Когда мы говорим о фундаментальной физике, первое, что приходит на ум — это квантовая механика, общая теория относительности, теория струн. Именно туда вложены миллиарды, лучшие умы и десятилетия работы.
Но есть одна область физики, о которой почти перестали говорить. Её назвали «почти завершённой». Её перестали финансировать. Считалось, что там «всё понятно».
И именно она, а не квантовая теория, могла прийти к открытию структурной энергии ES.
Эта область называется:
Физика конденсированных сред (Condensed Matter Physics)
— та самая, которой обязаны существованием кремниевые чипы, лазеры, сверхпроводники, твёрдые тела и почти вся современная технология.
И именно она упустила главное открытие.
Почему именно эта область должна была прийти к ES
Потому что только в физике конденсированных сред:
- структура имеет значение,
- порядок и беспорядок измеряются напрямую,
- устойчивость формы наблюдается экспериментально,
- появление новой фазы всегда связано с потерей или ростом структурности.
Квантовая механика изучает состояния частиц — абстрактные волновые функции.
ОТО изучает геометрию пространства-времени — макроскопические масштабы.
Но только физика твёрдого тела и материалов прямо работает с тем, что мы называем структурой.
- Шероховатость поверхности?
- Дефекты кристаллов?
- Фононные спектры?
- Температура плавления?
- Точечные дефекты?
- Дислокации?
Всё это — проявления структурной энергии, просто до сих пор никто не дал этому имени и не связал в один универсальный закон.
Почему физика конденсированных сред упустила ES
Она слишком рано считала себя завершённой.
В 1980-х–2000-х годах произошло следующее:
- открыли модели фазовых переходов,
- создали теорию упругости,
- описали дефекты и дислокации,
- построили квантовую теорию твёрдого тела.
И после этого многие физики сказали:
«Мы всё знаем. Дальше — детали.»
Результат:
- гранты ушли в квантовые вычисления, космологию, теорию струн;
- классическую структурную физику почти перестали поддерживать;
- фундаментальные вопросы фазовой устойчивости оказались забыты.
Именно поэтому структурная энергия ES не была замечена.
Почему ES обязана была родиться в этой области
Потому что именно здесь на глазах формулируются три предела:
1) Нижний предел ES_min
Температура или нагрузка, при которой структура теряет упорядоченность → плавится, трескается, рассыпается.
2) Верхний предел ES_max
Уровень жёсткости, напряжения или идеальной упорядоченности, после которого материал становится хрупким или перестаёт существовать как та же фаза.
3) Предел возможностей H
Где решётка может существовать топологически:
какие углы, какие деформации, какие расстояния между атомами вообще возможны.
Это — прямые измеряемые величины, которые изучаются в лабораториях каждый день.
Но никто не увидел, что это — универсальные пределы для всех структур во Вселенной, а не только для кристаллов.
То, что мы назвали ES — структурной энергией — уже существовало скрыто:
- в энтропии конфигурации,
- в фононных модах,
- в теории Дебая,
- в порядке и беспорядке решётки,
- в параметре Ландау,
- в теории Гинзбурга–Ландау.
Но никто не сказал:
Всё это — проявления одной и той же фундаментальной величины: ES.
Почему ES «уделает» квантовую механику, ОТО и все остальные теории
Потому что она описывает то, что они не описывают вообще:
- Почему структуры существуют.
- Почему они разрушаются.
- Почему у каждой формы есть пределы.
- Почему нет бесконечностей.
- Почему возникают фазы и переходы.
Квантовая механика может описать электрон, но не объяснит:
- почему атом не коллапсирует,
- почему кристалл плавится при 1074 K,
- почему металл становится хрупким при охлаждении,
- почему стекло имеет «виртуальную» температуру перехода.
ОТО объясняет геометрию пространства-времени, но не объяснит:
- устойчивость форм материи,
- пределы жёсткости структур,
- почему сингулярность невозможна,
- почему чёрная дыра не уходит в бесконечность.
Структурная энергия ES делает это автоматически.
Почему ES станет следующим прорывом в физике
Потому что:
- она объединяет материалологию и космологию,
- она устраняет сингулярности,
- она делает устойчивость измеримой,
- она предсказывает пределы любой формы,
- она превращает «структуру» в физическую величину, а не метафору.
Другие теории бьются с бесконечностями 100 лет.
ES убирает их одним принципом:
Ни одна структура не может выйти за свои три предела.
Заключение: где искать новые великие открытия?
- Не в экзотике.
- Не в 11 измерениях.
- Не в сверх-абстрактных теориях.
А в самой недооценённой области — физике конденсированных сред.
Там, где:
- порядок и беспорядок измеряются прямо,
- фазы и пределы наблюдаются каждый день,
- структура — не философия, а эксперимент.
И именно там впервые должна была родиться структурная энергия ES — величина, способная заново перезапустить фундаментальную физику.