Стивен Вайнберг: Мечты об окончательной теории

Книга «Мечты об окончательной теории» состоит из трех основных частей и заключения. В первой части (главы I–III) рассказывается о самой идее окончательной теории; во второй части (главы IV–VIII) объясняется, как мы можем продвинуться в сторону построения окончательной теории; наконец, в третьей части (главы IX–XI) обсуждается вопрос о том, как эта теория может выглядеть и какое влияние на человечество окажет ее открытие. В заключительной главе XII я обсуждаю аргументы за или против строительства Сверхпроводящего суперколлайдера, нового дорогого устройства, чрезвычайно необходимого физикам – специалистам в области высоких энергий, финансирование которого находится под вопросом.

Более полное обсуждение некоторых идей, изложенных в основном тексте, читатель найдет в серии примечаний в конце книги. В ряде мест основного текста, там, где я чересчур упростил некоторые научные понятия, я дал в примечаниях более развернутые комментарии.

Я глубоко признателен Луизе Вайнберг, заставившей меня переписать первый вариант этой книги и объяснившей, как это следует сделать.

Моя искренняя благодарность Дэну Франку из Panteon Books за поддержку, проницательные советы и редактирование и Нейлу Белтону из Hutchinson Radius , а также моему агенту Мортону Джанклоу за важные предложения.

Я признателен за комментарии и советы по различным вопросам: философам Полу Фейерабенду Джорджу Гейлу, Сандре Хардинг, Майлсу Джексону, Роберту Нозику, Хиллари Патнем и Майклу Редхеду; историкам Стефену Брушу, Питеру Грину и Роберту Ханкинсону; юристам Филипу Боббитту, Луизе Вайнберг и Марку Юдову; историкам физики Джеральду Холтоиу, Абрахаму Пайсу и С. Самюэлю Швеберу; физику-теологу Джону Полкингхорну; психиатрам Леону Эйзенбергу и Элизабет Вайнберг; биологам Сидни Бреннеру, Фрэнсису Крику, Лоуренсу Гильберту, Стефену Гоулду и Эрнсту Майру; физикам Якиру Аронову, Сидни Коулмену, Брайсу Де Витту, Манфреду Финку, Майклу Фишеру, Дэвиду Гроссу, Бенгту Нагелю, Стефену Орзагу, Брайану Пиппарду Джозефу Польчински, Рою Швиттерсу и Леонарду Сасскинду; химику Роальду Хоффману; астрофизикам Уильяму Прессу, Полю Шапиро и Этану Вишняку; писателям Джеймсу Глейку и Ларсу Густафсону. С их помощью мне удалось избежать многих серьезных ошибок.

Стивен Вайнберг

Остин, Техас

Август 1992 г.

В ХХ в. необычайно расширились границы научного познания в физике. Наши представления о пространстве, времени и тяготении полностью изменились благодаря специальной и общей теориям относительности Эйнштейна. Совершив еще более радикальный разрыв с прошлым, квантовая механика изменила сам язык, который мы используем для описания природы: вместо того, чтобы говорить о частицах, имеющих определенные положение и скорость, мы научились говорить о волновых функциях и вероятностях. Слияние теории относительности с квантовой механикой привело к новому видению мира, в котором вещество перестало играть главенствующую роль. Эта роль перешла к принципам симметрии, причем на данном этапе развития Вселенной некоторые из них скрыты от взгляда наблюдателя. На такой основе нам удалось построить удовлетворительную теорию электромагнетизма, а также слабых и сильных ядерных взаимодействий элементарных частиц. Часто ученые чувствовали себя как Зигфрид, который, попробовав крови дракона, с удивлением обнаружил, что может понимать язык птиц.

Но сейчас мы застряли. Годы, прошедшие с середины 1970-х, были самыми бесплодными в истории физики элементарных частиц. Мы расплачиваемся за собственные успехи: теория продвинулась так далеко, что дальнейший прогресс требует изучения процессов, происходящих при энергиях, далеко выходящих за пределы возможностей существующих экспериментальных установок.