Фізику часто розглядають як безпристрасну та суто об’єктивну діяльність. Ну як, дива Роберт П. КрізЧи можна пояснити реакцію Пітера Хіггса, коли був відкритий бозон, який носить його ім'я?
Ніхто, хто бачив ці зображення, не забуде сльозяться очі Пітера Хіггса. Знято в головній аудиторії CERN 4 липня 2012 року, Відео показує британського фізика-теоретика, який тримає серветку, а керівники лабораторії оголошують про відкриття бозона Хіггса. Хіггс, якому на той час було 83 роки, роздувся і знімає окуляри, щоб витерти обличчя. Але чи ці сльози виявляють почуття особливо чутливої людини? Або вони вказують на емоційні потоки, властиві життю фізика?
Згідно з точкою зору, давно закріпленою в підручниках і ратифікованою традиційними філософами науки, фізики є дослідниками, навченими застосовувати фізичні та концептуальні інструменти для розгадування загадок природи. Які б настрої не вражали їх під час розгортання роботи, відображають лише суб’єктивні реакції окремих людей; демонстровані настрої не мають відношення до практики фізики. Хіггс, мабуть, просто людина, схильна до сліз, отже така точка зору.
Чи сльози Пітера Хіггса виявляють почуття особливо чутливої людини? Або вони вказують на емоційні потоки, властиві життю фізика?
Але згідно з більш всеохоплюючим підходом до науки, який розглядає її як не лише продукт, але й практиків, ці сльози відрізняються. Фізики належать до способу життя, який цінує вирішення головоломок природи, і настрої так само властиві цьому способу життя, як і звичайному життю. Живучи у світі, в якому природа здається піддатливою маніпуляціям і вимірюванням – і сповнена головоломок, які необхідно розв’язати – фізики відчувають усе: від страху, нудьги, збентеження та розчарування до знеохочення, одержимості, тиску, шоку, скептицизму тощо.
Відкриття бозона Хіггса: неперевершений день у фізиці
Звичайно, ці почуття не обов’язково відрізняються від того, що ми відчуваємо в повсякденному житті, але вони є внутрішньою частиною фізичного життя, а отже, і самої фізики. Насправді світ розгадування головоломок, у якому живуть фізики, схожий на спорт, де спортсмени вкладають усе можливе в гру. Якщо ви помічаєте беземоційного спортсмена в захоплюючому матчі, ви припускаєте, що він або добре вміє приховувати свій настрій, або просто незаангажований. Подібним чином, якщо ви зустрічаєте фізика, який сміливо оцінює свою роботу чи свої невдачі та успіхи, ви не можете не замислитися, наскільки вони насправді талановиті.
Навіть сумнозвісний безпристрасний теоретик Поль Дірак був особисто примхливим, про що свідчить його спогад про час, коли він усвідомив ймовірну доречність «дужок Пуассона» для квантової механіки. Не знаючи достатньо про цю математичну операцію та не маючи можливості знайти відповідне обговорення в своїх підручниках, Дірак у розпачі виявив, що бібліотека була закрита саме в ту неділю. Він був змушений «нетерпляче чекати всю ніч, а потім наступного ранку», поки бібліотека знову відкриється.
Час від часу відбувається якась драматична та сенсаційна подія, яка викликає особливо сильні та сильні емоції.
Загальноприйнятий погляд на науку, однак, пропускає ці настрої, називаючи їх суб’єктивними та відкидаючи їх як щось у сфері психологів. Але існує «світ фізики», в який занурені практики. Зазвичай це повсякденні речі, як-от розмова з колегами та вивчення того, що роблять інші; слухати про нові ідеї, читати журнали та замовляти матеріали; планування та реалізації нових проектів. Однак час від часу трапляються драматичні та сенсаційні події, які викликають особливо сильні та сильні емоції.
Масова справа
Оголошення про відкриття бозона Хіггса було однією з таких подій. Яка вирішальна частина незвичайної головоломки! Для створення архітектури Стандартної моделі фізики елементарних частинок потрібно було зібрати сотні теоретичних частин, а також були потрібні десятиліття розвитку технології прискорювачів і детекторів. Стандартна модель також повинна була включати всі ті дивні частинки, які спочатку виявили в космічних променях, а потім ще більше виникли в прискорювачах.
Ця модель вимагала від теоретиків розробки незліченних схем для впорядкування цих частинок у родини, причому експериментаторам доводилося ідентифікувати всіх членів родини та їхні властивості. Усі ці сили в частинках і між ними потрібно було об’єднати в одну. Треба було винайти калібрувальну симетрію та порушену симетрію. Час від часу в архітектурі, що розвивається, з’являвся якийсь глибокий недолік – порушення паритету, порушення паритету заряду – який потрібно було виправити.
Але частина, якої не вистачало з самого початку, це те, наскільки масові фігури в цій архітектурі. Винахід необхідної ідеї сам по собі зайняв роки та вимагав багатьох, здавалося б, не пов’язаних кроків із, здавалося б, не пов’язаних сфер.
День народження бозона: 10 років життя з частинкою Хіггса
Джуліан Швінгер виявив, що спроби зв’язати слабкі та електромагнітні поля завадили тому, що електрично заряджені бозони не є безмасовими. Йоічіро Намбу виявив, що ідея прихованої симетрії є ключем до надпровідності. Джеффрі Голдстоун побачив, що порушення симетрії створює безмасові бозони. Філіп Андерсон використав ідеї з фізики плазми, щоб показати, що можливе існування масивних калібрувальних бозонів, тоді як кілька інших теоретиків показали, що бозони можуть стати такими, поглинаючи бозон Голдстоуна.
Робота Пітера Хіггса не лише описала такий бозон, але й запропонувала способи його експериментальної ідентифікації. Усі ці речі та багато інших внесків мали бути використані для того, щоб вписати цей фрагмент у план Стандартної моделі, показуючи, що його проект є правильним. А потім виникла величезна технічна та експериментальна проблема полювання на бозон – робота, яка була завершена в 2012 році – майже через півстоліття після першого опису бозона.
Критична точка
Пітер Хіггс не був єдиним, хто відчував почуття того дня в CERN під час оголошення цієї частинки. Жодного настрою в кімнаті, звичайно, не було. Дехто святкував відкриття після того, як зробив свій внесок у нього, або пишався відкриттям, незважаючи на те, що працював в іншому районі в ЦЕРН або за його межами. Інші, можливо, були налякані тим, що намагалися – але не зробили – зробити внесок, або тим, що їхні внески не визнали. Усі ці настрої були присутні й невіддільні від способу життя фізика.
Просто Хіггса було помітніше – і пильний оператор зняв його на плівку.
