Пошук остаточних законів природи
Цей сайт присвячений великій інтелектуальній пригоді - пошуку остаточних законів природи. Мрія про остаточну теорію багато в чому надихає роботи в області фізики високих енергій. Хоча ми й не знаємо, як можуть виглядати остаточні закони або скільки років пройде, перш ніж вони будуть відкриті, все-таки ми думаємо, що вже в сучасних теоріях уловлюються проблиски контурів остаточної теорії.
Сама ідея остаточної теорії суперечлива і є в наші дні предметом інтенсивних суперечок. Це протиріччя вже досягло комітетських кабінетів конгресу США: фізика високих енергій стає усе більше дорогою наукою й обіг учених за суспільною підтримкою частково обґрунтовується історичною місією відкриття остаточних законів
Із самого початку в наміри входив виклад тих питань, які виникають у зв'язку із самою ідеєю остаточної теорії як частини інтелектуальної історії нашого часу, розраховане на людей без спеціальної підготовки по фізиці й вищій математиці. Мова йде про ключові ідеї, що лежать в основі сучасних фундаментальних досліджень по фізиці. Але це не підручник по фізиці, і Ви не зустрінете окремих глав, повністю присвячених часткам, взаємодіям, симетріям і струнам. Навпроти, тут уплетені поняття сучасної фізики в обговорення того, що таке остаточна теорія і як ми збираємося неї шукатися
Остаточна теорія
Але зараз ми застрягли. Роки, що пройшли із середини 1970-х, були самими марними в історії фізики
елементарних часток. Ми розплачуємося за власні успіхи: теорія просунулася так далеко, що подальший
прогрес вимагає вивчення процесів, що відбуваються при енергіях, що далеко виходять за межі можливостей
існуючих експериментальних установок.
Щоб вийти з тупика, фізики ще в 1982 р. почали планувати будівництво наукової установки безпрецедентних
розмірів і вартості, що одержала назва Надпровідний суперколлайдер (ССК). У цьому проекті передбачається
прорити овальний тунель довжиною близько 85 км до півдня від Далласа. Тисячі надпровідних магнітів, розташованих усередині цього підземного
тунелю, повинні змусити зробити мільйони оборотів по кільцю два зустрічних пучки электрически заряджених часток
- протонів, поки вони не прискоряться до енергії, у двадцять разів більшої, ніж максимальна енергія, досяжна на
існуючих прискорювачах. У декількох крапках уздовж кільця протони обох пучків будуть мільйони разів у секунду
зіштовхуватися один з одним, а величезні детектори, деякі вагомий у десятки тисяч тонн, будуть реєструвати
результати цих зіткнень. Вартість проекту була оцінена в 8 мільярдів доларів.
Ідея будівлі Суперколлайдера викликала сильну протидію, і не тільки з боку ощадливих конгресменів,
але й з боку ряду вчених, які хотіли б, щоб гроші витрачалися на дослідження саме в їхній області. Завжди
вистачало бурчання із приводу так званої великої науки, і мішенню багатьох буркунів став ССК. У той же час
об'єднання європейських учених, відоме за назвою ЦЕРН1), розглядає можливість будівлі схожої
установки - Великого Адронного Коллайдера (БАК). Ця установка буде коштувати менше, ніж ССК, тому що в ній
передбачається використовувати вже існуючий тунель, проритий під Юрськими горами поблизу Женеви, але по ряду
причин енергія часток на цьому прискорювачі буде становити менш половини тієї, котра планується на ССК. У багатьох
відносинах спори в США із приводу ССК схожі на суперечки в Європі про те, чи варто будувати БАК.
Перше видання цієї книги вийшло у світло в 1992 р. До цього часу фінансування ССК, зупинене червневим
рішенням Палати представників, було відновлено серпневим рішенням Сенату. Майбутнє Суперколлайдера було б
забезпечено, якби проект одержав помітну іноземну підтримку але поки що цим і не пахне. Схоже, що якщо
фінансування проекту й прорветься через конгрес цього року2', те в наступному знову виникне погроза припинення
фінансування, і так буде щороку, поки проект не буде завершений3). Може трапитися, що останні роки ХХ в.
стануть свідками припинення епохальних пошуків підстав фізичної науки, поновлення яких відбудеться,
можливо, через багато років.
Ця книга зовсім не про Суперколлайдере. Однак суперечки про проект змусили мене в ряді публічних виступів і в
час слухань у конгресі спробувати пояснити, що ж ми намагаємося з'ясувати, вивчаючи елементарні частки. Комусь
може здатися, що після
1) Centre Europeen des Recherches Nucleaire (CERN) - Європейський Центр Ядерних Досліджень. - Прим.
з.
2) Мається на увазі 1992 р. - Прим. з.
3) На жаль, доля ССК визначилася: конгрес США припинив фінансування будівництва наприкінці
1993 р. Про наслідки цього рішення докладніше буде сказано нижче. - Прим. з.
10
тридцяти років роботи в області фізики це було для мене досить легко, але все виявилося не так-те просто.
Для мене самого задоволення, одержуване від роботи, завжди було достатньою основою для того, щоб неї робити.
Сидячи за своїм столом або де-небудь у кафі, я маніпулюю математичними формулами й почуваю себе як Фауст,
граючий у пентаграммы, перш ніж з'явився Мефистофель. Дуже рідко математичні абстракції,
експериментальні дані й фізична інтуїція з'єднуються в певну теорію часток, сил і симетрій. Ще
рідше теорія виявляється правильною; іноді експерименти підтверджують, що природа дійсно треба тим законам,
які теорія пророкує.
Але це не все. Для фізиків, чия діяльність пов'язана з елементарними частками, є й інша спонукальна
причина для роботи, що значно сутужніше пояснити навіть самому собі.
Існуючі теорії обмежені, вони усе ще не повні й не остаточні. Але за ними тут і там ми вловлюємо
проблиски остаточної теорії, що буде мати необмежену застосовність і буде повністю задовольняти нас
своєю повнотою й погодженістю. Ми шукаємо універсальні істини про природу й, коли ми їх знаходимо, намагаємося
[...]
Початок
у кінець [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127]