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

Ода мозжечку Ода мозжечку

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

Популярная механика
В онлайне с головой: как изоляция образования стала угрозой и возможностью одновременно В онлайне с головой: как изоляция образования стала угрозой и возможностью одновременно

Какие шансы и возможности открылись для студентов в эру онлайн-образования?

Forbes
Как одна исповедь изничтожила акциониста Павленского. И почему для гражданского общества это пшик Как одна исповедь изничтожила акциониста Павленского. И почему для гражданского общества это пшик

Бывшая жена Павленского выпустила книгу о своих отношениях с художником

СНОБ
Групповая терапия: 12 советов, как получить от нее максимальную пользу Групповая терапия: 12 советов, как получить от нее максимальную пользу

Извлечь максимум пользы из работы в группе и помочь своему ментальному здоровью

Psychologies
Как избавиться от изжоги? Как избавиться от изжоги?

Почему возникает изжога и чем она опасна?

Лиза
Кто убил Мэрилин Монро? НЛО, мафия и еще 5 неожиданных версий смерти актрисы Кто убил Мэрилин Монро? НЛО, мафия и еще 5 неожиданных версий смерти актрисы

Скрывается ли за смертью Мэрилин Монро какая-либо тайна?

Cosmopolitan
7 знаменитых мужчин, которые женились на своих секретаршах 7 знаменитых мужчин, которые женились на своих секретаршах

Почему мужчины, которые могут выбрать любую, выбирают ту, что поближе?

Maxim
Как исправить неудачный татуаж — рассказывает мастер перманентного макияжа Как исправить неудачный татуаж — рассказывает мастер перманентного макияжа

Неудачный перманент — это неприятно, но исправимо. Рассказываем, как

Cosmopolitan
Кислород и водород на Марсе предложили получать из рассола Кислород и водород на Марсе предложили получать из рассола

Кислород и водород на Марсе хотят получать из марсианских озер

N+1
Считавшегося вымершим мадагаскарского хамелеона переоткрыли спустя сто лет Считавшегося вымершим мадагаскарского хамелеона переоткрыли спустя сто лет

Ученые нашли около двадцати особей считавшихся вымершими хамелеонов в саду

N+1
Концентрация витамина D во время беременности повлияла на интеллект детей Концентрация витамина D во время беременности повлияла на интеллект детей

Увеличение концентрации витамина D на приводит к росту оценки интеллекта

N+1
Актер 2020 года: Юра Борисов Актер 2020 года: Юра Борисов

Победные дубли Юры Борисова открыли ему путь в лигу киночемпионов

GQ
Дежурный по стране. Памяти Михаила Жванецкого — великого советского сатирика Дежурный по стране. Памяти Михаила Жванецкого — великого советского сатирика

Михаил Жванецкий — великий комедийный артист

Esquire
Apple обвинили в слежке за пользователями. Разбираемся, как этого избежать Apple обвинили в слежке за пользователями. Разбираемся, как этого избежать

Facebook следит, Google следит, неужели Apple лучше их?

Maxim
Дорога к себе Дорога к себе

Почему нас – почти всех – так тянет путешествовать?

Psychologies
Лучший попутчик. Правила путешествия с собакой Лучший попутчик. Правила путешествия с собакой

Для собаки путешествие — это новый мир запахов, вкусов, встреч и просторов

4x4 Club
Старина DJ Groove: ничего положительного из локдауна я не вынес Старина DJ Groove: ничего положительного из локдауна я не вынес

Playboy задал 25 коротких вопросов легендарному Груву

Playboy
«Самое сложное — сохранять рассудок»: если близкий болен шизофренией «Самое сложное — сохранять рассудок»: если близкий болен шизофренией

Сохранить психическое здоровье, когда рядом — человек с ментальным расстройством

Psychologies
Год выбирали одно слово: как бывший менеджер «Яндекса» разрабатывал для «Сбера» семейство голосовых помощников Год выбирали одно слово: как бывший менеджер «Яндекса» разрабатывал для «Сбера» семейство голосовых помощников

Кто стоял за разработкой голосовых помощников для «Сбера»

Forbes
«Люкс превратился в один большой магазин дьюти-фри»: лучшие высказывания Тильды Суинтон об одежде, моде и стиле и ее знаковые кинообразы «Люкс превратился в один большой магазин дьюти-фри»: лучшие высказывания Тильды Суинтон об одежде, моде и стиле и ее знаковые кинообразы

Тильда Суинтон о моде и отношениях с одеждой

Esquire
Деньги и мы: что влияет на наши отношения? Деньги и мы: что влияет на наши отношения?

Как складываются ваши отношения с деньгами и можно ли их изменить?

Psychologies
Забиваем гвоздь в труднодоступном месте и решаем другие задачи Забиваем гвоздь в труднодоступном месте и решаем другие задачи

Лайфхаки для решения бытовых и строительных задач

Популярная механика
Как стать популярным в ТикТоке и хайпануть на трендах: 9 главных правил Как стать популярным в ТикТоке и хайпануть на трендах: 9 главных правил

Сейчас в ТикТок залетают практически все — от ветеранов шоу-бизнеса до политиков

Playboy
6 самых смачных забастовок в истории 6 самых смачных забастовок в истории

Самые интересные и необычные забастовки в истории

Maxim
Как ухаживать за замшевой обувью: эксплуатация, чистка и 6 лучших средств Как ухаживать за замшевой обувью: эксплуатация, чистка и 6 лучших средств

Замшевая обувь неприхотлива в уходе, но даже тут есть свои нюансы и тонкости

Cosmopolitan
Бинокулярный радар помог беспилотному автомобилю четко видеть сквозь туман Бинокулярный радар помог беспилотному автомобилю четко видеть сквозь туман

Машинное обучение позволило точно определить габариты встречных машин

N+1
Благими намерениями Благими намерениями

Как выразить поддержку и сочувствие — и не сделать еще хуже?

GQ
Профессор Гарвардской школы бизнеса назвал самые большие ошибки компаний, переходящих на удаленку Профессор Гарвардской школы бизнеса назвал самые большие ошибки компаний, переходящих на удаленку

Ошибки, которые совершают компании, которые переходят на удаленку

Inc.
Окситоцин: как на нас влияет «гормон объятий» Окситоцин: как на нас влияет «гормон объятий»

Разбираемся, как окситоцин влияет на психику и на здоровье в целом

РБК
Личная эффективность по-настоящему Личная эффективность по-настоящему

Как победить стресс и начать жить с удовольствием

СНОБ
Открыть в приложении