Физику часто рассматривают как беспристрастную и чисто объективную деятельность. Так как, чудеса Роберт П. КризОбъясняем ли мы реакцию Питера Хиггса, когда был открыт бозон, носящий его имя?
Никто из тех, кто видел изображения, не забудет слезящиеся глаза Питера Хиггса. Снято в главном зале ЦЕРНа 4 июля 2012 года. Видео показывает британского физика-теоретика, держащего ткань, в то время как боссы лаборатории объявляют об открытии бозона Хиггса. Хиггс, которому тогда было 83 года, покраснел и снял очки, чтобы размазать лицо. Но раскрывают ли эти слезы эмоции особо чувствительного человека? Или они указывают на эмоциональные потоки, присущие жизни физика?
Согласно точке зрения, давно закрепленной в учебниках и одобренной традиционными философами науки, физики — это исследователи, обученные применять физические и концептуальные инструменты для разгадки загадок природы. Какие бы настроения ни возникали у них по мере развертывания этой работы, они отражают только субъективные реакции отдельных лиц; настроение на шоу не имеет отношения к практике физики. Хиггс должен быть просто человеком, склонным к слезам, такова точка зрения.
Раскрывают ли слезы Питера Хиггса эмоции особо чувствительного человека? Или они указывают на эмоциональные потоки, присущие жизни физика?
Но согласно более всеобъемлющему подходу к науке, который рассматривает ее как состоящую не только из продуктов, но и из практиков, эти слезы отличаются. Физики принадлежат к тому образу жизни, который ценит решение загадок природы, и настроения так же присущи этому образу жизни, как и обычной жизни. Живя в мире, в котором природа кажется управляемой и измеримой — и полной загадок, которые нужно решить — физики испытывают все: от благоговения, скуки, замешательства и разочарования до уныния, одержимости, давления, шока, скептицизма и многого другого.
Открытие бозона Хиггса: уникальный день в физике
Конечно, эти чувства не обязательно отличаются от того, что мы испытываем в повседневной жизни, но они присущи физической жизни и, следовательно, самой физике. На самом деле мир решения головоломок, в котором живут физики, скорее похож на спорт, где спортсмены выкладываются на полную катушку в приливы и отливы игры. Если вы замечаете бесчувственного спортсмена в захватывающем матче, вы предполагаете, что он либо хорошо скрывает свое настроение, либо просто не заинтересован. Точно так же, если вы встретите физика, пресыщенного своей работой или своими неудачами и успехами, вы не сможете не задаться вопросом, насколько они на самом деле талантливы.
Даже общеизвестный бесстрастный теоретик Поль Дирак в частном порядке был угрюмым, о чем свидетельствует его воспоминание о том времени, когда он осознал вероятную связь «скобок Пуассона» с квантовой механикой. Не зная достаточно об этой математической операции и не найдя адекватного описания ее в своих учебниках, Дирак был в отчаянии, обнаружив, что библиотека закрыта именно в это воскресенье. Он был вынужден с нетерпением ждать «всю ночь, а затем и следующее утро», пока библиотека снова не откроется.
Время от времени происходит какое-нибудь драматическое и сенсационное событие, вызывающее особенно сильные и сильные эмоции.
Однако общепринятый взгляд на науку опускает эти настроения, называя их субъективными и отбрасывая их как нечто, относящееся к области психологии. Но есть «физический мир», в который вовлечены практики. Обычно это повседневные вещи, такие как общение с коллегами и изучение того, чем занимаются другие; слышать о новых идеях, читать журналы и заказывать расходные материалы; планирования и реализации новых проектов. Однако время от времени происходит какое-нибудь драматическое и сенсационное событие, которое вызывает особенно сильные и сильные эмоции.
Массовая вещь
Объявление об открытии бозона Хиггса было одним из таких событий. Какая решающая часть какой необыкновенной головоломки! Сотни теоретических элементов должны были собраться воедино, чтобы создать архитектуру Стандартной модели физики элементарных частиц, и потребовались десятилетия развития технологии ускорителей и детекторов. Стандартная модель также должна была включать в себя все те странные частицы, которые сначала были обнаружены в космических лучах, а затем еще больше образовались в ускорителях.
Эта модель требовала от теоретиков разработки бесчисленных схем организации этих частиц в семейства, а экспериментаторам приходилось идентифицировать всех членов семейства и их свойства. Все эти силы внутри и между частицами должны были быть объединены воедино. Необходимо было изобрести калибровочную симметрию и нарушенную симметрию. Время от времени в развивающейся архитектуре появлялся какой-нибудь глубокий недостаток — нарушение четности, нарушение заряда-четности, — которые нужно было устранять.
Но часть, отсутствующая с самого начала, заключалась в том, как в этой архитектуре фигурирует масса. Изобретение самой нужной идеи заняло годы и потребовало многих, казалось бы, не связанных между собой шагов из, казалось бы, не связанных друг с другом областей.
День рождения бозона: 10 лет жизни с частицей Хиггса
Джулиан Швингер обнаружил, что попытки связать слабое и электромагнитное поля зашли в тупик из-за того факта, что электрически заряженные бозоны не лишены массы. Йоитиро Намбу обнаружил, что идея скрытой симметрии является ключом к сверхпроводимости. Джеффри Голдстоун увидел, что нарушение симметрии создает безмассовые бозоны. Филип Андерсон использовали идеи из физики плазмы, чтобы показать, что могут быть массивные калибровочные бозоны, в то время как несколько других теоретиков показали, что бозоны могут стать такими, поглощая бозон Голдстоуна.
Работа Питера Хиггса не только описала такой бозон, но и предложила способы его экспериментальной идентификации. Все эти вещи и многие другие вклады должны были пойти на то, чтобы вписать эту часть в схему Стандартной модели, показав, что ее схема верна. А затем последовала огромная техническая и экспериментальная задача по поиску бозона — работа, которая была завершена в 2012 году — почти через полвека после первого описания бозона.
Критическая точка
Питер Хиггс был не единственным, кто испытал чувства в тот день в ЦЕРН во время объявления этой частицы. Конечно, в комнате не было ни единого настроения. Некоторые праздновали открытие после того, как внесли в него свой вклад, или гордились открытием, несмотря на то, что работали в другой области в ЦЕРН или за его пределами. Другие, возможно, были встревожены тем, что пытались - но не смогли - внести свой вклад или тем, что их вклад не был признан. Все эти настроения присутствовали и были неотделимы от образа жизни физика.
Просто Хиггс был более заметен – и бдительный оператор камеры заснял его на пленку.
