A theory of everything | Garrett Lisi

Translator: MaYoMo com Reviewer: Anton Hikov

Whoa, dude.

Уау, човече. Виж какви убийствени уравнения. Сладка работа.

(Laughter)

Check out those killer equations. Sweet.

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

Всъщност, през следващите 18 минути ще направя всичко възможно

to describe the beauty of particle physics without equations.

да опиша красотата на физиката на частиците без уравнения.

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

Оказва се, че можем да научим много от корала.

A coral is a very beautiful and unusual animal.

Коралът е много красиво и необикновено животно.

Each coral head consists of thousands of individual polyps.

Всяка коралова глава се състои от хиляди индивидуални полипи.

These polyps are continually budding and branching

Тези полипи постоянно напъпват и се разклоняват

into genetically identical neighbors.

в генетично идентични съседи.

If we imagine this to be a hyperintelligent coral,

Ако си представим, че това е хиперинтелигентен корал,

можем да изберем един индивид и да му зададем разумен въпрос.

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

Можем да попитаме как се е оказал точно на това местоположение

compared to his neighbors --

в сравнение със съседите си...

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

дали е било просто случайност, съдба, или какво?

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

След като ни смъмри, че сме повишили твърде много температурата,

той би ни казал, че въпросът ни е напълно глупав.

he would tell us that our question was completely stupid.

These corals can be kind of mean, you see,

Тези корали могат да бъдат доста лоши, разбирате ли,

and I have surfing scars to prove that.

имам белези от сърф в доказателство на това.

But this polyp would continue and tell us

Но този полип би ни казал после,

that his neighbors were quite clearly identical copies of him.

че съседите му съвсем явно са идентични негови копия.

That he was in all these other locations as well,

Че той е също и на всички тези места,

but experiencing them as separate individuals.

но ги преживява като отделни индивиди.

For a coral, branching into different copies

За един корал разклоняването в различни копия

is the most natural thing in the world.

е най-естественото нещо на света.

Unlike us, a hyperintelligent coral

За разлика от нас, един хиперинтелигентен корал би бил уникално подготвен

would be uniquely prepared to understand quantum mechanics.

да разбира квантовата механика.

The mathematics of quantum mechanics

Математиката на квантовата механика описва

very accurately describes how our universe works.

много точно как работи нашата Вселена.

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

Тя ни казва, че нашата реалност постоянно се разклонява

в различни възможности, точно като корал.

just like a coral.

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

Това е странно нещо, трудно за схващане от нашите човешки мозъци,

since we only ever get to experience one possibility.

тъй като винаги успяваме да преживеем само една възможност.

This quantum weirdness was first described

Тази квантова странност първо била описана

by Erwin Schrödinger and his cat.

от Ъруин Шрьодингер и неговата котка.

The cat likes this version better.

Котката харесва повече тази версия.

(Laughter)

(Смях)

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

Тук Шрьодингер е в кутия с радиоактивен образец,

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

който, по законите на квантовата механика, се разклонява в състояние,

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

в което излъчва, и състояние, в което не излъчва.

(Laughter)

(Смях)

In the branch in which the sample radiates,

В разклонението, в което образецът излъчва,

той освобождава спусък, който изпуска отрова и Шрьодингер е мъртъв.

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

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

Но в друг клон на реалността той остава жив.

These realities are experienced separately by each individual.

Тези реалности се преживяват отделно от всеки индивид.

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

Доколкото всеки може да прецени, другият не съществува.

This seems weird to us,

Това ни изглежда странно, защото всеки от нас

because each of us only experiences an individual existence,

преживява само едно индивидуално съществуване,

and we don't get to see other branches.

и не ни се удава да видим други клонове.

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

Като че ли всеки от нас, като Шрьодингер тук, е някакъв корал,

are a kind of coral branching into different possibilities.

разклоняващ се в различни възможности.

The mathematics of quantum mechanics tells us

Математиката на квантовата механика ни казва,

this is how the world works at tiny scales.

че така работи светът в мънички мащаби.

It can be summed up in a single sentence:

Може да се обобщи с едно изречение:

Everything that can happen, does.

Всичко, което може да се случи, се случва.

That's quantum mechanics.

Това е квантовата механика.

But this does not mean everything happens.

Но това не означава, че всичко се случва.

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

Останалата част от физиката описва какво може да се случи

и какво не може.

What physics tells us is that everything comes down to geometry

Физиката ни казва, че всичко се свежда до геометрия

and the interactions of elementary particles.

и взаимодействията на елементарни частици.

И нещата могат да се случват, само ако тези частици

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

са съвършено балансирани.

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

Сега ще продължа и ще опиша откъде знаем за тези частици,

какви са те и как действа този баланс.

what they are and how this balance works.

In this machine, a beam of protons and antiprotons

В тази машина лъч от протони и антипротони

are accelerated to near the speed of light

се ускоряват до близка до светлинната скорост

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

и се събират заедно в сблъсък, произвеждащ взрив от чиста енергия.

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

Тази енергия незабавно се преобразува в пръски

от полу-атомни частици

with detectors and computers used to figure out their properties.

и се използват детектори и компютри, за да се проучат техните свойства.

This enormous machine --

Тази огромна машина, "Големият адронен ускорител"

the Large Hadron Collider at CERN in Geneva --

в Европейската организация за ядрени изследвания в Женева

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

има периферия от 17 мили (27,36 км.)

и, когато действа, се нуждае от пет пъти повече енергия

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

от град Монтерей.

We can't predict specifically

Не можем да предвидим точно какви частици ще бъдат образувани

what particles will be produced in any individual collision.

при всеки индивидуален сблъсък.

Quantum mechanics tells us all possibilities are realized.

Квантовата механика ни казва, че всички възможности са реализирани.

But physics does tell us what particles can be produced.

Но физиката ни казва какви частици могат да бъдат образувани.

These particles must have just as much mass and energy

Тези частици трябва да имат точно толкова маса и енергия,

as is carried in by the proton and antiproton.

колкото се носи от протона и анти-протона.

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

Всички частици, по-масивни от този енергиен лимит,

не се образуват и остават невидими за нас.

and remain invisible to us.

This is why this new particle accelerator is so exciting.

Затова този нов ускорител за частици е толкова вълнуващ.

It's going to push this energy limit seven times

Той ще тласне този енергиен лимит седем пъти

beyond what's ever been done before,

отвъд постигания когато и да било преди,

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

така че ще видим някои нови частици много скоро.

But before talking about what we might see,

Но преди да говоря за онова, което може да видим,

let me describe the particles we already know of.

нека опиша частиците, които вече познаваме.

There's a whole zoo of subatomic particles.

Има цял зоопарк от субатомни частици.

Most of us are familiar with electrons.

Повечето от нас познават електроните.

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

Много хора в тази зала изкарват добра прехрана,

като ги блъскат наоколо.

(Смях)

(Laughter)

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

Но електронът има също и неутрален център, наречен неутрино,

with no electric charge and a very tiny mass.

без електрически заряд и с много мъничка маса.

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

Горните и долни кварки, напротив, имат много големи маси

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

и се комбинират в тройки, за да образуват протоните и неутроните

вътре в атомите.

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

Всички тези частици материя съществуват в леви и десни разновидности

и имат партньори анти-частици, които носят противоположни заряди.

and have antiparticle partners that carry opposite charges.

These familiar particles

also have less familiar second and third generations,

Тези познати частици имат също по-малко познати

втори и трети поколения, които имат същите заряди като първите,

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

но имат много по-високи маси.

These matter particles all interact with the various force particles.

Всички тези частици материя взаимодействат с различните силови частици.

The electromagnetic force interacts with electrically charged matter

Електромагнитната сила взаимодейства с електрически заредена материя

via particles called photons.

чрез частици, наречени фотони.

There is also a very weak force

Има също една много слаба сила, наречена - доста прозаично -

called, rather unimaginatively, the weak force ...

слабата сила, която взаимодейства

(Laughter)

that interacts only with left-handed matter.

само с лява материя.

The strong force acts between quarks

Силната сила действа между кварки, които носят

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

различен вид заряд, наречен цветен заряд

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

и съществува в три разновидности: червена, зелена и синя.

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

Може да обвинявате Мъри Гел-Ман за тези имена -

вината за тях е негова.

Finally, there's the force of gravity,

И накрая, съществува гравитационната сила, която взаимодейства с материята

which interacts with matter via its mass and spin.

чрез нейната маса и въртене.

The most important thing to understand here

Най-важното за разбиране тук

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

е, че с всяка от тези сили

се асоциира различен вид заряд.

These four different forces interact with matter

Тези четири различни сили взаимодействат с материята

according to the corresponding charges that each particle has.

съгласно съответните заряди, които има всяка частица.

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

Една частица, която не е виждана още, но сме доста сигурни, че съществува,

е частицата Хигс, която дава маси на всички тези други частици.

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

The main purpose of the Large Hadron Collider

Основната цел на "Големият адронен ускорител"

е да види тази частица Хигс, и сме почти сигурни, че това ще стане.

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

But the greatest mystery is what else we might see.

Но най-голямата мистерия е какво друго може да видим.

And I'm going to show you one beautiful possibility

Ще ви покажа една прекрасна възможност

towards the end of this talk.

към края на този разговор.

Now, if we count up all these different particles

Ако преброим тези различни частици,

using their various spins and charges,

използващи разнообразните им въртения и заряди - съществуват 226.

there are 226.

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

Това са много частици за следене.

And it seems strange

И изглежда странно, че природата би създала

that nature would have so many elementary particles.

толкова много елементарни частици.

But if we plot them out according to their charges,

Но ако ги разпределим съгласно зарядите им,

some beautiful patterns emerge.

излизат наяве някои красиви схеми.

The most familiar charge is electric charge.

Най-познатият заряд е електрическият заряд.

Electrons have an electric charge,

Електроните имат електрически заряд, отрицателен,

a negative one,

а кварките имат електрически заряди по тройки.

and quarks have electric charges in thirds.

Така че, когато два горни кварка и един долен кварк се комбинират,

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

за да създадат протон, той има общ електрически заряд от плюс едно.

it has a total electric charge of plus one.

These particles also have antiparticles, which have opposite charges.

Частиците имат също античастици с противоположни заряди.

Now, it turns out the electric charge

Оказва се, че електрическите заряди в действителност

is actually a combination of two other charges:

имат комбинация от два други заряда:

hypercharge and weak charge.

хиперзаряд и слаб заряд.

If we spread out the hypercharge and weak charge

Ако разстелем хиперзаряда и слабия заряд

и разпределим зарядите на частиците в това двумерно зарядно пространство,

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

the electric charge is where these particles sit

електрическият заряд е там, където седят тези частици

along the vertical direction.

по вертикалното направление.

The electromagnetic and weak forces interact with matter

Електромагнитната и слабата сили взаимодействат с материята

according to their hypercharge and weak charge,

според своя хиперзаряд и слаб заряд,

which make this pattern.

които създават тази схема.

This is called the unified electroweak model,

Това се нарича Обединен слабоелектрически модел

и е бил съставен през 1967 г.

and it was put together back in 1967.

The reason most of us are only familiar with electric charge

Причината повечето от нас да познават само електрическия заряд,

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

а не тези двата, е заради частицата Хигс.

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

Хигс, тук отляво, има голяма маса

and breaks the symmetry of this electroweak pattern.

и разбива симетрията на този слабоелектрически модел.

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

Тя прави слабата сила много слаба,

като дава на слабите частици голяма маса.

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

Тъй като масивната Хигс седи по хоризонталното направление

в тази диаграма, фотоните от електромагнетизъм остават без маса

the photons of electromagnetism remain massless

and interact with electric charge along the vertical direction

и взаимодействат с електрически заряд по вертикалното направление

in this charge space.

в това зарядно пространство.

So the electromagnetic and weak forces

Електромагнитните и слаби сили са описани

are described by this pattern of particle charges

от тази схема на заряди на частици в двумерно пространство.

in two-dimensional space.

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

Можем да включим силната сила, като разстелем

двете й зарядни направления и разпределим зарядите

and plotting the charges of the force particles in quarks

на силови частици на кварки по тези направления.

along these directions.

The charges of all known particles

Зарядите на всички известни частици могат да бъдат разпределени

can be plotted in a four-dimensional charge space,

в едно четиримерно зарядно пространство и прожектирани надолу

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

в две измерения - така, за да можем да ги виждаме.

Whenever particles interact, nature keeps things in a perfect balance

Когато частиците взаимодействат, природата поддържа идеален баланс

along all four of these charge directions.

по всички тези четири зарядни направления.

If a particle and an antiparticle collide,

Ако частица и античастица се сблъскат, това създава изблик на енергия

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

и тотален заряд нула и в четирите зарядни направления.

in all four charge directions.

At this point, anything can be created

На този етап може да бъде създадено всичко, стига да има

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

същата енергия и да поддържа общ заряд нула.

For example, this weak force particle and its antiparticle

Например, тази слабосилова частица и нейната античастица

can be created in a collision.

могат да бъдат създадени в сблъсък.

In further interactions, the charges must always balance.

При по-нататъшни взаимодействия, зарядите винаги трябва да се балансират.

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

Една от слабите частици би могла да се разруши в електрон

и анти-неутрино,

and these three still add to zero total charge.

и тези трите все пак имат нулев общ заряд.

Nature always keeps a perfect balance.

Природата винаги поддържа съвършен баланс.

So these patterns of charges are not just pretty.

Така че тези схеми на заряди са не просто хубави.

Те ни казват какви взаимодействия е разрешено да се случат.

They tell us what interactions are allowed to happen.

And we can rotate this charge space in four dimensions

И можем да завъртаме това зарядно пространство в четири измерения,

to get a better look at the strong interaction,

за да получим по-добър изглед към силното взаимодействие,

което има тази хубава шестоъгълна симетрия.

which has this nice hexagonal symmetry.

In a strong interaction, a strong force particle,

При едно силно взаимодействие, силносилова частица като тази

such as this one,

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

взаимодейства с цветния кварк, като този зеления,

за да даде на един кварк с различен цветови заряд - този, червеният.

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

And strong interactions are happening millions of times

А силни взаимодействия се случват милиони пъти

всяка секунда във всеки атом от телата ни,

each second in every atom of our bodies,

holding the atomic nuclei together.

задържайки атомните ядра заедно.

But these four charges corresponding to three forces

Но тези четири заряда, кореспондиращи с три сили,

are not the end of the story.

не са краят на историята.

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

Можем също да включим и още два заряда,

отговарящи на гравитационната сила.

Когато ги включим, всяка частица материя

When we include these,

each matter particle has two different spin charges,

има два различни заряда на завъртане, завъртане нагоре и завъртане надоу.

spin-up and spin-down.

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

Те всички се разделят и се получава хубава схема

в шестмерно зарядно пространство.

We can rotate this pattern in six dimensions

Можем да завъртаме тази схема в шест измерения

и да видим, че тя е доста хубава.

and see that it's quite pretty.

Right now, this pattern matches our best current knowledge

Точно сега тази схема съвпада с най-добрите ни настоящи познания

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

за това как е изградена природата в мъничките мащаби

на тези елементарни частици.

This is what we know for certain.

Това знаем със сигурност.

Some of these particles are at the very limit

Някои от тези частици са на самата граница

на онова, което сме успели да постигнем с експерименти.

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

From this pattern

От тази схема вече познаваме физиката на частиците

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

в тези мънички мащаби. Начинът, по който Вселената работи

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

с тези мънички мащаби, е много красив.

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

А сега ще обсъдя някои нови и стари идеи

about things we don't know yet.

за неща, които още не знаем.

We want to expand this pattern using mathematics alone,

Искаме да разширим тази схема само с помощта на математика

и да видим дали можем да сложим ръце върху цялата баница.

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

We want to find all the particles and forces

Искаме да открием всички частици и сили,

that make a complete picture of our universe.

които съставят пълна картина на нашата Вселена.

And we want to use this picture to predict new particles

И искаме да използваме тази картина, за да предсказваме нови частици,

that we'll see when experiments reach higher energies.

които ще виждаме, когато експериментите достигнат по-високи енергии.

So there's an old idea in particle physics

Ето една стара идея във физиката на частиците,

that this known pattern of charges,

че тази позната схема от заряди, която не е много симетрична,

which is not very symmetric,

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

би могла да възникне от по-съвършена схема, която е разбита,

similar to how the Higgs particle breaks the electroweak pattern

подобно на начина, по който частицата Хигс развива слабоелектрическия модел,

to give electromagnetism.

за да даде електромагнетизъм.

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

За да направим това, трябва да въведем нови сили

with new charge directions.

с нови зарядни направления.

When we introduce a new direction,

Когато въвеждаме ново направление трябва да отгатнем

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

какви заряди имат частиците по това направление,

and then we can rotate it in with the others.

и тогава можем да го завъртаме с другите.

If we guess wisely, we can construct the standard charges

Ако отгатнем мъдро, можем да конструираме стандартните заряди

in six charge dimensions as a broken symmetry

в шест зарядни направления като разчупена симетрия

of this more perfect pattern in seven charge dimensions.

на тази по-съвършена схема в седем зарядни измерения.

This particular choice corresponds to a grand unified theory

Този избор отговаря на една величествена обединена теория,

introduced by Pati and Salam in 1973.

представена от Пати и Салам през 1973 г.

When we look at this new unified pattern,

Когато погледнем тази нова обединена схема,

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

можем да видим една-две пролуки, където частици, изглежда, липсват.

This is the way theories of unification work.

Това е начинът, по който действат теориите за унификация.

A physicist looks for larger, more symmetric patterns

Един физик търси по-големи, по-симетрични схеми,

that include the established pattern as a subset.

които включват установената схема като подмножество,

The larger pattern allows us to predict the existence of particles

По-голямата схема ни позволява да предвиждаме съществуването

на частици, които никога не са били виждани.

that have never been seen.

This unification model predicts the existence

Този модел за унификация предрича съществуването на тези две

of these two new force particles,

нови силови частици, които трябва да действат до голяма степен като слабата сила,

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

само че по-слабо.

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

Сега можем да завъртаме този набор от заряди в седем измерения

и да имаме предвид един странен факт за частиците материя:

and consider an odd fact about the matter particles:

вторите и третите поколения от материя

the second and third generations of matter

имат точно същите заряди в шестмерното зарядно пространство

have exactly the same charges in six-dimensional charge space

as the first generation.

като първото поколение.

These particles are not uniquely identified by their six charges.

Тези частици не са уникално идентифицирани от шестте си заряда.

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

Те седят една върху друга в стандартното зарядно пространство.

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

Но ако работим в осеммерно зарядно пространство,

then we can assign unique new charges to each particle.

тогава можем да припишем уникални нови заряди на всяка частица.

Then we can spin these in eight dimensions

После можем да ги завъртим в осем измерения

and see what the whole pattern looks like.

и да видим как изглежда цялата схема.

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

Тук виждаме вторите и третите поколения от материя,

сега свързани с първото поколение чрез една симетрия, наречена "триалност".

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

This particular pattern of charges in eight dimensions

Точно тази схема от заряди в осем измерения всъщност е

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

част от най-красивата геометрична структура в математиката.

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

Това е схема на най-голямата изключителна Ли група Е8.

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

Тази Ли група е една гладка, извита форма с 248 измерения.

Each point in this pattern corresponds to a symmetry

Всяка точка в тази схема отговаря на една симетрия

of this very complex and beautiful shape.

над тази много сложна и красива форма.

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

Една малка част от тази форма Е8 може да се използва

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

за описание на извитото пространство време от общата относителност на Айнщайн,

explaining gravity.

обясняваща гравитацията.

Together with quantum mechanics,

Заедно с квантовата механика, геометрията на това пространство

the geometry of this shape could describe everything

би могла да опише всичко относно това как работи Вселената

about how the universe works at the tiniest scales.

в най-мъничките мащаби.

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

А схемата на тази форма, живееща в осеммерно зарядно пространство,

е изключително красива

is exquisitely beautiful,

and it summarizes thousands of possible interactions

и обобщава хиляди възможни взаимодействия

between these elementary particles,

между тези елементарни частици, всяка от които

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

е просто стена в тази сложна форма.

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

Докато я въртим, можем да видим много от другите сложни схеми,

contained in this one.

съдържащи се в тази стена.

And with a particular rotation,

А с едно определено завъртане можем да погледнем надолу през тази схема

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

в осем измерения по една ос на симетрия

and see all the particles at once.

и да видим всички частици наведнъж.

It's a very beautiful object,

Това е много красив обект, и както с всяка унификация,

and as with any unification,

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

можем да видим някои дупки, където се изискват нови частици

от тази схема.

There are 20 gaps where new particles should be,

Има 20 пролуки, където трябва да има нови частици,

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

две от които са били запълнени от частиците Пати и Салам.

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

От тяхното разположение в тази схема знаем, че тези нови частици

should be scalar fields like the Higgs particle,

трябва да са скаларни полета като частицата Хигс,

but have color charge and interact with the strong force.

но имат цветен заряд и взаимодействат със силната сила.

Filling in these new particles completes this pattern,

Допълването на тези нови частици завършва тази схема,

давайки ни пълната Е8.

giving us the full E8.

This E8 pattern has very deep mathematical roots.

Тази схема Е8 има много дълбоки математически корени.

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

Тя е смятана от мнозина за най-красивата структура

в математиката.

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

Фантастична перспектива е, че този обект

с огромна математическа красота би могъл да опише истината за взаимодействията на частици

could describe the truth of particle interactions

в най-малките въобразими мащаби.

at the smallest scales imaginable.

А тази идея, че природата е описвана от математиката,

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

изобщо не е нова.

In 1623, Galileo wrote this:

През 1623 г. Галилео пише:

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

"Величествената книга на природата, която стои постоянно отворена пред взора ни,

is written in the language of mathematics.

е написана на езика на математиката.

Its characters are triangles, circles and other geometrical figures,

Символите й са триъгълници, кръгове и други геометрични фигури,

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

без които е невъзможно за човека да разбере

и една дума от нея;

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

без тях човек броди наоколо в тъмен лабиринт."

I believe this to be true,

Смятам това за истина и съм се опитвал

and I've tried to follow Galileo's guidance

да следвам ръководството на Галилео при описване на математиката

in describing the mathematics of particle physics

на физиката на частиците само с помощта на триъгълници, кръгове

using only triangles, circles and other geometrical figures.

и други геометрични фигури.

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

Разбира се, когато с другите физици действително работим върху това,

математиката може да напомня тъмен лабиринт.

the mathematics can resemble a dark labyrinth.

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

Но е успокоително, че в сърцето на тази математика

is pure, beautiful geometry.

е чистата, красива геометрия.

Joined with quantum mechanics,

Обединена с квантовата механика, тази математика

this mathematics describes our universe as a growing E8 coral,

описва нашата Вселена като един растящ корал Е8,

с частици, взаимодействащи на всяко местоположение, по всички възможни начини

with particles interacting at every location in all possible ways

according to a beautiful pattern.

според една красива схема.

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

И докато повече от схемата става видима с помощта на нови машини

like the Large Hadron Collider,

като "Големия адронен ускорител", може да успеем да видим

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

дали природата използва тази схема Е8, или друга такава.

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

Този процес на откритие е участие в едно чудесно приключение.

If the LHC finds particles that fit this E8 pattern,

Ако "Големият адронен ускорител" открие частици, които се вписват в тази схема Е8,

that will be very, very cool.

това би било извънредно страхотно.

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

Ако "Големият адронен ускорител" открие нови частици, но те не се вписват в тази схема...

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

е, това би било много интересно, но лошо за тази теория Е8.

And, of course, bad for me personally.

И, разбира се, лошо лично за мен.

(Laughter)

(Смях)

Now, how bad would that be?

А колко лошо би било това?

Well, pretty bad.

Е, доста лошо.

(Laughter)

(Смях)

But predicting how nature works is a very risky game.

Но да предсказваш как действа природата е много рискована игра.

This theory and others like it are long shots.

Тази теория и други като нея са изстрели отдалеч.

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

Човек влага много усърден труд, знаейки, че повечето от тези идеи

probably won't end up being true about nature.

вероятно няма да се окажат верни за природата.

That's what doing theoretical physics is like:

Така е да се занимаваш с теоретична физика:

there are a lot of wipeouts.

има много затривания.

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

В това отношение новите физични теории много приличат на новоосновани фирми.

As with any large investment,

Както и с всяка голяма инвестиция, може да е трудно емоционално

it can be emotionally difficult to abandon a line of research

да изоставиш изследователска линия, когато тя не действа.

when it isn't working out.

But in science, if something isn't working,

Но в науката, ако нещо не действа,

you have to toss it out and try something else.

трябва да го изхвърлиш и да опиташ нещо друго.

Now, the only way to maintain sanity

Единственият начин да запазиш здрав разум и да постигнеш щастие

and achieve happiness in the midst of this uncertainty

посред тази несигурност е да поддържаш баланс

is to keep balance and perspective in life.

и перспектива в живота.

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

Опитах всичко възможно, за да живея балансиран живот.

(Laughter)

(Смях)

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

Опитвам се да балансирам живота си по равно между физиката, любовта и сърфа,

my own three charge directions.

моите собствени три зарядни направления.

(Laughter)

(Смях)

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

Така, дори ако физиката, по която работя, не стигне до нищо,

все пак ще знам, че съм живял хубав живот.

I still know I've lived a good life.

And I try to live in beautiful places.

И се опитвам да живея на красиви места.

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

През по-голямата част от последните десет години съм живял на остров Мауи,

a very beautiful place.

много красиво място.

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

Една от най-великите мистерии във Вселената за моите родители

how I managed to survive all that time

е как съм успял да оцелея през цялото това време,

without engaging in anything resembling full-time employment.

без да се занимавам с нищо, наподобяващо работа на пълен работен ден.

(Laughter)

(Смях)

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

Ще ви разкрия тази тайна.

This was a view from my home office on Maui.

Това беше изглед от моя домашен офис на Мауи.

And this is another,

Ето още един, и още един.

and another.

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

Може да сте забелязали, че тези красиви изгледи

са подобни, но на леко различни места.

but in slightly different places.

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

Това е, защото това беше моят дом и офис на Мауи.

(Laughter)

(Смях)

I've chosen a very unusual life.

Избрал съм много необичаен живот.

But not worrying about rent

Но това да не се притеснявам за наема ми позволи да прекарвам времето си,

allowed me to spend my time doing what I love.

като правя онова, което обичам.

Living a nomadic existence has been hard at times,

Воденето на номадско съществуване беше трудно на моменти,

but it's allowed me to live in beautiful places

но то ми позволи да живея на красиви места

и да поддържам баланс в живота си, с който съм щастлив.

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.

То ми позволява да прекарвам голяма част от времето си

в компанията на хиперинтелигентни корали.

But I also greatly enjoy the company of hyperintelligent people.

Но също така силно се наслаждавам на компанията на хиперинтелигентни хора.

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

Така че съм много щастлив, че съм поканен тук днес.

Thank you very much.

Много благодаря.

(Applause)

(Аплодисменти)

Chris Anderson: Stay here one second.

(Applause)

I probably understood two percent of that,

Крис Андерсън: Вероятно разбрах около два процента от това,

but I still absolutely loved it.

но въпреки това го смятам за страхотно. Така че ще звуча тъпо.

So I'm going to sound dumb.

Your theory of everything --

Вашата Теория за всичко...

Garrett Lisi: I'm used to coral.

Гарет Лизи: Свикнал съм с корала.

CA: That's right.

КА: Така е, причината да развълнува някои хора

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

е, тъй като, ако сте прав, това обединява

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

гравитационната и квантовата теория.

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

Значи вие казвате, че трябва да мислим за Вселената

в сърцето й, че най-малките съществуващи неща

that the smallest things that there are,

are somehow an E8 object of possibility?

някак са един Е8 обект на възможност?

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

Искам да кажа, има ли мащаб за това в най-малкия мащаб

във вашия ум, или...?

GL: Well, right now the pattern I showed you

ГЛ: Е, точно сега схемата, която ви показах, отговаря

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

на онова, което знаем за физиката на елементарните частици,

that already corresponds to a very beautiful shape.

която вече отговаря на една много красива форма.

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

И това е онази, за която казах, че знаем със сигурност.

And that shape has remarkable similarities --

Тази форма има забележителни сходства и начинът, по който се вписва

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

в тази схема Е8, би могъл да е останалата част от картината.

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

Тези схеми от точки, които ви показах,

actually represent symmetries of this high-dimensional object

всъщност представляват симетрии на този многомерен обект,

that would be warping and moving and dancing

които ще се изкривяват, движат и танцуват

over the space-time that we experience.

над пространството време, което преживяваме.

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

И това би обяснило всички тези

елементарни частици, които виждаме.

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

КА: Но един струнен теоретик,

explains electrons in terms of much smaller strings vibrating --

както аз го разбирам, обяснява електроните като много по-малки

вибриращи струни...

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

знам, че не харесвате струнната теория - вибриращи вътре в него.

Как да мислим за един електрон във връзка с Е8?

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

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

ГЛ: Не, той би бил една от симетриите в тази форма Е8.

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

Онова, което се случва, е, че докато формата се движи над пространството време,

тя се усуква. И посоката, в която се усуква, докато се движи,

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

е каква частица виждаме. Така че би било...

So it would be --

КА: Размерът на формата Е8,

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

как се свързва това с електрона?

Някак усещам, че това ми е нужно, за да си съставя картина.

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

По-голяма ли е, или по-малка?

ГЛ: Е, доколкото знаем, електроните са точкови частици,

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

така че това ще е свеждане до най-малките възможни мащаби.

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

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

Начинът, по който тези неща са обяснени в теорията за квантовото поле,

е, че всички възможности се разширяват и развиват едновременно.

all possibilities are expanding and developing at once.

And this is why I use the analogy to coral.

Затова използвам аналогията с корала.

And --

Така начинът, по който влиза Е8, е,

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.

че ще бъде като форма, прикрепена към всяка точка в пространството време.

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

И, както казах, начинът, по който формата се усуква,

the directional along which way the shape is twisting

посоката, в която се усуква формата,

as it moves over this curved surface --

докато се движи над тази извита повърхност,

е онова, което са самите елементарни частици.

is what the elementary particles are, themselves.

So through quantum field theory,

Чрез теорията за квантовото поле те се проявяват

they manifest themselves as points and interact that way.

като точки и взаимодействат по този начин.

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

Не знам дали ще успея да го изясня по-добре.

(Laughter)

(Смях)

CA: It doesn't really matter.

КА: Всъщност няма значение.

It's evoking a kind of sense of wonder,

Това предизвиква един вид почуда, и аз със сигурност

and I certainly want to understand more of this.

искам да разбера повече от това.

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

Много ви благодаря, че дойдохте. Това беше абсолютно очарователно.

(Аплодисменти)

(Applause)