ความคิดที่สวยงามสามารถขับเคลื่อนวิทยาศาสตร์ได้หรือไม่?
ใน คำถามที่สวยงาม นักฟิสิกส์และผู้ได้รับรางวัลสล็อตแตกง่ายโนเบล แฟรงก์ วิลเชค สร้างกรณีที่มีศักยภาพที่พวกเขาทำได้ โดยอาศัยคุณสมบัติที่ทำหน้าที่เป็นผู้บุกเบิกความจริงเชิงประจักษ์ในโลกทางกายภาพ นักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ตั้งแต่กาลิเลโอไปจนถึงอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้เห็นความงามที่ไม่มีที่สิ้นสุดในฟิสิกส์ ซึ่งรวมถึงความสมมาตร ความกลมกลืน และความจริง วันนี้ เราหวังเป็นอย่างยิ่งว่าจะมีอัจฉริยะที่มีทฤษฎีแห่งทุกสิ่งซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากความงาม หรืออย่างน้อยที่สุดสำหรับ Large Hadron Collider ที่ CERN ในเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ เพื่อค้นพบความจริงในสมมาตรยิ่งยวด
คำถามที่สวยงามเป็นทั้งการสำรวจที่ยอดเยี่ยมของดินแดนที่ไม่จดที่แผนที่ส่วนใหญ่และเป็นแนวทางที่แปลกใหม่เพื่อการพัฒนาในฟิสิกส์อนุภาค ครอบคลุมทุกอย่างตั้งแต่อะตอมไปจนถึงฮิกส์โบซอน ความกลมกลืนทางดนตรีไปจนถึงศิลปะแบบอะนามอร์ฟิก สสารมืดไปจนถึงต้นกำเนิดของจักรวาล Wilczek นำเสนอวิสัยทัศน์ของความจริงและความงามที่ได้รับแรงบันดาลใจจากนักฟิสิกส์สมัยใหม่ผู้ยิ่งใหญ่และนักปรัชญาคลาสสิก เช่น พีทาโกรัสและเพลโต ภาพประกอบอันวิจิตรงดงามเป็นตัวอย่างความงามในศิลปะและวิทยาศาสตร์ ตั้งแต่ภาพ Ancient of Days ของ William Blake ไปจนถึงภาพเศษส่วน ผสานรวมกับข้อความอ้างอิงจากผู้ทรงคุณวุฒิด้านศิลปะและวิทยาศาสตร์ ตั้งแต่ Molière ถึง John Archibald Wheeler
Wilczek เริ่มต้นด้วยเมล็ดพันธุ์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากความงามซึ่งหว่านโดยชาวกรีกโบราณ รวมถึงพื้นฐานของเรขาคณิต ดนตรี และเคมี ดนตรีของทรงกลมซึ่งพีธากอรัสอธิบายว่าเป็นเสียงฮัมจากเทห์ฟากฟ้าซึ่งมีช่วงเวลาสะท้อนความกลมกลืนที่เขาได้ยินเพียงลำพัง เป็นแรงบันดาลใจให้เขาและผู้ติดตามของเขาพัฒนาความกลมกลืนระหว่างความงาม ดนตรี คณิตศาสตร์ และวิทยาศาสตร์ ตัวเลขควบคุมทั้งหมด ตั้งแต่อ็อกเทฟไปจนถึงสามเหลี่ยมมุมฉาก ผ่านมุมมอง เรขาคณิตปฏิวัติคลาสสิก แล้วเรเนซองส์ ศิลปะ; ผ่านความโค้งของอวกาศ มันปฏิวัติความเข้าใจของแรงโน้มถ่วง และวิลเชคโต้แย้งว่าสีซึ่งเป็นศูนย์กลางของความงาม ผสมผสานศิลปะเข้ากับชีววิทยา เคมี และฟิสิกส์
การค้นหาความสมมาตรสร้างรางวัลมหาศาลในด้านวิทยาศาสตร์
เป็นของขวัญที่มอบให้อย่างต่อเนื่อง ในศตวรรษที่สิบเก้า ไมเคิล ฟาราเดย์ได้แสดงฟิสิกส์เชิงประจักษ์อย่างสง่างามด้วยการทำแผนที่รูปแบบของเส้นแรงแม่เหล็ก เขายังแสดงให้เห็นว่าสนามแม่เหล็กเคลื่อนที่สร้างสนามไฟฟ้า กระตุ้นให้นักฟิสิกส์คณิตศาสตร์เจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์พัฒนาสมการของแม่เหล็กไฟฟ้า สิ่งเหล่านี้เป็นตัวอย่างที่ชัดเจนของความสมมาตรพื้นฐาน ทำให้สนามแม่เหล็กเคลื่อนที่เพื่อสร้างสนามไฟฟ้า และในทางกลับกัน ทุ่งนากระจายไปทั่วอวกาศ ทำให้เกิดคลื่นแสงในทุกสีของรุ้ง สมการของแมกซ์เวลล์ยังทำนายว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะแพร่กระจายที่ความถี่เกินกว่าจะรับรู้ได้ด้วยตามนุษย์ Heinrich Hertz ได้แรงบันดาลใจในการค้นพบคลื่นวิทยุ ความงามได้ประสบความสำเร็จเกินความตั้งใจของฟาราเดย์
การกวัดแกว่งดาบแห่งความงามเพื่อขัดเกลาความคิดทางวิทยาศาสตร์ถือเป็นมรดกตกทอดที่โดดเด่น Einstein ให้ความสำคัญกับความงามเป็นอันดับแรกในการกำหนดแนวคิดทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ในบรรยากาศหลังสงครามที่น่าสยดสยองในปี 1919 พาดหัวข่าวทั่วโลกต้อนรับการยืนยันที่ประสบความสำเร็จในการทำนายที่สำคัญอย่างหนึ่งของเขา นั่นคือการโค้งงอของแสงด้วยแรงโน้มถ่วง ชัยชนะอีกประการหนึ่งคือแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค ซึ่งสมมาตรนำไปสู่การทำนายของฮิกส์โบซอน
Wilczek ให้เหตุผลว่าแกนควอนตัมของฟิสิกส์สมัยใหม่ สวนสัตว์ของอนุภาคมูลฐาน เกิดจากความคิดที่สวยงามซึ่งล้อมรอบด้วยความสมมาตร The Eightfold Way ซึ่งตั้งชื่อโดยนักฟิสิกส์ Murray Gell-Mann ตามเส้นทาง Noble Eightfold Path ของพระพุทธศาสนา จัดอนุภาคมูลฐานออกเป็นอ็อกเทต ฮิกส์ซึ่งค้นพบในปี 2555 เป็นลิงค์สุดท้ายที่ขาดหายไปในรุ่นมาตรฐาน
ตอนนี้การค้นหาหลักการที่เป็นหนึ่งเดียวเพื่อนำเรากลับไปสู่ความเรียบง่าย สมมาตรยิ่งยวด เป็นแนวคิดที่สวยงามที่สุด รวมอนุภาคพื้นฐานสองประเภท เฟอร์มิออน และโบซอน แยกจากสปินของพวกมัน มันสันนิษฐานว่า ‘หุ้นส่วนพิเศษ’ จำนวนมากสำหรับแต่ละอนุภาค ซึ่งอนุภาคที่เบาที่สุดจะเป็นตัวเลือกที่เสถียรสำหรับสสารมืด บางคนเห็นว่าไม่มีความสง่างามในทฤษฎีที่มีองศาอิสระที่ปรับได้ 120 องศา อย่างไรก็ตาม สถานการณ์กำลังถูกแก้ไขบางส่วนผ่านความพยายามมหาศาลของนักฟิสิกส์อนุภาคทดลองในการวัดตัวเลขเหล่านี้จำนวนมาก มีเพียงประเด็นเดียวที่เหลืออยู่: พลังงานใดที่ต้องทุบอนุภาคเข้าด้วยกันเพื่อแสวงหาลายเซ็นที่เข้าใจยากของสมมาตรยิ่งยวด วิลเชคคาดการณ์ในแง่ดีว่าเราจะค้นพบจอกศักดิ์สิทธิ์แห่งฟิสิกส์นี้ในอีกห้าปีข้างหน้า สล็อตแตกง่าย
