Теоретична фізика — це пошук остаточної відповіді на запитання «чому». Вона прагне об’єднати основні сили природи в єдину елегантну структуру. Однак, за словами нобелівського лауреата Девіда Гросса, головною перешкодою для вирішення цієї величезної наукової головоломки може бути не складність математики чи обмеження технологій, а дуже крихке виживання людської раси.
Від кварків до стандартної моделі
Подорож Девіда Гросса до самого серця матерії почалася з книги, підписаної Альбертом Ейнштейном. Це раннє захоплення привело його до одного з найважливіших проривів у сучасній фізиці: відкриття асимптотичної свободи.
На початку 1970-х років фізики були спантеличені поведінкою кварків, крихітних частинок, з яких складаються протони та нейтрони. Традиційна логіка підказувала, що в міру зближення частинок їхня взаємодія повинна зростати, але експерименти показали протилежне. Гросс разом із Френком Вільчеком і Г. Девідом Політцером довів, що сила взаємодії між кварками насправді послаблюється, коли вони наближаються один до одного, і посилюється, коли вони віддаляються один від одного.
Це відкриття стало наріжним каменем у побудові Стандартної моделі – теоретичної основи, яка описує три з чотирьох фундаментальних сил:
– Сильна ядерна сила
– Слабка ядерна сила
– Електромагнетизм
Відсутня ланка: гравітація та шкала Планка
Незважаючи на неймовірний успіх, стандартна модель не є повною. Він не враховує гравітацію – силу, яка керує простором у макромасштабі. Щоб об’єднати гравітацію з трьома іншими силами, фізики звертаються до теорії струн.
Проблема в масштабі завдання. Щоб перевірити ці теорії, вченим потрібно дослідити шкалу Планка – область настільки нескінченно малу ($1,6 \times 10^{-35}$ метрів), що саме наше розуміння «простору» та «часу» може більше не працювати так, як ми звикли.
«Космос — це картина світу, яку ми будуємо немовлятами, щоб отримати іграшку чи їжу», — зазначає Гросс. «Можливо, це неправильне пояснення; це може бути лише груба або приблизна концепція».
Щоб підтвердити ці теорії, потрібні рівні енергії, які набагато перевищують наші поточні технологічні можливості, так само як вчені 19-го століття повинні були «здогадатися» про існування атомів задовго до того, як вони змогли їх побачити.
Екзистенційна загроза: 35-річне вікно?
У той час як наукове співтовариство працює над створенням «теорії всього», Гросс стає все більше стурбованим набагато гострішою проблемою: виживанням людства.
Він дає протверезну математичну оцінку ризику ядерного конфлікту. Виходячи з поточного геополітичного клімату, який характеризується крахом договорів про контроль над озброєннями та зростанням ядерних держав, Гросс оцінює річну ймовірність ядерної війни в 2%.
Використовуючи розрахунок, подібний до «періоду напіврозпаду» радіоактивного матеріалу, цей 2% ризик свідчить про те, що очікуване вікно виживання людства становить лише близько 35 років.
Фактори, що підвищують ризик:
- Геополітична нестабільність: перехід від біполярного світу (дві держави) до багатополярного світу, що включає дев’ять ядерних держав, значно ускладнює дипломатію.
- Фактор штучного інтелекту: інтеграція штучного інтелекту в ядерні командні та контрольні системи створює ризик «галюцинацій» і надшвидкого прийняття рішень, що може усунути людські помилки.
- Розмивання норм: Зникнення договорів про контроль над стратегічними озброєннями призвело до нової, непередбачуваної гонки озброєнь у світі.
Парадокс Фермі та «Великий фільтр»
Занепокоєння Гросса піднімає глибоке питання в астрономії, відоме як парадокс Фермі: якщо Всесвіт такий величезний, чому ми досі не отримали сигнали від інших розумних цивілізацій?
Гросс пропонує похмуру відповідь: можливо, розвинені цивілізації досягають рівня технологічної складності, коли вони неминуче знищують себе. З цієї точки зору, «Великий фільтр» — бар’єр, який заважає життю стати міжзоряним — це схильність розумних видів створювати зброю масового знищення до того, як вони досягнуть довгострокової стабільності.
Висновок
Спроба уніфікувати закони фізики — це змагання за розуміння походження Всесвіту, але Девід Гросс попереджає, що людство може не дійти до фінішу. Виживання нашого виду може залежати не стільки від нашої здатності вирішувати рівняння, скільки від нашої здатності контролювати технології, які ми створюємо.
