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
Человек, который придумывает будущее Человек, который придумывает будущее

Компания с российскими корнями разрабатывает уникальные технологии для авто

Популярная механика
Как Елена Крыгина уехала из Сургута учиться PR и построила бьюти-империю. Главное из подкаста Forbes «Кассовый разрыв» Как Елена Крыгина уехала из Сургута учиться PR и построила бьюти-империю. Главное из подкаста Forbes «Кассовый разрыв»

Елены Крыгина о том, как превратила детское увлечение в бизнес

Forbes
Засухи приведут к массовой замене древесных видов в лесах Земли Засухи приведут к массовой замене древесных видов в лесах Земли

Из-за засухи деревья в лесах будут заменяться засухоустойчивыми кустарниками

N+1
В круге Дягилевом. Лица и судьбы В круге Дягилевом. Лица и судьбы

Сохранилось не так много собственных портретов Сергея Павловича Дягилева

СНОБ
Как закончить отношения корректно: 10 советов Как закончить отношения корректно: 10 советов

Rак расстаться с достоинством и сохранив уважение к чувствам другого

Psychologies
10 советов чтобы похудеть к Новому году 10 советов чтобы похудеть к Новому году

Как похудеть на 5-6 кг к Новому году

Худеем правильно
Не только Мата Хари: чем прославились 11 самых известных шпионов XX века Не только Мата Хари: чем прославились 11 самых известных шпионов XX века

Известная танцовщица, семейная пара, искусствовед и другие известные шпионы

Cosmopolitan
Как одевался Дольф Лундгрен в восьмидесятых (как завсегдатай Studio 54, а вовсе не как герой боевиков) Как одевался Дольф Лундгрен в восьмидесятых (как завсегдатай Studio 54, а вовсе не как герой боевиков)

Дольф Лундгрен не всегда выглядел как «машина для убийств»

Esquire
«Королева TikTok»: чем знаменита и на чём зарабатывает 16-летняя Чарли Д'Амелио, первой набравшая 100 млн подписчиков «Королева TikTok»: чем знаменита и на чём зарабатывает 16-летняя Чарли Д'Амелио, первой набравшая 100 млн подписчиков

Годовой заработок тиктокерши Чарли Д'Амелио оценивают в $4 млн

VC.RU
Секонд-хенд от дизайнера Секонд-хенд от дизайнера

Магазин RigRaise — первая в России попытка дать шанс старым вещам

Эксперт
Дорога к себе Дорога к себе

Почему нас – почти всех – так тянет путешествовать?

Psychologies
Доигрался Доигрался

Райан Рейнольдс о том, как попытался изменить нашу реальность

GQ
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
5 типов «кошатников» по версии экологов 5 типов «кошатников» по версии экологов

Считаете ли вы, что ваш «усатый-полосатый питомец» — животное домашнее?

Psychologies
Двойная игра Двойная игра

Иван Бегтин — о больших данных и мире без секретов

РБК
Тепло севера Тепло севера

«Огонек» нашел в тундре молодую семью оленеводов

Огонёк
«Еда для радости. Записки диетолога» «Еда для радости. Записки диетолога»

Отрывок из книги, посвященной тому, как получать от еды и пользу, и удовольствие

N+1
Неуправляемый ребенок Неуправляемый ребенок

Что стоит за плохим поведением детей?

Лиза
Карабах-2020. Военно-аналитический разбор Карабах-2020. Военно-аналитический разбор

50 тезисов о войне Азербайджана и Армении. Почему пала оборона Карабаха

Эксперт
Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники Голоса. Как учат разговаривать голосовые помощники

Как из машины делают личность

Популярная механика

История Елены Мухиной, звезды советской спортивной гимнастики

Cosmopolitan
Режиссер 2020 года: Эдуард Оганесян Режиссер 2020 года: Эдуард Оганесян

Эдуард Оганесян до и после «Чик»

GQ
6 историй о возникновении популярных знаков и символов 6 историй о возникновении популярных знаков и символов

Почему эти знаки значат то, что значат?

Maxim
Ева без рая Ева без рая

Ева Грин встретилась на руинах старой Европы с Алексеем Тархановым

Tatler
Какие пуховики и куртки сильно полнят — 9 моделей, которых лучше избегать Какие пуховики и куртки сильно полнят — 9 моделей, которых лучше избегать

Самые опасные фасоны, фактуры и расцветки пуховиков

Cosmopolitan
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
«Нельзя лишить права на культуру военными методами» «Нельзя лишить права на культуру военными методами»

Археолог Гамлет Петросян — об уникальных раскопках в античном Тигранакерте

Огонёк
Объекты в космосе ближе, чем они кажутся: как Земля оказалась на 2000 световых лет ближе к черной дыре Объекты в космосе ближе, чем они кажутся: как Земля оказалась на 2000 световых лет ближе к черной дыре

Астрономы пересмотрели шкалу расстояний в нашей галактике

Forbes
Три десятилетия Игнобеля: от памяти воды до чистящей слюны Три десятилетия Игнобеля: от памяти воды до чистящей слюны

Открытия, за которые в разные годы присуждали Игнобелевскую премию

Наука и жизнь
Открыть в приложении