Отрывок из книги Сабины Хоссенфельдер о том, как красота направляет исследования

N+1Культура

«Уродливая Вселенная: как поиски красоты заводят физиков в тупик»

Громких открытий в физике не было уже несколько десятилетий. Максимум — экспериментальные подтверждения того, что давно предсказала теория, вроде бозона Хиггса. Значит ли это, что фундаментальная физика переживает упадок? В книге «Уродливая Вселенная: как поиски красоты заводят физиков в тупик» (издательство «Бомбора»), переведенной на русский язык Аленой Якименко, научный сотрудник Франкфуртского института передовых исследований Сабина Хоссенфельдер рассказывает, как увлечение физиков математической красотой направляет современные научные исследования, и что с этим не так. N + 1 предлагает своим читателям ознакомиться с отрывком, который посвящен фундаментальным симметриям природы и теории Великого объединения.

Сходящиеся линии

 

В последний раз теория всего была у человечества 2500 лет назад. Греческий философ Эмпедокл предположил, что мир соткан из четырех элементов: земли, воды, воздуха и огня. Аристотель позже добавил пятый, божественный элемент — эфир. Никогда больше объяснение всего не было таким простым.

В философии Аристотеля каждый элемент характеризуется двумя свойствами: огонь сухой и теплый, вода влажная и холодная, земля сухая и холодная, а воздух влажный и теплый. Изменения происходят, поскольку (1) элементы стремятся к своим «естественным местам» — воздух поднимается вверх, камни падают вниз и так далее — и (2) могут менять на противоположное по одному своему свойству зараз, если тому нет препятствий: так, например, сухой и теплый огонь может превратиться в сухую и холодную землю, а влажная и холодная вода — во влажный и теплый воздух.

Утверждение, что камни падают вниз, ибо такова их естественная склонность, не очень-то много объясняет, но то была, несомненно, простая теория, которую можно было проиллюстрировать удовлетворительно симметричной диаграммой (рис. 11).

Впрочем, даже в IV веке до нашей эры стало очевидно, что теория слишком уж проста. Алхимики начали выделять все новые и новые вещества, и теория со всего лишь четырьмя элементами не могла объяснить такого разнообразия. Однако только в XVIII веке химики поняли, что все вещества — комбинации относительно небольшого числа «элементов» (в то время думали, что их меньше сотни), которые дальше уже разложить нельзя. Наступила эра редукционизма.

А тем временем Ньютон понял, что падение камней и движение планет роднит общая причина: тяготение. Джоуль показал, что теплота — это вид энергии, как обнаружилось позднее — происходящий из движения крохотных частиц под названием «атомы». Для каждого химического элемента характерен свой тип атома. Максвелл объединил электричество и магнетизм в электромагнетизм. И всякий раз, когда прежде разрозненные эффекты получали объяснение в рамках общей теории, новые открытия и применения не заставляли себя долго ждать: приливы вызываются Луной, энергию можно использовать для охлаждения, колебательные контуры служат источниками электромагнитного излучения.

В конце XIX века физики заметили, что атомы способны испускать и поглощать только свет с определенными длинами волн, но объяснения наблюдавшимся регулярностям ученые дать не могли. Чтобы с этим разобраться, они разработали квантовую механику, которая объяснила не только атомные спектры, но и большинство свойств химических элементов. К 1930-м годам физики выяснили, что все атомы имеют ядро, состоящее из меньших частиц — нейтронов и протонов — и окруженное электронами. На стезе редукционизма это стало еще одной вехой.

Следующим шагом в истории объединения Эйнштейн примирил пространство и время и получил специальную теорию относительности, после чего свел воедино гравитацию и специальную теорию относительности, создав общую теорию относительности. В итоге возникла необходимость избавиться от противоречий между квантовой механикой и специальной теорией относительности, что привело к благополучному рождению квантовой электродинамики.

Полагаю, примерно на этом этапе наши теории были самыми простыми. Но уже тогда физики знали о радиоактивном распаде — явлении, которое даже квантовая электродинамика объяснить не могла. Ответственность за распады возложили на новое, слабое взаимодействие, добавив его в теорию. Затем коллайдеры достигли энергий, достаточно высоких для того, чтобы нащупать сильное ядерное взаимодействие, — и на физиков обрушился «зоопарк» элементарных частиц (см. вторую главу). Это временное приращение сложности быстро пресекли теория сильного ядерного взаимодействия и объединение электромагнитного и слабого взаимодействий в единое электрослабое, поскольку выяснилось, что большинство из той лавины частиц составные — собраны из всего лишь двадцати четырех частиц, которые уже нельзя разложить на части.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Темная сторона жены. Тест «Насколько хорошо ваша пара знает друг друга» Темная сторона жены. Тест «Насколько хорошо ваша пара знает друг друга»

Что ты знаешь о своей девушке? А что твоя девушка знает о тебе?

Maxim
Новое исследование объяснило, почему потребители считают красивую еду более полезной Новое исследование объяснило, почему потребители считают красивую еду более полезной

Эстетически привлекательную пищу мы считаем более здоровой

Inc.
Начальные навыки пассивно-агрессивного общения в переписке Начальные навыки пассивно-агрессивного общения в переписке

Настало время использовать глубинные навыки в Интернет-общении

Maxim
Правила жизни Гаспара Ноэ Правила жизни Гаспара Ноэ

Правила жизни французского режиссера Гаспара Ноэ

Esquire
Правила жизни Скарлетт Йоханссон Правила жизни Скарлетт Йоханссон

Правила жизни американской актрисы

Esquire
Юля говорит: Юлия Ахмедова Юля говорит: Юлия Ахмедова

Чудо-женщина российского стендапа Юлия Ахмедова шутит о самых серьезных вещах

Glamour
Максим Федоров: искусственный интеллект в десяти вопросах и ответах Максим Федоров: искусственный интеллект в десяти вопросах и ответах

Профессор Сколтеха — об искусственном интеллекте и реальности сюжетов фантастики

РБК
Если хочешь быть здоров Если хочешь быть здоров

Полезные подсказки: обустраиваем спортивный уголок для всей семьи в квартире

Лиза
Найдена странная галактика, продолжающая порождать звезды вопреки чудовищной черной дыре в центре Найдена странная галактика, продолжающая порождать звезды вопреки чудовищной черной дыре в центре

Эта галактика сумела продолжить образование новых звезд

Популярная механика
Индейцы пожевали галлюциногенного дурмана и нарисовали его цветок в пещере Индейцы пожевали галлюциногенного дурмана и нарисовали его цветок в пещере

Ученые выяснили, что спиральный узор на потолке пещеры — изображение дурмана

N+1
Как избавиться от зависти: 8 шагов к тому, чтобы перестать сравнивать себя с другими Как избавиться от зависти: 8 шагов к тому, чтобы перестать сравнивать себя с другими

Избавься от чувства постоянного неудовлетворения и начни жить своей жизнью

Playboy
Брак на всю жизнь: как живет вдова Олега Янковского Брак на всю жизнь: как живет вдова Олега Янковского

Олег Янковский прожил с одной женщиной — Людмилой Зориной — долгие 47 лет

Cosmopolitan
Как защитить телефон от кражи данных Как защитить телефон от кражи данных

Как пользователям смартфонов защититься от взломов

СНОБ
Подземный мамонт и еще 7 загадочных существ, в которых верят криптозоологи Подземный мамонт и еще 7 загадочных существ, в которых верят криптозоологи

Есть такая почти наука — криптозоология

Maxim
Систему предсказания цвета глаз и волос по ДНК уточнили Систему предсказания цвета глаз и волос по ДНК уточнили

Генетики создали панель SNP маркеров для помощи криминалистам и палеогенетикам

Наука и жизнь
5 неочевидных книг Стивена Кинга, которые вам стоит прочесть 5 неочевидных книг Стивена Кинга, которые вам стоит прочесть

Наслаждайтесь удивительным миром Стивена Кинга!

Популярная механика
Предков индейцев пуэбло уличили в топлении льда для выживания во время засух Предков индейцев пуэбло уличили в топлении льда для выживания во время засух

Необычный источник воды помог коренным американцам выжить в засушливом климате

N+1
Человечество Человечество

Обнадеживающая история

kiozk originals
Ради любви или пиара? Звезды, приходившие на «Давай поженимся!» – зачем им это Ради любви или пиара? Звезды, приходившие на «Давай поженимся!» – зачем им это

Кто из знаменитостей искал любовь на шоу «Давай поженимся!» и кто ее нашел?

Cosmopolitan
Елки-палки: как стартап по высадке леса Maraquia получил похвалу Путина, потерял инвесторов и теперь судится с основателем Елки-палки: как стартап по высадке леса Maraquia получил похвалу Путина, потерял инвесторов и теперь судится с основателем

Что скрывается за красивым фасадом стартапа Maraquia («Маракуйя»)

Forbes
Бумажные полотенца и средство для мытья посуды помогли удалить токсичные химикаты с кожи Бумажные полотенца и средство для мытья посуды помогли удалить токсичные химикаты с кожи

Как эффективно удалить токсичные загрязнения с кожи

N+1
«Менеджер должен признавать ошибки и не быть слишком заносчивым»: карьерные советы вице-президента Porsche «Менеджер должен признавать ошибки и не быть слишком заносчивым»: карьерные советы вице-президента Porsche

Какие качества нужны для построения успешной карьеры в автомобильной компании

Forbes
Если бюджет ограничен: на какую одежду стоит тратить деньги, а на какую нет Если бюджет ограничен: на какую одежду стоит тратить деньги, а на какую нет

Как составить модную смету и понять, можешь ли ты позволить себе шопинг мечты

Cosmopolitan
«Если мы не победим, этой стране конец»: главное из новых мемуаров Барака Обамы «Если мы не победим, этой стране конец»: главное из новых мемуаров Барака Обамы

Барак Обама про Путина, республиканцев, Байдена и будущее

Forbes
10 необычайных фактов про отца-супергероя Стэна Ли 10 необычайных фактов про отца-супергероя Стэна Ли

10 фактов о великом авторе комиксов Стэне Ли

Maxim
Годовщина «русского бунта» в нашей сборной по футболу Годовщина «русского бунта» в нашей сборной по футболу

Один из самых важных и роковых документов в истории российского футбола

Maxim
Монстры в небе: 8 самых больших самолетов в мире Монстры в небе: 8 самых больших самолетов в мире

Двухэтажные тяжеловесы с размахом крыльев длиннее футбольного поля

Популярная механика
Как записать видео с экрана смартфона: Android и iOS Как записать видео с экрана смартфона: Android и iOS

Хотите записать прохождение мобильной игры или вебинар на экране телефона?

CHIP
Зоя Буряк: «Я влюбчивая, да!» Зоя Буряк: «Я влюбчивая, да!»

На площадке актеры на особом положении

Караван историй
Ода мозжечку Ода мозжечку

Мозжечок — координатор движений и «графический процессор» в теле человека

Популярная механика
Открыть в приложении