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

Темная сторона жены. Тест «Насколько хорошо ваша пара знает друг друга» Темная сторона жены. Тест «Насколько хорошо ваша пара знает друг друга»

Что ты знаешь о своей девушке? А что твоя девушка знает о тебе?

Maxim
Чулпан Хаматова: «Мне не так часто нужен психолог, как нормальному человеку, потому что мой психолог — это сцена или камера» Чулпан Хаматова: «Мне не так часто нужен психолог, как нормальному человеку, потому что мой психолог — это сцена или камера»

Интервью с Чулпан Хаматовой: об актерской профессии, благотворительности и кино

Esquire
Общество нетрезвости. В прокате Общество нетрезвости. В прокате

После нового фильма Томаса Винтерберга выпить хочется ой как сильно

Esquire
Отверженная и очень опасная: лучшие фильмы с Амандой Сейфрид Отверженная и очень опасная: лучшие фильмы с Амандой Сейфрид

Аманда Сейфрид за последние годы сделала стремительный профессиональный рывок

Cosmopolitan
Отрывок из книги Сильвии Морено-Гарсия «Мексиканская готика» Отрывок из книги Сильвии Морено-Гарсия «Мексиканская готика»

Секреты и ужасы, которые долгое время скрывали обитатели Дома-на-Горе

СНОБ
Как устроены самолеты-авианосцы: небесные колоссы Как устроены самолеты-авианосцы: небесные колоссы

Каким образом конструкторы работали над решением проблемы защиты авианосцев?

Популярная механика
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
Как распознать киберпреступников в «черную пятницу» Как распознать киберпреступников в «черную пятницу»

Эксперт рассказывает, как распознать киберпреступников в дни распродаж

СНОБ
Первая после 16 лет молчания книга Сюзанны Кларк «Пиранези». Публикуем первые главы Первая после 16 лет молчания книга Сюзанны Кларк «Пиранези». Публикуем первые главы

Отрывок из фантастического романа Сюзанны Кларк «Пиранези»

СНОБ
Обзор беспроводных наушников Philips TAPH805BK: музыка без лишнего шума Обзор беспроводных наушников Philips TAPH805BK: музыка без лишнего шума

Тестируем полноразмерные Bluetooth-наушники от Philips

CHIP
8 ложных убеждений, которые мешают вашему психическому здоровью 8 ложных убеждений, которые мешают вашему психическому здоровью

Думая об этом, можно навредить самому себе

Psychologies
7 брендов General Motors, которых больше не существует 7 брендов General Motors, которых больше не существует

Вспоминаем, какими марками владела GM раньше: часть 1

Популярная механика
Охота на должников. Несколько историй от ГИБДД о злостных нарушителях Охота на должников. Несколько историй от ГИБДД о злостных нарушителях

ГИБДД отрыла охоту на злостных неплательщиков штрафов

РБК
Все о звездах сериала «Ход королевы»: личная жизнь и истории успеха Все о звездах сериала «Ход королевы»: личная жизнь и истории успеха

Чем известен блестящий состав мини-сериала «Ход королевы»

Cosmopolitan
Российские ученые открыли новый минерал для батарей будущего Российские ученые открыли новый минерал для батарей будущего

На Камчатке открыли новый минерал — петровит

Популярная механика
За спиной отца: чем занимаются дочери первых лиц мира – Путина, Алиева и других За спиной отца: чем занимаются дочери первых лиц мира – Путина, Алиева и других

Чем занимаются наследницы политических лидеров?

Cosmopolitan
Главные ошибки, которые совершают компании, перешедшие на удаленку Главные ошибки, которые совершают компании, перешедшие на удаленку

Далеко не все компании смогли грамотно перевести работников в удаленный формат

Playboy
Жесткая конкуренция Жесткая конкуренция

История медиавойны между Playboy и его амбициозным подражателем

Playboy
Как реагировать на оскорбления в Интернете достойно и по-мужски Как реагировать на оскорбления в Интернете достойно и по-мужски

Что делать, если кто-то там в Интернете как-то не так тебя обозвал

Maxim
Современный альфонс: как не попасться на удочку Современный альфонс: как не попасться на удочку

Что делать, чтобы уберечься от альфонса?

Cosmopolitan
Защита окружающей еды Защита окружающей еды

Самые аппетитные пункты в меню страны — и места, где их нужно пробовать

GQ
Пять вопросов педиатру Пять вопросов педиатру

Врач-педиатр, кандидат медицинских наук отвечает на вопросы о детском здоровье

9 месяцев
Типично псковские дали Типично псковские дали

Едем на длинные выходные в Псковскую область

Seasons of life
Клеточные Терминаторы Клеточные Терминаторы

Ученые научились создавать «полу-искусственную полужизнь»

Популярная механика
10 самых памятных выступлений «Гражданина поэта» в исполнении Михаила Ефремова 10 самых памятных выступлений «Гражданина поэта» в исполнении Михаила Ефремова

Отрывки из проекта «Гражданин хороший» с участием Михаила Ефремова

Maxim
Как открыть свой бизнес: 9 главных шагов для желающих начать свое дело Как открыть свой бизнес: 9 главных шагов для желающих начать свое дело

Подробный гайд для начинающих предпринимателей

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
Сделать бизнес на одном товаре и продавать его 60 лет: история универсальной смазки WD-40 Сделать бизнес на одном товаре и продавать его 60 лет: история универсальной смазки WD-40

WD-40 создавали смазку для космических ракет, а её формула хранится в секрете

VC.RU
Как безумный Майк Хьюз отправился за славой и погиб Как безумный Майк Хьюз отправился за славой и погиб

Пустыня Мохаве что-то шептала в темноте, пока Безумный Майк готовился к полету

Популярная механика
«Счастье — когда тебя понимают»: так ли это? «Счастье — когда тебя понимают»: так ли это?

Что же такое счастье с научной точки зрения?

Psychologies
Открыть в приложении