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

Брак не сложился: есть ли выход кроме развода? Брак не сложился: есть ли выход кроме развода?

Если супружество не приносит вам счастья, развод — не единственный выход

Psychologies
Какие пуховики и куртки сильно полнят — 9 моделей, которых лучше избегать Какие пуховики и куртки сильно полнят — 9 моделей, которых лучше избегать

Самые опасные фасоны, фактуры и расцветки пуховиков

Cosmopolitan
Бизнесмен, фигурист: с кем встречалась Ляйсан Утяшева до Павла Воли Бизнесмен, фигурист: с кем встречалась Ляйсан Утяшева до Павла Воли

Пара Ляйсан Утяшевой и Павлы Воли, пожалуй, самая крепкая в нашем шоу-бизнесе

Cosmopolitan
Не просто шлепок: почему детей нельзя наказывать физически Не просто шлепок: почему детей нельзя наказывать физически

Как физические наказания влияют на детей

Psychologies
Как избежать ошибок с широкими брюками: модные правила от стилиста Как избежать ошибок с широкими брюками: модные правила от стилиста

Стилист объясняет, как носить брюки-палаццо

Cosmopolitan
Как Станислав Черчесов превратился из героя чемпионата мира в одного из главных злодеев российского футбола Как Станислав Черчесов превратился из героя чемпионата мира в одного из главных злодеев российского футбола

Разбираемся, почему главного тренера сборной России стали так часто критиковать

GQ
Как накопить миллион Как накопить миллион

Планируешь крупную покупку? Учись откладывать деньги

Лиза
Иллюзия успеха Иллюзия успеха

Четыре истории о талантливых мастерах пускать пыль в глаза

Популярная механика
Великое ухо Великое ухо

Чем славен радиотелескоп Аресибо

N+1
Лучшее антистрессовое занятие осени и зимы — кормить птиц. Вот как делать это правильно Лучшее антистрессовое занятие осени и зимы — кормить птиц. Вот как делать это правильно

Чтобы кормить птиц правильно, стоит учесть несколько простых, но важных советов

Esquire
Александр Великий Александр Великий

Македонец, покоривший мир

kiozk originals
Как Чаушеску однажды чуть не разбился на самолете под Москвой Как Чаушеску однажды чуть не разбился на самолете под Москвой

Случилось это возле аэропорта Внуково…

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
Американские горки. Почему эйфория от выборов в США долго не продлится Американские горки. Почему эйфория от выборов в США долго не продлится

Чуда, в которое готовы были поверить участники мировых рынков, не случилось

СНОБ
Мнение: Spotify убивает открытую и доступную экосистему подкастов Мнение: Spotify убивает открытую и доступную экосистему подкастов

Как Spotify пошатнул доступность подкастов везде, на любой платформе

VC.RU
«Corvette лучше Porsche». 5 автомобильных историй из жизни Джо Байдена «Corvette лучше Porsche». 5 автомобильных историй из жизни Джо Байдена

Кандидат в президенты США недолюбливает Porsche 911 и фанатеет от Corvette

РБК
Маленькая война: как владельцы детских садов из Балашихи борются с поэтом Резником за права на два слова из его песни Маленькая война: как владельцы детских садов из Балашихи борются с поэтом Резником за права на два слова из его песни

Конфликт между поэтом Ильей Резником и владельцами детских садов из Балашихи

Forbes
«За слова надо отвечать»: когда общение в родительском чате приводит к убийству «За слова надо отвечать»: когда общение в родительском чате приводит к убийству

Почему виртуальная ссора может привести к реальной трагедии

Psychologies
Чтобы добиться успеха, вам нужны 5 качеств, которые есть у Джеффа Безоса, Илона Маска и Билла Гейтса Чтобы добиться успеха, вам нужны 5 качеств, которые есть у Джеффа Безоса, Илона Маска и Билла Гейтса

Как развить в себе пять важных черт характера, которыми обладают успешные люди

Inc.
Прорицатель или симулянт: 6 сугубо научных фактов о Нострадамусе, которых вы могли не знать Прорицатель или симулянт: 6 сугубо научных фактов о Нострадамусе, которых вы могли не знать

Кем же был Нострадамус — образованным шарлатаном или все-таки истинным пророком?

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
Бескрайний надзор Бескрайний надзор

Зачем России столько проверяющих органов?

Огонёк
Спортивный квартирник Спортивный квартирник

Обсудили с профессионалом по физподгогтовке, как не сохранить форму

Playboy
20 ошибок при самостоятельном окрашивании волос, которых легко избежать 20 ошибок при самостоятельном окрашивании волос, которых легко избежать

Что греха таить: все мы периодически красим (и портим) волосы дома

Cosmopolitan
Безумие близнецов: загадочный психоз сестер Урсулы и Сабины Эриксон Безумие близнецов: загадочный психоз сестер Урсулы и Сабины Эриксон

В 2008 году о шведских сестрах-близнецах Эриксон писали все британские газеты

Cosmopolitan
Катализатор двойного действия превратит отработанное масло в биодизель Катализатор двойного действия превратит отработанное масло в биодизель

Химики научились получать биодизельное топливо из загрязненного масла

N+1
Ученые нашли способ сделать бытовую технику компактнее Ученые нашли способ сделать бытовую технику компактнее

Разработка, которая позволит сделать основные компоненты приборов намного меньше

Популярная механика
Крайний север, одна река и три страны: путешествие по долине реки Паз. Фотоистория Крайний север, одна река и три страны: путешествие по долине реки Паз. Фотоистория

Паз — река, которую делят три страны

Esquire
Как понять, что мужчина вас использует: 4 красных флажка Как понять, что мужчина вас использует: 4 красных флажка

Что может указывать на то, что ваш новый друг с вами не вполне искренен?

Psychologies
Почему в России так не любят шпионов Почему в России так не любят шпионов

Шпион – это зло абсолютное, неисправимое

GQ
Открыть в приложении