Making sense of string theory | Brian Greene

Translator: Gereltuya Erdenejargal Reviewer: Ariunzaya Lkhagvasuren

In the year 1919,

1919 онд,

a virtually unknown German mathematician, named Theodor Kaluza

Германы нэрд гараагүй математикч Теодер Калуза

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

маш зоригтой, бүр этгээд ч гэмээр нэгэн санааг дэвшүүлж.

He proposed that our universe

Түүнийхээр бол огторгуй

might actually have more than the three dimensions

бидний мэдэх гурваас

that we are all aware of.

олон хэмжээстэй байж болно гэнэ.

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

Зүүн, баруун, ард, урд, дээш, доош дээр нэмэгдээд.

Kaluza proposed that there might be additional dimensions of space

Калузагийн санал болгосноор бидний харж чаддаггүй

that for some reason we don't yet see.

огторгуйн нэмэлт хэмжээсүүд байж болно.

Now, when someone makes a bold and bizarre idea,

Хэн нэгэн этгээд санаа дэвшүүлэх үед,

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

заримдаа энэ нь этгээд, гэхдээ бидний

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

байгаа ертөнцтэй хамааралгүй гэгдээд өнгөрдөг.

This particular idea, however --

Бид энэ санаа нь яг зөв

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

эсэхийг бид хараахан мэдэхгүй ч гэсэн,

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

зөв буруу эсэхийг харуулж магадгүй

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

туршилтуудын талаар төгсгөлд би ярих болно

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

Ямартаа ч энэ санаа өнгөрсөн зууны физикийн шинжлэх ухаанд том нөлөө үзүүлсэн ба

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

олон чухал туршилтуудийн гол санаа болсоор байгаа юм.

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

Тэдгээр нэмэгдэл хэмжээснүүдийн талаар өгүүлье.

So where do we go?

Эхлэхийн тулд,

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

жаахан ухраад 1907 онд очих хэрэгтэй болох нь.

This is a year when Einstein is basking in the glow

Энэ бол Эйнштэйн Харьцангуйн Тусгай Онолоо

of having discovered the special theory of relativity

дөнгөж нээчихээд,

and decides to take on a new project,

нэгдсэн таталцлын хүчийг ойлгох

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

шинэ төсөл дээр ажиллаж байсан үе.

And in that moment, there are many people around

Тухайн үед, энэ бол бодчихсон бодлого

who thought that that project had already been resolved.

гэж үзэх хүмүүс олон байв.

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

1600-аад оны сүүлээр Ньютон гравитацын онолоо танилцуулсан.

that works well, describes the motion of planets,

Ньютоны онол их сайн ажилладаг, гаригсын,

the motion of the moon and so forth,

сарны хөдөлгөөнөөс авахуулаад,

the motion of apocryphal of apples falling from trees,

хүмүүсийн толгой дээр унах

hitting people on the head.

алимыг хүртэл дүрсэлдэг. Бүгдийг нь

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

Ньютоны онолоор тайлбарлаж болно.

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

Гэвч Эйнштейний харсанаар Ньютон нэг зүйл дурьдалгүй орхисон.

because even Newton had written

Ньютон өөрөө ч хүртэл бичихдээ,

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

гравитацыг хэрхэн тооцоолж гаргахыг ойлгосон ч гэсэн,

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

энэ хэрхэн ажилладгий ухаж ойлгож чадаагүй.

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

150 сая км-ийн тэртээх нар

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

яаж дэлхийн хөдөлгөөнд нөлөөлдөг байж болох вэ?

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

Нар хоосон үхмэл орон-зайг гатлаад яаж нөлөө үзүүлдэг байж таарах вэ?

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

Гравитаци хэрхэн ажилладгийг олж мэдэх бол

to figure out how gravity works.

Эйнштэйний өөр дээрээ авсан зорилго юм.

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

Тэр юу олсоныг үзүүлье.

So Einstein found

Эйнштэйн олж мэдэхдээ

that the medium that transmits gravity is space itself.

гравитацийг дамжуулагч нь орон-зай өөрөө юм.

The idea goes like this:

Тэрний санаагаар:

imagine space is a substrate of all there is.

Орон-зай бол оршиж болох цор ганц зүйл.

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

Эйнштэйний хэлснээр ямар ч биет байхгүй үед орон-зай нь хавтгай.

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

Харин тэнд ямар нэг биет, жишээ нь, нар ч юм уу байх үед

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

биет огторгуйн торыг хотойлгож муруйлгадаг.

And that communicates the force of gravity.

Энэ нь л гравитацийн хүч юм.

Even the Earth warps space around it.

Дэлхий ч мөн адил тойрон орших орон-зайгаа хотойлгодог.

Now look at the Moon.

Сарыг харцгаая.

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

Уг онолын үүднээс бол, сар нь

because it rolls along a valley in the curved environment

нар, сар, дэлхийн оршин буйн үр дүнгээс үүссэн

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

муруй замын дагуу өнхөрч байгаа юм.

We go to a full-frame view of this.

Нэгтгээд бүр томоор харцгаая.

The Earth itself is kept in orbit

Дэлхий орбитоороо эргэдгийн учир нь

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

энэ нь нарны үүсгэсэн хотгорын

because of the Sun's presence.

дагуу өнхөрч байгаа.

That is this new idea about how gravity actually works.

Энэ таталцлын хүч яаж ажилладаг талаарх шинэ санаа юм.

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

Энэ онол 1919 онд астрономийн ажиглалтаар туршигдсан.

It really works. It describes the data.

Тэгээд үнэхээр зөв бөгөөд тоо баримтуудтай тохирч байгаа юм.

And this gained Einstein prominence around the world.

Энэ нь Эйнштэйнд дэлхийд түгсэн алдар нэрийг

And that is what got Kaluza thinking.

авч ирсэн ба энэ л Калузагийн бодож буй зүйл юм.

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

Эйнштэйнтэй адил Калуза "Нэгдсэн онол"-ыг хайж байсан юм.

That's one theory

"Нэгдсэн Онол" бол байгалийн бүхий л хүчийг

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

нэг онолоор, нэг зарчмаар, нэг тэгшитгэлээр

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

илэрхийлж чадах нэгтгэсэн онол юм.

So Kaluza said to himself,

Тэгэхээр, Калуза өөртөө хэлж л дээ,

Einstein has been able to describe gravity

Эйнштэйн таталцлын хүчийг орон-зайд

in terms of warps and curves in space --

үүссэн хонхорхойгоор тайлбарласан,

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

яг хэлвэл орон-зай, цаг хугацаад үүссэн хонхорхой.

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

Магадгүй би ч гэсэн бусад хүчнүүд дээр адил зүйл хийж болох юм гэж.

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

Бусад хүч гэвэл тухайн үед цахилгаан-соронзон хүч л байв.

we know of others today, but at that time

Одоо бол олныг нэрлэж чадна л даа, гэхдээ тухайн үед

that was the only other one people were thinking about.

энэ нь л ганц мэдэгдсэн өөр хүч байв.

You know, the force responsible for electricity

Та бүхэн мэднэ дээ, цахилгаан болон

and magnetic attraction and so forth.

соронзон таталцлыг үүсгэдэг хүч гэж байдаг.

So Kaluza says, maybe I can play the same game

Тэгэхээр Калуза хэлэхдээ би ч гэсэн адил зүйл хийгээд,

and describe electromagnetic force in terms of warps and curves.

цахилгаан-соронзонг муруй, хонхорхойгоор тайлбарлаж болно гэж.

That raised a question: warps and curves in what?

Гэхдээ нэг асуулт гарч ирэв: Муруйж хонхойсон юу байж таарах вэ?

Einstein had already used up space and time,

Эйнштэйн орон-зай, цаг хугацаан хонхорхойг

warps and curves, to describe gravity.

таталцлын хүчийг тайлбарлахдаа ашиглачихсан байдаг.

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

Өөр муруйлгаж хонхойлгох юм үлдээгүй юм шиг л санагдаж байв.

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

Тэгээд Калуза магадгүй орон-зайн өөр олон хэмжээсүүд байх нь гэв.

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

Түүнийхээр бол, дахиад өөр хүчийг тайлбарлахын тулд

maybe I need one more dimension.

дахиад өөр нэг хэмжээс хэрэгтэй.

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

Тэгээд Калуза гурав биш дөрвөн-хэмжээст ертөнцийг төсөөллөө.

and imagined that electromagnetism was warps and curves

Цахилгаан-Соронзон бол тэр дөрөв дэх хэмжээсэд нь үүссэн

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

хонхорхой. Гэхдээ нэг асуудал байна:

when he wrote down the equations describing warps and curves

Дөрвөн-хэмжээст ертөнц дахь муруйн тэгшитгэлийг

in a universe with four space dimensions, not three,

бичиж байхдаа, тэр Эйнштэйний гаргасан 3 хэмжээст ертөнцийн

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

таталцлын хүчний хуучин тэгшитгэлийг давтав.

those were for gravity --

Гэхдээ дахиад нэг хэмжээс байгаа учраас

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

тэр дахиад нэг тэгшитгэл бас олж.

And when he looked at that equation,

Тэгээд тэр тэгшитгэлээ харахад,

it was none other than the equation

энэ нь нөгөө л эрдэмтэд хэрэглэсээр ирсэн

that scientists had long known to describe the electromagnetic force.

Цахилгаан-Соронзонгийн тэгшитгэлээс өөр юу ч биш байв.

Amazing -- it just popped out.

Гайхалтай.

He was so excited by this realization

Үнэхээр сэтгэл нь хөдөлж,

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

"Ялалт" гэж орилоод байшингаа тойрон гүйж байсан гэдэг.

that he had found the unified theory.

Тэр "Нэгдсэн Онол"-ыг олчихлоо гэж бодсон байна.

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

Калуза онолыг үнэхээр чухлаар авч үздэг хүн байжээ.

He, in fact --

Үнэхээр ч тийм байсан юм.

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

Тэрний сэлж сурахыг хүссэн тухай түүх байдаг.

he read a book, a treatise on swimming --

Сэлэх аргын тухай ном уншаад,

(Laughter)

(..бүгд инээв..)

-- then dove into the ocean.

шууд далай руу үсэрчихсэн гэсэн.

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

Тэр бол онол дээр амиа ч өгөхөөс буцахгүй хүний түүх.

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

Гэхдээ бид шиг практик талдаа хүмүүст бол

two questions immediately arise from his observation.

түүний ажигласан зүйлд үндэслээд 2 асуулт гарч ирж байна.

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

Нэгд, хэрвээ орон-зайд өөр нэмэлт хэмжээс байгаа юм бол тэр нь хаана байгаа юм?

We don't seem to see them.

Тэдгээрийг нь харахгүй л байна даа.

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

Хоёрт, жинхэнэ амьдрал дээр хэрэглэх үед

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

энэ онол хүчинтэй байж чадах уу?

Now, the first question was answered in 1926

1926 онд, Оскар Клейн гэх этгээд

by a fellow named Oskar Klein.

нэг дэх асуултанд хариулт өгсөн.

He suggested that dimensions might come in two varieties --

Клейн хэлэхдээ хэмжээсүүд хоёр төрөл байж болно.

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

Харахад хялбар том хэмжээс гэж байж болно.

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

Өчүүхэн жижиг мушгиа хэмжээс гэж бас байж болно.

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

Тэр нь хэдий эргэн тойрон байгаа ч гэсэн харагдахааргүй

that we don't see them.

маш жижигхэнээр мушгиралдчихсан.

Let me show you that one visually.

Тэрнийг нь бодитоор харуулъя.

So, imagine you're looking at something

Гэрлэн дохиог тэжээж байдаг

like a cable supporting a traffic light.

кабель утсыг харж байна гээд төсөөл.

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

Манхетаны Төв Цэцэрлэгт Хүрээлэнд гэе.

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

Кабелийг холоос харахад нэг-хэмжээст юм шиг харагдана.

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

Гэхдээ бидний мэдэхээр утсанд тодорхой зузаан гэж бий.

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

Энэ нь зүгээр л холоос олж харахад хэцүү.

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

Гэхдээ, ойртоод жижиг

a little ant walking around --

шоргоолж явж байна гэе.

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

Шоргоолж маш жижиг учраас хэмжээсүүдийг

the long dimension,

мэдэрч чадна. Уртын дагуу,

but also this clockwise, counter-clockwise direction.

түүнчлэн нар зөв, нар буруу чиглэлд.

And I hope you appreciate this.

Та нар талархаж байгаа гэж найдъя.

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

Энэ шоргоолжнуудыг ингэж хийлгэхэд их удсан шүү.

(Laughter)

(..инээд..)

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

Эндээс харахад хоёр төрлийн хэмжээс байж болох нь.

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

Том ба жижиг. Тэгэхээр магадгүй бидний эргэн

are the ones that we can easily see,

тойрон дахь том хэмжээсүүдийг бид амархан харж чаддаг.

but there might be additional dimensions curled up,

Гэхдээ нэмэлт хэмжээсүүд байгаа ч юм бил үү.

sort of like the circular part of that cable,

Эдгээр кабелийн тойргийн урт шиг

so small that they have so far remained invisible.

маш жижиг болохоор харагдахааргүй.

Let me show you what that would look like.

Энэ хэрхэн харагдаж болохыг харцгаая.

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

Жишээ нь, огторгуйг өөрийг нь харцгаая.

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

Мэдээж дэлгэц дээр би зөвхөн 2-хэмжээстээр л дүрсэлж чадна.

Some of you guys will fix that one day,

Энийг засах хүн гарч ирэх байх аа.

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

Гэхдээ дэлгэц дээрх хавтгай бус аливаа зүйл бол

goes smaller, smaller, smaller,

микроскопын түвшинд хүртлээ жижигрэн

and way down in the microscopic depths of space itself,

жижгэрсээр байгаа шинэ хэмжээсүүд.

this is the idea,

Гол санаа бол:

you could have additional curled up dimensions --

мушгиралдсан нэмэлт хэмжээсүүд байж болно л гэж.

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

Энд нэг жижигхэн тойрог дүрс байна, харахын ч аргагүй жижиг.

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

Гэхдээ чи жижиг бичил шоргоолж байсан бол

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

бидний мэдэх том хэмжээсээс гадна

that's like the grid part --

бичил нүднүүд шиг л,

but you could also access the tiny curled-up dimension

өчүүхэн жижиг эвхэгдмэл хэмжээст ч нэвтэрч чадна.

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

Жирийн нүдээр харах аргагүй,

or even with any of our most refined equipment.

нарийн зохиосон багажаар ч харах аргагүй хэмжээсүүд.

But deeply tucked into the fabric of space itself,

Гол санаа бол орон зайн торонд шургалсан

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

нэмэлт хэмжээсүүд байж болох юм.

Now that's an explanation

Тэгэхээр энэ бол ертөнц өөр хэмжээсүүдтэй

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

байж болохын тайлбар нь юм.

But what about the second question that I asked:

Харин 2 дахь асуултын тухайд

does the theory actually work

жинхэнэ амьдрал дээр турших үед

when you try to apply it to the real world?

энэ онол хэрэгжих үү?

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

Эйнштэйн, Калуза, өөр олон хүмүүс

worked on trying to refine this framework

энийг тодорхойлохоор, тухайн үедээ

and apply it to the physics of the universe

мэдэгдэж байсан огторгуйн физикт хэрэгжүүлэхээр

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

оролдсон боловч энэ нь бүтэлгүйтсэн юм.

In detail, for instance,

Тодруулах юм бол,

they couldn't get the mass of the electron

энэ онолдоо хэрэглэхэд, тэд электроны

to work out correctly in this theory.

массыг зөв гаргаж чадаагүй гэх мэт.

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

Олон хүмүүс үүн дээр ажилласан боловч, 40-өөд онд, 50-иад онд

this strange but very compelling idea

физикийн хуулиудыг нэгтгэх энэ этгээд бөгөөд сэтгэл хөдлөм

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

онол хэсэгтээ замхарч алга болсон юм. Гэхдээ

Until something wonderful happened in our age.

бидний цаг үед нэг гайхалтай үйл явдал тохиох хүртэл л.

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

Бидний үед, би мэтийн өөр олон физикчид

is being pursued by physicists such as myself,

дэлхийн эргэн тойронд, физикийн

many others around the world,

хуулиудыг нэгтгэхээр оролдож байгаа нь

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

Суперстринь онол гэгдээд байгаа юм.

And the wonderful thing is that superstring theory

Гайхалтай нь энэ Суперстринь онол нь

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

энэ нэмэлт хэмжээсүүдтэй хамааралгүй мэт харагдана.

but when we study superstring theory,

Гэхдээ бид энийг судлах явцад,

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

хэмжээсүүд цоо шинэ хэлбэрийг олсон юм.

So, let me just tell you how that goes.

Яг яаж гэдгийг би хэлье.

Superstring theory -- what is it?

Суперстринь онол гэж юу вэ гэвэл,

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

энэ бол дараах асуултад хариулахаар оролдож буй онол юм:

what are the basic, fundamental, indivisible, uncuttable constituents

Биднийг тойрох ертөнцийг бүрдүүлж буй хуваагдашгүй,

making up everything in the world around us?

харагдашгүй, үндсэн зүйл нь юу байж болох вэ?

The idea is like this.

Гол санаа нь гэвэл,

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

нэг биетийг харж байна гэе, лаа суурьтайгаа.

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

Энэ яг юунаас бүтдэгийг мэдэхийг хүсч байна гэж бодъе.

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

Үүний тулд биетийн дотоод гүн рүү аялж, бүрдүүлэгчийг нь шинжилнэ.

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

Хангалттай хол явбал атом байгаа.

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

Атомоор үлгэр дуусахгүй ээ.

They have little electrons that swarm around a central nucleus

Нейтрон, протоноос бүрдэх цөмийг тойроод өчүүхэн

with neutrons and protons.

электронууд бужигнаж байгаа.

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

Нейтрон, протонууд цаашаагаа кварк гэх жижиг хэсгүүдэд хуваагдна.

That is where conventional ideas stop.

Энд л төгсгөл нь ирж байгаа юм.

Here is the new idea of string theory.

Стринь онолын шинэ санаа энд байна.

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

Эдгээр хэсгүүдээс цааш дахиад өөр хэсгүүд байх ёстой.

This something else is this dancing filament of energy.

Тэр өөр хэсгүүд бол бүжиглэж байгаа энергийн утаслагууд юм.

It looks like a vibrating string --

Яг л чичирхийлж байгаа утаснууд шиг харагддаг.

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

Энэ бол Стринь онолын гол санаа юм.

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

Дөнгөж сая харсан янз бүрийн чигтэй,

can vibrate in different patterns,

чичирхийлж байгаа утаснууд шиг,

these can also vibrate in different patterns.

эдгээр нь чичирхийлж байдаг юм.

They don't produce different musical notes.

Тэд өөр өөр хөгжмийн өнгө гаргахгүй.

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

Оронд нь, тэд хүрээлэн буй ертөнцийг бүрдүүлэх янз бүрийн бодисуудыг бүтээнэ.

So if these ideas are correct,

Хэрвээ энэ санаа зөв бол, ертөнцийн

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

ултра-микроскопон төрх ингэж харагдах юм.

It's built up of a huge number

Ертөнц нь маш их хэмжээний эдгээр өчүүхэн

of these little tiny filaments of vibrating energy,

жижиг, чичирхийлж буй энергийн утаснуудаас бүрднэ.

vibrating in different frequencies.

Өөр өөр давтамжаар чичирхийлж буй.

The different frequencies produce the different particles.

Янз бүрийн давтамж нь, янз бүрийн бодисийг бүрдүүлнэ.

The different particles are responsible

Олон төрлийн бодисууд нь хүрээлэн буй

for all the richness in the world around us.

ертөнцийн баялаг шинжийг бүрдүүлэхэд үүрэгтэй.

And there you see unification,

Энд "Нэгдэл" харагдаж байна.

because matter particles, electrons and quarks,

Матери, электрон ба кваркууд, цацраг,

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

фотон, гравитон гээд бүгд л нэг төрлийн бүрдүүлэгчээс тогтоно.

So matter and the forces of nature all are put together

Тэгэхээр, матери болон байгалийн хүчнүүд хамтдаа

under the rubric of vibrating strings.

чичирхийлж буй утаснуудийн дүрэмд захирагдна.

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

"Нэгдсэн онол" гэж энийг л хэлээд байгаа юм.

Now here is the catch.

Гол түлхүүр нь нь гэвэл,

When you study the mathematics of string theory,

Стринь Онолын математик үндсийг судлах юм бол

you find that it doesn't work

энэ нь гуравхан-хэмжээстэй ертөнцөд

in a universe that just has three dimensions of space.

хүчингүй гэдэг нь харагдана.

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

Энэ нь орон зайн 4, 5, бүр 6 хэмжээст ч хүчингүй.

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

Энэ бүхний эцэст, тэгшитгэлээс харвал, энэ л зөвхөн

only in a universe that has 10 dimensions of space

орон-зайн 10, хугацааны 1-хэмжээст

and one dimension of time.

ертөнцөд л хүчинтэй болж таарна.

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

Энэ нь биднийг өнөөх Калуза, Клейний

that our world, when appropriately described,

зөв дүрсэлсэн нөхцөлд ертөнц бидний харж чадахаас

has more dimensions than the ones that we see.

гадна олон хэмжээсүүдтэй гэх санаа руу хөтөлнө.

Now you might think about that and say, well,

Яг одоо таны бодож байгаачлан

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

илүү нэмэлт хэмжээсүүд байдаг, тэр нь мушгиа,

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

маш жижигхэн учраас харж болдоггүй юм байж.

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

Хэрвээ тэр доор жижигхэн ногоон хүмүүс алхаж байдаг гэвэл

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

тэд хэтэрхий жижиг болохоор бид харж чадахгүй.

One of the other predictions of string theory --

Өөр бас нэг стринь онолын тухай таамаг гэвэл...

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

За за, өөр ямар ч стринь онолын тухай таамаг гэж байхгүй ээ.

(Laughter)

(..инээд..)

But it raises the question:

Гэхдээ нэг асуулт эндээс гарч ирэх нь, эдгээр нэмэлт

are we just trying to hide away these extra dimensions,

хэмжээсүүдийг бид далдлах гэж оролдоод байна уу эсвэл

or do they tell us something about the world?

эдгээр хэмжээсүүд нь ертөнцийн тухай ямар нэг юм хэлэх гээд байна уу?

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

Үлдсэн багахан хугацаанд би тэдгээрийн шинж байдлыг хэлье л дээ.

First is, many of us believe that these extra dimensions

Нэгд гэвэл, нэмэлт хэмжээсүүд нь магадгүй онолын физикийн,

hold the answer to what perhaps is the deepest question

онолын шинжлэх ухааны хамгийн гүнзгий

in theoretical physics, theoretical science.

асуултын хариу гэж олон хүмүүс үздэг.

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

Ямар асуулт вэ гэвэл, эргэн тойрноо бид харах үед,

as scientists have done for the last hundred years,

яг л эрдэмтэд өнгөрсөн зуун жилд харснаар,

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

ертөнцийг дүрслэх 20 тоо байна.

These are numbers like the mass of the particles,

Электрон ба кваркууд гэх мэт бөөмсийн масс,

like electrons and quarks, the strength of gravity,

гравитацын чадал,

the strength of the electromagnetic force --

цахилгаан-соронзон хүчний чадал

a list of about 20 numbers

гэх мэтийн гайхалтай нарийн

that have been measured with incredible precision,

хэмжигдсэн 20 тогтмол тоо. Гэхдээ

but nobody has an explanation

яагаад эдгээр тоонууд ийм утгуудыг агуулж

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

байдаг вэ гэдэгт хариулж чадах хүн байхгүй.

Now, does string theory offer an answer?

Одоо, Стринь онол хариулт өгч чадна гэж үү?

Not yet.

-Хараахан үгүй.

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

Гэхдээ бидний итгэж байгаагаар яагаад тоонууд ийм тодорхой утгууд агуулж

may rely on the form of the extra dimensions.

байдаг нь магадгүй тэдгээр нэмэлт хэмжээсүүдэд орших байх.

And the wonderful thing is, if those numbers

Гайхалтай нь гэвэл, эдгээр тоонууд мэдэгдсэнээс

had any other values than the known ones,

өөр утгатай байсан бол

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

бидний мэдэх ертөнц гэж байхгүй байх байсан.

This is a deep question.

Энэ их гүн гүнзгий асуулт л даа.

Why are those numbers so finely tuned

Яагаад эдгээр тоонууд оддыг гялалзуулахаар, гаригсыг

to allow stars to shine and planets to form,

бүтээхээр, яг зөв тохируулагдчихсан байдаг бил ээ?

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

Хэрвээ тэр тоонуудыг өөрчлөхөөр оролдвол,

if I had 20 dials up here

тэнд 20 тоо байна гэвэл

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

тэгээд чи тэрнийг жаахан өөрчлөхөөр оролдвол

almost any fiddling makes the universe disappear.

яаж ч өөрчилсөн орчлон үгүй болно.

So can we explain those 20 numbers?

Тэдгээр тоонуудыг юу гэж тайлбарлах вэ?

And string theory suggests that those 20 numbers

Стринь Онолын үзэж байгаагаар бол тэдгээр тоонууд

have to do with the extra dimensions.

өнөөх нэмэлт хэмжээсүүдтэй холбоотой.

Let me show you how.

Яг яаж гэдгийг харуулъя.

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

Стринь Онол дахь нэмэлт хэмжээсүүдийн тухай ярих үед,

it's not one extra dimension,

Калуза ба Клейний хэлсэн шиг

as in the older ideas of Kaluza and Klein.

дахиад ганц хэмжээс байдаг биш.

This is what string theory says about the extra dimensions.

Стринь Онол юу гэж байна вэ гэхээр,

They have a very rich, intertwined geometry.

тэд маш баялаг, солбилцсон геометртэй.

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

Энэ бол Калаби- Яау хэлбэрийн жишээ юм.

name isn't all that important.

За нэр нь тийм чухал биш ээ.

But, as you can see,

Таны харж байгаачлан,

the extra dimensions fold in on themselves

нэмэлт хэмжээсүүд нь дээр дээрээсээ давхралдаж, нугаларчихсан,

and intertwine in a very interesting shape, interesting structure.

маш сонирхолтой бүтэц, дүрсийг үүсгэж байгаа юм.

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

Гол санаа нь бол, хэрвээ нэмэлт хэмжээсүүд ингэж харагддаг юм бол

then the microscopic landscape of our universe all around us

ертөнцийн микроскопийн дүр төрх хамгийн жижиг

would look like this on the tiniest of scales.

бүтцэндээ мөн ингэж харагдах юм.

When you swing your hand,

Хэрвээ та гараа тойрог маягаар хөдөлгөвөл,

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

энэ нь эдгээр нэмэлт хэмжээсүүдийн эргэн тойрноор хөдөлж байгаатай адил.

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

Гэхдээ тэд маш жижиг болохоор харах боломжгүй байх болно.

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

Тэхээр эдгээр 20 тооны физик ач холбогдол нь юу вэ?

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

Жишээ нь, хэрвээ Франц бүрээг харах юм бол

notice that the vibrations of the airstreams

агаарын урсгалын чичирхийлэл нь

are affected by the shape of the instrument.

зэмсгийн хэлбэрээс хамаарч байгаа юм.

Now in string theory,

Харин Стринь Онолд, бүх тоонууд нь

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

утаснуудын хэрхэн чичирхийлэхээс хамаарна.

So just as those airstreams

Яг агаарын урсгал зэмсэгийн

are affected by the twists and turns in the instrument,

мушгиа ороомог хэлбэрээс хамаардаг шиг,

strings themselves will be affected

утаснуудын чичирхийлэл нь ч бас

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

оршин буй орон зайнхаа геометр хэмжээсээс хамаарна.

So let me bring some strings into the story.

Тэхээр одоо зарим жишээ утаснуудыг харъя л даа.

And if you watch these little fellows vibrating around --

Эдгээр чичирхийлж байгаа жижигхэн зүйлсийг харвал

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

хормын төдийд тэнд очно

notice that they way they vibrate is affected

тэдгээрийн чичрэх зарчим нь

by the geometry of the extra dimensions.

нэмэлт хэмжээсийн геометрээс хамаарна.

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

Хэрвээ бид нэмэлт хэмжээсүүд яг хэрхэн

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

харагддагийг олж мэдэж чадвал,

we should be able to calculate the allowed notes,

байж болох өнгөнүүдийг, байж болох

the allowed vibrational patterns.

чичиргээний зарчимуудыг тооцон гаргаж чадна.

And if we could calculate the allowed vibrational patterns,

Хэрвээ бид байж болох чичиргээний зарчмыг тооцож чадвал,

we should be able to calculate those 20 numbers.

бид тэдгээр 20 тоог тооцож гаргаж чадна.

And if the answer that we get from our calculations

Хэрвээ тооцоолж гаргасан хариунууд

agrees with the values of those numbers

нарийн туршилтаар хэмжигдэж

that have been determined

гаргасан тогтмолын утгатай таарч

through detailed and precise experimentation,

байх юм бол

this in many ways would be the first fundamental explanation

энэ нь яагаад ертөнц байгаа шигээ

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

ингэж тогтсон талаарх өргөн хүрээний тайлбар болж чадна.

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

Одоо хөндөх хоёр дахь асуудал бол,

how might we test for these extra dimensions more directly?

Нэмэлт хэмжээсүүдийг яаж шууд хэмжих вэ?

Is this just an interesting mathematical structure

Энэ нь зүгээр л өмнө нь тайлбарлах боломжгүй байсан

that might be able to explain

үзэгдлүүдийг тайлбарлах

some previously unexplained features of the world,

бас нэг математикийн сонирхолтой загвар уу эсвэл

or can we actually test for these extra dimensions?

бид үүнийг жинхэнээр нь шууд туршиж болох уу?

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

Миний бодлоор бол энэ үнэхээр сэтгэл хөдлөм,

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

дараагийн таван жил гэхэд бид эдгээр нэмэлт

for the existence of these extra dimensions.

хэмжээсүүдийг шалгаж мэдэх боломжтой болно.

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

Европын Цөмийн Судалгааны Төв, Швейцарийн Женевт

a machine is being built called the Large Hadron Collider.

"Их Адрон Коллайдер" гэдэг машин бүтээж байгаа.

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

Энэ машин нь бөөмүүдийг өөд өөдөөс нь

opposite directions, near the speed of light.

гэрлийн хурдтай ойр хурдаар шиднэ.

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

Өөд өөдөөсөө чиглэн угталцан явж

so there's a head-on collision.

байгаа бөөмс мөргөлдөнө.

The hope is that if the collision has enough energy,

Хэрвээ мөргөлдөөн хангалттай энерги үүсгэх юм бол

it may eject some of the debris from the collision

энэ зарим жижиг хэсгүүдээ бидний мэдэх

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

хэмжээсүүдээс гаргаад, нэмэлт хэмжээсүүд рүү түлхэн цацах юм.

How would we know it?

Бид яаж мэдэх юм бэ гэж үү?

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

Тэсрэлтийн дараах энергийг бид хэмжээд,

compare it to the amount of energy before,

тэрийгээ эхэнд нь агуулагдаж байсан энергитэй жишиж үзнэ.

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

Хэрвээ эхэнд байснаас бага энерги байх юм бол

this will be evidence that the energy has drifted away.

энэ нь энерги шилжин гарсаны баталгаа болох болно.

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

Хэрвээ энерги бидний яг тооцоолсны дагуу

this will be evidence that the extra dimensions are there.

байх юм бол энэ нь мөн нэмэлт хэмжээсүүд оршихын баталгаа болно.

Let me show you that idea visually.

Энэ санааг зураглаж харуулъя.

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

Гравитон гэх жижиг хэсэг байна гэе.

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

Хэрвээ нэмэлт хэмжээсүүд үнэн бол гравитонууд

if the extra dimensions are real.

бидний тооцоогоор замхран гарна.

But here's how the experiment will go.

Туршилт яг яаж явагдах нь энэ байна.

You take these particles. You slam them together.

Эдгээр жижиг бөөмсийг аваад, тэднийг хүчтэйгээр савлана.

You slam them together, and if we are right,

Савлах үед, хэрвээ зөв явагдвал,

some of the energy of that collision

мөргөлдөөнөөс үүсэх зарим хэсэг энерги

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

нэмэлт хэмжээсүүд рүү нэвтэрч замхрах болно.

So this is the kind of experiment

Энэ бол дараагийн 5, 7

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

магадгүй 10 жилийн дотор бид харах туршилт.

And if this experiment bears fruit,

Хэрвээ энэ туршилт жимсээ өгвөл,

if we see that kind of particle ejected

хэрвээ эхэлсэнээс бага энергитэй болж дуусвал,

by noticing that there's less energy in our dimensions

бөөмс замхарсаныг олвол,

than when we began,

энэ нь өөр нэмэлт хэмжээсүүд байдаг

this will show that the extra dimensions are real.

гэдгийг харуулж чадах юм.

And to me this is a really remarkable story,

Надад бол энэ үнэхээр гайхамшигтай түүх,

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

гайхамшигтай боломж. Ньютон абсолют орон зай гээд

didn't provide anything but an arena, a stage

үзэгдэл тодорхой байрлалд болдогийг

in which the events of the universe take place.

харуулсан. Дараа нь Эйнштейн хэлэхдээ

Einstein comes along and says,

таталцлын хүч бол цаг хугацаа,

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

орон-зайд гарсан хонхорхой гэсэн.

And now string theory comes along and says,

Харин одоо Стринь Онол

yes, gravity, quantum mechanics, electromagnetism,

хэлэхдээ гравитаци, квантын механик,

all together in one package,

цахилгаан-соронзон бүгд нэг багц.

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

Гэхдээ зөвхөн бидний харж чадахаас өөр олон хэмжээсүүд байгаа нөхцөлд.

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

Тэгэхээр энэ бол бидний амьдрах хугацаанд хийж болох туршилт.

Amazing possibility.

Гайхамшигтай боломж шүү.

Thank you very much.

Маш их баярлалаа.

(Applause)

Алга ташилт..