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

5 видов женских животиков и как убрать каждый (без спортзала!) — советы тренера 5 видов женских животиков и как убрать каждый (без спортзала!) — советы тренера

Как избавиться от животика, который так многие девушки не любят

Cosmopolitan
Египтологи разгадали тайну мумий, найденных еще в 1615 году Египтологи разгадали тайну мумий, найденных еще в 1615 году

Даже спустя тысячи лет тайны Древнего Египта продолжают волновать человечества

Популярная механика
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
Одна вокруг света. Вход воспрещен или как застрять на границе между Малайзией и Тайландом Одна вокруг света. Вход воспрещен или как застрять на границе между Малайзией и Тайландом

94-я серия о кругосветном путешествии Ирины Сидоренко и ее собаки Греты

Forbes
Книжная полочка Книжная полочка

Авторы подкаста «Мам, почитай!» советуют четыре истории на зимние каникулы

Glamour
Меняю автомат на беспилотник Меняю автомат на беспилотник

Первое боестолкновение, где решающую роль сыграли беспилотные дроны

Популярная механика
Шкурный интерес Шкурный интерес

Как правильно выбрать ковер

Добрые советы
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
Мнение: Spotify убивает открытую и доступную экосистему подкастов Мнение: Spotify убивает открытую и доступную экосистему подкастов

Как Spotify пошатнул доступность подкастов везде, на любой платформе

VC.RU
С миру по нитке С миру по нитке

Разочаровавшись в моде, Азиза Азим запустила собственную марку

Vogue
Без побочных эффектов Без побочных эффектов

Почему антибиотики перестают помогать, как снизить их вред, чем запить таблетку?

Добрые советы
Тимоти Шаламе. Не просто красивый мальчик Тимоти Шаламе. Не просто красивый мальчик

В свои 25 он самый востребованный и одновременно самый загадочный актер

Караван историй
Пример для подражания: Наталья Петушкова Пример для подражания: Наталья Петушкова

Руководитель центра разработки в компании НСПК берет инициативу в свои руки

Cosmopolitan
Рыба — это геноцид. Стартап предпринимателя-коммуниста Finless Foods хочет приучить людей к веганской рыбе Рыба — это геноцид. Стартап предпринимателя-коммуниста Finless Foods хочет приучить людей к веганской рыбе

Отрывок из книги Дженни Климан «Секс без людей, мясо без животных»

Inc.
Современный альфонс: как не попасться на удочку Современный альфонс: как не попасться на удочку

Что делать, чтобы уберечься от альфонса?

Cosmopolitan
Встречай! Встречай!

Новогодний календарь от Cosmo с идеями на каждый день декабря

Cosmopolitan
Бхима Юнусов Бхима Юнусов

28-летний композитор олицетворяет собой понятие «междисциплинарность»

Собака.ru
Стильная женщина: что это значит и как ей стать Стильная женщина: что это значит и как ей стать

Что скрывается под определением "стильная женщина"

Cosmopolitan
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
Абрау-Дюрсо: путешествие со вкусом игристого Абрау-Дюрсо: путешествие со вкусом игристого

Путешествие в столицу российского шампанского – Абрау-Дюрсо!

Домашний Очаг
Мрачные тени: как избавиться от тяжелых воспоминаний о прошлом Мрачные тени: как избавиться от тяжелых воспоминаний о прошлом

Что делать, если прошлое мешает тебе жить

Cosmopolitan
История одного необычного мальчика История одного необычного мальчика

Даже если ребенку поставил диагноз психиатр, это не окончательный приговор

СНОБ
Язычники против рыцарей-монахов Язычники против рыцарей-монахов

Литовское княжество стало для Тевтонского ордена непреодолимым препятствием

Дилетант
Девушка из «Завтрака у Тиффани»: как Маргарет Литтман вдохновила Трумена Капоте и собрала миллионы долларов на борьбу с ВИЧ Девушка из «Завтрака у Тиффани»: как Маргарет Литтман вдохновила Трумена Капоте и собрала миллионы долларов на борьбу с ВИЧ

Какой была Маргарет Литтман — прообраз героини Хепберн в «Завтраке у Тиффани»

Forbes
40-летние у нас и за рубежом: сравниваем звезд-одногодок 40-летние у нас и за рубежом: сравниваем звезд-одногодок

Как выглядят российские и зарубежные звезды, которым исполнилось 40 лет

Cosmopolitan
«Отыграть назад» с Николь Кидман и Хью Грантом: богатые снова плачут «Отыграть назад» с Николь Кидман и Хью Грантом: богатые снова плачут

«Отыграть назад» — детектив, приправленный классовой ненавистью

Esquire
Центральноамериканских капуцинов застали за каннибализмом Центральноамериканских капуцинов застали за каннибализмом

Зоологи застали двух приматов за поеданием детеныша собственного вида

N+1
«Титаник» XII века: кораблекрушение, изменившее историю «Титаник» XII века: кораблекрушение, изменившее историю

900 лет назад произошло кораблекрушение «Белого корабля».

Maxim
Забиваем гвоздь в труднодоступном месте и решаем другие задачи Забиваем гвоздь в труднодоступном месте и решаем другие задачи

Лайфхаки для решения бытовых и строительных задач

Популярная механика
Apple обвинили в слежке за пользователями. Разбираемся, как этого избежать Apple обвинили в слежке за пользователями. Разбираемся, как этого избежать

Facebook следит, Google следит, неужели Apple лучше их?

Maxim
Открыть в приложении