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

Осторожно, еда! Осторожно, еда!

Как свежая и неиспорченная пища может стать отравой

N+1
Дарит прокрастинацию, чувство вины и забирает радость от жизни: почему список дел хуже расписания в календаре Дарит прокрастинацию, чувство вины и забирает радость от жизни: почему список дел хуже расписания в календаре

Вы встречали кого-то, кто выполняет всё, что обещал сделать за день?

VC.RU
Хурма – зимняя ягода Хурма – зимняя ягода

Рассказываем, в чем польза хурмы, как ее выбирать и какие блюда с ней готовить

Здоровье
Новое исследование объяснило, почему потребители считают красивую еду более полезной Новое исследование объяснило, почему потребители считают красивую еду более полезной

Эстетически привлекательную пищу мы считаем более здоровой

Inc.
Весомый аргумент Весомый аргумент

TRX обращает вес тела в его силу

GQ
Как выиграть переговоры: 4 секрета от бывшего агента ФБР Как выиграть переговоры: 4 секрета от бывшего агента ФБР

Эти советы обязательно помогут тебе в жизни

Playboy
Деньги и мы: что влияет на наши отношения? Деньги и мы: что влияет на наши отношения?

Как складываются ваши отношения с деньгами и можно ли их изменить?

Psychologies
Как победить лень: 15 эффективных способов встать, наконец, с дивана Как победить лень: 15 эффективных способов встать, наконец, с дивана

Как избавиться от лени и стать продуктивным человеком?

Playboy
Большая Засечная черта. Часть 1 Большая Засечная черта. Часть 1

История одного из крупнейших фортификационных сооружений Российского государства

Культура.РФ
Как стать профессиональным фотографом: 7 шагов к крутой карьере Как стать профессиональным фотографом: 7 шагов к крутой карьере

Подборка советов для желающих освоить ремесло профессионального фотографа

Playboy
Токсичные отношения Токсичные отношения

Почему детокс принесет вам хорошие дивиденды

GQ
Где были твои глаза? Где были твои глаза?

Поучительнейшая история из частной практики чужой личной жизни

Tatler
История трагической любви настоящих Красавицы и Чудовища История трагической любви настоящих Красавицы и Чудовища

Во Франции жила настоящие Красавица и Чудовища

Cosmopolitan
Из тьмы веков, из топи блат Из тьмы веков, из топи блат

Кто жил на землях, на которых в XIII веке возникла литовская держава?

Дилетант
Самые сильные знаки зодиака: рейтинг астрологов Самые сильные знаки зодиака: рейтинг астрологов

Расположение небесных тел в момент рождения человека определяет его характер

Cosmopolitan
Три десятилетия Игнобеля: от памяти воды до чистящей слюны Три десятилетия Игнобеля: от памяти воды до чистящей слюны

Открытия, за которые в разные годы присуждали Игнобелевскую премию

Наука и жизнь
Несколько страниц из жизни… пня Несколько страниц из жизни… пня

Пень многолик. Присмотримся к нему повнимательнее

Наука и жизнь
«Мы сидим на грантовой игле»: как журналистка запустила программу реабилитации для людей с ДЦП «Мы сидим на грантовой игле»: как журналистка запустила программу реабилитации для людей с ДЦП

Интервью с основательницей проекта «Лига мечты» Натальей Белоголовцевой

Forbes
Школа женского здоровья Школа женского здоровья

6 правил, которые помогут тебе чувствовать себя по утрам бодрой и отдохнувшей

Cosmopolitan
«Река, озеро, красивый лес»: спрос на загородную недвижимость в пандемию вырос на 30-50% «Река, озеро, красивый лес»: спрос на загородную недвижимость в пандемию вырос на 30-50%

Предложение не успевает за спросом на загородную недвижимость

Forbes
Кишечные бактерии защитили мышей от радиации Кишечные бактерии защитили мышей от радиации

В кишечниках мышей есть бактерии, которые помогли им пережить облучение

N+1
Гигантских вирусов заподозрили в наличии энергетического метаболизма Гигантских вирусов заподозрили в наличии энергетического метаболизма

У пандоравирусов нашли мембранный градиент и ферменты цикла Кребса

N+1
Мифы и легенды о Байкале Мифы и легенды о Байкале

Вспоминаем бурятские легенды и научные факты о суровом «сибирском море»

Культура.РФ
Правила жизни Мэттью Макконахи Правила жизни Мэттью Макконахи

Правила жизни актера Мэттью Макконахи

Esquire
Сыграли в любовь! Актеры, которые после расставания продолжили сниматься вместе Сыграли в любовь! Актеры, которые после расставания продолжили сниматься вместе

Кому из знаменитостей удалось поддерживать отношения на съемках после разрыва

Cosmopolitan
Камуфляжные листья защитили рябчики от сбора на нужды китайской медицины Камуфляжные листья защитили рябчики от сбора на нужды китайской медицины

Интенсивный сбор людьми заставил растения приобрести серовато-бурые листья

N+1
10 имен из мира компьютерных игр, которые должен знать каждый 10 имен из мира компьютерных игр, которые должен знать каждый

Имена этих гениев игровой индустрии будут изучать в школе

Maxim
«Лернинг ту флай» — невыдуманная история летающего внедорожника «Лернинг ту флай» — невыдуманная история летающего внедорожника

Этот летающий внедорожник звали «Ротабагги»

Maxim
Да ты «Псих»: каким получился первый сериал Федора Бондарчука Да ты «Псих»: каким получился первый сериал Федора Бондарчука

Какой жизнь предстает в сериале «Псих» от Федора Бондарчука

РБК
Gartner назвала 10 способов быстро сократить расходы на ИТ в кризис Gartner назвала 10 способов быстро сократить расходы на ИТ в кризис

Как управлять затратами на ИТ в кризис

Inc.
Открыть в приложении