A theory of everything | Garrett Lisi

Tłumaczenie: Marcin Czaja Korekta: Kinga Skorupska

Whoa, dude.

Hej koleś. Spójrz na te zabójcze równania. Fajne.

(Laughter)

Check out those killer equations. Sweet.

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

Przez następne 18 minut postaram się opisać

to describe the beauty of particle physics without equations.

piękno fizyki cząstek elementarnych nie używając równań

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

Sporo możemy nauczyć się od koralowców.

A coral is a very beautiful and unusual animal.

To bardzo piękne i niezwykłe zwierzęta

Each coral head consists of thousands of individual polyps.

Głowa koralowca składa się z tysięcy polipów.

These polyps are continually budding and branching

Polipy stale pączkują i rozrastają się

into genetically identical neighbors.

w genetycznie identycznych sąsiadów.

If we imagine this to be a hyperintelligent coral,

Jeżeli wyodrębnimy hiper-inteligentny koralowiec

możemy zadać mu rozsądne pytanie:

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

Jak znalazł się w tej lokalizacji

compared to his neighbors --

w stosunku do sąsiadów,

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

czy to przypadek czy przeznaczenie?

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

Po zbesztaniu nas za podniesienie temperatury,

powiedziałby, że nasze pytanie było głupie.

he would tell us that our question was completely stupid.

These corals can be kind of mean, you see,

Koralowce potrafią być niemiłe,

and I have surfing scars to prove that.

nawet mam blizny po surfowaniu.

But this polyp would continue and tell us

Polip będzie twierdził, że sąsiedzi są jego kopiami.

that his neighbors were quite clearly identical copies of him.

Polip będzie twierdził, że sąsiedzi są jego kopiami,

That he was in all these other locations as well,

że innych miejsc doświadczył przez oddzielne osobowości.

but experiencing them as separate individuals.

że innych miejsc doświadczył przez oddzielne osobowości.

For a coral, branching into different copies

Dla koralowca, rozgałęzianie się w kopie jest naturalne.

is the most natural thing in the world.

Dla koralowca, rozgałęzianie się w kopie jest naturalne.

Unlike us, a hyperintelligent coral

Inteligentny koralowiec byłby w stanie zrozumieć mechanikę kwantową.

would be uniquely prepared to understand quantum mechanics.

Inteligentny koralowiec byłby w stanie zrozumieć mechanikę kwantową.

The mathematics of quantum mechanics

Mechanika kwantowa dokładnie opisuje jak działa wszechświat.

very accurately describes how our universe works.

Mechanika kwantowa dokładnie opisuje jak działa wszechświat.

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

Mówi, że rzeczywistość ciągle się rozgałęzia

w inne możliwości - jak koralowiec.

just like a coral.

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

Dla ludzi to trudne do zrozumienia,

since we only ever get to experience one possibility.

bo doświadczamy tylko jednej możliwości.

This quantum weirdness was first described

Ta kwantowa osobliwość została opisana

by Erwin Schrödinger and his cat.

przez Erwina Schrödingera i jego kota.

The cat likes this version better.

Kot woli tą wersję. (Śmiech)

(Laughter)

Kot woli tą wersję. (Śmiech)

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

Schrödinger jest w pudełku z radioaktywną próbką,

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

która, przez prawa mechaniki kwantowej, rozgałęzia się w stany

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

w których jest napromieniowana i stany kiedy nie jest. (Śmiech)

(Laughter)

w których jest napromieniowana i stany kiedy nie jest. (Śmiech)

In the branch in which the sample radiates,

Gdy próbka promieniuje uwalnia się trucizna i Schrödinger umiera.

Gdy próbka promieniuje uwalnia się trucizna i Schrödinger umiera.

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

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

W innej gałęzi rzeczywistości, pozostaje żywy.

These realities are experienced separately by each individual.

Te rzeczywistości doświadczane są przez każdego osobno.

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

Pierwszemu się wydaje, że ten drugi nie istnieje.

This seems weird to us,

Każdy z nas doświadcza

because each of us only experiences an individual existence,

osobnego istnienia bez innych odgałęzień.

and we don't get to see other branches.

osobnego istnienia bez innych odgałęzień.

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

Jakby każdy, jak Schrödinger, był w pewnym sensie koralowcem

are a kind of coral branching into different possibilities.

odgałęziającym się w inne możliwości.

The mathematics of quantum mechanics tells us

Mechanika kwantowa mówi nam,

this is how the world works at tiny scales.

że w małych skalach tak działa wszechświat.

It can be summed up in a single sentence:

Można to zawrzeć w jednym zdaniu:

Everything that can happen, does.

Wszystko co może się zdarzyć, zdarza się.

That's quantum mechanics.

Oto mechanika kwantowa.

But this does not mean everything happens.

Ale to nie oznacza, że wszystko się zdarzy.

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

Reszta fizyki opisuje co może się zdarzyć, a co nie może.

Reszta fizyki opisuje co może się zdarzyć, a co nie może.

What physics tells us is that everything comes down to geometry

Fizyka mówi nam, że wszystko sprowadza się do geometrii

and the interactions of elementary particles.

i interakcji cząstek elementarnych.

Równowaga między oddziaływaniami sprawia, że coś jest możliwe.

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

Równowaga między oddziaływaniami sprawia, że coś jest możliwe.

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

Opiszę skąd wiemy o tych cząstkach,

czym są i jak działa ta równowaga.

what they are and how this balance works.

In this machine, a beam of protons and antiprotons

W tej maszynie, wiązki protonów i antyprotonów

are accelerated to near the speed of light

są przyspieszane do prędkości bliskiej prędkości światła

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

przy której się zderzają produkując czystą energię.

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

Energia jest zamieniona w strumień cząstek elementarnych,

Energia jest zamieniona w strumień cząstek elementarnych,

with detectors and computers used to figure out their properties.

badanych przy użyciu detektorów i komputerów.

This enormous machine --

Wielki Zderzacz Hadronów w CERN w Genewie, ma obwód o długości 27 km.

the Large Hadron Collider at CERN in Geneva --

Wielki Zderzacz Hadronów w CERN w Genewie, ma obwód o długości 27 km.

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

Wielki Zderzacz Hadronów w CERN w Genewie, ma obwód o długości 27 km.

Pobiera on pięć razy więcej energii

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

niż miasto Monterey.

We can't predict specifically

Nie możemy przewidzieć jakie cząstki powstaną w pojedynczej kolizji.

what particles will be produced in any individual collision.

Nie możemy przewidzieć jakie cząstki powstaną w pojedynczej kolizji.

Quantum mechanics tells us all possibilities are realized.

Wg mechaniki kwantowej, może być to cokolwiek.

But physics does tell us what particles can be produced.

Ale fizyka zawęża tą możliwość.

These particles must have just as much mass and energy

Cząstki muszą mieć tyle masy i energii

as is carried in by the proton and antiproton.

ile nosi w sobie proton i antyproton.

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

Nic bardziej masywnego się nie wytworzy,

więc nie można tego wykryć.

and remain invisible to us.

This is why this new particle accelerator is so exciting.

Dzięki nowemu akceleratorowi cząstek, energia dostępna jest 7 razy wyższa.

It's going to push this energy limit seven times

Dzięki nowemu akceleratorowi cząstek, energia dostępna jest 7 razy wyższa.

beyond what's ever been done before,

Dzięki nowemu akceleratorowi cząstek, energia dostępna jest 7 razy wyższa.

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

Wkrótce zobaczymy nowe cząstki.

But before talking about what we might see,

Ale wpierw opiszę co wiemy do tej pory.

let me describe the particles we already know of.

Ale wpierw opiszę co wiemy do tej pory.

There's a whole zoo of subatomic particles.

Istnieje całe zoo cząstek subatomowych.

Most of us are familiar with electrons.

Większość z nas zna elektrony i dobrze zarabia wprawiając je w ruch.

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

Większość z nas zna elektrony i dobrze zarabia wprawiając je w ruch.

Większość z nas zna elektrony i dobrze zarabia wprawiając je w ruch.

(Śmiech)

(Laughter)

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

Elektrony posiadają partnera zwanego neutrino,

with no electric charge and a very tiny mass.

bez ładunku elektrycznego i o bardzo małej masie.

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

Dla kontrastu, kwarki dolny i górny mają bardzo dużą masę,

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

i scalone we trójkę tworzą w atomach protony i neutrony.

i scalone we trójkę tworzą w atomach protony i neutrony.

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

Wszystkie te cząstki materii istnieją w odmianach lewych i prawych,

i posiadają anty-cząstkę, noszącą przeciwny ładunek.

and have antiparticle partners that carry opposite charges.

These familiar particles

also have less familiar second and third generations,

Cząstki te także posiadają mniej znane 2 i 3 pokolenia z identycznymi ładunkami

Cząstki te także posiadają mniej znane 2 i 3 pokolenia z identycznymi ładunkami

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

ale o znacznie większej masie.

These matter particles all interact with the various force particles.

Te cząstki materii oddziałują z różnymi cząstkami sił.

The electromagnetic force interacts with electrically charged matter

Siła elektromagnetyczna oddziałuje z materią naładowaną elektrycznie

via particles called photons.

przez fotony.

There is also a very weak force

Istnieje również słaba siła zwana

called, rather unimaginatively, the weak force ...

oddziaływaniem słabym, które działa

(Laughter)

that interacts only with left-handed matter.

tylko na materię lewoskrętną.

The strong force acts between quarks

Oddziaływanie silne działa pomiędzy kwarkami

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

z ładunkiem kolorowym istniejącym

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

w trzech odmianach: czerwonej, zielonej i niebieskiej.

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

Możecie winić Murraya Gell-Manna za te nazwy.

Możecie winić Murraya Gell-Manna za te nazwy.

Finally, there's the force of gravity,

Istnieje też siła grawitacji, która oddziałuje na materię

which interacts with matter via its mass and spin.

przez jej masę i spin.

The most important thing to understand here

Należy zrozumieć jedno:

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

Inny rodzaj ładunku związany jest z każdą z tych sił.

Inny rodzaj ładunku związany jest z każdą z tych sił.

These four different forces interact with matter

Te cztery różne siły oddziałują z materią

according to the corresponding charges that each particle has.

w sposób determinowany przez swoje ładunki.

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

Sądzimy, że istnieje tzw. cząstka Higgsa

która daje masę wszystkim innym cząstkom.

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

The main purpose of the Large Hadron Collider

Głównym celem Wielkiego Zderzacza Hadronów

jest wykrycie cząstki Higgsa.

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

But the greatest mystery is what else we might see.

Najciekawsze jest jednak to co jeszcze odkryjemy.

And I'm going to show you one beautiful possibility

Pod koniec wykładu przedstawię wam ciekawą możliwość.

towards the end of this talk.

Pod koniec wykładu przedstawię wam ciekawą możliwość.

Now, if we count up all these different particles

Cząstek zliczonych dzięki spinom i ładunkom będzie 266.

using their various spins and charges,

Cząstek zliczonych dzięki spinom i ładunkom będzie 266.

there are 226.

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

Wydaje się dziwne, że w naturze istnieje

And it seems strange

Wydaje się dziwne, że w naturze istnieje

that nature would have so many elementary particles.

tak dużo cząstek elementarnych.

But if we plot them out according to their charges,

Gdy dzielimy je w zależności od ładunków,

some beautiful patterns emerge.

powstają piękne wzory.

The most familiar charge is electric charge.

Najlepiej poznany ładunek to ładunek elektryczny.

Electrons have an electric charge,

Elektrony posiadają ujemny ładunek elektryczny

a negative one,

a kwarki posiadają trzecie części ładunku.

and quarks have electric charges in thirds.

Łącząc dwa górne kwarki i jeden dolny

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

wyjdzie ładunek +1 tworząc proton.

it has a total electric charge of plus one.

These particles also have antiparticles, which have opposite charges.

Są też antycząstki z przeciwnymi ładunkami.

Now, it turns out the electric charge

Ładunki elektryczne to kombinacja dwóch innych ładunków:

is actually a combination of two other charges:

Ładunki elektryczne to kombinacja dwóch innych ładunków:

hypercharge and weak charge.

hiper-ładunku i słabego ładunku.

If we spread out the hypercharge and weak charge

Rozpisując te dwa ładunki w dwuwymiarowej przestrzeni ładunków

Rozpisując te dwa ładunki w dwuwymiarowej przestrzeni ładunków

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

the electric charge is where these particles sit

ładunek elektryczny znajdzie się tam gdzie cząstki, wzdłuż pionu.

along the vertical direction.

ładunek elektryczny znajdzie się tam gdzie cząstki, wzdłuż pionu.

The electromagnetic and weak forces interact with matter

Siły elektromagnetyczne i słabe oddziałują z materią

according to their hypercharge and weak charge,

zależnie od ich hiper-ładunku i ładunku słabego tworząc ten wzór.

which make this pattern.

zależnie od ich hiper-ładunku i ładunku słabego tworząc ten wzór.

This is called the unified electroweak model,

To Model Unifikacji oddziaływań Elektrosłabych z 1967 r.

To Model Unifikacji oddziaływań Elektrosłabych z 1967 r.

and it was put together back in 1967.

The reason most of us are only familiar with electric charge

Ładunek elektryczny znamy lepiej dzięki cząstce Higgsa.

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

Ładunek elektryczny znamy lepiej dzięki cząstce Higgsa.

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

Higgs, po lewej, posiada dużą masę

and breaks the symmetry of this electroweak pattern.

i łamie symetrię wzoru elektrosłabego.

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

Słaba siła staje się bardzo słaba, poprzez przekazanie cząstkom masy.

Słaba siła staje się bardzo słaba, poprzez przekazanie cząstkom masy.

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

Jako że masywne cząstki Higgsa są przy linii poziomej

to elektromagnetyczne fotony są bez masy

the photons of electromagnetism remain massless

and interact with electric charge along the vertical direction

i oddziałują z ładunkiem elektrycznym wzdłuż pionu.

in this charge space.

i oddziałują z ładunkiem elektrycznym wzdłuż pionu.

So the electromagnetic and weak forces

Oddziaływania elektromagnetyczne i słabe są opisane

are described by this pattern of particle charges

przez ten model ładunków cząstek w przestrzeni 2D.

in two-dimensional space.

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

Możemy wliczyć silne oddziaływanie przez rozciągnięcie

jego dwu kierunków ładunków i naniesienie

and plotting the charges of the force particles in quarks

ładunków cząstek siły w kwarkach wzdłuż tych kierunków.

along these directions.

The charges of all known particles

Ładunki wszystkich znanych cząstek mogą być naniesione

can be plotted in a four-dimensional charge space,

w czterowymiarowej przestrzeni ładunków i przeniesione

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

w dwie dwuwymiarowe.

Whenever particles interact, nature keeps things in a perfect balance

Gdy cząstki wchodzą w interakcję utrzymana jest równowaga

along all four of these charge directions.

we wszystkich czterech kierunkach.

If a particle and an antiparticle collide,

Podczas zderzenia cząstki i antycząstki wytwarzana jest energia

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

i łączny ładunek zero we wszystkich czterech kierunkach.

in all four charge directions.

At this point, anything can be created

Wtedy może powstać cokolwiek z taką samą energią i zerowym ładunkiem.

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

Wtedy może powstać cokolwiek z taką samą energią i zerowym ładunkiem.

For example, this weak force particle and its antiparticle

Jak te cząstki oddziaływań słabych i ich antycząstki powstałe podczas kolizji.

can be created in a collision.

Jak te cząstki oddziaływań słabych i ich antycząstki powstałe podczas kolizji.

In further interactions, the charges must always balance.

W kolejnych interakcjach, ładunki muszą się równoważyć.

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

Słaba cząstka może rozpaść się w elektron i antyneutrino,

Słaba cząstka może rozpaść się w elektron i antyneutrino,

and these three still add to zero total charge.

co nadal daje końcowy ładunek zero.

Nature always keeps a perfect balance.

Natura zachowuje idealną równowagę.

So these patterns of charges are not just pretty.

Więc te wzory ładunków są nie tylko są ładne,

ale też wskazują na możliwe interakcje.

They tell us what interactions are allowed to happen.

And we can rotate this charge space in four dimensions

Tą przestrzenią ładunków można obracać w 4D

to get a better look at the strong interaction,

aby uzyskać lepszy obraz oddziaływania silnego,

które posiada heksagonalną symetrię.

which has this nice hexagonal symmetry.

In a strong interaction, a strong force particle,

W silnej interakcji, cząstka silnego oddziaływania

such as this one,

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

oddziałuje z kwarkiem kolorowym, jak ten zielony,

zmieniając ładunek kwarka na czerwony.

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

And strong interactions are happening millions of times

Cały czas oddziaływania silne

w każdym atomie naszego ciała

each second in every atom of our bodies,

holding the atomic nuclei together.

utrzymują razem jądra atomów.

But these four charges corresponding to three forces

Ale na tych czterech ładunkach odpowiadających trzem oddziaływaniom nie koniec.

are not the end of the story.

Ale na tych czterech ładunkach odpowiadających trzem oddziaływaniom nie koniec.

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

Są jeszcze dwa ładunki związane z oddziaływaniem grawitacyjnym.

Są jeszcze dwa ładunki związane z oddziaływaniem grawitacyjnym.

Kiedy je wliczymy, każda cząstka materii

When we include these,

each matter particle has two different spin charges,

posiada dwa ładunki spinów, spin górny i spin dolny.

spin-up and spin-down.

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

Kiedy się rozdzielają rysują wzór

w sześciowymiarowej przestrzeni ładunków.

We can rotate this pattern in six dimensions

Możemy obracać ten wzór by zobaczyć jaki jest piękny.

Możemy obracać ten wzór by zobaczyć jaki jest piękny.

and see that it's quite pretty.

Right now, this pattern matches our best current knowledge

Ten wzór pasuje do dotychczasowej wiedzy

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

o działaniu natury w skali cząstek elementarnych.

o działaniu natury w skali cząstek elementarnych.

This is what we know for certain.

To wiemy na pewno.

Some of these particles are at the very limit

Cząstki te wyznaczają granicę naszych eksperymentalnych odkryć.

Cząstki te wyznaczają granicę naszych eksperymentalnych odkryć.

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

From this pattern

Ten wzór pokazuje, że fizyka cząstek elementarnych

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

i budowa wszechświata w małych skalach

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

mogą być bardzo piękne.

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

Teraz podzielę się z wami pomysłami, na to, czego jeszcze nie wiemy.

about things we don't know yet.

Teraz podzielę się z wami pomysłami, na to, czego jeszcze nie wiemy.

We want to expand this pattern using mathematics alone,

Można poszerzyć ten wzór dzięki samej matematyce,

by spróbować złapać grubą rybę.

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

We want to find all the particles and forces

Chcemy znaleźć cząstki i oddziaływania

that make a complete picture of our universe.

tworzące kompletny obraz wszechświata.

And we want to use this picture to predict new particles

Oraz użyć tego obrazu do przewidzenia nowych cząstek,

that we'll see when experiments reach higher energies.

które zobaczymy przy wyższych energiach.

So there's an old idea in particle physics

Fizyka cząstek elementarnych dostarcza pomysł,

that this known pattern of charges,

że znany wzór ładunków, który nie jest zbyt symetryczny,

which is not very symmetric,

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

może wyłaniać się z lepszego wzoru, który się załamuje,

similar to how the Higgs particle breaks the electroweak pattern

podobnie jak cząstka Higgsa załamuje wzór elektrosłaby

to give electromagnetism.

by dać elektromagnetyzm.

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

Musimy wprowadzić nowe oddziaływania

with new charge directions.

z nowymi kierunkami ładunków.

When we introduce a new direction,

Kiedy wprowadzimy nowe kierunki, możemy zgadywać

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

jakie będą ładunki cząstek wzdłuż tego kierunku, by potem nimi obracać.

and then we can rotate it in with the others.

akie będą ładunki cząstek wzdłuż tego kierunku, by potem nimi obracać.

If we guess wisely, we can construct the standard charges

Możemy nanieść standardowe ładunki

in six charge dimensions as a broken symmetry

w sześciowymiarowej przestrzeni jako złamaną symetrię

of this more perfect pattern in seven charge dimensions.

lepszego wzoru z siedmiowymiarowej przestrzeni.

This particular choice corresponds to a grand unified theory

Ten konkretny wybór nawiązuje do Teorii Wielkiej Unifikacji

introduced by Pati and Salam in 1973.

wprowadzonych przez Patiego i Salama w 1973 roku.

When we look at this new unified pattern,

Patrząc na ten nowy zunifikowany wzór,

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

można dostrzec parę luk w miejscach gdzie brakuje cząstek.

This is the way theories of unification work.

Tak działają teorie unifikacji.

A physicist looks for larger, more symmetric patterns

Fizyk szuka szerszego, bardziej symetrycznego wzoru,

that include the established pattern as a subset.

który zawiera ustalony wzór jako podzbiór.

The larger pattern allows us to predict the existence of particles

Wielki wzór pozwala nam przewidzieć istnienie

cząstek, które nigdy nie były widziane.

that have never been seen.

This unification model predicts the existence

Ten model unifikacji przepowiada istnienie dwóch

of these two new force particles,

nowych oddziaływań, podobnych do oddziaływań słabych, ale słabszych.

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

nowych oddziaływań, podobnych do oddziaływań słabych, ale słabszych.

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

Obracając zestaw ładunków w siedmiu wymiarach

zastanówmy się nad dziwnym faktem odnośnie cząstek materii:

and consider an odd fact about the matter particles:

drugie i trzecie pokolenia materii

the second and third generations of matter

mają takie same ładunki w sześciowymiarowej przestrzeni

have exactly the same charges in six-dimensional charge space

as the first generation.

jak pierwsze pokolenie.

These particles are not uniquely identified by their six charges.

Te cząstki, nie są jednoznacznie identyfikowane przez ich sześć ładunków.

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

Są ustawione na sobie w standardowej przestrzeni ładunków.

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

Ale jeśli pracujemy w ośmiowymiarowej przestrzeni ładunków,

then we can assign unique new charges to each particle.

możemy nadać unikalne ładunki każdej cząstce.

Then we can spin these in eight dimensions

Wtedy możemy je obrócić w ośmiu wymiarach,

and see what the whole pattern looks like.

i zobaczyć jak wygląda cały wzór.

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

Widzimy, że drugie i trzecie pokolenia materii

związane są z pierwszym pokoleniem przez symetrię potrójną.

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

This particular pattern of charges in eight dimensions

Ten szczególny wzór ładunków w ośmiu wymiarach

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

jest częścią najpiękniejszej geometrycznej struktury w matematyce.

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

Jest wzorem wyjątkowej grupy Liego E8.

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

Jest to gładki, wygiętym kształt z 248 wymiarami.

Each point in this pattern corresponds to a symmetry

Każdy punkt w tym wzorze nawiązuje do symetrii

of this very complex and beautiful shape.

poprzez swój piękny kształt.

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

Część kształtu E8 może być użyta

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

do opisania czasoprzestrzeni w ogólnej teorii względności, by wyjaśnić grawitację.

explaining gravity.

do opisania czasoprzestrzeni w ogólnej teorii względności, by wyjaśnić grawitację.

Together with quantum mechanics,

Razem z mechaniką kwantową, geometria tego kształtu

the geometry of this shape could describe everything

może opisać wszystko o działaniu wszechświata

about how the universe works at the tiniest scales.

w najmniejszych skalach.

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

Wzór tego kształtu, opisany w ośmiowymiarowej przestrzeni ładunków, jest piękny

Wzór tego kształtu, opisany w ośmiowymiarowej przestrzeni ładunków, jest piękny

is exquisitely beautiful,

and it summarizes thousands of possible interactions

i streszcza tysiące możliwych interakcji

between these elementary particles,

pomiędzy cząstkami elementarnymi,

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

z której każda jest tylko jego częścią.

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

Przy obracaniu widać inne wzory zawierające się w tym jednym.

contained in this one.

Przy obracaniu widać inne wzory zawierające się w tym jednym.

And with a particular rotation,

Przy pewnej rotacji, można spojrzeć w dół przez ten wzór

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

w ośmiu wymiarach wzdłuż osi symetrii

and see all the particles at once.

i zobaczyć wszystkie cząstki naraz.

It's a very beautiful object,

Tak jak z każdą unifikacją,

and as with any unification,

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

widać puste miejsca na nowe cząstki przewidziane przez ten wzór.

widać puste miejsca na nowe cząstki przewidziane przez ten wzór.

There are 20 gaps where new particles should be,

Jest tam 20 takich miejsc,

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

dwa wypełnione przez cząstki Patiego i Salama.

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

Z ich lokalizacji w tym wzorze wiemy, że te nowe cząstki.

should be scalar fields like the Higgs particle,

powinny być polami skalarnymi jak cząstka Higgsa,

but have color charge and interact with the strong force.

podlegać oddziaływaniom silnym i mieć ładunek kolorowy.

Filling in these new particles completes this pattern,

Wypełnienie tych cząstek, uzupełnia wzór dając pełne E8.

Wypełnienie tych cząstek, uzupełnia wzór dając pełne E8.

giving us the full E8.

This E8 pattern has very deep mathematical roots.

Wzór E8 ma pewne podłoże matematyczne.

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

Jest uważany za najpiękniejszą strukturę w matematyce.

Jest uważany za najpiękniejszą strukturę w matematyce.

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

Perspektywa, że E8, piękny matematycznie obiekt,

opisuje oddziaływanie cząstek w najmniejszych skalach,

could describe the truth of particle interactions

jest fantastyczna.

at the smallest scales imaginable.

Pomysł, że natura jest opisana przez matematykę

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

nie jest nowy.

In 1623, Galileo wrote this:

W 1623, Galileusz napisał:

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

"Wielka księga natury, nieustannie otwarta dla naszego wzroku,

is written in the language of mathematics.

jest napisana językiem matematyki.

Its characters are triangles, circles and other geometrical figures,

Jej literami są trójkąty, okręgi i inne figury geometryczne,

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

bez których niemożliwe jest zrozumieć pojedyncze słowa,

bez których niemożliwe jest zrozumieć pojedyncze słowa,

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

bez nich, człowiek błąka się w ciemnym labiryncie."

I believe this to be true,

Wierzę, że to prawda i próbowałem

and I've tried to follow Galileo's guidance

podążać za wskazówkami Galileusza

in describing the mathematics of particle physics

opisując fizykę cząstek matematycznie, przy użyciu różnych figur geometrycznych.

using only triangles, circles and other geometrical figures.

opisując fizykę cząstek matematycznie, przy użyciu różnych figur geometrycznych.

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

Gdy pracuję z innymi fizykami

matematyka czasem przypomina ciemny labirynt.

the mathematics can resemble a dark labyrinth.

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

Wiedza, że sercem matematyki jest piękna geometria dodaje otuchy.

is pure, beautiful geometry.

Wiedza, że sercem matematyki jest piękna geometria dodaje otuchy.

Joined with quantum mechanics,

Połączona z mechaniką kwantową matematyka

this mathematics describes our universe as a growing E8 coral,

opisuje nasz wszechświat jako rosnący koral E8,

z cząstkami oddziałującymi wszędzie na wszystkie sposoby,

with particles interacting at every location in all possible ways

according to a beautiful pattern.

według pięknego wzoru.

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

Wzór wyłania się dzięki użyciu nowych urządzeń,

like the Large Hadron Collider,

jak Wielki Zderzacz Hadronów - kiedyś się przekonamy

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

czy natura używa wzoru E8, czy innego.

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

Proces odkrywania jest piękną przygodą.

If the LHC finds particles that fit this E8 pattern,

Jeśli LHC znajdzie cząstki, które pasują do wzoru E8,

that will be very, very cool.

będzie to bardzo, bardzo fajne.

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

Jeśli LHC znajdzie nowe cząstki, nie pasujące do wzoru

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

no, to będzie bardzo interesujące, ale przykre dla teorii E8.

And, of course, bad for me personally.

I oczywiście przykre dla mnie osobiście.

(Laughter)

(Śmiech)

Now, how bad would that be?

Czy będzie źle? Raczej tak.

Well, pretty bad.

Czy będzie źle? Raczej tak.

(Laughter)

(Śmiech)

But predicting how nature works is a very risky game.

Ale przewidywanie jak działa natura jest bardzo ryzykowną grą.

This theory and others like it are long shots.

Ta teoria i inne podobne to strzały w ciemno.

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

Większość z tych pomysłów pewnie nie będzie zgodna z naturą.

probably won't end up being true about nature.

Większość z tych pomysłów pewnie nie będzie zgodna z naturą.

That's what doing theoretical physics is like:

Oto co robi fizyka teoretyczna: wymazuje.

there are a lot of wipeouts.

Oto co robi fizyka teoretyczna: wymazuje.

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

Nowe teorie fizyczne są jak raczkujące firmy.

As with any large investment,

Jak z każdą dużą inwestycją, może być ciężko

it can be emotionally difficult to abandon a line of research

porzucić linię badań gdy coś nie wychodzi.

when it isn't working out.

But in science, if something isn't working,

Ale w nauce, jeśli coś nie wychodzi, trzeba spróbować czegoś nowego.

you have to toss it out and try something else.

Ale w nauce, jeśli coś nie wychodzi, trzeba spróbować czegoś nowego.

Now, the only way to maintain sanity

Jedynym sposobem by zachować zdrowie psychiczne

and achieve happiness in the midst of this uncertainty

wśród tej niepewności jest zachowanie równowagi

is to keep balance and perspective in life.

i perspektywy w życiu.

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

Próbowałem żyć w równowadze.

(Laughter)

(Śmiech)

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

Próbuję równoważyć moje życie między fizykę, miłość i surfing,

my own three charge directions.

moje własne trzy kierunki ładunków.

(Laughter)

(Śmiech)

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

Wtedy, nawet jeśli badania nie wypalą.

Wiem, że miałem dobre życie.

I still know I've lived a good life.

And I try to live in beautiful places.

I staram się żyć w pięknych miejscach.

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

Przez ostatnie 10 lat żyłem na wyspie Maui,

a very beautiful place.

bardzo piękne miejsce.

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

Jedną z największych tajemnic dla moich rodziców

how I managed to survive all that time

jest to jak zdołałem przetrwać bez czegoś takiego jak:

without engaging in anything resembling full-time employment.

zatrudnienie na cały etat.

(Laughter)

(Śmiech)

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

Uchylę wam rąbka tajemnicy.

This was a view from my home office on Maui.

To widoki z mojego biura na Maui.

And this is another,

To widoki z mojego biura na Maui.

and another.

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

Zauważyliście może, że te scenki

są podobne, ale w nieco innych miejscach.

but in slightly different places.

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

To dlatego, że to był mój dom i biuro na Maui.

(Laughter)

(Śmiech)

I've chosen a very unusual life.

Wybrałem bardzo nietypowe życie.

But not worrying about rent

Ale brak trosk pozwolił mi poświęcać czas na moją pasję.

allowed me to spend my time doing what I love.

Ale brak trosk pozwolił mi poświęcać czas na moją pasję.

Living a nomadic existence has been hard at times,

Brak stałego miejsca zamieszkania bywał uciążliwy,

but it's allowed me to live in beautiful places

ale pozwolił mi żyć w pięknych miejscach

i utrzymać równowagę w życiu z którego tak się cieszę.

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.

Pozwala mi to spędzać czas na spotkaniach

z hiper-inteligentnymi koralowcami.

But I also greatly enjoy the company of hyperintelligent people.

Bardzo też lubię towarzystwo hiper-inteligentnych ludzi.

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

Bardzo się cieszę, że zostałam tu zaproszony. Dziękuję.

Thank you very much.

Bardzo się cieszę, że zostałam tu zaproszony. Dziękuję.

(Applause)

(Brawa)

Chris Anderson: Stay here one second.

(Applause)

I probably understood two percent of that,

Chris Anderson: Pewnie zrozumiałem jakieś 2%,

but I still absolutely loved it.

ale bardzo mi się podobało. To zabrzmi głupio.

So I'm going to sound dumb.

Your theory of everything --

Garrett Lisi: Przyzwyczaiłem się do korali.

Garrett Lisi: I'm used to coral.

Garrett Lisi: Przyzwyczaiłem się do korali.

CA: That's right.

CA: Ludzie są podekscytowani

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

ponieważ jeśli ta teoria jest prawdziwa

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

połączy ona grawitację i teorię kwantową.

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

Więc, powinniśmy myśleć o wszechświecie od środka,

najmniejsze istniejące elementy

that the smallest things that there are,

are somehow an E8 object of possibility?

można ułożyć w E8?

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

To znaczy, czy to jest najmniejsza skala o jakiej myślałeś?

To znaczy, czy to jest najmniejsza skala o jakiej myślałeś?

GL: Well, right now the pattern I showed you

GL: Wzór który wam pokazałam nawiązuje

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

do czegoś co wiemy o fizyce cząstek,

that already corresponds to a very beautiful shape.

która sama nawiązuje do pięknego kształtu, który już znamy.

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

która sama nawiązuje do pięknego kształtu, który już znamy.

And that shape has remarkable similarities --

Sposób w jaki ten kształt pasuje do E8 i ich podobieństwa

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

mogą tworzyć pełen obraz świata.

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

Wzory punktów, które wam pokazałem

actually represent symmetries of this high-dimensional object

reprezentują symetrie wysoko-wymiarowych obiektów,

that would be warping and moving and dancing

które wyginałyby się i tańczyły

over the space-time that we experience.

w naszej czasoprzestrzeni.

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

To właśnie opisuje cząstki elementarne, które już znamy.

To właśnie opisuje cząstki elementarne, które już znamy.

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

CA: Ale teoretycy strun,

explains electrons in terms of much smaller strings vibrating --

opisują elektrony jako znacznie mniejsze drgające struny.

opisują elektrony jako znacznie mniejsze drgające struny.

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

Nie lubisz teorii strun, ale w jaki sposób

powinniśmy myśleć o elektronie w odniesieniu do 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.

GL: Byłby jedną z symetrii kształtu E8.

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

Gdy ten kształt przemieszcza się w czasoprzestrzeni,

wykręca się. Kierunek tego skrętu

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

decyduje o tym jaką cząstkę widzimy.

So it would be --

CA: Jak odnosi się rozmiar E8 do elektronu?

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

CA: Jak odnosi się rozmiar E8 do elektronu?

Tego mi brakuje.

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

Jest większy, mniejszy?

GL: Elektrony to cząstki punktowe,

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

więc chodzi o najmniejszą możliwą skalę.

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

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

W kwantowej teorii pola

wszystkie możliwości rozszerzają się i rozwijają jednocześnie.

all possibilities are expanding and developing at once.

And this is why I use the analogy to coral.

Dlatego użyłem analogii do koralowców.

And --

E8 jest kształtem istniejącym w każdym punkcie czasoprzestrzeni.

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.

E8 jest kształtem istniejącym w każdym punkcie czasoprzestrzeni.

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

To w jaki sposób E8 się skręca,

the directional along which way the shape is twisting

kierunek wzdłuż którego się skręca,

as it moves over this curved surface --

gdy porusza się po wygiętej przestrzeni,

to właśnie są cząstki elementarne.

is what the elementary particles are, themselves.

So through quantum field theory,

Dzięki kwantowej teorii pola, cząstki rozumiemy jako oddziałujące ze sobą punkty.

they manifest themselves as points and interact that way.

Dzięki kwantowej teorii pola, cząstki rozumiemy jako oddziałujące ze sobą punkty.

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

Nie wiem czy uda mi się to lepiej wyjaśnić.

(Laughter)

(Śmiech)

CA: It doesn't really matter.

CA: To nic. Wystarczy sam zachwyt.

It's evoking a kind of sense of wonder,

CA: To nic. Wystarczy sam zachwyt.

and I certainly want to understand more of this.

Chcę zrozumieć lepiej tą teorię.

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

Dziękuję. To było fascynujące.

(Brawa)

(Applause)