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

Брак не сложился: есть ли выход кроме развода? Брак не сложился: есть ли выход кроме развода?

Если супружество не приносит вам счастья, развод — не единственный выход

Psychologies
Правила жизни Гаспара Ноэ Правила жизни Гаспара Ноэ

Правила жизни французского режиссера Гаспара Ноэ

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
Попасть в цвет Попасть в цвет

Наиболее распространенные ошибки при окрашивании волос

Лиза
Взломанный робот-пылесос подслушал разговоры при помощи лазера Взломанный робот-пылесос подслушал разговоры при помощи лазера

Инженеры изобрели метод распознавания звуков с помощью робота-пылесоса

N+1
Завтрак туриста Завтрак туриста

Когда можно пожертвовать товарищем в пользу большинства?

Playboy
Самые яркие моменты из жизни Диего Марадоны Самые яркие моменты из жизни Диего Марадоны

Карьерные триумфы, провалы и наркозависимость Диего Марадоны

GQ
Тональный на все лицо и еще 9 ошибок, которые ты делаешь, когда наносишь макияж Тональный на все лицо и еще 9 ошибок, которые ты делаешь, когда наносишь макияж

Рассказываем, как избежать мейкап-ошибок, чтобы выглядеть отлично

Cosmopolitan
Феминитивы и культ языковой вертикали Феминитивы и культ языковой вертикали

Как не стыдиться феминитивов, откуда они берутся и как с ними уживаться

СНОБ
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
Песнь льда и пламени Песнь льда и пламени

Сказка «Серебряные коньки» станет звездным часом для этих питерских актеров

Vogue
Не отнять, а стимулировать: зачем экономисты предложили повышать налоги в кризис Не отнять, а стимулировать: зачем экономисты предложили повышать налоги в кризис

Как повышение налогов может помочь экономике на этапе ее выхода из кризиса

Forbes
Как сложилась личная жизнь выпускницы «Фабрики звезд» Юлии Михальчик? Как сложилась личная жизнь выпускницы «Фабрики звезд» Юлии Михальчик?

История личной жизни и карьеры Юлии Михальчик

Cosmopolitan
Ни единой соринки! Ни единой соринки!

Универсальный гид по наведению порядка

Лиза
Дворцовая площадь Дворцовая площадь

Отель Badrutt’s Palace — замок посреди Швейцарских Альп

GQ
Я/мы. Что нас объединяет? Я/мы. Что нас объединяет?

Психолог Тахир Базаров размышляет о том, как изменилась социальная дистанция

Psychologies
Потеряла голову Потеряла голову

Что делать, если ты влюбилась, но не в своего мужа?

Лиза
Несколько страниц из жизни… пня Несколько страниц из жизни… пня

Пень многолик. Присмотримся к нему повнимательнее

Наука и жизнь
Мало, мало, мало огня Мало, мало, мало огня

Год, когда непостижимость божественного замысла включилась на максимум

Tatler
Как научиться не сравнивать себя с другими (забудь уже сына маминой подруги) Как научиться не сравнивать себя с другими (забудь уже сына маминой подруги)

Пора избавиться от этой токсичной привычки!

Playboy
История одного необычного мальчика История одного необычного мальчика

Даже если ребенку поставил диагноз психиатр, это не окончательный приговор

СНОБ
7 знаменитых актеров, у которых нет ни одной хорошей роли в кино 7 знаменитых актеров, у которых нет ни одной хорошей роли в кино

Халтура — карьере не помеха

Maxim
От 30 до 100: модели, добившиеся успеха в зрелом возрасте От 30 до 100: модели, добившиеся успеха в зрелом возрасте

Пять моделей, которые доказали: начинать никогда не поздно!

Cosmopolitan
Сладкая несладкая жизнь Сладкая несладкая жизнь

Учёные нашли ещё одно доказательство негативного влияния сахара на наше здоровье

Здоровье
Как быть, если вы принимаете все слишком близко к сердцу Как быть, если вы принимаете все слишком близко к сердцу

Советы для тех, кто очень эмоционально реагирует на события в жизни

Psychologies
Верблюжий полк, голуби-камикадзе и еще 5 экспериментов военных США Верблюжий полк, голуби-камикадзе и еще 5 экспериментов военных США

Если вы думаете, что у военных туговато с фантазией, то вы сильно заблуждаетесь

Популярная механика
Платье-миди: главные опасности модели и с чем ее носить, чтобы выглядеть стильно Платье-миди: главные опасности модели и с чем ее носить, чтобы выглядеть стильно

Собираем стильные образы с платьем-миди в главной роли

Cosmopolitan
Первый концлагерь, первый теракт и еще 6 адских исторических первенцев Первый концлагерь, первый теракт и еще 6 адских исторических первенцев

Они были первыми. Но лучше бы их не было!

Maxim
Что это, доктор? Что это, доктор?

Как ищут новые органы в теле человека — и что находят вместо них

N+1
Последний фильм Михаила Ефремова Последний фильм Михаила Ефремова

Фильм «Картонная пристань» — пророческий для всей российской грядущей реальности

СНОБ
Открыть в приложении