Физик XIX века Генрих Герц однажды описал свое ощущение, что уравнения Джеймса Клерк Максвелла, которые описывают основы электричества и магнетизма, «живут независимой жизнью и обладают своим собственным интеллектом, что они мудрее… даже, чем их первооткрыватели, и что мы извлекаем из них больше, чем было заложено в них первоначально». Спустя какое-то время, Альберт Эйнштейн назвал модель атома Нильса Бора «высшей формой музыкальности в сфере мысли». Совсем недавно, последний лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман, описывая свое открытие новых законов физики, заявил, «Вы можете распознать истину по ее красоте и простоте». Подобные чувства являются всем, кроме универсального среди современных физиков.
Принимая желаемое за действительное, невозможно произвести работающие айфоны, фотографии Плутона, или атомные бомбы. Физика, как изложено в ряде математически точных законов, бесспорно, работает. Тем не менее, многие вещи, которые «работают» не вызывают такого рода восхищения, как те, что вызывают фундаментальные законы природы.
Их красота, прежде всего, коренится в симметрии законов, что означает возможность изменения без изменения — точное, но в тоже время, практически мистическое понятие. Так же, как круг может вращаться вокруг своего центра под любым углом, меняя положение каждой из своих точек, не меняя своей формы, симметричные законы применяются к изменившимся ситуациям без изменения или потери действительности. Например, специальная теория относительности утверждает, что фундаментальные законы физики остаются неизменными, когда мы смотрим на мир с платформы, движущейся с постоянной скоростью. Точно так же, так называемая симметрия перевода времени скрывает единообразие физического закона во времени: Даже по мере того, как вселенная стареет, законы остаются прежними.
Вторым источником красоты в законах физики является их продуктивность — то, что я называю их изобилием. Всего несколько базовых принципов порождают удивительное изобилие выводов — все в физическом мире! Вы можете написать уравнения основных теорий физики — известных как стандартная модель — совершенно спокойно на футболке. Перефразируя Герца, они отдают гораздо больше, чем мы вкладываем.
Важно отметить, что физические законы не обязательно должны обладать такими удивительными свойствами. Примите во внимание эту гипотетическую ситуацию: Разработки в области компьютерной мощности, виртуальной реальности и искусственного интеллекта позволяют создание самосознательных существ чей «мир», с нашей точки зрения, запрограммированная симуляция. Если самосознательный Супер Марио начал бы анализировать законы своего мира, он нашел бы очень мало симметрии или продуктивности. Вместо этого, он найдет обширную коллекцию мало связанных между собой необычных правил, отражающих прихоти программиста.
Красота физического закона слишком впечатляющая, чтобы быть случайной. Это позволяло людям на протяжении всей истории, верить, что нас создало, какое-то высшее существо, обладающее хорошим вкусом, и что мы населяем сознательно созданный мир, как наш условный Супер Марио. Но это экстравагантная гипотеза, что выходит далеко за рамки фактов, которые она призвана объяснить. Прежде чем ее принять, мы должны изучить больше экономических альтернатив.
Ответ, вероятнее всего, находится внутри нас. Красивые вещи, это те в которых мы ищем и находим удовольствие. С точки зрения нейробиологии, они являются тем, что стимулирует нашу систему поощрений. Это объясняет, почему родители, как правило, считают своих маленьких детей красивыми, а взрослых привлекают красивые модели и их изображения. Это имеет эволюционный смысл воздать должное подобным чувствам.
Эволюционная польза красоты физических законов несколько менее очевидна, но не менее реальна. Учитывая пользу точной оценки последствий наших действий, наша система поощрений развивалась таким образом, что мы получаем удовольствие от принятия успешных прогнозов. Понимание сил и закономерностей, определяющих наш мир, и особенно принципов, которые применяются (без изменения) в самых разнообразных ситуациях, может помочь усовершенствовать наши прогнозы. Тот факт, что мы часто можем определить поведение сложных объектов или систем, зная их составляющие, — что мы возвращаем больше, чем вложили — может нам помочь усовершенствовать свои дальнейшие прогнозы.
Иными словами, так как эволюция склоняет нас к поиску тех красивых вещей, которые помогают нам правильно понять мир, это не случайность, что мы находим правильные законы природы красивыми. С этой точки зрения, видимая красота законов физики — наше влечение к их симметрии и изобилию — не удивительна.
То, что остается загадкой, это почему они постижимы. Глубокая связь между красотой и постижимостью, становится все более важным источником научно-технического прогресса. Сегодняшние границы фундаментальной физики далеки от повседневного опыта. Их сложно и дорого получить экспериментальным путем, и мы не можем полагаться на нашу интуицию, чтобы заполнить пробелы. Таким образом, кропотливое накопление фактов, рекомендованное Фрэнсисом Бэконом, Исааком Ньютоном и Шерлоком Холмсом, больше не целесообразно.
Вместо этого, мы развернули процесс, используя догадки, чтобы мотивировать эксперимент. Мы сначала строим красивые уравнения, затем выводим их значение, и, наконец, проводим эксперименты, чтобы их проверить. В последние десятилетия, такая стратегия оказалась весьма успешной. Это дало нам квантовую хромодинамику, которая решает центральную проблему ядерной физики, а также прогнозирование бозона Хиггса и многое другое.
Вместо того, чтобы признать красоту законов, открытую иначе, мы используем принципы красоты — огромную симметрию и высокое соотношение между вложением и отдачей — чтобы сделать открытие возможным. Когда это работает, у нас есть «антропное» объяснение красоты законов: Если бы они не были красивы, мы бы их не нашли.
Франк Вилчек — профессор физики в Массачусетском технологическом институте. Получил Нобелевскую премию по физике в 2004 году
Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.
Лучшие
Показать новые комментарии (0)
Все комментарии

| 0 А статейка-то ни о чем... 
| 0 Пояснил бы лучше, почему по территории MIT бегают огромные крысы. Причем эти пацюки не боятся проходящих мимо физиков. В рядом расположенном Гарварде такого не наюдается. Раскрыть всю ветку (1 сообщений в ветке) 
| 1 Это не крысы, это коты Шредингера после опытов.)) 
| 0 физика - это более продвинутый этап познания Мироздания (Бога). Также, как генетика...Но этот метод также догматизируется, инквизируется, как в своё время более ранние этапы - культы, религии... Раскрыть всю ветку (2 сообщений в ветке) 
| 0 невропаталогия и психиатрия самый продвинутый этап познания бога 
| 0 Ну, каждому своё 
| 0 последний лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман Ашипка либо в статье, либо в переводе, Фейнман умер давно, а премию получил ещё раньше. Раскрыть всю ветку (2 сообщений в ветке) 
| 0 Это уровень знаний переводчика, который простое сочетание неверно интерпретировал. В оригинале иначе - в конце своей жизни. 
| 0
ваще то говоря, это переводится как "покойный", "ушедший от нас" и т.п. Нобелевку он получил в 1965, так что предполагать, что за последние 50 лет премия по физике никому не присуждалась, может только очень одарённый переводчик... Как однажды сказал другой лауреат А.Эйнштейн: "...существуют только две безграничные вещи - глупость и вселенная. При этом в последнем я сомневаюсь..." По теме: на макроуровне симметрия уже не соблюдается. Например, "налево пойдешь - коня потеряешь; направо - сам пропадешь..." 
| 0 Вместо этого, мы развернули процесс, используя догадки, чтобы мотивировать эксперимент. Мы сначала строим красивые уравнения, затем выводим их значение, и, наконец, проводим эксперименты, чтобы их проверить. В последние десятилетия, такая стратегия оказалась весьма успешной. Журналист не должен торопиться порицать гипотезы. Оные единственный путь, которым величайшие люди успели открыть истины самые важные. М.В.Ломоносов Раскрыть всю ветку (1 сообщений в ветке) 
| 0
Гипотезы и ванны и яблоки! Спросить у Архимеда и Исаака Н. 
| 0 При чем здесь физика? Статья про масонов - математиков, эта сатанинская, банкирская секта давно уже оккупировала физику. Кроме пиара, реального толку от всяких эйнштейнов никогда не было. 
| 0
Это позволяло людям на протяжении всей истории, верить, что нас создало, какое-то высшее существо, обладающее хорошим вкусом, и что мы населяем сознательно созданный мир, Читать далее: На самом деле человек это грязная и инфекционная сущность, катастрофически покрывающая поверхность Земли подобно некоей плесени. Одно утешает, что цивилизации неизбежно самоуничтожаются --либо тонут в собственных экскрементах, либо погибают в физических экспериментах. 
| 0 "Красота законов физики" и "неприятности с физикой"... Очевидно, что физики не "схватывают" (не понимают) всей красоты Природы, ее диалектики, и как результат - глубинный сущностный "кризис понимания" (К.В.Копейкин "Души" атомов и "атомы" души: Вольфганг Эрнст Паули, Карл Густав Юнг и "три великих проблемы физики"/ "Успехи физических наук"), о котором почему-то умалчивает Ф. Вильчек. Кризис все более обостряется (Ли Смолин "Неприятности с физикой: взлет теории струн, упадок науки и что за этим следует") и проявляется как "кризис интерпретации" (Т.Б. Романовская "Современная физика и современное искусство - параллели стиля"). Физик Карло Ровелли: "Есть что-то тревожное, для меня как теоретика, во всем этом. Я чувствую, что чего-то не хватает, что-то отсутствует. Я спрашивал себя, чего же не хватает? Я не уверен, что у меня есть ответ, но я хочу высказать некоторые идеи про что-то еще, что тоже наука. Это особенно актуально сегодня в науке, и особенно в физике, потому что, если критически посмотреть в моей области исследований, в фундаментальной теоретической физике, то это будет 30 лет топтаний на месте. В последние несколько десятилетий не было больших успехов в теоретической физике, после стандартной модели, по большому счету. Конечно, есть идеи. Эти идеи могут оказаться правильными. Петлевая квантовая гравитация может оказаться правильной, а может и нет. Теория струн может оказаться правильной, а может и нет. Но мы не знаем, и на данный момент, природа не сказала "да", в каком-либо смысле. Я подозреваю, что это может быть отчасти из-за неправильных идей у нас о науке, и потому, что методологически мы делаем что-то не так, по крайней мере, в теоретической физике, а возможно и в других науках." ("Наука - это не о достоверности: философия физики"). Выход из кризиса – понять �логос�, его интерпретировать с учетом накопленного человечеством знания и тем самым решить проблему сущностного обоснования двух фундаментальных знаковых систем – математики и физики.
Показать новые комментарии (0)Ретро Град
Херсонский
kaa2
drr
fivik
drr
kaa2
2iter
drr
Джумабай
Vladimir Rogozhin
в ответ(Показать комментарийСкрыть комментарий)