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

Ода мозжечку Ода мозжечку

Мозжечок — координатор движений и «графический процессор» в теле человека

Популярная механика
«Взаперти»: фильм от режиссера «Поиска» о деструктивной материнской любви «Взаперти»: фильм от режиссера «Поиска» о деструктивной материнской любви

Рецензия на фильм «Взаперти», вторую работу Аниша Чаганти («Поиск»)

Forbes
Печень: чистить или любить? Печень: чистить или любить?

Расследование: как работает печень, как ее защитить и стоит ли чистить?

Здоровье
Много топоров, бритва, щипчики для волос: быт британцев бронзового века Много топоров, бритва, щипчики для волос: быт британцев бронзового века

Обзор археологических находок из Хаверингского клада

N+1
«Карантинные разводы»: как не пополнить печальную статистику? «Карантинные разводы»: как не пополнить печальную статистику?

Как не разрушить отношения, находясь с мужем дома 24/7 – рассказывает психолог

Cosmopolitan
9 актеров, которые оказались слишком мускулистыми для своих ролей 9 актеров, которые оказались слишком мускулистыми для своих ролей

Во многих фильмах актеры явно перестарались с физической формой

Maxim
Алкогений: Петр Мамонов Алкогений: Петр Мамонов

Хмурым утром у ларька с пивом очередь расступалась, завидя Мамонова в пиджаке

Maxim
Цыганское счастье Алексея Никульникова Цыганское счастье Алексея Никульникова

Сорок лет назад на экраны вышел многосерийный фильм Александра Бланка «Цыган»

Караван историй
В чем заключаются причины дислексии. Отрывок из книги Марианны Вулф В чем заключаются причины дислексии. Отрывок из книги Марианны Вулф

Отрывок из книги Марианны Вулф «Пруст и кальмар: Нейробиология чтения»

СНОБ
«У меня мало друзей, потому что много денег» «У меня мало друзей, потому что много денег»

Мы все с детства усвоили, что дружбу за деньги не купишь

Psychologies
Дьявол во плоти Ferrari F40 или как обогнать Porsche и умереть Дьявол во плоти Ferrari F40 или как обогнать Porsche и умереть

Хардкорный и сексуальный суперкар из 1980-х — Ferrari F40

Популярная механика
Как стать актером озвучки: пошаговое руководство для начинающих в профессии Как стать актером озвучки: пошаговое руководство для начинающих в профессии

Как становятся актерами дубляжа и насколько это сложно?

Playboy
Братец Кролик и братец Лис Братец Кролик и братец Лис

Банкротство Прамода Миттала с долгом в сто тридцать миллионов фунтов

Tatler
«Ждем, когда 5G станет реальностью, а не только поводом для хайпа» «Ждем, когда 5G станет реальностью, а не только поводом для хайпа»

Александр Чуб — о том, как в России развивается инфраструктура для сотовой связи

РБК
Гудбай, Америка: 10 фактов о Христофоре Колумбе, которых вы не знали Гудбай, Америка: 10 фактов о Христофоре Колумбе, которых вы не знали

Все самые интересные факты о Христофоре Колумбе в нашей подборке

Популярная механика
Окситоцин: как на нас влияет «гормон объятий» Окситоцин: как на нас влияет «гормон объятий»

Разбираемся, как окситоцин влияет на психику и на здоровье в целом

РБК
Как студент Физтеха попал в инвестфонд и получил право распоряжаться миллиардами рублей Как студент Физтеха попал в инвестфонд и получил право распоряжаться миллиардами рублей

История успеха управляющего партнера «ТилТех Капитала» Андрея Кобякова

Forbes
Хурма – зимняя ягода Хурма – зимняя ягода

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

Здоровье
Тюленям-монахам нашли новозеландского предка Тюленям-монахам нашли новозеландского предка

Открытие заставило переписать эволюционную историю настоящих тюленей

N+1
Porsche Cayenne E-hybrid. Прости, Рудольф! Porsche Cayenne E-hybrid. Прости, Рудольф!

Porsche Cayenne E-hybrid легко узнать в потоке

4x4 Club
Первопроходец: Маргарита Ковальчук Первопроходец: Маргарита Ковальчук

Маргарита Ковальчук стала первой российской профессиональной киберспортсменкой

Glamour
Лиза против всех: интервью с русской Тоней Хардинг – Елизаветой Туктамышевой Лиза против всех: интервью с русской Тоней Хардинг – Елизаветой Туктамышевой

Чемпионка мира о четверных прыжках, работе с психологом и запуске линии одежды

GQ
Быт любимой Быт любимой

Разбираемся в тонкостях домашнего менеджмента и учимся не обесценивать быт

Cosmopolitan
Даже лучший алгоритм может навредить человеку Даже лучший алгоритм может навредить человеку

Олег Бяхов — об этичных трендах и общении с искусственным интеллектом

РБК
Пора ли разочаровываться в выборах в США Пора ли разочаровываться в выборах в США

Раскол в обществе — это то, с чем может столкнуться не только Белоруссия

СНОБ
Брак на всю жизнь: как живет вдова Олега Янковского Брак на всю жизнь: как живет вдова Олега Янковского

Олег Янковский прожил с одной женщиной — Людмилой Зориной — долгие 47 лет

Cosmopolitan
Нейросеть перевела текст в жестовую речь Нейросеть перевела текст в жестовую речь

Ученые создали алгоритм, который превращает текст в жестовую речь

N+1
Самцы пауков-филодромид перед спариванием обездвижили самок ядом и связали паутиной Самцы пауков-филодромид перед спариванием обездвижили самок ядом и связали паутиной

Такое поведение помогает им не стать обедом потенциальных невест

N+1
Гордей Петрик о новом фильме Андрея Кончаловского «Дорогие товарищи!» Гордей Петрик о новом фильме Андрея Кончаловского «Дорогие товарищи!»

Фильм «Дорогие товарищи!» — высказывание мастерское, мощное, но хитрое

СНОБ
Станки и люди Станки и люди

Машина на службе у человека или человек в плену у машины? О чем говорит история

РБК
Открыть в приложении