Витрина
Журналов

Искатели №1

Комментарии
0

категория журнала | Общество

Пробный выпуск №1

Пробный выпуск №1

Бренд: Искатели

Автор: nooksbood

Дата издания: 27.01.2017

Инь и Ян физической науки

Мы до сих пор ищем "Теорию всего", красивую, элегантную, изящную. Эта идея пришла к нам из далекого прошлого.

Если бы вы поймали случайного прохожего на улице средневекового европейского города и спросили, из чего состоят все вещи в мире, то тот, будь он достаточно грамотен, недолго думая, начертил бы вам красивую и симметричную схему: квадрат, в вершинах которого расположены четыре всем знакомых с детства Первоэлемента: Вода, Огонь, Воздух и Земля, а в центре загадочный пятый элемент – Эфир. Для незнакомца схема проста и очевидна: первые четыре эссенции в разных сочетаниях и пропорциях наделяют предметы всеми возможными свойствами, а пятая – соответственно квинт-эссенция – приводит мир в движение. Будь прохожий еще скрупулезней, он бы добавил, что каждый первоэлемент несет в себе сочетание основных свойств материи: теплоты, холода, влажности и сухости. Скажем, огонь несет тепло и сухость, а вода – холод и влажность. Схема бы пополнилась еще одним квадратом, а ваше понимание Вселенной с позиции прохожего стало бы полным.

AltText

Рис.1.Квадрат противоположностей: основы мироздания с точки зрения человека Античности

Повторив этот опрос в наше время, что вы выясните? В зависимости от уровня образования вашего опрошенного полученные ответы будут разной степени подробности: один вспомнит про молекулы и атомы из школьного курса химии, другой (опять-таки из школьного курса) про нейтроны, протоны и электроны, а иной – и про кварки, нейтрино, глюоны, пионы, мюоны и прочие "-оны". При взгляде на непричесанный «зоопарк частиц» появляется невольная ностальгия по старым добрым «стихиям». Пять первоэлементов определенно выглядят выигрышно и элегантно на фоне 17 элементарных частиц, о которых говорит современная физика. Мешает одно: мы знаем – из экспериментов на больших и не очень коллайдерах, – что вещество разбивается на элементарные частицы, а вот первородного Огня или Эфира в опытах получить пока еще не удавалось и скорее всего никогда не удастся. Конечно, поразительный контраст полученных ответов может быть оправдан сроком, их разделяющим. Однако в истории науки такая смена превалирующих теорий происходила и на масштабе десятилетий и иногда очень резко. Множество элегантных гипотез не выдержало проверки опытом и было отправлено на свалку идей, чтобы быть замененными на правильные, но менее простые теории. Так, «плоская Земля» оказалась скорее шарообразной, чрезвычайно красивая геометрическая теория гравитации Лесажа заменилась нетривиальной геометрической теорией гравитации Эйнштейна, атом за короткий период времени успел перебывать и «пудингом с изюмом» (пудинг – это ядро атома, а изюм – электроны), и планетарной системой (где вокруг ядра по статическим орбитам вращаются спутники-электроны), и в конце концов – квантово-механической системой, работающей по иным принципам, чем ее предшественники.  

AltText

Рис.2.Стандартная модель: алфавит мироздания с точки зрения человека эпохи БАК

В конечном счете, любая теория стремится объять все наблюдаемые явления, т.е. стать полной. В то же время идея «элегантной теории» – вера в то, что Теория Всего должна быть элегантной и описываться коротким списком лаконичных уравнений – еще со времен трех законов движения Ньютона и законов электромагнетизма Максвелла будоражит умы исследователей, заставляя их искать проблемы. Поэтому научный прогресс можно представить как непрерывный процесс противодействия двух движущих сил: стремления редуцировать описание поведения сложной системы к чему-то простому и стремления сделать теорию адекватной реальности. Две эти направления, взаимоисключающих друг друга и взаимопроникающих, являются вроде персональных Инь и Ян для физической науки. Ясно, что для науки приоритетным является второе направление: адекватное описание реальности. Однако каждый год появляется огромное количество работ, написанных в ключе «элегантной теории». Взять, например, математически безупречную «Исключительно простую теорию всего» Гаррета Лиси, построенную целиком на основе математической теории групп.

Full

Рис.3.Основы мироздания с точки зрения Гаррета Лиси. 


Каждая фигура - элементарная частица.Может быть, причина этого в математическом характере физического описания, ведь, как известно, это математика грешит красивыми абстракциями, а из математики они неизбежно приходят в физику. А может, это неотъемлемая черта человеческого сознания – искать единственно правильный (и по возможности красивый) ответ. Тем не менее, факт остается фактом: плохо это или хорошо, но человечество с не угасающим оптимизмом продолжает искать «Теорию всего», элегантную, красивую и полную. 


Марсель Ишимбаев