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
Может ли убить рублевая монета, упавшая с крыши небоскреба Может ли убить рублевая монета, упавшая с крыши небоскреба

Может ли монета, упавшая с крыши здания, нанести серьезную травму черепа?

Популярная механика
24 часа с Тимуром Родригезом 24 часа с Тимуром Родригезом

В конце года каждый день у Тимура расписан по минутам

Cosmopolitan
Союз спасения Союз спасения

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

Vogue
«Я всё могу сама» «Я всё могу сама»

У актрисы Анастасии Уколовой яркая внешность и заразительный смех

OK!
Секреты даосских практик: три упражнения, которые вернут лицу красоту Секреты даосских практик: три упражнения, которые вернут лицу красоту

Ваша осанка подскажет, как сохранить красоту тела надолго

Psychologies
Что это, доктор? Что это, доктор?

Как ищут новые органы в теле человека — и что находят вместо них

N+1
Из развалюхи в особняк: дома знаменитостей до начала карьеры и после Из развалюхи в особняк: дома знаменитостей до начала карьеры и после

Дома, в которых звезды жили до славы, и те, в которых они живут сейчас

Cosmopolitan
Физики объяснили появление параллельных бороздок на известняковых склонах Физики объяснили появление параллельных бороздок на известняковых склонах

Физики установили, как образуются желобковые карры

N+1
3 секрета Кейт Бекинсейл 3 секрета Кейт Бекинсейл

Ее называют самой привлекательной британской актрисой последнего десятилетия

Худеем правильно
Как выглядели первые гидрокостюмы (пугающие фото) Как выглядели первые гидрокостюмы (пугающие фото)

Удивительные архивные фотографии первых гидрокостюмов

Maxim
Генеральный директор Ленинской библиотеки — о чтении и привидениях Генеральный директор Ленинской библиотеки — о чтении и привидениях

Генеральный директор Ленинской библиотеки о приметах и вызовах времени

РБК
«Черкизово». Наследники. Алтай «Черкизово». Наследники. Алтай

Почему Игорь Бабаев отдал весь свой бизнес сыновьям

Forbes
Ева без рая Ева без рая

Ева Грин встретилась на руинах старой Европы с Алексеем Тархановым

Tatler
8 архетипов в отношениях 8 архетипов в отношениях

Каждый человек в отношениях проявляет характеристики определенного архетипа

Psychologies
Суверенная электроника: зачем России производство наночипов Суверенная электроника: зачем России производство наночипов

За последние десять лет в России научились делать новые типы микросхем

Inc.
Как разнообразить интимную жизнь: 11 интригующих идей для пар, готовых к экспериментам Как разнообразить интимную жизнь: 11 интригующих идей для пар, готовых к экспериментам

Подборка способов, которые помогут добавить новизны в сексуальные отношения

Playboy
В Назарете обнаружен дом, в котором мог провести свое детство Иисус В Назарете обнаружен дом, в котором мог провести свое детство Иисус

Археолог Кен Дарк сообщил, что обнаружил дом, в котором прошло детство Иисуса

Популярная механика
Засухи приведут к массовой замене древесных видов в лесах Земли Засухи приведут к массовой замене древесных видов в лесах Земли

Из-за засухи деревья в лесах будут заменяться засухоустойчивыми кустарниками

N+1
Новое изобретение для телефона Новое изобретение для телефона

С момента изобретения телефона техника для связи успела сильно измениться

Наука и жизнь
Игра протоколов Игра протоколов

Татьяна Алешичева о трех главных женщинах Британии 1980-х

Weekend
«Hello World. Как быть человеком в эпоху машин» «Hello World. Как быть человеком в эпоху машин»

Отрывок из книги Ханна Фрай о том, какой властью наделены алгоритмы

N+1
Одержимость сексом: что делать, если партнер страдает зависимостью? Одержимость сексом: что делать, если партнер страдает зависимостью?

Возможно ли сохранить отношения, если у одного из партнеров зависимость от секса

Psychologies
Тональный на все лицо и еще 9 ошибок, которые ты делаешь, когда наносишь макияж Тональный на все лицо и еще 9 ошибок, которые ты делаешь, когда наносишь макияж

Рассказываем, как избежать мейкап-ошибок, чтобы выглядеть отлично

Cosmopolitan
Тайна «плохиша»: почему мы любим отрицательных героев? Тайна «плохиша»: почему мы любим отрицательных героев?

Психолог объясняет, в чем секрет притягательности отрицательных героев

Psychologies
«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
«Давайте их куда-нибудь сдадим». Неожиданные итоги родительского опроса «Давайте их куда-нибудь сдадим». Неожиданные итоги родительского опроса

Касательно подростков мнение родителей единодушно — всех в интернат!

СНОБ
Максим Федоров: искусственный интеллект в десяти вопросах и ответах Максим Федоров: искусственный интеллект в десяти вопросах и ответах

Профессор Сколтеха — об искусственном интеллекте и реальности сюжетов фантастики

РБК
Гонка лоялистов: откуда идет волна репрессивного законотворчества Гонка лоялистов: откуда идет волна репрессивного законотворчества

Кто и зачем продвигает репрессивную компанию в законодательстве

Forbes
Что почитать о путешествиях, если надоели travel-блоги? Что почитать о путешествиях, если надоели travel-блоги?

Эти произведения — отличный способ проникнуться другими странами

МегаФон Путешествия
Открыть в приложении