A theory of everything | Garrett Lisi

Гаррет Лиси — теория всего

Переводчик: Dima Neiaglov Редактор:

Whoa, dude.

Йоу, чувак! Зацени эти улетные уравнения! Шикарно!

(Laughter)

Check out those killer equations. Sweet.

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

В течение следующих восемнадцати минут я сделаю все возможное,

to describe the beauty of particle physics without equations.

чтобы описать красоту квантовой механики вообще без уравнений.

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

Мы можем узнать много нового, изучая кораллы.

A coral is a very beautiful and unusual animal.

Коралл — очень красивое и необычное животное;

Each coral head consists of thousands of individual polyps.

каждый риф состоит из тысяч отдельных полипов.

These polyps are continually budding and branching

Полипы постоянно почкуются и ответвляются,

into genetically identical neighbors.

в результате у них образуются генетически идентичные соседи.

If we imagine this to be a hyperintelligent coral,

Представим себе, что кораллы умеют мыслить,

и мы можем поговорить с каждым полипом.

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

Мы бы спросили одного из них, как он оказался на определенном месте

compared to his neighbors --

относительно своих соседей —

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

был ли это слепой случай, судьба, или что-то еще?

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

Поругав нас за то, что мы включили отопление,

он ответил бы, что наш вопрос совершенно глуп.

he would tell us that our question was completely stupid.

These corals can be kind of mean, you see,

Видите ли, кораллы довольно грубы,

and I have surfing scars to prove that.

и у меня даже есть шрамы в доказательство этого.

But this polyp would continue and tell us

Полип объяснил бы нам,

that his neighbors were quite clearly identical copies of him.

что его соседи являются идентичными копиями его самого,

That he was in all these other locations as well,

и он существует везде, где существуют его соседи,

but experiencing them as separate individuals.

хоть и воспринимает их как отдельную сущность.

For a coral, branching into different copies

Для него распочковываться на совершенно идентичные копии —

is the most natural thing in the world.

самая естественная в мире вещь.

Unlike us, a hyperintelligent coral

В отличие от нас, гипотетический разумный коралл очень хорошо подготовлен

would be uniquely prepared to understand quantum mechanics.

к осознанию принципов квантовой механики.

The mathematics of quantum mechanics

Математические принципы квантовой механики крайне точно

very accurately describes how our universe works.

описывают, как работает наша вселенная.

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

Согласно этим принципам, наша действительность постоянно ветвится

на различные её варианты, как коралл.

just like a coral.

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

Человеку очень сложно понять этот процесс,

since we only ever get to experience one possibility.

поскольку мы наблюдаем только один вариант действительности.

This quantum weirdness was first described

Впервые странность квантового мира была описана

by Erwin Schrödinger and his cat.

Эрвином Шрёдингером и его кошкой.

The cat likes this version better.

Кошке больше нравится эта версия.

(Laughter)

(Смех в зале)

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

В этой модели Шрёдингер находится в ящике с радиоактивной пробой.

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

Согласно законам квантовой механики она одновременно находится в состоянии,

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

в котором она излучает и в состоянии, в котором она не излучает.

(Laughter)

(Смех в зале)

In the branch in which the sample radiates,

Если проба излучает,

то коробка заполняется ядовитым газом и Шрёдингер умирает.

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

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

В другой ветви реальности ученый остается живым.

These realities are experienced separately by each individual.

Каждая из ветвей воспринимается участниками независимо,

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

и они считают, что другой ветви не существует.

This seems weird to us,

Нам кажется это странным, поскольку каждый из нас

because each of us only experiences an individual existence,

воспринимает лишь одну из реальностей,

and we don't get to see other branches.

а других ее ветвей мы не видим.

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

Как будто каждый из нас, подобно Шрёдингеру, похож на коралл

are a kind of coral branching into different possibilities.

и ветвится на разные варианты реальности.

The mathematics of quantum mechanics tells us

Математические основы квантовой механики показывают, что

this is how the world works at tiny scales.

в микромасштабах наш мир устроен именно так.

It can be summed up in a single sentence:

Можно обобщить все это в одно утверждение:

Everything that can happen, does.

всё, что может произойти, происходит.

That's quantum mechanics.

Вот так работает квантовая механика.

But this does not mean everything happens.

Но это не означает, что может произойти вообще все, что угодно.

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

Остальная физика занимается описанием того, что может произойти,

и того, что не может.

What physics tells us is that everything comes down to geometry

Физикам известно, что любой процесс можно свести к геометрическим построениям

and the interactions of elementary particles.

и взаимодействию элементарных частиц.

Любые процессы могут произойти только если это взаимодействие

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

идеально отлажено.

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

А теперь я хотел бы рассказать о том, что мы знаем про эти частицы —

что они из себя представляют и как сбалансированы.

what they are and how this balance works.

In this machine, a beam of protons and antiprotons

Внутри этой машины пучок протонов и антипротонов

are accelerated to near the speed of light

ускоряется до скорости, близкой к скорости света.

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

Затем два пучка сталкиваются, что приводит к выбросу энергии.

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

Энергия мгновенно преобразуется в поток

субатомных частиц, а

with detectors and computers used to figure out their properties.

специальные датчики и компьютеры затем вычисляют их свойства.

This enormous machine --

Длина контура этого огромного устройства, большого адронного коллайдера,

the Large Hadron Collider at CERN in Geneva --

построенного в CERN, в Женеве,

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

составляет двадцать семь километров,

а рабочая мощность в пять раз выше, чем

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

у всего Монтерея.

We can't predict specifically

Мы не можем точно предсказать,какие именно частицы возникнут

what particles will be produced in any individual collision.

в результате каждого столкновения.

Quantum mechanics tells us all possibilities are realized.

И хотя принципы квантовой механики утверждают, что всё возможно,

But physics does tell us what particles can be produced.

физики указывают набор реализуемых частиц.

These particles must have just as much mass and energy

У них должно быть столько же энергии и такая же масса,

as is carried in by the proton and antiproton.

как у протона и антипротона.

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

Любые частицы, лежащие за этим энергетическим лимитом,

не реализуются, и мы не способны их увидеть.

and remain invisible to us.

This is why this new particle accelerator is so exciting.

Новый ускоритель частиц чрезвычайно интересен,

It's going to push this energy limit seven times

поскольку он увеличит энергетический лимит в семь раз

beyond what's ever been done before,

относительно существующего,

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

так что очень скоро мы узнаем о новых частицах.

But before talking about what we might see,

Однако перед тем как рассказать вам о том, что нам предстоит узнать,

let me describe the particles we already know of.

я опишу уже известные нам частицы.

There's a whole zoo of subatomic particles.

Тут целый зоопарк субатомных частиц.

Most of us are familiar with electrons.

Каждый знаком с электронами,

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

и многие люди в этом зале зарабатывают неплохие деньги,

гоняя их туда-сюда.

(Смех в зале)

(Laughter)

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

Но у электрона есть нейтральная пара под названием нейтрино —

with no electric charge and a very tiny mass.

с очень маленькой массой и без заряда.

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

У u- и d-кварков, наоборот, очень большие массы.

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

Они объединяются в тройки и создают протоны и нейтроны

внутри атомов.

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

Все эти частицы бывают правовинтовыми и левовинтовыми;

у них также есть античастицы с противоположными зарядами.

and have antiparticle partners that carry opposite charges.

These familiar particles

also have less familiar second and third generations,

Знакомые нам частицы порождают менее

знакомые вторые и третьи поколения, с теми же зарядами, но

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

бóльшими массами.

These matter particles all interact with the various force particles.

Частицы вещества взаимодействуют с частицами поля.

The electromagnetic force interacts with electrically charged matter

Электромагнитная сила взаимодействует с заряженной материей

via particles called photons.

посредством частиц, называемых фотонами.

There is also a very weak force

Также существует слабое взаимодействие, которое называется достаточно тривиально: «слабое взаимодействие».

called, rather unimaginatively, the weak force ...

Оно влияет исключительно

(Laughter)

that interacts only with left-handed matter.

на левовинтовые частицы.

The strong force acts between quarks

Сильное взаимодействие работает между кварками, которые переносят

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

иной вид заряда, называемый цветовым.

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

Он бывает трех типов: красный, зеленый и синий.

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

За эти названия следует винить Мюррея Гелл-Манна —

это он их придумал.

Finally, there's the force of gravity,

Наконец, существуют гравитационные силы, взаимодействующие с веществом

which interacts with matter via its mass and spin.

через массу и спин.

The most important thing to understand here

Самое главное — понять, что

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

существуют разные виды зарядов, связанные

с каждой из перечисленных сил.

These four different forces interact with matter

Четыре силы взаимодействуют с веществом

according to the corresponding charges that each particle has.

в соответствии с типом заряда, который несет каждая из частиц.

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

Есть еще частица, которую никто не наблюдал, но в существовании которой мы уверены.

Она называется бозоном Хиггса и придает массы всем остальным частицам.

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

The main purpose of the Large Hadron Collider

Основной задачей большого адронного коллайдера

является обнаружение бозона Хиггса, и мы почти уверены, что он его обнаружит.

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

But the greatest mystery is what else we might see.

Главная загадка — что еще мы там увидим,

And I'm going to show you one beautiful possibility

и я расскажу об одной интересной гипотезе

towards the end of this talk.

до конца своей презентации.

Now, if we count up all these different particles

Если мы пересчитаем все различные

using their various spins and charges,

по спину и заряду частицы, мы получим 226 штук.

there are 226.

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

Немало частиц, и кажется странным,

And it seems strange

что природа создала

that nature would have so many elementary particles.

такое количество элементарных частиц.

But if we plot them out according to their charges,

Но если мы расположим их в соответствии с зарядами,

some beautiful patterns emerge.

то можно наблюдать интересные закономерности.

The most familiar charge is electric charge.

Самый знакомый нам заряд — электрический.

Electrons have an electric charge,

У электрона есть электрический заряд, минус один,

a negative one,

а у кварков он выражается в третьих долях.

and quarks have electric charges in thirds.

Таким образом, когда два u-кварка и один d-кварк объединяются

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

и создается протон, его электрический заряд равен плюс единице.

it has a total electric charge of plus one.

These particles also have antiparticles, which have opposite charges.

У частиц также есть античастицы с противоположными зарядами.

Now, it turns out the electric charge

Оказывается, что на самом деле электрический заряд

is actually a combination of two other charges:

является комбинацией двух других типов зарядов:

hypercharge and weak charge.

гиперзаряда и слабого заряда.

If we spread out the hypercharge and weak charge

Если мы изобразим гиперзаряд и слабый заряд отдельно,

и нарисуем схему зарядов частиц в двумерном пространстве,

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

the electric charge is where these particles sit

то изменение электрического заряда

along the vertical direction.

будет видно по вертикали.

The electromagnetic and weak forces interact with matter

Слабое и электромагнитное взаимодействия действуют на вещество

according to their hypercharge and weak charge,

в соответствии с его слабым и гипер- зарядами,

which make this pattern.

которые вы видите на этой диаграмме.

This is called the unified electroweak model,

Все это называется теорией электрослабого взаимодействия,

она была создана в 1967 году.

and it was put together back in 1967.

The reason most of us are only familiar with electric charge

Из-за бозона Хиггса большинство из нас знает о существовании

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

исключительно электрического заряда.

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

Частица Хиггса, вот она, слева, обладает большой массой

and breaks the symmetry of this electroweak pattern.

и разрушает симметрию нашей диаграммы электрослабости.

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

Бозон Хиггса уменьшает влияние слабого взаимодействия,

придавая слабым частицам бóльшую массу.

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

Поскольку на этой диаграмме бозон Хиггса действует по горизонтали,

у фотонов не образуется массы и в пространстве зарядов

the photons of electromagnetism remain massless

and interact with electric charge along the vertical direction

они взаимодействуют с электрическим зарядом

in this charge space.

по вертикали.

So the electromagnetic and weak forces

Электромагнитная и слабая силы описываются

are described by this pattern of particle charges

этой картиной зарядов в двумерном пространстве.

in two-dimensional space.

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

Мы можем включить сюда сильное взаимодействие,

нанеся по этим направлениям два вида зарядов

and plotting the charges of the force particles in quarks

кварков по этим направлениям.

along these directions.

The charges of all known particles

Заряды всех известных частиц могут быть

can be plotted in a four-dimensional charge space,

изображены в четырехмерном пространстве и

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

спроецированы на плоскость, чтобы мы могли их увидеть.

Whenever particles interact, nature keeps things in a perfect balance

Когда частицы взаимодействуют, природа балансирует

along all four of these charge directions.

взаимодействие по всем четырем направлениям.

If a particle and an antiparticle collide,

Когда сталкиваются частица и античастица, происходит выброс энергии

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

с полным нулевым зарядом по всем четырем направлениям.

in all four charge directions.

At this point, anything can be created

На этом этапе могут возникать новые частицы

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

с той же энергией и полным нулевым зарядом.

For example, this weak force particle and its antiparticle

Например, могут быть созданы частица со слабым зарядом

can be created in a collision.

и вот эта античастица.

In further interactions, the charges must always balance.

И дальше все заряды должны сохраняться.

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

Одна из слабых частиц может превратиться в электрон

и антинейтрино,

and these three still add to zero total charge.

что в сумме все равно даст нулевой заряд.

Nature always keeps a perfect balance.

В природе все всегда сбалансировано.

So these patterns of charges are not just pretty.

Таким образом эти картины зарядов не просто красивы,

они объясняют, какие взаимодействия могут произойти.

They tell us what interactions are allowed to happen.

And we can rotate this charge space in four dimensions

Мы можем повернуть картину в четырех измерениях

to get a better look at the strong interaction,

и посмотреть на сильное взаимодействие,

тут видно красивые шестиугольники.

which has this nice hexagonal symmetry.

In a strong interaction, a strong force particle,

Во время сильного взаимодействия одна из частиц, например эта,

such as this one,

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

взаимодействует с цветным кварком, например зеленым,

сообщая кварку заряд другого цвета — например, красный.

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

And strong interactions are happening millions of times

Каждую секунду происходят миллионы сильных

взаимодействий, в каждом атоме наших тел,

each second in every atom of our bodies,

holding the atomic nuclei together.

не давая ядрам разлететься.

But these four charges corresponding to three forces

Однако четыре заряда и три силы

are not the end of the story.

еще не конец нашего рассказа.

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

Мы можем вспомнить о двух дополнительных зарядах,

связанных с гравитационной силой.

Теперь у каждой материальной частицы

When we include these,

each matter particle has two different spin charges,

появилось два спина — верхний и нижний.

spin-up and spin-down.

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

Все частицы разделились, создав красивый узор

в шестимерном пространстве зарядов.

We can rotate this pattern in six dimensions

Мы можем покрутить этот узор в шести измерениях,

это довольно красиво.

and see that it's quite pretty.

Right now, this pattern matches our best current knowledge

Сейчас этот узор отражает наше представление о том,

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

как работает природа в масштабах

этих элементарных частиц.

This is what we know for certain.

Это мы знаем наверняка.

Some of these particles are at the very limit

Некоторые из этих частиц находятся на пределе

того, что мы можем определить экспериментально.

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

From this pattern

Благодаря этому узору, мы знаем физику

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

элементарных частиц в микромире. Природа

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

очень красиво работает на этих масштабах.

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

Однако я хочу поговорить о некоторых старых и новых

about things we don't know yet.

теориях относительно того, чего мы еще не знаем.

We want to expand this pattern using mathematics alone,

Мы хотим расширить узор, используя исключительно математику,

и посмотреть, не удастся ли нам воссоздать полную картину.

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

We want to find all the particles and forces

Мы хотим найти все частицы и силы,

that make a complete picture of our universe.

формирующие нашу вселенную.

And we want to use this picture to predict new particles

Мы также хотим, чтобы узор предсказал те частицы,

that we'll see when experiments reach higher energies.

которые мы увидим при экспериментах на высоких энергиях.

So there's an old idea in particle physics

Одна из более старых теорий утверждает, что

that this known pattern of charges,

этот не слишком симметричный набор частиц

which is not very symmetric,

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

мог возникнуть из более стройного набора, разрушенного чем-то,

similar to how the Higgs particle breaks the electroweak pattern

как бозон Хиггса разрушает модель электрослабости,

to give electromagnetism.

что дает нам электромагнитные силы.

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

Для этого придется ввести новые силы

with new charge directions.

с новыми направлениями заряда.

When we introduce a new direction,

Когда мы вводим новое направление, нам нужно угадать,

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

какие заряды будут у частиц по этому направлению,

and then we can rotate it in with the others.

и тогда мы сможем вращать их вместе с остальными.

If we guess wisely, we can construct the standard charges

Если мы будем угадывать умно, то сможем построить стандартные заряды

in six charge dimensions as a broken symmetry

по шести направлениям как нарушение

of this more perfect pattern in seven charge dimensions.

более красивого узора по семи направлениям заряда.

This particular choice corresponds to a grand unified theory

Этот выбор значений соответствует модели великого объединения,

introduced by Pati and Salam in 1973.

предложенной Пати и Саламом в 1973 году.

When we look at this new unified pattern,

Когда мы смотрим на новый узор,

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

то видно пару пробелов, где нет частиц.

This is the way theories of unification work.

Так работают теории объединения.

A physicist looks for larger, more symmetric patterns

Физики ищут более широкие и симметричные узоры,

that include the established pattern as a subset.

в которые нынешний узор входит в качестве подмножества.

The larger pattern allows us to predict the existence of particles

Бóльший узор помогает предсказать существование

частиц, которых никто не видел.

that have never been seen.

This unification model predicts the existence

Модель объединения предсказывает существование

of these two new force particles,

вот этих частиц, которые должны работать как слабое взаимодействие,

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

только слабее.

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

Теперь мы можем вращать этот набор зарядов в семи направлениях

и подумать о странном факте относительно частиц вещества:

and consider an odd fact about the matter particles:

их второе и третье поколения

the second and third generations of matter

обладают теми же зарядами в шестимерном пространстве,

have exactly the same charges in six-dimensional charge space

as the first generation.

что и первое.

These particles are not uniquely identified by their six charges.

Эти частицы неоднозначно определяются шестью зарядами.

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

Они сидят одна на другой в стандартном пространстве зарядов.

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

Но если бы мы работали в восьмимерном пространстве,

then we can assign unique new charges to each particle.

мы могли бы назначить уникальный тип заряда каждый из них.

Then we can spin these in eight dimensions

Теперь мы можем повращать узор в восьми измерениях

and see what the whole pattern looks like.

и посмотреть, как выглядит все вместе.

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

Теперь мы видим, что второе и третье поколения

относятся к первому тройственно симметрично.

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

This particular pattern of charges in eight dimensions

Такая картина заряда в восьми измерениях является частью

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

одной из самых красивых геометрических структур в математике.

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

Это схема самой большой группы Ли — Е8.

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

Эта группа Ли представляет собой гладкую фигуру в 248 измерениях.

Each point in this pattern corresponds to a symmetry

Каждая точка в узоре соответствует типу симметрии

of this very complex and beautiful shape.

этой сложной и красивой фигуры.

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

С помощью небольшой части группы Е8

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

можно описать пространство-время теории относительности Эйнштейна,

explaining gravity.

объясняющее гравитацию.

Together with quantum mechanics,

Геометрия этой фигуры и принципы квантовой механики

the geometry of this shape could describe everything

могли объяснить функционирование вселенной

about how the universe works at the tiniest scales.

в микромасштабах.

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

Её узор в восьмимерном пространстве

невероятно прекрасен

is exquisitely beautiful,

and it summarizes thousands of possible interactions

и объясняет тысячи возможных вариантов взаимодействия

between these elementary particles,

между элементарными частицами, каждый из которых

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

является гранью этой сложнейшей фигуры.

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

Вращая ее, мы наблюдаем множество замысловатых узоров,

contained in this one.

содержащихся внутри.

And with a particular rotation,

Повернув фигуру по-особому, мы можем взглянуть на этот узор

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

по оси симметрии внутри восьми измерений

and see all the particles at once.

и увидеть все частицы одновременно.

It's a very beautiful object,

Это прекрасный объект, и как в случае любой стандартизации,

and as with any unification,

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

мы увидим места, где для симметрии нехватает

новых частиц.

There are 20 gaps where new particles should be,

Есть 20 мест, где должны быть частицы;

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

два из них были заполнены частицами Пати и Салама.

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

Исходя из их местоположения внутри узора, мы знаем, что они

should be scalar fields like the Higgs particle,

должны быть полем скалярных величин,

but have color charge and interact with the strong force.

но обладать цветным зарядом и способностью к сильному взаимодействию.

Filling in these new particles completes this pattern,

Добавление этих частиц завершает узор,

и составляет полную группу Е8.

giving us the full E8.

This E8 pattern has very deep mathematical roots.

Ее математика очень сложна.

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

Эта структура считается многими самой красивой

во всей математике.

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

Факт того, что этот объект чрезвычайной

математической красоты может описать взаимодействия частиц

could describe the truth of particle interactions

в микромире, открывает перед нам огромные перспективы.

at the smallest scales imaginable.

Мысль о том, что природа может быть описана математически,

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

совсем не нова.

In 1623, Galileo wrote this:

В 1623 году Галилей написал следующее:

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

«Великая книга природы, открытая нашим изумленным взглядам,

is written in the language of mathematics.

написана на языке математики.

Its characters are triangles, circles and other geometrical figures,

Ее буквы — треугольники, круги и другие геометрические фигуры,

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

без которых человеку не под силу понять

ни единого слова из книги;

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

без них остается лишь блуждать в темном лабиринте».

I believe this to be true,

Мне кажется, это правда. Я попытался

and I've tried to follow Galileo's guidance

последовать завету Галилея и описать матосновы

in describing the mathematics of particle physics

физики элементарных частиц с помощью треугольников, кругов

using only triangles, circles and other geometrical figures.

и других геометрических фигур.

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

Разумеется, когда физики работают с теорией,

математика может напоминать темный лабиринт.

the mathematics can resemble a dark labyrinth.

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

Однако успокаивает, что в самом сердце нашей математики

is pure, beautiful geometry.

лежит чистая геометрия.

Joined with quantum mechanics,

Вместе с квантовой механикой, она

this mathematics describes our universe as a growing E8 coral,

описывает нашу вселенную как растущий коралл Е8,

с взаимодействующими между собой частицами, и все это

with particles interacting at every location in all possible ways

according to a beautiful pattern.

укладывается в великолепный узор.

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

С течением времени наши машины, типа БАКа, помогут нам

like the Large Hadron Collider,

расширить наши представления об узоре, и мы поймем,

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

использует ли природа узор Е8, или какой-то другой.

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

Этот процесс познания — чудесное приключение.

If the LHC finds particles that fit this E8 pattern,

Если БАК обнаружит частицы, подходящие для Е8,

that will be very, very cool.

это будет очень, очень круто.

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

Если БАК обнаружит новые частицы, но они не войдут в узор,

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

это будет очень интересно, но плохо для последователей теории Е8,

And, of course, bad for me personally.

и, разумеется, для меня лично.

(Laughter)

(Смех в зале)

Now, how bad would that be?

Насколько же это будет плохо?

Well, pretty bad.

Довольно-таки неслабо плохо.

(Laughter)

(Смех в зале)

But predicting how nature works is a very risky game.

Однако предсказывать как работает природа — рискованная игра.

This theory and others like it are long shots.

И у этой теории и у других подобных мало шансов на успех.

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

Люди работают, зная, что большинство их идей

probably won't end up being true about nature.

вероятно не имеют отношения к действительности.

That's what doing theoretical physics is like:

Такова теоретическая физика:

there are a lot of wipeouts.

часто валишься с доски.

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

В этом смысле новые физические теории похожи на стартапы.

As with any large investment,

Как и с любыми инвестициями, эмоционально сложно

it can be emotionally difficult to abandon a line of research

оставить какие-нибудь исследования, если они не срабатывают.

when it isn't working out.

But in science, if something isn't working,

Но в науке, если что-то не срабатывает, то приходится

you have to toss it out and try something else.

отбрасывать это и заниматься чем-то еще.

Now, the only way to maintain sanity

Единственный способ остаться в своем уме

and achieve happiness in the midst of this uncertainty

с учетом постоянного чувства неуверенности — это

is to keep balance and perspective in life.

найти баланс в жизни.

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

Я сделал все что мог, чтобы вести сбалансированную жизнь.

(Laughter)

(Смех в зале)

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

Я пытаюсь организовать свое бытие между физикой, любовью и серфингом —

my own three charge directions.

тремя моими направлениями зарядов.

(Laughter)

(Смех в зале)

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

Так, даже если теория, над которой я работаю, окажется пустышкой,

я все равно буду знать, что прожил хорошую жизнь.

I still know I've lived a good life.

And I try to live in beautiful places.

Еще я стараюсь жить в красивых местах.

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

Последние десять лет я почти целиком прожил на острове Мауи,

a very beautiful place.

очень красивом.

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

Кстати, для моих родителей это одна из самых больших тайн вселенной:

how I managed to survive all that time

как мне удалось прожить все это время, не занимаясь

without engaging in anything resembling full-time employment.

ничем, что бы подходило под формулу «полный рабочий день».

(Laughter)

(Смех в зале)

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

Я открою вам этот секрет.

This was a view from my home office on Maui.

Это — вид из моего домашнего офиса на Мауи.

And this is another,

Вот еще один. И еще.

and another.

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

Вы, наверное, обратили внимание, что эти прекрасные виды

похожи, но все же слегка отличаются.

but in slightly different places.

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

Это потому, что мой дом и офис на Мауи выглядел так.

(Laughter)

(Смех в зале)

I've chosen a very unusual life.

Я избрал весьма необычную жизнь.

But not worrying about rent

Но так как мне не надо думать об арендной плате, я могу

allowed me to spend my time doing what I love.

тратить время на то, что люблю.

Living a nomadic existence has been hard at times,

Вести кочевую жизнь бывало непросто,

but it's allowed me to live in beautiful places

но зато я смог пожить в красивых местах

и сохранить гармонию, чем я очень доволен.

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.

Я смог провести кучу времени, тусуясь

с крайне умными кораллами.

But I also greatly enjoy the company of hyperintelligent people.

Но компания крайне умных людей мне также очень симпатична.

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

Так что я очень, что меня сюда сегодня пригласили.

Thank you very much.

Большое спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты)

Chris Anderson: Stay here one second.

(Applause)

I probably understood two percent of that,

Крис Андерсон: Я, пожалуй, понял процента два,

but I still absolutely loved it.

но все равно в полном восторге. Так что я могу сморозить глупость.

So I'm going to sound dumb.

Your theory of everything --

Твоя Теория Всего...

Garrett Lisi: I'm used to coral.

Гаррет Лиси: я предпочитаю говорить о кораллах.

CA: That's right.

К. А.: Да, верно, и некоторое количество людей от нее

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

по меньшей мере в восхищении, потому что, если ты прав,

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

она сводит воедино гравитацию и квантовую теорию.

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

То есть ты утверждаешь, что вселенная

по сути, в микромасштабе, может являться

that the smallest things that there are,

are somehow an E8 object of possibility?

объектом Е8?

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

Думаешь ли ты, что это мыслимый предел

возможности, или...?

GL: Well, right now the pattern I showed you

Г. Л.: Ну, на данный момент структура, которую я показал,

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

описывающая то, что мы знаем о физике элементарных частиц,

that already corresponds to a very beautiful shape.

и сама соответствует очень красивой модели.

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

Это то, что, как я сказал, мы знаем наверняка.

And that shape has remarkable similarities --

И у этой модели есть замечательные сходства, и она

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

вписывается в группу E8, которая может дать полную картину.

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

И эти структуры точек, которые я показал,

actually represent symmetries of this high-dimensional object

действительно представляют собой симметрии этого многоразмерного объекта,

that would be warping and moving and dancing

который может двигаться, меняться, плясать

over the space-time that we experience.

в наблюдаемом нами пространстве-времени.

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

И тогда это объяснит все

элементарные частицы, которые мы видим.

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

К. А.: Но сторонник теории струн,

explains electrons in terms of much smaller strings vibrating --

если я ее правильно понимаю, представляет электрон как колебания струн

много меньших размеров...

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

(я знаю, что ты не любишь теорию струн) ...вибрирующих внутри него.

Как мы представим себе электрон в этой модели 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.

Г. Л.: Ну, это будет одна из симметрий структуры E8.

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

То есть происходит вот что: когда структура движется в пространстве-времени,

она поворачивается, и наблюдаемая частица — это направление

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

этого изменения. Так что, это...

So it would be --

К. А.: Размер этой структуры E8,

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

как он соотносится с размером электрона?

Чтобы я мог лучше представить себе эту картину.

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

Она больше или меньше?

Г. Л.: Ну, насколько мы себе это представляем, электроны — безразмерные частицы,

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

так что речь идет о предельно малых масштабах.

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

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

Таким образом, в теории квантового поля это все объясняется тем,

что все возможности развития существуют одновременно.

all possibilities are expanding and developing at once.

And this is why I use the analogy to coral.

Именно поэтому я использую аналогию с кораллами.

And --

И тогда можно представить, что структура E8

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.

существует в каждой точке пространства-времени,

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

И, как я сказал, когда эта структура поворачивается,

the directional along which way the shape is twisting

направление, в котором она поворачивается,

as it moves over this curved surface --

двигаясь по этой неровной поверхности,

и дает нам ту или иную элементарную частицу.

is what the elementary particles are, themselves.

So through quantum field theory,

И согласно теории квантового поля, они проявляются

they manifest themselves as points and interact that way.

как точки и взаимодействуют как точки.

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

Не уверен, что могу объяснить это понятнее.

(Laughter)

(Смех в зале)

CA: It doesn't really matter.

К. А.: Ну и ладно.

It's evoking a kind of sense of wonder,

Здесь чувствуется какое-то волшебство, и я безусловно

and I certainly want to understand more of this.

хочу узнать об этом побольше.

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

Так что большое спасибо за абсолютно потрясающий рассказ.

(Аплодисменты)

(Applause)