History of Particle Theory: Between Darwin and Shakespeare

تاریخ تئوری ذرات با بحث در مورد پیشرفت چشمگیر در درک ذرات بنیادی که همه اشیاء روزمره از آنها ساخته شده اند، شکاف مهم موجود در ادبیات را پر می کند. بیشتر این پیشرفت در هفتاد سال گذشته و پس از تکمیل نظریه الکترودینامیک کوانتومی (QED) به عنوان توصیفی بسیار دقیق از برهمکنش های الکترومغناطیسی اتفاق افتاده است. این توالی شگفت انگیز از اکتشافات دست به دست هم بین تئوری و آزمایش انجام شد. این کتاب تنها بر نظریه تمرکز دارد که در آن گام‌های غول‌پیکر توسط مجموعه‌ای از فیزیکدانان فوق‌العاده خلاق برداشته شده است، و این به عنوان بخش اساسی از طیف گسترده‌تر دانش و فرهنگ بشری به تصویر کشیده شده است، که دائماً به طور مشابه توسط افراد خلاقی مانند دو مورد در عنوان فرعی، بین داروین و شکسپیر ذکر شده است، که هر دو تمدن غرب را به ترتیب با ایده های زیست شناسی و ادبیات انگلیسی به طور قابل توجهی تغییر دادند.

در چهل سال گذشته، مدل استاندارد. بارها و بارها به عنوان توصیف صحیح ذرات بنیادی تا انرژی هزار برابر جرم پروتون تأیید شده است. در بحث تئوری ذرات و به طور کلی فیزیک نظری، کتاب از بیش از دو هزار سال پیش شروع می شود و به یونانیان باستان مانند دموکریتوس و ارشمیدس برمی گردد تا قرن هفدهم، زمانی که عقل خارق العاده نیوتن با نشان دادن همه چیز را تغییر داد. که نه تنها اشیاء در آزمایشگاه، بلکه اجرام آسمانی نیز توسط معادلات ریاضی اداره می شوند. آنچه را می‌توان تکامل داروینی در فیزیک نظری نامید، بقای مناسب‌ترین نظریه‌ها، با تشبیه بی‌سابقه با منشأ گونه‌های زیستی دنبال کرد.

مدل استاندارد کنونی نظریه ذرات مطمئناً نمی‌تواند کلمه نهایی باشد، زیرا حاوی پارامترهای رایگان بسیار زیادی است. این کتاب شامل یک فصل ماقبل آخر است که در مورد تعدادی از مسائل باز که در نظریه ذرات وجود دارد بحث می کند. سپس یک فصل پایانی وجود دارد که به بقیه کتاب مربوط نمی شود و مجموعه ای از نقل قول ها را ارائه می دهد که در قرن 16 و 17 توسط شکسپیر نوشته شده و در اینجا برای نظریه ذرات اعمال شده است. گنجاندن این بر فرض ما استوار است که نظریه ذرات تنها یکی از چندین فرصت برای خلاقیت استثنایی انسان است.

History of Particle Theory fills an important gap existing in the literature by discussing the impressive progress in understanding the elementary particles out of which all everyday objects are made. Most of this progress has happened in the last seventy years after the theory of quantum electrodynamics (QED) was perfected as an extremely accurate description of electromagnetic interactions. This astonishing sequence of discoveries was made hand in hand between theory and experiment. This book concentrates only on theory where giant steps were made by a series of exceptionally creative physicists, and this is portrayed as an essential part of the broader spectrum of human knowledge and culture, which is constantly being similarly extended by the creative individuals such as the two mentioned in the subtitle, Between Darwin and Shakespeare, who both significantly changed Western Civilization by ideas in Biology and in English Literature respectively.

In the last forty years, the standard model has been confirmed again and again as the correct description of elementary particles up to energies of a thousand times the proton mass. In the discussion of particle theory and theoretical physics in general, the book starts from well over two thousand years ago, going back to the ancient Greeks such as Democritus and Archimedes, until the 17th century, when the extraordinary intellect of Newton changed everything by demonstrating that not only objects in the laboratory but also heavenly bodies are governed by mathematical equations. There followed what can be called Darwinian evolution in theoretical physics, survival of the fittest theories, by loose analogy with the origin of biological species.

The present standard model of particle theory surely cannot be the final word because it contains far too many free parameters. The book contains a penultimate chapter discussing a number of such open problems which exist in particle theory. There is then a closing chapter, not related to the rest of the book, providing a series of quotations written in the 16th and 17th centuries by Shakespeare and here applied to particle theory. The inclusion of this is based on our premise that particle theory is just one out of several opportunities for exceptional human creativity.