Как явствует из Стандартной модели физики элементарных частиц, а именно из теории электрослабых взаимодействий и квантовой хромодинамики (КХД), квантовая теория поля, насколько мы можем судить, теоретически описывает все наблюдаемые в природе силы. Стандартная модель крайне успешна и очень хорошо проверена. Сотни экспериментов, проведенных в основном на ускорителях, позволили проникнуть в структуру материи на расстояния до 10>-18 сантиметра. И во всех этих экспериментах теория — Стандартная модель — работает очень хорошо. Точность ее экспериментальной проверки необычайно высока. В случае квантовой электродинамики (КЭД) мы иногда можем проверить теоретические предсказания с точностью до единицы на 10>10 — поразительное достижение и с точки зрения эксперимента, и с точки зрения теории. В случае объединенной теории электрослабых взаимодействий точность экспериментальных проверок теории иногда приближается к единице на 100 000. И даже в случае сильных взаимодействий мы сегодня имеем точность экспериментальной проверки предсказаний КХД с погрешностью менее одного процента, приближающуюся в некоторых экспериментах к одной тысячной. Таким образом, Стандартная модель необычайно успешна. Более того, не предвидится никаких оснований полагать, что эта модель не работает вплоть до масштабов, соизмеримых с длиной Планка (где начинают проявляться квантовые эффекты гравитации), которая составляет порядка 10>-33 сантиметра.
Завершение теоретической разработки Стандартной модели — одно из величайших естественнонаучных достижений ХХ века. Мы развили всеобъемлющую теорию всех негравитационных сил, действующих в природе, работающую в интервале расстояний, начиная с длины Планка и заканчивая размерами Вселенной, то есть различающихся на 60 порядков! Казалось бы, все идет замечательно...
Вопросы
Однако модель оставляет открытой значительную часть вопросов, многие из которых, хотя и вытекают из нее самой, не могут, по нашему мнению, быть разрешены в рамках квантовой теории поля. Например, все силы, управляющие физикой элементарных частиц, описываются в рамках так называемой теории полей Янга-Миллса. А чем теория Янга-Миллса заслужила столь особое положение? В рамках квантовой теории поля можно представить себе и множество других видов силовых взаимодействий. Почему они не проявляются? Затем, в Стандартной модели мы не можем просто взять и рассчитать напряженность полей и заряды всех сил. Например, так называемая постоянная тонкой структуры вычисляется исключительно путем измерений. Мы понятия не имеем, почему она равна приблизительно 1/137.
