Долгосрочные перспективы научно-технического прогресса

[AlexAV]

А кто сказал что у КТП нет серьезных проблем?

Давайте вообще определим что такое проблемы теории.

Собственно у любой теории может существовать ровно две группы проблем:
1) В некоторой области параметров вычисления в её рамках невозможны или дают заведомо абсурдный результат.
2) Предсказания теории противоречат данным наблюдений и экспериментов.

Всё остальное, все эти бесконечные вопросы почему этот параметр равен именно этому значению, а не какому-то другому - это вообще не проблемы. На них в общем-то есть универсальный ответ - так мир устроен.

Проблемы первой группы у стандартной модели или возникают при невообразимо больших энергиях, эксперимент на уровне которых заведомо не будет поставлен никогда, или, возможно (после незначительных дополнений мало влияющих в области низких энергий), их нет вообще. В любом случае эта группа проблем стандартной модели и та область, где они могут возникать, для техники совершенно неинтересна. По второму всё просто - достоверно установленных расхождений нет.

Далее, кажется Вы не поняли главного. Для техники всё что выше ну где-то 10 ГэВ - неинтересно от слова вообще. Ну если конечно там не найдётся, что-то совсем волшебное, вроде катализатора распада протона или чего-то ещё подобного. В области ниже 10 ТэВ мы уже точно знаем, что не найдётся. При уровнях энергий, которые можно было бы получить даже построив ускоритель вдоль всего экватора земли - скорее всего тоже (иначе уже были бы видны вызываемые этим нечто аномалии уже на достигнутом уровне энергии). Дальше - вообще неинтересно.

И вот никаких экспериментальных свидетельств того, что имеющийся у нас теории недостаточно при энергиях менее этих самых 10 ТэВ у нас нет. А раз так, то и никакая новая теория не даст технической физике ничего, чтобы она там не предсказывала бы в области высоких энергий.

[AlexAV]

Давайте быть честными - это тоже из пальца высосано

Ну в общем да, хотя масса бозона Хиггса в область согласующуюся с их требованиями попала... Но в целом я привел это скорее для того, чтобы указать, что предположение об отсутствие вообще чего-либо нового между масштабом электрослабого взаимодействия и масштабом Планка - собственно тоже ничему не противоречит.

[Kaiserfrogling]

С перенормировками в классе перенормируемых теорий никаких проблем нет.

Пора тыкать носом в лужу:

(кликните для показа/скрытия)

Renormalization
Early in the history of quantum field theory, as detailed above, it was found that many seemingly innocuous calculations, such as the perturbative shift in the energy of an electron due to the presence of the electromagnetic field, yield infinite results. The reason is that the perturbation theory for the shift in an energy involves a sum over all other energy levels, and there are infinitely many levels at short distances, so that each gives a finite contribution which results in a divergent series.
Many of these problems are related to failures in classical electrodynamics that were identified but unsolved in the 19th century, and they basically stem from the fact that many of the supposedly "intrinsic" properties of an electron are tied to the electromagnetic field that it carries around with it. The energy carried by a single electron—its self-energy—is not simply the bare value, but also includes the energy contained in its electromagnetic field, its attendant cloud of photons. The energy in a field of a spherical source diverges in both classical and quantum mechanics, but as discovered by Weisskopf with help from Furry, in quantum mechanics the divergence is much milder, going only as the logarithm of the radius of the sphere.
The solution to the problem, presciently suggested by Stueckelberg, independently by Bethe after the crucial experiment by Lamb and Retherford (the Lamb–Retherford experiment), implemented at one loop by Schwinger, and systematically extended to all loops by Feynman and Dyson, with converging work by Tomonaga in isolated postwar Japan, comes from recognizing that all the infinities in the interactions of photons and electrons can be isolated into redefining a finite number of quantities in the equations by replacing them with the observed values: specifically the electron's mass and charge: this is called renormalization. The technique of renormalization recognizes that the problem is tractable and essentially purely mathematical; and that, physically, extremely short distances are at fault.
In order to define a theory on a continuum, one may first place a cutoff on the fields, by postulating that quanta cannot have energies above some extremely high value. This has the effect of replacing continuous space by a structure where very short wavelengths do not exist, as on a lattice. Lattices break rotational symmetry, and one of the crucial contributions made by Feynman, Pauli and Villars, and modernized by 't Hooft and Veltman, is a symmetry-preserving cutoff for perturbation theory (this process is called regularization). There is no known symmetrical cutoff outside of perturbation theory, so for rigorous or numerical work people often use an actual lattice.
On a lattice, every quantity is finite but depends on the spacing. When taking the limit to zero spacing, one makes sure that the physically observable quantities like the observed electron mass stay fixed, which means that the constants in the Lagrangian defining the theory depend on the spacing. By allowing the constants to vary with the lattice spacing, all the results at long distances become insensitive to the lattice, defining a continuum limit.
The renormalization procedure only works for a certain limited class of quantum field theories, called renormalizable quantum field theories. A theory is perturbatively renormalizable when the constants in the Lagrangian only diverge at worst as logarithms of the lattice spacing for very short spacings. The continuum limit is then well defined in perturbation theory, and even if it is not fully well defined non-perturbatively, the problems only show up at distance scales that are exponentially small in the inverse coupling for weak couplings. The Standard Model of particle physics is perturbatively renormalizable, and so are its component theories (quantum electrodynamics/electroweak theory and quantum chromodynamics). Of the three components, quantum electrodynamics is believed to not have a continuum limit by itself, while the asymptotically free SU(2) and SU(3) weak and strong color interactions are nonperturbatively well defined.
The renormalization group as developed along Wilson's breakthrough insights relates effective field theories at a given scale to such at contiguous scales. It thus describes how renormalizable theories emerge as the long distance low-energy effective field theory for any given high-energy theory. As a consequence, renormalizable theories are insensitive to the precise nature of the underlying high-energy short-distance phenomena (the macroscopic physics is dominated by only a few "relevant" observables). This is a blessing in practical terms, because it allows physicists to formulate low energy theories without detailed knowledge of high-energy phenomena. It is also a curse, because once a renormalizable theory such as the standard model is found to work, it provides very few clues to higher-energy processes.
The only way high-energy processes can be seen in the standard model is when they allow otherwise forbidden events, or else if they reveal predicted compelling quantitative relations among the coupling constants of the theories or models.
On account of renormalization, the couplings of QFT vary with scale, thereby confining quarks into hadrons, allowing the study of weakly-coupled quarks inside hadrons, and enabling speculation on ultra-high energy behavior.

С суперсимметрией тоже, просто по причине отсутствия свидетельств её существования в природе,

(кликните для показа/скрытия)

Supersymmetry
Supersymmetry assumes that every fundamental fermion has a superpartner that is a boson and vice versa. Its gauge theory, Supergravity, is an extension of general relativity. Supersymmetry is a key ingredient for the consistency of string theory.
It was utilized in order to solve the so-called Hierarchy Problem of the standard model, that is, to explain why particles not protected by any symmetry (like the Higgs boson) do not receive radiative corrections to their mass, driving it to the larger scales such as that of GUTs, or the Planck mass of gravity. The way supersymmetry protects scale hierarchies is the following: since for every particle there is a superpartner with the same mass but different statistics, any loop in a radiative correction is cancelled by the loop corresponding to its superpartner, rendering the theory more UV finite.
Since, however, no super partners have been observed, if supersymmetry existed it should be broken severely (through a so-called soft term, which breaks supersymmetry without ruining its helpful features). The simplest models of this breaking require that the energy of the superpartners not be too high; in these cases, supersymmetry could be observed by experiments at the Large Hadron Collider. However, to date, after the observation of the Higgs boson there, no such superparticles have been discovered.

И какие с ней проблемы?

Большие

(кликните для показа/скрытия)

Gauge freedom
A gauge theory is a theory that admits a symmetry with a local parameter. For example, in every quantum theory, the global phase of the wave function is arbitrary and does not represent something physical. Consequently, the theory is invariant under a global change of phases (adding a constant to the phase of all wave functions, everywhere); this is a global symmetry. In quantum electrodynamics, the theory is also invariant under a local change of phase, that is – one may shift the phase of all wave functions so that the shift may be different at every point in space-time. This is a local symmetry. However, in order for a well-defined derivative operator to exist, one must introduce a new field, the gauge field, which also transforms in order for the local change of variables (the phase in our example) not to affect the derivative. In quantum electrodynamics, this gauge field is the electromagnetic field. The change of local gauge of variables is termed gauge transformation.
By Noether's theorem, for every such symmetry there exists an associated conserved current. The aforementioned symmetry of the wavefunction under global phase changes implies the conservation of electric charge. Since the excitations of fields represent particles, the particle associated with excitations of the gauge field is the gauge boson, e.g., the photon in the case of quantum electrodynamics.
The degrees of freedom in quantum field theory are local fluctuations of the fields. The existence of a gauge symmetry reduces the number of degrees of freedom, simply because some fluctuations of the fields can be transformed to zero by gauge transformations, so they are equivalent to having no fluctuations at all, and they, therefore, have no physical meaning. Such fluctuations are usually called "non-physical degrees of freedom" or gauge artifacts; usually, some of them have a negative norm, making them inadequate for a consistent theory. Therefore, if a classical field theory has a gauge symmetry, then its quantized version (the corresponding quantum field theory) will have this symmetry as well. In other words, a gauge symmetry cannot have a quantum anomaly.[37]
In general, the gauge transformations of a theory consist of several different transformations, which may not be commutative. These transformations are combine into the framework of a gauge group; infinitesimal gauge transformations are the gauge group generators. Thus, the number of gauge bosons is the group dimension (i.e., the number of generators forming the basis of the corresponding Lie algebra).
All the known fundamental interactions in nature are described by gauge theories (possibly barring the Higgs multiplet couplings, if considered in isolation). These are:
Quantum chromodynamics, whose gauge group is SU(3). The gauge bosons are eight gluons.
The electroweak theory, whose gauge group is U(1) × SU(2), (a direct product of U(1) and SU(2)). The gauge bosons are the photon and the massive W± and Z⁰ bosons.
Gravity, whose classical theory is general relativity, relies on the equivalence principle, which is essentially a form of gauge symmetry. Its action may also be written as a gauge theory of the Lorentz group on tangent space.

[AlexAV]

Пора тыкать носом в лужу:

И что конкретно этими цитатами из Википедии Вы хотели сказать?

Большие

Ну и уже традиционно вы свои фантазии пытаетесь выдать за факт. В приведённом Вами куске о проблемах и уж тем более больших не говорится ни слова.

[mbrane]

эксперимент на уровне которых заведомо не будет поставлен никогда

Ну активный эксперимент конечно не может быть поставлен, но есть пассивные наблюдения например за космическими лучами - правда если честно вообще не понимаю как в этом случае набрать статистику

Для техники всё что выше ну где-то 10 ГэВ - неинтересно от слова вообще.

Да полно вам Алекс - 10 МэВ и приехали...Все что выше маловероятно будет иметь широкое применение (хотя есть такие области как адронная терапия, изготовление молекулярных сит  - но это все в целом приятные мелочи)

Еще раз немецкому тыкальщику по ссылкам пеедивикий - вопрос из серии для особо одаренных ...Какое имееют тоношения перенормировки к технике современности или перспективной (до масштаба 10 МэВ) ... Понаберут по объявлениям ... 

[Kaiserfrogling]

В приведённом Вами куске о проблемах и уж тем более больших не говорится ни слова

А что тогда проблема?
От теории флогистона отказались за меньшие вещи

[mbrane]

В приведённом Вами куске о проблемах и уж тем более больших не говорится ни слова

А что тогда проблема?
От теории флогистона отказались за меньшие вещи

Чушь...От флогистона отказлись - после того как экспериментальные факты  - получение водорода и его сджигание в воду - показали, что нет оогненной субстанции...А его сменщика текплорода отправили в утиль после того как жерла пушек стали сверлить...А не по теоретическим причинам

[AlexAV]

Да полно вам Алекс - 10 МэВ и приехали...

Ну в проектах элетроядерных реакторов обычно рассматривают пучки протонов с энергией порядка 1 ГэВ, иногда возникают проекты с энергией до 10 ГэВ. Здесь физика на масштабе порядка сотен МэВ - единиц ГэВ со всеми ядерными столкновениями высоких энергий, мезонообразованием, взаимодействием мезонов с веществом ещё может потребоваться. Ну плюс не знаю, может быть кому-то, для чего-то, когда-нибудь потребуется нарабатывать антипротоны, а это где-то этот же масштаб энергии. А вот выше - мне самых смелых фантазий не хватает, чтобы предположить зачем и кому это будет нужно.

Ну активный эксперимент конечно не может быть поставлен, но есть пассивные наблюдения например за космическими лучами - правда если честно вообще не понимаю как в этом случае набрать статистику

Не знаю... На встречных пучках эксперимент с космическими лучами не поставишь, а при столкновение ультрарелятивистской частицы  с покоящейся в лабораторной системе инвариантная масса получается сильно меньше исходной энергии частицы

\[ М_0с^2 = \sqrt {m_0^2c^4 + 2m_0c^2E_0} \]

Если взять частицы с энергией близкой к ГЗК пределу, т. е. 5 10¹⁹эВ (частицы с большей энергией в космических лучах то ли есть, то ли нет, но в любом случае их очень мало) и массу протона, то получится около 300 ТэВ. Больше, чем получено на LHC, но уже не радикально.

[mbrane]

Да полно вам Алекс - 10 МэВ и приехали...

Ну в проектах элетроядерных реакторов обычно рассматривают пучки протонов с энергией порядка 1 ГэВ, иногда возникают проекты с энергией до 10 ГэВ. Здесь физика на масштабе порядка сотен МэВ - единиц ГэВ со всеми ядерными столкновениями высоких энергий, мезонообразованием, взаимодействием мезонов с веществом ещё может потребоваться. Ну плюс не знаю, может быть кому-то, для чего-то, когда-нибудь потребуется нарабатывать антипротоны, а это где-то этот же масштаб энергии. А вот выше - мне самых смелых фантазий не хватает, чтобы предположить зачем и кому это будет нужно.

Ну активный эксперимент конечно не может быть поставлен, но есть пассивные наблюдения например за космическими лучами - правда если честно вообще не понимаю как в этом случае набрать статистику

Не знаю... На встречных пучках эксперимент с космическими лучами не поставишь, а при столкновение ультрарелятивистской частицы  с покоящейся в лабораторной системе инвариантная масса получается сильно меньше исходной энергии частицы

\[ М_0с^2 = \sqrt {m_0^2c^4 + 2m_0c^2E_0} \]

Если взять частицы с энергией близкой к ГЗК пределу, т. е. 5 10¹⁹эВ (частицы с большей энергией в космических лучах то ли есть, то ли нет, но в любом случае их очень мало) и массу протона, то получится около 300 ТэВ. Больше, чем получено на LHC, но уже не радикально.

Распады можно изучать...

[mbrane]

мезонообразованием, взаимодействием мезонов с веществом ещё может потребоваться.

ИМХО - все эти мюонные фабрики пока что из разряда фантазий теоретиков - 

[Kaiserfrogling]

Итак, пришло время подытожить нашу беседу.

В средневековье были высказаны сотни теорий о причинах возникновения инфекционных болезней, молний, и истощении почвы при длительном использовании.
С появлением новых исследовательских методов всего 1 опыт перечеркнул все эти теории.
Это блестяще подтвердило гипотезы Аристотеля о главенстве опыта над теорией, и о том что что появление новых исследовательских инструментов часто приводит к научным прорывам которые не  мог предсказать никто, и возникновению принципиально новых направлений науки

В свете вышесказанного Эйнштейн, на теория относительности которого так много ссылались в этой беседе, хорошо знал что почти все попытки предсказать будущее потерпели фиаско, и на все вопросы журналистов о будущем отвечал "Не знаю!"
Ему же принадлежит знаменитая фраза "Предсказывать на сотни лет вперед - ремесло астрологов и ясновидцев, наука не всегда может предсказать погоду на завтра".
Предсказателей любого рода он открыто презирал, на любые попытка своих друзей ученых предсказывать будущее он говорил что такое поведение позорит ученого

[mbrane]

G

Предсказателей любого рода он открыто презирал, на любые попытка своих друзей ученых предсказывать будущее он говорил что такое поведение позорит ученого

Посему открытие этой ветки и басни о неограниченном прогрессе - показатель полного невежества ее создателя - ведь с его слов прогнозировать будущее невозможно

[Rattus]

В средневековье были высказаны сотни теорий о причинах возникновения инфекционных болезней... С появлением новых исследовательских методов всего 1 опыт перечеркнул все эти теории.

Только для тех, кто ни уха ни рыла в основах инфектологии и не в курсе о спорах гигенистов с микробиологами и о том, сколько копий было сломано в спорах о триаде Коха (и ломается и поныне - с появлением NGS).

[Инопланетянин]

Посему открытие этой ветки и басни о неограниченном прогрессе - показатель полного невежества ее создателя - ведь с его слов прогнозировать будущее невозможно

Кстати, да. Любые оптимисты прогресса могут заткнуться ведь действительно, невозможно предсказать будущее, а значит и дальнейший безудержный рост технологий нам не гарантирован.

[Кремальера]

наука не всегда может предсказать погоду на завтра".

Прогресс может остановить только сам прогресс.Вернее его квинтэссенция может решить что для хомо этот процесс больше не нужен.
Как сказал Колосс: "freedom is an illusion" and that "in time you will come to regard me not only with respect and awe, but with love"(с)
https://en.wikipedia.org/wiki/Colossus:_The_Forbin_Project

[Kaiserfrogling]

ПРоблем с ней нет - но и решения конфайнмента нет тоже..

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%83%D0%BF%D0%B5%D1%80%D1%81%D0%B8%D0%BC%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%8F

Теории, включающие суперсимметрию, дают возможность решить несколько проблем, присущих Стандартной модели:
Решение проблемы иерархии.
Одно из её проявлений — величина радиационных поправок к массе бозона Хиггса. В рамках Стандартной модели поправки к массе скалярного поля имеют квадратичную форму и оказываются существенно больше, чем масса поля, входящая в лагранжиан. Для сокращения таких поправок к массе Хиггса параметры Стандартной модели должны иметь очень точно определённые значения. В рамках MSSM поправки, как к фермионным массам, так и скалярным, имеют логарифмическую форму, и их сокращение происходит более естественно, но требует точной суперсимметрии. Кроме того, данное решение проблемы иерархии предполагает, что массы суперпартнёров не могут быть больше, чем несколько сотен ГэВ. Этот аргумент позволяет ожидать открытие суперсимметрии на коллайдере LHC.
Унификация калибровочных бегущих констант
Известно, что в калибровочных теориях возникает явление бегущей константы связи, то есть значение константы взаимодействия изменяется в зависимости от того, на каком энергетическом масштабе наблюдается взаимодействие. Стандартная модель базируется на трёх различных калибровочных группах. Значения констант этих групп различны на малых энергиях, и с увеличением энергии они меняются. На энергетическом уровне порядка 100 ГэВ две константы становятся одинаковыми (явление электрослабого объединения). На энергетическом уровне 1016 ГэВ все три константы сходятся примерно к одному значению, но в Стандартной модели они не могут стать равными друг другу. То есть, строго говоря, в рамках Стандартной модели «великое объединение» (электрослабого и сильного взаимодействия) невозможно. Поправки за счёт новых полей МССМ меняют вид энергетической эволюции констант, так что они могут сойтись в одну точку.
Тёмная материя.
За последние годы в астрофизике наблюдаются явления, указывающие на существование тёмной материи. В MSSM естественно возникает кандидат на объяснение этого феномена — нейтралино, нейтральная стабильная частица.

[AlexAV]

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%83%D0%BF%D0%B5%D1%80%D1%81%D0%B8%D0%BC%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%8F

У всех моделей суперсимметрии одна проблема - отсутствие в эксперименте хоть каких-то указаний на её существование в природе. А так вообще все проблемы вплоть до планковсковского масштаба могут быть решены в рамках νМСМ без введения новых частиц или взаимодействий на масштабе выше электрослабого без всяких суперсимметрий.

[mbrane]

ПРоблем с ней нет - но и решения конфайнмента нет тоже..

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%83%D0%BF%D0%B5%D1%80%D1%81%D0%B8%D0%BC%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%8F

Теории, включающие суперсимметрию, дают возможность решить несколько проблем, присущих Стандартной модели:
Решение проблемы иерархии.
Одно из её проявлений — величина радиационных поправок к массе бозона Хиггса. В рамках Стандартной модели поправки к массе скалярного поля имеют квадратичную форму и оказываются существенно больше, чем масса поля, входящая в лагранжиан. Для сокращения таких поправок к массе Хиггса параметры Стандартной модели должны иметь очень точно определённые значения. В рамках MSSM поправки, как к фермионным массам, так и скалярным, имеют логарифмическую форму, и их сокращение происходит более естественно, но требует точной суперсимметрии. Кроме того, данное решение проблемы иерархии предполагает, что массы суперпартнёров не могут быть больше, чем несколько сотен ГэВ. Этот аргумент позволяет ожидать открытие суперсимметрии на коллайдере LHC.
Унификация калибровочных бегущих констант
Известно, что в калибровочных теориях возникает явление бегущей константы связи, то есть значение константы взаимодействия изменяется в зависимости от того, на каком энергетическом масштабе наблюдается взаимодействие. Стандартная модель базируется на трёх различных калибровочных группах. Значения констант этих групп различны на малых энергиях, и с увеличением энергии они меняются. На энергетическом уровне порядка 100 ГэВ две константы становятся одинаковыми (явление электрослабого объединения). На энергетическом уровне 1016 ГэВ все три константы сходятся примерно к одному значению, но в Стандартной модели они не могут стать равными друг другу. То есть, строго говоря, в рамках Стандартной модели «великое объединение» (электрослабого и сильного взаимодействия) невозможно. Поправки за счёт новых полей МССМ меняют вид энергетической эволюции констант, так что они могут сойтись в одну точку.
Тёмная материя.
За последние годы в астрофизике наблюдаются явления, указывающие на существование тёмной материи. В MSSM естественно возникает кандидат на объяснение этого феномена — нейтралино, нейтральная стабильная частица.

Спасибо шо ты мне сирому и  убогому дал ссылку на вику дал.... а то мне бы пришлось как 25 лет назад книжки открывать по суперсимметрии....да кайзер, а как там дела обстоят на практике с открытием суперпарнеров (те шо должны избавить от проблем с расходимостями при перенормировках)....шо никак не найдут ? Какое несчастье....ну как найдут - ты сразу тафай нам выкладывай тут простыни из вики, дабы нас уверовать что s-электрон или нейтралино откроет путь к катализу на поливеллах, или даст нам сверхсветовую коммуникацию....а то ведь мы тут все забитые траххтористы из крыжополя - теорию поля понимаем буквально - как редиску из грядки ковырять

[ivanij]

  Только что нашёл (совершенно случайно) это: https://hightech.fm/2017/07/29/lives-for-ever Вот, оказывается. что ждёт нас в будущем. 

[-Asket-]

...Футуролог и трансгуманист Золтан Иштван баллотировался в президенты США, разъезжая по стране в автобусе, похожем на гроб, с одним лозунгом — сделать людей бессмертными. Теперь он объявил о намерении участвовать в выборах губернатора Калифорнии, которые состоятся в 2018 году, примерно с такой же программой, пишет Zdnet...

"Футуролог и трансгуманист" Кто все эти люди?

Istvan was born in Los Angeles in 1973 to his Hungarian immigrant parents Ilona and Steven Gyurko. Istvan later graduated from Columbia University in New York City with a degree in Philosophy and Religion. He was a nationaly ranked swimmer and waterpolo player in his youth.
http://en.wikipedia.org/wiki/Zoltan_Istvan