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
Гендиректор «СберЛогистики» Сергей Малышев об особенностях логистики в России Гендиректор «СберЛогистики» Сергей Малышев об особенностях логистики в России

С какими сложностями сталкиваются операционные сервисы в России

СНОБ
7 фактов о первом «Чужом» плюс полная хронология вселенной Чужих 7 фактов о первом «Чужом» плюс полная хронология вселенной Чужих

Ридли Скотт — человек, который в себе тайком провез с небес Чужого людям

Maxim
Завтрак туриста Завтрак туриста

Когда можно пожертвовать товарищем в пользу большинства?

Playboy
Язычники против рыцарей-монахов Язычники против рыцарей-монахов

Литовское княжество стало для Тевтонского ордена непреодолимым препятствием

Дилетант
Почему стандартные ванны обычно короче человеческого роста Почему стандартные ванны обычно короче человеческого роста

Рассказываем, кто и зачем придумал делать ванны короткими

Популярная механика
Все провалы Илона Маска одним списком Все провалы Илона Маска одним списком

Veni, vidi, vici — это точно не про Илона Маска

Maxim
Как стать известным и заработать на этом: 7 главных правил будущей звезды Как стать известным и заработать на этом: 7 главных правил будущей звезды

Недостаточно просто хайпануть, надо еще правильно этим воспользоваться

Playboy
Клеточные Терминаторы Клеточные Терминаторы

Ученые научились создавать «полу-искусственную полужизнь»

Популярная механика
Оглянись с любовью. К 60-летию Олега Меньшикова Оглянись с любовью. К 60-летию Олега Меньшикова

Блистательная и драматичная судьба Олега Меньшикова

СНОБ
Древнее индейское проклятие продолжает убивать президентов США. Джо Байден в группе риска! Древнее индейское проклятие продолжает убивать президентов США. Джо Байден в группе риска!

Это не бред сивых уфологов с РЕН ТВ, а исторически задокументированная история.

Maxim
Мадрид: от рассвета до заката Мадрид: от рассвета до заката

Давай отправимся в гастрономический марафон по испанской столице

Лиза
Подземный мамонт и еще 7 загадочных существ, в которых верят криптозоологи Подземный мамонт и еще 7 загадочных существ, в которых верят криптозоологи

Есть такая почти наука — криптозоология

Maxim
«Я уже ничего не боюсь» «Я уже ничего не боюсь»

Алексей Учитель о своем «Цое» и старой и новой цензуре

Weekend
Слишком большой бизнес: зачем основатель «Красного & Белого» объединил сеть с конкурентами и что поменялось за два года Слишком большой бизнес: зачем основатель «Красного & Белого» объединил сеть с конкурентами и что поменялось за два года

Что изменило слияние «Красного & Белого» с сетями «Бристоль» и «Дикси»

VC.RU
Код диабета Код диабета

Как диабет 2-го типа стал самой «внезапной» болезнью века

kiozk originals
«Король» гормонов, гормон королей «Король» гормонов, гормон королей

Как мужской гормон тестостерон помогает женщинам похудеть

Худеем правильно
В Мьянме открыли новый вид обезьян. Он уже под угрозой исчезновения В Мьянме открыли новый вид обезьян. Он уже под угрозой исчезновения

Численность нового вида составляет всего 199-259 особей

N+1
Палеонтологи разобрались в родственных связях древних и современных медоедов Палеонтологи разобрались в родственных связях древних и современных медоедов

Древний медоед был мельче современного и приходился ему сестринским видом

N+1
От костюма до портупеи: одеться как герои фильмов Мартина Скорсезе От костюма до портупеи: одеться как герои фильмов Мартина Скорсезе

Безупречная визуальная эстетика — вот за что мы любим фильмы Мартина Скорсезе

Esquire
Откуда взялась фраза «Как художник художнику» — а вот и не из «12 стульев» Откуда взялась фраза «Как художник художнику» — а вот и не из «12 стульев»

В романе Ильфа и Петрова этой крылатой фразы нет

Maxim
«Лично я — очень зависимый человек» «Лично я — очень зависимый человек»

У Юлии Пересильд необыкновенная энергетика

OK!
Поставь смайлик: в чем секрет неотразимой улыбки? Поставь смайлик: в чем секрет неотразимой улыбки?

В чем заключается природа улыбки, почему и в каких ситуациях мы улыбаемся?

Psychologies
Быт любимой Быт любимой

Разбираемся в тонкостях домашнего менеджмента и учимся не обесценивать быт

Cosmopolitan
Быт с привилегиями: чем «Городок чекистов» в Екатеринбурге отличался от других советских районов Быт с привилегиями: чем «Городок чекистов» в Екатеринбурге отличался от других советских районов

История и современность района Екатеринбурга, известного как «Городок чекистов»

VC.RU
20 ошибок при самостоятельном окрашивании волос, которых легко избежать 20 ошибок при самостоятельном окрашивании волос, которых легко избежать

Что греха таить: все мы периодически красим (и портим) волосы дома

Cosmopolitan
Система вознаграждения среднего мозга не увидела разницы между голодом и социальной изоляцией Система вознаграждения среднего мозга не увидела разницы между голодом и социальной изоляцией

После голода и социальной изоляции активны одни нейроны в среднем мозге

N+1
«Я легкий на подъем человек» «Я легкий на подъем человек»

Анжелика Варум, несмотря на все сложности карантинного времени, успела немало

OK!
Как изменились звезды культовой трилогии Как изменились звезды культовой трилогии

После завершения трилогии "Назад в будущее" о главных актерах известно мало

Cosmopolitan
Девичьи грезы Девичьи грезы

Хозяйка этой квартиры мечтала воссоздать обстановку своего детства

AD
Открыть в приложении