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
История одного необычного мальчика История одного необычного мальчика

Даже если ребенку поставил диагноз психиатр, это не окончательный приговор

СНОБ
Лиза против всех: интервью с русской Тоней Хардинг – Елизаветой Туктамышевой Лиза против всех: интервью с русской Тоней Хардинг – Елизаветой Туктамышевой

Чемпионка мира о четверных прыжках, работе с психологом и запуске линии одежды

GQ
На глазок не верь, на весах проверь На глазок не верь, на весах проверь

Как наладить отношения с весами?

Худеем правильно
Псилоцибин помог при мигрени Псилоцибин помог при мигрени

Клиническое исследование показало эффективность псилоцибина при мигрени

N+1
Надпись на древней стеле уличила римского императора во лжи и коррупции Надпись на древней стеле уличила римского императора во лжи и коррупции

Группа болгарских ученых расшифровала древнюю надпись на каменной стеле

National Geographic
Как открыть свой бизнес: 9 главных шагов для желающих начать свое дело Как открыть свой бизнес: 9 главных шагов для желающих начать свое дело

Подробный гайд для начинающих предпринимателей

Playboy
«Секс без людей, мясо без животных. Кто проектирует мир будущего» «Секс без людей, мясо без животных. Кто проектирует мир будущего»

Выращенное в лаборатории мясо и его преимуществам над животным аналогом

N+1
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
Праздничный марафон Праздничный марафон

Новогодние праздники – серьёзное испытание для организма

Здоровье
Самые классные фильмы о Германии Самые классные фильмы о Германии

От историй о современном Берлине до картин об ужасах гитлеровского режима.

GQ
Аборт и закон: могут ли нам запретить решать, когда быть матерью? Аборт и закон: могут ли нам запретить решать, когда быть матерью?

Как один закон может повлиять на судьбы многих женщин

Cosmopolitan
Пропавшая без вести: трагическая судьба легендарной детективщицы Агаты Кристи Пропавшая без вести: трагическая судьба легендарной детективщицы Агаты Кристи

Ты знала, что Агата Кристи недолюбливала Эркюля Пуаро?

Cosmopolitan
10 культовых фильмов, которые должен посмотреть каждый 10 культовых фильмов, которые должен посмотреть каждый

Погружаемся в современную киноклассику

Esquire
Как тренироваться в мороз Как тренироваться в мороз

Улица — отличное место для тренировки даже зимой

Maxim
Расширить границы возможностей Расширить границы возможностей

Многие артисты пробуют свои силы в разных форматах и осваивают новые площадки

OK!
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
Отрывок из книги Светланы Алексиевич «Время секонд хэнд» Отрывок из книги Светланы Алексиевич «Время секонд хэнд»

Отрывок из книги «Время секонд хэнд» — о страдании и мужественности

TJ
Продюсер 2020 года: Вячеслав Муругов Продюсер 2020 года: Вячеслав Муругов

Империя Вячеслава Муругова оккупирует все экраны страны

GQ
Бактерии добыли редкоземельные металлы из базальта на борту МКС Бактерии добыли редкоземельные металлы из базальта на борту МКС

Принципиальная возможность биомайнинга за пределами Земли

N+1
«Никто не понимает, на чём мы зарабатываем. И слава богу!»: чем примечателен бизнес Fix Price с оценкой в $6 млрд «Никто не понимает, на чём мы зарабатываем. И слава богу!»: чем примечателен бизнес Fix Price с оценкой в $6 млрд

Рассказываем, что известно о сети Fix Price, ее владельцах и доходах

VC.RU
Как сделать девушке приятно, не залезая к ней в постель, да еще и заработать Как сделать девушке приятно, не залезая к ней в постель, да еще и заработать

Умеешь починить розетку и прибить к холодильнику полку?

Maxim
На ошибках учатся На ошибках учатся

Леонид Жуков — об ответственности людей и машин за принятие критических решений

РБК
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.
Тайна «плохиша»: почему мы любим отрицательных героев? Тайна «плохиша»: почему мы любим отрицательных героев?

Психолог объясняет, в чем секрет притягательности отрицательных героев

Psychologies
«Ум в движении: Как действие формирует мысль» «Ум в движении: Как действие формирует мысль»

Отрывок из книги когнитивного психолога Барбары Тверски «Ум в движении»

N+1
Армения. На пути к катастрофе Армения. На пути к катастрофе

Как Никол Пашинян довел Армению до военной капитуляции

Эксперт
Не только архитектор Не только архитектор

Чем увлекались русские архитекторы прошлых веков, помимо возведения зданий?

Культура.РФ
«Это не каннибализм, это просто поедание себя»: ученые и дизайнеры создали стейк, выращенный из клеток человека «Это не каннибализм, это просто поедание себя»: ученые и дизайнеры создали стейк, выращенный из клеток человека

Стейк-уроборос создается из просроченной плазмы крови, собранных из полости рта

Esquire
Как Путин, Лавров и Шойгу проиграли войну в Карабахе Как Путин, Лавров и Шойгу проиграли войну в Карабахе

Москва окончательно потеряла влияние на постсоветском пространстве

СНОБ
Открыть в приложении