ABOUT THE SPEAKER
Murray Gell-Mann - Physicist
Murray Gell-Mann brings visibility to a crucial aspect of our existence that we can't actually see: elemental particles. He won the Nobel Prize in Physics for introducing quarks, one of two fundamental ingredients for all matter in the universe.

Why you should listen

He's been called "the man with five brains" -- and Murray Gell-Mann has the resume to prove it. In addition to being a Nobel laureate, he is an accomplished physicist who's earned numerous awards, medals and honorary degrees for his work with subatomic particles, including the groundbreaking theory that the nucleus of an atom comprises 100 or so fundamental building blocks called quarks.

Gell-Mann's influence extends well beyond his field: He's a member of the National Academy of Sciences, the American Academy of Arts and Sciences, and the Council on Foreign Relations. He also serves on the board of the Wildlife Conservation Society and is a director of Encyclopedia Britannica. Gell-Mann, a professor emeritus of Caltech, now heads the evolution of human languages program at the Santa Fe Institute, which he cofounded in 1984.

A prolific writer -- he's penned scores of academic papers and several books, including The Quark and the Jaguar -- Gell-Mann is also the subject of the popular science biography Strange Beauty: Murray Gell-Mann and the Revolution in 20th-Century Physics.

More profile about the speaker
Murray Gell-Mann | Speaker | TED.com
TED2007

Murray Gell-Mann: Beauty, truth and ... physics?

Мюррей Гелл-Манн о красоте и истине в физике

Filmed:
1,420,558 views

Лауреат Нобелевской премии Мюррей Гелл-Манн с юмором и в понятных простому человеку терминах рассказывает TEDстерам о физике частиц, задаваясь вопросами, в частности, того, насколько вероятнее элегантная теория окажется более верной, нежели неэлегантная.
- Physicist
Murray Gell-Mann brings visibility to a crucial aspect of our existence that we can't actually see: elemental particles. He won the Nobel Prize in Physics for introducing quarks, one of two fundamental ingredients for all matter in the universe. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
Thank you for puttingсдачи up these picturesкартинки of my colleaguesколлеги over here.
0
0
4000
Спасибо, что повесили там портреты моих коллег.
00:16
(LaughterСмех) We'llЧто ж be talkingговорящий about them.
1
4000
5000
(Смех). Мы поговорим о них.
00:21
Now, I'm going try an experimentэксперимент. I don't do experimentsэксперименты, normallyкак обычно. I'm a theoristтеоретик.
2
9000
5000
Я вот сейчас эксперимент проведу. Обычно я не провожу экспериментов. Я теоретик.
00:26
But I'm going see what happensпроисходит if I pressНажмите this buttonкнопка.
3
14000
4000
Но всё же посмотрим, что случится, когда я нажму эту кнопку.
00:30
Sure enoughдостаточно. OK. I used to work in this fieldполе of elementaryэлементарный particlesчастицы.
4
18000
5000
Ожидаемо. ОК. Я занимался элементарными частицами.
00:35
What happensпроисходит to matterдело if you chopнарубить it up very fine?
5
23000
4000
Что случится с материей, если нарубить её мелко-мелко?
00:39
What is it madeсделал of?
6
27000
2000
Из чего она сделана?
00:41
And the lawsзаконы of these particlesчастицы are validдействительный throughoutна протяжении the universeвселенная,
7
29000
5000
Законы, которым подчиняются элементарные частицы, действуют во всей вселенной,
00:46
and they're very much connectedсвязанный with the historyистория of the universeвселенная.
8
34000
3000
и они тесно связаны с историей вселенной.
00:49
We know a lot about four4 forcesсил. There mustдолжен be a lot more,
9
37000
3000
Мы изрядно знаем о четырёх видах взаимодействия. Их должно быть значительно больше,
00:52
but those are at very, very smallмаленький distancesрасстояния,
10
40000
2000
но остальные происходят на очень-очень маленьких расстояниях,
00:54
and we haven'tне really interactedвзаимодействовали with them very much yetвсе же.
11
42000
3000
и мы с ним пока практически не сталкивались.
00:57
The mainглавный thing I want to talk about is this:
12
45000
4000
Главная тема моей речи такая:
01:01
that we have this remarkableзамечательный experienceопыт in this fieldполе of fundamentalфундаментальный physicsфизика
13
49000
4000
в фундаментальной физике наблюдается замечательный факт,
01:05
that beautyкрасота is a very successfulуспешный criterionкритерий for choosingвыбор the right theoryтеория.
14
53000
7000
красота — очень хороший критерий выбора верной теории.
01:12
And why on earthЗемля could that be so?
15
60000
5000
Как же такое может быть?
01:17
Well, here'sвот an exampleпример from my ownсвоя experienceопыт.
16
65000
3000
Вот пример из моего опыта.
01:20
It's fairlyдовольно dramaticдраматичный, actuallyна самом деле, to have this happenслучаться.
17
68000
5000
Производит, надо заметить, сильное впечатление, когда такое случается.
01:25
ThreeТри or four4 of us, in 1957,
18
73000
3000
В 1957 году мы втроём или вчетвером
01:28
put forwardвперед a partiallyчастично completeполный theoryтеория of one of these forcesсил, this weakслабый forceсила.
19
76000
5000
представили неполную теорию одного из этих взаимодействий, слабого.
01:33
And it was in disagreementразногласие with sevenсемь -- sevenсемь, countподсчитывать them, sevenсемь experimentsэксперименты.
20
81000
6000
И она противоречила семи -- семи! -- экспериментам.
01:39
ExperimentsЭксперименты were all wrongнеправильно.
21
87000
3000
Все эксперименты оказались ошибочными.
01:42
And we publishedопубликованный before knowingзнание that,
22
90000
2000
Мы опубликовали статью, ещё не зная этого,
01:44
because we figuredфигурный it was so beautifulкрасивая, it's gottaдолжен be right!
23
92000
3000
потому что решили: раз теория такая красивая, она обязана быть верной.
01:47
The experimentsэксперименты had to be wrongнеправильно, and they were.
24
95000
3000
Ошибочными должны были быть эксперименты, и они такими и оказались.
01:50
Now our friendдруг over there, AlbertАльберт EinsteinЭйнштейн,
25
98000
3000
Вот тут у нас портрет Альберта Эйнштейна,
01:53
used to payплатить very little attentionвнимание when people said,
26
101000
4000
Так Эйнштейн вообще не обращал особого внимания на то, что говорят другие,
01:57
"You know, there's a man with an experimentэксперимент that seemsкажется to disagreeне соглашаться with specialособый relativityотносительность.
27
105000
5000
"Тут вот один физик провёл эксперимент, который, кажется, противоречит специальной теории относительности.
02:02
DCОКРУГ КОЛУМБИЯ Millerмельник. What about that?" And he would say, "AwAw, that'llчто будет go away." (LaughterСмех)
28
110000
9000
Д.К. Миллер. Что вы скажете?" А он отвечал: "Ничего страшного, это пройдёт". (Смех).
02:11
Now, why does stuffматериал like that work? That's the questionвопрос.
29
119000
3000
Вот и возникает вопрос, как же это может так работать.
02:14
Now, yeah, what do we mean by beautifulкрасивая? That's one thing.
30
122000
5000
Во-первых, конечно, надо определиться, что значит "красивая" теория.
02:19
I'll try to make that clearЧисто -- partiallyчастично clearЧисто.
31
127000
3000
Попробую, отчасти, это объяснить.
02:22
Why should it work, and is this something to do with humanчеловек beingsсущества?
32
130000
5000
Почему этот принцип должен работать, и связано ли это с природой человека?
02:27
I'll let you in on the answerответ to the last one that I offerпредлагает,
33
135000
3000
Я скажу вам свой ответ на второй вопрос:
02:30
and that is, it has nothing to do with humanчеловек beingsсущества.
34
138000
2000
Нет, это не связано с природой человека.
02:32
SomewhereГде-то in some other planetпланета, orbitingорбитальный some very distantотдаленный starзвезда,
35
140000
5000
Где-то на другой планете, вращающейся вокруг отдалённой звезды,
02:37
maybe in a anotherдругой galaxyгалактика,
36
145000
2000
в какой-нибудь другой галактике,
02:39
there could well be entitiesюридические лица that are at leastнаименее as intelligentумный as we are,
37
147000
4000
могут обитать существа не менее разумные, чем мы,
02:43
and are interestedзаинтересованный in scienceнаука. It's not impossibleневозможно; I think there probablyвероятно are lots.
38
151000
5000
и также заинтересованные в науке. Это не невозможно, мне так кажется, что таких уйма.
02:48
Very likelyвероятно, noneникто is closeЗакрыть enoughдостаточно to interactвзаимодействовать with us.
39
156000
3000
Весьма вероятно, что все они слишком далеко от нас, чтобы как-то с нами взаимодействовать,
02:51
But they could be out there, very easilyбез труда.
40
159000
5000
Но они, тем не менее, легко могут быть где-то там.
02:56
And supposeпредполагать they have, you know, very differentдругой sensoryсенсорный apparatusустройство, and so on.
41
164000
6000
И предположим, что у них совсем другие органы чувств, и так далее.
03:02
They have sevenсемь tentaclesщупальца, and they have 14 little funny-lookingзабавно выглядящий compoundсоединение eyesглаза,
42
170000
5000
У них по семь щупалец, 14 маленьких составных глаз,
03:07
and a brainголовной мозг shapedфасонный like a pretzelкренделек.
43
175000
4000
и мозг в форме кренделя.
03:11
Would they really have differentдругой lawsзаконы?
44
179000
3000
Будут ли у них при этом другие законы природы?
03:14
There are lots of people who believe that, and I think it is utterвыговорить baloneyчепуха.
45
182000
4000
Многие люди так и считают, но по-моему это — полная чепуха.
03:18
I think there are lawsзаконы out there,
46
186000
2000
Я считаю, что природа подчинена законам,
03:20
and we of courseкурс don't understandПонимаю them at any givenданный time very well
47
188000
6000
и мы, конечно, не то что бы хорошо их в каждый конкретный момент времени понимаем,
03:26
-- but we try. And we try to get closerближе and closerближе.
48
194000
3000
но мы стараемся. И стараемся всё ближе подойти к пониманию.
03:29
And somedayкогда-нибудь, we mayмай actuallyна самом деле figureфигура out the fundamentalфундаментальный unifiedунифицированный theoryтеория
49
197000
4000
И когда-нибудь мы, возможно, создадим фундаментальную единую теорию
03:33
of the particlesчастицы and forcesсил, what I call the "fundamentalфундаментальный lawзакон."
50
201000
5000
частиц и сил, которую я называю "фундаментальный закон".
03:38
We mayмай not even be terriblyужасно farдалеко from it.
51
206000
2000
Может быть, мы даже не безумно далеки от него.
03:40
But even if we don't runбег acrossчерез it in our lifetimesвремя жизни,
52
208000
3000
Но даже если на нашем веку мы на него не наткнёмся,
03:43
we can still think there is one out there,
53
211000
3000
всё равно можно думать, что он такой есть,
03:46
and we're just tryingпытаясь to get closerближе and closerближе to it.
54
214000
2000
и мы просто стараемся подойти ближе к нему.
03:48
I think that's the mainглавный pointточка to be madeсделал.
55
216000
3000
По-моему, вот основная идея, требующая осознания.
03:51
We expressэкспресс these things mathematicallyматематически.
56
219000
3000
Мы выражаем такие законы математически.
03:54
And when the mathematicsматематика is very simpleпросто --
57
222000
2000
И когда математика очень проста —
03:56
when in termsсроки of some mathematicalматематическая notationобозначение,
58
224000
4000
то есть, когда какая-нибудь математическая нотация
04:00
you can writeзаписывать the theoryтеория in a very briefкраткое spaceпространство, withoutбез a lot of complicationусложнение --
59
228000
6000
позволяет записать теорию компактно и без особых сложностей —
04:06
that's essentiallyпо существу what we mean by beautyкрасота or eleganceэлегантность.
60
234000
4000
мы и считаем такую теорию красивой или элегантной.
04:10
Here'sВот what I was sayingпоговорка about the lawsзаконы. They're really there.
61
238000
6000
Вот что я хочу cказать про эти законы. Они существуют объективно.
04:16
NewtonНьютон certainlyбезусловно believedСчитается, that.
62
244000
2000
Ньютон определённо в это верил.
04:18
And he said, here, "It is the businessбизнес of naturalнатуральный philosophyфилософия to find out those lawsзаконы."
63
246000
10000
И он сказал, что "Задача естественных наук состоит в нахождении этих законов".
04:28
The basicосновной lawзакон, let's say -- here'sвот an assumptionпредположение.
64
256000
3000
Основной закон — про него есть предположение.
04:31
The assumptionпредположение is that the basicосновной lawзакон really takes the formформа
65
259000
3000
Предположение это в том, что основной закон представляет собой
04:34
of a unifiedунифицированный theoryтеория of all the particlesчастицы.
66
262000
3000
объединённую теорию всех частиц.
04:37
Now, some people call that a theoryтеория of everything.
67
265000
3000
Некоторые называют это теорией всего.
04:40
That's wrongнеправильно because the theoryтеория is quantumквант mechanicalмеханический.
68
268000
5000
Такое название неверно, потому что теория относится к квантовой механике.
04:45
And I won'tне будет go into a lot of stuffматериал about quantumквант mechanicsмеханика and what it's like, and so on.
69
273000
4000
Я не буду сейчас вдаваться в подробности о квантовой механике, что она такое, и так далее.
04:49
You've heardуслышанным a lot of wrongнеправильно things about it anywayтак или иначе. (LaughterСмех)
70
277000
5000
Вы и так слышали про неё кучу неверных вещей. (Смех).
04:54
There are even moviesкино about it with a lot of wrongнеправильно stuffматериал.
71
282000
3000
Про неё даже снимали фильмы с разной ерундой.
04:57
But the mainглавный thing here is that it predictsпредсказывает probabilitiesвероятности.
72
285000
5000
Главное в ней то, что она предсказывает вероятности.
05:02
Now, sometimesиногда those probabilitiesвероятности are nearвозле certaintiesнесомненные.
73
290000
3000
Иногда эти вероятности близки к наверняка.
05:05
And in a lot of familiarзнакомые casesслучаи, they of courseкурс are.
74
293000
3000
И в большинстве знакомых случаев это, конечно, так.
05:08
But other timesраз they're not, and you have only probabilitiesвероятности for differentдругой outcomesрезультаты.
75
296000
6000
Но иногда это неверно, и есть только вероятности различных исходов.
05:14
So what that meansозначает is that the historyистория of the universeвселенная is not determinedопределенный just by the fundamentalфундаментальный lawзакон.
76
302000
6000
Из этого следует, что история вселенной определяется не только фундаментальным законом.
05:20
It's the fundamentalфундаментальный lawзакон and this incrediblyневероятно long seriesсерии of accidentsнесчастные случаи,
77
308000
5000
Она определяется фундаментальным законом и невероятно длинной последовательностью случайностей,
05:25
or chanceшанс outcomesрезультаты, that are there in additionприбавление.
78
313000
5000
или случайных исходов, впридачу.
05:30
And the fundamentalфундаментальный theoryтеория doesn't includeвключают those chanceшанс outcomesрезультаты; they are in additionприбавление.
79
318000
6000
Эти случайные исходы — приложение к фундаментальному закону, а не его часть.
05:36
So it's not a theoryтеория of everything. And in factфакт, a hugeогромный amountколичество of the informationИнформация
80
324000
4000
Так что это не теория всего. На самом деле, огромное количество информации
05:40
in the universeвселенная around us comesвыходит from those accidentsнесчастные случаи,
81
328000
4000
о вселенной вокруг нас происходит от этих случайностей,
05:44
and not just from the fundamentalфундаментальный lawsзаконы.
82
332000
3000
а не только от фундаментальных законов.
05:47
Now, it's oftenдовольно часто said that gettingполучение closerближе and closerближе
83
335000
8000
Часто постепенное приближение
05:55
to the fundamentalфундаментальный lawsзаконы by examiningизучения phenomenaявления at lowнизкий energiesсилы, and then higherвыше energiesсилы,
84
343000
5000
к фундаментальному закону через изучение явлений при низких энергиях, затем при высоких,
06:00
and then higherвыше energiesсилы, or shortкороткая distancesрасстояния, and then shorterкороче distancesрасстояния,
85
348000
3000
затем при ещё более высоких, или на малых расстояниях, а потом ещё более коротких,
06:03
and then still shorterкороче distancesрасстояния, and so on, is like peelingшелушение the skinкожа of an onionлук.
86
351000
4000
и ещё более коротких, и так далее, сравнивают с чисткой лука.
06:07
And we keep doing that,
87
355000
2000
И мы продолжаем этим заниматься,
06:09
and buildстроить more powerfulмощный machinesмашины, acceleratorsускорители for particlesчастицы.
88
357000
4000
и строим всё более мощные установки — ускорители частиц.
06:13
We look deeperГлубже and deeperГлубже into the structureсостав of particlesчастицы,
89
361000
5000
Мы всё глубже всматриваемся в структуру частиц,
06:18
and in that way we get probablyвероятно closerближе and closerближе to this fundamentalфундаментальный lawзакон.
90
366000
7000
и за счёт этого вероятно приближаемся к фундаментальному закону.
06:25
Now, what happensпроисходит is that as we do that, as we peelкорка these skinsОболочки of the onionлук,
91
373000
6000
И вот, пока мы чистим понемногу луковицу,
06:31
and we get closerближе and closerближе to the underlyingлежащий в основе lawзакон,
92
379000
3000
и приближаемся постепенно к закону в её основе,
06:34
we see that eachкаждый skinкожа has something in commonобщий with the previousпредыдущий one,
93
382000
5000
мы замечаем, что каждый слой имеет что-то общее с предыдущим
06:39
and with the nextследующий one. We writeзаписывать them out mathematicallyматематически,
94
387000
4000
и со следующим. Мы записываем их в виде формул,
06:43
and we see they use very similarаналогичный mathematicsматематика.
95
391000
3000
и замечаем, что они математически похожи.
06:46
They requireтребовать very similarаналогичный mathematicsматематика.
96
394000
3000
Для их описания используется очень похожая математика.
06:49
That is absolutelyабсолютно remarkableзамечательный, and that is a centralцентральный featureособенность
97
397000
4000
Это совершенно замечательное наблюдение, и оно —
06:53
of what I'm tryingпытаясь to say todayCегодня.
98
401000
5000
главное, о чём я сегодня пытаюсь вам рассказать.
06:58
NewtonНьютон calledназывается it -- that's NewtonНьютон, by the way -- that one.
99
406000
3000
Ньютон говорил про это — кстати, Ньютон — он на вот том портрете.
07:01
This one is AlbertАльберт EinsteinЭйнштейн. HiЗдравствуй, AlAl! And anywayтак или иначе,
100
409000
7000
На этом — Альберт Эйнштейн. Привет, Ал! Возвращаясь,
07:08
he said, "natureприрода conformableсозвучно to herselfсама" -- personifyingолицетворяющий natureприрода as a femaleженский пол.
101
416000
7000
он говорил "Природа весьма согласна и подобна в себе самой"
07:15
And so what happensпроисходит is that the newновый phenomenaявления,
102
423000
5000
В итоге получается, что новые явления,
07:20
the newновый skinsОболочки, the innerвнутренний skinsОболочки of the slightlyнемного smallerменьше skinsОболочки of the onionлук
103
428000
6000
новые слои, внутренние чуть меньшие слои луковицы,
07:26
that we get to, resembleпоходить the slightlyнемного largerбольше onesте,.
104
434000
4000
до которых мы добираемся, похожи на чуть большие.
07:30
And the kindсвоего рода of mathematicsматематика that we had for the previousпредыдущий skinкожа
105
438000
6000
И математика, описывающая предыдущий слой,
07:36
is almostпочти the sameодна и та же as what we need for the nextследующий skinкожа.
106
444000
4000
почти такая же, как требуется для следующего.
07:40
And that's why the equationsуравнения look so simpleпросто.
107
448000
4000
Вот потому уравнения и выглядят такими простыми:
07:44
Because they use mathematicsматематика we alreadyуже have.
108
452000
3000
мы используем уже имеющуюся математику.
07:47
A trivialтривиальный exampleпример is this: NewtonНьютон foundнайденный the lawзакон of gravityсила тяжести,
109
455000
5000
Тривиальный пример: Ньютон открыл закон всемирного тяготения,
07:52
whichкоторый goesидет like one over the squareквадрат of the distanceрасстояние betweenмежду the things gravitatedтяготели.
110
460000
5000
где сила обратно пропорциональна квадрату расстояния между взаимодействующими объектами.
07:57
CoulombКулон, in FranceФранция, foundнайденный the sameодна и та же lawзакон for electricэлектрический chargesрасходы.
111
465000
5000
Во Франции Кулон открыл тот же закон для электрических зарядов.
08:02
Here'sВот an exampleпример of this similarityсходство.
112
470000
2000
Вот вам пример сходства.
08:04
You look at gravityсила тяжести, you see a certainопределенный lawзакон.
113
472000
3000
Смотрим на гравитацию, замечаем некий закон.
08:07
Then you look at electricityэлектричество. Sure enoughдостаточно. The sameодна и та же ruleправило.
114
475000
3000
Потом смотрим на электричество. Кто бы сомневался, видим тот же самый закон
08:10
It's a very simpleпросто exampleпример.
115
478000
2000
Это — очень простой пример.
08:12
There are lots of more sophisticatedутонченный examplesПримеры.
116
480000
4000
Есть уйма более сложных примеров.
08:16
Symmetryсимметричность is very importantважный in this discussionобсуждение.
117
484000
2000
В этой дискуссии очень важна симметрия.
08:18
You know what it meansозначает. A circleкруг, for exampleпример,
118
486000
3000
Вы знаете что это такое. Круг, например,
08:21
is symmetricсимметричный underпод rotationsсевообороты about the centerцентр of the circleкруг.
119
489000
4000
симметричен по отношению к поворотам вокруг своего центра.
08:25
You rotateвращаться around the centerцентр of the circleкруг, the circleкруг remainsостатки unchangedбез изменений.
120
493000
5000
Сколько бы вы ни вертели круг относительно его центра, круг от этого не меняется.
08:30
You take a sphereсфера, in threeтри dimensionsГабаритные размеры, you rotateвращаться around the centerцентр of the sphereсфера,
121
498000
3000
В трёхмерном пространстве возьмите сферу. Её тоже можно как угодно вертеть вокруг её центра,
08:33
and all those rotationsсевообороты leaveоставлять the sphereсфера aloneв одиночестве.
122
501000
4000
И она остаётся неизменной.
08:37
They are symmetriesсимметрий of the sphereсфера.
123
505000
1000
Это — симметрии сферы.
08:38
So we say, in generalГенеральная, that there's a symmetryсимметрия
124
506000
4000
В общем случае мы говорим о симметрии
08:42
underпод certainопределенный operationsоперации if those operationsоперации leaveоставлять the phenomenonявление,
125
510000
4000
по отношению к каким-то преобразованиям, если эти преобразования сохраняют явление
08:46
or its descriptionописание, unchangedбез изменений.
126
514000
3000
или его описание неизменными.
08:49
Maxwell'sМаксвелла equationsуравнения are of courseкурс symmetricalсимметричный
127
517000
3000
Уравнения Максвелла, разумеется, симметричны
08:52
underпод rotationsсевообороты of all of spaceпространство.
128
520000
2000
по отношению к любому повороту пространства в целом.
08:54
Doesn't matterдело if we turnочередь the wholeвсе of spaceпространство around by some angleугол,
129
522000
4000
Как бы мы ни поворачивали пространство на какой-нибудь угол,
08:58
it doesn't leaveоставлять the -- doesn't changeизменение the phenomenonявление of electricityэлектричество or magnetismмагнетизм.
130
526000
4000
это не изменит явление электричества или магнетизма.
09:02
There's a newновый notationобозначение in the 19thго centuryвека that expressedвыраженный this,
131
530000
4000
В XIX веке появилась новая нотация для выражения этой мысли,
09:06
and if you use that notationобозначение, the equationsуравнения get a lot simplerпроще.
132
534000
4000
и с использованием этой нотации уравнения становятся значительно проще.
09:10
Then EinsteinЭйнштейн, with his specialособый theoryтеория of relativityотносительность,
133
538000
3000
Затем Эйнштейн, с его специальной теорией относительности,
09:13
lookedсмотрел at a wholeвсе setзадавать of symmetriesсимметрий of Maxwell'sМаксвелла equationsуравнения,
134
541000
3000
охватил все симметрии уравнений Максвелла,
09:16
whichкоторый are calledназывается specialособый relativityотносительность.
135
544000
3000
которые называются специальной относительностью.
09:19
And those symmetriesсимметрий, then, make the equationsуравнения even shorterкороче, and even prettierпохорошела, thereforeследовательно.
136
547000
5000
И все эти симметрии делают уравнения ещё короче и, как следствие, ещё симпатичнее.
09:24
Let's look. You don't have to know what these things mean, doesn't make any differenceразница.
137
552000
3000
Давайте посмотрим. Совершенно необязательно понимать, что эти формулы значат. Это не имеет значения.
09:27
But you can just look at the formформа. (LaughterСмех) You can look at the formформа.
138
555000
4000
Достаточно просто посмотреть на форму. (Смех). Посмотрите на форму.
09:31
You see aboveвыше, at the topВверх, a long listсписок
139
559000
2000
Там, наверху, длинный список
09:33
of equationsуравнения with threeтри componentsкомпоненты for the threeтри directionsнаправления of spaceпространство: x, y and z.
140
561000
6000
уравнений с тремя компонентами для трёх направлений пространства: x, y и z.
09:39
Then, usingс помощью vectorвектор analysisанализ, you use rotationalвращающийся symmetryсимметрия, and you get this nextследующий setзадавать.
141
567000
6000
Применяя векторный анализ, мы учитываем симметрию вращения, и получаем вот этот набор уравнений.
09:45
Then you use the symmetryсимметрия of specialособый relativityотносительность and you get an even simplerпроще setзадавать
142
573000
4000
Затем мы используем симметрию СТО и получаем ещё более простой набор, как
09:49
down here, showingпоказ that symmetryсимметрия exhibitsэкспонаты better and better.
143
577000
4000
вот здесь, внизу, показывающий, что симметрия проявляется всё лучше и лучше.
09:53
The more and more symmetryсимметрия you have, the better you exhibitэкспонат the simplicityпростота and eleganceэлегантность of the theoryтеория.
144
581000
6000
Чем больше симметрии, тем лучше выражается простота и элегантность теории.
09:59
The last two, the first equationуравнение saysговорит that electricэлектрический chargesрасходы and currentsтечения
145
587000
4000
Из последних двух первое уравнение говорит о том, что все электрические заряды и токи
10:03
give riseподъем to all the electricэлектрический and magneticмагнитные fieldsполя.
146
591000
4000
порождают электрические и магнитные поля.
10:07
The nextследующий -- secondвторой -- equationуравнение saysговорит that there is no magnetismмагнетизм other than that.
147
595000
5000
Следующее, второе, уравнение утверждает, что никакого другого магнетизма в природе нет.
10:12
The only magnetismмагнетизм comesвыходит from electricэлектрический chargesрасходы and currentsтечения.
148
600000
3000
Весь магнетизм порождается электрическими зарядами и токами.
10:15
SomedayКогда-нибудь we mayмай find some slightнезначительный holeдыра in that argumentаргумент.
149
603000
5000
Когда-нибудь мы, возможно, обнаружим какую-нибудь дыру в этой теории.
10:20
But for the momentмомент, that's the caseдело.
150
608000
4000
Но на данный момент это так.
10:24
Now, here is a very excitingзахватывающе developmentразвитие that manyмногие people have not heardуслышанным of.
151
612000
4000
А вот очень интересное развитие этого подхода, о котором мало кто слышал.
10:28
They should have heardуслышанным of it, but it's a little trickyзапутанный to explainобъяснять in technicalтехнический detailподробно,
152
616000
5000
Слышать-то следовало, но технические подробности довольно сложно рассказать,
10:33
so I won'tне будет do it. I'll just mentionупомянуть it. (LaughterСмех)
153
621000
3000
поэтому я не буду. Только упомяну о нём. (Смех.)
10:36
But ChenChen NingNing YangЯн, calledназывается by us "FrankФрэнк" YangЯн -- (LaughterСмех)
154
624000
10000
Но Чен Нин Янг, которого мы называни "Фрэнк" Янг — (Смех)
10:46
-- and Bobбоб MillsМельницы put forwardвперед, 50 yearsлет agoтому назад,
155
634000
4000
— и Боб Миллз 50 лет назад предложили
10:50
this generalizationобобщение of Maxwell'sМаксвелла equationsуравнения, with a newновый symmetryсимметрия.
156
638000
4000
обобщение уравнений Максвелла, учитывающем новую симметрию.
10:54
A wholeвсе newновый symmetryсимметрия.
157
642000
2000
Совершенно новую симметрию.
10:56
MathematicsМатематика very similarаналогичный, but there was a wholeвсе newновый symmetryсимметрия.
158
644000
3000
Математика почти та же, но симметрия совершенно новая.
10:59
They hopedнадеялся that this would contributeделать вклад somehowкак-то to particleчастица physicsфизика
159
647000
5000
Они надеялись, что оно окажется вкладом в физику частиц
11:04
-- didn't. It didn't, by itselfсам, contributeделать вклад to particleчастица physicsфизика.
160
652000
4000
— но нет. Оно, само по себе, не стало вкладом в физику частиц.
11:08
But then some of us generalizedобобщенный it furtherв дальнейшем. And then it did!
161
656000
5000
Но потом нашлись те, кто расширил обобщение. И тут вдруг получилось!
11:13
And it gaveдал a very beautifulкрасивая descriptionописание of the strongсильный forceсила and of the weakслабый forceсила.
162
661000
5000
И вышло очень красивое описание сильного и слабого взаимодействий.
11:18
So here we say, again, what we said before:
163
666000
3000
Поэтому я повторю сказанное ранее:
11:21
that eachкаждый skinкожа of the onionлук showsшоу a similarityсходство to the adjoiningприлегающий skinsОболочки.
164
669000
4000
каждый слой луковицы обнаруживает сходство с соседними слоями.
11:25
So the mathematicsматематика for the adjoiningприлегающий skinsОболочки is very similarаналогичный to what we need for the newновый one.
165
673000
5000
Поэтому математика прилегающих слоёв очень похожа на ту, которая нужна для нового слоя.
11:30
And thereforeследовательно it looksвыглядит beautifulкрасивая
166
678000
2000
И поэтому она выглядит красиво.
11:32
because we alreadyуже know how to writeзаписывать it in a lovelyпрекрасный, conciseкраткий way.
167
680000
4000
Потому что мы уже знаем, как записать это в симпатичной и ёмкой форме.
11:36
So here are the themesтемы. We believe there is a unifiedунифицированный theoryтеория underlyingлежащий в основе all the regularitiesзакономерности.
168
684000
9000
Итого по пунктам. Мы верим, что есть общая теория, лежащая за всеми закономерностями.
11:45
Stepsмеры towardк unificationобъединение exhibitэкспонат the simplicityпростота.
169
693000
4000
Шаги к унификации выявляют простоту.
11:49
Symmetryсимметричность exhibitsэкспонаты the simplicityпростота.
170
697000
2000
Симметрия выявляет простоту.
11:51
And then there is self-similarityсамоподобие acrossчерез the scalesВесы -- in other wordsслова,
171
699000
4000
Кроме того, есть самоподобие на разных уровнях шкалы масштабов — другими словами,
11:55
from one skinкожа of the onionлук to anotherдругой one.
172
703000
2000
при переходе от одного слоя луковицы к другому.
11:57
Proximateближайший self-similarityсамоподобие. And that accountsСчета for this phenomenonявление.
173
705000
5000
Близкое самоподобие. Им и объясняется это явление.
12:02
That will accountСчет for why beautyкрасота is a successfulуспешный criterionкритерий for selectingвыбирающий the right theoryтеория.
174
710000
7000
Оно так же объясняет, почему красота — удачный критерий для выбора верной теории.
12:09
Here'sВот what NewtonНьютон himselfсам said:
175
717000
1000
Вот что говорил сам Ньютон:
12:10
"NatureПрирода is very consonantсогласный and conformableсозвучно to her selfсам."
176
718000
4000
"Природа весьма согласна и подобна в себе самой"
12:14
One thing he was thinkingмышление of is something that mostбольшинство of us take for grantedпредоставляется todayCегодня,
177
722000
4000
Среди прочего он имел в виду то, что сейчас большинство воспринимает как само собой разумеющееся,
12:18
but in his day it wasn'tне было takenвзятый for grantedпредоставляется.
178
726000
3000
но в его время это было совсем не так.
12:21
There's the storyистория, whichкоторый is not absolutelyабсолютно certainопределенный to be right, but a lot of people told it.
179
729000
6000
Рассказывают, не абсолютно надёжные источники, но многие. Четверо.
12:27
Four4 sourcesисточники told it. That when they had the plagueчума in CambridgeКембридж,
180
735000
4000
Когда в Кембридже была чума,
12:31
and he wentотправился down to his mother'sмамин farmферма -- because the universityУниверситет was closedзакрыто --
181
739000
4000
и он уехал на ферму к матери, потому что университет закрылся,
12:35
he saw an appleяблоко fallпадать from a treeдерево, or on his headглава or something.
182
743000
4000
он увидел, как яблоко упало с дерева, ему на голову, или что-то в этом роде.
12:39
And he realizedпонял suddenlyвдруг, внезапно that the forceсила that drewДрю the appleяблоко down to the earthЗемля
183
747000
4000
И он неожиданно понял, что сила, которая притягивает яблоко на землю,
12:43
could be the sameодна и та же as the forceсила regulatingрегулирующий the motionsдвижения of the planetsпланеты and the moonЛуна.
184
751000
6000
может быть той же силой, что управляет движением планет и лун.
12:49
That was a bigбольшой unificationобъединение for those daysдней, althoughнесмотря на то что todayCегодня we take it for grantedпредоставляется.
185
757000
5000
По тем временам это было огромное обобщение, хотя сегодня оно воспринимается как само собой разумеющееся.
12:54
It's the sameодна и та же theoryтеория of gravityсила тяжести.
186
762000
4000
Это одна и та же теория гравитации.
12:58
So he said that this principleпринцип of natureприрода, consonanceсозвучие:
187
766000
5000
Вот что он сказал о гармонии как принципе природы:
13:03
"This principleпринцип of natureприрода beingявляющийся very remoteдистанционный пульт from the conceptionsконцепции of philosophersфилософы,
188
771000
5000
"Этот принцип природы очень далёк от представлений философов
13:08
I forboreвоздержался to describeописывать it in that bookкнига,
189
776000
3000
я не стану описывать его в этой книге,
13:11
lestчтобы не I should be accountedприходится an extravagantэкстравагантный freakурод ... "
190
779000
4000
чтобы не прослыть экстравагантным психом..."
13:15
That's what we all have to watch out for, (LaughterСмех) especiallyособенно at this meetingвстреча.
191
783000
5000
Вот чего нам всем надо остерегаться. (Смех). Особенно на этом собрании.
13:20
" ... and so prejudiceпредубеждение my readersчитатели againstпротив all those things whichкоторый were the mainглавный designдизайн of the bookкнига."
192
788000
5000
"... и не создать у моих читателей предвзятого отношения к основному содержанию книги".
13:25
Now, who todayCегодня would claimЗапрос that as a mereвсего лишь conceitтщеславие of the humanчеловек mindразум?
193
793000
4000
Кто сегодня стал бы утверждать, что это — всего лишь человеческое воображение?
13:29
That the forceсила that causesпричины the appleяблоко to fallпадать to the groundземля
194
797000
4000
Что сила, заставляющая яблоко падать на землю —
13:33
is the sameодна и та же forceсила that causesпричины the planetsпланеты and the moonЛуна to moveпереехать around,
195
801000
3000
это та же сила, которая заставляет планеты и луны вращаться,
13:36
and so on? Everybodyвсе knowsзнает that. It's a propertyимущество of gravitationтяготение.
196
804000
5000
и так далее? Все это знают. Это свойство силы тяготения.
13:41
It's not something in the humanчеловек mindразум. The humanчеловек mindразум can, of courseкурс, appreciateценить it
197
809000
4000
Это не просто игры человеческого разума. Человеческий разум может, конечно, оценить её
13:45
and enjoyнаслаждаться it, use it, but it's not -- it doesn't stemстебель from the humanчеловек mindразум.
198
813000
5000
порадоваться ей, и даже её использовать — но она не происходит из человеческого разума.
13:50
It stemsстебли from the characterперсонаж of gravityсила тяжести.
199
818000
2000
Она происходит из свойств гравитации.
13:52
And that's trueправда of all the things we're talkingговорящий about.
200
820000
2000
И это верно для всех вещей, о которых мы сейчас говорим.
13:54
They are propertiesсвойства of the fundamentalфундаментальный lawзакон.
201
822000
2000
Они — свойства фундаментального закона.
13:56
The fundamentalфундаментальный lawзакон is suchтакие that the differentдругой skinsОболочки of the onionлук resembleпоходить one anotherдругой,
202
824000
6000
Фундаментальный закон таков, что разные слои луковицы похожи друг на друга и,
14:02
and thereforeследовательно the mathматематический for one skinкожа allowsпозволяет you to expressэкспресс beautifullyкрасиво and simplyпросто
203
830000
4000
как следствие, математика, описывающая один слой, позволяет красиво и просто выразить
14:06
the phenomenonявление of the nextследующий skinкожа.
204
834000
3000
явление следующего слоя.
14:09
I say here that NewtonНьютон did a lot of things that yearгод:
205
837000
3000
Замечу, что Ньютон в тот год открыл массу вещей:
14:12
gravityсила тяжести, the lawsзаконы of motionдвижение, the calculusисчисление, whiteбелый lightлегкий composedсостоящий of all the colorsцвета of the rainbowрадуга.
206
840000
6000
тяготение, законы движения, математический анализ, разложение белого света на цвета радуги.
14:18
And he could have writtenнаписано quiteдовольно an essayсочинение on "What I Did Over My SummerЛето Vacationотпуск."
207
846000
6000
Он мог бы написать неслабое сочинение на тему "Как я провёл лето".
14:24
(LaughterСмех)
208
852000
4000
(Смех).
14:28
So we don't have to assumeпредполагать these principlesпринципы as separateотдельный metaphysicalметафизический postulatesпостулаты.
209
856000
10000
Поэтому нам не надо считать эти принципы отдельными метафизическими постулатами.
14:38
They followследовать from the fundamentalфундаментальный theoryтеория.
210
866000
6000
Они следуют из фундаментальной теории.
14:44
They are what we call emergentвыходящий propertiesсвойства.
211
872000
2000
Их мы называем эмергентными свойствами.
14:46
You don't need -- you don't need something more to get something more.
212
874000
7000
Для получения чего-то дополнительного не требуются дополнительные исходные материалы.
14:53
That's what emergenceпоявление meansозначает.
213
881000
2000
Вот что такое эмергентность.
14:55
Life can emergeвсплывать from physicsфизика and chemistryхимия, plusплюс a lot of accidentsнесчастные случаи.
214
883000
9000
Жизнь может произойти из физики, химии и длинной череды случайностей.
15:04
The humanчеловек mindразум can ariseвозникать from neurobiologyнейробиология and a lot of accidentsнесчастные случаи,
215
892000
5000
Человеческий разум может возникнуть из нейробиологии и длинной череды случайностей,
15:09
the way the chemicalхимическая bondсвязь arisesвозникает from physicsфизика and certainопределенный accidentsнесчастные случаи.
216
897000
7000
также, как химическая связь возникает из физики и некоторых случайностей.
15:16
It doesn't diminishуменьшить the importanceважность of these subjectsпредметы
217
904000
4000
Важность темы не уменьшается
15:20
to know that they followследовать from more fundamentalфундаментальный things, plusплюс accidentsнесчастные случаи.
218
908000
6000
от осознания того, что она состоит из более фундаментальной вещи с добавкой случайностей.
15:26
That's a generalГенеральная ruleправило, and it's criticallyкритически importantважный to realizeпонимать that.
219
914000
5000
Это общее правило, и его осознание критически важно.
15:31
You don't need something more in orderзаказ to get something more.
220
919000
4000
Для получения чего-то большего необязательно исходно иметь больше.
15:35
People keep askingпросить that when they readчитать my bookкнига, "The Quarkкварк and the Jaguarягуар,"
221
923000
4000
Читатели моей книги "Кварк и ягуар" продолжают спрашивать,
15:39
and they say, "Isn't there something more beyondза what you have there?"
222
927000
4000
"Нет ли чего-то за пределами того, что вы здесь описываете?"
15:43
Presumablyпредположительно, they mean something supernaturalсверхъестественное.
223
931000
4000
Я предполагаю, они имеют в виду сверхъестественное.
15:47
AnywayТак или иначе, there isn't. (LaughterСмех)
224
935000
2000
Как-бы то ни было, нет, нету. (Смех).
15:49
You don't need something more to explainобъяснять something more.
225
937000
5000
Совершенно необязательно объяснять новые вещи новыми сущностями.
15:54
Thank you very much. (ApplauseАплодисменты)
226
942000
3000
Большое спасибо. (Аплодисменты).
Translated by Ahmad Ali

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Murray Gell-Mann - Physicist
Murray Gell-Mann brings visibility to a crucial aspect of our existence that we can't actually see: elemental particles. He won the Nobel Prize in Physics for introducing quarks, one of two fundamental ingredients for all matter in the universe.

Why you should listen

He's been called "the man with five brains" -- and Murray Gell-Mann has the resume to prove it. In addition to being a Nobel laureate, he is an accomplished physicist who's earned numerous awards, medals and honorary degrees for his work with subatomic particles, including the groundbreaking theory that the nucleus of an atom comprises 100 or so fundamental building blocks called quarks.

Gell-Mann's influence extends well beyond his field: He's a member of the National Academy of Sciences, the American Academy of Arts and Sciences, and the Council on Foreign Relations. He also serves on the board of the Wildlife Conservation Society and is a director of Encyclopedia Britannica. Gell-Mann, a professor emeritus of Caltech, now heads the evolution of human languages program at the Santa Fe Institute, which he cofounded in 1984.

A prolific writer -- he's penned scores of academic papers and several books, including The Quark and the Jaguar -- Gell-Mann is also the subject of the popular science biography Strange Beauty: Murray Gell-Mann and the Revolution in 20th-Century Physics.

More profile about the speaker
Murray Gell-Mann | Speaker | TED.com