[논문 리뷰] Complex-Dynamical Solution to the Many-Body Interaction Problem and Its Applications in Fundamental Physics

Andrei P. Kirilyuk|arXiv (Cornell University)|2012. 04. 16.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 39인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 임의의 상호작용을 가진 고전적 다체 문제에 대한 비퍼터바티브, 복잡한 역동적 해법을 제안하며, 추가적인 장이나 차원을 도입하지 않고도 내재된 다가값성(dynamic multivaluedness)이 천체역학, 양자역학, 상대성 이론 및 입자 성질을 자연스럽게 유도함을 보여준다. 핵심 기여는 역동적 복잡성과 분수성(fractality)에 뿌리를 두고 있는 통합적이고 인과적으로 완전한 기본 물리학의 기초를 제공하는 것이다.

ABSTRACT

We review the recently proposed unreduced, complex-dynamical solution to the many-body problem with arbitrary interaction and its application to the unified solution of fundamental problems, including dynamic foundations of causally complete quantum mechanics, relativity, particle properties and cosmology. We first analyse the universal properties of this many-body problem solution without any perturbative reduction and show that the emerging new quality of fundamental dynamic multivaluedness (or redundance) of the resulting system configuration leads to the natural and universal concept of dynamic complexity, chaoticity and fractality of any real system behaviour. We then consider unified features of this complex dynamics. Applications of that universal description to systems at various complexity levels have been performed and in this paper we review those at the lowest, fundamental complexity levels leading to causal understanding of the unified origin of quantum mechanics, relativity (special and general), elementary particles, their intrinsic properties and interactions. One reveals, in particular, the complex-dynamic origin of inertial and gravitational (relativistic) mass without introduction of any additional particle species, fields or dimensions. Other practically important consequences and problem solutions in fundamental physics and cosmology are summarised, confirming the efficiency of that unified picture.

연구 동기 및 목표

• 임의의 상호작용을 가진 고전적 다체 문제에 대한 비퍼터바티브, 축소되지 않은 해법을 개발하는 것.
• 추가적인 장, 입자, 또는 고차원을 도입하지 않고도 양자역학, 상대성 이론 및 기본 입자 성질의 역동적 기원을 확립하는 것.
• 역동적 다가값성과 복잡성에 기반한 단일 프레임워크 안에서 기본 물리 현상을 통합하는 것.
• 비국소성과 측정 문제와 같은 기초적 문제를 해결할 수 있는 인과적이고 결정론적인 양자역학의 기초를 제공하는 것.

제안 방법

• 해법은 표준 근사법을 피하는 비퍼터바티브, 축소되지 않은 다체 문제 처리를 사용한다.
• 시스템 구성의 보편적인 역동적 다가값성(또는 중복성)이 복잡성, 혼돈, 분수성을 유도하는 근본 원인임을 규명한다.
• 각 시스템 상태가 상호의존적인 궤적의 집합으로 표현되는 복잡한 역동적 기술을 사용하여 내재된 확률적 행동을 이끌어낸다.
• 핵심 방정식은 인과성과 결정론을 유지하면서 구성 공간의 진화를 다가값 역동적 사상으로 묘사한다.
• 질량 생성 메커니즘을 별도로 가정하지 않고도 관성 질량과 만유인력 질량을 시스템의 역동적 구조에서 기인한다.
• 이 형식은 동일한 기초 역동 원리에서 양자 행동, 특수상대성 이론, 일반상대성 이론, 그리고 입자 성질의 통합적 기원을 유도한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 임의의 상호작용을 가진 다체 문제를 퍼터바티브 감소나 근사 없이 해결할 수 있는가?
• RQ2 결정론적이고 인과적인 프레임워크 내에서 양자역학이 어떻게 발생하는가?
• RQ3 관성 질량과 만유인력 질량은 어떻게 시스템의 복잡한 역동적 구조에서 자연스럽게 유도되는가?
• RQ4 다가값성에 뿌리를 두고 있는 단일한 역동 원리로 양자역학과 상대성 이론을 통합할 수 있는가?
• RQ5 분수성과 혼돈은 물리 시스템의 기본 행동에서 어떤 역할을 하는가?

주요 결과

• 복잡한 역동적 해법은 다체 시스템에서의 역동적 다가값성이 자연스럽게 확률적 행동을 유도함을 드러내며, 양자역학의 인과적 기초를 제공한다.
• 관성 질량과 만유인력 질량은 추가적인 장이나 입자 종류를 요구하지 않고도 시스템의 역동적 구성의 내재된 성질로 나타난다.
• 이 프레임워크는 동일한 역동 원리에서 특수상대성 이론과 일반상대성 이론의 핵심 특징을 재현하며, 상대성 불변성과 곡률 효과를 포함한다.
• 기본 입자와 그 내재된 성질(스핀, 전하 등)은 복잡한 역동 시스템 내에서 안정적이고 자가조직화된 구성으로 나타난다.
• 이 이론은 동일한 역동적 복잡성 원리로 관측된 우주의 구조와 진화를 설명한다.
• 이 접근법은 기초 물리학을 통합적이고 결정론적이며 인과적으로 완전한 기술로 제공하며, 오랫동안 남아있던 기초적 문제를 해결한다.