Дэвид Финкельштейн: Жизнь и научное наследие

Введение

Дэвид Риц Финкельштейн (19 июля 1929 – 24 января 2016) – американский физик, профессор-эмерит физики в Технологическом институте Джорджии.

Биография

Родился в Нью-Йорке, Финкельштейн получил степень доктора философии по физике в Массачусетском технологическом институте в 1953 году и преподавал в Стивенсском технологическом институте до 1960 года, одновременно являясь стипендиатом Фонда Форда в Европейской организации ядерных исследований с 1959 по 1960 год. С 1964 по 1976 год он был профессором физики в Университете Йешива. В 1980 году он стал членом преподавательского состава Технологического института Джорджии. Дэвид Финкельштейн первым, в 1958 году, отождествил решение Шварцшильда уравнений поля Эйнштейна с областью в пространстве, из которой ничто не может вырваться. В 1959 году Финкельштейн и Чарльз В. Мизнер обнаружили гравитационный изгиб — топологический дефект в гравитационной метрике, квантовая теория которого могла бы проявлять спин 1/2. Наиболее простой изгиб демонстрировал легко понимаемый горизонт событий, что позволило ему распознать горизонт событий в метрике Шварцшильда и устранить её координатную сингулярность. По сути, Финкельштейн установил, что всё, что пересекает радиус Шварцшильда и попадает в чёрную дыру, не может из неё выбраться; мембрана является однонаправленной. Эта важная работа повлияла на решение Роджера Пенроуза и Джона Арчибальда Уилера принять физическое существование горизонтов событий и чёрных дыр. Большая часть работы Финкельштейна посвящена квантовой теории структуры пространства-времени. Он вскоре принял вывод Джона фон Неймана о том, что аномалии квантово-механических измерений являются аномалиями логики квантово-механических систем. Поэтому он разработал квантовые аналоги теории множеств, стандартного языка для классических пространственно-временных структур, и предположил, что пространство-время представляет собой квантовый набор квантов пространства-времени, названных «хрононами», — форму квантового компьютера со спинами в качестве квантовых битов, как квантовую версию клеточного автомата фон Неймана. Его ранние квантовые пространства-времена оказались нефизичными, поэтому позже он изучал хрононы с регуляризованной формой статистики Бозе — Эйнштейна благодаря Чавдару Д. Палеву. Он исследовал шаровую молнию совместно с Хулио Рубинштейном и Джеймсом Р. Пауэллом. Они пришли к выводу, что шаровая молния, скорее всего, является блуждающим огнём Святого Эльмо — низкотемпературным солитоном в потоке атмосферного электрического тока. Он также предложил глубокую интерпретацию гравюры Альбрехта Дюрера «Меланхолия I». Финкельштейн умер от идиопатического фиброза легких в Атланте 24 января 2016 года в возрасте 86 лет.

Born in New York City, Finkelstein obtained his Ph. D. in physics at the Massachusetts Institute of Technology in 1953 and taught at Stevens Institute of Technology through 1960, while he also held a Ford Foundation Fellowship at the European Organization for Nuclear Research from 1959 to 1960. From 1964 to 1976, he was professor of physics at Yeshiva University. He became a member of the faculty at Georgia Tech in 1980. David Finkelstein was the first, in 1958, who identified Schwarzschild's solution of the Einstein field equations as corresponding to a region in space from which nothing escapes. In 1959, Finkelstein and Charles W. Misner found the gravitational kink, a topological defect in the gravitational metric, whose quantum theory could exhibit spin 1/2. The simplest kink exhibited an easily understood event horizon that led him to recognize the one in the Schwarzschild metric and eliminate its coordinate singularity. In essence, Finkelstein determined that whatever falls past the Schwarzschild radius into a black hole cannot escape it; the membrane is one directional. This important work influenced the decisions of Roger Penrose and John Archibald Wheeler to accept the physical existence of event horizons and black holes. Most of Finkelstein's work is directed toward a quantum theory of space time structure. He early on accepted the conclusion of John von Neumann that anomalies of quantum mechanical measurement are anomalies of the logic of quantum mechanical systems. Therefore, he formed quantum analogues of set theory, the standard language for classical space time structures, and proposed that space time is a quantum set of space time quanta dubbed "chronons", a form of quantum computer with spins for quantum bits, as a quantum version of the cellular automaton of von Neumann. His early quantum space times proving unphysical, he later studied chronons with a regularized form of Bose–Einstein statistics due to Tchavdar D. Palev. He investigated ball lightning with Julio Rubinstein and James R. Powell. They concluded that ball lightning is most likely a wandering St. Elmo's fire, a low temperature soliton in the atmospheric electric current flow. He also put forward an in depth interpretation of the engraving Melencolia I of Albrecht Dürer. Finkelstein died from idiopathic pulmonary fibrosis in Atlanta on January 24, 2016, aged 86.

Универсальная теория относительности

Под влиянием его обсуждений буддийской философии в диалогах «Ум и жизнь» Финкельштейн разработал философскую теорию «универсальной относительности», которая, по его мнению, могла бы способствовать развитию физики. По словам Финкельштейна:
Буддийский принцип, утверждающий, что всё пусто, некоторыми понимается как принцип относительности всего сущего (Турман, 1993). Этот принцип универсальной относительности более всеобъемлющ, хотя и менее структурирован, чем принцип общей относительности Эйнштейна, который всё ещё признаёт существование множества абсолютов. Основные изменения в физике в этом столетии были расширениями теории относительности на том или ином уровне, и я полагаю, что назрело дальнейшее расширение, на ещё более глубоком уровне, чем предыдущие. Философские изыскания уже не раз способствовали подобным расширениям и могут сделать это снова. Философское обоснование универсальной относительности может послужить полезным ориентиром для будущей физики.