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
Винтокрыл против конвертоплана Винтокрыл против конвертоплана

«Вертолет» не самый подходящий термин для описания этих воздушных монстров

Популярная механика
Отрывки из текста Михаила Калужского Отрывки из текста Михаила Калужского

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

СНОБ
7 знаменитых мужчин, которые женились на своих секретаршах 7 знаменитых мужчин, которые женились на своих секретаршах

Почему мужчины, которые могут выбрать любую, выбирают ту, что поближе?

Maxim
Взломанный робот-пылесос подслушал разговоры при помощи лазера Взломанный робот-пылесос подслушал разговоры при помощи лазера

Инженеры изобрели метод распознавания звуков с помощью робота-пылесоса

N+1
6 рок-групп, которые вдруг стали лучше после потери товарища 6 рок-групп, которые вдруг стали лучше после потери товарища

Группы, которые после изменения состава, стали только лучше и громче

Maxim
«Бывает, что один заказ приносит месячный доход»: чем занимается и сколько зарабатывает частный промышленный альпинист «Бывает, что один заказ приносит месячный доход»: чем занимается и сколько зарабатывает частный промышленный альпинист

Промышленный альпинист рассказывает, как зарабатывает, работая самостоятельно

VC.RU
Нейроны расширенной миндалины заставили мышей поволноваться Нейроны расширенной миндалины заставили мышей поволноваться

Связь нейронов расширенной миндалины и процесса эмоционального возбуждения

N+1
«Каждый раз все говорят, что наш бизнес должен умереть»: президент «Азбуки Вкуса» — о пандемии, IPO и фудхакинге «Каждый раз все говорят, что наш бизнес должен умереть»: президент «Азбуки Вкуса» — о пандемии, IPO и фудхакинге

Как ретейл переживает пандемию и почему в кризис растут продажи еды и вина

Forbes
Пять вопросов педиатру Пять вопросов педиатру

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

9 месяцев
Топ-10 горных вершин мира: покорителям высот Топ-10 горных вершин мира: покорителям высот

Подробный гайд для будущих покорителей вершин

Популярная механика
«Услуги концентрации»: как заработать на том, что учишь людей работать «Услуги концентрации»: как заработать на том, что учишь людей работать

Как Молли Сонстенг учит людей концентрации и максимально продуктивной работе

Forbes
Люблю абсурд: почему стоит посмотреть фильм «Человек из Подольска» Люблю абсурд: почему стоит посмотреть фильм «Человек из Подольска»

Рецензия на абсурдистскую комедию «Человек из Подольска» Семена Серзина

РБК
Его звали «тюремный Гудини» Его звали «тюремный Гудини»

В середине XX века похождения Альфи Хайндса не сходили с первых полос газет

Maxim
Сделай свою тревогу управляемой: 20 лайфхаков для подростков Сделай свою тревогу управляемой: 20 лайфхаков для подростков

Отрывок из книги «Спокойно, ты справишься!» о том, как справиться с тревогой

Psychologies
Правила женственного образа: как не переборщить и выглядеть стильно Правила женственного образа: как не переборщить и выглядеть стильно

Анастасия Алексеенко рассматривает образы Джессики Симпсон и Розалин Санчес

Cosmopolitan
Рейтинг доверия Рейтинг доверия

Дмитрий Марков — о рисках и преимуществах биометрических систем

РБК
Секреты даосских практик: три упражнения, которые вернут лицу красоту Секреты даосских практик: три упражнения, которые вернут лицу красоту

Ваша осанка подскажет, как сохранить красоту тела надолго

Psychologies
Как помочь подростку найти дело жизни? Как помочь подростку найти дело жизни?

Как поставить себя на место подростка и помочь ему выбрать профессию

Psychologies
Отпуск по обмену Отпуск по обмену

Восстановление дома 1485 года постройки

AD
Тональный на все лицо и еще 9 ошибок, которые ты делаешь, когда наносишь макияж Тональный на все лицо и еще 9 ошибок, которые ты делаешь, когда наносишь макияж

Рассказываем, как избежать мейкап-ошибок, чтобы выглядеть отлично

Cosmopolitan
Мало, мало, мало огня Мало, мало, мало огня

Год, когда непостижимость божественного замысла включилась на максимум

Tatler
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
Открытие 2020 года: Даня Милохин Открытие 2020 года: Даня Милохин

Даня Милохин — лицо не только российского TikTok, но и всего поколения

GQ
Разделяй и властвуй: зачем государства пытаются ограничить IT-компании Разделяй и властвуй: зачем государства пытаются ограничить IT-компании

IT-компании превратились в конкурентов государств

Forbes
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
Suzuki Vitara и KIA Seltos. Миллениал против зумера Suzuki Vitara и KIA Seltos. Миллениал против зумера

Сравниваем два на первый взгляд разных, но при этом очень похожих автомобиля

4x4 Club
Гедимин и его потомки Гедимин и его потомки

Все правители Москвы со времён Василия I были потомками литовских князей

Дилетант
Рождение супердержавы Рождение супердержавы

Всего за сто лет Литва стала крупнейшим государством Европы

Дилетант
Кислородная катастрофа: событие, запустившее эволюцию жизни на Земле Кислородная катастрофа: событие, запустившее эволюцию жизни на Земле

«Кислородная революция» изменила химический состав поверхности планеты

Популярная механика
Открыть в приложении