Основы реальности. 10 фундаментальных принципов устройства Вселенной - [56]
Во-первых, мы предполагаем, что темная материя состоит из неких частиц, которые слабо взаимодействуют как друг с другом, так и с обычной материей. Вначале темная материя находилась в равновесии с остальной частью космического огненного шара, но почти сразу отделилась, превратившись в долгоживущее послесвечение того типа, который мы обсуждали в главе 6. Тонкий момент, из-за которого более ранние предположения о темной материи провалились, заключается в том, что, отделившись, ее частицы должны были двигаться намного медленнее скорости света[134]. Поскольку (по предположению) гравитация — единственная значимая сила и она одинаково действует на любую материю, это все, что нам нужно знать. Мы можем вычислить, как движется темная материя, отделившаяся от прочей, и как она влияет на Вселенную. Это так называемая модель холодной темной материи.
Во-вторых, мы принимаем идею Эйнштейна о том, что темная энергия представляет собой универсальную плотность самого пространства и связана с универсальным отрицательным давлением.
Теперь мы можем проследить эволюцию контрастов плотности в реликтовом излучении, возникшем через 380 000 лет после Большого взрыва, — и сделать это вплоть до настоящего времени. Добавление темной материи заставляет нестабильность развиваться быстрее; при включении ее в расчеты модельная Вселенная эволюционирует и становится похожей на нашу. Таким образом, темная сторона Вселенной позволяет нам подтвердить прогнозы, полученные в рамках космологической модели Большого взрыва: начав с зародышевых контрастов плотности и учтя гравитационную нестабильность, мы можем воссоздать структуру Вселенной, наблюдаемую сегодня.
Подростком я иногда сопровождал маму в походах в супермаркет. Во время одного из них я заметил стиральный порошок Axion и подумал, что это хорошее название для элементарной частицы. Слово было коротким, запоминающимся и хорошо сочеталось с названиями «протон», «нейтрон», «электрон» и «пион». Мелькнула мысль, что если у меня когда-либо появится шанс назвать частицу, то я назову ее «аксион». В 1978 году шанс появился. Я понял, что идея Печчеи — Куинн о введении нового квантового поля имела важное следствие, которое они не заметили[135].
Как мы обсуждали ранее, квантовым полям соответствуют частицы — их кванты. И именно этому полю соответствовала необычайно интересная частица. У нее была интригующая техническая особенность — устранение проблемы с аксиальным током. Звезды сошлись, и аксионы вошли в мир — по крайней мере, в мир физической литературы. Между прочим, с этим названием никогда бы не согласились редакторы Physical Review Letters и, возможно, создатели моющего средства Axion, если бы я еще до публикации сболтнул лишнего о том, что в действительности вдохновило меня на такое название. Так что я просто сослался на аксиальный ток.
По следам аксионов
Аксионы обладают свойствами, необходимыми для того, чтобы образовать космологическую темную материю. Они очень слабо взаимодействуют друг с другом и с прочими частицами. Аксионы образовались при высокой температуре, а позже высвободились из космического огненного шара. Их долгоживущее послесвечение заполняет Вселенную. Расчетная плотность фона аксионов согласуется с наблюдаемой плотностью темной материи, а в момент образования они были почти неподвижны. Таким образом, они удовлетворяют требованиям космологической теории «холодной темной материи».
Красивая версия, но правдивая ли? Да, аксионы слабо взаимодействуют с материей, но теория говорит нам, что они с ней все-таки взаимодействуют, и рассказывает, каким образом. Чтобы обнаружить фоновое аксионное излучение, нам потребуется разработать новые чувствительные детекторы. Сотни физиков, как теоретиков, так и экспериментаторов, работают сегодня над этой задачей. Если есть в мире справедливость и если нам улыбнется удача, мы вскоре добьемся успеха, достойного встать в ряд с открытиями Нептуна, космического микроволнового излучения, частицы Хиггса, гравитационных волн и экзопланет. Часто разгадки научных тайн несут огромную ценность.
Как тайны перестают быть тайнами
Упомянутый нами Вал Фитч, один из первооткрывателей нарушения Т-инвариантности, был мудрым человеком с тонким чувством юмора. Когда в начале карьеры я профессорствовал на физическом факультете Принстонского университета, он был там деканом. Рассказывая ему о возникших у меня идеях насчет аксионов и темной материи[136], я рассуждал о нарушении Т-симметрии, как если бы это был факт из древней истории. В то время я не знал ничего иного. В какой-то момент он мягко улыбнулся и сказал: «Вчерашняя сенсация сегодня становится нормой».
Такова судьба всех успешно разгаданных научных загадок. Я пережил это и сам, работая над проблемой асимптотической свободы и теорией КХД (квантовой хромодинамики). В первые годы после нашего прорыва было много шума и сомнений, всех волновал вопрос, действительно ли тайна сильных взаимодействий раскрыта. На крупных международных конференциях доклады по теме «Проверка теории КХД», где сообщалось об использовании теории для предсказаний и ее экспериментальной проверке, были гвоздем программы. Но по мере того, как сомнения исчезали, постепенно утихал и ажиотаж. Сегодня работы такого сорта, но гораздо более сложные, считаются ординарными. Это называется фоновыми вычислениями. Вчерашняя сенсация — это сегодняшняя норма и завтрашняя история.
Перед вами — уникальная книга, исследующая подоплеку новейших физических идей о массе, энергии и природе вакуума. Автор, лауреат Нобелевской премии по физике, излагает современные взгляды на нашу невероятную Вселенную и прогнозирует новый золотой век фундаментальной физической науки.Великолепный рассказ о единстве материи и энергии, об элементарных частицах и их взаимодействиях — в этом шедевре серьезной научно-популярной литературы.
Верно ли, что красота правит миром? Этим вопросом на протяжении всей истории человечества задавались и мыслители, и художники, и ученые. На страницах великолепно иллюстрированной книги своими размышлениями о красоте Вселенной и научных идей делится Нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек. Шаг за шагом, начиная с представлений греческих философов и заканчивая современной главной теорией объединения взаимодействий и направлениями ее вероятного развития, автор показывает лежащие в основе физических концепций идеи красоты и симметрии.
В этой книге говорится об Исконной Вере и Стари у Южных Славян. Исследование, которое мы провели, не основывается на песнях, преданиях и обрядах, сохранившихся до сих пор, ни даже на письменных летописях. Главная особенность научного подхода, примененного в этой книге, это его опора на образные представления, которые у Южных Славян, совместно со многими другими народами, возникли со временем.
Это первая и, к сожалению, пока единственная книга в нашей философской литературе, специально посвященная обману – столь повсеместному явлению, пронизывающему все поры нашей личной и общественной жизни. Фундаментальная ценность правды понятна каждому. Но представьте себе, что произошло бы в жизни людей, в политике, экономике и т.п., если бы вдруг все люди перестали обманывать, говорили только правду? Автор ставил своей целью: рассмотреть и по возможности упорядочить чрезвычайно многообразные проявления обмана, осмыслить такие феномены как добродетельный обман, полу-правда, самообман, опираясь на философские, психологические, исторические материалы и произведения художественной литературы.
Книга представляет собой один из первых в отечественной научной литературе опытов междисциплинарного подхода к проблематике искусственного интеллекта. В ней рассматриваются философские, методологические, общетеоретические и социокультурные аспекты данной проблематики, обсуждаются актуальные задачи моделирования искусственного интеллекта в связи с рядом логических и математических вопросов и под углом соотношения искусственного интеллекта с естественным и современных разработок проблемы "сознание и мозг".
Никогда не уйдет в прошлое интерес к познанию происхождения и последующей эволюции уникального человеческого вида. От древесной обезьяны до человека разумного — дистанция огромного размера. В настоящем издании она заполняется известными и новейшими материалами по истории антропологических знаний о движущих силах и закономерностях развития семейства гоминид, адаптивном полиморфизме вида гомо сапиенса, его расовой структуре, перспективах развития.
Технологии захватывают мир, и грани между естественным и рукотворным становятся все тоньше. Возможно, через пару десятилетий мы сможем искать информацию в интернете, лишь подумав об этом, – и жить многие сотни лет, искусственно обновляя своё тело. А если так случится – то что будет с человечеством? Что, если технологии избавят нас от необходимости работать, от старения и болезней? Всемирно признанный футуролог Герд Леонгард размышляет, как изменится мир вокруг нас и мы сами. В основу этой книги легло множество фактов и исследований, с помощью которых автор предсказывает будущее человечества.
В монографии исследуются эволюция капиталистического отчуждения труда в течение последних ста лет, возникновение новых форм отчуждения, влияние растущего отчуждения на развитие образования, науки, культуры, личности. Исследование основывается на материалах философских, социологических и исторических работ.
Как вы думаете, эмоции даны нам от рождения и они не что иное, как реакция на внешний раздражитель? Лиза Барретт, опираясь на современные нейробиологические исследования, открытия социальной психологии, философии и результаты сотен экспериментов, выяснила, что эмоции не запускаются – их создает сам человек. Они не универсальны, как принято думать, а различны для разных культур. Они рождаются как комбинация физических свойств тела, гибкого мозга, среды, в которой находится человек, а также его культуры и воспитания. Эта книга совершает революцию в понимании эмоций, разума и мозга.
Если вы сомневались, что вам может пригодиться математика, эта книга развеет ваши сомнения. Красота приведенных здесь 10 уравнений в том, что пронизывают все сферы жизни, будь то грамотные ставки, фильтрование значимой информации, точность прогнозов, степень влияния или эффективность рекламы. Если научиться вычленять из происходящего данные и математические модели, то вы начнете видеть взаимосвязи, словно на рентгене. Более того, вы сможете управлять процессами, которые другим кажутся хаотичными. В этом и есть смысл прикладной математики. На русском языке публикуется впервые.
Популяризатор науки мирового уровня Стивен Строгац предлагает обзор основных понятий матанализа и подробно рассказывает о том, как они используются в современной жизни. Автор отказывается от формул, заменяя их простыми графиками и иллюстрациями. Эта книга – не сухое, скучное чтение, которое пугает сложными теоретическими рассуждениями и формулами. В ней много примеров из реальной жизни, которые показывают, почему нам всем нужна математика. Отличная альтернатива стандартным учебникам. Книга будет полезна всем, кто интересуется историей науки и математики, а также тем, кто хочет понять, для чего им нужна (и нужна ли) математика. На русском языке публикуется впервые.
Если упражнения полезны, почему большинство их избегает? Если мы рождены бегать и ходить, почему мы стараемся как можно меньше двигаться? Действительно ли сидячий образ жизни — это новое курение? Убивает ли бег колени и что полезнее — кардио- или силовые тренировки? Дэниел Либерман, профессор эволюционной биологии из Гарварда и один из самых известных исследователей эволюции физической активности человека, рассказывает, как мы эволюционировали, бегая, гуляя, копая и делая другие — нередко вынужденные — «упражнения», а не занимаясь настоящими тренировками ради здоровья. Это увлекательная книга, после прочтения которой вы не только по-другому посмотрите на упражнения (а также на сон, бег, силовые тренировки, игры, драки, прогулки и даже танцы), но и поймете, что для борьбы с ожирением и диабетом недостаточно просто заниматься спортом.