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
12 неловких вопросов про инвалидность 12 неловких вопросов про инвалидность

Правильно ли говорить «человек с инвалидностью» и зачем слепым ходить в музей?

СНОБ
Других писателей у меня для вас нет Других писателей у меня для вас нет

Знакомьтесь: Омид Скоби, биограф Меган Маркл и принца Гарри

Tatler
Дыхательная гимнастика Стрельниковой: упражнения, эффективность, отзывы Дыхательная гимнастика Стрельниковой: упражнения, эффективность, отзывы

Разбираемся, что такое дыхательная гимнастика Стрельниковой и кому она полезна

РБК
Тайная связь с Кубой Тайная связь с Кубой

История переговоров между Вашингтоном и Гаваной

kiozk originals
Нейросеть напрямую определила пищевую ценность блюда по фотографии Нейросеть напрямую определила пищевую ценность блюда по фотографии

Новый алгоритм напрямую определяет содержание белков, жиров и углеводов в блюдах

N+1
Почему стандартные ванны обычно короче человеческого роста Почему стандартные ванны обычно короче человеческого роста

Рассказываем, кто и зачем придумал делать ванны короткими

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

В конце года каждый день у Тимура расписан по минутам

Cosmopolitan
Песнь льда и пламени Песнь льда и пламени

Сказка «Серебряные коньки» станет звездным часом для этих питерских актеров

Vogue
7 фактов о Леониде Гайдае 7 фактов о Леониде Гайдае

Даже после смерти Леонида Гайдая его фильмы продолжают смешить. Феномен!

Maxim
Здоровый мазохизм: в чем его польза Здоровый мазохизм: в чем его польза

Мазохизм — очень важный механизм для получения удовольствия

Psychologies
10 советов чтобы похудеть к Новому году 10 советов чтобы похудеть к Новому году

Как похудеть на 5-6 кг к Новому году

Худеем правильно
Жить дольше, болеть — меньше: российский стартап Otri с инвестициями «Азбуки Вкуса» хочет изменить подход к здоровью Жить дольше, болеть — меньше: российский стартап Otri с инвестициями «Азбуки Вкуса» хочет изменить подход к здоровью

Интервью с главой Otri Иваном Дегтярем о проблемах современной медицины

VC.RU
Великое ухо Великое ухо

Чем славен радиотелескоп Аресибо

N+1
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
Неудачник против везунчика Неудачник против везунчика

«Имя, сестра, имя!» — крылатая фраза из фильма «Д’Артаньян и три мушкетёра»

Дилетант
Новый год по-домашнему Новый год по-домашнему

Пришло время вспомнить, что новый год – это домашний праздник

Здоровье
Топ-10 горных вершин мира: покорителям высот Топ-10 горных вершин мира: покорителям высот

Подробный гайд для будущих покорителей вершин

Популярная механика
«Секс без людей, мясо без животных. Кто проектирует мир будущего» «Секс без людей, мясо без животных. Кто проектирует мир будущего»

Выращенное в лаборатории мясо и его преимуществам над животным аналогом

N+1
Городские чайки выследили идущих на обед школьников Городские чайки выследили идущих на обед школьников

Кроме того, птицы ориентировались на работу центра сбора мусора

N+1
Каково это — пройти Европу пешком за два года Каково это — пройти Европу пешком за два года

Как кровельщик из Железногорска за два года прошел пешком через всю Европу

Esquire
Смена власти в гареме заставила самок гелад созреть быстрее Смена власти в гареме заставила самок гелад созреть быстрее

Влияют ли самцы на скорость созревание самок в дикой среде?

N+1
Ни единой соринки! Ни единой соринки!

Универсальный гид по наведению порядка

Лиза
Антибиотики оказались опасны для младенцев Антибиотики оказались опасны для младенцев

Чем антибиотики опасны для детей

Популярная механика
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
Кокаиновый роман: почему распалась скандальная пара Джонни Деппа и Кейт Мосс Кокаиновый роман: почему распалась скандальная пара Джонни Деппа и Кейт Мосс

Рассказываем, почему распалась самая эпатажная звездная пара 90-х

Cosmopolitan
Глицин сформировался в условиях темного межзвездного облака Глицин сформировался в условиях темного межзвездного облака

Это говорит о более широкой распространенности данной аминокислоты во вселенной

N+1
Правила жизни Скарлетт Йоханссон Правила жизни Скарлетт Йоханссон

Правила жизни американской актрисы

Esquire
Лейла Слимани: Адель. Новый роман от лауреата Гонкуровской премии Лейла Слимани: Адель. Новый роман от лауреата Гонкуровской премии

Отрывок из нового романа Лейлы Слимани — о браке, сексуальности и зависимости

СНОБ
Одна вокруг света. Вход воспрещен или как застрять на границе между Малайзией и Тайландом Одна вокруг света. Вход воспрещен или как застрять на границе между Малайзией и Тайландом

94-я серия о кругосветном путешествии Ирины Сидоренко и ее собаки Греты

Forbes
Открыть в приложении