М-теория - это то, что взорвет вам голову. Есть вещи в этом мире, очень интересные и в то же время невероятно сложные. Сегодня общество уже не поспевает за скоростью научных открытий. То, что написано в наших учебниках, для топовых ученых устарело уже лет 30 назад. М-теория - это как раз одна из самых новых и фундаментальных теорий в современной физике, призванная объяснить всё! Так в чем же ее смысл? Попробуем разобраться!
Проблема
Главная задача современной физики - создать единую теорию поля или, попросту говоря, теорию всего, т.е. такую теорию, которая бы на фундаментальном уровне могла объяснить сущность мироздания и законы Вселенной.
Ученые смогли объяснить уже почти все, кроме одной вещи: как совместить несовместимые Теорию Относительности Эйнштейна и квантовую механику? Дело в том, что обе теории на практике существуют, но математически несовместимы, что, естественно является большой головной болью для физиков. Но спасение, вроде бы, было найдено в теории струн.
5 вариантов теории струн
Теория струн - это самая прогрессивная физическая теория в современной науке. Именно она сегодня является главным претендентом на звании теории всего. Подробнее о не можно почитать здесь. Однако, когда ученые в конце XX века уже готовились праздновать открытие единой теории всего, вдруг выяснилось, что математически возможны 5 вариантов существования теории струн. И каждый вариант подразумевает свои особые характеристики вплоть до существования различного количества пространственных измерений от 10 до 26. В науке теории получили следующие названия: теория I типа, теория типа IIА, теория типа IIВ, E-гетеротическая теория, O-гетеротическая теория.
"Мясо" теории струн
К счастью, физики - народ не из пугливых. Начался поиск причин такого разбега вариантов, поиск теперь уже единой теории струн. Новые исследования показали, что каждый из 5 вариантов теории струн может представлять собой не самостоятельную физическую систему, но скорее лишь часть подлинной реальности. А М-теория - это то, что гипотетически должно связать все 5 теорий в единую картину физического бытия.
Весьма удачную метафору для лучшего пониманию сути сложившейся ситуации предложил американский физик Б. Грин. Он предложил сравнить все теории струн с морской звездой, где концы звезды - это 5 разновидностей теории струн, а М-теория - это тело (мясо) звезды, объединяющее все ее концы.
Соответственно, ученые, изучающие и пропагандирующие какой-то один тип теории струн на самом деле оказываются сосредоточенными над изучением не всей физической реальности, а лишь ее правдивой, но малой части. Это очень похоже на ситуацию из притчи про слепцов, ощупывающих слона с разных сторон или метафору с цилиндром и взглядом на него с разных сторон.
Интересно также предположить откуда взялось это название "М-теория". Почему именно "М"? Брайан Грин шутит, утверждая, что "М" - значит мистический (mystical, mysterious). Также можно подумать, что "М" - значит мясо, т.е. тело той самой "морской звезды", объединяющей все варианты теории (от англ. meat - мясо).
* * *
Таким образом, подводя итог, можно сказать, что если теория струн в целом - это самая прогрессивная физическая теория, призванная объединить в единую систему квантовую физику и Теорию Относительности, то М-Теория - это самая прогрессивная из струнных теорий, призванная объединить все варианты теории струн на основе 11-мерного понимания пространства (10 именно пространственных измерений и 1 временное).