Home arrow บทความวิทยาศาสตร์ arrow ไขปริศนา E8 โครงสร้าง 248 มิติปูพื้นสู่ “ทฤษฎีสรรพสิ่ง”
  
เมนูอื่นๆ
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม
ไขปริศนา E8 โครงสร้าง 248 มิติปูพื้นสู่ “ทฤษฎีสรรพสิ่ง” PDF พิมพ์

โดย ASTVผู้จัดการออนไลน์

การ์เรต ลีซี และ ทฤษฎีสรรพสิ่งของจักรวาล

http://www.ted.com/talks/lang/th/garrett_lisi_on_
his_theory_of_everything.html

แผนที่โครงสร้างที่ใกล้เคียงกับ E8 แต่เล็กกว่ามาก หากจะแสดงแผนที่ E8 จริงต้องใช้กระดาษขนาด 9x12 นิ้ว จำนวน 800 หน้าจึงจะแสดงแผนที่ทั้งหมดของ E8 ได้

บีบีซีนิวส์/เอ็มไอที/เรดออร์บิทนิวส์ – 18 นักคณิตศาสตร์ระดมสมอง 4 ปีทำแผนที่ E8 โครงสร้าง 248 มิติ อันเป็นแนวทางอธิบายโครงสร้างสมมาตร 3 มิติ ใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ประมวลผลให้ข้อมูลมากกว่าจีโนมมนุษย์ 60 เท่า หากเขียนผลลัพธ์ลงกระดาษต้องใช้พื้นที่เท่าเกาะแมนฮัตตัน นักฟิสิกส์เชื่อจะเป็นหนทางสู่ “ทฤษฎีสรรพสิ่ง” ที่จะรวมแรงโน้มถ่วงเข้าแรงพื้นฐาน

ภาพกราฟิกจากสถาบันคณิตศาสตร์อเมริกัน (American institute of Mathematics) แสดงแผนที่ E8 ซึ่งเป็น "ลี กรุป" (Lie Group) ที่มี 248 มิติ


ทีมนักคณิตศาสตร์นานาชาติ 18 คนได้ใช้เวลาร่วม 4 ปีเพื่อทำแผนที่โครงสร้าง 248 มิติ (248-dimensional structure) ที่เรียกว่า E8 ซึ่งเป็นหนึ่งในโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ที่ใหญ่ที่สุดและซับซ้อนที่สุด ซึ่งหากเขียนผลออกมาบนกระดาษจะกินพื้นที่ขนาดเกาะแมนฮัตตันของสหรัฐอเมริกา หรือหากนำไปบรรจุลงคอมพิวเตอร์จะกินข้อมูลถึง 60 กิกะไบต์ และหากแปลงเป็นไฟล์เพลงแบบเอ็มพี 3 จะต้องฟังกันต่อเนื่องถึง 45 วันถึงจะจบ

โซฟัส ลี นักคณฺตศาสตร์ชาวนอร์เวย์ผู้ให้กำเนิด "ลี กรุป" ศาสตร์ที่อธิบายเรื่องความสมมาตร



ทั้งนี้ E8 คือส่วนหนึ่งของ “ลี กรุป” (Lie group) ซึ่งเป็นแนวทางในการอธิบายความสมมาตรของวัตถุ คิดค้นโดยนักคณิตศาสตร์ชาวนอร์เวย์ โซฟัส ลี (Sophus Lie) ตั้งแต่ปี 1887 เพื่อจะศึกษาเรื่องกฎของความสมมาตร ซึ่งลี กรุปนั้นเป็นหัวใจของโครงสร้างสมมาตร 3 มิติทั้งหมด ตั้งแต่ทรงกลม ทรงกระบอก จนถึงรูปกรวยและพื้นที่สี่เหลี่ยม และนักวิจัยในปัจจุบันเชื่อว่าการค้นหาโครงสร้างของ E8 ครั้งนี้จะช่วยการศึกษาบางศาสตร์ของฟิสิกส์ที่ค้นคว้ามิติมากกว่า 4 มิติได้ เช่น ทฤษฎีสตริง (String Theory) เป็นต้น

งานวิจัยเกี่ยวกับเรื่องนี้มีความสำคัญเพราะอาจจะเป็นเรื่องที่นำไปสู่การค้นพบใหม่ๆ ทางคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์และศาสตร์ด้านอื่นๆ ได้ เหนือไปกว่านั้นการคำนวณระดับนี้ยังเป็นกุญแจที่นำไปสู่การแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ยังแก้ไม่ตกมายาวนานในศตวรรษที่ 21 นี้ได้

ภาพกลุ่มแกแลกซี่จากนาซาซึ่งอาจจะใช้แผนที่ E8 ของนักคณิตศาสตร์ทั้ง 18 คนไขปริศนาของจักรวาลได้



สิ่งที่ดึงดูดใจในการศึกษา E8 คือความซับซ้อนของสมมาตรเท่าที่จะมีได้ และนักคณิตศาสตร์สามารถที่จะแสดงตัวอย่างที่ยากกว่าตัวอย่างที่คุณเห็นอยู่ขณะนี้ได้ แต่สำหรับลี กรุปแล้ว E8 คือตัวอย่างที่ยากที่สุด” คำกล่าวขณะบรรยายเรื่องตารางคุณลักษณะ E8 ในหัวข้อ “จะเขียนเมตริกซ์ 453,060 x 453,060 อย่างไรแล้วพบสุข” ของ ศ.เดวิด โวแกน (Prof. David Vogan) จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเสตต์ (Massachusetts Institute of Technology: MIT) หรือเอ็มไอที ซึ่งเป็นหนึ่งคณะนักคณิตศาสตร์ที่ศึกษาเรื่องนี้

“E8 ปรากฏอยู่มากมายในบทคัดย่อทางคณิตศาสตร์ และมันก็เป็นเรื่องสนุกที่จะพยายามหาทางแปลความหมายจากงานของเราที่ปรากฏ ความเป็นหนึ่งเดียวของ E8 ช่วยให้เรามีความหวังว่าอาจจะมีกฎที่อธิบายทฤษฎีทางฟิสิกส์ได้เป็นอย่างดี” ศ.โวแกนกล่าว

แนวคิดในการวางแผนที่โครงสร้างของ E8 คือออกแบบและแปลผลการคำนวณซึ่งใช้การทำงานของทีมนักคณิตศาสตร์ 18 คนเป็นเวลา 4 ปี การคำนวณขั้นสุดท้ายใช้เวลามากกว่า 3 วันเพื่อประมวลผลด้วยเครื่องซูเปอร์คอมพิวเตอร์ “ซาจ” (Sage) ผลที่ได้ออกมาคือเมตริกซ์ของจำนวนที่เชื่อมโยงกัน ซึ่งเป็นคำอธิบายโครงสร้างของ E8 ข้อมูลที่ได้ออกมานี้มีมากกว่าข้อมูลจากการทำแผนที่พันธุกรรมมนุษย์ (Human Genome Project)ถึง 60 เท่า ทั้งนี้ 205,263,363,600 เมตริกซ์ที่ป้อนให้ซูเปอร์คำนวณมีความซับซ้อนมากกว่าจำนวนจริงทั่วๆ ไปชนิดไกลกันสุดกู่ และบางข้อมูลก็เป็นสมการเชิงซ้อน

ทางด้าน ศ.ปีเตอร์ ซาร์แนก (Prof.Peter Sarnak) จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน (Princeton University) สหรัฐฯ แม้ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของงานวิจัยนี้ แต่ก็แสดงความเห็นว่า E8 คือความก้าวหน้าทางคณิตศาสตร์ที่น่าตื่นเต้น เพราะผลลัพธ์ที่ได้จะช่วยสนับสนุนวิทยาศาสตร์สาขาอื่นๆ จำนวนมาก อาทิ พีชคณิต เรขาคณิต ทฤษฎีจำนวน ฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ เป็นต้น ซึ่งงานวิจัยนี้ไม่อาจประเมินค่าได้สำหรับนักคณิตศาสตร์และนักวิทยาสาสตร์ในอนาคต

“ขณะที่นักคณิตศาสตร์ได้รับรู้มานานแล้วเกี่ยวกับความสวยงามและความเป็นหนึ่งเดียวของ E8 เราเหล่านักฟิสิกส์เพิ่งได้เห็นในคุณค่าของในกฎที่มีความพิเศษนี้ได้ไม่นาน และในความพยายามของเราที่จะรวมแรงโน้มถ่วงเข้ากับแรงพื้นฐานอื่นๆ เป็นทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัม (Quantum gravity) ซึ่งตอนนี้เราก็เกือบจะเผชิญกับทางเลี้ยวนั้นทุกทีแล้ว” ความเห็นของ เฮอร์มันน์ นิโคไล (Hermann Nicolai) ผู้อำนวยการสถาบันแมกซ์ พลังก์สำหรับฟิสิกส์ความโน้มถ่วง (Max Planck Institute for Gravitational Physics) หรือสถาบันอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein Institute) ในเยอรมนี

แม้ว่าการทำงานเกี่ยวกับ E8 อาจจะไม่ใช่ความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่สำหรับคณิตศาสตร์บริสุทธิ์ แต่งานนี้อาจจะช่วยนักฟิสิกส์ค้นคำตอบของทฤษฎีเอกภาพ (unified theory) (หรือทฤษฎีสรรพสิ่ง-theory of everything) ได้” นิโคไลกล่าว


Views: 2580

ความคิดเห็นแรก

Only registered users can write comments.
Please login or register.

Powered by AkoComment Tweaked Special Edition v.1.4.6
AkoComment © Copyright 2004 by Arthur Konze - www.mamboportal.com
All right reserved

< ก่อนหน้า   ถัดไป >
ขณะนี้มี 37 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 10157790  คน
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
ฟิสิกส์ 1 (ภาคกลศาสตร์)
ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)
ฟิสิกส์ 2
กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์
เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์ 2 (บรรยาย)
ฟิสิกส์พิศวง
สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์
วีดีโอการเรียนการสอน
แผ่นใสการเรียนการสอน
เอกสารการสอน PDF
หน้าแรกในอดีต

ทั่วไป
การทดลองเสมือน
บทความพิเศษ
ตารางธาตุ(ไทย1)
พจนานุกรมฟิสิกส์
ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์
ธรรมชาติมหัศจรรย์
สูตรพื้นฐานฟิสิกส์
การทดลองมหัศจรรย์
กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์

บททดสอบ
แบบฝึกหัดกลาง
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
แบบทดสอบ
ความรู้รอบตัวทั่วไป
อะไรเอ่ย ?
ทดสอบ(เกมเศรษฐี)
คดีปริศนา
ข้อสอบเอนทรานซ์
เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
แบบฝึกหัดออนไลน์

สรรหามาฝาก
คำศัพท์ประจำสัปดาห์
ความรู้รอบตัว
การประดิษฐ์แของโลก
ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ
นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง
สุดยอดสิ่งประดิษฐ์
การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

การเรียนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
การวัด
เวกเตอร์
การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ
การเคลื่อนที่บนระนาบ
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
การประยุกต์กฎของนิวตัน
งานและพลังงาน
การดลและโมเมนตัม
การหมุน
สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
การเคลื่อนที่แบบคาบ
ความยืดหยุ่น
กลศาสตร์ของไหล
กลไกการถ่ายโอนความร้อน
เทอร์โมไดนามิก
คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
คลื่น
การสั่น และคลื่นเสียง
ไฟฟ้าสถิต
สนามไฟฟ้า
ความกว้างของสายฟ้า
ตัวเก็บประจุ
ศักย์ไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า
สนามแม่เหล็ก
การเหนี่ยวนำ
ไฟฟ้ากระแสสลับ
ทรานซิสเตอร์
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงและการมองเห็น
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
กลศาสตร์ควอนตัม
โครงสร้างของอะตอม
นิวเคลียร์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!