Единая теория поля, ЕТП (англ. unified field theory, UFT)[a] — вид теории поля, позволяющий записать все, что обычно считается фундаментальными силами и элементарными частицами, в терминах физического и виртуального полей. Согласно современным представлениям, силы передаются не напрямую между взаимодействующими объектами, а посредством промежуточных объектов, называемых полями.
ЕТП ставит своей задачей единое описание всех известных физических феноменов на основе единого первичного поля. Исторически существовали как классические ЕТП, так и квантовые, одним из современных примеров последних является теория струн[1].
С точки зрения классической теории, двойственность полей объединяется в единое физическое поле[2]. Единая теория поля более века является актуальным направлением исследований. Термин был введен Альбертом Эйнштейном[3], который попытался объединить сформулированную им общую теорию относительности с электромагнетизмом[4]. Эйнштейн восстановил классический идеал мира Спинозы, поскольку он являлся основой его мировоззрения, в теории относительности и распространил принцип относительности, найденный в XVII веке, на новые явления, открытые в XIX веке. Эйнштейн исключил из картины мира абсолютные ускоренные движения, но пойти дальше ему не удалось[5].
Теории Великого объединения[6] тесно связаны с единой теорией поля, но отличаются тем, что не требуют, чтобы в основе природы были поля, и часто пытаются объяснить физические константы природы. Более ранние попытки, основанные на классической физике, описаны в статье о классических единых теориях поля. Понятие единой теории поля привело к значительному прогрессу в теоретической физике.
Все четыре известные фундаментальные силы передаются полями, которые в cтандартной модели физики элементарных частиц возникают в результате обмена калибровочными бозонами. В частности, объединению подлежат четыре фундаментальных взаимодействия:
Первая успешная классическая единая теория поля была разработана Джеймсом Клерком Максвеллом . В 1820 году Ганс Кристиан Эрстед обнаружил, что электрические токи действуют на магниты, а в 1831 году Майкл Фарадей заметил, что изменяющиеся во времени магнитные поля могут индуцировать электрические токи. До этого электричество и магнетизм считались явлениями, не связанными друг с другом. В 1864 году Максвелл опубликовал свою знаменитую работу по динамической теории электромагнитного поля. Это был первый пример теории, которая смогла охватить разные теории поля, а именно электричество и магнетизм, и объединить их в общую теорию электромагнетизма. К 1905 году Альберт Эйнштейн использовал постоянство скорости света в теории Максвелла, чтобы объединить представления о пространстве и времени в единое целое, которое мы теперь называем пространством-временем, а в 1915 году он же расширил эту специальную теорию относительности до описания гравитации, общей теории относительности.,