A theory of everything | Garrett Lisi

Fordító: Maria Bolgar Lektor: Laszlo Kereszturi

Whoa, dude.

Hahó emberek! Micsoda gyilkos egyenletek! Aranyosak.

(Laughter)

Check out those killer equations. Sweet.

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

A következő 18 percben valójában mindent el fogok követni,

to describe the beauty of particle physics without equations.

hogy egyenletek nélkül magyarázzam el a részecskefizika szépségét.

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

Kiderül, hogy rengeteget tanulhatunk a koralltól.

A coral is a very beautiful and unusual animal.

A korall egy nagyon szép, és szokatlan állat.

Each coral head consists of thousands of individual polyps.

Minden egyes koralltelep egyedi polipok ezreiből áll össze.

These polyps are continually budding and branching

E polipok folyamatosan burjánzanak, és elágaznak,

into genetically identical neighbors.

genetikalilag azonos szomszédokká alakulva.

If we imagine this to be a hyperintelligent coral,

Ha most elképzeljük, hogy ez egy hiperintelligens korall,

kiszúrhatunk közülük egy egyedet, és feltehetünk neki egy értelmes kérdést.

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

Megkérdezhetjük, pontosan hogyan került erre a konkrét helyre,

compared to his neighbors --

a szomszédaihoz képest --

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

-- hogy ez csak véletlen volt, vagy a végzet, vagy mi?

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

Nos, miután megdorgált bennünket, hogy túlságosan befűtöttünk,

közölné velünk, hogy ezt tök hülye kérdés.

he would tell us that our question was completely stupid.

These corals can be kind of mean, you see,

Tudjátok, ezek a korallok elég galádak tudnak lenni,

and I have surfing scars to prove that.

amit szörfözésben szerzett hegeim is bizonyítanak.

But this polyp would continue and tell us

De ez a polip folytatná, és elmondaná nekünk,

that his neighbors were quite clearly identical copies of him.

hogy a szomszédai világosan az ő teljesen azonos másolatai.

That he was in all these other locations as well,

Hogy ő van ott az összes többi helyen is,

but experiencing them as separate individuals.

csak külön egyénekként tapasztalja meg azokat.

For a coral, branching into different copies

Egy korall számára a különféle másolatokba ágazás

is the most natural thing in the world.

a legtermészetesebb dolog a világon.

Unlike us, a hyperintelligent coral

Velünk szemben, egy hiperintelligens korall tökeletesen felkészült

would be uniquely prepared to understand quantum mechanics.

a kvantummechanika befogadására.

The mathematics of quantum mechanics

A kvantummechanika matematikája akkurátusan

very accurately describes how our universe works.

leírja, hogyan működik a világegyetemünk.

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

Megmondja nekünk, hogy realitásunk folyamatosan,

különféle lehetőségekbe ágazik, akár a korall.

just like a coral.

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

Fura dolog ez ahhoz, hogy emberi agyunk be tudja venni,

since we only ever get to experience one possibility.

mivel nekünk csak egy lehetőség megtapasztalása adatik meg.

This quantum weirdness was first described

Ezt a kvantum furcsaságot legelőször

by Erwin Schrödinger and his cat.

Erwin Schrödinger írta le, és a macskája.

The cat likes this version better.

A macskának ez a változat tetszik jobban.

(Laughter)

(Nevetés)

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

Ebben a felállásban Schrödinger egy dobozban van, egy radioaktív mintával együtt,

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

amely - a kvantummechanika törvényei szerint - elágazik egy olyan állapotba,

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

amelyben kap sugárzást, és egy olyan állapotba, ahol nem.

(Laughter)

(Nevetés)

In the branch in which the sample radiates,

Abban az ágban, ahol a minta sugárzik,

átbillen egy indítókar, az mérget szabadít fel, és Schrödinger meghal.

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

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

A realitás másik ágában azonban életben marad.

These realities are experienced separately by each individual.

E realitásokat az egyének külön-külön tapasztalják meg.

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

Mindegyikük számára úgy tűnik, hogy a másik nem létezik.

This seems weird to us,

Ez azért fura a nekünk, mert mindannyian

because each of us only experiences an individual existence,

csak egy egyéni létet tapasztalunk meg,

and we don't get to see other branches.

és nem láthatjuk a többi ágat.

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

Olyan ez, mintha Schrödingerhez hasonlóan, korall féleségek volnánk,

are a kind of coral branching into different possibilities.

különféle lehetőségekbe szerteágazva.

The mathematics of quantum mechanics tells us

A kvantummechanika matematikája azt mondja nekünk,

this is how the world works at tiny scales.

hogy a kis mérettartományokban így működik a világ.

It can be summed up in a single sentence:

Ez egyetlen mondatban összefoglalható.

Everything that can happen, does.

Ami megtörténhet, mind megtörténik.

That's quantum mechanics.

Ez a kvantummechanika.

But this does not mean everything happens.

De ez nem jelenti azt, hogy minden megtörténik.

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

A fizika többi ága ugyanis azt írja le, mi történhet meg,

és mi nem.

What physics tells us is that everything comes down to geometry

A fizika tehát azt mondja nekünk, hogy végül minden a geometriára,

and the interactions of elementary particles.

és az elemi részecskék kölcsönhatásaira szűkül le.

És a dolgok csak akkor történhetnek meg, ha e kölcsönhatások

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

tökéletes egyensúlyban vannak.

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

Most pedig elmesélem, hogyan jutottak tudomásunkra e részecskék,

mik is ezek, és hogyan működik ez az egyensúly?

what they are and how this balance works.

In this machine, a beam of protons and antiprotons

Ebben a gépben egy protonokból, és antiprotonokból álló sugarat

are accelerated to near the speed of light

közel fénysebességre gyorsítunk fel,

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

és összeütköztetünk, ezzel tiszta energialöketet szabadítva fel.

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

Ez az energia azonnal

félatomi részecskék burjánzó ágaivá alakul át,

with detectors and computers used to figure out their properties.

amelyek tulajdonságait detektorokkal, és számítógépekkel igyekszünk kideríteni.

This enormous machine --

Ez a gigantikus gép a nagy hadron részecskeütköztető

the Large Hadron Collider at CERN in Geneva --

a genfi CERN intézetben.

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

27 kilométer a kerülete,

és működésekor ötször annyi energiát használ fel,

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

mint Monterey városa.

We can't predict specifically

Konkrétan nem tudjuk megjósolni, hogy milyen részecskék keletkeznek

what particles will be produced in any individual collision.

az egyes ütközések során.

Quantum mechanics tells us all possibilities are realized.

A kvantummechanika azt sugallja, hogy minden lehetőség realizálódik.

But physics does tell us what particles can be produced.

De a fizika megmondja, mely részecskék állíthatók elő.

These particles must have just as much mass and energy

E részecskéknek éppen akkora tömege, és energiája kell legyen,

as is carried in by the proton and antiproton.

mint amennyit a proton, és az antiproton belevisz.

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

Az ezen energiakorlátnál masszívabb részecskék

nem jönnek létre, és láthatatlanok maradnak számunkra.

and remain invisible to us.

This is why this new particle accelerator is so exciting.

Ezért olyan izgalmas ez az új részecskegyorsító berendezés.

It's going to push this energy limit seven times

Mert képes ezt az energiakorlátot hétszer magasabbra

beyond what's ever been done before,

felvinni, mint ami valaha is sikerült,

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

így hamarosan alkalmunk nyílik rá, hogy újabb részecskéket lássunk meg.

But before talking about what we might see,

De mielőtt arról beszélnék, hogy mit láthatunk meg,

let me describe the particles we already know of.

hadd meséljek az általunk már ismert részecskékről.

There's a whole zoo of subatomic particles.

A szubatomi részecskékből egy egész állatkertnyi létezik.

Most of us are familiar with electrons.

Legtöbbünk tisztában van az elektronokkal.

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

Ebben a teremben is sokan élnek meg jól abból,

hogy ide-oda tologatják őket.

(Nevetés)

(Laughter)

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

Az elektronnak azonban van egy semleges társa, amelyet neutrínónak nevezünk,

with no electric charge and a very tiny mass.

amelynek nincs elektromos töltése, és nagyon pici a tömege.

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

Ezzel szemben a fel-le kvarkoknak nagyon nagy a tömege,

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

és hármasával összekapcsolódva hozzák létre a protonokat, és a neturonokat

az atomokon belül.

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

Ezen anyagrészecskék mindegyike jobbos, és balos változatokban is létezik,

és mind rendelkeznek antirészecske társsal, amelynek ellenkező a töltése.

and have antiparticle partners that carry opposite charges.

These familiar particles

also have less familiar second and third generations,

Ezen ismerős részecskéknek vannak kevésbé ismert

második, és harmadik generációi, amelyek töltése ugyanolyan, mint az elsőé,

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

csak jóval nagyobb a tömegük.

These matter particles all interact with the various force particles.

Ezek az anyagi részecskék mind kölcsönhatásban vannak a különféle erőrészecskékkel.

The electromagnetic force interacts with electrically charged matter

Az elektromágneses erő kölcsönhatásba kerül az elektromos töltésű anyaggal

via particles called photons.

a fotonoknak nevezett részecskéken keresztül.

There is also a very weak force

Van továbbá egy nagyon gyenge erő, amelyet - elég fantáziaszegényen -

called, rather unimaginatively, the weak force ...

a gyenge erőnek neveznek, s amely kölcsönhatásba

(Laughter)

that interacts only with left-handed matter.

csak a balos anyaggal lép.

The strong force acts between quarks

Az erős erő olyan kvarkok között érvényesül, amelyek

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

különféle, színtöltésnek nevezett töltéssel rendelkeznek,

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

és három különböző fajtájuk van: piros, zöld, és kék.

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

Az elnevezések miatt Murray Gell-Mannt szidhatjátok --

ugyanis az ő hibája.

Finally, there's the force of gravity,

És végül ott van a gravitációs erő, amely az anyaggal

which interacts with matter via its mass and spin.

annak tömegén, és perdületén keresztül lép kölcsönhatásba.

The most important thing to understand here

Itt annak megértése a legfontosabb,

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

hogy különféle töltések

hozhatók kapcsolatba ezen erők mindegyikével.

These four different forces interact with matter

E négy különböző erő az anyaggal

according to the corresponding charges that each particle has.

az egyes részecskék töltésével összhangban lép kölcsönhatásba.

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

Egy részecske, amelyet még nem láttunk, de eléggé biztosak vagyunk a létezésében,

a Higgs részecske, amely tömeget ad az összes többi részecskének.

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

The main purpose of the Large Hadron Collider

A nagy hadron részecskegyorsító fő célja

ezen Higgs részecske láthatóvá tétele, és csaknem biztosak vagyunk benne, hogy sikerül is neki.

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

But the greatest mystery is what else we might see.

A legnagyobb rejtély azonban az, hogy mi mást fogunk még látni?

And I'm going to show you one beautiful possibility

Be fogok mutatni nektek egy gyönyörű lehetőséget

towards the end of this talk.

az előadásom vége felé.

Now, if we count up all these different particles

Szóval, ha számba vesszük az összes különböző részecskét,

using their various spins and charges,

különféle perdületük, és töltésük szerint, akkor 226-ot kapunk.

there are 226.

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

Ez rengeteg részecske ahhoz, hogy mind számon tartsuk.

And it seems strange

Az is furcsának tűnik, hogy a természet

that nature would have so many elementary particles.

ilyen sok elemi részecskéből álljon.

But if we plot them out according to their charges,

Amikor azonban a töltésük szerint rajzoljuk fel őket,

some beautiful patterns emerge.

néhány csodaszép minta tűnik elő.

The most familiar charge is electric charge.

A legismertebb töltés az elektromos töltés.

Electrons have an electric charge,

Az elektronoknak elektromos töltése van, amely negatív,

a negative one,

a kvarkok elektromos töltése pedig egyharmad.

and quarks have electric charges in thirds.

Így amikor két fel kvark kapcsolódik egy le kvarkkal,

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

létrehozva egy protont, annak teljes elektromos töltése plusz egy.

it has a total electric charge of plus one.

These particles also have antiparticles, which have opposite charges.

A részecskéknek vannak antirészecskéi is, ellenkező előjelű a töltéssel.

Now, it turns out the electric charge

Közben kiderül, hogy az elektromos töltések valójában

is actually a combination of two other charges:

két másfajta töltés kombinációjából adódnak:

hypercharge and weak charge.

a hipertöltésből, és a gyenge töltésből.

If we spread out the hypercharge and weak charge

Ha kiterítjük a hipertöltést, és a gyenge töltést,

és ebben a kétdimenziós töltés térben bejelöljük a részecskék töltését,

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

the electric charge is where these particles sit

az elektromos töltés az, ahol e részecskék

along the vertical direction.

a függőleges irány mentén csücsülnek.

The electromagnetic and weak forces interact with matter

Az elektromágneses, és gyenge erők kölcsönhatása az anyaggal

according to their hypercharge and weak charge,

hipertöltésük illetve gyenge töltésük szerint történik meg,

which make this pattern.

amelyek ezt a mintát adják ki.

This is called the unified electroweak model,

Ezt nevezik az Egységes Elektrogyenge Kölcsönhatási Modellnek,

amelyet már 1967-ben megalkottak.

and it was put together back in 1967.

The reason most of us are only familiar with electric charge

Amiért legtöbbünk csak az elektromos töltésről tud,

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

és nem mindkettőről, annak a Higgs részecske az oka.

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

A Higgs, itt a baloldalon, nagy tömeggel rendelkezik,

and breaks the symmetry of this electroweak pattern.

és megbontja az elektrogyenge minta szimmetriáját.

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

A gyenge erőt nagyon gyengévé teszi azzal,

hogy nagy tömeget ad a gyenge részecskéknek.

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

Mivel ezen az ábrán ez a masszív Higgs a vízszintes írány mentén csücsül,

az elektromágnesesség protonjai tömeg nélkül maradnak,

the photons of electromagnetism remain massless

and interact with electric charge along the vertical direction

és a függőleges irány mentén lépnek kölcsönhatásba az elektromos töltéssel,

in this charge space.

ebben a töltés térben.

So the electromagnetic and weak forces

Így tehát az elektromágneses, és gyenge erőket

are described by this pattern of particle charges

e kétdimenziós térben a részecskék töltése által akotott minta határozza meg.

in two-dimensional space.

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

Belevehetjük az erős erőt is, kiterítve annak

két töltési irányát, és bejelölve a kvarkok

and plotting the charges of the force particles in quarks

erőrészecskéinek töltését ezen irányok mentén.

along these directions.

The charges of all known particles

Felrajzolható minden ismert részecske töltése is

can be plotted in a four-dimensional charge space,

egy négydimenziós töltés térben, majd levetíthető

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

két dimenzióra, mint itt, hogy láthatóvá váljanak számunkra.

Whenever particles interact, nature keeps things in a perfect balance

Valahányszor a részecskék kölcsönhatásban vannak, a természet tökéletes egyesúlyt tart fenn

along all four of these charge directions.

mind e négy töltési irány mentén.

If a particle and an antiparticle collide,

Ha egy részecske összeütközik egy antirészecskével, az energialöketet,

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

és nulla össztöltést mind a négy töltési irányban.

in all four charge directions.

At this point, anything can be created

Ezen a ponton bármi létrejöhet, amíg ugyanazzal

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

az energiával rendelkezik, és fenntartja a nulla össztöltést.

For example, this weak force particle and its antiparticle

Ez a gyenge erőrészecske, és anti részecskéje, például

can be created in a collision.

létrejöhet egy ütközés által.

In further interactions, the charges must always balance.

A további kölcsönhatások során a töltéseknek mindig egyensúlyban kell lenni.

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

Az egyik gyenge erőrészecske lebomolhat egy elektronra,

és egy antineutrinóra,

and these three still add to zero total charge.

de mindhárom össztöltése még mindig nulla.

Nature always keeps a perfect balance.

A természet mindig tökéletes egyensúlyt tart fenn.

So these patterns of charges are not just pretty.

Így e töltési minták nem csak csinosak.

Megmutatják, hogy mely kölcsönhatásoknak szabad megtörténni.

They tell us what interactions are allowed to happen.

And we can rotate this charge space in four dimensions

Négy dimenzióban el is forgathatjuk ezt a töltés-teret,

to get a better look at the strong interaction,

hogy jobban szemügyre vehessük az erős kölcsönhatást,

amelynek ilyen szép, hatszögű a szimmetriája.

which has this nice hexagonal symmetry.

In a strong interaction, a strong force particle,

Egy erős kölcsönhatásban, egy erős erőrészecske, mint ez is,

such as this one,

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

kölcsönhatásba lép egy színes kvarkkal, mint például ez a zöld,

hogy másféle színű töltést adjon egy kvarknak - ennek a pirosnak.

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

And strong interactions are happening millions of times

Az erős kölcsönhatások milliószor zajlanak le

minden másodpercben, testünk minden atomjában,

each second in every atom of our bodies,

holding the atomic nuclei together.

egyben tartva az atommagokat.

But these four charges corresponding to three forces

De ez a három erőnek megfelelő négy töltés

are not the end of the story.

még nem a történet vége.

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

Mert bele vehetünk még két további töltést is,

amelyek a gravitációs erőnek felelnek meg.

Amikor ezeket is belefoglaljuk, minden anyagrészecskének

When we include these,

each matter particle has two different spin charges,

két különböző perdületi töltése lesz, a felfelé, és a lefelé irányuló.

spin-up and spin-down.

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

Ezért mind széthasadnak, és egy szép mintát alkotnak

a hatdimenziós töltés térben.

We can rotate this pattern in six dimensions

Elforgathatjuk ezt a mintát hat dimenzióba,

és láthatjuk, hogy elég csinos.

and see that it's quite pretty.

Right now, this pattern matches our best current knowledge

Pillanatnyilag ez a minta fejezi ki leginkább jelenlegi legjobb ismereteinket

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

arról, hogyan épül fel a természet a kis mérettartományokban

ezekből az elemi részecskékből.

This is what we know for certain.

Ez az, amit biztosan tudunk.

Some of these particles are at the very limit

E részecskék közül néhány nagyon a határán van annak,

amit kísérletekkel már sikerült elérni.

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

From this pattern

Ebből a mintából már tudjuk ezen kis mérettartományok

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

részecskefizikáját. Az pedig gyönyörű, ahogy a világegyetem

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

ezen apró méretekben működik.

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

Most azonban néhány új, és régi elképzelésről fogok beszélni,

about things we don't know yet.

olyan dolgokat illetően, amiket még nem ismerünk.

We want to expand this pattern using mathematics alone,

Szeretnénk ugyanis pusztán matematikával kiterjeszteni ezt a mintát,

és kideríteni, hogy meg tudjuk e ragadni az egész enchiladát.

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

We want to find all the particles and forces

Meg akarjuk találni az összes részecskét, és erőt,

that make a complete picture of our universe.

amelyek univerzumunk teljes képét alkotják.

And we want to use this picture to predict new particles

És szeretnénk ezt a képet azon új részecskék megjóslására használni,

that we'll see when experiments reach higher energies.

amelyeket akkor látunk majd, amikor a kísérletekben nagyobb energiákat érünk el.

So there's an old idea in particle physics

Szóval, van egy régi elképzelés a részecskefizikában,

that this known pattern of charges,

mely szerint a töltések e nem túl szimmetrikus, ismert mintája

which is not very symmetric,

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

egy tökéletesebb minta széttöredezéséből jöhetett létre,

similar to how the Higgs particle breaks the electroweak pattern

hasonlóan ahhoz, ahogy a Higgs részecske megtöri az elektrogyenge mintát,

to give electromagnetism.

hogy legyen elektromágnesesség.

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

Ennek létrehozásához új erőket kell bevezetnünk,

with new charge directions.

új töltési előjelekkel.

When we introduce a new direction,

Amikor új irányt vezetünk be, feltételezhetjük, hogy

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

milyen töltéssel rendelkeznek a részecskék ezen irány mentén,

and then we can rotate it in with the others.

és akkor beforgathatjuk azt a többivel együtt.

If we guess wisely, we can construct the standard charges

Ha bölcsek a feltételezéseink, a szabványos töltéseket

in six charge dimensions as a broken symmetry

meg tudjuk szerkeszteni hat töltési dimenzióban, mint tört szimmetriát,

of this more perfect pattern in seven charge dimensions.

amely ebből a hétdimenzós, tökéletesebb mintából ered.

This particular choice corresponds to a grand unified theory

Ez a konkrét választás egy grandiózus, egységes elméletnek felel meg,

introduced by Pati and Salam in 1973.

amelyet Pati és Salam vetett fel még 1973-ban.

When we look at this new unified pattern,

Ha megnézzük ezt az új, egységes mintát,

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

pár olyan rést fedezhetünk fel, ahol látszólag hiányoznak a részecskék.

This is the way theories of unification work.

Így működnek az egyesítési elméletek.

A physicist looks for larger, more symmetric patterns

A fizikus a nagyobb, szimmetrikusabb mintákat keresi,

that include the established pattern as a subset.

amelyek alhalmazként tartalmazzák a már megállapított mintát.

The larger pattern allows us to predict the existence of particles

A nagyobb minta lehetővé teszi számunkra, hogy megjósoljuk

a soha nem látott részecskék létezését.

that have never been seen.

This unification model predicts the existence

Ez az egységes modell előre jelzi a két

of these two new force particles,

új erőrészecskét, amelyeknek a gyenge erőhöz nagyon hasonlóan kell viselkedni,

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

csak még annál is gyengébben.

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

Most elforgathatjuk hét dimenzióban ezt a töltés halmazt,

és fontolóra vehetünk egy furcsa tényt az anyagi részecskékről:

and consider an odd fact about the matter particles:

az anyag második, és harmadik generációja

the second and third generations of matter

a hatdimenziós töltési térben pontosan ugyanolyan töltéssel rendelkezik,

have exactly the same charges in six-dimensional charge space

as the first generation.

mint az első generáció.

These particles are not uniquely identified by their six charges.

Ezeket a részecskéket hat töltésük nem azonosítja egyedileg.

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

Ugyanis egymás tetején csücsülnek a szabványos töltési térben.

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

Ha azonban nyolcdimenziós térben tevékenykedünk,

then we can assign unique new charges to each particle.

akkor egyedi, új töltéseket rendelhetünk hozzá az egyes részecskékhez.

Then we can spin these in eight dimensions

Akkor nyolc dimenzióba is elforgathatjuk ezeket,

and see what the whole pattern looks like.

és megnézhetjük, hogyan néz ki a teljes minta.

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

Itt már megláthatjuk az anyag második, és harmadik generációját,

amelyek egy "trialitás"-nak nevezett szimmetrián át viszonyulnak az első generációhoz.

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

This particular pattern of charges in eight dimensions

Nyolc dimenzióban, ez a töltési séma valójában

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

a matematika leggyönyörűbb geometrikus szerkezetének része.

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

Ami a legnagyobb, kivételes E8 Lie-csoport mintája.

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

Ez a Lie-csoport egy 248 dimenziós, sima, ívelt forma.

Each point in this pattern corresponds to a symmetry

Ebben a mintában minden pont egy-egy szimmetriának felel meg,

of this very complex and beautiful shape.

ebben a nagyon összetett, gyönyörű alakzatban.

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

Ennek az E8 alakzatnak egy kis része

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

használható fel Einstein általános relativitás elméletében a meggörbült tér-idő leírására,

explaining gravity.

amely megmagyarázza a gravitációt.

Together with quantum mechanics,

A kvantummechanikával együtt ezen alakzat geometriája

the geometry of this shape could describe everything

kifejezhet mindent arról, ahogyan a világegyetem

about how the universe works at the tiniest scales.

a legkisebb méretek tartományában működik.

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

Ennek a nyolcdimenziós töltési térben létező alakzatnak a mintája

kivételesen gyönyörű,

is exquisitely beautiful,

and it summarizes thousands of possible interactions

lehetséges kölcsönhatások ezreit összegzi

between these elementary particles,

az elemi részecskék között, amelyek mindegyike

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

csak egy aspektusa ennek a bonyolult alakzatnak.

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

Ahogy elforgatjuk, sokat megláthatunk a többi bonyolult mint közül,

contained in this one.

amelyet ez az egy foglal magába.

And with a particular rotation,

És egy különös elforgatással átnézhetünk lefelé ezen a mintán,

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

nyolc dimenzión át a szimmetria tengely mentén,

and see all the particles at once.

és egyszerre láthatjuk az összes részecskét.

It's a very beautiful object,

Ez egy nagyon szép objektum, és mint minden egyesítésben,

and as with any unification,

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

láthatunk néhány lyukat, ahol új részecskékre van szükség

ehhez a mintához.

There are 20 gaps where new particles should be,

20 hiány van, ahol új részecskéknek kellene lenni,

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

melyek közül kettőt már kitöltenek a Pati és Salam féle részecskék.

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

Az e mintában előtűnt helyükből már tudjuk, hogy ezeknek az új részecskéknek

should be scalar fields like the Higgs particle,

a Higgs részecskéhez hasonló skaláris mezőknek kell lenniük,

but have color charge and interact with the strong force.

de színes a töltetük, és az erős erővel vannak kölcsönhatásban.

Filling in these new particles completes this pattern,

Az új részecskék bejelölésével teljességében ábrázolható a minta,

megadva számunkra a teljes E8 szerkezetet.

giving us the full E8.

This E8 pattern has very deep mathematical roots.

Ez az E8 szerkezet mélyen a matematikában gyökerezik.

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

Sokak szerint ez a legeslegszebb szerkezet

a matematikában.

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

Fantasztikus a lehetőség, hogy ezzel a hatalmas

matematikai szépségű objektummal lehetne jellemezni a részecske kölcsönhatások

could describe the truth of particle interactions

igazságát az elképzelhető legkisebb méretek tartományában.

at the smallest scales imaginable.

A gondolat, hogy a természetet a matematika határozza meg,

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

egyáltalán nem új.

In 1623, Galileo wrote this:

1623-ban Galileo ezt írta:

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

"A természet nagyszerű könyve, amely folyamatosan nyitva áll a tekintetünk előtt,

is written in the language of mathematics.

a matematika nyelvén íródott.

Its characters are triangles, circles and other geometrical figures,

A betűi háromszögek, körök, és más mértani alakzatok,

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

amelyek nélkül emberileg lehetetlen

akár egyetlen szavának megértése is;

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

ezek nélkül az ember csak egy sötét labirintusban bukdácsol."

I believe this to be true,

Hiszem, hogy ez igaz, és megpróbáltam

and I've tried to follow Galileo's guidance

követni Galileo útmutatását a

in describing the mathematics of particle physics

részecskefizika leírásában, pusztán háromszögek, körök,

using only triangles, circles and other geometrical figures.

és más geometriai formák segítségével.

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

Amikor más fizikusok, és én, ténylegesen ezen a cuccon dolgozunk, természetesen

hasonlíthat a matematika egy sötét labirintushoz.

the mathematics can resemble a dark labyrinth.

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

De megnyugtató a tudat, hogy e matematika középpontjában

is pure, beautiful geometry.

tiszta, és gyönyörű geometria áll.

Joined with quantum mechanics,

A kvantummechanikával összekapcsolva, ez a matematika

this mathematics describes our universe as a growing E8 coral,

úgy írja le a világegyetemünket, mint egy növekvő E8 korallt,

amelyben a részecskék minden helyen, és minden módon kölcsönhatásban vannak

with particles interacting at every location in all possible ways

according to a beautiful pattern.

egy gyönyörű szép minta szerint.

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

És ahogy egyre több válik láthatóvá a mintából az új gépek segítségével,

like the Large Hadron Collider,

mint a nagy hadron részecskeütköztető, akkor talán megláthatjuk,

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

hogy a természet vajon ezt az E8 mintát használja-e, vagy egy másikat.

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

A részvétel a felfedezés e folyamatában felér a egy csodás kalanddal.

If the LHC finds particles that fit this E8 pattern,

Ha a nagy hadronban sikerül olyan részecskéket találni, amelyek ehhez az E8 mintához illenek,

that will be very, very cool.

az igazán szuper volna.

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

Ha azonban a nagy hadron talál új részecskéket, de azok nem illenek ebbe a sémába --

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

nos, az nagyon érdekes volna, de rosszat tenne az E8 elméletnek.

And, of course, bad for me personally.

És persze, személy szerint nekem is rossz lenne.

(Laughter)

(Nevetés)

Now, how bad would that be?

Hogy mennyire volna rossz?

Well, pretty bad.

Hát, eléggé rossz.

(Laughter)

(Nevetés)

But predicting how nature works is a very risky game.

De a természet működésének megjóslása nagyon kockázatos játék.

This theory and others like it are long shots.

Más hasonló elméletekkel együtt, ez az elmélet is csak vaktában lövöldözés.

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

Az ember keményen dolgozik, tudva, hogy a természetről alkotott

probably won't end up being true about nature.

legtöbb ilyen gondolat valószínűleg nem bizonyul igaznak.

That's what doing theoretical physics is like:

Ilyen az, amikor elméleti fizikával foglalkozunk:

there are a lot of wipeouts.

egy csomó elgondolás kinyiffan.

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

E tekintetben az új fizikai teóriák sokban hasonlítanak a kezdő vállallatokhoz.

As with any large investment,

Mint minden nagy befektetésben, érzelmileg nehéz

it can be emotionally difficult to abandon a line of research

egy kutatási témától elállni, ha az nem hoz eredményt.

when it isn't working out.

But in science, if something isn't working,

De a tudományban, ha valami nem működik, akkor

you have to toss it out and try something else.

dobd ki, és próbálkozz valami mással.

Now, the only way to maintain sanity

Nos, az egyetlen mód a józanság fenntartására, és a boldogság elérésére,

and achieve happiness in the midst of this uncertainty

mind e bizonytalanság közepette, hogy egyensúlyt,

is to keep balance and perspective in life.

és a kellő távolságot tartsunk fenn az életünkben.

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

Én meg is teszek mindent, hogy kiegyensúlyozott életet élhessek.

(Laughter)

(Nevetés)

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

Próbálom kiegyensúlyozni az életem a fizika, a szerelem és a szörfözés között,

my own three charge directions.

amelyek személyes három töltési irányomat teszik ki.

(Laughter)

(Nevetés)

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

Ilymódon, még ha a fizika, amelyen dolgozom, nem hoz eredményt,

még mindig tudom, hogy jó életet éltem.

I still know I've lived a good life.

And I try to live in beautiful places.

És igyekszem gyönyörű helyeken élni.

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

Az évtized legnagyobb részében Maui szigetén élek,

a very beautiful place.

ami egy nagyon szép hely.

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

A szüleim számára azonban az univerzum legnagyobb rejtélye,

how I managed to survive all that time

hogyan sikerült megélnem ez idő alatt a nélkül, hogy olyasmit

without engaging in anything resembling full-time employment.

végeztem volna, ami hasonlítana a teljes munkaidős foglalkoztatásra.

(Laughter)

(Nevetés)

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

Betekintést adok nektek ebbe a titkomba.

This was a view from my home office on Maui.

Ez volt a kilátás az otthoni irodámból, Maui szigetén.

And this is another,

És ez egy másik, és még egy másik.

and another.

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

Talán észrevettétek, hogy a gyönyörű kilátás képei

hasonlók, de némileg különböző helyeken.

but in slightly different places.

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

Azért van ez, mert ez volt az otthonom, és irodám is Mauin.

(Laughter)

(Nevetés)

I've chosen a very unusual life.

Nagyon szokatlan életet választottam.

But not worrying about rent

De a lakbér miatti aggodalom hiánya lehetővé tette számomra, hogy

allowed me to spend my time doing what I love.

azzal töltsem az időmet, amit szeretek.

Living a nomadic existence has been hard at times,

A nomád életvitel néha nehéznek bizonyult,

but it's allowed me to live in beautiful places

de lehetővé tette számomra, hogy gyönyörű helyeken éljek,

és olyan egyensúlyt tartsak fenn az életemben, amitől boldog voltam.

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.

Megengedhetem magamnak, hogy egy csomó időt lógjak

a hiperintelligens korallal.

But I also greatly enjoy the company of hyperintelligent people.

De azért nagyon élvezem a hiperintelligens emberek társaságát is.

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

Ezért nagyon boldog vagyok, hogy meghívtatok ma ide.

Thank you very much.

Köszönöm szépen!

(Applause)

(Taps)

Chris Anderson: Stay here one second.

(Applause)

I probably understood two percent of that,

Chris Anderson: Azt hiszem, talán a két százalékot értettem az egészből,

but I still absolutely loved it.

de így is teljesen elragadott. Ezért most hülyén fogok hangzani.

So I'm going to sound dumb.

Your theory of everything --

A Mindenség Elméleted -

Garrett Lisi: I'm used to coral.

Garrett Lisi: A korallhoz vagyok szokva.

CA: That's right.

CA: Helyes, az ok, amiért pár ember

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

legalább felizgult, mert, ha igazad van, ez egy kalap alá hozza

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

a gravitációt, és a kvantumelméletet.

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

Szóval te azt mondod, úgy kell a világegyetemre gondolnunk,

amelyben legbelül, a legkisebb dolgok

that the smallest things that there are,

are somehow an E8 object of possibility?

valahogy a lehetőség E8 objektuma?

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

Úgy értem, van hozzá valamilyen mérce a legkisebb mérettartományra

a fejedben, vagy ...?

GL: Well, right now the pattern I showed you

GL: Nos, a most bemutatott a minta megfelel

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

annak, amit az elemi részecskék fizikájáról tudunk,

that already corresponds to a very beautiful shape.

s ami máris egy nagyon szépséges alakzatnak felel meg.

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

És ez az, amelyről azt mondtam, hogy biztosan tudjuk.

And that shape has remarkable similarities --

És hogy ez alakzat figyelemre méltó hasonlóságokat mutat, az illeszkedése

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

pedig ebbe az E8 mintába, kigészítheti a képet.

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

Valamint ezek a pontokból felépülő minták, amelyeket bemutattam,

actually represent symmetries of this high-dimensional object

valójában e sokdimenziós objektum szimmetriáit képviselik,

that would be warping and moving and dancing

amely átcsavarodik, mozog, és végigtáncol

over the space-time that we experience.

az általunk megtapasztalt tér-időn.

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

És ez volna a magyarázat mindezekre az

általunk látható elemi részecskékere.

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

CA: De egy húrelméleti szakember,

explains electrons in terms of much smaller strings vibrating --

ha jól értem, az elektronokat a sokkal kisebb

húrok rezgésével magyarázza -

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

Tudom, nem szereted a húrelméletet - benne a rezgéssel.

Hogyan kellene tehát az elektronra gondolnunk az E8 viszonylatában?

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

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

GL: Nem, ez csak az egyik lenne a szimmetriák közül ebben az E8 alakzatban.

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

Szóval az történik, hogy amint az alakzat mozog a tér-időben,

megcsavarodik. És a mozgása közben történő csavarodás iránya

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

az, amit a részecskéknek látunk. Ezért -

So it would be --

CA: Az E8 alakzat mérete,

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

hogyan viszonyul az elektronhoz?

Valahogy úgy érzem, szükségem van erre a képemhez.

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

Nagyobb? Kisebb?

GL: Hát, amennyire tudjuk, az elektronok pontrészecskék,

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

így ezzel lemennénk a lehető legkisebb mérettartományokba.

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

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

A kvantumtérelmélet tehát úgy magyarázza ezeket a dolgokat,

hogy valamennyi lehetőség egyszerre tágul, és fejlődik.

all possibilities are expanding and developing at once.

And this is why I use the analogy to coral.

Ez az, amiért én a korall hasonlatot alkalmazom.

And --

És így, mármint ahogy az E8 bejön,

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.

olyan alakzat lesz, amely a tér-idő minden pontján kapcsolódik.

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

És, mint már mondtam, ahogy ez a forma csavarodik,

the directional along which way the shape is twisting

a mozgásirány, amely mentén csavarodik a forma,

as it moves over this curved surface --

miközben áthalad ezen az ívelt felületen,

az maguk az elemi részecskék.

is what the elementary particles are, themselves.

So through quantum field theory,

A kvantumtérelméletben tehát úgy manifesztálódnak,

they manifest themselves as points and interact that way.

mint pontok, és úgy is lépnek kölcsönhatásba.

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

Nem tudom, sikerül-e ezt még világosabbbá tennem.

(Laughter)

(Nevetés)

CA: It doesn't really matter.

CA: Valójában nem számít.

It's evoking a kind of sense of wonder,

Bizonyos értelemben csoda érzetét kelti, és én határozottan

and I certainly want to understand more of this.

többet szeretnék megérteni belőle.

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

De köszönöm szépen, hogy eljöttél. Teljesen lenyűgöző volt.

(Taps)

(Applause)