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

Австралиец нашел прижизненные фотографии вымершего почти сто лет назад бандикута Австралиец нашел прижизненные фотографии вымершего почти сто лет назад бандикута

Куратор музея обнаружил в архивах черно-белые фотографии бандикута

N+1
Playmate 2020 Playmate 2020

Полуфинал конкурса на самую горячую девушку по версии Playboy

Playboy
Две недели в середине лета: история о любви, абьюзе и смерти Две недели в середине лета: история о любви, абьюзе и смерти

Трогательный рассказ о насилии и любви, жизни и смерти

Psychologies
Радуга над мысом Горн Радуга над мысом Горн

История одного морского круиза

Наука и жизнь
Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость

Как защититься от хамства, не опускаясь до него?

Psychologies
Адвокат дьяволов Адвокат дьяволов

История адвоката, спасавшего диктаторов и тиранов

GQ
Посты в соцсетях помогли пересчитать британских валлаби Посты в соцсетях помогли пересчитать британских валлаби

В некоторых частях Великобритании валлаби начали размножаться в дикой природе

N+1
Значимые следы: как любители грубых ботинок меняли историю Значимые следы: как любители грубых ботинок меняли историю

Рассказываем о шести главных бунтарях в истории ХХ и XXI веков

Esquire
Влюбленность Елизаветы, жестокость Филиппа: правда и вымысел в сериале «Корона» Влюбленность Елизаветы, жестокость Филиппа: правда и вымысел в сериале «Корона»

Рассказываем, что в сериале «Корона» правда, а что — домыслы создателей

Cosmopolitan
Ученые нашли способ сделать бытовую технику компактнее Ученые нашли способ сделать бытовую технику компактнее

Разработка, которая позволит сделать основные компоненты приборов намного меньше

Популярная механика
«Мой целлюлит на бедрах стал виден»: Елена Перминова раскрыла модельные трюки «Мой целлюлит на бедрах стал виден»: Елена Перминова раскрыла модельные трюки

Елена Перминова заявила, что не стесняется своей внешности

Cosmopolitan
Гибель сына и внука, шесть неудачных браков: печальная судьба Натальи Кустинской Гибель сына и внука, шесть неудачных браков: печальная судьба Натальи Кустинской

Трагическая история советской актрисы Натальи Кустинской

Cosmopolitan
Моя терапия: «Было проще с ним согласиться, чем слушать крики» Моя терапия: «Было проще с ним согласиться, чем слушать крики»

История о том, как работа с психотерапевтом спасла женщину от абьюза

Psychologies
Андрей Евдокимов, глава «Байкал Электроникс»: «Либо вы принимаете риски, либо не занимаетесь микроэлектроникой» Андрей Евдокимов, глава «Байкал Электроникс»: «Либо вы принимаете риски, либо не занимаетесь микроэлектроникой»

Глава «Байкал Электроникс» о том, почему микроэлектроника сложнее космоса

Inc.
Ученые зарегистрировали передачу вируса Чапаре от человека к человеку Ученые зарегистрировали передачу вируса Чапаре от человека к человеку

Вирус Чапаре может передаваться от человека к человеку в медицинских учреждениях

N+1
Мозг присоединили к компьютеру через вену Мозг присоединили к компьютеру через вену

Ученые успешно протестировали новый нейрокомпьютерный интерфейс

N+1
Украла роль, увела мужа, избила и прокляла: как враждовали советские актрисы Украла роль, увела мужа, избила и прокляла: как враждовали советские актрисы

Рассказываем о пяти парах актрис, которые буквально ненавидели друг друга

Cosmopolitan
Личная эффективность по-настоящему Личная эффективность по-настоящему

Как победить стресс и начать жить с удовольствием

СНОБ
«Люблю переодевать людей» «Люблю переодевать людей»

О карантинных мерах, модном процессе и новом new look после кризиса и пандемии

OK!
Робокопы. Полиция будущего Робокопы. Полиция будущего

Роботы на службе у полиции: опасен ли для человека искусственный интеллект?

Playboy
Краткая история кнопки Turbo на древних компьютерах Краткая история кнопки Turbo на древних компьютерах

Даже в компьютерном деле плохо, когда слишком быстро!

Maxim
«Пережив смерть дочери, я понял, что такое семья» «Пережив смерть дочери, я понял, что такое семья»

История из жизни отца и писателя Бориса Мирзы

Psychologies
Отрывки из текста Михаила Калужского Отрывки из текста Михаила Калужского

Фрагмент текста Михаила Калужского — о памяти, ее аберрациях и ностальгии

СНОБ
Влюби в себя камеру: как круто получаться на откровенных кадрах — 7 фотопримеров Влюби в себя камеру: как круто получаться на откровенных кадрах — 7 фотопримеров

Эксперт рассказывает, как научиться хорошо выглядеть на откровенных фото

Cosmopolitan
Спасаемся от хандры: оттенки осени в элементах декора Спасаемся от хандры: оттенки осени в элементах декора

Дизайнерские решения, которые помогут справиться с осенней грустью

Psychologies
Продюсер 2020 года: Вячеслав Муругов Продюсер 2020 года: Вячеслав Муругов

Империя Вячеслава Муругова оккупирует все экраны страны

GQ
Такими ты их не помнишь! Звезды, которые сильно похудели и невероятно изменились Такими ты их не помнишь! Звезды, которые сильно похудели и невероятно изменились

Вспомнили истории знаменитостей, которым удалось сильно похудеть

Cosmopolitan
21 способ сосредоточиться 21 способ сосредоточиться

Навыки концентрации внимания необходимы и в личной, и в профессиональной жизни

Psychologies
10 вопросов к Уиллему Дефо 10 вопросов к Уиллему Дефо

Уиллем Дефо – главный характерный актер Голливуда и культовая фигура

Playboy
Большая Засечная черта. Часть 2 Большая Засечная черта. Часть 2

История одного из крупнейших фортификационных сооружений Российского государства

Культура.РФ
Открыть в приложении