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

Осторожно, еда! Осторожно, еда!

Как свежая и неиспорченная пища может стать отравой

N+1
Самые необычные концепции Вселенной: прав ли Эйнштейн Самые необычные концепции Вселенной: прав ли Эйнштейн

Общая теория относительности позволяет создавать экзотические воображаемые миры

Популярная механика
Компьютерный мозг Компьютерный мозг

Как работают настоящие нейроморфные микросхемы

Популярная механика
А не мудак ли я? Мужчина отвечает на претензии XXI века к мужчинам А не мудак ли я? Мужчина отвечает на претензии XXI века к мужчинам

Кто он такой вообще — этот мудак — и как принять, что мудаком можете быть и вы

Esquire
Смехотерапия: хохотать, чтобы стать счастливее Смехотерапия: хохотать, чтобы стать счастливее

Заставляя себя улыбаться, мы запускаем процессы, которые делают нас счастливыми

Psychologies
Правила жизни Эльдара Рязанова Правила жизни Эльдара Рязанова

Главные высказывания Эльдара Рязанова о жизни и кино

Esquire
Энергия из воздуха. Как развивается ветряная генерация в России и мире Энергия из воздуха. Как развивается ветряная генерация в России и мире

Как Россия вводит в эксплуатацию экологически чистую энергию ветра

Inc.
7 российских страшилок, популярных на Западе 7 российских страшилок, популярных на Западе

А мы еще удивляемся, почему русских так боятся

Maxim
Наличие смысла жизни и самоконтроль помогают справиться со стрессом из-за пандемии Наличие смысла жизни и самоконтроль помогают справиться со стрессом из-за пандемии

Что помогает людям справиться со стрессом и пережить кризис

Inc.
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
Первопроходец: Маргарита Ковальчук Первопроходец: Маргарита Ковальчук

Маргарита Ковальчук стала первой российской профессиональной киберспортсменкой

Glamour
8 архетипов в отношениях 8 архетипов в отношениях

Каждый человек в отношениях проявляет характеристики определенного архетипа

Psychologies
Как распознать киберпреступников в «черную пятницу» Как распознать киберпреступников в «черную пятницу»

Эксперт рассказывает, как распознать киберпреступников в дни распродаж

СНОБ
Группа В: нехватку ликвидировать Группа В: нехватку ликвидировать

Недостаток витаминов группы В опасен для организма. Как с ним бороться?

Здоровье
Периодическую часть спектра быстрого радиовсплеска объяснили дифракционным линзированием Периодическую часть спектра быстрого радиовсплеска объяснили дифракционным линзированием

В роли линзы могло выступать облако плазмы или небольшой массивный объект

N+1
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
Археологи нашли в Старой Рязани усадьбы двух ювелиров-шахматистов XIII века Археологи нашли в Старой Рязани усадьбы двух ювелиров-шахматистов XIII века

Предметы в этих усадьбах указывают на то, что их хозяева были ювелирами

N+1
Бамбуково-тростниковый стаканчик разложился наполовину за два месяца в земле Бамбуково-тростниковый стаканчик разложился наполовину за два месяца в земле

Одноразовая посуда, которая выигрывает у конкурентов

N+1
«Отыграть назад» с Николь Кидман и Хью Грантом: богатые снова плачут «Отыграть назад» с Николь Кидман и Хью Грантом: богатые снова плачут

«Отыграть назад» — детектив, приправленный классовой ненавистью

Esquire
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
Бизнесмены 2020 года: Loóna Бизнесмены 2020 года: Loóna

Создатели приложения Loóna добились того, что другим и не снилось

GQ
Клиенты-целовашки и волшебный пендель. Кому и как правильно задавать вопросы, чтобы стать лучше Клиенты-целовашки и волшебный пендель. Кому и как правильно задавать вопросы, чтобы стать лучше

Отрывок из книги «Энергия клиента. Как окупается человеческий подход в бизнесе»

Inc.
Чем вредны заменители сахара и есть ли полезные альтернативы Чем вредны заменители сахара и есть ли полезные альтернативы

Заменители сахара могут негативно влиять на сердце и сосуды

РБК
Моя терапия: «Было проще с ним согласиться, чем слушать крики» Моя терапия: «Было проще с ним согласиться, чем слушать крики»

История о том, как работа с психотерапевтом спасла женщину от абьюза

Psychologies
35 лет ОС Windows: как выглядела самая первая версия ОС 35 лет ОС Windows: как выглядела самая первая версия ОС

Как пользовались Windows до того, как это стало модным

Maxim
Самые агрессивные знаки зодиака Самые агрессивные знаки зодиака

Представители каких знаков зодиака самые агрессивные?

Cosmopolitan
Голос и здоровье: как они связаны? Голос и здоровье: как они связаны?

По голосу можно диагностировать, что происходит в теле

Psychologies
«Дело жизни – печь!» «Дело жизни – печь!»

Что влияет на калорийность десерта и в чем секрет маложирного крема

Худеем правильно
Кесарево сечение при тазовом предлежании плода: можно ли Кесарево сечение при тазовом предлежании плода: можно ли

Что такое тазовое предлежание плода?

9 месяцев
«Давайте их куда-нибудь сдадим». Неожиданные итоги родительского опроса «Давайте их куда-нибудь сдадим». Неожиданные итоги родительского опроса

Касательно подростков мнение родителей единодушно — всех в интернат!

СНОБ
Открыть в приложении