Книга Бытия. Общая история происхождения

Поле Хиггса нарушило совершенную симметрию, характеризовавшую первичную Вселенную, и слабое ядерное взаимодействие окончательно отделилось от электромагнитного. Некоторые элементарные частицы оказываются настолько тяжелыми, что становятся нестабильными и подталкивают Вселенную к быстрому охлаждению. Остальные, хотя и приобрели массу, остаются легкими, и это их свойство будет фундаментальным, чтобы они могли объединяться, организовываясь в довольно специфическое вещество.

Новая сущность – поле Хиггса, – действуя деликатно, строит разнообразие, следуя всего одному простому и ясному правилу. Элементарные частицы как будто увязли в этом поле, по-разному взаимодействуя с ним, и разная интенсивность этого взаимодействия привела к тому, что у них в результате оказались непоправимо разные массы. Эту тонкую операцию поле Хиггса проводит, почти как Демиург из “Тимея” Платона – первый мастер, умевший при помощи чисел придать динамику и жизнеспособность до тех пор бесформенной и безжизненной материи.

Все теперь будет рождаться от этого деликатного толчка, навсегда изменившего природу вещей. Но не будем забегать вперед. Пока еще только заканчивается второй день, прошло всего 10^–11 секунды.

Песнь Нарцисса

Рассматривая эту картину в первый раз, трудно не поддаться очарованию изображенного на ней совершенного круга, содержащего две фигуры: склонившегося над водой изящно одетого мальчика и восхитившего его до экстаза собственного отражения. Решение, найденное Караваджо для пересказа мифа о Нарциссе, просто гениально. Это одна из самых известных метаморфоз Овидия: о прекрасном юноше, который, после того как он отверг любовь нимфы Эхо, был осужден полюбить того, кем никогда бы не смог обладать, – себя самого. И юноша протягивает левую руку к своему отражению в воде в надежде коснуться любимого, но все, что он может, – это намочить в воде палец. Замкнутый круг лишь подчеркивает совершенную зеркальную симметрию, объединяющую обе фигуры.

Эта знаменитая картина из палаццо Барберини в Риме – один из тех шедевров, в которых для рассказа о красоте использовали симметрию.

Буквальное значение исходного греческого слова συμμετρία – “в соответствующих размерах” – напоминает нам о таких понятиях, как пропорциональность и гармония, которые занимали столько места в эстетических и философских учениях античности. Для древних греков и римлян произведению искусства, чтобы считаться красивым, следовало обладать симметрией, а его элементам и объемам – быть связанными определенными математическими пропорциями.

Центральная симметрия, определяющая правильность формы сплетенной пауком паутины или лучей морской звезды, широко использовалась в классическом мире – достаточно вспомнить Пантеон или храм Геркулеса Непобедимого на Пьяцца-Бокка-делла-Верита в Риме.

Современное понимание симметрии, для поддержания традиции предполагающее повторение форм и фигур при их трансляции или поворотах, – значительно более позднее приобретение. Из этого более позднего понимания родились жемчужины Возрождения: купол собора Святого Петра Микеланджело или шедевр Браманте – Темпьетто в Сан-Пьетро-ин-Монторио.

Современные представления о симметрии сделали возможной математическую формализацию, нашедшую много приложений в науке. В частности, для физики симметрия – это не только некое свойство, подразумевающее регулярность и красоту пропорций. Она превратилась в настоящий действенный инструмент, позволяющий открывать новые законы природы. И случилось это главным образом благодаря Амалии Эмми Нёттер – возможно, величайшему математику в истории.

На долю молодой немецкой исследовательницы выпало много невзгод, прежде чем она смогла поступить в университет. Она была неоплачиваемой и мало ценимой сотрудницей, когда в 1918 году смогла сформулировать утверждение, изменившее весь ход развития современной физики. Теорема Нёттер гласит, что всякая непрерывная симметрия законов физики связана с каким-то из законов сохранения, то есть с какой-то измеримой физической величиной, которая остается инвариантной.

Наиболее известные примеры относятся к сохраняющимся величинам в классической механике и соответствующим симметриям. Если законы движения какой-то системы не изменяются при поступательном движении системы отсчета – то есть для этих законов выполняется пространственно-трансляционная симметрия, – тогда сохраняется количество движения; если же они остаются инвариантными при трансляции вдоль оси времени, то сохраняется энергия; то же при вращениях – сохраняется угловой момент; и так далее.