Es ist die revolutionärste Idee, die in der Physik gemäß der Theorie der Relativität und der Theorie der Mengen erschien. Aber ist es wahr?

Artikel von Prof..Eduard WITTEN (1987)

Von Isaac Newton über Albert Einstein und Niels Bohr haben die Sommies der theoretischen Physik versucht, Verbindungen zwischen den grundlegenden Kräften der Natur zu finden. Heute ist Edward Witten ein wichtiger Promotor eines der vielversprechendsten und umstrittensten Lösungen dieses Problems, die die Theorie der Seile, eine mathematische Darstellung eines Universums, das nicht aus Partikeln aufgebaut ist, die nicht aus Billardkugeln, sondern von winzigen kreisförmigen Strings gebaut wurden, die in zehn Abmessungen schwebend sind.

Wenn es richtig ist, besitzt diese Theorie das Potenzial, eine einzige konsistente Erklärung für alles im Universum zu liefern, von den Mechanismen innerhalb des Atoms bis zur Kosmos -Struktur. Aber ein menschliches Leben kann vergehen, bis die Wissenschaftler die Mittel zur Überprüfung dieser Theorie erfinden.

In diesem Artikel wurde K.C. Cole skizziert ein Porträt eines äußerst bemerkenswerten Physikers, der an den Grenzen der Mathematik und Physik arbeitet. <<Este extreme de important să crezi în ceea ce faci<<,Spune Edward Witten. <<Totuși, e greu să-ți păstrezi credința când totul este atât de speculativ.

Eine der Lehren, die Sie zeichnen, ist nicht, gute Ideen aufzugeben- aber wie können Sie wissen, dass sie gut sind?

K.C. Cole hat zahlreiche Artikel in Omni und den New York Times Magazine Magazinen veröffentlicht und ist Autor des Bandes mit dem Titel "Sympathische Vibration: Reflection on Physics als Schwulen des Lebens".

Kürzlich führte sie eine Studie durch, die von der Association of Science-Technology-Zentren in Auftrag gegeben wurde, und mit der Aktivität von Frauen und Mitgliedern der ethnischen Kategorien von Minderheiten im Bereich der Wissenschaft.

Indem er den Raum mit großen und sicheren Schritten misst, hält er seinen Vortrag als Dirigent, den Ra-ta-ta von Kreta auf dem Brett, der als Kontrapunkt seiner hohen Stimme klingelt und manchmal fast nicht wahrnehmbar ist. Er spricht darüber «Vektorbündel», «banale Module» und «freie kreisförmige Räume». Irgendwann stehen er an und sagt Folgendes: «Ich habe bisher in einer Welt der fertigen Dimensionen gelebt. Und jetzt lade ich Sie ein, in einer Welt der unendlichen Dimensionen voranzukommen ».

Der Lehrer ist Eduard Witten am Institute of Advanced Study in Princeton (New Jersey).

Im Alter von 36 Jahren gehört Witten zu den wichtigsten zeitgenössischen Physikern. Derzeit ist er in New York, um Vorträge an der Mathematik -Fakultät der Kolumbien -Universität über die Anwendungen der Physik in Mathematik zu halten "!" Mathematik «Eine Disziplin, die sich mit abstrakten, immateriellen Beziehungen befasst "Eine Disziplin, die sich mit den konkreten Kräften und Objekten der realen Welt befasst." Witten drehte alles auf den Kopf und versuchte zu beweisen, wie die Physik eine neue Unterscheidung erleichtern kann.

"Es ist nicht wünschenswert, sich zu beeilen, um Vergleiche mit Einstein herzustellen", sagt eines der Mitglieder der Physik der Fakultät für Physik an der Princeton University ", aber wenn es um Witten geht", offen "seine Arme in einer Geste der Ohnmacht. «Er ist mit seinem Kopf und den Schultern über allen anderen. Er leitete ganze Gruppen von Menschen auf neuen Straßen und schuf ganz neue Felder. Es zeigt elegante, beeindruckende Beweise, die dazu führen, dass die Menschen mit ihrem Mund bleiben, die überwältigende Bewunderunggefühle erregen ».

Witten scheint überall dauerhaft zu sein, veröffentlichen wissenschaftliche Berichte und hält Vorträge über Kosmologie, Mathematik und verschiedene Aspekte der Physik. Wann immer er spricht, hören Physiker auf die enge Aufmerksamkeit.

Wahrscheinlich war ihre Aufmerksamkeit nie größer als vor ein paar Jahren, als Witten versuchte, ernsthaft mit einer bizarren und langen Theorie umzugehen, die unsere Konzeption des physischen Universums radikal verändert. Obwohl es schwierig ist, einen Beitrag zu präsentieren, der Witten zu einer solchen Kraft in der Physik gemacht hat, macht seine Leidenschaft für diese kontroverse Theorie ihn zum Promoter einer Idee, die in den letzten 5 Jahrzehnten das revolutionärste Konzept in der Physik sein könnte, sagt Witten.

Wenn diese Theorie korrekt ist (und Witten glaubt, dass ihre Gültigkeit wahrscheinlich am Ende nachgewiesen wird), könnte sie von Anfang an völlig neue Antworten auf die grundlegenden Fragen geben, die Philosophen, Dichter und Theologen vom Beginn der menschlichen Zivilisation gestellt haben: Warum ist das Universum so wie es ist und was ist der Ursprung der Materie?

„Stringtheorie“ , sau “string theory”, cum este numită de obicei (unii savanţi o numesc “sueprstring theory”), Beseitigen Sie das gut bekannte Bild eines Universums, das aus Partikeln der Art von Billardkugeln besteht, abgelehnt und von bekannten Kräften wie Schwerkraft und Elektrizität angezogen. Teoria cuantelor dezvăluise deja, în deceniul al treilea al secolului actual, ca bilele de biliard au anumite proprietăţi ciudate care le fac să se asemene cu undele – ele sunt mai degrabă vibraţii decât puncte definite în spaţiu. Acum, Die Theorie der Saiten geht davon aus, dass diese Punkte tatsächlich winzige Kreise oder geschlossene "Saiten" sind. Die Seile vibrieren unsichtbar in subtilen Resonanzen. Nach der Theorie bauen diese Schwingungen alles, was im Universum existiert - von Licht zu Süßholz, von Schwerkraft bis Gold.

Natürlich sind diese Saiten weder sichtbar noch können sie den Strumpfbändern oder mit Stücken der Schnur ähnlich sein. Da sie nicht mit den Mitteln der Wissenschaft heute erkannt werden können, handelt es sich um mathematische Kurven. Über Strings zu sprechen, genau wie über Billardbälle oder wo zu sprechen, ist eine einfache Möglichkeit, das Unbekannte in bekannten Begriffen zu verstehen. Die Wahrheit ist, dass die Physik immer auf Metaphern zurückgreifen musste. "Wenn es um Atome geht", sagte der dänische Physiker Niels Bohr, der Vater der Menge, "die Sprache kann in der Poesie verwendet werden. Der Dichter interessiert sich in viel größerem Maße für die Erstellung von Bildern als die Beschreibung der Realitäten. “

Die Physiker definierten das Atom und entdeckten zuerst Elektronen, Protonen und Neutronen und dann exotischere Elemente wie Neutrin und sogenannte Quarks. Ich lernte, wie sich Kernkraft, Schwerkraft und elektromagnetische Kraft aus diesen Molekülen und Galaxien aufbauen. Aber unter anderem weiß niemand, warum es Elektronen gibt oder warum die Partikel von der Schwerkraft beeinflusst werden. Nach der Meinung ihrer Anhänger hat die Theorie der Saiten das Potenzial, eine einzige konsistente Erklärung für absolut alles zu liefern, von den inneren Mechanismen des Oana -Atoms bis zur Struktur des Kosmos.

Leider enthält die Theorie der Saiten das, was einige Wissenschaftler für einen großen Defekt halten. Die mathematische Konsistenz, die es so überzeugend macht, ist nur dann relevant, wenn wir bereit sind, unsere Konzeption zu suspendieren, dass die physische Welt durch vier gut bekannte Dimensionen (Höhe, Länge, Breite und Zeit) definiert ist, und nehmen die Existenz von sechs weiteren versteckten Dimensionen an - daher insgesamt zehn Dimensionen.

Stellen Sie sich ein geschlossenes Seil vor-eine grundlegende Angelegenheit der einen oder anderen Art.

Stellen Sie sich dann vor, der Kreis dreht sich, dreht und vibriert nur in den drei gewöhnlichen räumlichen Dimensionen (plus der zeitlichen Dimension), aber auch in sechs Dimensionen, die wir nicht wahrnehmen können.

Der Kreis vibriert in unzähligen Tönen, wie eine geigendimensionale Saite, die kosmische Versionen aus oder Mi -Bemol ausgibt. Wenn die String -Theorie korrekt ist, können diese Schwingungen alle möglichen Partikel und Kräfte des Universums bestimmen.

Wenn Sie sie bitten, Ihnen eine klarere Erklärung zu geben, lächelt Witten und Achselzucken. "Niemand versteht das viel besser als wie ich Ihnen jetzt erklärt habe", sagt er.

Ein System mit zehn Dimensionen stört Witten zu irgendeinem Zeitpunkt nicht: "Diese zusätzlichen Dimensionen sind nicht seltsamer als viele andere Dinge, die Physiker denken." Der Begriff des dimensionalen Universums und das Fehlen experimenteller Daten, die diesbezüglich Beweise liefern könnten, ließen viele Physiker eine sehr skeptische Position einnahmen.

Offensichtlich hat die Theorie der Saiten viel zu erklären. Zum Beispiel muss erklären, wie es getan wird, dass die sechs zusätzlichen Dimensionen unsichtbar bleiben. Die Anhänger dieser Theorie stellen sich diese Dimensionen als eng mit dem eines Atomkerns als eng "verpackt". Sie wissen jedoch nicht, warum oder wann die sechs Dimensionen eingewickelt wurden. Einige dieser Wissenschaftler sind der Meinung, dass es einfach möglich ist, dass sie mit dem Rest des physischen Universums vor Milliarden von Jahren nicht erweitert haben.

Solche Zweifel verringern Wittens Glauben nicht. "Es ist sehr möglich, dass das ordnungsgemäße Verständnis der Theorie der Seile zur Auflösung der Kontinuität führt - Raum", sagt er. "Die Theorie der Saiten ist in einem Wunder."

Witten begann nur wenige Jahre nach Abschluss seines Studiums an der Princeton University, wo er im Alter von 28 Jahren als Professor angestellt war, um Angebote für Stuhlpositionen der Universität zu erhalten. Er wurde mit vielen Preisen unterschieden, die von Institutionen auf der ganzen Welt vergeben wurden, darunter ein "Genius -Stipendium" der MacArthur Foundation und kürzlich den Preis, der von der National Science Foundation an den wichtigsten jungen Forscher verliehen wurde.

In der Physik war die Bemühungen, eine endgültige Erklärung zu finden, offensichtlich unzählige Male, und die Physik hat einen Schritt nach vorne gemacht, mit der Entdeckung, dass das Erscheinungsbild tatsächlich Aspekte eines einzelnen Phänomens waren. Newtons große Entdeckung war zum Beispiel, dass dieselbe Kraft, die den Apfel in den Boden fiel, den Mond auf seiner terrestrischen Umlaufbahn blieb und dass die Erde auf seiner Solar -Umlaufbahn bleiben würde. Lange Zeit gab es der Meinung, dass zwischen Magnetismus, Elektrizität und Licht keine Verbindung herrschte, bis James Clark Maxwell und Michael Faraday im 19. Jahrhundert entdeckten, dass alle Manifestationen des Elektromagnetismus waren. Die Theorie der Relativitätstheorie ging von Einsteins Bemühungen, den Elektromagnetismus mit der klassischen Mechanik in Einklang zu bringen.

In letzter Zeit sind Physiker besessen davon, die grundlegenden Kräfte der Natur zu vereinen - Schwerkraft, Elektromagnetismus, die "starke" Kraft (diese Kraft, die den Zusammenhalt von Partikeln im Kern eines Atoms sicherstellt) und die "schwache" Kraft (die unter anderem die Funkfunkkern, die spontanische Auflösung des Atomkerns des Atomkerns).

Elektromagnetismus, starke und schwache Kraft und alle im Universum vorhandenen Partikel können nach der Theorie der Mengen erklärt werden, was Witten als "Magie" qualifiziert. Diese Theorie schuf ein ganzes Feld wissenschaftlicher Forschung, in dem Witten selbst viele wichtige Beiträge geleistet hat. Gemäß der Größentheorie resultiert alles aus den Wechselwirkungen der Energiefelder. Die Felder vibrieren jedoch nicht nur in bestimmten Mustern oder Resonanzen, die bestimmten Mengen (daher dem Begriff "Mengen") von Energie entsprechen. Diese Resonanzen sind die bekannten Partikel und Kräfte des natürlichen Universums, Physiker, die gigantische Beschleuniger verwenden, um Atome zu zerkleinern und die Partikel zu finden, die sie manchmal als "Resonanzjagd" -Work bezeichnen.

Die Theorie der Größen hat es geschafft, viele Phänomene zu klären und zum Verständnis der subatomischen Prozesse zu verstehen, die zur Produktion vieler Wunder führt, von Laser bis Halbleitern. Die Größentheorie kann jedoch nicht die Schwerkraft erklären. Mathematische Berechnungen, die versuchen, die Schwerkraft in diesem theoretischen Rahmen zu nutzen, liefern unbrauchbare Ergebnisse.

Die Schwerkraft war jedoch in der Wechselwirkung mit allen im Universum vorhandenen Energiearten und ein Lichtstrahl wird davon beeinflusst. Daher muss die Schwerkraft den gleichen Naturgesetzen entsprechen. Aber was sind diese Gesetze?

Einstein bemüht sich lange, einen Zusammenhang zwischen Schwerkraft und Elektromagnetismus herzustellen, damit das gesamte Natursystem innerhalb einer einzigen "einheitlichen Theorie" immer noch erklären kann. Er konnte das nicht tun. Im Jahr 1919 erhielt Einstein jedoch einen Brief von einem Physiker deutschen Ursprungs, einem bestimmten Theodor F.E. Kaluza, der glaubte, dass der Elektromagnetismus verstanden werden konnte, dass eine Manifestation der Schwerkraft in einer fünften Dimension. Kaluza erklärt nicht, warum die fünfte Dimension nicht wahrgenommen werden konnte. Im Jahr 1926 nahm jedoch ein schwedischer Mathematiker, Oskar Klein, an, dass dies auf die fünfte Dimension zurückzuführen war, in einer so winzigen Größenordnung, dass es etwas beeinflusst, nicht einmal die Größe eines subatomaren Teilchens.

TDie String Eoria ist eine neue und komplexere Version der Kaluza-Klein-Theorie. Wie die von Klein postulierte fünfte Dimension haben sich die sechs zusätzlichen Dimensionen, die durch die Theorie des Seils postuliert sind, irgendwie bis zur Unsichtbarkeit "zusammengezogen". Die Theorie der Saiten argumentiert, dass, wenn wir den Begriff dieser sechs verborgenen Dimensionen akzeptieren, die mathematischen Inkonsistenzen, die die vorherigen Versuche verhindert haben, die Menge der Menge mit der Schwerkraft zu in Einklang bringen, als Wunder verschwinden.

Wir können jedoch nicht sicher sein, dass die Theorie der Strings eine wahrheitsgemäße Darstellung der Realität ist. Mit Ausnahme der mathematischen Konsistenz gibt es keine Beweise für die Existenz der sechs zusätzlichen Dimensionen. Witten bemerkt jedoch, dass in den letzten hundert Jahren die mathematische Konsequenz "einer der größten Vertrauen der Physiker" war.

In gewissem Maße ist die theoretische Welt per Definition eine persönliche Welt. Die Arbeit erfordert keine Röhrchen oder Labors, Radfahrer oder elektronische Computer mit hoher Kapazität, nichts als Bleistift und Papier und manchmal auch nicht. Obwohl unter Wittens Studenten einige Spezialstudien durchführten, zögerte er, sich an seinen Projekten zu beteiligen, in denen wissenschaftliche Spekulationen eine wichtige Rolle spielen, weil er, wie er sagt, ihre berufliche Zukunft nicht gefährden will.

Wenn er Witten zuhört, während er über seine eigene Karriere spricht, könnte man den Glauben gewinnen, dass es fast gewöhnlich ist, Physiker zu werden. Obwohl sein Vater, Louis Witten, ein spezialisierter Physiker für das Studium der Schwerkraft ist, sagte er, er sei von seiner Familie nicht zu viel beeinflusst worden. "Ich wollte etwas anderes tun", erklärt er.

Witten wuchs in Baltimore auf und absolvierte die College -Kurse der Brandeis University in Massachusetts mit einem Diplom in der Geschichte, obwohl das, was ihn in großem Maße interessierte, sprachlich war. Bevor er seine Universitätsspezialisierungsstudien in Princeton begann, schrieb Witten in die Artikel veröffentlicht in Die Nation, Die Neue Republik und andere Magazine. 1972 arbeitete er sechs Monate in der Kampagne des Kandidaten für die Präsidentschaft George McGovern als Assistent eines seiner Berater für Gesetzgebungsfragen. Witten sagte heute, dass er nicht über die Qualitäten verfügt, die von einer Karriere in der Werbung oder in politischer Weise erforderlich sind, insbesondere über den "Sinn der Realität". Als er sein Studium an der Princeton University begann, war er sehr nahe daran, Mathematik zu wählen, bevor er sich für die Physik entschied.

Wittens Kollegen sind mit sich selbst viel großzügiger, wenn es um seine Verdienste geht, insbesondere seines Beitrags zur Aufmerksamkeit der heutigen Theorie der Saiten.

Die Physiker bemühten sich nicht, diese Theorie auszuarbeiten, und sie schenkten der Kaluza-Klein-Theorie auch nicht zu viel Aufmerksamkeit. Was geschah, war, dass sie sie im Dunkeln verhinderten, dann versuchten sie, ihm eine genaue Form zu geben. "Ich glaube nicht, dass ein Physiker aufschlussreich genug gewesen wäre, um die Theorie der Strings absichtlich zu erfinden", sagt Witten. "Zum Glück wurde sie zufällig erfunden."

1968 untersuchte er die starke Kraft (der Bindemittel, der die Partikel des Atomkerns verbindet) und überwältigte einfach, was Witten "eine Formel hat, die einige seltsame Eigenschaften hatten". Einige Jahre später erkannten die Physiker aufgrund der Untersuchung von Yoichiro Nambu von der Universität von Chicago und anderen ", dass diese bizarre Formel die Schwingungen einiger Saiten definiert hat".

Seit mehreren Jahren hat die Theorie der Strings großes Interesse geweckt. In der Mitte des letzten Jahrzehnts war sie jedoch weitgehend aufgegeben worden, teilweise, weil andere Denkstraßen vielversprechender schienen und teilweise wegen der Falţ, dass diese Theorie die inakzeptable Idee zusätzlicher Dimensionen beinhaltete.

"Als sie merkten, dass es nur in einem dekadimensionalen Rahmen plausibel war", sagt Witten, "verließen die meisten Physiker den Boden." Sein eigenes Interesse an dieser Theorie war in erster Linie durch die Forschung der Physiker John H. Schwarz von erregt worden Das California Institute of Technology und Michael B. Green von Queen Mary College aus London. Witten erinnert sich, dass die Bemühungen, sich über diese Theorie zu informieren, ihn "ein paar Monate einer schwierigen Straße" kostete. "Es war anders als alles andere, fügte er hinzu", fügte er hinzu. "Es gibt niemanden, der Ihnen Ermutigung gibt."

Es scheint, dass das Interesse an der Theorie der Strings durch eine Reihe von Berichten von Schwarz und Green zu Beginn des aktuellen Jahrzehnts wiederbelebt wurde. 1984 veröffentlichten sie einen wichtigen Bericht, der laut einem Nobelpreisträger die Physiker Steven Weinberg von der Texas University eine Antwort auf eine Frage gab, die Witten gestellt hatte.

Die Frage bezog sich auf die Anomalien in den Theorien, die versuchten, die Schwerkraft mit der Quantentheorie des Feldes zu vereinen. Bei einer Theorie sind Anomalien fehlerhaft, die absurde Ergebnisse erzielen, die die Theorie vernichten, die Witten als Luis Alvarez-Gaumé von der Havard University eine neue Klasse von Anomalien entdeckt hat. Gleichzeitig hat eine noch wichtigere Sache gezeigt (...)

Die Theorie der Saiten geht davon aus, dass, wenn wir das Universum als dekadimensionales Ensemble sehen könnten, eine neue Symmetrie auftreten würde und uns alle Kräfte und Partikel als die Facetten eines einzelnen Kohärenten erscheinen würden.

Eine Schicht, dass der Ursprung der Anomalien topologisch war, mit anderen Worten, sie bezogen sich auf geometrische Eigenschaften, die nicht in Gegenwart von vier Dimensionen auftreten, sondern in Gegenwart von zehn Dimensionen auftreten.

Witten berücksichtigt die Topologie, die die Eigenschaften der geometrischen Figuren untersucht, die in verschiedenen Dimensionen als "mentaler Boden" verzerrt oder deformiert wurden. Der Gedanke, dass Topologie für Spezialisten unbekannt sein könnte, verursacht Erstaunen. "Es ist so, als ob Sie sagen, dass ich nicht weiß, wie ich in Prosa spricht", sagt er und leiht einen Witz an Moliere. Eine Tasse mit einem Schicksal beispielsweise ist das topologische Äquivalent eines Donuts. Wenn die Tasse aus weichem Ton bestand, könnte sie in Form eines Donuts umgebaut werden, ohne dass das Material gebrochen wurde. "Es ist so offensichtlich", sagt Witten. "Es gibt Eigenschaften von Objekten, die sich ändern, wenn Sie die jeweiligen Objekte brechen, aber es ändert sich nicht, wenn Sie die Form der Objekte durch Biegen ändern." Er gibt jedoch zu, dass die Physiker die Topologie in der Vergangenheit nicht genommen haben.

Witten hängt der Topologie großer Bedeutung bei, da die Frage, ob die reale Welt durch die Theorie der Saiten erklärt werden kann, nicht nur von der Existenz zusätzlicher Dimensionen abhängt, sondern auch von den Formen, die sie in den Weltraum einnehmen - wenn sie beispielsweise die Form der Röhren oder die Donuts sind oder wenn sie Kugeln sind.

In Flatland “, dem berühmten viktorianischen wissenschaftlich-fantastischen Schreiben, hat Edwin Abbott eloquent gezeigt, dass das, was in einer Dimension verwirrend und dunkel erscheint, in einer anderen Dimension klar werden kann. In seiner hypothetischen Welt zweidimensionaler Dreiecke und Quadrate war eine dreidimensionale Kugel ein unverständliches Objekt. Als er diesen Planraum überquerte, erschien die Kugel zuerst als Punkt. Dann als Kreis, der sich erweitert und sich schließlich wieder in Form zusammenzieht und verschwand. Ein zweidimensionales Leben kann nur eine zweidimensionale Scheibe in einer Kugel sehen. Nur ein dreidimensionaler Betrachter kann die Sphäre als Ganzes visuell wahrnehmen.

Die Theorie der Saiten geht davon aus, dass eine neue Symmetrie, wenn wir das Universum im Zerfall sehen könnten, eine neue Symmetrie erscheinen würde und die verwirrte Vielzahl von Kräften und Partikeln sich nur als unterschiedliche Facetten desselben Kohärenten erweisen würde.

Leider ist diese klebende Symmetrie, die dem dekadimensionalen Raum inhärent ist, nicht leicht in Partikel und dimensionale Kräfte zu übersetzen. Seine Wahrnehmung erfordert unglaublich subtile mathematische Werkzeuge, Tools, die wahrscheinlich noch nicht erfunden wurden.

Vor ein paar Jahren hatte Witten ein Kollege -Gespräch, und diese Diskussion beeindruckte ihn tief. "Sie sprachen von einem sehr talentierten Physiker, der nicht so produktiv war, wie er hätte sein können", erklärt 'Witten. "Und seine Meinung war, dass der Grund dafür war, dass der Physiker nie an den Arten von Problemen gearbeitet hat, für die er wirklich der richtige Mann war", nahm Witten den Rat in seinem Kollegen. Sie betrachten sich als den richtigen Mann, um "ein Problem der Physik zu nehmen und eine Lösung zu finden, die auf bizarren mathematischen Operationen basiert". Die "String -Theorie" fährt fort: "Es erfordert eine große Menge neuer Mathematik - und die Anwendung bizarrer Mathematik ist meine Spezialität." In den letzten paar! Jahre.

Witten erklärte, dass einer der Protagonisten eines neuen Bündnisses zwischen Physikern und Mathematikern, einem Bündnis, das der Seiltheorie gemacht hat. "Ich betrachte es als den Protagonisten Nummer eins", sagt I.M. Sängerin, Professorin für Mathematik am Massachusetts Institute of Technology "Seine Intuition ist Fantastie". Witten selbst betrachtet einige seiner wichtigsten Beiträge als Beiträge zur Mathematik als als Physik.

Die meisten großen Fortschritte des Menschen im Verständnis des Universums waren auf enge Zusammenhänge zwischen Physik und Mathematik zurückzuführen. Newton musste einen neuen Typ Mathematik erfinden und seine Schwerkraft vollständig vervollständigen. Einsteins allgemeine Verwandte war auf einer Geometrie des gekrümmten Raums des deutschen Mathematikers F.B. Riemann Mitte des 19. Jahrhunderts. Die Theorie der Mengen erforderte ein Werkzeug namens "Funktionsanalyse".

Witten sagt, dass die Theorie der Saiten "zu den Grenzen der Mathematik führt". Dies schüchtert sie jedoch nicht auf die gleiche Weise ein. "Mir wurde klar, dass ich tatsächlich alles auf der anderen Seite drehen konnte." Er fügt hinzu, um mit Hilfe der Physik eine überraschende Unterscheidung über die Mathematik zu erhalten. “

Die neue Ehe zwischen Physik und Mathematik hat zum ersten Mal das physische für Witten wirklich schwierig gemacht. Dies ist einer der Gründe, die ihn dazu veranlassten, die Einladung zu akzeptieren, am prestigeträchtigen Institut für fortgeschrittenes Studium zu arbeiten, zwei Schritte von der Princeton University, wo er nicht die Verpflichtungen des Vorsitzenden bezahlen sollte. "Ich möchte in weniger Dingen intensiver arbeiten", gesteht er. Alle "Dinge", an denen Witten derzeit arbeitet, sind Aspekte der String -Theorie.

Wittens Schlussfolgerungen können heute im Labor nicht überprüft werden, und dies wird in absehbarer Zeit nicht möglich sein. Tatsächlich ist alles, was er tut, so weit von der beobachtbaren Realität entfernt, dass ein ganzes menschliches Leben bis zum Wert seiner theoretischen Unterscheidung und ihrer möglichen praktischen Anwendungen bekannt werden kann. Die theoretische Physik ist ein riskanter Job. "Es ist äußerst wichtig, an das zu glauben, was Sie tun", sagt Witten. "Es ist jedoch schwierig, Ihren Glauben zu behalten, wenn alles so spekulativ ist."

"Einer der Lehren, die Sie zeichnen", fährt er fort, "ist nicht, Fehler zu machen - aber das ist für Sie nicht zu viel gebraucht. Eine andere Lehre ist nicht, gute Ideen aufzugeben - aber wie können Sie wissen, dass sie gut sind? “

Witten bemerkt, dass Neutronensterne und Gravitationslinsen - hohe Konzentrationen von Materie im kosmischen Raum vorhanden sind und, wenn sie von der Erde beobachtet wurden, doppelte Bilder der Sterne erzeugen - als fantastische Vorstellungen als reine Spekulation angesehen, bis sie wirklich entdeckt wurden. „Die Geschichte der Wissenschaft ist voller Vorhersagen, dass die Gültigkeit neuer Ideen niemals nachgewiesen werden wird. Die Geschichte der Physik zeigt jedoch, dass sich gute Ideen als richtig erweisen. “

Witten consideră că teoria coardelor este o idee prea bună pentru a nu fi corectă. Ea pare dificilă şi complicată, numai datorită faptului că nu este suficient de bine înţeleasă. Teoria coardelor este deocamdată, conform opiniei lui Witten, "Ein Stück Physik, das zum 21. Jahrhundert gehört und versehentlich im 20. Jahrhundert gefallen ist." Physiker arbeiten heute nur noch mit "Ein paar Krümel im Vergleich zu dem großen Fest, das uns erwartet."

Witten befürchtet jedoch manchmal, dass Schwierigkeiten zu hoch sein werden. "Die Chancen, dass diese Theorie uns in den nächsten Jahren überall führen wird, sind nicht allzu groß.", admite el, "Aber wenn ich es nicht versuchte, hätte ich das Gefühl, dass mich die Einsicht verlassen hat."

John Ellis, einer der Experten für die theoretische Physik des Europäischen Zentrums für Kernforschung in Genf, schrieb kürzlich Folgendes: Die Phänomenologie der Saiten ist immer noch ein junges Thema. Es gibt zahlreiche unbeantwortete Fragen und technische Probleme, und es ist leicht, die totalitäre Leidenschaft der Förderer dieser Theorie zu verspotten. Wenn ich jedoch zitieren sollte, was auf einem Süßigkeiten -Cover geschrieben wurde, das ich vor einigen Jahren eröffnet habe, "tun nur die Optimisten etwas auf dieser Welt."

Oder in Wittens Worten: "Wenn wir die Theorie der Saiten beweisen können, werden wir wahrscheinlich Glück brauchen. Aber in der Physik gibt es viele Möglichkeiten, Glück zu haben. "