A theory of everything | Garrett Lisi

المترجم: Said Al-Saqri المدقّق: Anwar Dafa-Alla

Whoa, dude.

يا للروعة يا صحبي. هلا ترى هذه المعادلات العجيبة. جميل.

(Laughter)

Check out those killer equations. Sweet.

Actually, for the next 18 minutes I'm going to do the best I can

في الـ 18دقيقة التالية سأعمل جاهدا قدر المستطاع..

to describe the beauty of particle physics without equations.

شرح جمال فيزياء الاجسام بدون معادلات حسابية.

It turns out there's a lot we can learn from coral.

إتضح بأنه هناك الكثير الذي يمكن تعلمه من المرجان.

A coral is a very beautiful and unusual animal.

المرجان جميل جدا وحيوان إستثنائي.

Each coral head consists of thousands of individual polyps.

يحتوي كل رأس مرجاني على ألآف من الأورام (بوليب) الفردية.

These polyps are continually budding and branching

هذه الاورام تبرعم وتتفرع بشكل مستمر..

into genetically identical neighbors.

الى جيران متماثلة وراثيا.

If we imagine this to be a hyperintelligent coral,

دعونا نتخيل بأنه مرجان فائق الذكاء ..

وسنختار واحد لنسئله سؤالا معقولا.

we can single out an individual and ask him a reasonable question.

We can ask how exactly he got to be in this particular location

يمكننا سؤاله كيف وجد في هذا الموقع تحديدا..

compared to his neighbors --

بالمقارنة مع جيرانه..

if it was just chance, or destiny, or what?

هل كان ذلك بمحض الصدفة، قدر، أم ماذا؟

Now, after admonishing us for turning the temperature up too high,

حسنا، بعد أن يلومنا لدورنا في رفع درجات الحرارة في الأرض..

سيقول سؤالنا في منتهى الغباء.

he would tell us that our question was completely stupid.

These corals can be kind of mean, you see,

المرجان قد يكون مزعجا الى حد ما كما تعرفون..

and I have surfing scars to prove that.

وفي جسمي جروح أحدثها كدليل على ذلك.

But this polyp would continue and tell us

ولكن هذا المرجان سيستمر ويقول لنا..

that his neighbors were quite clearly identical copies of him.

بأن جيرانه، كما يتضح، نسخ مطابقة له.

That he was in all these other locations as well,

وبالتالي هو في كل المواقع الأخرى أيضا..

but experiencing them as separate individuals.

ولكنه يعيش فيها كفرد منفصل.

For a coral, branching into different copies

بالنسبة للمرجان التفرع الى نسخ أخرى..

is the most natural thing in the world.

أمر طبيعي جدا في هذا العالم.

Unlike us, a hyperintelligent coral

على عكسنا، مرجان فائق الذكاء مستعد بشكل فريد..

would be uniquely prepared to understand quantum mechanics.

لفهم طريقة عمل الفيزياء الكمية.

The mathematics of quantum mechanics

رياضيات الفيزياء الكمية تستطيع بكل دقة..

very accurately describes how our universe works.

شرح نواميس عمل الكون.

And it tells us our reality is continually branching into different possibilities,

وتخبرنا بأن واقعنا يتفرع بشكل دائم..

الى إحتمالات متعددة مثله مثل المرجان.

just like a coral.

It's a weird thing for us humans to wrap our minds around,

لإنه أمر غريب لا تستطيع عقولنا إدراك احتمالات متعدد للواقع..

since we only ever get to experience one possibility.

لأننا نعايش واقع واحد فقط.

This quantum weirdness was first described

شرح لنا غرابة الفيزيا الكمية أول مرة..

by Erwin Schrödinger and his cat.

إروين شرودينجر وهرته.

The cat likes this version better.

هرته تحب هذا النص أكثر.

(Laughter)

(ضحك)

In this setup, Schrödinger is in a box with a radioactive sample

في التجربة، شرودينجر داخل صندوق به مواد مشعة..

that, by the laws of quantum mechanics, branches into a state

وكما تنص قوانين فيزياء الكمية تتفرع (المواد المشعة) الى حالة من ..

in which it is radiated and a state in which it is not.

الاشعاع وعدم الاشعاع.

(Laughter)

(ضحك)

In the branch in which the sample radiates,

في الفرع الذي تشع فيه العينة..

يؤدي ذلك الى إطلاق السم الذي يسبب موت شرودينجر.

it sets off a trigger that releases poison and Schrödinger is dead.

But in the other branch of reality, he remains alive.

ولكن في الفرع الآخر من الواقع يظل حيا.

These realities are experienced separately by each individual.

هذه حقيقتين يعيشها كل فرد بشكل منفصل.

As far as either can tell, the other one doesn't exist.

وعلى قدر ما يمكن معرفته، كل فرد لا يعلم بوجود الآخر.

This seems weird to us,

وهذا يبدو غريبا لنا لإن كل واحد منا..

because each of us only experiences an individual existence,

يعيش تجربة حياة واحدة فقط..

and we don't get to see other branches.

ولا نتمكن من رؤية الفروع الأخرى (من الواقع).

It's as if each of us, like Schrödinger here,

كأنه لو أن كل واحد منا، مثل شرودينجر هنا، شبيه بالمرجان..

are a kind of coral branching into different possibilities.

الذي يتفرع الى إحتمالات أخرى ممكنة.

The mathematics of quantum mechanics tells us

رياضيات الفيزياء الكمية توضح لنا..

this is how the world works at tiny scales.

طريقة عمل الكون في المقاييس المتناهية الصغر.

It can be summed up in a single sentence:

يمكن تلخيص كل ذلك في جملة واحدة:

Everything that can happen, does.

كل ما يحتمل حدوثه، يحدث.

That's quantum mechanics.

وهذه هي الفيزياء الكمية.

But this does not mean everything happens.

ولكن لا يعني أن كل شيء يحدث.

The rest of physics is about describing what can happen and what can't.

أما بقية علم الفيزياء فيختص بشرح ما يمكن أن يحدث..

وما لا يمكن أن يحدث.

What physics tells us is that everything comes down to geometry

ما يبينه علم الفيزياء بأن كل شيء يمكن تلخيصه في الهندسة..

and the interactions of elementary particles.

وتفاعل الجسيمات الأولية.

ويمكن أن تحدث الأشياء إذا كانت هذه التفاعلات..

And things can happen only if these interactions are perfectly balanced.

تتم بتوازن على نحو متكامل.

Now I'll go ahead and describe how we know about these particles,

والآن سأمضي شارحا كيف تسنى لنا معرفة هذه الجسيمات..

وما هي هذه الجسيمات وكيف يعمل هذا التوازن.

what they are and how this balance works.

In this machine, a beam of protons and antiprotons

في هذه الآلة يطلق شعاع من البروتونات ومضادات البروتونات

are accelerated to near the speed of light

بسرعة تقترب من سرعة الضوء..

and brought together in a collision, producing a burst of pure energy.

لتصطدم ببعضها البعض مما يؤدي الى إطلاق طاقة حرارية عالية.

This energy is immediately converted into a spray of subatomic particles,

هذه الطاقة تحول فورا الى رذاذ..

من الجسيمات الذرية (شبيه جسيمات)..

with detectors and computers used to figure out their properties.

يتم تحليلها بمراصد وأجهزة حاسوب لمعرفة خصائصها.

This enormous machine --

هذه الآلة الهائلة، صدامة الهيدروجين الضخمة..

the Large Hadron Collider at CERN in Geneva --

في سيرن بجنيفا..

has a circumference of 17 miles and, when it's operating,

يبلغ محيطها 17 ميل..

وعند تشغيلها تنتج طاقة تبلغ خمسة أضعاف الطاقة..

draws five times as much power as the city of Monterey.

التي تنتجها مدينة مونتيريه الكندية.

We can't predict specifically

لا يمكننا معرفة نوع الجسميات التي سينتج عنها التصادم بكل دقة..

what particles will be produced in any individual collision.

في أي تصادم فردي.

Quantum mechanics tells us all possibilities are realized.

علم فيزياء الكمية يشير الى إمكانية تحقيق كل الاحتمالات الممكنة.

But physics does tell us what particles can be produced.

ولكن علم الفيزياء يحدد نوع الجسيمات التي يمكن إنتاجها.

These particles must have just as much mass and energy

يجب أن تحتوي هذه الجسيمات على نفس القدر من الكتلة والطاقة..

as is carried in by the proton and antiproton.

التي تحملها البروتونات ومضادات البروتونات.

Any particles more massive than this energy limit aren't produced,

أما الجسيمات التي تحتوي على قدر أكبر من الكتلة والطاقة..

فلا تنتج وتظل مخفية عنا.

and remain invisible to us.

This is why this new particle accelerator is so exciting.

لذا فصدامة الهيدروجين الضخمة الجديدة مصدر حماس كبير.

It's going to push this energy limit seven times

ستدفع حدود الطاقة الحالية الى سبعة أضعاف..

beyond what's ever been done before,

ما تم تحقيقه حتى الآن..

so we're going to get to see some new particles very soon.

لذا سنرى نوع جديد من الجسيمات قريبا جدا.

But before talking about what we might see,

ولكن قبل أن نتحدث عن ما يمكن أن نراه (ينتج)..

let me describe the particles we already know of.

دعوني أحدثكم عن الجسيمات (الذرية) التي نعرفها حاليا.

There's a whole zoo of subatomic particles.

هناك أنواع كثيرة جدا من الجسيمات تحت-الذرية.

Most of us are familiar with electrons.

معظمنا يعرف الالكترونات.

A lot of people in this room make a good living pushing them around.

مصدر عيش الكثير من الناس في هذه الغرفة قائم..

بدفعها هنا وهناك.

(ضحك)

(Laughter)

But the electron also has a neutral partner called the neutrino,

ولكن للالكترونات شريك محايد يسمى نيترينو..

with no electric charge and a very tiny mass.

بدون شحنة كهربائية وكتلة متناهية الصغر.

In contrast, the up and down quarks have very large masses,

بالمقارنة جسيمات الكواركس تحتوي على كتل متناهية الكبر..

and combine in threes to make the protons and neutrons inside atoms.

وتتجمع في ثلاثة (الكواركس) لتشكل البروتونات والنيوترونات..

داخل الذرة.

All of these matter particles come in left- and right-handed varieties,

كل مواد الجسيمات تنقسم الى نوع إما يميني وإما يساري..

ولكل جسيم جسيم-مضاد يحمل شحنات مضادة.

and have antiparticle partners that carry opposite charges.

These familiar particles

also have less familiar second and third generations,

لدى هذه الجسيمات المعروفة جسيمات أخرى غير معروفة..

من الجيل الثاني والثالث والتي تحمل شحنات مماثلة للجيل الأول..

which have the same charges as the first but have much higher masses.

ولكنها تحتوى على كتل أكبر بكثير.

These matter particles all interact with the various force particles.

مواد هذه الجسيمات تتفاعل مع مختلف قوى الجسيمات.

The electromagnetic force interacts with electrically charged matter

تتفاعل القوى الكهرومغناطيسية بالمواد المشحونة كهربائيا..

via particles called photons.

من خلال جسيمات تسمى فوتونات.

There is also a very weak force

هناك أيضا قوى أخرى ولكنها ضعيفة جدا تسمى..

called, rather unimaginatively, the weak force ...

القوة الضعيفة وتتفاعل ..

(Laughter)

that interacts only with left-handed matter.

بالمواد اليسارية فقط.

The strong force acts between quarks

القوى القوية يكون دورها في الكواركس، التي تحمل..

which carry a different kind of charge, called color charge,

شحنة من نوع آخر، تسمى شحنة ملونة،..

and come in three different varieties: red, green and blue.

تأتي بثلاثة ألوان مختلفة: الاحمر، الاخضر، والأزرق.

You can blame Murray Gell-Mann for these names -- they're his fault.

يمكنكم لوم الفيزيائي مورى جيل-مان على هذه الأسماء..

فهي من إختراعه.

Finally, there's the force of gravity,

وأخيرا هناك قوى الجاذبية والتي تأثر على المادة

which interacts with matter via its mass and spin.

من خلال كتلتها ودورانها.

The most important thing to understand here

إن أهم شيء يجب فهمه في هذا المقام..

is that there's a different kind of charge associated with each of these forces.

هناك نوع مختلف من الشحن يصاحب ..

كل نوع من هذه القوى.

These four different forces interact with matter

وهذه القوى الأربعة المختلفة تأثر (تتفاعل) بالمادة..

according to the corresponding charges that each particle has.

بما يقابلها من الشحنات التي يحتويها كل جسيم.

A particle that hasn't been seen yet, but we're pretty sure exists,

جسيم لم يرى حتى الآن ولكننا متأكدين من وجوده ..

هو جسيم هيجس والذي يعطى كتل لكل هذه الجسميات الأخرى.

is the Higgs particle, which gives masses to all these other particles.

The main purpose of the Large Hadron Collider

الهدف الأساسي لصدامة الهيدروجين الضخمة..

لرؤية جسيم هيجس ونحن متأكدين الى حد كبير بأننا سنراه.

is to see this Higgs particle, and we're almost certain it will.

But the greatest mystery is what else we might see.

ولكن اللغز الكبير ما هي الجسيمات الأخرى التي سنراها.

And I'm going to show you one beautiful possibility

وسأريكم هنا إحتمال واحد ممكن وجميل..

towards the end of this talk.

مع إقتراب نهاية هذه المحاضرة.

Now, if we count up all these different particles

والآن، أذا حسبنا كل هذه الجسيمات المختلفة..

using their various spins and charges,

باستخدام مختلف الدوائر و الشحنات نحصل على 226 جسيم.

there are 226.

That's a lot of particles to keep track of.

وهذا عدد كبير من الجسيمات لتتبعه.

And it seems strange

وقد يبدو غريبا أن يكون في الطبيعة..

that nature would have so many elementary particles.

هذا العدد الكبير من الجسيمات.

But if we plot them out according to their charges,

ولكن أذا رسمنا المواد بنوع الشحنات التي تبثها..

some beautiful patterns emerge.

تظهر لنا صورة جميلة الشكل.

The most familiar charge is electric charge.

أكثر انواع الشحنات المعروفة هي الشحنات الكهربائية.

Electrons have an electric charge,

الالكترون به شحنة كهربائية سالبة واحدة..

a negative one,

والكواركس بها شحنات كهربائية فردية (ثلاثية).

and quarks have electric charges in thirds.

لذا عندما يتم دمج 2 كواركس علوي بـ 2 كواركس سفلي..

So when two up quarks and a down quark are combined to make a proton,

لتكوين بروتون، تبلغ إجمالي شحنته الكهربائية موجب واحد.

it has a total electric charge of plus one.

These particles also have antiparticles, which have opposite charges.

والجسيمات لها جسيمات-مضادة ذات شحنات معاكسة.

Now, it turns out the electric charge

والآن، تبين بأن الشحنات الكهربائية..

is actually a combination of two other charges:

تحتوي على شحنتين أخريين:

hypercharge and weak charge.

شحنة قوية وشحنة أخرى ضعيفة.

If we spread out the hypercharge and weak charge

إذا قمنا بنشر الشحنات القوية والشحنات ا لضعيفة..

وقمنا برسم شحنات الجسيمات في هذا فضاء الشحنات الثنائي الابعاد..

and plot the charges of particles in this two-dimensional charge space,

the electric charge is where these particles sit

يتبين بأن الشحنة الكهربائية موجودة في مكان الجسيمات..

along the vertical direction.

على طول اتجاه المنحنى الرأسي.

The electromagnetic and weak forces interact with matter

تتفاعل القوى الكهرومغناطيسية والقوى الضعيفة بالمادة..

according to their hypercharge and weak charge,

وفقا لشحناتها القوية وشحناتها الضعيفة..

which make this pattern.

والتي تشكل هذا النمط.

This is called the unified electroweak model,

وهذا النموذج يسمى نموذج القوى الكهرومغناطيسية الموحد..

والذي وضع في العام 1967.

and it was put together back in 1967.

The reason most of us are only familiar with electric charge

سبب معرفة أغلبنا بالشحنة الكهربائية..

and not both of these is because of the Higgs particle.

وجهلنا بالشحنات الضعيفة هي جسيمات هيجز.

The Higgs, over here on the left, has a large mass

جسيمات هيجز كما ترونها هنا في اليسار بها كتلة كبيرة..

and breaks the symmetry of this electroweak pattern.

وتعمل على فصل تطابق هذا النمط الكهرومغناطيسي.

It makes the weak force very weak by giving the weak particles a large mass.

تقوم بإضعاف القوى الضعيفة كثيرا..

بتلبيس القوى الضعيفة كتلة كبيرة الحجم.

Since this massive Higgs sits along the horizontal direction in this diagram,

بما أن جسيم هيجز الضخم يقبع على طول الخط الأفقي..

في هذا الرسم البياني، تظل الفوتونات الكهرومغناطيسية بدون كتلة..

the photons of electromagnetism remain massless

and interact with electric charge along the vertical direction

وتتفاعل بالشحنة الكهربائية على طول الخط الرأسي..

in this charge space.

في هذا الفضاء المشحون.

So the electromagnetic and weak forces

لذا فالقوى الكهرومغناطيسية والقوى الضعيفة الموضحة..

are described by this pattern of particle charges

في هذا النمط من شحنات الجسيمات كفضاء ثنائي-الابعاد.

in two-dimensional space.

We can include the strong force by spreading out its two charge directions

يمكننا ضم القوى القوية عن طريق نشر ..

اتجاهات شحنتيها ورسم الشحنات..

and plotting the charges of the force particles in quarks

الخاصة بقوى الجسيمات في الكواركس على طول هذه الاتجاهات.

along these directions.

The charges of all known particles

يمكن رسم شحنات كل الجسيمات المعروفة..

can be plotted in a four-dimensional charge space,

كفضاء شحن ذو أربعة-أبعاد وتصوير ذلك..

and projected down to two dimensions like this so we can see them.

الى شكل ثنائي الابعاد مثل هذا حتى يتسنى لنا رؤيته.

Whenever particles interact, nature keeps things in a perfect balance

كلما تفاعلت الجسيمات تحافظ الطبيعة على توازن متكامل..

along all four of these charge directions.

على طول كل الابعاد الاربعة باتجاه هذه الشحنات.

If a particle and an antiparticle collide,

اذا تصادم جسيم وجسيم-مضاد ينتج عن ذلك دوي من الطاقة..

it creates a burst of energy and a total charge of zero

ومجموع من الشحنات قدره صفر على كل الاتجهات الاربعة.

in all four charge directions.

At this point, anything can be created

وعندها، في هذه المرحلة، يمكن أن ينتج عن ذلك أي شيء (جسيم) طالما..

as long as it has the same energy and maintains a total charge of zero.

كان له نفس القدر من الطاقة ويحافظ على شحنه قدرها صفر.

For example, this weak force particle and its antiparticle

على سبيل المثال، قوى هذه المادة الضعيفة ومضاد-المادة..

can be created in a collision.

يمكن أن تنشأ في تصادم.

In further interactions, the charges must always balance.

في أية تفاعلات إضافية، يجب ان تتعادل الشحنات.

One of the weak particles could decay into an electron and an antineutrino,

أحد الجسيمات الضعيفة يمكن أن يتحلل الى الكترون,,

ومضاد-النيوترينو..

and these three still add to zero total charge.

وكل هذه الثلاثة سيبلغ إجمال جمع شحناتها صفر.

Nature always keeps a perfect balance.

تحافظ الطبيعة دائما على توازن متكامل.

So these patterns of charges are not just pretty.

لذا هذه الانماط من الشحنات ليست مجرد جميلة.

تنبئنا عن التفاعلات الممكنة (الجائزة).

They tell us what interactions are allowed to happen.

And we can rotate this charge space in four dimensions

ويمكننا تدوير هذا الفضاء المشحون الى أربعة أبعاد..

to get a better look at the strong interaction,

لتوضيح التفاعلات القوية..

التي ينجم عنها هذا الشكل السداسي الجميل.

which has this nice hexagonal symmetry.

In a strong interaction, a strong force particle,

في التفاعلات القوية، جسيم ذا قوى قوية، مثل هذا الواحد..

such as this one,

interacts with a colored quark, such as this green one,

يتفاعل بالكوارك الملون، مثل هذا الأخضر..

لينتج عن ذلك كوارك بلون شحن مختلف.. هذا الأحمر.

to give a quark with a different color charge -- this red one.

And strong interactions are happening millions of times

تفاعلات قوية تحدث ملايين المرات..

في كل ثانية في كل ذرة من أجسادنا..

each second in every atom of our bodies,

holding the atomic nuclei together.

حاملة نواة الذرة في آن واحد.

But these four charges corresponding to three forces

ولكن هذه الشحنات الأربعة الناتجة عن القوى الذرة الثلاثية..

are not the end of the story.

ليست نهاية القصة.

We can also include two more charges corresponding to the gravitational force.

يمكننا إضافة شحنتين إضافيتين..

تسببها قوى الجاذبية.

وعند احتساب قوى الجاذبية، كل مادة جسيم..

When we include these,

each matter particle has two different spin charges,

تتأثر بشحنتي دوران مختلفتين، دوران علوي ودوران سفلي.

spin-up and spin-down.

So they all split and give a nice pattern in six-dimensional charge space.

لذا كلها تنقسم وينتج عن ذلك نمط جميل..

في فضاء شحن سداسي الابعاد.

We can rotate this pattern in six dimensions

يمكنننا تدوير هذا النمط على شكل سداسي الابعاد..

لنرى بأنه جميل جدا.

and see that it's quite pretty.

Right now, this pattern matches our best current knowledge

في الوقت الراهن، يطابق هذا النمط أفضل معارفنا الحالية..

of how nature is built at the tiny scales of these elementary particles.

عن كيف تبنى الطبيعة في المقاييس الذرية..

في هذه الجسيمات الأولية المتناهية الصغر.

This is what we know for certain.

هذا ما نعرفه بكل تأكيد.

Some of these particles are at the very limit

بعض هذه الجسيمات في حدود (نهاية)..

ما أمكننا التوصل إليه بالتجارب.

of what we've been able to reach with experiments.

From this pattern

من هذا النمط، نعرف فيزياء جسيمات..

we already know the particle physics of these tiny scales --

المتناهية الصغر. كيفية يعمل الكون..

the way the universe works at these tiny scales is very beautiful.

في هذه المقايسس المتناهية الصغر جميل جدا حقا.

But now I'm going to discuss some new and old ideas

ولكني سأشرح بعض المفاهيم الجديدة والقديمة..

about things we don't know yet.

عن الاشياء التي لا نعرفها حتى الآن.

We want to expand this pattern using mathematics alone,

نرغب في توسيع هذا النمط باستخدام الحساب وحده..

لنرى إن كان بامكاننا فهم كيف يعمل كل شيء.

and see if we can get our hands on the whole enchilada.

We want to find all the particles and forces

نريد معرفة كل الجسيمات والقوى..

that make a complete picture of our universe.

التي تعطي صورة كاملة عن كيفية عمل الكون.

And we want to use this picture to predict new particles

ونرغب في إستخدام هذه الصورة للتنبأ بأية جسيمات جديدة..

that we'll see when experiments reach higher energies.

التي يمكن أن ترى في التجارب المرتقبة.

So there's an old idea in particle physics

هناك فكرة قديمة في فيزياء الجسيمات..

that this known pattern of charges,

بأن هذا النمط المعروف من الشحن الغير متناسق..

which is not very symmetric,

could emerge from a more perfect pattern that gets broken --

قد يكون وليد نمط أكثر تناسقا ولكنه يفقد تناسقه..

similar to how the Higgs particle breaks the electroweak pattern

مثل تأثير جسيم هيجز على نمط كهرباء القوى الضعيفة..

to give electromagnetism.

لينتج عنها القوى الكهرومغناطيسية.

In order to do this, we need to introduce new forces

ولمعرفة ذلك، ينبغي علينا إستحداث قوى جديدة..

with new charge directions.

بإتجاهات شحن جديدة.

When we introduce a new direction,

عندما نستحدث اتجاه جديد يمكننا تقدير..

we get to guess what charges the particles have along this direction,

ما هي شحنات الجسيمات على طول هذا الاتجاه..

and then we can rotate it in with the others.

وبعد ذلك يمكننا تدوير ذلك بالجسيمات الأخرى.

If we guess wisely, we can construct the standard charges

إذا قمنا بتخمين ذلك بحكمة، يمكننا بناء الشحنات المعروفة..

in six charge dimensions as a broken symmetry

على شكل شحن سداسي الابعاد كنمط غير متناسق..

of this more perfect pattern in seven charge dimensions.

من هذا النمط المتكامل في شكل شحن سباعي الابعاد.

This particular choice corresponds to a grand unified theory

هذا الاختيار بالذات مبني على نظرية الاتحاد الكبرى..

introduced by Pati and Salam in 1973.

التي إقترحها كل من الفيزيائي باتي وسلام عام 1973.

When we look at this new unified pattern,

عند تفحص هذا النمط الجديد من الاتحاد..

we can see a couple of gaps where particles seem to be missing.

يمكننا رؤية فراغين لجسيمات تبدو مفقودة.

This is the way theories of unification work.

بهذه الطريقة تعمل نظريات الفيزياء التوحيدية.

A physicist looks for larger, more symmetric patterns

يبحث الفيزيائي عن مزيد من الانماط الهندسية الاكبر..

that include the established pattern as a subset.

والتي تشتمل على الانماط المعروفة سلفا كفروع.

The larger pattern allows us to predict the existence of particles

الانماط الاكبر تمكننا التنبأ بوجود..

جسيمات لم يسبق مشاهدتها.

that have never been seen.

This unification model predicts the existence

هذه النظرية تمكننا من التنبأ بوجود زوجين ..

of these two new force particles,

من جسيمات القوى الجديدة والتي تتصف بمثل القوي الضعيفة..

which should act a lot like the weak force, only weaker.

ولكنها أضعف منها.

Now, we can rotate this set of charges in seven dimensions

الآن يمكننا تدوير مجموع الشحنات هذه في سبعة أبعاد..

وتأمل حقيقة غريبة عن جسيمات المادة:

and consider an odd fact about the matter particles:

لدى االجيل الثاني والثالث من المادة..

the second and third generations of matter

نفس القدر من فضاء الشحنات ذو الابعاد الستة..

have exactly the same charges in six-dimensional charge space

as the first generation.

كالجيل الأول.

These particles are not uniquely identified by their six charges.

لم تحدد هذه الجسيمات بشكل فريد من خلال شحناتها الستة.

They sit on top of one another in the standard charge space.

تقبع على بعضه البعض في فضاء الشحن المعروف.

However, if we work in eight-dimensional charge space,

ولكن إذا عملنا من خلال فضاء شحن ثماني الابعاد..

then we can assign unique new charges to each particle.

يمكننا تخصيص شحنات فريدة لكل جسيم جديد.

Then we can spin these in eight dimensions

من بعد ذلك يمكننا تدوير هذه الابعاد الثمانية..

and see what the whole pattern looks like.

لرؤية كيف يبدو النمط الجديد إجمالا.

Here we can see the second and third generations of matter now,

الآن نستطيع رؤية الجيل الثاني والثالث من المادة..

وكيفية إرتباطه بالجيل الأول بشكل هندسي يسمى "ثلاثية".

related to the first generation by a symmetry called "triality."

This particular pattern of charges in eight dimensions

في الحقيقة هذا النمط من الشحن ذا الثماني الابعاد..

is actually part of the most beautiful geometric structure in mathematics.

هو جزء من اجمال البنى الهندسية الجميلة في الرياضيات.

It's a pattern of the largest exceptional Lie group, E8.

إنه نمط لأكبر مجموعة استثنائية في الرياضيات تعرف بـ E8

This Lie group is a smooth, curved shape with 248 dimensions.

تتصف المجموعة بشكلها المقوس السوي ذي 248 بعد.

Each point in this pattern corresponds to a symmetry

كل نقطة في هذا النمط يقابله شكل معادل..

of this very complex and beautiful shape.

في هذا الشكل المعقد والجميل.

One small part of this E8 shape can be used to describe

يمكن استخدام جزء صغير من هذا الشكل E8..

the curved space-time of Einstein's general relativity,

لشرح الفضاء الزمني المنحني كما جاء في النظرية النسبية لإنشتاين..

explaining gravity.

لتوضيح الجاذبية.

Together with quantum mechanics,

الشكل الهندسي والفيزياء الكمية تستخدمان..

the geometry of this shape could describe everything

لشرح كل شيء عن نواميس الكون وكيف يعمل..

about how the universe works at the tiniest scales.

في المقايس المتناهية الصغر.

The pattern of this shape living in eight-dimensional charge space

ونمط هذا الشكل الذي يحتوي على فضاء شحني ذو ثمانية أبعاد..

جميل بشكل لا يصدق..

is exquisitely beautiful,

and it summarizes thousands of possible interactions

ويلخص آلآف محتملة من التفاعلات..

between these elementary particles,

بين الجسيمات الأولية التي كل منها..

each of which is just a facet of this complicated shape.

عبارة عن مجرد وجه من هذا الشكل المعقد.

As we spin it, we can see many of the other intricate patterns

كلما أدرناه نرى الكثير من الانماط المعقدة الأخرى...

contained in this one.

يحتويها هذا الشكل الواحد.

And with a particular rotation,

بهذا التدوير المعين يمكننا النظر من خلال هذا النمط..

we can look down through this pattern in eight dimensions along a symmetry axis

ثمانية أبعاد على طول منحنى التطابق..

and see all the particles at once.

ورؤية كل الجسيمات في آن واحد.

It's a very beautiful object,

إنه شكل جميل جدا، وكغيره من الاشكال العامة..

and as with any unification,

we can see some holes where new particles are required by this pattern.

نرى بعض المناطق الفارغة التي تحتاج الى إضافة جسيمات جديدة..

على هذا النمط.

There are 20 gaps where new particles should be,

هناك 20 فراغا للمناطق التي يجب أن تكون فيها الجسيمات..

two of which have been filled by the Pati-Salam particles.

مكانين تم شغرهما بجسيمات باتي وسلام.

From their location in this pattern, we know that these new particles

بالنظر الى مواقعها في هذا النمط نعرف بأن هذه الجسيمات الجديدة..

should be scalar fields like the Higgs particle,

يجب أن تكون متعددة المجالات مثل جسيم هيجز..

but have color charge and interact with the strong force.

ولكنها تحتوي على شحن ملون وتتفاعل بالقوى القوية.

Filling in these new particles completes this pattern,

بملأ الفراغات بجسيمات جديد سيكتمل النمط..

وبذلك يكتمل الشكل E8.

giving us the full E8.

This E8 pattern has very deep mathematical roots.

هذا الشكل E8 في علم الرياضيات ذو جذور عميقة.

It's considered by many to be the most beautiful structure in mathematics.

حيث يعتبره الكثيرين أجمل بناء..

في علم الحساب.

It's a fantastic prospect that this object of great mathematical beauty

إنه لمستقبل مشرق أن يستطيع هذا الشكل الحسابي الرائع ..

الجميل توضيح حقائق تفاعلات الجسيمات..

could describe the truth of particle interactions

في أصغر مستويات القياس التي يمكن تصورها.

at the smallest scales imaginable.

والفكر القائل بإن علم الحساب يستطيع شرح الطبيعة..

And this idea that nature is described by mathematics is not at all new.

ليس بجديد كليا.

In 1623, Galileo wrote this:

في 1623 ، كتب غاليليو التالي:

"Nature's grand book, which stands continually open to our gaze,

كتاب الطبيعة الضخم، الذي يتجلى بشكل دائم أمام أعيننا..

is written in the language of mathematics.

مكتوب بلغة الحساب.

Its characters are triangles, circles and other geometrical figures,

حروفه المثلثات، الدوائر، والاشكال الهندسية الأخرى..

without which it is humanly impossible to understand a single word of it;

والتي بدونها يستحيل علينا كبشر فهم..

كلمة واحدة منه:

without these, one is wandering around in a dark labyrinth."

بدونها، الواحد سيقع في متاهة مظلمة لا نهاية لها.

I believe this to be true,

أعتقد بأن كلامه صحيحا وعشت أحاول..

and I've tried to follow Galileo's guidance

إستخدام إرشادات غاليليو لوصف رياضيات..

in describing the mathematics of particle physics

الجسيمات الفيزيائية باستخدام المثلثات، الدوائر..

using only triangles, circles and other geometrical figures.

والاشكال الهندسية الأخرى.

Of course, when other physicists and I actually work on this stuff,

طبعا عندما يقوم الفيزيائيون مثلي بدراسة هذه الاشياء..

باستخدام علم الرياضيات، الحساب قد يكون شبيه بالمتاهة المظلمة.

the mathematics can resemble a dark labyrinth.

But it's reassuring that at the heart of this mathematics

ولكن مما يثلج الصدر أن يكون في عمق العمليات الحسابية..

is pure, beautiful geometry.

أشكال هندسية فائقة الجمال.

Joined with quantum mechanics,

باستخدام فيزياء الكم هذه الرياضيات..

this mathematics describes our universe as a growing E8 coral,

تصف عالمنا كمرجان E8 الذي ينمو..

بجسيمات تتفاعل كل مكان وعلى كل المستويات..

with particles interacting at every location in all possible ways

according to a beautiful pattern.

وفقا لنمط جميل.

And as more of the pattern comes into view using new machines

وكلما اتضحت صورة النمط أكثر بإستخدام ألآت أحدث..

like the Large Hadron Collider,

مثل صدامة الهيدروجين الضخمة سيكون من المحتمل معرفة..

we may be able to see whether nature uses this E8 pattern or a different one.

إذا كانت الطبيعة تستخدم النمط الحسابي E8 أو نمط آخر.

This process of discovery is a wonderful adventure to be involved in.

وإنه لمن دواعي السرور المشاركة في هذه المرحلة من الاكتشاف.

If the LHC finds particles that fit this E8 pattern,

إذا تبين من تجربة الصدامة بأن الجسيمات تكون وفقا لنمط E8

that will be very, very cool.

سيكون ذلك رئعا حقا.

If the LHC finds new particles, but they don't fit this pattern --

إذا تبين بأن الجسيمات هي خلاف ذلك وليست وفقا لهذا النمط..

well, that will be very interesting, but bad for this E8 theory.

حسنا، سيكون ذلك مثيرا للإهتمام ولكنه سيئأ لنظرية E8.

And, of course, bad for me personally.

وطبعا سيكون ذلك سيئا لي أنا شخصيا.

(Laughter)

(ضحك)

Now, how bad would that be?

حسنا كم هو سيئأ؟

Well, pretty bad.

حسنا، سيئا جدا.

(Laughter)

(ضحك)

But predicting how nature works is a very risky game.

ولكن التنبؤ بكيفية عمل الطبيعة أمر في غاية الصعوبة (الخطورة).

This theory and others like it are long shots.

يمكن إعتبار هذه النظرية وشبيهاتها كالمغامرة.

One does a lot of hard work knowing that most of these ideas

يعمل المرء جاهدا على الرغم من الإدراك بأن معظم هذه الأفكار..

probably won't end up being true about nature.

قد لاتصف نواميس الطبيعة بشكل صحيح.

That's what doing theoretical physics is like:

إن العمل في الفيزياء النظرية..

there are a lot of wipeouts.

ينتج عنه الكثير من الفناء.

In this regard, new physics theories are a lot like start-up companies.

وفي هذا الصدد نظريات الفيزياء الجديدة تشبه كثيرا الشركات المبتدأه.

As with any large investment,

مثل اي استثمار ضخم من الصعوبة بمكان (نفسيا)..

it can be emotionally difficult to abandon a line of research

التخلي عن خطة البحث حتى إذا تبين بإنها غير صحيحة.

when it isn't working out.

But in science, if something isn't working,

ولكن في العلوم الطبيعية ليس هناك مجال لقبول ما هو غير صحيح..

you have to toss it out and try something else.

عليك التخلي عنه ومحاولة تجربة شيء آخر.

Now, the only way to maintain sanity

ولكي يحافظ المرء على توازنه ويحقق السعادة..

and achieve happiness in the midst of this uncertainty

وسط المجهول عليه أن يكون متوازنا..

is to keep balance and perspective in life.

ومتفهما للحياة.

I've tried the best I can to live a balanced life.

لقد بذلت قصارى جهدي أن أحافظ على التوازن في الحياة.

(Laughter)

(ضحك)

I try to balance my life equally between physics, love and surfing --

أزن حياتي بشكل متساوي بين الفيزياء الحب والتزلج على الماء.

my own three charge directions.

إتجاهات شحناتي الثلاث الخاصة.

(Laughter)

(ضحك)

This way, even if the physics I work on comes to nothing,

وبهذه الطريقة حتى لو كانت الفيزياء النظرية التي أمارسها غير صحيحة..

سيكون لدي رصيد آخر جيد في الحياة.

I still know I've lived a good life.

And I try to live in beautiful places.

وكما إنني أعيش في مناطق جميلة.

For most of the past ten years I've lived on the island of Maui,

في العشر السنوات التي خلت عشت في جزيرة ماوي (بهاواي)..

a very beautiful place.

الفائقة الجمال.

Now, it's one of the greatest mysteries in the universe to my parents

ويبدو لوالدي بإنه من أعظم الأسرار في الكون..

how I managed to survive all that time

كيف لي أن أعيش كل هذا الزمن دون الانخراط..

without engaging in anything resembling full-time employment.

في عمل بدوام كامل.

(Laughter)

(ضحك)

I'm going to let you in on that secret.

سأخبركم بالسر.

This was a view from my home office on Maui.

هذا المنظر من مكتبي المنزلي في ماوي.

And this is another,

وهذا منظر آخر، وهذا آخر.

and another.

And you may have noticed that these beautiful views are similar,

وقد تلاحظون بأن هذه المناظر الجميلة..

متشابهة ولكنها تختلف بعض الشيء.

but in slightly different places.

That's because this used to be my home and office on Maui.

لإنها كانت منزلي ومكتبي في ماوي.

(Laughter)

(ضحك)

I've chosen a very unusual life.

لقد إخترت أسلوب حياة غير تقليدي.

But not worrying about rent

ولكن عدم القلق من عدم المقدرة على دفع ايجار منزل مكنني من قضاء وقتي..

allowed me to spend my time doing what I love.

في العمل في ما أحب.

Living a nomadic existence has been hard at times,

الحياة البدوية صعبة بعض الاحيان..

but it's allowed me to live in beautiful places

ولكنها مكنتني من العيش في بقع جميلة..

والمحافظة على توزان جيد في حياتي كان مصدر سعادتي.

and keep a balance in my life that I've been happy with.

It allows me to spend a lot of my time hanging out with hyperintelligent coral.

مكنتني من قضاء الكثير من وقتي..

برقة المرجان الفائق الذكاء.

But I also greatly enjoy the company of hyperintelligent people.

ولكنني أسعد أيضا برفقة أناس فائقي الذكاء.

So I'm very happy to have been invited here to TED.

لذا فأنا سعيد جدا لدعوتي هنا اليوم.

Thank you very much.

شكرا جزيلا.

(Applause)

(تصفيق)

Chris Anderson: Stay here one second.

(Applause)

I probably understood two percent of that,

يقول كريس أندريسون: أحسب نسبة ما فهمته في حدود 2%..

but I still absolutely loved it.

ولكن مع هذا أعجبني العرض كثيرا. وسؤالي قد يبدو لك في منتهي الغباء.

So I'm going to sound dumb.

Your theory of everything --

نظريتك حول تفسير كل الوجود..

Garrett Lisi: I'm used to coral.

جاريت ليسي: أنا متعود على المرجان.

CA: That's right.

كريس أندريسون: هذا صحيح، السبب في تحمس البعض هو..

The reason it's got a few people at least excited

،إذا كنت محقا، نظريتك ستدمج..

is because, if you're right, it brings gravity and quantum theory together.

تأثير الجاذبية ونظرية الفيزياء الكمية.

So are you saying that we should think of the universe, at its heart --

لذا هل تقول بأن نواميس الكون..

في جوهرها وعلى الاحجام الذرية المتناهية الصغر..

that the smallest things that there are,

are somehow an E8 object of possibility?

تحتمل بطريقة ما أبعاد حسابية قدرها E8؟

I mean, is there a scale to it, at the smallest scale, or ...?

أقصد، هل هناك مقياس لذلك في الاحجام الذرية..

كما تعتقد، أو ..؟

GL: Well, right now the pattern I showed you

جاريت ليسي: حسنا ، النمط الذي استعرضته يطابق..

that corresponds to what we know about elementary particle physics --

كل ما نعرفه عن الجسيمات الأولية في الفيزياء..

that already corresponds to a very beautiful shape.

ويتسم بنسق ونمط جميل جدا.

And that's the one that I said we knew for certain.

وهذا ما نعرفه بشكل مؤكد.

And that shape has remarkable similarities --

وذلك الشكل يشبه الى حد كبير ويتناسب ..

and the way it fits into this E8 pattern, which could be the rest of the picture.

مع نمط E8 وبالتالي يكون مكملا للصورة.

And these patterns of points that I've shown for you

وهذه النقاط في النمط الذي استعرضته..

actually represent symmetries of this high-dimensional object

في الواقع يمثل أشكال مناظرة لهذا الشكل ذو الابعاد المتعددة..

that would be warping and moving and dancing

المفعم بالدوران والحركة الدائمة..

over the space-time that we experience.

في الفضاء الزمني الذي نشعر به.

And that would be what explains all these elementary particles that we see.

وهذا يوضح كل هذه..

الجسيمات الأولية التي نراها.

CA: But a string theorist, as I understand it,

كريس أندريسون: ولكن النظرية الزنبركية..

explains electrons in terms of much smaller strings vibrating --

كما أفهمها، تفسر حركة الالكترونات من حيث

ذبذبات زنبركية متناهية الصغر.

I know, you don't like string theory -- vibrating inside it.

أعرف بأنك لا تحب النظرية الزنبركية.. ذبذبات داخل الجسيمات.

كيف لنا فهم علاقة الالكترون بـالشكل الحسابي E8؟

How should we think of an electron in relation to E8?

GL: Well, it would be one of the symmetries of this E8 shape.

جاريت ليسي: لا سيكون أحد الأشكال المتناظرة في E8.

So what's happening is, as the shape is moving over space-time, it's twisting.

لذا ما يحدث إنه، في الوقت الذي يتحرك فيه الشكل في الفضاء الزمني..

فإنه يلتوي. والاتجاه الذي يلتوي فيه عند حركته..

And the direction it's twisting as it moves is what particle we see.

هو الذي يمكننا من رؤية الجسيم. لذا سيكون..

So it would be --

كريس أندريسون: حجم الشكل E8 ..

CA: The size of the E8 shape, how does that relate to the electron?

ما علاقته بالالكترون؟

أشعر بالحاجة الى ذلك لتتضح عندي الصورة.

I feel like I need that for my picture. Is it bigger? Is it smaller?

هل هو أكبر من ذلك، أصغر من ذلك؟

جاريت ليسي: في حدود معرفتنا الالكترونات هي نقط جسيمات..

GL: As far as we know, electrons are point particles,

لذا فهذا سيكون في أصغر المقاييس الممكنة.

so this would be going down to the smallest possible scales.

So the way these things are explained in quantum field theory is,

لذا تفسر هذه الاشياء في نظريات الفيزياء الكمية..

كل الاحتمالات تتسع وتتطور في آن واحد.

all possibilities are expanding and developing at once.

And this is why I use the analogy to coral.

ولهذا أستخدم مثال المرجان.

And --

وبهذه الطريقة، الشكل الحسابي E8 يفسر كل العلاقات..

in this way, the way that E8 comes in

is it will be as a shape that's attached at each point in the space-time.

كأشكال مترابطة في كل بعد فضائي زمني.

And, as I said, the way the shape twists --

وكما سبق وقلت طريقة انحناء الشكل..

the directional along which way the shape is twisting

اتجاه انحنائه على طول طريقة انحنائه..

as it moves over this curved surface --

عند حركته في هذا السطح الملتوي..

يمثل ما هي الجسميات الأولية نفسها.

is what the elementary particles are, themselves.

So through quantum field theory,

لذا من خلال فيزياء الكم، تظهر نفسها..

they manifest themselves as points and interact that way.

كنقاط وتتفاعل بتلك الطريقة.

I don't know if I'll be able to make this any clearer.

لا أدري إذا كان بمقدوري توضيح ذلك أكثر.

(Laughter)

(ضحك)

CA: It doesn't really matter.

كريس أندريسون: لا يهم ذلك حقا.

It's evoking a kind of sense of wonder,

لكنها تثير قدر كبير من الدهشة وبكل تأكيد..

and I certainly want to understand more of this.

أرغب في المزيد من الفهم.

But thank you so much for coming. That was absolutely fascinating.

ولكن شكرا جزيلا لقدومك. كان ذلك جيدا.

(تصفيق)

(Applause)