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
фундаментальним для всіх наук про життя, а в тім, що ДНК сама є основа всього життя. Живі істоти такі, які
вони є, тому що вони пройшли довгий шлях еволюції до теперішнього виду, а ця еволюція виявилася можливою
завдяки властивостям ДНК і пов'язаних з нею молекул, що дозволяють організму передавати свій генетичний код
потомству. Точно так само, незалежно від того, корисні чи ні відкриття у фізику елементарних часток всім іншим
ученим, принципи фізики елементарних часток є фундаментом всієї природи.
Опоненти редукционизма часто посилаються на те, що відкриття у фізику елементарних часток навряд чи можуть
придатися вченим з інших областей. Це не погодиться з історичними свідченнями. Фізика елементарних
часток у першій половині ХХ в. була головним чином фізикою електронів і фотонів, і вона зробила величезне й безперечне
вплив на наше розуміння всіх форм матерії. Відкриття в сьогоднішній фізиці елементарних часток уже значно
впливають на космологію й астрономію. Так, ми використовуємо наші знання про кількість сортів елементарних часток для
розрахунків утворення хімічних елементів у перші трохи мі-
49
нут існування Всесвіту. Ніхто не може сказати, які ще наслідку можуть мати ці відкриття.
Але припустимо на мить, що надалі ніякі відкриття у фізику елементарних часток не будуть робити
ніякого впливу на роботу вчених в інших областях. Однаково робота фізиків в області елементарних часток буде
мати особливе значення. Ми знаємо, що еволюція живих істот виявилася можливої завдяки властивостям ДНК і інших
молекул, а властивості будь-якої молекули визначаються властивостями електронів, атомних ядер і електричних сил,
діючими між ними. А чому ці об'єкти такі, як вони є? Частково це пояснила стандартна модель
елементарних часток, а тепер ми хочемо зробити наступний крок і пояснити стандартну модель і принципи теорії
відносності й інших симетрій, на яких ця модель заснована. Я не розумію, як може все це здаватися неважливим
усякому, хто цікавиться тим, як улаштований мир, зовсім незалежно від будь-якої можливої користі, що фізика
елементарних часток може принести будь-якому іншому вченому.
Загалом кажучи, елементарні частки самі по собі не дуже цікаві, їх навіть порівнювати не можна в цьому змісті з
людьми. Якщо не вважати імпульсу й спина, кожний електрон у Всесвіті схожий на будь-який інший електрон - якби ви
побачили один електрон, уважайте, що ви бачили все. Але саме із цієї простоти випливає, що електрони, в
протилежність людям, не складаються з безлічі більше фундаментальних тридцятимільйонних, а самі являють собою
щось, близьке до фундаментальної тридцятимільйонної всього іншого. Елементарні частки цікаві саме тому, що
вони так одноманітні; завдяки простоті їхнє вивчення наближає нас до вичерпного розуміння природи.
Приклад з високотемпературною надпровідністю допомагає усвідомити той специфічний і обмежений зміст,
вкладений у слова, що фізика елементарних часток більше фундаментальнаі, чим будь-які інші області фізики. Саме
у наші дні Андерсон і інші фахівці в області фізики твердого тіла намагаються зрозуміти загадкове виникнення
надпровідності в ряді з'єднань міді, кисню й більше екзотичних елементів при температурах, багато більших
тих, які вважалися можливими. У той же час фізики, що займаються елементарними частками, намагаються зрозуміти
походження мас кварків, електронів і інших часток, що входять у стандартну модель. (Обидві завдання, виявляється,
зв'язані математично; як ми побачимо нижче, обидві вони зводяться до питання, яким образом певні симетрії,
якими володіли вихідні рівняння, губляться в рішеннях цих рівнянь.) Немає сумнівів, що фахівці з
твердому тілу рано або пізно вирішать проблему високотемпературної надпровідності без усякої
[...]
Початок
[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]
У світі фізики
Наука та техніка