TED2005
Brian Greene: Making sense of string theory
Brian Greene a húrelméletről
Filmed:
Readability: 4
6,215,922 views
Brian Greene fizikus elmagyarázza a szuperhúr-elméletet, azt a feltevést hogy apró, 11 dimenzióban vibráló energiahúrok alkotják az összes részecskét és erőt a Világegyetemben.
Brian Greene - Physicist
Brian Greene is perhaps the best-known proponent of superstring theory, the idea that minuscule strands of energy vibrating in a higher dimensional space-time create every particle and force in the universe. Full bio
Brian Greene is perhaps the best-known proponent of superstring theory, the idea that minuscule strands of energy vibrating in a higher dimensional space-time create every particle and force in the universe. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
In the year 1919,
0
1000
2000
1919-ben
00:15
a virtually unknown German mathematician, named Theodor Kaluza
1
3000
7000
egy gyakorlatilag ismeretlen német matematikus, Theodor Kaluza
00:22
suggested a very bold and, in some ways, a very bizarre idea.
2
10000
7000
egy nagyon merész és bizonyos szempontból nagyon furcsa ötlettel állt elő.
00:29
He proposed that our universe
3
17000
2000
Azt indítványozta hogy a Világmindenség
00:31
might actually have more than the three dimensions
4
19000
3000
valójában nem csak azzal a három dimenzióval rendelkezik,
00:34
that we are all aware of.
5
22000
3000
mint amiről tudomásunk van.
00:37
That is in addition to left, right, back, forth and up, down,
6
25000
3000
A balra-jobbra, hátra-előre és a fel-le mellett
00:40
Kaluza proposed that there might be additional dimensions of space
7
28000
5000
Kaluza azt feltételezte, hogy további térdimenziók is létezhetnek,
00:45
that for some reason we don't yet see.
8
33000
3000
melyeket valamilyen okból nem vagyunk képesek érzékelni.
00:48
Now, when someone makes a bold and bizarre idea,
9
36000
4000
Nos, ha valaki előáll egy merész és furcsa ötlettel,
00:52
sometimes that's all it is -- bold and bizarre,
10
40000
2000
akkor az néha nem is több mint egy merész és furcsa ötlet,
00:54
but it has nothing to do with the world around us.
11
42000
3000
de semmi köze a minket körülvevő valósághoz.
00:57
This particular idea, however --
12
45000
2000
Ez a bizonyos ötlet azonban,
00:59
although we don't yet know whether it's right or wrong,
13
47000
3000
bár még nem tudjuk hogy helyes vagy helytelen-e,
01:02
and at the end I'll discuss experiments which, in the next few years,
14
50000
3000
- és az előadás végén beszélek néhány kísérletről, melyek a következő években
01:05
may tell us whether it's right or wrong --
15
53000
2000
esetlegesen eldönthetik hogy az ötlet helyes vagy helytelen-e -
01:07
this idea has had a major impact on physics in the last century
16
55000
4000
ez az ötlet nagy befolyással volt a utobbi évszázad fizikatudományára
01:11
and continues to inform a lot of cutting-edge research.
17
59000
3000
és még manapság is forrása számtalan élvonalbeli kutatásnak.
01:14
So, I'd like to tell you something about the story of these extra dimensions.
18
62000
4000
Így hát szeretnék egy kicsit mesélni ezen extradimenziók történetéről.
01:18
So where do we go?
19
66000
2000
Hol is kezdjem?
01:20
To begin we need a little bit of back story. Go to 1907.
20
68000
3000
Hogy elkezdhessük kell egy kis háttérismeret. Menjünk 1907-be.
01:23
This is a year when Einstein is basking in the glow
21
71000
4000
Ez az az év, mikor Einstein dicsfényben fürdik
01:27
of having discovered the special theory of relativity
22
75000
3000
a speciális relativitáselmélet felfedezése miatt,
01:30
and decides to take on a new project,
23
78000
3000
és elhatározza hogy új fába vágja a fejszéjét --
01:33
to try to understand fully the grand, pervasive force of gravity.
24
81000
7000
megpróbálja megérteni a gravitáció hatalmas, mindent átfogó erejét.
01:40
And in that moment, there are many people around
25
88000
3000
Abban az időszakban sok olyan ember volt
01:43
who thought that that project had already been resolved.
26
91000
4000
aki úgy gondolta hogy a feladat már eleve megoldottnak tekinthető.
01:47
Newton had given the world a theory of gravity in the late 1600s
27
95000
3000
Newton már megajándékozta a világot a korai 1600-as években a gravitációelmélettel
01:50
that works well, describes the motion of planets,
28
98000
4000
mely jól működik, leírja a bolygók mozgását,
01:54
the motion of the moon and so forth,
29
102000
2000
a Hold mozgását és így tovább,
01:56
the motion of apocryphal of apples falling from trees,
30
104000
3000
valamint kétségbevonható almák leesését fákról,
01:59
hitting people on the head.
31
107000
2000
emberek fejét találva el.
02:01
All of that could be described using Newton's work.
32
109000
2000
Mindez megmagyarázható Newton munkájának felhasználásával.
02:03
But Einstein realized that Newton had left something out of the story,
33
111000
4000
De Einstein rájött hogy Newton kihagyott valamit a történetből,
02:07
because even Newton had written
34
115000
3000
hiszen még Newton is elismerte
02:10
that although he understood how to calculate the effect of gravity,
35
118000
5000
hogy bár rájött hogyan számítsa ki a gravitáció hatását,
02:15
he'd been unable to figure out how it really works.
36
123000
3000
arra nem volt képes, hogy rájöjjön igazából hogyan is működik.
02:18
How is it that the Sun, 93 million miles away,
37
126000
3000
Hogyan lehetséges az, hogy a 93 millió mérföldnyire lévő Nap
02:21
[that] somehow it affects the motion of the Earth?
38
129000
3000
valahogy befolyásolja a Föld mozgását?
02:24
How does the Sun reach out across empty inert space and exert influence?
39
132000
4000
Hogyan lehetséges az hogy a Nap áthidalja az üres, közömbös teret és valahogyan hatást fejt ki?
02:28
And that is a task to which Einstein set himself --
40
136000
3000
Einstein a következő feladatot tűzte ki maga elé:
02:31
to figure out how gravity works.
41
139000
3000
rájönni hogy a gravitáció miként is működik.
02:34
And let me show you what it is that he found.
42
142000
3000
Hadd mutassam meg hogy mire jött rá.
02:37
So Einstein found
43
145000
1000
Einstein rájött,
02:38
that the medium that transmits gravity is space itself.
44
146000
4000
hogy maga az űr az a közeg mely a gravitációt közvetíti.
02:42
The idea goes like this:
45
150000
2000
Az ötlet a következő:
02:44
imagine space is a substrate of all there is.
46
152000
2000
képzeljük el hogy az űr az alapja mindennek.
02:46
Einstein said space is nice and flat, if there's no matter present.
47
154000
4000
Einstein szerint az űr sima és sík, jelenlévő anyag hiányában.
02:50
But if there is matter in the environment, such as the Sun,
48
158000
4000
De ha anyag is van a környezetben, mint például a Nap,
02:54
it causes the fabric of space to warp, to curve.
49
162000
4000
akkor ez az űr szövetének vetemedését, görbülését okozza.
02:58
And that communicates the force of gravity.
50
166000
2000
És ez közvetíti a gravitációs erőt.
03:00
Even the Earth warps space around it.
51
168000
3000
Még a Föld is meggörbíti a teret maga körül.
03:03
Now look at the Moon.
52
171000
2000
Most nézzék a Holdat!
03:05
The Moon is kept in orbit, according to these ideas,
53
173000
3000
A Hold azon oknál fogva marad pályán,
03:08
because it rolls along a valley in the curved environment
54
176000
3000
mert mintegy a mélyedes falán gördül a görbült környezetben
03:11
that the Sun and the Moon and the Earth can all create by virtue of their presence.
55
179000
5000
melyet a Nap és a Hold valamint a Föld hoznak létre puszta jelenlétükkel.
03:16
We go to a full-frame view of this.
56
184000
3000
Nézzük meg a teljes képet.
03:19
The Earth itself is kept in orbit
57
187000
2000
A Föld azért marad pályán
03:21
because it rolls along a valley in the environment that's curved
58
189000
4000
mert a mélyedés falán gördül végig a görbült környezetben,
03:25
because of the Sun's presence.
59
193000
2000
melyet a Nap jelenléte hoz létre.
03:27
That is this new idea about how gravity actually works.
60
195000
5000
Ez a gravitáció működését magyarázó új elmélet.
03:32
Now, this idea was tested in 1919 through astronomical observations.
61
200000
5000
Nos, ezt az elméletet 1919-ben csillagászati megfigyelések útján bizonyították.
03:37
It really works. It describes the data.
62
205000
3000
Tényleg működik. Leírja az észlelt adatokat.
03:40
And this gained Einstein prominence around the world.
63
208000
4000
Ez pedig világhírűvé tette Einsteint.
03:44
And that is what got Kaluza thinking.
64
212000
4000
Ez gondolkodásra késztette Kaluzát.
03:48
He, like Einstein, was in search of what we call a unified theory.
65
216000
4000
Kaluza, Einstenhez hasonlóan, egy elméleten dolgozott amit mi "egyesített elmélet" - nek hívunk.
03:52
That's one theory
66
220000
2000
Ez egy elmélet ami
03:54
that might be able to describe all of nature's forces from one set of ideas,
67
222000
4000
megmagyarázhatja az összes természeti erőt egy maréknyi ötletből,
03:58
one set of principles, one master equation, if you will.
68
226000
4000
egy maréknyi alapelvből, egy mesteregyenletből kiindulva, ha úgy tetszik.
04:02
So Kaluza said to himself,
69
230000
2000
Igy hát Kaluza azt mondta magában,
04:04
Einstein has been able to describe gravity
70
232000
3000
Einsteinnek sikerült leírnia a gravitációt
04:07
in terms of warps and curves in space --
71
235000
2000
a tér vetemedései és görbületei alapján--
04:09
in fact, space and time, to be more precise.
72
237000
3000
Igazából a tér és idő vetemedései alapján, hogy pontosak legyünk.
04:12
Maybe I can play the same game with the other known force,
73
240000
5000
Talán eljátszhatom ugyanezt a másik ismert erővel
04:17
which was, at that time, known as the electromagnetic force --
74
245000
3000
melyet abban az időben elektromágneses erőként ismertek--
04:20
we know of others today, but at that time
75
248000
2000
mi más erőket is ismerünk manapság, de akkoriban
04:22
that was the only other one people were thinking about.
76
250000
2000
ez volt az egyetlen további erő melyről az embereknek tudomása volt.
04:24
You know, the force responsible for electricity
77
252000
2000
Tudják, az az erő, ami az elektromosságért
04:26
and magnetic attraction and so forth.
78
254000
2000
és a mágneses vonzásért felel, stb.
04:28
So Kaluza says, maybe I can play the same game
79
256000
3000
Kaluza azt mondta, talán megismételheti ugyanezt a játékot
04:31
and describe electromagnetic force in terms of warps and curves.
80
259000
4000
és leírhatja az elektromágneses erőt vetemedések és görbületek alapján.
04:35
That raised a question: warps and curves in what?
81
263000
3000
Ez felvetette a következő kérdést: minek a vetemedései és görbületei?
04:38
Einstein had already used up space and time,
82
266000
5000
Einstein már felhasználta a teret és az időt,
04:43
warps and curves, to describe gravity.
83
271000
2000
a vetemedéseket és görbületeket hogy leírja a gravitációt.
04:45
There didn't seem to be anything else to warp or curve.
84
273000
3000
Nem úgy tünt hogy más is vetemedne vagy görbülne.
04:48
So Kaluza said, well, maybe there are more dimensions of space.
85
276000
5000
Kaluza azt mondta, rendben, talán a térnek több dimenziója is létezhet.
04:53
He said, if I want to describe one more force,
86
281000
2000
Azt mondta: ha le akarok írni egy további erőt
04:55
maybe I need one more dimension.
87
283000
2000
talán egy további dimenzióra van szükségem.
04:57
So he imagined that the world had four dimensions of space, not three,
88
285000
4000
Tehát azt feltételezte hogy négy - nem három térdimenzió - létezik
05:01
and imagined that electromagnetism was warps and curves
89
289000
4000
és az elektromágnesesség abban a negyedik térdimenzióban történő
05:05
in that fourth dimension. Now here's the thing:
90
293000
2000
vetemedések és görbülések útján létezik. És itt ugrik a majom a vízbe:
05:07
when he wrote down the equations describing warps and curves
91
295000
3000
amikor felvázolta az egyenleteket melyek leírják a vetemedéseket és görbületeket
05:10
in a universe with four space dimensions, not three,
92
298000
3000
egy négy- és nem háromdimenziós Világegyetemre vonatkoztatva,
05:13
he found the old equations that Einstein had already derived in three dimensions --
93
301000
4000
szembetalálkozott azokkal a régen ismert egyenletekkel, melyeket Einstein a három térdimenzióra vezetett le,
05:17
those were for gravity --
94
305000
1000
azokkal melyek a gravitaciót írják le--
05:18
but he found one more equation because of the one more dimension.
95
306000
4000
de Kaluza a negyedik térdimenzió figyelembevétele miatt egy további egyenletet is talált.
05:22
And when he looked at that equation,
96
310000
2000
És amikor megvizsgálta ezt az egyenletet,
05:24
it was none other than the equation
97
312000
2000
rájött hogy az nem más,
05:26
that scientists had long known to describe the electromagnetic force.
98
314000
3000
mint az az egyenlet, melyet a tudósok régóta az elektromágnesesség leírására használtak.
05:29
Amazing -- it just popped out.
99
317000
2000
Bámulatos -- egyszerűen előkerült.
05:31
He was so excited by this realization
100
319000
3000
Annyira lázba jött a felismeréstől,
05:34
that he ran around his house screaming, "Victory!" --
101
322000
3000
hogy körbefutotta a házát azt kiabálva hogy "Győzelem!" --
05:37
that he had found the unified theory.
102
325000
3000
mivel megtalálta az egyesített elméletet.
05:40
Now clearly, Kaluza was a man who took theory very seriously.
103
328000
7000
Egyértelmű hogy Kaluza nagyon komolyan vette az elméleteket.
05:47
He, in fact --
104
335000
1000
Tény,
05:48
there is a story that when he wanted to learn how to swim,
105
336000
3000
hogy létezik egy törtenet arról hogy amikor meg akart tanulni úszni:
05:51
he read a book, a treatise on swimming --
106
339000
3000
elolvasott egy könyvet mely az úszást tárgyalta
05:54
(Laughter)
107
342000
1000
(nevetés)
05:55
-- then dove into the ocean.
108
343000
2000
--aztán belevetette magát az óceánba.
05:57
This is a man who would risk his life on theory.
109
345000
3000
Ez az ember elméletekre bízta az életét.
06:00
Now, but for those of us who are a little bit more practically minded,
110
348000
4000
Nos, azokban közülünk akik kicsit gyakorlatiasabban gondolkodnak
06:04
two questions immediately arise from his observation.
111
352000
3000
azonnal két kérdés merül fel.
06:07
Number one: if there are more dimensions in space, where are they?
112
355000
4000
Egy: ha több térdimenzió létezik, akkor hol vannak ezek?
06:11
We don't seem to see them.
113
359000
2000
Nem látjuk őket.
06:13
And number two: does this theory really work in detail,
114
361000
4000
Kettő: részleteiben is működik-e ez az elmélet,
06:17
when you try to apply it to the world around us?
115
365000
3000
ha alkalmazzuk a körülöttünk lévő világra?
06:20
Now, the first question was answered in 1926
116
368000
4000
Nos, az első kérdés 1926-ban került megválaszolásra
06:24
by a fellow named Oskar Klein.
117
372000
2000
egy Oscar Klein nevű kolléga által.
06:26
He suggested that dimensions might come in two varieties --
118
374000
4000
Azt javasolta hogy a dimenzióknak két fajtája létezhet --
06:30
there might be big, easy-to-see dimensions,
119
378000
3000
létezhetnek nagy, könnyen érzekelhető dimenziók
06:33
but there might also be tiny, curled-up dimensions,
120
381000
3000
és parányi feltekeredett dimenziók,
06:36
curled up so small, even though they're all around us,
121
384000
3000
Annyira feltekeredett dimenziók, hogy hiába vesznek körül minket
06:39
that we don't see them.
122
387000
2000
nem vagyunk képesek érzékelni őket.
06:41
Let me show you that one visually.
123
389000
2000
Hadd szemléltessem.
06:43
So, imagine you're looking at something
124
391000
2000
Képzeljék el hogy megfigyelnek valamit,
06:45
like a cable supporting a traffic light.
125
393000
2000
olyasmit mint egy kábelt mely egy közlekedési lámpát tart.
06:47
It's in Manhattan. You're in Central Park -- it's kind of irrelevant --
126
395000
3000
Manhattan-ben, a Central Park-ban vagyunk - ez most igazábol lényegtelen --
06:50
but the cable looks one-dimensional from a distant viewpoint,
127
398000
4000
és ez a kábel egydimenziósnak néz ki a távolból,
06:54
but you and I all know that it does have some thickness.
128
402000
3000
de mindannyian tisztában vagyunk vele hogy van némi vastagsága.
06:57
It's very hard to see it, though, from far away.
129
405000
2000
Bár nagyon nehezen kivehető messziről.
06:59
But if we zoom in and take the perspective of, say,
130
407000
2000
Ha azonban közelítünk hozzá és más szemszögből nézzük, mondjuk
07:01
a little ant walking around --
131
409000
2000
egy parányi rohangáló hangyáéból --
07:03
little ants are so small that they can access all of the dimensions --
132
411000
3000
a hangyák annyira kicsik hogy hozzáférnek az összes dimenzióhoz --
07:06
the long dimension,
133
414000
2000
a hosszúság dimenziójához,
07:08
but also this clockwise, counter-clockwise direction.
134
416000
3000
de az óra járásával megegyező és ellentétes irányú dimenzióihoz is.
07:11
And I hope you appreciate this.
135
419000
2000
Remélem értékelik ezt.
07:13
It took so long to get these ants to do this.
136
421000
2000
Nagyon sok időt vett igénybe rávenni erre a hangyákat.
07:15
(Laughter)
137
423000
1000
(Nevetés)
07:16
But this illustrates the fact that dimensions can be of two sorts:
138
424000
3000
Ez a példa azonban szemlélteti hogy két fajta dimenzió létezhet,
07:19
big and small. And the idea that maybe the big dimensions around us
139
427000
4000
nagy és parányi. Továbbá azt hogy a nagy dimenziók
07:23
are the ones that we can easily see,
140
431000
2000
lehetnek azok melyeket könnyen észlelhetünk,
07:25
but there might be additional dimensions curled up,
141
433000
3000
de létezhetnek további feltekeredett dimenziók,
07:28
sort of like the circular part of that cable,
142
436000
2000
hasonlóan a kábel körkörös részéhez,
07:30
so small that they have so far remained invisible.
143
438000
4000
melyek olyan parányiak hogy ezeddig láthatatlanok maradtak.
07:34
Let me show you what that would look like.
144
442000
2000
Hadd mutassam meg hogy hogyan is képzeljük ezt el.
07:36
So, if we take a look, say, at space itself --
145
444000
3000
Ha megvizsgáljuk magát a teret --
07:39
I can only show, of course, two dimensions on a screen.
146
447000
4000
Természetesen csak két dimenzióban mutathatom a képernyőn.
07:43
Some of you guys will fix that one day,
147
451000
2000
Valamelykőtök ezt is megoldja a jövőben,
07:45
but anything that's not flat on a screen is a new dimension,
148
453000
2000
de minden ami nem sík egy képernyőn az egy újabb dimenzió,
07:47
goes smaller, smaller, smaller,
149
455000
2000
kicsinyítünk, még jobban, még jobban,
07:49
and way down in the microscopic depths of space itself,
150
457000
4000
es megérkezünk az tér mikroszkópikus mélységeibe --
07:53
this is the idea,
151
461000
1000
az ötlet a következő:
07:54
you could have additional curled up dimensions --
152
462000
2000
létezhetnek parányi feltekeredett dimenziók.
07:56
here is a little shape of a circle -- so small that we don't see them.
153
464000
3000
Íme egy kis köralak -- annyira parányi hogy nem érzékeljük.
07:59
But if you were a little ultra microscopic ant walking around,
154
467000
4000
Ha azonban kis mirkroszkópikus hangyák lennénk
08:03
you could walk in the big dimensions that we all know about --
155
471000
2000
akkor mozoghatnánk az ismert nagy dimenziókban--
08:05
that's like the grid part --
156
473000
2000
melyet a négyzetrácsos terület jelképez,--
08:07
but you could also access the tiny curled-up dimension
157
475000
3000
de eppúgy haladhatnánk az apró, feltekeredett dimenzióban,
08:10
that's so small that we can't see it with the naked eye
158
478000
2000
ami annyira parányi hogy nem láthatjuk szabad szemmel,
08:12
or even with any of our most refined equipment.
159
480000
3000
és még legkifinomultabb műszereinkkel sem.
08:15
But deeply tucked into the fabric of space itself,
160
483000
3000
De mélyen beleágyazva az tér szövetébe
08:18
the idea is there could be more dimensions, as we see there.
161
486000
4000
több dimenzió is létezhet mint amit érzékelünk.
08:22
Now that's an explanation
162
490000
4000
Nos, ez egy magyarazat
08:26
about how the universe could have more dimensions than the ones that we see.
163
494000
4000
arra hogy hogyan létezhet több dimenzió - mint amiket érzékelünk - az Univerzumban.
08:30
But what about the second question that I asked:
164
498000
3000
Mi van a másik kérdéssel amit feltettem:
08:33
does the theory actually work
165
501000
2000
tényleg működik ez az elmélet
08:35
when you try to apply it to the real world?
166
503000
2000
ha megpróbáljuk alkalmazni a valós világra?
08:37
Well, it turns out that Einstein and Kaluza and many others
167
505000
3000
Nos, kiderült hogy mikor Einstein, Kaluza és sokan mások
08:40
worked on trying to refine this framework
168
508000
5000
azon dolgoztak hogy finomítsanak az alapötleten
08:45
and apply it to the physics of the universe
169
513000
3000
és az Univerzum fizikájára alkalmazzák
08:48
as was understood at the time, and, in detail, it didn't work.
170
516000
4000
- ahogyan azt akkoriban értelmezték -, részleteiben nem működött ez az elmélet.
08:52
In detail, for instance,
171
520000
1000
Részletesen, például
08:53
they couldn't get the mass of the electron
172
521000
2000
nem tudták az elektron tömegét
08:55
to work out correctly in this theory.
173
523000
2000
ezen elmélet alapján helyesen levezetni.
08:57
So many people worked on it, but by the '40s, certainly by the '50s,
174
525000
5000
Sokan dolgoztak rajta, de a negyvenes- és bizonyosan az ötvenes években
09:02
this strange but very compelling idea
175
530000
4000
ez a furcsa de lenyűgöző ötlet
09:06
of how to unify the laws of physics had gone away.
176
534000
3000
a természeti törvények egyesítéséről felejtésbe merült.
09:09
Until something wonderful happened in our age.
177
537000
4000
Amíg valami csodalatos dolog történt a mi korunkban.
09:13
In our era, a new approach to unify the laws of physics
178
541000
4000
Manapság az egyesített elmélet új megközelítését
09:17
is being pursued by physicists such as myself,
179
545000
2000
keresik a hozzám hasonló fizikusok,
09:19
many others around the world,
180
547000
2000
és sokan mások világszerte,
09:21
it's called superstring theory, as you were indicating.
181
549000
3000
Szuperhúrelméletnek hívják, mint ahogyan már sejthették.
09:24
And the wonderful thing is that superstring theory
182
552000
4000
A csodálatos dolog a szuperhúrelméletben az,
09:28
has nothing to do at first sight with this idea of extra dimensions,
183
556000
4000
hogy első látásra semmi köze további dimenziókhoz,
09:32
but when we study superstring theory,
184
560000
3000
de ha tanulmányozzuk a szuperhúrelméletet
09:35
we find that it resurrects the idea in a sparkling, new form.
185
563000
3000
rájövünk hogy felkarolja a több dimenzió ötletét egy új, üditő formában.
09:38
So, let me just tell you how that goes.
186
566000
2000
Hadd magyarázzam el hogyan is működik.
09:40
Superstring theory -- what is it?
187
568000
2000
Mi is az a szuperhúrelmélet?
09:42
Well, it's a theory that tries to answer the question:
188
570000
2000
Nos, ez egy elmélet mely választ keres a következő kérdésre:
09:44
what are the basic, fundamental, indivisible, uncuttable constituents
189
572000
5000
mik azok az alapvető, láthatatlan, oszthatatlan alkotóelemek,
09:49
making up everything in the world around us?
190
577000
4000
melyek felépítik a körulöttünk lévo világot?
09:53
The idea is like this.
191
581000
2000
Az ötlet a következő:
09:55
So, imagine we look at a familiar object, just a candle in a holder,
192
583000
5000
Képzeljük el hogy egy hétköznapi tárgyat szemlélünk, egy gyergyát a gyertyatartóban,
10:00
and imagine that we want to figure out what it is made of.
193
588000
3000
és meg szeretnénk tudni hogy miből áll.
10:03
So we go on a journey deep inside the object and examine the constituents.
194
591000
4000
Így hát útnak indulunk mélyen a tárgy belsejébe és megvizsgáljuk az összetevőit.
10:07
So deep inside -- we all know, you go sufficiently far down, you have atoms.
195
595000
4000
Annyira mélyre --mindannyian tudjuk hogy ha eléggé mélyre jutunk atomokkal találkozunk.
10:11
We also all know that atoms are not the end of the story.
196
599000
3000
Azt is tudjuk hogy az atomok nem az út végét jelentik.
10:14
They have little electrons that swarm around a central nucleus
197
602000
4000
Parányi elektronok raja veszi körül az atommagokat,
10:18
with neutrons and protons.
198
606000
1000
amik neutronokból es protonokbol állnak.
10:19
Even the neutrons and protons have smaller particles inside of them known as quarks.
199
607000
5000
Még a neutronok és protonok is kisebb részecskékből állnak össze, amiket kvarkoknak hívunk.
10:24
That is where conventional ideas stop.
200
612000
3000
Itt ér véget a hagyományos elmélet.
10:27
Here is the new idea of string theory.
201
615000
2000
Íme a húrelmélet új ötlete.
10:29
Deep inside any of these particles, there is something else.
202
617000
5000
Mindezen részecskék mélyén van valami más is.
10:34
This something else is this dancing filament of energy.
203
622000
3000
Ez a valami egy táncoló energiaszál.
10:37
It looks like a vibrating string --
204
625000
2000
Úgy néz ki mint egy vibráló húr --
10:39
that's where the idea, string theory comes from.
205
627000
2000
innen származik a húrelmélet elnevezés.
10:41
And just like the vibrating strings that you just saw in a cello
206
629000
3000
Hasonlóan egy cselló vibráló húrjaihoz,
10:44
can vibrate in different patterns,
207
632000
2000
amik különböző minta szerint képesek vibrálni,
10:46
these can also vibrate in different patterns.
208
634000
2000
a húrok is ugyanúgy képesek különböző minta szerint vibrálni.
10:48
They don't produce different musical notes.
209
636000
2000
Nem képeznek különböző hangjegyeket.
10:50
Rather, they produce the different particles making up the world around us.
210
638000
4000
Inkább különböző részecskéket hoznak létre, melyek a körülöttünk létező világ alapjai.
10:54
So if these ideas are correct,
211
642000
1000
Ha ezek az ötlek helyesek,
10:55
this is what the ultra-microscopic landscape of the universe looks like.
212
643000
5000
akkor mikroszkópikus szinten az Világegyetem így nézne ki.
11:00
It's built up of a huge number
213
648000
2000
Nagyszámú
11:02
of these little tiny filaments of vibrating energy,
214
650000
4000
parányi táncoló energiaszálból áll,
11:06
vibrating in different frequencies.
215
654000
2000
melyek különböző frekvenciákon rezegnek.
11:08
The different frequencies produce the different particles.
216
656000
3000
A különböző frekvenciák képezik a különböző részecskéket.
11:11
The different particles are responsible
217
659000
3000
Az így létrehozott részecskék felelősek
11:14
for all the richness in the world around us.
218
662000
3000
a körülöttünk létező világ gazdagságáért.
11:17
And there you see unification,
219
665000
2000
Ezt értjük egyesítés alatt,
11:19
because matter particles, electrons and quarks,
220
667000
3000
mert az anyagi részecskék, elektronok és kvarkok,
11:22
radiation particles, photons, gravitons, are all built up from one entity.
221
670000
6000
sugárrészecskék, fotonok, gravitonok és minden természeti erő ugyanazon alapegységből áll.
11:28
So matter and the forces of nature all are put together
222
676000
4000
Tehát az anyagi részecskék és a természeti erők mind
11:32
under the rubric of vibrating strings.
223
680000
2000
a vibráló húrok ötletének fedele alatt egyesülnek.
11:34
And that's what we mean by a unified theory.
224
682000
4000
Ezt értjük egyesített elmélet alatt.
11:38
Now here is the catch.
225
686000
2000
És itt van a kutya elásva:
11:40
When you study the mathematics of string theory,
226
688000
3000
Ha tanulmányozzuk a húrelmélet matematikáját
11:43
you find that it doesn't work
227
691000
2000
azt látjuk hogy nem működik
11:45
in a universe that just has three dimensions of space.
228
693000
3000
egy olyan Univerzumban melyben csak 3 térdimenzió létezik.
11:48
It doesn't work in a universe with four dimensions of space, nor five, nor six.
229
696000
4000
Nem működik négydimenziós, sem ötdimenziós, sem hatdimenziós Univerzumban.
11:52
Finally, you can study the equations, and show that it works
230
700000
4000
Ha tanulmányozzuk az egyenleteket, rájövünk
11:56
only in a universe that has 10 dimensions of space
231
704000
4000
hogy csak tíz térdimenziós,
12:00
and one dimension of time.
232
708000
2000
és egy idődimenziós világegyetemben működik.
12:02
It leads us right back to this idea of Kaluza and Klein --
233
710000
5000
Visszatérünk Kaluza és Klein ötletéhez--
12:07
that our world, when appropriately described,
234
715000
3000
a világ, megfelelő módon ábrázolva,
12:10
has more dimensions than the ones that we see.
235
718000
3000
több dimenzióval rendelkezik mint amennyit érzékelünk.
12:13
Now you might think about that and say, well,
236
721000
3000
Elgondolkodva ezen azt mondhatják: nos,
12:16
OK, you know, if you have extra dimensions, and they're really tightly curled up,
237
724000
3000
rendben, ha léteznek további dimenziók és tényleg parányiak és felcsavarodottak,
12:19
yeah, perhaps we won't see them, if they're small enough.
238
727000
4000
talán tényleg nem láthatjuk őket ha elég kicsik.
12:23
But if there's a little tiny civilization of green people walking around down there,
239
731000
3000
No de ha létezik egy pindurka zöld emberkékből álló civilizáció
12:26
and you make them small enough, and we won't see them either. That is true.
240
734000
5000
és lekicsinyítjük őket annyira hogy nem láthatjuk őket, az is ugyanúgy igaz lehet.
12:31
One of the other predictions of string theory --
241
739000
3000
Ez a húrelmélet másik előrejelzése--
12:34
no, that's not one of the other predictions of string theory.
242
742000
3000
nem, ez nem tartozik a húrelmélet előrejelzései közé.
12:37
(Laughter)
243
745000
1000
(Nevetés)
12:38
But it raises the question:
244
746000
2000
De felveti a kérdést:
12:40
are we just trying to hide away these extra dimensions,
245
748000
2000
csak megpróbáljuk elrejteni ezeket a további dimenziókat,
12:42
or do they tell us something about the world?
246
750000
3000
vagy levezethetünk belőlük valamit a valóságról.
12:45
In the remaining time, I'd like to tell you two features of them.
247
753000
4000
A hátralévő időt szeretnem arra felhasználni hogy bemutassam az extradimenzók két jellegzetességét.
12:49
First is, many of us believe that these extra dimensions
248
757000
4000
Az első, hogy sokan közülünk hisznek abban hogy ezek az extradimenziók
12:53
hold the answer to what perhaps is the deepest question
249
761000
4000
képesek megmagyarázni a talán legalapvetőbb kérdést
12:57
in theoretical physics, theoretical science.
250
765000
3000
amire azt elméleti fizika és a tudomány választ keresnek.
13:00
And that question is this: when we look around the world,
251
768000
4000
A kérdés a következő: ha megvizsgáljuk a körülöttünk létező világot,
13:04
as scientists have done for the last hundred years,
252
772000
2000
ahogy azt a tudósok tették az elmúlt néhány 100 évben,
13:06
there appear to be about 20 numbers that really describe our universe.
253
774000
4000
akkor feltűnik hogy létezik kb. 20 szám, melyek ténylegesen leírják az Univerzum tulajdonságait.
13:10
These are numbers like the mass of the particles,
254
778000
3000
Ezek a számok, mint például a részecskék tömege,
13:13
like electrons and quarks, the strength of gravity,
255
781000
2000
olyanoké mint az elektronok és quarkok, vagy a gravitáció erőssége,
13:15
the strength of the electromagnetic force --
256
783000
2000
az elektromágneses erő erőssége --
13:17
a list of about 20 numbers
257
785000
2000
kb. 20 olyan szám
13:19
that have been measured with incredible precision,
258
787000
3000
melyeket hihetetlen pontosságal határoztak meg,
13:22
but nobody has an explanation
259
790000
2000
de senki nem tudja megmagyarázni
13:24
for why the numbers have the particular values that they do.
260
792000
4000
hogy ezek a számok miért pontosan ezeket az értékeket veszik fel.
13:28
Now, does string theory offer an answer?
261
796000
3000
Nos, a húrelmélelet tartogat erre a kérdésre valamilyen magyarázatot?
13:31
Not yet.
262
799000
1000
Még nem.
13:32
But we believe the answer for why those numbers have the values they do
263
800000
4000
Azonban úgy gondoljuk hogy ezek a számok azért veszik fel a rájuk jellemző értékeket,
13:36
may rely on the form of the extra dimensions.
264
804000
3000
mert az extradimenziók alakja formálja őket.
13:39
And the wonderful thing is, if those numbers
265
807000
2000
A legcsodálatosabb az, hogy ha ezek a számok
13:41
had any other values than the known ones,
266
809000
3000
más értékeket vennének fel mint amiket valójában felvesznek,
13:44
the universe, as we know it, wouldn't exist.
267
812000
3000
az általunk ismert Univerzum nem létezhetne.
13:47
This is a deep question.
268
815000
1000
Ez egy alapvető kérdés.
13:48
Why are those numbers so finely tuned
269
816000
2000
Miért ennyire finomhangoltak ezek a számok,
13:50
to allow stars to shine and planets to form,
270
818000
2000
annak érdekeben hogy ragyoghassanak a csillagok és bolygók formálódhassanak?
13:52
when we recognize that if you fiddle with those numbers --
271
820000
3000
Ha belegondolunk hogy eljátszva ezekkel a számokkal --
13:55
if I had 20 dials up here
272
823000
2000
- mondjuk ha rendelkeznék 20 tárcsával
13:57
and I let you come up and fiddle with those numbers,
273
825000
2000
es hagynám hogy tetszés szerint babráljanak a számokkal,
13:59
almost any fiddling makes the universe disappear.
274
827000
4000
majdnem minden változtatás a Világegyetem eltünését okozná.
14:03
So can we explain those 20 numbers?
275
831000
3000
Szóval meg tudjuk magyarázni ezt a 20 számot?
14:06
And string theory suggests that those 20 numbers
276
834000
2000
A húrelmélet szerint ennek a 20 számnak
14:08
have to do with the extra dimensions.
277
836000
2000
köze van az extradimenziókhoz.
14:10
Let me show you how.
278
838000
2000
Nézzük meg hogyan!
14:12
So when we talk about the extra dimensions in string theory,
279
840000
4000
Ha extradimenzióról beszélünk a húrelmélet kapcsán,
14:16
it's not one extra dimension,
280
844000
2000
akkor nem csak egy dimenzióról van szó,
14:18
as in the older ideas of Kaluza and Klein.
281
846000
4000
mint Kaluza és Klein elmélete esetében.
14:22
This is what string theory says about the extra dimensions.
282
850000
3000
A húrelmélet szerint a további dimenziók eképp néznek ki:
14:25
They have a very rich, intertwined geometry.
283
853000
3000
Nagyon bonyolult és átszőtt alakjuk van.
14:28
This is an example of something known as a Calabi-Yau shape --
284
856000
4000
Íme egy példa valamire, amit mi Calabi-Yau formának nevezünk -
14:32
name isn't all that important.
285
860000
2000
Az elnevezés most nem lényeges.
14:34
But, as you can see,
286
862000
2000
Amint láthatják
14:36
the extra dimensions fold in on themselves
287
864000
3000
az extradimenziók önmagukba hajlanak
14:39
and intertwine in a very interesting shape, interesting structure.
288
867000
4000
és érdekes alakban, struktúrában szövik át egymást.
14:43
And the idea is that if this is what the extra dimensions look like,
289
871000
5000
A lényeg az hogy ha az extradimenziók így néznek ki,
14:48
then the microscopic landscape of our universe all around us
290
876000
4000
akkor a minket körülvevő Univerzum mikroszópikus szinten
14:52
would look like this on the tiniest of scales.
291
880000
2000
hasonlóképpen nézne ki.
14:54
When you swing your hand,
292
882000
1000
Ha meglendítjük a karunkat,
14:55
you'd be moving around these extra dimensions over and over again,
293
883000
3000
akkor ezen extradimenziók mentén mozog újra meg újra,
14:58
but they're so small that we wouldn't know it.
294
886000
2000
de ezek annyira parányiak hogy észre sem vesszük őket.
15:00
So what is the physical implication, though, relevant to those 20 numbers?
295
888000
3000
Mi lehet ennek a felismerésnek a fizikai kihatása a 20 számra?
15:03
Consider this. If you look at the instrument, a French horn,
296
891000
3000
Gondoljanak bele. Ha megnézik ezt a hangszert, egy kürtöt,
15:06
notice that the vibrations of the airstreams
297
894000
3000
akkor láthatják hogy a levegőáramlat rezgései
15:09
are affected by the shape of the instrument.
298
897000
2000
a hangszer alakjátol függenek.
15:11
Now in string theory,
299
899000
2000
A húrelmélet esetében pedig
15:13
all the numbers are reflections of the way strings can vibrate.
300
901000
3000
az összes szám a húrok vibrálásának tükröződése.
15:16
So just as those airstreams
301
904000
2000
Mint ahogyan a levegőáramlatokra
15:18
are affected by the twists and turns in the instrument,
302
906000
3000
hatással vannak a hangszer fordulatai és kanyarulatai,
15:21
strings themselves will be affected
303
909000
2000
ugyanúgy a húrokat
15:23
by the vibrational patterns in the geometry within which they are moving.
304
911000
4000
a vibráló geometriai minták befolyásolják, amelyekben mozognak.
15:27
So let me bring some strings into the story.
305
915000
2000
Hadd adjak hozzá a történethez néhany húrt.
15:29
And if you watch these little fellows vibrating around --
306
917000
3000
Ha megnézik hogy kis pajtásaink hogyan vibrálnak --
15:32
they'll be there in a second -- right there,
307
920000
2000
megjelennek mindjárt -- már ott is vannak,
15:34
notice that they way they vibrate is affected
308
922000
2000
figyeljék meg hogy a vibrálásukat befolyásolja
15:36
by the geometry of the extra dimensions.
309
924000
2000
az extradimenziók geometriája.
15:38
So, if we knew exactly what the extra dimensions look like --
310
926000
3000
Ha tehát pontosan tudnánk hogy hogyan néznek ki az extradimenziók --
15:41
we don't yet, but if we did --
311
929000
2000
még nem tudjuk, de ha tudnánk --
15:43
we should be able to calculate the allowed notes,
312
931000
3000
képesek lennénk kiszámolni a lehetséges hangjegyeket,
15:46
the allowed vibrational patterns.
313
934000
2000
a lehetséges rezgési mintákat.
15:48
And if we could calculate the allowed vibrational patterns,
314
936000
3000
Ha pedig ki tudnánk számolni a lehetséges rezgési mintákat,
15:51
we should be able to calculate those 20 numbers.
315
939000
3000
akkor képesnek kell lennünk arra, hogy kiszámoljuk a 20 számot.
15:54
And if the answer that we get from our calculations
316
942000
4000
Ha pedig az eredmény amit kapunk
15:58
agrees with the values of those numbers
317
946000
2000
egybeesik azon számok értékeivel,
16:00
that have been determined
318
948000
2000
melyeket már meghatároztak
16:02
through detailed and precise experimentation,
319
950000
3000
részletes és pontos kísérletekkel,
16:05
this in many ways would be the first fundamental explanation
320
953000
5000
az sok szempontból az első és alapvető magyarázata lenne annak
16:10
for why the structure of the universe is the way it is.
321
958000
5000
hogy miért is olyan az Univerzum szerkezete, amilyen.
16:15
Now, the second issue that I want to finish up with is:
322
963000
3000
Nos, a második kérdés, mellyel be is fejezném, a következő:
16:18
how might we test for these extra dimensions more directly?
323
966000
5000
hogyan tudnánk közvetlenül bizonyítani ezen további dimenziók létezését?
16:23
Is this just an interesting mathematical structure
324
971000
3000
Több-e ez az elmélet mint egy érdekes matematikai építmény
16:26
that might be able to explain
325
974000
2000
mely képes lehet megmagyarázni
16:28
some previously unexplained features of the world,
326
976000
5000
a világ néhány előtte megmagyarázhatatlan tulajdonságát,
16:33
or can we actually test for these extra dimensions?
327
981000
3000
vagy ténylegesen be tudjuk bizonyítani az extradimenziók létezését?
16:36
And we think -- and this is, I think, very exciting --
328
984000
2000
Mi azt gondoljuk -- és úgy hiszem ez egy nagyon izgalmas dolog --
16:38
that in the next five years or so we may be able to test
329
986000
4000
hogy a következő kb. öt évben be tudjuk bizonyítani
16:42
for the existence of these extra dimensions.
330
990000
3000
ezeknek az extradimenzióknak a létezését.
16:45
Here's how it goes. In CERN, Geneva, Switzerland,
331
993000
4000
A következőképpen fogjuk bebizonyítani: a svájci Genfben található CERN kutatóintézetben
16:49
a machine is being built called the Large Hadron Collider.
332
997000
4000
egy Large Hadron Colider nevű szerkezetet építenek.
16:53
It's a machine that will send particles around a tunnel,
333
1001000
3000
Ebben a gépben részecskéket küldenek egy alagúton át
16:56
opposite directions, near the speed of light.
334
1004000
2000
egymással ellenkező irányban, megközelítőleg fénysebességgel.
16:58
Every so often those particles will be aimed at each other,
335
1006000
4000
Néha ezeket a részecskéket ütközőpályára állítják,
17:02
so there's a head-on collision.
336
1010000
2000
hogy aztán frontálisan ütköznek.
17:04
The hope is that if the collision has enough energy,
337
1012000
4000
Abban reménykedünk, hogy az ütközésnek elég energiája lesz ahoz,
17:08
it may eject some of the debris from the collision
338
1016000
3000
hogy az ütközés közben keletkezett törmelékből kilökődjön valamennyi
17:11
from our dimensions, forcing it to enter into the other dimensions.
339
1019000
5000
a mi dimenzióinkból, rákényszerülve hogy más dimenziókba távozzon.
17:16
How would we know it?
340
1024000
2000
Hogyan fogjuk ezt észlelni?
17:18
Well, we'll measure the amount of energy after the collision,
341
1026000
3000
Nos, megmérjük az ütközés utáni energiamennyiséget,
17:21
compare it to the amount of energy before,
342
1029000
2000
összehasonlítjuk az ütközés előttivel,
17:23
and if there's less energy after the collision than before,
343
1031000
4000
és ha kevesebb az energia mint az ütközés előtt,
17:27
this will be evidence that the energy has drifted away.
344
1035000
2000
ez azt bizonyítja hogy az energia távozott.
17:29
And if it drifts away in the right pattern that we can calculate,
345
1037000
3000
Ha pedig abban a megfelelő mintában távozik mint amit előtte már ki tudtunk számolni,
17:32
this will be evidence that the extra dimensions are there.
346
1040000
3000
akkor ez bizonyítani fogja hogy léteznek extradimenziók.
17:35
Let me show you that idea visually.
347
1043000
2000
Hadd mutassam meg hogyan néz ki.
17:37
So, imagine we have a certain kind of particle called a graviton --
348
1045000
3000
Képzeljenek el egy bizonyos részecskét melyet gravitonnak hívunk --
17:40
that's the kind of debris we expect to be ejected out,
349
1048000
4000
ilyen részecskére számítunk távozó törmelékként,
17:44
if the extra dimensions are real.
350
1052000
2000
ha az extradimenziók tényleg léteznek.
17:46
But here's how the experiment will go.
351
1054000
1000
Lássuk hogy néz ki a kísérlet.
17:47
You take these particles. You slam them together.
352
1055000
3000
Fogjuk ezeket a részecskéket és összeütköztetjük.
17:50
You slam them together, and if we are right,
353
1058000
2000
Összeütköztetjük, és ha igazunk van,
17:52
some of the energy of that collision
354
1060000
2000
az ütközés energiájának egy része
17:54
will go into debris that flies off into these extra dimensions.
355
1062000
4000
törmelék formájában jelenik meg, mely eltávozik az extra dimenziókba.
17:58
So this is the kind of experiment
356
1066000
2000
Ilyen típusú kísérletre
18:00
that we'll be looking at in the next five, seven to 10 years or so.
357
1068000
4000
várunk a következő 5-10 évben.
18:04
And if this experiment bears fruit,
358
1072000
3000
Ha pedig ez a kísérlet sikerül,
18:07
if we see that kind of particle ejected
359
1075000
3000
ha észleljük hogy ez a részecske kilökődik
18:10
by noticing that there's less energy in our dimensions
360
1078000
3000
érzékelve hogy kevesebb energia van a mi dimenziónkban
18:13
than when we began,
361
1081000
2000
mint amikor elkezdtük a kísérlelet,
18:15
this will show that the extra dimensions are real.
362
1083000
3000
akkor az bizonyítani fogja hogy az extradimenziók valóban léteznek.
18:18
And to me this is a really remarkable story,
363
1086000
3000
Számomra ez egy igen figyelemreméltó történet,
18:21
and a remarkable opportunity. Going back to Newton with absolute space --
364
1089000
4000
és egy figyelemreméltó lehetőség. Visszatekintve Newton abszolút terére --
18:25
didn't provide anything but an arena, a stage
365
1093000
2000
mely csak egy aréna, egy színpad,
18:27
in which the events of the universe take place.
366
1095000
2000
melyben az Univerzum eseményei zajlanak.
18:29
Einstein comes along and says,
367
1097000
2000
Aztán megjelenik Einstein és azt mondja
18:31
well, space and time can warp and curve -- that's what gravity is.
368
1099000
3000
hogy az űr vetemedik és görbül, és ez a gravitáció.
18:34
And now string theory comes along and says,
369
1102000
4000
Most pedig megjelenik a húrelmélet és azt állítja hogy képes
18:38
yes, gravity, quantum mechanics, electromagnetism,
370
1106000
3000
a gravitációt, a kvantummechanikát és az elektromágnesességet
18:41
all together in one package,
371
1109000
2000
egybegyúrni egy csomaggá,
18:43
but only if the universe has more dimensions than the ones that we see.
372
1111000
4000
de csak akkor ha az Univerzum több dimenzióval rendelkezik mint amennyit érzékelünk.
18:47
And this is an experiment that may test for them in our lifetime.
373
1115000
5000
Ez a kísérlet pedig bebizonyíthatja mindezt még a mi életünk folyamán.
18:52
Amazing possibility.
374
1120000
2000
Lenyűgöző lehetőség.
18:54
Thank you very much.
375
1122000
2000
Nagyon köszönöm a figyelmüket.
18:56
(Applause)
376
1124000
7000
(Taps)
ABOUT THE SPEAKER
Brian Greene - PhysicistBrian Greene is perhaps the best-known proponent of superstring theory, the idea that minuscule strands of energy vibrating in a higher dimensional space-time create every particle and force in the universe.
Why you should listen
Greene, a professor of physics and mathematics at Columbia University, has focused on unified theories for more than 25 years, and has written several best-selling and non-technical books on the subject including The Elegant Universe, a Pulitzer finalist, and The Fabric of the Cosmos — each of which has been adapted into a NOVA mini-series. His latest book, The Hidden Reality, explores the possibility that our universe is not the only universe.
Greene believes science must be brought to general audiences in new and compelling ways, such as his live stage odyssey, Icarus at the Edge of Time, with original orchestral score by Philip Glass, and the annual World Science Festival, which he co-founded in 2008 with journalist Tracy Day.
Brian Greene | Speaker | TED.com