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
А теперь — Горбатый!.. За что мы любим Армена Джигарханяна А теперь — Горбатый!.. За что мы любим Армена Джигарханяна

Армен Джигарханян ушел — и нам грустно. Хотя…

Maxim
4 причины конфликтов в отношениях 4 причины конфликтов в отношениях

Умение решать конфликты — залог крепких отношений

Psychologies
Братец Кролик и братец Лис Братец Кролик и братец Лис

Банкротство Прамода Миттала с долгом в сто тридцать миллионов фунтов

Tatler
Юрий Каракур: Фарфор. Отрывок из книги Юрий Каракур: Фарфор. Отрывок из книги

Рассказ из новой книги обладателя Гран-премии «Рукопись года 2020»

СНОБ
«YouTube игрового мира»: как устроена игровая платформа для создания виртуальных миров Roblox с оценкой $4 млрд «YouTube игрового мира»: как устроена игровая платформа для создания виртуальных миров Roblox с оценкой $4 млрд

Игра-«песочница» вышла на Нью-Йоркскую биржу

VC.RU
«Король» гормонов, гормон королей «Король» гормонов, гормон королей

Как мужской гормон тестостерон помогает женщинам похудеть

Худеем правильно
«Традиции меценатов благополучно продолжаются»: директор Пушкинского музея Марина Лошак — о запрете выставок, финансовом кризисе и жизни после локдауна «Традиции меценатов благополучно продолжаются»: директор Пушкинского музея Марина Лошак — о запрете выставок, финансовом кризисе и жизни после локдауна

Интервью с директором ГМИИ им. Пушкина Мариной Лошак

Forbes
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
Правила жизни Скарлетт Йоханссон Правила жизни Скарлетт Йоханссон

Правила жизни американской актрисы

Esquire
Как исполнить мечту Как исполнить мечту

Пришла пора призвать на помощь карту желаний, психологию и магию

Домашний Очаг
5 самых страшных космических происшествий 5 самых страшных космических происшествий

Космос осваивают силами лучших ученых, но катастрофы все равно случаются

Maxim
Цвет настроения Цвет настроения

Универсальный современный интерьер с элементами ар–деко для молодой семьи

SALON-Interior
Глицин сформировался в условиях темного межзвездного облака Глицин сформировался в условиях темного межзвездного облака

Это говорит о более широкой распространенности данной аминокислоты во вселенной

N+1
Это мой бренд: Олеся Шиповская Это мой бренд: Олеся Шиповская

Костюмы бренда Lesyanebo Олеси Шиповской носят Джиджи Хадид и Наталья Водянова

Glamour
Кишечные бактерии защитили мышей от радиации Кишечные бактерии защитили мышей от радиации

В кишечниках мышей есть бактерии, которые помогли им пережить облучение

N+1
Орели Валонь: Наши очаровательные невестки. Первая глава Орели Валонь: Наши очаровательные невестки. Первая глава

Отрывок из книги Орели Валонь «Наши очаровательные невестки»

СНОБ
Биомешок или искуственная матка: заменят ли технологии женское тело Биомешок или искуственная матка: заменят ли технологии женское тело

Какими будут секс, еда, деторождение и смерть в ближайшем будущем

Forbes
История ярмарок в России История ярмарок в России

Как менялись развлечения — от забав скоморохов с медведями до концертов Шаляпина

Культура.РФ
15 мыслей Михаила Пиотровского 15 мыслей Михаила Пиотровского

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

GQ
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
Маркетинг 3.0 Маркетинг 3.0

От продуктов к потребителям и далее – к человеческой душе

kiozk originals
Минусовая степень Минусовая степень

Как ухаживать за кожей лица и тела после похудения?

Лиза
Как первые советские авиа-рекордсменки 10 дней выживали в тайге Как первые советские авиа-рекордсменки 10 дней выживали в тайге

Драматическая история полета целиком женского экипажа на самолете «Родина»

Maxim
Солнечная петербурженка Солнечная петербурженка

Кристина Горбунова — официально Playmate 2020!

Playboy
Пример для подражания: Наталья Петушкова Пример для подражания: Наталья Петушкова

Руководитель центра разработки в компании НСПК берет инициативу в свои руки

Cosmopolitan
Праздничный марафон Праздничный марафон

Новогодние праздники – серьёзное испытание для организма

Здоровье
Во всем виноваты родители? Почему стало модно искать все проблемы в детстве Во всем виноваты родители? Почему стало модно искать все проблемы в детстве

Действительно мама и папа виноваты в наших бедах или пора наконец повзрослеть?

Cosmopolitan
Союз спасения Союз спасения

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

Vogue
Верхом на вихре Верхом на вихре

Возможное будущее гражданской авиации

Популярная механика
Открыть в приложении