LQG - это подход к объединению квантовой механики с общей теорией относительности, который использует переформулировку общей теории относительности на языке теории калибровочного поля, что позволяет использовать приемы физики элементарных частиц, в частности, выражение полей в терминах динамики петель. Вместе с Ровелли он открыл дискретность площадей и объемов и нашел их естественное выражение в терминах дискретного описания квантовой геометрии в терминах спиновые сети. В последние годы он сосредоточился на подключении LQG к феноменология путем разработки приложений для экспериментальных проверок симметрии пространства-времени, а также изучения путей появления элементарных частиц и их взаимодействий из геометрии пространства-времени.

Независимые от фона подходы к теории струн

В период с 1999 по 2002 год Смолин сделал несколько предложений по обеспечению фундаментальной формулировки теории струн, не зависящей от приближенных описаний, включающих классические фоновые модели пространства-времени.

Экспериментальные испытания квантовой гравитации

Смолин - один из тех теоретиков, которые предположили, что эффекты квантовой гравитации могут быть экспериментально исследованы путем поиска модификаций в специальной теории относительности, обнаруженных в наблюдениях за астрофизическими явлениями высоких энергий. К ним относятся космические лучи очень высоких энергий, фотоны и нейтрино от гамма-всплесков. Среди работ Смолина - изобретение двойная специальная теория относительности (с участием Жоао Магуэйо, независимо от работы Джованни Амелино-Камелия ) и из относительная местность (с Амелино-Камелией, Лоран Фрейдель и Ежи Ковальски-Гликман).

Основы квантовой механики

Смолин работал с начала 1980-х над серией предложений по теориям скрытых переменных, которые были бы нелокальными детерминированными теориями, которые давали бы точное описание отдельных квантовых явлений. В последние годы он стал пионером двух новых подходов к интерпретации квантовой механики, предложенных его работой о реальности времени, которые называются интерпретацией реального ансамбля и принципом приоритета.

Космологический естественный отбор

Основная статья: Космологический естественный отбор

Гипотеза Смолина о космологическом естественном отборе, также называемая плодородный вселенные теория предполагает, что процесс, аналогичный биологическому естественный отбор применяется в самом большом масштабе. Смолин опубликовал идею в 1992 году и резюмировал ее в книге, предназначенной для непрофессиональной аудитории под названием Жизнь Космоса.

Черные дыры играют роль в естественном отборе. В теории плодородия коллапс[требуется разъяснение ] черная дыра вызывает появление новой Вселенной на «другой стороне», фундаментальные постоянные параметры которой (массы элементарных частиц, Постоянная Планка, элементарный заряд и т. д.) могут немного отличаться от таковых во Вселенной, где коллапсировала черная дыра. Таким образом, каждая вселенная порождает столько же новых вселенных, сколько черных дыр. Теория содержит эволюционные идеи «воспроизводства» и «мутации» вселенных и поэтому формально аналогична моделям популяционная биология.

Когда Смолин опубликовал теорию в 1992 году, он предложил в качестве предсказания своей теории, что не должно существовать нейтронной звезды с массой, более чем в 1,6 раза превышающей массу Солнца.[нужна цитата ] Позже эта цифра была увеличена до двух солнечных масс после более точного моделирования недр нейтронных звезд ядерными астрофизиками. Смолин также предсказал, что инфляция, если это правда, должна быть только в ее простейшей форме, управляемой одним полем и параметром. Оба предсказания подтвердились, и они демонстрируют главный тезис Смолина: теория космологического естественного отбора Поппер опровергается.

Вклад в философию физики

Смолин внес свой вклад в философию физики, выпустив серию статей и книг, пропагандирующих реляционные или Лейбницян, взгляд на пространство и время. С 2006 года он сотрудничал с бразильским философом и профессором Гарвардской школы права. Роберто Мангабейра Унгер по вопросам реальности времени и эволюции законов; в 2014 году они выпустили книгу, две ее части написаны отдельно.[6]

Книжная экспозиция философских взглядов Смолина появилась в апреле 2013 года. Время возрождается утверждает, что физическая наука сделала время нереальным, в то время как, как настаивает Смолин, это самая фундаментальная особенность реальности: «Пространство может быть иллюзией, но время должно быть реальным» (стр. 179). Адекватное описание, по его словам, дало бы Лейбницкая вселенная: неразличимый не будет допущено, и каждое различие должно соответствовать некоторому другому различию, поскольку принцип достаточной причины было бы это. Через несколько месяцев более сжатый текст был опубликован в статье под названием Темпоральный натурализм.[7]

Проблема с физикой

Книга Смолина 2006 г. Проблема с физикой исследовал роль противоречий и разногласий в развитии науки. Он утверждал, что наука прогрессирует быстрее всего, если научное сообщество поощряет как можно более широкие разногласия между обученными и аккредитованными профессионалами до формирования консенсуса, вызванного экспериментальным подтверждением предсказаний фальсифицируемых теорий. Он предположил, что это означало поощрение различных конкурирующих исследовательских программ и что преждевременное формирование парадигм, не вызванное экспериментальными фактами, может замедлить прогресс науки.

В качестве примера Проблема с физикой сосредоточился на проблеме фальсифицируемость теории струн в связи с предложениями, что антропный принцип использоваться для объяснения свойств нашей Вселенной в контексте струнного ландшафта. Книга была критиковали физиком Джозеф Полчински[8] и другие теоретики струн.

В его более ранней книге Три пути к квантовой гравитации (2002) Смолин заявил, что петля квантовой гравитации и теория струн были, по сути, одной концепцией, рассматриваемой с разных точек зрения. В этой книге он также отдавал предпочтение голографический принцип. Проблема с физикойс другой стороны, резко критиковал выдающееся положение теории струн в современной теоретической физике, которое, по его мнению, подавляло исследования других многообещающих подходов. Смолин предполагает, что теория струн страдает серьезными недостатками и имеет нездоровую почти монополию в сообществе теории элементарных частиц. Он призвал к разнообразию подходов к квантовая гравитация и утверждал, что следует уделять больше внимания петлевой квантовой гравитации - подход, изобретенный Смолином. В заключение, Проблема с физикой также широко озабочен ролью противоречий и ценностью различных подходов в этике и научном процессе.

В том же году, что Проблема с физикой был опубликован, Питер Войт опубликовал книгу для неспециалистов, вывод которой был аналогичен выводу Смолина, а именно, что теория струн представляет собой фундаментально ошибочную исследовательскую программу.[9]

Взгляды

Взгляд Смолина на природу времени:

Все больше и больше у меня возникает ощущение, что и квантовая теория, и общая теория относительности глубоко ошибаются в отношении природы времени. Совмещать их недостаточно. Есть более глубокая проблема, возможно, восходящая к истокам физики.[10]

Смолин не верит, что квантовая механика это «последняя теория»:

Я убежден, что квантовая механика не окончательная теория. Я верю в это, потому что никогда не сталкивался с интерпретация нынешней формулировки квантовой механики, которая имеет для меня смысл. Я глубоко изучил большинство из них и много думал о них, и в конце концов я все еще не могу понять квантовую теорию в ее нынешнем виде.[11]

В 2009 году статья Смолин сформулировал следующие философские взгляды (выделенные курсивом предложения - цитаты):

  • Есть только одна вселенная. Других нет и нет ничего изоморфного ему. Смолин отрицает существование «вневременного» мультивселенная. Ни других вселенных, ни копий нашей вселенной - внутри или снаружи - не существует. Никакие копии не могут существовать во вселенной, потому что никакая подсистема не может точно смоделировать более крупную систему, частью которой она является. Никакие копии не могут существовать вне вселенной, потому что вселенная по определению является всем, что есть. Этот принцип также исключает понятие математического объекта. изоморфный во всех отношениях к истории всей вселенной понятие более метафизический чем научный.
  • Все, что реально, реально в момент, который представляет собой последовательность моментов. Все, что верно, верно для настоящего момента. Не только время реально, но и все, что реально, находится во времени. Ничто не существует вне времени.
  • Все, что реально в данный момент, - это процесс изменения, ведущий к следующим или будущим моментам. Все, что истинно, тогда является особенностью процесса в этом процессе, вызывая или подразумевая будущие моменты. Этот принцип включает представление о том, что время является аспектом причинно-следственных связей. Причина для утверждения этого заключается в том, что все, что существовало всего один момент, не вызывая и не подразумевая какой-либо аспект мира в будущем, исчезнет в следующий момент. Сохраняющиеся вещи следует рассматривать как процессы, ведущие к новым измененным процессам. Атом в один момент - это процесс, ведущий к другому или измененному атому в следующий момент.
  • Математика выводится из опыта как обобщение наблюдаемых закономерностей, когда время и детали удалены.. Под этим заголовком Смолин дистанцируется от математический платонизм, и дает свою реакцию на Юджин Вигнер "s"Неоправданная эффективность математики в естествознании ".

Смолин считает, что отказ от идеи творца является важным для космологии на тех же основаниях, что и его возражения против мультивселенной.[12] Он не исключает окончательно и не отвергает религию или мистицизм, а скорее считает, что наука должна иметь дело только с тем, из чего можно наблюдать.[13] Он также выступает против антропный принцип, который, как он утверждает, «не может помочь нам заниматься наукой».[14]

Он также отстаивает «принципы открытого будущего», которые, по его утверждению, лежат в основе работы как здоровых научных сообществ, так и демократических обществ: «(1) Когда рациональный аргумент, основанный на публичных свидетельствах, достаточен для решения вопроса, следует считать, что он был решен таким образом. (2) Когда рациональных аргументов, основанных на публичных доказательствах, недостаточно для решения вопроса, сообщество должно поощрять разнообразные точки зрения и гипотезы, совместимые с добросовестной попыткой разработать убедительные публичные доказательства ». (Время возрождается, стр. 265.)

Награды и отличия

Смолин был назван # 21 на Журнал внешней политики список 100 лучших общественных интеллектуалов.[15] Он также является одним из многих физиков, получивших прозвище «Новый Эйнштейн "СМИ.[16] Проблема с физикой был назван Newsweek журнал под номером 17 в списке 50 «Книг нашего времени», 27 июня 2009 г. В 2007 г. награжден премией Премия Майораны из Электронного журнала теоретической физики, а в 2009 г. Премия Мемориала Клопстега от Американской ассоциации учителей физики (AAPT) за «выдающиеся достижения в передаче волнений физики широкой публике». Он является членом Королевского общества Канады и Американского физического общества. В 2014 году он был удостоен премии Buchalter Cosmology Prize за работу, опубликованную в сотрудничестве с Мариной Кортес.[17]

Личная жизнь

Смолин родился в Нью-Йорке. Его отец - Михаил Смолин, инженер-технолог и эколог, а мать - драматург Полина Смолина. Ли Смолин продолжал заниматься театром, став научным консультантом таких пьес, как Прогулка по лесу к Ли Блессинг, Фоновые помехи к Друцилла Корнелл и Бесконечность к Ханна Москович.[18]

Смолин женат на Дине Грейзер, юристе и консультанте по городской политике в г. Торонто, Онтарио. Ранее он был женат на Фотини Маркопулу-Каламара.[19] Его брат - профессор права Дэвид М. Смолин.

Публикации

использованная литература

  1. ^ "Институт перспективных исследований. Годовой отчет 1979/80", п. 58
  2. ^ а б Страница факультета Смолина В архиве 2008-07-18 на Wayback Machine, Институт периметра.
  3. ^ "Профиль института периметра". Институт периметра. Получено 2015-08-17.
  4. ^ "Страница факультета права Камберлендской школы права Дэвида Смолина". Самфордский университет. Архивировано из оригинал в 2014-07-27. Получено 2015-08-17.
  5. ^ "Институт перспективных исследований: профиль сообщества ученых". Институт перспективных исследований. Архивировано из оригинал на 2016-03-08. Получено 2015-08-17.
  6. ^ Смолин Л. и Роберто Мангабейра Унгер Р. (2014), Сингулярная Вселенная и реальность времени: предложение естественной философии, Издательство Кембриджского университета, ISBN  978-1107074064
  7. ^ Смолин Л., arXiv: 1310.8539
  8. ^ Джозеф Полчински (2007) "Все растянуты? " Обзор Проблема с физикой и Даже не неправильно, Американский ученый 95(1):1.
  9. ^ Войт, Питер (2006). Даже не ошибочно: неудача теории струн и постоянная проблема унификации законов физики. Джонатан Кейп. ISBN  0-224-07605-1.
  10. ^ Смолин, Ли. Проблема с физикой, Houghton Mifflin Co, Нью-Йорк, 2006 г. (стр. 256).
  11. ^ Ответ Смолина на вопрос «Во что вы верите, хотя не можете это доказать?» "Мировой центр вопросов 2005: Ли Смолин" В архиве 2008-05-12 на Wayback Machine Край
  12. ^ Хуберман, Джек (2006). Цитируемый атеист. Национальные Книги. п. 282.
  13. ^ Смолин, Ли (2000). Три пути к квантовой гравитации. Базовые книги. п. 1.
  14. ^ Научные альтернативы антропному принципу, Июль 2004 г.
  15. ^ «100 лучших общественных интеллектуалов: окончательные рейтинги» Журнал внешней политики (27 июня 2008 г.)
  16. ^ Брокман, Джон. «Введение» в Кауфман, Стюарт и Смолин, Ли. «Возможное решение проблемы времени в квантовой космологии» В архиве 2019-01-01 в Wayback Machine на Край (7 апреля 1997 г.)
  17. ^ Объявление: Первая премия доктора Марины Кортес, доктора Ли СмолинаВселенная как процесс уникальных событий, Phys. Ред. D 90, 084007 (2014)[1]
  18. ^ "Профиль театра Эстрагон". Театр Эстрагон. 2015 г.. Получено 2015-08-17.
  19. ^ Дэвис, Салли (28 июля 2016 г.). "Этот пионер физики ушел от всего". Наутилус (научный журнал). Получено 29 июля 2016.

внешняя ссылка