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
Безумие близнецов: загадочный психоз сестер Урсулы и Сабины Эриксон Безумие близнецов: загадочный психоз сестер Урсулы и Сабины Эриксон

В 2008 году о шведских сестрах-близнецах Эриксон писали все британские газеты

Cosmopolitan
Как беречь почки зимой: даосская система «пяти элементов» Как беречь почки зимой: даосская система «пяти элементов»

Зима — особенное время заботы о своём организме

Psychologies
Уличная мода, коллаборации и хайп – три кита современно­й моды Уличная мода, коллаборации и хайп – три кита современно­й моды

Интервью с японским дизайнером-гением Хироси Фудзивара

GQ
6 рок-групп, которые вдруг стали лучше после потери товарища 6 рок-групп, которые вдруг стали лучше после потери товарища

Группы, которые после изменения состава, стали только лучше и громче

Maxim
Первый рыцарь. Памяти Шона Коннери Первый рыцарь. Памяти Шона Коннери

Егор Москвитин вспоминает, какими были фильмы самого мужественного человека

Esquire
Выход за границы: как «Яндекс» расширяет борьбу с реальностью Выход за границы: как «Яндекс» расширяет борьбу с реальностью

Как новое поколение менеджеров «Яндекса» трансформирует реальность

Forbes
Необычный запах: как эфирные масла влияют на мозг Необычный запах: как эфирные масла влияют на мозг

Почему ароматы действуют на людей по-разному?

Популярная механика
Каково это — пройти Европу пешком за два года Каково это — пройти Европу пешком за два года

Как кровельщик из Железногорска за два года прошел пешком через всю Европу

Esquire
Как Окинава стала островом с самым высоким в мире процентом долгожителей Как Окинава стала островом с самым высоким в мире процентом долгожителей

Окинава — эта не та привычная нам всем Япония

Maxim
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
Стесняюсь спросить: что такое пищевая непереносимость и так ли она страшна? Стесняюсь спросить: что такое пищевая непереносимость и так ли она страшна?

Как выстраивать рацион при пищевой непереносимости?

Esquire
Что делать, если забыл пароль от роутера? Что делать, если забыл пароль от роутера?

Как быть, если вы забыли пароль от собственной домашней сети Wi-Fi?

CHIP
Нейроны расширенной миндалины заставили мышей поволноваться Нейроны расширенной миндалины заставили мышей поволноваться

Связь нейронов расширенной миндалины и процесса эмоционального возбуждения

N+1
Тогда и сейчас: как выглядят первые и последние снимки планет Тогда и сейчас: как выглядят первые и последние снимки планет

Космические технологии не стоят на месте!

Популярная механика
Литовцы или литвины? Литовцы или литвины?

Кто в большей степени имеет право считаться наследниками Великого княжества?

Дилетант
Платье-миди: главные опасности модели и с чем ее носить, чтобы выглядеть стильно Платье-миди: главные опасности модели и с чем ее носить, чтобы выглядеть стильно

Собираем стильные образы с платьем-миди в главной роли

Cosmopolitan
Моя терапия: «Тревога и печаль стали выносимыми — и это уже было счастье» Моя терапия: «Тревога и печаль стали выносимыми — и это уже было счастье»

Что делать, когда не можешь спать и есть?

Psychologies
Старый — значит надежный: почему некоторые вещи с годами становятся только красивее и как они стали модными Старый — значит надежный: почему некоторые вещи с годами становятся только красивее и как они стали модными

Рассказываем, как старение вещей из досадной неизбежности превратилось в тренд

Esquire
Героини нашего времени Героини нашего времени

Истории выдающихся женщин, которые смело меняют мир вокруг себя

Лиза
Модель ESCIMO указала на пройденную точку невозврата в потеплении климата Модель ESCIMO указала на пройденную точку невозврата в потеплении климата

Полное прекращение выбросов парниковых газов не остановит потепление

N+1
Это все гены: правда ли, что плохие зубы — наследственность? Это все гены: правда ли, что плохие зубы — наследственность?

Может ли плохая наследственность стать причиной дентальных проблем?

Psychologies
6 историй о возникновении популярных знаков и символов 6 историй о возникновении популярных знаков и символов

Почему эти знаки значат то, что значат?

Maxim
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
Самый распространенный сленг из компьютерных игр, и как его использовать в реальной жизни Самый распространенный сленг из компьютерных игр, и как его использовать в реальной жизни

Если тебе надоело скрывать от коллег, что считаешь их орками

Maxim
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
Не шоколадом единым: какая еда делает нас счастливыми Не шоколадом единым: какая еда делает нас счастливыми

Как еда помогает нам улучшить настроение

Psychologies
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
Принцесса на войне Принцесса на войне

О норвежской истории Второй мировой в сериале «Пересекая Атлантику»

Weekend
Искала одного, выбрала другого: чему меня научили свидания Искала одного, выбрала другого: чему меня научили свидания

Читательница поделилась опытом первых свиданий с людьми, встреченными онлайн

Psychologies
Открыть в приложении