Лауреат Нобелевской премии по физике 2004 года Фрэнк Вильчек (Frank Wilczek) рассказал о своих представлениях о развитии физики в ближайшее столетие, в своей статье на портале arxiv.org. Прогноз ученый строит, исходя из того, какие основные вопросы стоят сейчас перед наукой и того, какие исследовательские возможности недавно появились в арсенале ученых и появятся в самое ближайшее время.
Ученый убежден, что все самое важное будет происходить в физике элементарных частиц. Эта область, обывателям совершенно недоступная и требующая огромных затрат на оборудование, станет местом новых научных открытий и прорывов, которые сулят нам ни много ни мало — понимание законов строения и развития нашей Вселенной.
Стандартная модель описывает два вида элементарных частиц — фермионы и бозоны. Первые служат переносчиками материи, вторые — взаимодействия.
Вильчек использует термин The Core Theory («базовая» или «основная теория») и включает в рассмотрение и гравитацию, проигнорированную Стандартной моделью. Этот четвертый тип взаимодействия описан еще Эйнштейном в общей теории относительности, но до сих пор не интегрирован в Стандартную модель в отличие от слабого, сильного и электромагнитного. Именно это и должно произойти в ближайшие сто лет, уверен физик. Он убежден, что новые данные, полученные в экспериментах, позволят создать стройную теорию, в которую вписаны все виды взаимодействий.
Ожидается и успешное окончание поисков гравитационных волн, что позволит детально смоделировать физику ранней Вселенной.
Среди других предсказаний именитого физика — экспериментальное открытие суперсимметрии, которая свяжет между собой бозоны и фермионы и объединит, наконец, эти отдельные «царства» в единую систему.
Прогнозирует Вильчек и открытие распада протона. Этот радиоактивный распад также давно предсказан на уровне теории, но пока даже самые тщательные поиски практических подтверждений не увенчались успехом. Если его реальность все же будет показана, это будет означать, что материя, как мы ее знаем, имеет ограниченный срок жизни. Доказательство также даст толчок развитию теории, объединяющей все частицы и взаимодействия.
Ждет физику и сближение с другими науками. Среди впечатляющих прогнозов Вильчека — объяснение биологической памяти, когнитивных процессов, мотивации и эмоций на уровне молекулярного взаимодействия.
Законы же физики в ближайшие сто лет будут переписаны в терминах информации и ее преобразований, а не энергии, как сейчас.
Что касается инструментов физики, Вильчек предполагает, что вычисления вскоре станут не менее значимым инструментом для продвижения физики, чем эксперименты. Разработка новых материалов и физика ядра будут выстроены, прежде всего, на вычислениях. Способствует тому лавинообразный рост качества и скоростей вычислительной техники, который мы наблюдаем сегодня. «Устойчивые к ошибкам, самовосстанавливающиеся, самовоспроизводящиеся и творческие компьютеры будут разрабатываться уже совсем скоро, это будет впечатляющий искусственный интеллект», — пишет физик в статье.
Наконец, физика будет все больше помогать совершенствовать возможности человека. Специальные имплантаты для глаз, например, позволят сделать видимыми другие части электромагнитного спектра, и возможно, ту красота, что физики и математики видят лишь сквозь свои расчеты, можно будет видеть и невооруженным глазом.
Не за горами и квантовый искусственный интеллект — квантовые компьютеры станут достаточно мощными и доступными. «С помощью такого компьютера можно будет возвращаться в прошлое, объединять в суперпозиции прошлое и настоящее», — продолжает удивлять Вильчек.
Квантовая коммуникация между людьми кардинально изменит культуру и отношения, если верить предсказаниям физика. Сенсорные ощущения станут доступны на огромных расстояниях, без зависимости от реального тела. «Ощущения нахождения в определенном месте не обязательно будет требовать реального нахождения в этом месте», — поясняет ученый.
Иначе говоря, появится сеть разума и интеллекта вместо сети привычных физических объектов, что позволит расширить человеческую культуру за пределы Земли. В итоге, материя и энергия сами собой так объединятся в нашем сознании в единую систему, как, например, пространство и время.
Прогнозы Фрэнка Вильчека выглядят впечатляющими, но отчасти и пугающими, как все новое, которое, как кажется, покушается на нашу индивидуальность. Однако если посмотреть на развитие человечества, можно понять, что мы прошли уже не через одну революцию, научную, а вслед за ней и революцию в сознании. Сто лет — большой срок, за который сменится не одно поколение, изменения будут, наверняка, нарастать постепенно и казаться закономерными и естественными.
Источник: http://scientificrussia.ru/articles/kakoj-budet-fizika-cherez-sto-let