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
«Яндекс» раскрыл 38 принципов, которых придерживается в работе «Яндекс» раскрыл 38 принципов, которых придерживается в работе

«Яндекс» сформулировал 38 принципов, которым следуют их сотрудники в работе

Inc.
Бизнес в особом режиме Бизнес в особом режиме

Московская область — один из благоприятных регионов для развития формата ОЭЗ

РБК
Как стать профессиональным фотографом: 7 шагов к крутой карьере Как стать профессиональным фотографом: 7 шагов к крутой карьере

Подборка советов для желающих освоить ремесло профессионального фотографа

Playboy
Союз спасения Союз спасения

Молодые герои и героини филантропии и социального бизнеса — о своих проектах

Vogue
Лучшие фильмы про Англию Лучшие фильмы про Англию

Фильмы о старом Лондоне, поместьях аристократов и пабах

GQ
Двойная игра Двойная игра

Иван Бегтин — о больших данных и мире без секретов

РБК
Актеры, ушедшие молодыми: Пол Уокер, Хит Леджер, Владислав Галкин и другие Актеры, ушедшие молодыми: Пол Уокер, Хит Леджер, Владислав Галкин и другие

Молодые, красивые, талантливые - они погибли в молодости

Cosmopolitan
Где были твои глаза? Где были твои глаза?

Поучительнейшая история из частной практики чужой личной жизни

Tatler
Няня для ребенка: как найти хорошую помощницу? Няня для ребенка: как найти хорошую помощницу?

Советы для тех, кто планирует нанимать няню для помощи с ребенком

9 месяцев
Напустил туман Напустил туман

Георгианский особняк в Лондоне и традиционный английский интерьер

AD
В чем стратегический просчет Путина и Сечина В чем стратегический просчет Путина и Сечина

История с добычей нефти на арктическом шельфе выбивается из мирового контекста

СНОБ
Забытый защитник Москвы Забытый защитник Москвы

В 1382 году оборону Москвы возглавил литовский князь, внук Ольгерда

Дилетант
Как почистить свой ноутбук, не сломав его Как почистить свой ноутбук, не сломав его

Всегда можно сэкономить на покупке нового компьютера, умело протерев старый

Maxim
Андрей Житинкин. Перемена участи Андрей Житинкин. Перемена участи

Артист пойдет на любую провокацию, любой сложный ход ради успеха

Караван историй
Трубы в порядке: как прочистить засор в раковине Трубы в порядке: как прочистить засор в раковине

Устранить засор в раковине самостоятельно совсем не сложно!

Cosmopolitan
Глобальное изменение климата обнажило историю культурного освоения норвежского ледника Глобальное изменение климата обнажило историю культурного освоения норвежского ледника

Оказалось, люди охотились на оленей в высокогорье больше 1000 лет назад

N+1
Мода мужского рода Мода мужского рода

Зинаида Пронченко о монстрах, которые прячутся в шкафах российских мужчин

GQ
Чем заняться в долгой поездке: 15 способов не умереть со скуки в дороге Чем заняться в долгой поездке: 15 способов не умереть со скуки в дороге

Как скоротать время в поездке на общественном транспорте и в автомобиле

Playboy
Пять преступников номер один в мире Пять преступников номер один в мире

Хит-парад злодеев современности

Maxim
15 мыслей Михаила Пиотровского 15 мыслей Михаила Пиотровского

Как Михаил Пиотровский, вопреки всем правилам, уберег от жертв великую красоту

GQ
Ты – моя собственность Ты – моя собственность

«Кто не ревнует, тот не любит»

Лиза
Материнское выгорание: личная история и 10 шагов для его профилактики Материнское выгорание: личная история и 10 шагов для его профилактики

Как справиться с материнским выгоранием

Psychologies
«Яжемать»: боль, гнев и любовь «Яжемать»: боль, гнев и любовь

Кто такие «яжематери» и как общество относится к материнству и отцовству

Psychologies
Как грамотно вести социальные сети, если за тобой бдит начальство: советы от сммщика Как грамотно вести социальные сети, если за тобой бдит начальство: советы от сммщика

Увольнение по постам: как не вылететь с работы за свои же соцсети

Maxim
8 неприятных побочных эффектов похудения (да, они есть) 8 неприятных побочных эффектов похудения (да, они есть)

К чему стоит быть готовым, садясь на диету

Playboy
Сумка за три миллиона и платье из музея: 8 самых необычных нарядов Ким Кардашьян Сумка за три миллиона и платье из музея: 8 самых необычных нарядов Ким Кардашьян

Актриса и бизнесвумен Ким Кардашьян знает толк в красивых вещах

Cosmopolitan
Как сложились судьбы детей свергнутых (или просто умерших) диктаторов современности Как сложились судьбы детей свергнутых (или просто умерших) диктаторов современности

Мурад Ниязов, Гульнара Каримова, Николае Чаушеску-младший — где они теперь?

Maxim
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
Сторона защиты: Оксана Пушкина Сторона защиты: Оксана Пушкина

Борьба с бытовым насилием для Оксаны Пушкиной — и работа, и рутина, и сверхцель

Glamour
Открыть в приложении