Вся физика в 15 уравнениях
Шрифт:
41
Теоремы Геделя (их две на самом деле) — одна из тяжелейших и мощнейших оград, защищающих науку от поползновений шарлатанов. Если продраться сквозь сложную математическую терминологию, их суть для физика заключается в том, что любая математическая теория, претендующая на непротиворечивость и, следовательно, проверяемость, должна включать в себя аксиомы арифметики. А все шарлатаны очень сильно не любят то, что А + Б = Б + А. — Прим. перев.
42
Аберрантный — сбившийся с пути, заблудший, запутавшийся. — Прим. перев.
43
Herve Zwirn
44
Le Monde — умеренная левая французская ежедневная газета с интеллектуальными амбициями. Лето во Франции — довольно пустое время для политики, следовательно, это возможность для более глубоких исследований…
45
La Recherche — французский ежемесячный научный журнал, сравнимый с Scientific American.
46
Апподжатура — вид модификации музыкальной ноты, обозначаемый верхним или нижним дополнительным к обозначению этой ноты значком. — Прим. перев.
47
Один из величайших физиков XX в. монсеньор Жорж Анри Жозеф Эдуард Леметр был священником и профессором Католического университета. В 1927 г. он написал научную работу, в которой предсказал закон Хаббла для расширяющейся Вселенной, а в 1931 г. доказал, что единственным вариантом начальной эволюции расширяющейся, в соответствии с законом Хаббла, Вселенной является, в его терминологии, «начальная сингулярность», и предложил модель такой сингулярности. Сейчас сингулярность Леметра называют «Большим взрывом». — Прим. перев.
48
Сейчас Вселенная в среднем очень холодна; ее «температура» определяется так называемым «реликтовым излучением», опять же предсказанным Леметром и в 1965 г. обнаруженным Пензиасом и Уилсоном. Согласно последним измерениям, средняя температура Вселенной чуть меньше -270 °Cниже точки кипения жидкого гелия! — Прим. перев.
49
LIGO — лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория. Это два гигантских оптических двуплечевых интерферометра с длиной каждого плеча по 4 км. Расстояние между интерферометрами составляет 3300 км, что позволяет определять направление на источник гравитационной волны. — Прим. перев.
50
Автор, похоже, изучал в детстве сольфеджио. — Прим. перев.
51
То есть при скоростях, сравнимых со скоростью света. — Прим. перев.
52
Spin — вращение. — Прим. перев.
53
Так называемые релятивистские поправки. — Прим. перев.
54
Замечу, что понятия «энергия» и «фотон» в физике элементарных частиц тождественны. Если в процессе взаимодействия двух частиц выделилась энергия, это означает, что область взаимодействия покинул фотон, имеющий соответствующую энергию. — Прим. перев.
55
БАК — большой адронный коллайдер. Коллайдер — это ускоритель элементарных частиц, в котором изучается взаимодействие двух встречных потоков заряженных частиц, например протонов и антипротонов. — Прим. перев.
56
…We are such stuff As dreams are made on and our little life Is rounded with a sleep.
57
Суть проблемы в том, что никаких «частиц» в квантовой теории поля нет и быть не может. Релятивистское квантовое поле «размазано» в пространстве, и «частица» может «возникнуть» только как результат взаимодействия с другим полем. Проявлению у поля физически измеримых и проверяемых свойств — энергии и массы — должно соответствовать испускание виртуальных частиц — квантов взаимодействия, которые, в свою очередь, являются полями. Но это взаимодействие приводит к изменению эффективной массы и энергии исходной частицы-поля. Проблема оказалась в том, что, подставив в правильные формулы правильные величины, физики в 1930-х гг. начали получать в ответах ничего не значащие бесконечные значения, например для изменения энергии электрона при взаимодействии с фотоном. Фейнман, Швингер и Томонага решили эту проблему, постулировав, что бесконечно бОльшую затравочную массу частицы, которую она имеет в виртуальных взаимодействиях, следует устремить к бесконечности строго определенным способом. Поскольку затравочная масса не наблюдаема, считается, что этот произвольный выбор затравочной массы является математически корректной процедурой. На самом деле за диаграммами Фейнмана скрывается именно этот набор формул для регуляризации затравочных масс разных частиц в разных взаимодействиях; нарисовав одну из диаграмм Фейнмана, вы выбираете соответствующий интеграл. — Прим. перев.
58
Так называемый эффект Комптона. — Прим. перев.
59
Кроме гравитации, увы. Пока с квантовой гравитацией получается не очень здорово; это значит, что новому поколению физиков есть чем заняться. — Прим. перев.
60
То есть просто придумал новый, красивый и чудесный лагранжиан (см. в конце главы 2). Дальше следует «простейшая», а на самом деле зубодробительная математическая процедура — и в результате получаем измеримые величины: массы частиц и вероятности процессов, которые можно сравнить с экспериментально измеренными. — Прим. перев.
61
«Экриты» (1977) — одна из книг французского психоаналитика Жана Лакана. — Прим. перев.
62
PhD — доктор философии — это аналог кандидатской диссертации в России, первая полностью самостоятельная научная работа молодого ученого, демонстрирующая его способности. — Прим. перев.
63
CEA-Saclay — исследовательский центр французской ядерной корпорации (Commissariat a l’Energie Atomique) неподалеку от Парижа, в одной из лабораторий которого работал автор.
64
День взятия Бастилии, национальный праздник во Франции. — Прим. перев.
65
День независимости США. — Прим. перев.
66
Сейчас — директор ЦЕРНа, первая женщина на этом посту. — Прим. перев.
67
Вообще-то он Джозеф, но так его никто не называет. — Прим. перев.