Making sense of string theory | Brian Greene

Translator: Kristaps Kadiķis Reviewer: Natalja Gorohova

In the year 1919,

1919. gadā

a virtually unknown German mathematician, named Theodor Kaluza

tikpat kā nezināms vācu matemātiķis vārdā Teodors Kaluca

suggested a very bold and, in some ways, a very bizarre idea.

izteica ļoti pārdošu un savā ziņā ļoti savādu domu.

He proposed that our universe

Viņš ierosināja, ka mūsu Visumā

might actually have more than the three dimensions

varbūt īstenībā ir vairāk nekā trīs

that we are all aware of.

mums zināmās dimensijas.

That is in addition to left, right, back, forth and up, down,

Papildus tam, kas ir pa kreisi, pa labi, atpakaļ, uz priekšu, uz augšu un leju,

Kaluza proposed that there might be additional dimensions of space

Kaluca izteica domu, ka pastāv vēl papildu telpu dimensiju,

that for some reason we don't yet see.

ko mēs kāda iemesla dēļ neredzam.

Now, when someone makes a bold and bizarre idea,

Cilvēkam izsakot tik pārdrošu un savādu domu,

sometimes that's all it is -- bold and bizarre,

nereti tā arī nav nekas vairāk kā pārdroša un savāda,

but it has nothing to do with the world around us.

taču tam nav nekāda sakara ar mums apkārt esošo pasauli.

This particular idea, however --

Tomēr tieši šī doma,

although we don't yet know whether it's right or wrong,

lai arī mēs vēl nezinām, vai tā ir pareiza vai aplama,

and at the end I'll discuss experiments which, in the next few years,

beigās es vēl parunāšu par eksperimentiem, kas nākamajos gados

may tell us whether it's right or wrong --

varētu mums sniegt atbildi par tās pareizību,

this idea has had a major impact on physics in the last century

šai domai ir bijusi milzu ietekme uz pēdējā gadsimta fiziku

and continues to inform a lot of cutting-edge research.

un tā turpina ietekmēt arī lielu daļu jaunāko pētījumu.

So, I'd like to tell you something about the story of these extra dimensions.

Tādēļ es vēlētos jums pastāstīt par šīm papildu dimensijām.

So where do we go?

Tātad ar ko lai sāku?

To begin we need a little bit of back story. Go to 1907.

Sākumā ir jāmin īsa priekšvēsture. Dosimies uz 1907. gadu.

This is a year when Einstein is basking in the glow

Tas ir gads, kad Einšteins plūc savas speciālās

of having discovered the special theory of relativity

relativitātes teorijas atklāšanas slavas laurus

and decides to take on a new project,

un nolemj uzsākt jaunu projektu,

to try to understand fully the grand, pervasive force of gravity.

censties pilnībā izprast granziozo un visuresošo gravitācijas spēku.

And in that moment, there are many people around

Tobrīd daudzi apkārtējie cilvēki

who thought that that project had already been resolved.

uzskatīja, ka uz šo lietu jau sniegta atbilde.

Newton had given the world a theory of gravity in the late 1600s

Ņūtons jau 1600. gadu beigās pasaulei bija sniedzis saprātīgu

that works well, describes the motion of planets,

gravitācijas teoriju, kurā aprakstīta planētu, mēness

the motion of the moon and so forth,

un visu pārējo debesu spīdekļu kustība,

the motion of apocryphal of apples falling from trees,

kā arī apšaubāmā ierosme āboliem no ābelēm krist,

hitting people on the head.

trāpot cilvēkiem pa galvu.

All of that could be described using Newton's work.

Visu to varēja aprakstīt ar Ņūtona darba augļiem.

But Einstein realized that Newton had left something out of the story,

Taču Einšteins saprata, ka Ņūtons bija kaut ko palaidis garām,

because even Newton had written

jo pat pats Ņūtons bija rakstījis, ka

that although he understood how to calculate the effect of gravity,

lai arī viņš saprata, kā aprēķināt gravitācijas efektu,

he'd been unable to figure out how it really works.

viņš nebija spējīgs izprast to, kā tā patiešām strādāja.

How is it that the Sun, 93 million miles away,

Kā gan tas varēja būt, ka 93 miljonu jūdžu attālā Saule

[that] somehow it affects the motion of the Earth?

kaut kādā veidā ietekmēja Zemes kustību?

How does the Sun reach out across empty inert space and exert influence?

Kā gan Saule caur šo tukšo un inerto telpu var kaut ko ietekmēt?

And that is a task to which Einstein set himself --

Tas bija mērķs, ko Einšteins sev nosprauda —

to figure out how gravity works.

izprast gravitācijas darbības principus.

And let me show you what it is that he found.

Ļaujiet man jums parādīt, ko viņš atklāja.

So Einstein found

Einšteins atklāja,

that the medium that transmits gravity is space itself.

ka starpnieks, kas nodod tālāk gravitāciju, ir pati telpa.

The idea goes like this:

Doma bija apmēram šāda:

imagine space is a substrate of all there is.

iedomājieties telpu kā visa pamatu.

Einstein said space is nice and flat, if there's no matter present.

Einšteins apgalvoja, ka telpa, gadījumā, kad tajā nav matērijas, ir vienkārši plakana.

But if there is matter in the environment, such as the Sun,

Taču, ja vidē ir matērija, piemēram Saule,

it causes the fabric of space to warp, to curve.

tas izraisa telpas struktūras savīšanos, deformēšanos.

And that communicates the force of gravity.

Un tas arī izplata gravitācijas spēku.

Even the Earth warps space around it.

Pat Zeme deformē ap sevi esošo telpu.

Now look at the Moon.

Nu paskatīsimies uz Mēnesi.

The Moon is kept in orbit, according to these ideas,

Saskaņā ar šīm idejām, Mēness noturas orbītā,

because it rolls along a valley in the curved environment

jo tas ripo pa ieliektas vides iedobi,

that the Sun and the Moon and the Earth can all create by virtue of their presence.

ko tik vien kā ar savu klātbūtni ir radījusi Saule, Mēness un Zeme.

We go to a full-frame view of this.

Paskatīsimies uz kopainu.

The Earth itself is kept in orbit

Pati Zeme noturas orbītā,

because it rolls along a valley in the environment that's curved

jo tā ripo pa Saules klātbūtnes

because of the Sun's presence.

deformētās vides iedobi.

That is this new idea about how gravity actually works.

Tā ir šī jaunā doma par to, kā īstenībā strādā gravitācija,

Now, this idea was tested in 1919 through astronomical observations.

Šī doma 1919. gadā ar astronomisku novērojumu palīdzību tika pārbaudīta.

It really works. It describes the data.

Tā tas arī notika. To aprakstīja dati.

And this gained Einstein prominence around the world.

Un tas Einšteinam sniedza vispasaules atzinību.

And that is what got Kaluza thinking.

Tas arī bija tas, kas lika Kalucam aizdomāties.

He, like Einstein, was in search of what we call a unified theory.

Viņš, tāpat kā Einšteins, arī meklēja mūsu tā saukto vienoto teoriju.

That's one theory

Tā bija viena teorija,

that might be able to describe all of nature's forces from one set of ideas,

ar kuru no viena skatpunkta, viena principu kopuma, sauciet kā gribat,

one set of principles, one master equation, if you will.

bija iespējams izskaidrot visus dabas spēkus.

So Kaluza said to himself,

Tā nu Kaluca sev teica,

Einstein has been able to describe gravity

Einšteins spēja izskaidrot gravitāciju kā

in terms of warps and curves in space --

telpas, laiktelpas, ja vēlamies būt precīzi,

in fact, space and time, to be more precise.

savijumus un deformācijas.

Maybe I can play the same game with the other known force,

Varbūt es varu izmantot tādu pašu pieeju citam zināmam spēkam,

which was, at that time, known as the electromagnetic force --

kas tobrīd bija pazīstams kā elektromagnētiskais spēks.

we know of others today, but at that time

Mūsdienās mēs zinām arī par citiem, taču tajā laikā

that was the only other one people were thinking about.

tas bija vienīgais citais spēks, ko cilvēki zināja.

You know, the force responsible for electricity

Proti, spēku, kas atbildīgs par elektrības

and magnetic attraction and so forth.

un magnētisko pievilkšanos un tā tālāk.

So Kaluza says, maybe I can play the same game

Tā nu Kaluca domā, varbūt es varu izmantot to pašu pieeju

and describe electromagnetic force in terms of warps and curves.

elektromagnētiskā spēka aprakstīšanā ar savijumu un deformāciju palīdzību.

That raised a question: warps and curves in what?

Tas raisīja jautājumu: kā savijumi un deformācija?

Einstein had already used up space and time,

Einšteins telpu un laiku, savijumus un deformāciju

warps and curves, to describe gravity.

jau bija izmantojis gravitācijas aprakstīšanai.

There didn't seem to be anything else to warp or curve.

Nešķita, ka būtu palicis vēl kas kam vīties un deformēties.

So Kaluza said, well, maybe there are more dimensions of space.

Tā nu Kaluca teica, labi, varbūt ir vairākas telpas dimensijas.

He said, if I want to describe one more force,

Viņš teica, ja es vēlos aprakstīt vēl vienu spēku,

maybe I need one more dimension.

varbūt man vajadzīga vēl viena dimensija.

So he imagined that the world had four dimensions of space, not three,

Tā nu viņš iztēlojās, ka pasaulei būtu četras telpas dimensijas triju vietā,

and imagined that electromagnetism was warps and curves

un iztēlojās arī to, ka elektromagnētisms bija šīs ceturtās dimensijas

in that fourth dimension. Now here's the thing:

savijumi un deformācija. Tomēr lieta tāda:

when he wrote down the equations describing warps and curves

viņam triju telpu dimensiju Visuma vietā uzrakstot

in a universe with four space dimensions, not three,

četru telpu dimensiju Visuma aprakstošos vienādojumus,

he found the old equations that Einstein had already derived in three dimensions --

viņš ieguva vecos Einšteina no triju dimensiju atvasinātos vienādojumus,

those were for gravity --

tos, kas bija paredzēti gravitācijai,

but he found one more equation because of the one more dimension.

taču viņš papildu dimensijas dēļ ieguva vēl vienu vienādojumu.

And when he looked at that equation,

Paskatoties uz šo vienādojumu,

it was none other than the equation

viņš saprata, ka tas nav nekas cits, kā vienādojums,

that scientists had long known to describe the electromagnetic force.

ko zinātnieki jau ilgu laiku bija izmantojuši elektromangnētiskā spēka aprakstīšanai.

Amazing -- it just popped out.

Apbrīnojami, tas vienkārši iznira no nekurienes.

He was so excited by this realization

Viņš bija tik saviļņots par šo atklāsmi,

that he ran around his house screaming, "Victory!" --

ka izskrēja ārā no savas mājas, kliegdams: „Uzvara!”

that he had found the unified theory.

Viņš bija atklājis vienotu teoriju.

Now clearly, Kaluza was a man who took theory very seriously.

Kā noprotams, Kaluca bija cilvēks, kurš teoriju uztvēra ļoti nopietni.

He, in fact --

Viņš pat,

there is a story that when he wanted to learn how to swim,

ir stāsts par to, kā viņš nolēma iemācīties peldēt,

he read a book, a treatise on swimming --

viņš izlasīja grāmatu, peldēšanas teoriju,

(Laughter)

(Smiekli)

-- then dove into the ocean.

un tad ienira okeānā.

This is a man who would risk his life on theory.

Viņš ir cilvēks, kurš, paļaudamies uz teoriju, riskētu ar savu dzīvību.

Now, but for those of us who are a little bit more practically minded,

Taču tiem, kas ir nedaudz praktiskāk domājoši,

two questions immediately arise from his observation.

par šiem novērojumiem tūliņ rastos divi jautājumi.

Number one: if there are more dimensions in space, where are they?

Pirmais: ja ir vairāk telpu dimensiju, kur tās ir?

We don't seem to see them.

Mēs tās kaut kā neredzam.

And number two: does this theory really work in detail,

Un otrais: vai šī teoriju tiešām strādā arī tādos sīkumos,

when you try to apply it to the world around us?

kā cenšoties to piemērot apkārtējai pasaulei?

Now, the first question was answered in 1926

Uz pirmo jautājumu 1926. gadā atbildēja

by a fellow named Oskar Klein.

puisis vārdā Oskars Kleins.

He suggested that dimensions might come in two varieties --

Viņš rosināja domāt, ka dimensijas ir divos paveidos,

there might be big, easy-to-see dimensions,

ka, iespējams, ir lielas un viegli redzamas dimensijas,

but there might also be tiny, curled-up dimensions,

taču varētu būt arī sīciņas un savijušās dimensijas,

curled up so small, even though they're all around us,

kas par spīti tam, ka atrodas mums visapkārt, savijušās tik ļoti,

that we don't see them.

ka mēs tās neredzam.

Let me show you that one visually.

Ļaujiet to man jums vizuāli parādīt.

So, imagine you're looking at something

Iedomājieties, ka skatāties uz kaut ko

like a cable supporting a traffic light.

līdzīgu kabelim, kas pievienots luksoforam,

It's in Manhattan. You're in Central Park -- it's kind of irrelevant --

Manhetenā. Jūs esat Centrālajā parkā, nedaudz ne pa tēmu,

but the cable looks one-dimensional from a distant viewpoint,

taču no tālāka skatpunkta kabelis izskatās viendimensionāls,

but you and I all know that it does have some thickness.

taču gan jūs, gan es zinām, ka tam ir kaut kāds biezums.

It's very hard to see it, though, from far away.

Atrodoties lielā attālumā, to redzēt gan ir ļoti grūti.

But if we zoom in and take the perspective of, say,

Taču, ja mēs pietuvinām un skatāmies no, teiksim,

a little ant walking around --

mazas skudriņas perspektīvas.

little ants are so small that they can access all of the dimensions --

Skudriņas ir tik mazas, ka tās piekļūst visām dimensijām,

the long dimension,

garajai dimensijai,

but also this clockwise, counter-clockwise direction.

taču reizē arī pulksteniskajam un pretpulksteniskajam virzienam

And I hope you appreciate this.

Ceru, ka jūs to novērtējat.

It took so long to get these ants to do this.

Jo skudru piespiešana uz ko tādu prasīja labu laiku.

(Laughter)

(Smiekli)

But this illustrates the fact that dimensions can be of two sorts:

Taču tas ilustrē apgalvojumu, ka dimensijas var būt diva veida:

big and small. And the idea that maybe the big dimensions around us

lielas un mazas. Un doma, ka varbūt mums apkārt esošās dimensijas

are the ones that we can easily see,

ir tieši tās, kuras mēs viegli redzam,

but there might be additional dimensions curled up,

taču, ka iespējama arī papildu dimensiju esamība, kas

sort of like the circular part of that cable,

savijušās līdzīgi kā kabeļa apaļā daļa,

so small that they have so far remained invisible.

kas ir tik mazas, ka joprojām ir palikušas neieraudzītas.

Let me show you what that would look like.

Ļaujiet man jums parādīt kā tas izskatītos.

So, if we take a look, say, at space itself --

Ja mēs paskatāmies, teiksim, uz pašu telpu,

I can only show, of course, two dimensions on a screen.

es uz ekrāna, protams, varu parādīt tikai divas dimensijas.

Some of you guys will fix that one day,

Gan daži no jums to kādudien atrisinās,

but anything that's not flat on a screen is a new dimension,

taču viss pārējais, kas nav plakans uz ekrāna, ir jauna dimensija,

goes smaller, smaller, smaller,

kas samazinās, samazinās, samazinās

and way down in the microscopic depths of space itself,

līdz pat pašas telpas mikroskopiskām dzīlēm,

this is the idea,

šāda ir doma,

you could have additional curled up dimensions --

varētu būt papildu savjušās dimensijas,

here is a little shape of a circle -- so small that we don't see them.

lūk, maza apļa forma, kas ir tik mazas, ka mēs tās neredzam.

But if you were a little ultra microscopic ant walking around,

Taču, ja jūs būtu ļoti mikroskopiska skudra,

you could walk in the big dimensions that we all know about --

jūs varētu staigāt pa visām mums zināmajām lielajām dimensijām,

that's like the grid part --

tā ir šī režģa daļa,

but you could also access the tiny curled-up dimension

taču jūs varētu arī piekļūt sīciņajai savijušamies dimensijai,

that's so small that we can't see it with the naked eye

kas ir tik maza, ka mēs to nevaram redzēt ar neapbruņotu aci

or even with any of our most refined equipment.

vai pat ar mūsu visprecīzāko aprīkojumu.

But deeply tucked into the fabric of space itself,

Dziļi jo dziļi ievijušās pašas telpas struktūrā,

the idea is there could be more dimensions, as we see there.

doma ir, ka varētu pastāvēt vairāk dimensiju, par tām, kuras mēs redzam.

Now that's an explanation

Tas ir izskaidrojums

about how the universe could have more dimensions than the ones that we see.

tam, kā Visumā varētu būt vairāk dimensiju par tām, ko varam redzēt.

But what about the second question that I asked:

Taču kā ir ar otro manis uzdoto jautājumu:

does the theory actually work

vai šī teorija patiesi strādā

when you try to apply it to the real world?

to attiecinot arī uz reālo pasauli?

Well, it turns out that Einstein and Kaluza and many others

Kā izrādās, Einšteins, Kaluca un daudzi citi

worked on trying to refine this framework

centās pielāgot šo priekšstatu

and apply it to the physics of the universe

un piemērot to Visuma fizikai,

as was understood at the time, and, in detail, it didn't work.

kas kā jau tajā laikā bija zināms, arī sīkumos, neizdevās.

In detail, for instance,

Precīzāk, piemēram,

they couldn't get the mass of the electron

šajā teorijā elektrona masa kaut kā

to work out correctly in this theory.

negāja kopā ar visu pārējo.

So many people worked on it, but by the '40s, certainly by the '50s,

Tā daudz cilvēki pie tās strādāja, taču līdz 40. gadiem un noteikti līdz 50. gadiem

this strange but very compelling idea

šī dīvainā, taču saistošā doma

of how to unify the laws of physics had gone away.

par to, kā apvienot fizikas likumus, vienkārši pagaisa.

Until something wonderful happened in our age.

Līdz mūsu gadsimtā notika kas brīnumains.

In our era, a new approach to unify the laws of physics

Mūsu laikmetā daudzi fiziķi kā es visā pasaulē

is being pursued by physicists such as myself,

ir pieņēmuši jaunu pieeju

many others around the world,

fizikas likumu vienošanai.

it's called superstring theory, as you were indicating.

To sauc par superstīgu teoriju, kā jau norādījāt.

And the wonderful thing is that superstring theory

Brīnumjaukā lieta superstīgu teorijā ir,

has nothing to do at first sight with this idea of extra dimensions,

ka pirmajā brīdī šķiet, ka tai nav nekāda sakara ar papildu dimensijām,

but when we study superstring theory,

taču, mums iedziļinoties superstīgu teorijā,

we find that it resurrects the idea in a sparkling, new form.

mēs atklājam, ka tā augšāmceļ šo domu jaunā, mirdzošā veidolā.

So, let me just tell you how that goes.

Ļaujiet man pastāstīt, kā tas notiek.

Superstring theory -- what is it?

Superstīgu teoriju, kas tā tāda ir?

Well, it's a theory that tries to answer the question:

Tā ir teorija, kas cenšas atbildēt uz jautājumu:

what are the basic, fundamental, indivisible, uncuttable constituents

kas ir nedalāmās un būtiskās pamatsastāvdaļas,

making up everything in the world around us?

kas veido visu pasaulē apkārt esošo?

The idea is like this.

Doma ir šāda.

So, imagine we look at a familiar object, just a candle in a holder,

Iedomājieties, ka skatāties uz pazīstamu priekšmetu, sveci svečturī

and imagine that we want to figure out what it is made of.

un iedomājieties, ka mēs vēlamies uzzināt, kas to veido.

So we go on a journey deep inside the object and examine the constituents.

Tā nu mēs dodamies dziļi, dziļi iekšā priekšmetā un izpētām tās sastāvu.

So deep inside -- we all know, you go sufficiently far down, you have atoms.

Dziļi dziļi, kā jau mēs zinām, ja jūs dodaties gana dziļi, mums ir atomu.

We also all know that atoms are not the end of the story.

Mēs arī zinām, ka ar atomiem nekas nebeidzās.

They have little electrons that swarm around a central nucleus

Ap centrālo kodolu, kuram ir neitroni un protoni,

with neutrons and protons.

čum un mudž mazi elektroni.

Even the neutrons and protons have smaller particles inside of them known as quarks.

Pat neitronos un protonos iekšā ir mazākas daļiņas, ko mēs pazīstam kā kvarkus.

That is where conventional ideas stop.

Šeit arī vispārpieņemtā zinātne apstājas.

Here is the new idea of string theory.

Lūk, stīgu teorijas jaunā doma.

Deep inside any of these particles, there is something else.

Dziļi jebkurās no šīm daļiņām ir vēl kas cits.

This something else is this dancing filament of energy.

Šis kaut kas cits ir kūsājošas enerģijas pavedieni.

It looks like a vibrating string --

Tie izskatās kā svārstoša stīga,

that's where the idea, string theory comes from.

lūk, no kurienes nāk doma, stīgu teorija.

And just like the vibrating strings that you just saw in a cello

Tieši tāpat kā redzētā čella svārstošās stīgas

can vibrate in different patterns,

var svārstīties dažādos biežumos,

these can also vibrate in different patterns.

arī tie var svārstīties dažādi.

They don't produce different musical notes.

Tie nerada atšķirīgas muzikālās notis.

Rather, they produce the different particles making up the world around us.

Tie drīzāk rada dažādās daļiņas, kas veido mums apkārt esošo pasauli.

So if these ideas are correct,

Ja šīs idejas ir patiesas,

this is what the ultra-microscopic landscape of the universe looks like.

lūk, kā kāda ir super mikroskopiska Visuma ainava.

It's built up of a huge number

To veido milzīgs skaits

of these little tiny filaments of vibrating energy,

šo maz mazītiņo svārstošo enerģijas pavedieniņu,

vibrating in different frequencies.

kas svārstās dažādos biežumos.

The different frequencies produce the different particles.

Dažādas frekvences rada dažādas daļiņas.

The different particles are responsible

Dažādās daļiņas ir atbildīgas

for all the richness in the world around us.

par mūsu apkārtējās pasaules bagātīgumu.

And there you see unification,

Lūk, ir arī vienošana,

because matter particles, electrons and quarks,

jo matērijas daļiņas, elektronus un kvarkus,

radiation particles, photons, gravitons, are all built up from one entity.

izstarotās daļiņas, fotonus, gravitonus, visas šīs lietas veido viena un tā pati lieta,

So matter and the forces of nature all are put together

Tā nu matērija un dabas spēki tiek ielikti

under the rubric of vibrating strings.

vienā maisā ar svārstošajām stīgām.

And that's what we mean by a unified theory.

Lūk, ko mēs domājam ar vienotu teoriju,

Now here is the catch.

Lieta tāda.

When you study the mathematics of string theory,

Jums pētot stīgu teorijas matemātisko daļu,

you find that it doesn't work

jums saprotat, ka tā nestrādā

in a universe that just has three dimensions of space.

Visumā ar tikai trim telpas dimensijām.

It doesn't work in a universe with four dimensions of space, nor five, nor six.

Tas nestrādā Visumā ar četrām telpas dimensijām, nedz piecām, nedz sešām.

Finally, you can study the equations, and show that it works

Visbeidzot, jūs varat pētīt vienādojumus, kas liek saprast, ka tas strādā

only in a universe that has 10 dimensions of space

tikai Visumā ar 10 telpas dimensijām

and one dimension of time.

un vienu laika dimensiju.

It leads us right back to this idea of Kaluza and Klein --

Tas mūs noved atpakaļ pie Kalucas un Kleina domas,

that our world, when appropriately described,

ka mūsu pasaulē, to pienācīgi aprakstot,

has more dimensions than the ones that we see.

ir vairāk dimensiju, nekā tās, kuras mēs redzam.

Now you might think about that and say, well,

Jūs varētu par to aizdomāties un teikt:

OK, you know, if you have extra dimensions, and they're really tightly curled up,

Labi, ziniet, ja mums patiešām ir papildu dimensijas, kas ir rūpīgi savītas,

yeah, perhaps we won't see them, if they're small enough.

jā, iespējams mēs tās neredzēsim, ja tās ir pietiekami mazas.

But if there's a little tiny civilization of green people walking around down there,

Taču, ja tur lejā staigā mazmazītiņa zaļu cilvēciņu civilizācija,

and you make them small enough, and we won't see them either. That is true.

kura ir gana maza, lai mēs to neredzētu. Tā ir tiesa.

One of the other predictions of string theory --

Viena no citām stīgu teorijas prognozēm,

no, that's not one of the other predictions of string theory.

nē, tā nav viena no citām stīgu teorijas prognozēm.

(Laughter)

(Smiekli)

But it raises the question:

Taču tas raisa jautājumu:

are we just trying to hide away these extra dimensions,

vai ne bez iemesla šīs papildu dimensijas ir apslēptas

or do they tell us something about the world?

vai varbūt tās mums var pavēstīt kaut ko par šo pasauli?

In the remaining time, I'd like to tell you two features of them.

Turpmākajā laikā, es vēlētos jums pastāstīt par divām tās īpatnībām.

First is, many of us believe that these extra dimensions

Pirmkārt, daudzi no mums uzskata, ka šīs papildu dimensijas

hold the answer to what perhaps is the deepest question

sniegs atbildi uz teorētiskās fizikas, teorētiskās zinātnes

in theoretical physics, theoretical science.

iespējams būtiskāko jautājumu.

And that question is this: when we look around the world,

Jautājums ir šāds: mums paskatoties apkārt uz pasauli,

as scientists have done for the last hundred years,

kā zinātnieki to pēdējos simts gadu ir darījuši,

there appear to be about 20 numbers that really describe our universe.

tā vien šķiet, ka ir apmēram 20 skaitļi, kas patiesi apraksta mūsu Visumu.

These are numbers like the mass of the particles,

Šie skaitļi ir, piemēram, masa tādām daļiņām

like electrons and quarks, the strength of gravity,

kā elektroni un kvarki, gravitācijas spēks,

the strength of the electromagnetic force --

elektromagnētiskais spēks,

a list of about 20 numbers

kopā apmēram 20 skaitļu uzskaitījums,

that have been measured with incredible precision,

kuri ir noteikti ar apbrīnojamu precizitāti,

but nobody has an explanation

taču neviens nav spējis izskaidrot,

for why the numbers have the particular values that they do.

kādēļ šiem attiecīgajiem skaitļiem ir tieši tādas vērtības.

Now, does string theory offer an answer?

Tātad vai stīgu teorija piedāvā atbildi?

Not yet.

Vēl ne.

But we believe the answer for why those numbers have the values they do

Taču mēs uzskatam, ka šo skaitļu vērtību izskaidrojumu varētu

may rely on the form of the extra dimensions.

sniegt papildu dimensiju forma.

And the wonderful thing is, if those numbers

Brīnišķīgākais ir, ka, ja šo skaitļu

had any other values than the known ones,

zināmo vērtību vietā būtu citas,

the universe, as we know it, wouldn't exist.

Visums, kādu mēs to pazīstam, nepastāvētu.

This is a deep question.

Šis ir nopietns jautājums.

Why are those numbers so finely tuned

Kādēļ šie skaitļi ir tik ļoti pielāgoti tam,

to allow stars to shine and planets to form,

lai zvaigznes varētu spīdēt un planētas veidoties,

when we recognize that if you fiddle with those numbers --

zinot, ka, ja kāds ar šiem skaitļiem sāktu niekoties,

if I had 20 dials up here

ja pa rokai būtu 20 skaitļi

and I let you come up and fiddle with those numbers,

un ja es ļautu jums uznākt uz skatuves un sākt niekoties ar šiem skaitļiem,

almost any fiddling makes the universe disappear.

tikpat kā jebkuras izmaiņas tajos sagrautu Visumu.

So can we explain those 20 numbers?

Vai mēs spējam izskaidrot šos 20 skaitļus?

And string theory suggests that those 20 numbers

Stīgu teoriju rosina domāt, ka šiem 20 skaitļiem

have to do with the extra dimensions.

ir saistība ar papildu dimensijām.

Let me show you how.

Ļaujiet man jums parādīt kā.

So when we talk about the extra dimensions in string theory,

Tiklīdz mēs stīgu teorijā runājam par papildu dimensijām,

it's not one extra dimension,

runa nav par tikai vienu papildu dimensiju,

as in the older ideas of Kaluza and Klein.

kā tas bija vecākajās Kalucas un Kleina idejās.

This is what string theory says about the extra dimensions.

Lūk, ko stīgu teorija saka par papildu dimensijām.

They have a very rich, intertwined geometry.

Tām ir ļoti bagātīga, starpsaistīta ģeometrija.

This is an example of something known as a Calabi-Yau shape --

Lūk, piemērs, kam tādam, ko pazīstam kā Kalabi Jau forma,

name isn't all that important.

nosaukums nav tik svarīgs.

But, as you can see,

Taču, kā redzat,

the extra dimensions fold in on themselves

papildu dimensijas salokās pašas sevī

and intertwine in a very interesting shape, interesting structure.

un starpsaistās ļoti interesantā formā un struktūrā.

And the idea is that if this is what the extra dimensions look like,

Doma ir tāda, ka, ja šādi arī izskatās šīs papildu dimensijas,

then the microscopic landscape of our universe all around us

tad mūsu apkārt esošā Visuma mikroskopiskā ainava

would look like this on the tiniest of scales.

vismazākajā mērogā izskatītos šādi.

When you swing your hand,

Jums pavicinot roku,

you'd be moving around these extra dimensions over and over again,

jūs atkal un atkal līdzi kustinātu arī šīs papildu dimensijas,

but they're so small that we wouldn't know it.

taču tās ir tika mazas, ka mēs tās neievērotu.

So what is the physical implication, though, relevant to those 20 numbers?

Kādi ir šiem 20 skaitļiem atbilstošā fiziskā saistība?

Consider this. If you look at the instrument, a French horn,

Padomājiet tā. Ja apskatāties uz instrumentu, mežragu,

notice that the vibrations of the airstreams

pievērsiet uzmanību tam, kā gaisa plūsmas svārstības

are affected by the shape of the instrument.

ir atkarīgas no instrumenta formas.

Now in string theory,

Stīgu teorijā

all the numbers are reflections of the way strings can vibrate.

visi skaitļi ataino to, kā stīgas var svārstīties.

So just as those airstreams

Tāpat kā šīs gaisa plūsmas

are affected by the twists and turns in the instrument,

ietekmē instrumenta ieliekumi un izliekumi,

strings themselves will be affected

pašas stīgas ietekmē

by the vibrational patterns in the geometry within which they are moving.

to svārstību kustības ģeometrija.

So let me bring some strings into the story.

Ļaujiet man stāstā iesaistīt stīgas.

And if you watch these little fellows vibrating around --

Ja jūs pavērojat, kā tās svārstās,

they'll be there in a second -- right there,

tūlīt būs, ir,

notice that they way they vibrate is affected

ievērosit, ka tas, kā tās svārstās, ietekmē

by the geometry of the extra dimensions.

papildu dimensiju ģeometrija.

So, if we knew exactly what the extra dimensions look like --

Tā kā, ja mēs zinātu kā tieši izskatās šīs papildu dimensijas,

we don't yet, but if we did --

mēs to nezinām, taču ja zinātu,

we should be able to calculate the allowed notes,

mums būtu iespējams izskaitļot pieļaujamās notis,

the allowed vibrational patterns.

pieļaujamos svārstību veidus.

And if we could calculate the allowed vibrational patterns,

Un ja mums izdotos izskaitļot pieļaujamos svārstību veidus,

we should be able to calculate those 20 numbers.

mums vajadzētu varēt aprēķināt šos 20 skaitļus.

And if the answer that we get from our calculations

Un, ja mūsu aprēķinos iegūtie skaitļi

agrees with the values of those numbers

būs tādi paši, kā šo skaitļu zināmās vērtības,

that have been determined

kas iegūtas

through detailed and precise experimentation,

detalizētā un precīzā eksperimentēšanā,

this in many ways would be the first fundamental explanation

tas daudzējādā ziņā būtu mūsu pirmais būtiskais izskaidrojums tam,

for why the structure of the universe is the way it is.

kādēļ Visuma uzbūve ir tāda, kāda tā ir.

Now, the second issue that I want to finish up with is:

Otrā lieta, ko vēlos izrunāt ir:

how might we test for these extra dimensions more directly?

kā tiešākā veidā mēs varētu pārbaudīt šīs papildu dimensijas?

Is this just an interesting mathematical structure

Vai tā ir tikai interesanta matemātiska struktūra,

that might be able to explain

kas, iespējams, var izskaidrot

some previously unexplained features of the world,

vairākas iepriekš neizskaidrotas pasaules īpatnības

or can we actually test for these extra dimensions?

vai mēs patiešām varam pārbaudīt šo papildu dimensiju esamību?

And we think -- and this is, I think, very exciting --

Manuprāt, tas, ka nākamajos piecos gados

that in the next five years or so we may be able to test

mums būs iespēja pārbaudīt

for the existence of these extra dimensions.

šo papildu dimensiju esamību, ir ļoti aizraujoši.

Here's how it goes. In CERN, Geneva, Switzerland,

Lūk, kā tas notiek, Ženēvā, Šveicē, CERN

a machine is being built called the Large Hadron Collider.

tiek būvēta ierīce, kas tiek saukta par Lielo hadronu pretkūļu paātrinātāju.

It's a machine that will send particles around a tunnel,

Šī ierīce ātrumā, kas ļoti tuvs gaismas ātrumam,

opposite directions, near the speed of light.

pretējos virzienos pa tuneli virzīs daļiņas.

Every so often those particles will be aimed at each other,

Nereti šīs daļiņas tiek tēmētas viena pret otru,

so there's a head-on collision.

tādēļ tās iestiecas viena otrā.

The hope is that if the collision has enough energy,

Ir cerība, ka, ja sadursme notiks ar pietiekamu spēku,

it may eject some of the debris from the collision

tās rezultātā varētu rasties atdalījumi,

from our dimensions, forcing it to enter into the other dimensions.

kas no mūsu dimensijām nokļūtu citās dimensijās.

How would we know it?

Kā gan mēs to varētu zināt?

Well, we'll measure the amount of energy after the collision,

Mēs izmērītu enerģijas daudzumu pēc sadursmes

compare it to the amount of energy before,

un salīdzinātu to ar enerģijas daudzumu pirms tās,

and if there's less energy after the collision than before,

un, ja pēc sadursmes enerģija būtu mazāka, nekā pirms tam,

this will be evidence that the energy has drifted away.

tas būtu pierādījums enerģijas pazušanai.

And if it drifts away in the right pattern that we can calculate,

Un ja tā pazūd pēc atbilstoša un aprēķināma parauga,

this will be evidence that the extra dimensions are there.

tas pierādītu, ka pastāv papildu dimensijas.

Let me show you that idea visually.

Ļaujiet man jums vizuāli atainot šo ideju.

So, imagine we have a certain kind of particle called a graviton --

Tātad, iedomājieties, ka mums ir konkrēta daļiņa, gravitons,

that's the kind of debris we expect to be ejected out,

kas ir viens no paredzamajiem šāda veida atdalījumiem

if the extra dimensions are real.

gadījumā, ja pastāv papildu dimensijas.

But here's how the experiment will go.

Taču, lūk, kā norisinātos eksperiments.

You take these particles. You slam them together.

Mēs paņemam šīs daļiņas. Satriecam tās kopā.

You slam them together, and if we are right,

Satriecam tās kopā, un, ja mums ir taisnība,

some of the energy of that collision

daļa no šīs sadursmes enerģijas

will go into debris that flies off into these extra dimensions.

kļūs par atdalījumiem, kas nokļūs šajās papildu dimensijās.

So this is the kind of experiment

Šis ir tāda veida eksperiments,

that we'll be looking at in the next five, seven to 10 years or so.

kuru mēs redzēsim apmēram nākamos piecus, septiņus līdz desmit gadus.

And if this experiment bears fruit,

Ja šis eksperiments nesīs augļus,

if we see that kind of particle ejected

ja mēs novērosim šāda veida daļiņu izdalīšanos,

by noticing that there's less energy in our dimensions

beigu beigās pāri paliekot mazāk enerģijai,

than when we began,

nekā eksperimenta sākumā,

this will show that the extra dimensions are real.

tas parādīs, ka papildu dimensijas ir reālas.

And to me this is a really remarkable story,

Man šis ir patiesi ievērojams stāsts

and a remarkable opportunity. Going back to Newton with absolute space --

un ievērojama iespēja. Atgriežoties pie Ņūtona ar absolūto telpu,

didn't provide anything but an arena, a stage

tas nedeva neko vairāk kā arēnu, skatuvi,

in which the events of the universe take place.

kurā norisinās Visuma notikumi.

Einstein comes along and says,

Einšteins iet garām un saka:

well, space and time can warp and curve -- that's what gravity is.

„Telpa un laiks var savīties un deformēties, tā ir gravitācija.”

And now string theory comes along and says,

Garām iet stīgu teorija un saka:

yes, gravity, quantum mechanics, electromagnetism,

„Jā, gravitācija, kvantu mehānika, elektromagnētisms,

all together in one package,

viss vienā komplektā,

but only if the universe has more dimensions than the ones that we see.

taču tikai tāda gadījumā, ja mums ir vairāk dimensiju par tām, kuras redzam.”

And this is an experiment that may test for them in our lifetime.

Un šis ir eksperiments, kura rezultātus mēs iespējams uzzināsim sava mūža laikā.

Amazing possibility.

Apbrīnojama iespēja.

Thank you very much.

Liels paldies.

(Applause)

(Aplausi)