Красота физики. Постигая устройство природы - Фрэнк Вильчек

Ок. 360 г. до н. э. В диалоге «Тимей» Платон выдвигает атомистическую теорию и некоторые космологические представления.

Ок. 300 г. до н. э. «Начала» Евклида (323–283 гг. до н. э.) развивают геометрию как систему, выводимую путем умозаключений.

Ок. 1400 г. н. э. Филиппо Брунеллески (1377–1446) разрабатывает проективную геометрию как основу для художественной перспективы.

Ок. 1500 г. Леонардо да Винчи (1452–1519) предвосхищает слияние искусства, инженерного дела и науки.

1543 г. Николай Коперник (1473–1543) в трактате «Об обращении небесных сфер» предлагает гелиоцентрическую систему, основанную на математической эстетике.

1596 г. Иоганн Кеплер (1571–1630) в труде «Тайна мироздания» представляет коперниканскую модель Солнечной системы, основанную на платоновых телах. В его последующих работах были сформулированы эмпирические законы движения планет.

1610 г. Галилео Галилей (1564–1642) в «Звездном вестнике» сообщает о «мини-коперниканской» системе спутников Юпитера и заявляет, что поверхность Луны во многом напоминает земную, основываясь на наблюдениях с использованием своего первого телескопа.

1666 г. Исаак Ньютон (1642–1727) разрабатывает основополагающие теории в области математического анализа, механики и оптики.

1687 г. Ньютон в «Математических началах натуральной философии» разрешает загадки небесных и земных законов тяготения в соответствии с математическими принципами.

1704 г. Ньютон в «Оптике» сообщает об экспериментах и своих размышлениях о природе света.

1831 г. Открытие Майклом Фарадеем (1791–1867) электромагнитной индукции.

1850-е и 1860-е гг. С 1855 г. Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) начинает публикацию работ о цветовом зрении. За ними следуют значительные работы по электродинамике: «О силовых линиях Фарадея» (1855), «О физических силовых линиях» (1861), «Динамическая теория электромагнитного поля» (1864).

1887 г. Опыты Генриха Герца (1857–1894) по созданию и обнаружению электромагнитных волн подтверждают индукцию Максвелла и становятся теоретической основой для создания радио и, в конце концов, других видов дистанционной связи.

II: Квантовая физика, симметрия и ядро

1871 г. Работы Софуса Ли (1842–1899) вводят понятия непрерывного преобразования и симметрии, которые он развивает и улучшает в дальнейших работах.

1899 г. Эрнест Резерфорд (1871–1937) открывает ядерный распад с излучением электронов («бета-распад») как особую форму радиоактивности, что положило начало экспериментальному изучению слабого взаимодействия.

1900 г. Макс Планк (1858–1947) вводит квантование для обмена энергией между веществом и светом.

1905 г. Альберт Эйнштейн (1879–1955) предлагает концепцию, в соответствии с которой сам свет существует в виде дискретных единиц (квантов, фотонов).

1905 г. Специальная теория относительности и общая теория относительности (1915) Эйнштейна – мощные физические теории, основанные на допущении симметрии. Они подготовили почву для более поздних работ по жесткой (глобальной) и анаморфной (локальной) симметрии соответственно.

1913 г. Ганс Гейгер (1882–1945) и Эрнест Марсден (1889–1970) по предположению Эрнеста Резерфорда проводят эксперименты по рассеянию, чтобы доказать существование атомного ядра.

1913 г. Нильс Бор (1885–1962) представляет успешную модель атома, основанную на квантовых идеях.

1918 г. Теорема Эмми Нётер (1882–1935) устанавливает связь между непрерывной симметрией и законами сохранения.

1924 г. Шатьендранат Бозе (1894–1974) выдвигает концепцию, в соответствии с которой фотоны – это примеры того, что мы сейчас называем бозонами.

1925 г. Вольфганг Паули (1900–1958) вводит свой принцип запрета.

1925 г. Энрико Ферми (1901–1954) и Поль Дирак (1902–1984) выдвигают концепцию, в соответствии с которой электроны – это примеры того, что мы сейчас называем фермионами.

1925 г. Вернер Гейзенберг (1901–1976) представляет современную квантовую теорию, в которой идеи Бора облечены в математически согласованную форму.

1926 г. Эрвин Шрёдингер (1887–1961) предлагает уравнение Шрёдингера. Оно выглядит очень непохожим на более абстрактные предложения Гейзенберга, но оказывается эквивалентным им.

1925–1930 гг. Поль Дирак (1902–1984) в серии великолепных работ предлагает уравнение Дирака для электронов и квантованную версию уравнений Максвелла. Благодаря его трудам квантовая электродинамика (КЭД) обретает жизнь как богатая физическая теория.

1928 г. Герман Вейль (1885–1955) доказывает, что квантовая версия теории Максвелла (квантовая электродинамика) – это воплощение анаморфной симметрии.

1930 г. Вольфганг Паули (1900–1958) постулирует существование новой частицы нейтрино, чтобы обеспечить сохранение энергии и импульса при слабых распадах.

1931 г. Юджин Вигнер (1902–1995) доказывает силу глобальной симметрии в квантовой механике.

1932 г. Энрико Ферми (1901–1954) применяет основные принципы специальной теории относительности и квантовой механики к слабым распадам, устанавливая их законность в этом новом мире.

1947–1948 гг. Измерения эффектов, которые отклоняются от «прямолинейной» теории Дирака: смещение энергетических уровней водорода («лэмбовский сдвиг»), который наблюдает Уиллис Лэмб (1913–2008), и «аномальный» магнитный момент электрона, наблюдаемый Поликарпом Кушем (1911–1993), демонстрируют важность включения квантовых флуктуаций.

1948 г. Ричард Фейнман (1918–1988), Джулиан Швингер (1918–1994) и Синъитиро Томонага (1906–1979) доказывают, что квантовая электродинамика Дирака при более точном решении включает квантовые флуктуации (виртуальные частицы).

1950 г. Фримен Дайсон (р. 1923) придает предыдущей работе четкие математические основания и демонстрирует ее состоятельность.

1954 г. Чжэньнин Янг (р. 1922) и Роберт Миллс (1927–1999) соединяют идеи Софуса Ли и Максвелла – Вейля и находят уравнения, которые воплощают более сложные формы анаморфной симметрии. Эти уравнения Янга – Миллса легли в основу нашей современной Главной теории.

1956 г. Фредерик Райнес (1918–1988) и Клайд Коуэн (1919–1974) наблюдают взаимодействия нейтрино, доказывающие их материальную реальность.

1956 г. Чжэндао Ли (р. 1926) и Чжэньнин Янг выдвигают предположение о том, что в слабом взаимодействии проявляется фундаментальное отличие между левым и правым («нарушение четности»). Вскоре следует экспериментальное подтверждение.

1957 г. Джон Бардин (1908–1991), Леон Купер (р. 1930) и Джон Роберт Шриффер (р. 1931) выдвигают эпохальную теорию сверхпроводимости, так называемую БКШ-теорию. Эта работа основана на мощных идеях спонтанного нарушения симметрии, включая механизм Хиггса.

1961 г. Шелдон Глэшоу (р. 1932) предлагает анаморфную теорию, соединяющую слабые и электромагнитные силы.

1961–1962 гг. Ёитиро Намбу (р. 1921[86]) и Джованни Йона-Ласинио (р. 1932) вводят идею спонтанного нарушения симметрии в конкретную теорию взаимодействия фундаментальных частиц. Джеффри Голдстоун (р. 1933) упрощает и обобщает их концепцию.

1963 г. Филип Андерсон (р. 1923) утверждает важность для физики элементарных частиц уравнений для массивных фотонов, которые возникли в работах братьев Фритца (1900–1954) и Хайнца Лондона (1907–1970) в 1935-м, а также Льва Ландау (1908–1968) и Виталия Гинзбурга (1916–2009) в 1950-м.

1964 г. Роберт Браут (1928–2011) и Франсуа Энглер (р. 1932); Питер Хиггс (р. 1929), а также Джеральд Гуральник (1936–2014), Карл Хаген (р. 1935) и Том Киббл (р. 1932) создают теоретические модели, увязывающие массивные частицы с анаморфной симметрией.

1964 г. Мюррей Гелл-Манн (р. 1929) и Джордж Цвейг (р. 1937) предполагают существование кварков, являющихся составными частями адронов.

1964 г. Абдус Салам (1926–1996) и Джон Уорд (1924–2000) проясняют анаморфную теорию электрослабого взаимодействия.

1967 г. Стивен Вайнберг (р. 1933) включает в анаморфную теорию спонтанное нарушение симметрии, тем самым формулируя зрелую Главную теорию электрослабого взаимодействия.

1970 г. Герард 'т Хоофт (р. 1946) совместно с Мартинусом Велтманом (р. 1931) придают предыдущей работе четкие математические основания и демонстрируют ее состоятельность.

1970 г. Джером Фридман (р. 1930), Генри Кендалл (1926–1999) и Ричард Тейлор выполняют «просвечивание» протона и обнаруживают почти свободные кварки и неизвестное электрически нейтральное вещество.

1971 г. Шелдон Глэшоу, Джон Илиопулус (р. 1940) и Лучано Майани (р. 1941) добавляют кварки к анаморфной электрослабой теории и предсказывают существование с-кварков (очарованных кварков).