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
Неординарный Неординарный

Итальянский шеф Антонио Фреза вышел из матрицы как Нео

Собака.ru
6 историй о возникновении популярных знаков и символов 6 историй о возникновении популярных знаков и символов

Почему эти знаки значат то, что значат?

Maxim
Город без нагромождений Город без нагромождений

Новое оборудование для сотовых сетей не портит городских пейзажей

РБК
Отрывок из книги Андерса Хансена «На цифровой игле» Отрывок из книги Андерса Хансена «На цифровой игле»

Почему правило «выживает сильнейший» в большинстве случаев не работает?

СНОБ
Она вам к лицу Она вам к лицу

Что такое маскне и почему пандемия — не повод для проблем с кожей

Vogue
Самые опасные алкогольные сочетания Самые опасные алкогольные сочетания

Что хуже — красное вино с водкой или текила с пивом?

Maxim
Нужна ли организму чистка? Нужна ли организму чистка?

Всегда ли детоксикация приносит организму пользу?

Добрые советы
Как исправить неудачный татуаж — рассказывает мастер перманентного макияжа Как исправить неудачный татуаж — рассказывает мастер перманентного макияжа

Неудачный перманент — это неприятно, но исправимо. Рассказываем, как

Cosmopolitan
Гаджеты = лишний вес Гаджеты = лишний вес

Учёные: активное использование гаджетов может стать причиной лишнего веса

Здоровье
Неандертальцев уличили в сильном хвате Неандертальцев уличили в сильном хвате

Антропологи построили 3D-модель кисти неандертальца

N+1
«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
Оглянись с любовью. К 60-летию Олега Меньшикова Оглянись с любовью. К 60-летию Олега Меньшикова

Блистательная и драматичная судьба Олега Меньшикова

СНОБ
Легенды и мифы древнего ГАЗа: четыре фары, V-образные моторы, полный привод и другие факты и вымыслы о 24-й “Волге” Легенды и мифы древнего ГАЗа: четыре фары, V-образные моторы, полный привод и другие факты и вымыслы о 24-й “Волге”

История люксовой советской “Волги” с четырьмя фарами

Популярная механика
Пластичность мозга Пластичность мозга

Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции мозга

kiozk originals
Обзор струйного МФУ c СНПЧ HP Smart Tank 615: как печатать дешево Обзор струйного МФУ c СНПЧ HP Smart Tank 615: как печатать дешево

Тестируем одну из продвинутых моделей HP с системой непрерывной подачи чернил

CHIP
30 лет покушению на Михаила Горбачева 30 лет покушению на Михаила Горбачева

Как советский слесарь невзлюбил генерального секретаря

Maxim
«Черкизово». Наследники. Алтай «Черкизово». Наследники. Алтай

Почему Игорь Бабаев отдал весь свой бизнес сыновьям

Forbes
Флирт с другими за спиной партнера — это измена? Флирт с другими за спиной партнера — это измена?

Где начинается эмоциональная неверность и как она влияет на наш союз?

Psychologies
Тебя обманули: 7 признаков некачественного окрашивания – объясняет колорист Тебя обманули: 7 признаков некачественного окрашивания – объясняет колорист

Как определить, что колорист сделал свою работу некачественно: 7 главных ошибок

Cosmopolitan
Из другой оперы Из другой оперы

Не все наставления старших родственников идут нам на пользу

Лиза
Тонкости «Перезагрузки»: как стилисты преображают участниц шоу — фото до и после Тонкости «Перезагрузки»: как стилисты преображают участниц шоу — фото до и после

Стилист и визажист рассказывают о лайфхаках, которые помогут отлично выглядеть

Cosmopolitan
9 советов, как лучше запоминать новую информацию (это полезно в любом возрасте) 9 советов, как лучше запоминать новую информацию (это полезно в любом возрасте)

Учиться никогда не поздно, но как делать это эффективно

Playboy
К баллистическому будущему К баллистическому будущему

Траектория движения космических аппаратов строится с учетом разных соображений

Популярная механика
«Бурда Моден – это я» «Бурда Моден – это я»

Как Энне Бурда смогла стать издателем крупнейшего в мире журнала мод

Лиза
5 глупых вещей, которые навсегда изменили наш мир 5 глупых вещей, которые навсегда изменили наш мир

Иногда какая-нибудь табуретка может сделать для истории больше, чем президент

Maxim
Как снизить вредное воздействие алкоголя на организм Как снизить вредное воздействие алкоголя на организм

Перестаньте выпивать за несколько часов до сна

GQ
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
Первый сексуальный опыт: отрывок из сборника «Ее тело и другие» Кармен Марии Мачадо Первый сексуальный опыт: отрывок из сборника «Ее тело и другие» Кармен Марии Мачадо

Отрывок из книги Кармен Марии Мачадо о женской телесности и сексуальности

Esquire
В чем заключаются причины дислексии. Отрывок из книги Марианны Вулф В чем заключаются причины дислексии. Отрывок из книги Марианны Вулф

Отрывок из книги Марианны Вулф «Пруст и кальмар: Нейробиология чтения»

СНОБ
Открыть в приложении