Поиски «Теории всего» в современной физике 0:00
Современная теоретическая физика одержима идеей объединения всех фундаментальных сил природы в рамках одной элегантной концепции, которую часто называют «Теорией всего» (Theory of Everything, TOE). Ведущий подкаста физик Брайан Китинг в беседе с коллегой-ведущим обсуждает, почему этот поиск напоминает попытку построить пентхаус, не имея фундамента, и как социологические факторы, такие как «авторитетное смещение», влияют на развитие науки.
Теория струн и математическое доминирование 2:48
По мнению Китинга, в научном сообществе наблюдается «неверно направленная одержимость» теорией струн. Это внимание может быть обусловлено социологическими причинами, а также традиционно высоким статусом математической физики в интеллектуальной иерархии.
- Математика как вершина: Интеллектуальный мир часто считает математику и теоретическую физику высшей точкой человеческого потенциала. Даже среди нобелевских лауреатов наиболее известными в обществе фигурами остаются теоретики.
- Экспериментальный подход: Китинг подчеркивает, что сам он является физиком-экспериментатором, что в глазах публики стоит на несколько ступеней ниже, чем работа теоретиков вроде Стивена Хокинга или Леонарда Сасскинда.
Китинг также затрагивает работу математика Эрика Вайнштейна. Несмотря на критику со стороны некоторых теоретиков, которые не желают тратить время на работу «нефизика», Китинг считает Вайнштейна доминирующей интеллектуальной силой. Он отмечает, что Вайнштейн фактически вторгается на территорию традиционных путей физики, включая попытки переосмыслить уравнения, легшие в основу «струнной революции».
История объединения сил в физике 4:33
Концепция «объединения» — это признание того, что различные явления природы являются лишь проявлениями одной силы. Брайан Китинг иллюстрирует это на примере электромагнетизма.
- Электричество и магнетизм: Джеймс Клерк Максвелл в 1850–1860-х годах показал, что электрическое и магнитное поля — это две стороны одной медали. То, что один наблюдатель видит как статическое электрическое поле, другой, находящийся в движении, увидит как магнитное поле.
- Проблема среды: Максвелл полагал, что электромагнитные волны распространяются через гипотетическую среду — «эфир», однако эта теория была отвергнута спустя десятилетия.
На сегодняшний день физики выделяют четыре фундаментальных взаимодействия:
- Электромагнитное взаимодействие: объединяет электричество и магнетизм.
- Слабое ядерное взаимодействие: отвечает за радиоактивный распад (например, при распаде нейтрона).
- Сильное ядерное взаимодействие: удерживает протоны вместе в ядре атома, несмотря на их электростатическое отталкивание.
- Гравитация: сила, наиболее знакомая каждому человеку в повседневной жизни.
Проблема «Теории всего» и «бабушкиного» фундамента 9:19
В 1960–70-х годах физики Шелдон Глэшоу, Стивен Вайнберг и Абдус Салам разработали электрослабую теорию, объединившую слабое ядерное взаимодействие с электромагнитным. Таким образом, количество фундаментальных сил сократилось с пяти до трех: электрослабая сила, сильное ядерное взаимодействие и гравитация.
Китинг иронично называет текущую ситуацию в физике попыткой создать «Теорию всего» (TOE) до разработки «Теории великого объединения» (GUT), которая должна была бы объединить сильное взаимодействие с электрослабым.
- Отсутствие фундамента: Ученые пытаются построить верхние этажи «пентхауса» (TOE), но до сих пор не пришли к согласию и не представили проверяемой теории для «подвала» или «первого этажа» — теории великого объединения.
- Философский аспект: Ссылаясь на мнение другого своего гостя, Китинг отмечает, что одержимость этим поиском связана с желанием получить «уравнение длиной в один дюйм», которое позволило бы человеку буквально «узнать разум Бога».
