Очарование физики - Глэшоу Ш.Л.
ISBN 5-93972-151-6
Скачать (прямая ссылка):
Есть ли будущее у физики элементарных частиц? 214
сюрпризов не было. Возможно, следующего списка подобных неоткрытий будет достаточно: Магнитный монополь Нейтринные осцилляции
Массы нейтрино (дважды: в России и в Канаде) Дзета-частица
Двойной бета-распад без излучения нейтрино Мюоны из Cygnus Х-3 (все еще жива?) Распад протона
Запрещенные распады типа р —> Є7 Необъяснимые «дилептоны неправильного знака» Свободные кварки Анамалоны
Порядка полудюжины аномальных событий, которые наблюдались на коллайдере в CERN и претендуют на то, что показывают существование новой физики за пределами стандартной модели. Ни один из этих эффектов не является установленным. Тем, кто немало потрудился, чтобы подтвердить стандартную модель, пока не удается ее опровергнуть. А как они этого хотят!
В чем смысл этого почти невероятного списка неудавшихся, но благородных попыток? Неужели эпоха великих сюрпризов в физике частиц подошла к концу? Неужели природа истощила свой запас хитростей? Располагаем ли мы сейчас достаточным количеством ключей, чтобы создать теорию всего? А быть может, мы запустили в действие самостоятельное пророчество, в котором никакие новые открытия не приведут к созданию новых машин, а также гарантию того, что завтра новых открытий не произойдет? Это очень опасное время для физики частиц.
Существует два подхода к сложившейся в настоящее время дилемме: наличию теории, которая, с одной стороны, слишком успешна, а с другой стороны, безусловно, незавершена. Один из них скучен, а другой страдает помпезностью: это движение вверх от простого эксперимента к теории и движение вниз, связанное с чисто позитивным мышлением — путь Бора и путь Эйнштейна. Я думаю, что прошлое может преподать нам урок. Путь Бора оказался гораздо более успешным, чем этого можно было ожидать. Путь Эйнштейна — поиск полной и единой теории в настоящий момент — оказался тягостным путем в никуда.
Однажды, если наш вид доживет до этого момента, мечта Эйнштейна может стать реальностью. Безусловно, связь между гравитацией и другими взаимодействиями природы существует. Майкл Фарадей, подобно Эйнштейну и всем нам, верил в существование такой связи. Есть ли будущее у физики элементарных частиц?
215
Но, в отличие от Эйнштейна, он предпочитал двигаться вверх. Почти в конце своей жизни, 19 июля 1850 года, после неудавшегося поиска экспериментально проверяемой связи между взаимодействиями, он написал:
На этом мои попытки пока завершаются. Результаты отрицательны. Они не поколебали моей сильной уверенности в существовании связи между тяготением и электричеством, хотя и не дали никакого доказательства ее существования.
Теория Всего придет в свое время, если мы позволим ей это сделать. Я убежден, что нам еще предстоит узнать много нового о явлениях природы. Одна из причин неудачи поисков Эйнштейна состояла в том, что он знал физику в недостаточном объеме. Современные события не означают, что физика частиц подошла к концу своего пути. Нам еще предстоит сделать удивительные экспериментальные открытия. Если мы будем искать, и только в этом случае, мы найдем. Это лишь вопрос настойчивости. Выживут ли научные традиции, установившиеся в эпоху Возрождения, в современном ненормально материалистическом обществе? Путь ясен, а как насчет Желания? Большое и малое
Физика элементарных частиц — поиск элементарных составляющих материи и законов их объединения — занимается мельчайшими объектами. Космология — изучение происхождения и эволюции звезд, галактик и самой Вселенной — работает с самыми большими объектами. Между двумя этими крайностями можно расположить и другие науки в порядке изменения размера систем, с которыми они работают. Научная лестница начинается с физики частиц, затем поднимается к ядерной физике, атомной физике, химии, биологии, геологии, астрономии и, наконец, к космологии. Люди, работающие на концах этой лестницы, сталкиваются с самыми обширными из возможных экстраполяций повседневного опыта. Может показаться, что интересы космолога и специалиста по физике частиц расходятся так сильно, как не случается больше ни с какими учеными.
И все же у физики частиц и космологии много общего. Для обеих наук пока не установлены основные правила. Является ли Вселенная уникальным продуктом Большого взрыва или существует бесконечно много вечных и самовоспроизводящихся вселенных? Являются ли кварки и лептоны концом цепочки поисков основных кирпичиков, образующих материю, или они (наряду с фотонами и другими «элементарными» частицами) являются проявлением невообразимо крошечной суперструны?
Нет других наук, которые осаждали бы столь значительные неопределенности. Химия может быть битком набита сюрпризами (типа тефлона, дурацкой шпаклевки или напалма1), но все ее основные законы были открыты в начале двадцатого века, и мы почти абсолютно уверены, что они никогда не изменятся. Биология тоже полна чудес, большая часть которых понимается лишь смутно — чудо человеческого знания, например, — однако каждый биолог знает, что жизнь — это, в сущности, химическое явление: продукт электромагнитных взаимодействий между сложными скоплениями электронов и атомных ядер. Космологи и физики, работающие с частицами, — последние пророки радикального переворота.
