TED2008
Garrett Lisi: An 8-dimensional model of the universe
Garrett Lisi über seine Theorie von Allem
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Der Physiker und Surfer Garrett Lisi präsentiert ein kontroverses neues Modell des Universums, das – vielleicht – all die großen Fragen beantwortet. Auf jeden Fall ist es aber das schönste achtdimensionale Modell elementarer Teilchen und Kräfte, das Sie je gesehen haben.
Garrett Lisi - Physicist
Physicist Garrett Lisi has proposed a new "theory of everything" -- a grand unified theory that explains all the elementary particles, as well as gravity. Full bio
Physicist Garrett Lisi has proposed a new "theory of everything" -- a grand unified theory that explains all the elementary particles, as well as gravity. Full bio
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00:21
Whoa, dude. Check out those killer equations. Sweet. (Laughter)
0
3000
7000
Wow, Kumpel. Schau Dir diese Mords-Gleichungen an. Hübsch.
00:30
Actually, for the next 18 minutes I'm going to do the best I can
1
12000
4000
Nein, in den nächsten 18 Minuten werde ich mein Bestes geben,
00:34
to describe the beauty of particle physics without equations.
2
16000
2000
um die Schönheit der Teilchenphysik ohne Gleichungen zu zeigen.
00:38
It turns out there's a lot we can learn from coral.
3
20000
2000
Es zeigt sich, dass wir viel von den Korallen lernen können.
00:41
Coral is a very beautiful and unusual animal.
4
23000
3000
Die Koralle ist ein wunderschönes und ungewöhnliches Tier.
00:44
Each coral head consists of thousand of individual polyps.
5
26000
3000
Jeder Korallenkopf besteht aus tausenden eigenständigen Polypen.
00:48
These polyps are continually budding and branching
6
30000
2000
Diese Polypen knospen und verzweigen sich fortwährend
00:50
into genetically identical neighbors.
7
32000
2000
zu genetisch identischen Nachbarn.
00:53
If we imagine this to be a hyper-intelligent coral,
8
35000
2000
Wenn wir uns das als hyperintelligente Koralle vorstellen
00:55
we can single out an individual and ask him a reasonable question.
9
37000
4000
können wir jeden Teil auswählen und ihm eine vernünftige Frage stellen.
00:59
We can ask how exactly he got to be in this particular location
10
41000
3000
Wir können fragen, wie genau er in diese bestimmte Position
01:02
compared to his neighbors --
11
44000
2000
in Bezug auf seine Nachbarn kam –
01:04
if it was just chance, or destiny, or what?
12
46000
3000
war es Zufall oder Schicksal, oder was?
01:08
Now, after admonishing us for turning the temperature up too high,
13
50000
3000
Nachdem er uns ermahnt hat, dass wir die Temperatur zu hoch gedreht haben
01:11
he would tell us that our question was completely stupid.
14
53000
3000
würde er uns erklären, dass unsere Frage kompletter Unsinn ist.
01:15
These corals can be quite kind of mean, you see,
15
57000
2000
Sehen Sie. Diese Korallen können wirklich gemein sein.
01:17
and I have surfing scars to prove that.
16
59000
2000
Ich habe Narben vom Surfen, die das beweisen.
01:20
But this polyp would continue and tell us
17
62000
1000
Aber dieser Polyp würde fortfahren und uns erzählen,
01:21
that his neighbors were quite clearly identical copies of him.
18
63000
3000
dass seine Nachbarn doch eindeutig identische Kopien von ihm sind.
01:25
That he was in all these other locations as well,
19
67000
1000
Dass er auch an allen anderen Stellen der Koralle sei,
01:27
but experiencing them as separate individuals.
20
69000
2000
aber sie als separate Individuen erfährt.
01:30
For a coral, branching into different copies
21
72000
3000
Für eine Koralle ist das Verzweigen in verschiedene Kopien
01:33
is the most natural thing in the world.
22
75000
1000
das Natürlichste auf der Welt.
01:35
Unlike us, a hyper-intelligent coral would be uniquely prepared
23
77000
4000
Im Gegensatz zu uns, wäre eine hyperintelligente Koralle
01:39
to understand quantum mechanics.
24
81000
1000
einzigartig gut vorbereitet, um die Quantenmechanik zu verstehen.
01:42
The mathematics of quantum mechanics very accurately
25
84000
2000
Die Mathematik der Quantenmechanik beschreibt sehr akkurat,
01:44
describes how our universe works.
26
86000
1000
wie unser Universum funktioniert.
01:46
And it tells us our reality is continually branching
27
88000
3000
Und sie erklärt uns, dass unsere Realität sich fortlaufend
01:49
into different possibilities, just like a coral.
28
91000
2000
in verschiedene Möglichkeiten verzweigt – genau wie eine Koralle.
01:53
It's a weird thing for us humans to wrap our minds around,
29
95000
2000
Es ist bizarr, für uns Menschen, das zu verstehen,
01:55
since we only ever get to experience one possibility.
30
97000
2000
da wir immer nur eine Möglichkeit erfahren.
01:58
This quantum weirdness was first described
31
100000
2000
Diese Quantenseltsamkeit wurde zum ersten Mal
02:00
by Erwin Schrödinger and his cat.
32
102000
2000
von Erwin Schrödinger mit seiner Katze beschrieben.
02:02
The cat likes this version better.
33
104000
1000
Die Katze mag diese Version lieber.
02:04
(Laughter)
34
106000
4000
(Lachen)
02:08
In this setup, Schrödinger is in a box with a radioactive sample
35
110000
3000
In diesem Aufbau ist Schrödinger in einer Kiste mit einer radioaktiven Probe,
02:11
that, by the laws of quantum mechanics, branches into a state
36
113000
3000
die sich nach den Gesetzen der Quantenmechanik in einen Zustand verzweigt,
02:14
in which it is radiated and a state in which it is not.
37
116000
2000
in dem sie strahlt und einen Zustand, in welchem sie das nicht tut.
02:18
(Laughter)
38
120000
4000
(Lachen)
02:22
In the branch in which the sample radiates,
39
124000
1000
Auf dem Zweig, auf welchem die Probe abstrahlt
02:23
it sets off a trigger that releases poison and Schrödinger is dead.
40
125000
4000
betätigt sie einen Schalter der Gas freisetzt und Schrödinger stirbt.
02:27
But in the other branch of reality, he remains alive.
41
129000
2000
Auf dem anderen Zweig der Realität bleibt er am Leben.
02:30
These realities are experienced separately by each individual.
42
132000
3000
Diese Realitäten werden separat von jedem der Individuen erfahren.
02:33
As far as either can tell, the other one doesn't exist.
43
135000
2000
Soweit jeder von beiden es sagen kann, existiert der andere nicht.
02:36
This seems weird to us, because each of us
44
138000
2000
Das wirkt bizarr auf uns, da jeder von uns
02:38
only experiences an individual existence,
45
140000
2000
nur eine individuelle Existenz erfährt.
02:40
and we don't get to see other branches.
46
142000
1000
Wir bekommen die anderen Zweige nicht zu sehen.
02:42
It's as if each of us, like Schrödinger here, are a kind of coral
47
144000
3000
Es ist so, als wäre jeder von uns, wie Schrödinger hier, eine Art Koralle,
02:45
branching into different possibilities.
48
147000
2000
die sich in unterschiedliche Wahrscheinlichkeiten verzweigt.
02:49
The mathematics of quantum mechanics tells us
49
151000
2000
Die Mathematik der Quantenmechanik lehrt uns,
02:51
this is how the world works at tiny scales.
50
153000
2000
dass die Welt im kleinsten Maßstab so funktioniert.
02:53
It can be summed up in a single sentence:
51
155000
2000
Es kann zu einem einfachen Satz zusammengefasst werden:
02:56
Everything that can happen, does.
52
158000
2000
Alles, was passieren kann, passiert.
02:58
That's quantum mechanics.
53
160000
2000
Das ist Quantenmechanik.
03:00
But this does not mean everything happens.
54
162000
2000
Aber das heißt nicht, dass alles passiert.
03:02
The rest of physics is about describing what can happen
55
164000
3000
Beim Rest der Physik geht es darum zu beschreiben,
03:05
and what can't.
56
167000
1000
was passieren kann und was nicht.
03:07
What physics tells us is that everything comes down to geometry
57
169000
3000
Was uns die Physik lehrt ist, dass sich alles auf Geometrie
03:10
and the interactions of elementary particles.
58
172000
2000
und die Interaktion elementarer Teilchen reduzieren lässt.
03:12
And things can happen only if these interactions
59
174000
3000
Dinge können nur dann passieren, wenn sich diese Interaktionen
03:15
are perfectly balanced.
60
177000
1000
in perfektem Gleichgewicht befinden.
03:19
Now I'll go ahead and describe how we know about these particles,
61
181000
2000
Jetzt fahre ich fort zu beschreiben, warum wir über diese Teilchen wissen,
03:21
what they are and how this balance works.
62
183000
3000
was sie sind und wie dieses Gleichgewicht funktioniert.
03:25
In this machine, a beam of protons and anti-protons
63
187000
3000
In dieser Maschine wird je ein Strahl von Protonen und Anti-Protonen
03:28
are accelerated to near the speed of light
64
190000
2000
auf annähernd Lichtgeschwindigkeit beschleunigt
03:30
and brought together in a collision, producing a burst of pure energy.
65
192000
3000
und zur Kollision gebracht, wobei ein Ausbruch purer Energie entsteht.
03:34
This energy is immediately converted into a spray
66
196000
2000
Diese Energie wird sofort in einen Sprühregen
03:36
of subatomic particles,
67
198000
1000
von Teilchenbruchstücken verwandelt, deren Eigenschaften
03:38
with detectors and computers used to figure out their properties.
68
200000
2000
von Detektoren erfasst und und von Computern ausgewertet werden.
03:41
This enormous machine -- the large Hadron Collider
69
203000
2000
Diese riesige Maschine, der "Große Hadronen Beschleuniger"
03:43
at CERN in Geneva --
70
205000
2000
(LHC) am CERN in Genf,
03:45
has a circumference of 17 miles
71
207000
1000
hat einen Umfang von fast 27 Kilometern
03:46
and, when it's operating, draws five times as much power
72
208000
2000
und verbraucht zu seinem Betrieb fünf mal so viel Energie
03:48
as the city of Monterey.
73
210000
2000
wie die Stadt Monterey.
03:51
We can't predict specifically what particles will be produced
74
213000
3000
Man kann nicht vorhersagen, welche Art von Teilchen
03:54
in any individual collision.
75
216000
1000
bei einer bestimmten Kollision erzeugt werden.
03:56
Quantum mechanics tells us all possibilities are realized.
76
218000
2000
Die Quantenmechanik sagt uns, dass alle Möglichkeiten eintreten werden.
03:59
But physics does tell us what particles can be produced.
77
221000
3000
Aber die Physik sagt uns, welche Teilchen erzeugt werden können.
04:03
These particles must have just as much mass and energy
78
225000
2000
Diese Partikel müssen zusammen genausoviel Masse und Energie
04:05
as is carried in by the proton and anti-proton.
79
227000
2000
tragen, wie die ursprünglichen Protonen und Antiprotonen.
04:09
Any particles more massive than this energy limit
80
231000
2000
Partikel, die schwerer sind als diese Energiegrenze,
04:11
aren't produced, and remain invisible to us.
81
233000
2000
können nicht erzeugt werden und bleiben daher unsichtbar.
04:15
This is why this new particle accelerator is so exciting.
82
237000
3000
Das ist der Grund, warum dieser neue Beschleuniger
04:18
It's going to push this energy limit seven times
83
240000
2000
so aufregend ist. Er kann das siebenfache der
04:20
beyond what's ever been done before,
84
242000
1000
früher möglichen Kollisionsenergie erzeugen,
04:22
so we're going to get to see some new particles very soon.
85
244000
2000
also werden wir sehr bald einige neue Teilchen erfassen können.
04:26
But before talking about what we might see,
86
248000
1000
Aber bevor wir darüber reden was wir möglicherweise sehen werden,
04:27
let me describe the particles we already know of.
87
249000
2000
lassen Sie mich beschreiben, von welchen Teilchen wir bisher schon wissen.
04:31
There's a whole zoo of subatomic particles.
88
253000
2000
Es gibt einen ganzen Zoo von Teilchen.
04:33
Most of us are familiar with electrons.
89
255000
2000
Die meisten von uns werden mit dem Elektron vertraut sein.
04:35
A lot of people in this room make a good living
90
257000
1000
Die meisten in diesem Raum leben gut davon,
04:36
pushing them around.
91
258000
1000
Elektronen herumzuschubsen.
04:37
(Laughter)
92
259000
3000
(Lachen)
04:40
But the electron also has a neutral partner called the neutrino,
93
262000
2000
Aber das Elektron hat einen neutralen Partner, das Neutrino,
04:42
with no electric charge and a very tiny mass.
94
264000
3000
das elektrisch ungeladen ist und eine sehr geringe Masse hat.
04:46
In contrast, the up-and-down quarks have very large masses,
95
268000
3000
Im Gegensatz dazu haben die Up und Down Quarks sehr große Massen,
04:49
and combine in threes to make the protons and neutrons
96
271000
2000
und zu je Dreien geordnet, sind sie die Bestandteile des Protons und
04:51
inside atoms.
97
273000
1000
des Neutrons, welche wiederum die Bestandteile des Atomkerns sind.
04:53
All of these matter particles come in left- and right-handed varieties,
98
275000
2000
Alle diese Materieteilchen gibt es in rechts- und linkshändigen Varianten,
04:55
and have anti-particle partners that carry opposite charges.
99
277000
3000
und sie haben Antiteilchen, die die entgegengesetzte elektrische Ladung tragen.
05:01
These familiar particles also have less familiar
100
283000
1000
Von diesen bekannten Teilchen gibt es weniger bekannte
05:02
second and third generations, which have the same charges as the first
101
284000
4000
zweite und dritte Generationen, die dieselbe Ladung haben
05:06
but have much higher masses.
102
288000
2000
wie die Erste, aber viel höhere Massen haben. Diese Materieteilchen
05:10
These matter particles all interact with the various force particles.
103
292000
3000
interagieren mit den verschiedenen kräftetragenden Teilchen.
05:13
The electromagnetic force interacts with electrically charged matter
104
295000
3000
Die elektromagnetische Kraft interagiert mit elektrisch geladener Materie
05:16
via particles called photons.
105
298000
2000
über Teilchen die Photonen genannt werden. Es gibt auch eine
05:18
There is also a very weak force called, rather unimaginatively,
106
300000
3000
sehr schwache Kraft, die etwas phantasielos schwache Kernkraft
05:21
the weak force, that interacts
107
303000
3000
genannt wird. Die schwache Kernkraft interagiert
05:24
only with left-handed matter.
108
306000
2000
nur mit linkshändiger Materie.
05:27
The strong force acts between quarks which carry
109
309000
2000
Die starke Kernkraft wiederum agiert zwischen Quarks, die
05:29
a different kind of charge, called color charge,
110
311000
2000
eine andere Art der Ladung tragen, die Farbe genannt wird,
05:31
and come in three different varieties: red, green and blue.
111
313000
3000
und in drei Varianten auftritt: rot, grün und blau.
05:34
You can blame Murray Gell-Mann for these names --
112
316000
2000
Die Schuld für diese Auswahl können Sie auf
05:36
they're his fault.
113
318000
1000
Murray Gell-Mann schieben - das ist sein Fehler.
05:38
Finally, there's the force of gravity, which interacts with matter
114
320000
3000
Schließlich gibt es noch die Gravitation, die mit Materie
05:41
via its mass and spin.
115
323000
2000
über deren Masse und Spin wechselwirkt.
05:44
The most important thing to understand here
116
326000
2000
Der Kernpunkt zum Verständnis ist hier,
05:46
is that there's a different kind of charge associated
117
328000
2000
dass verschiedene Arten von Ladung mit
05:48
with each of these forces.
118
330000
1000
jeder dieser Kräfte verbunden sind.
05:50
These four different forces interact with matter
119
332000
2000
Die vier verschiedenen Kräfte wechselwirken mit Materie gemäß den
05:52
according to the corresponding charges that each particle has.
120
334000
3000
zugehörigen Ladungen, die diese Teilchen haben. Ein Teilchen,
05:57
A particle that hasn't been seen yet, but we're pretty sure exists,
121
339000
2000
das wir bisher noch nicht gesehen haben - das aber ziemlich sicher existiert -
05:59
is the Higgs particle, which gives masses to all these other particles.
122
341000
4000
ist das Higgs-Teilchen, welches all den anderen Teilchen ihre Masse verleiht.
06:04
The main purpose of the Large Hadron Collider
123
346000
1000
Der Hauptzweck des LHC ist dieses Teilchen zu erfassen,
06:05
is to see this Higgs particle, and we're almost certain it will.
124
347000
3000
und man ist sich ziemlich sicher, dass man das wird.
06:09
But the greatest mystery is what else we might see.
125
351000
3000
Aber das größte Geheimnis ist, was wir noch entdecken könnten.
06:13
And I'm going to show you one beautiful possibility
126
355000
2000
Und ich werde Ihnen am Ende dieses Vortrags
06:15
towards the end of this talk.
127
357000
1000
eine schöne Möglichkeit dafür aufzeigen.
06:19
Now, if we count up all these different particles
128
361000
1000
Wenn wir jetzt alle verschiedenen Teilchen mit ihren verschiedenen
06:20
using their various spins and charges, there are 226.
129
362000
4000
Spins und Ladungen zusammenzählen, kommen wir auf 226.
06:25
That's a lot of particles to keep track of.
130
367000
1000
Das sind eine Menge, die wir untersuchen müssen.
06:27
And it seems strange that nature would have
131
369000
2000
Und es scheint seltsam, dass die Natur
06:29
so many elementary particles.
132
371000
2000
so viele elementare Teilchen zu brauchen scheint.
06:32
But if we plot them out according to their charges,
133
374000
2000
Wenn wir sie aber in einem Diagramm aufzeichnen,
06:34
some beautiful patterns emerge.
134
376000
2000
dann erscheinen einige schöne Muster.
06:38
The most familiar charge is electric charge.
135
380000
2000
Die bekannteste Ladung ist die elektrische.
06:41
Electrons have an electric charge, a negative one,
136
383000
2000
Elektronen haben eine negative elektrische Ladung,
06:43
and quarks have electric charges in thirds.
137
385000
2000
und Quarks haben drittel Teile der elektrischen Ladung. Wenn also
06:45
So when two up quarks and a down quark are combined
138
387000
2000
zwei Up und ein Down Quark zu einem Proton kombiniert werden,
06:47
to make a proton, it has a total electric charge of plus one.
139
389000
3000
dann hat es eine Gesamtladung von plus eins. Diese Teilchen
06:51
These particles also have anti-particles, which have opposite charges.
140
393000
3000
haben Antiteilchen, welche die entgegengesetzte Ladung haben.
06:55
Now, it turns out the electric charge is actually
141
397000
1000
Es stellt sich nun heraus, dass elektrische Ladungen in
06:56
a combination of two other charges:
142
398000
3000
Wirklichkeit eine Kombination zweier anderer Ladungen sind,
06:59
hypercharge and weak charge.
143
401000
2000
Hyperladung und schwache Ladung. Wenn wir nun
07:02
If we spread out the hypercharge and weak charge
144
404000
1000
die Hyperladung und die schwache Ladung verteilen
07:03
and plot the charges of particles in this two-dimensional charge space,
145
405000
5000
und in unserem zweidimensionalen Diagramm einzeichnen,
07:08
the electric charge is where these particles sit
146
410000
2000
wird die elektrische Ladung durch den Platz des Teilchens
07:10
along the vertical direction.
147
412000
2000
in der vertikalen Richtung ausgedrückt. Die elektromagnetischen
07:13
The electromagnetic and weak forces interact with matter
148
415000
2000
und schwachen Kernkräfte wechselwirken mit Materie,
07:15
according to their hypercharge and weak charge,
149
417000
2000
je nach deren Hyper- und schwacher Ladung,
07:17
which make this pattern.
150
419000
1000
wodurch dieses Muster entsteht.
07:19
This is called the Unified Electroweak Model,
151
421000
1000
Man nennt es das "Vereinheitlichte elektroschwache Modell",
07:20
and it was put together back in 1967.
152
422000
3000
das schon 1967 postuliert wurde.
07:24
The reason most of us are only familiar with electric charge
153
426000
2000
Der Grund, warum wir nur mit der elektrischen Ladung vertraut sind,
07:26
and not both of these is because of the Higgs particle.
154
428000
3000
aber nicht mit beiden, liegt am Higgs-Teilchen.
07:30
The Higgs, over here on the left, has a large mass
155
432000
3000
Das Higgs, hier drüben auf der linken Seite, hat eine große Masse
07:33
and breaks the symmetry of this electroweak pattern.
156
435000
2000
und bricht damit die Symmetrie des elektroschwachen Musters.
07:36
It makes the weak force very weak
157
438000
1000
Es macht die schwache Kernkraft sehr schwach,
07:37
by giving the weak particles a large mass.
158
439000
2000
indem es den schwachen Partikeln eine sehr große Masse gibt.
07:39
Since this massive Higgs sits along the horizontal direction
159
441000
3000
Da das massive Higgs-Teilchen in der waagerechten Richtung im Diagramm liegt,
07:42
in this diagram, the photons of electromagnetism remain massless
160
444000
4000
sind die Photonen des Elektromagnetismus masselos und
07:46
and interact with electric charge along the vertical direction
161
448000
2000
wechselwirken mit der elektrischen Ladung in diesem Ladungsraum
07:48
in this charge space.
162
450000
1000
in vertikaler Richtung.
07:52
So the electromagnetic and weak forces are described
163
454000
2000
Die elektromagnetischen und schwachen Kernkräfte werden also
07:54
by this pattern of particle charges in two-dimensional space.
164
456000
3000
durch dieses Muster im zweidimensionalen Raum beschrieben.
07:58
We can include the strong force by spreading out
165
460000
2000
Wir können die starke Kernkraft hinzunehmen, indem wir
08:00
its two charge directions and plotting the charges
166
462000
3000
ihre zwei Ladungsrichtungen auffächern und die Werte
08:03
of the force particles in quarks along these directions.
167
465000
3000
der Kräfteteilchen der Quarks in diesen Richtungen eintragen.
08:07
The charges of all known particles can be plotted
168
469000
2000
Die Ladungen aller bekannten Teilchen können nun
08:09
in a four-dimensional charge space, and projected down
169
471000
3000
in einem vierdimensionalen Raum eingetragen werden und von dort
08:12
to two dimensions like this so we can see them.
170
474000
2000
in zwei Dimensionen projiziert werden.
08:15
Whenever particles interact, nature keeps things in a perfect balance
171
477000
3000
Wann immer Teilchen interagieren, hält die Natur in allen vier
08:18
along all four of these charge directions.
172
480000
2000
Richtungen alles in perfekter Balance. Wenn also ein Teilchen
08:21
If a particle and an anti-particle collide, it creates a burst of energy
173
483000
3000
und ein Antiteilchen kollidieren, erzeugen sie einen Ausbruch
08:24
and a total charge of zero in all four charge directions.
174
486000
3000
von Energie, aber eine Gesamtladung von Null in den vier Richtungen.
08:28
At this point, anything can be created as long as it has
175
490000
3000
An dieser Stelle kann alles erzeugt werden, solange es
08:31
the same energy and maintains a total charge of zero.
176
493000
2000
die gleiche Gesamtenergie und eine Gesamtladung von Null hat.
08:34
For example, this weak force particle and its anti-particle
177
496000
3000
Zum Beispiel: Dieses Teilchen der schwachen Kernkraft und sein
08:37
can be created in a collision.
178
499000
2000
Antiteilchen können bei einer Kollision entstehen. In weiteren
08:39
In further interactions, the charges must always balance.
179
501000
3000
Wechselwirkungen müssen sich die Ladungen immer ausgleichen.
08:42
One of the weak particles could decay into an electron
180
504000
3000
Eines der schwachen Teilchen könnte in ein Elektron
08:45
and an anti-neutrino,
181
507000
2000
und ein Anti-Neutrino zerfallen,
08:47
and these three still add to zero total charge.
182
509000
3000
aber alle drei hätten immer noch die Gesamtladung Null.
08:50
Nature always keeps a perfect balance.
183
512000
2000
Die Natur bleibt immer im Gleichgewicht.
08:53
So these patterns of charges are not just pretty.
184
515000
2000
Diese Muster sind also nicht einfach nur schön.
08:55
They tell us what interactions are allowed to happen.
185
517000
3000
Sie sagen uns, welche Veränderungen erlaubt sind. Außerdem
08:58
And we can rotate this charge space in four dimensions
186
520000
3000
können wir diesen Ladungsraum in vier Dimensionen drehen,
09:01
to get a better look at the strong interaction,
187
523000
2000
um einen besseren Eindruck der starken Wechselwirkung zu erhalten,
09:03
which has this nice hexagonal symmetry.
188
525000
2000
die diese schöne sechseckige Symmetrie hat.
09:06
In a strong interaction, a strong force particle, such as this one,
189
528000
4000
Bei der starken Wechselwirkung ergibt ein Teilchen dieser Kraft,
09:10
interacts with a colored quark, such as this green one,
190
532000
3000
wie dieses, mit einem Farb-Quark, wie diesem Grünen,
09:13
to give a quark with a different color charge -- this red one.
191
535000
4000
ein Quark mit einer neuen Farbladung, nämlich dieses Rote hier.
09:18
And strong interactions are happening millions of times
192
540000
2000
Diese starken Wechselwirkungen passieren millionenmal
09:20
each second in every atom of our bodies,
193
542000
3000
pro Sekunde in jedem Atom unseres Körpers
09:23
holding the atomic nuclei together.
194
545000
2000
und halten dabei die Atomkerne zusammen.
09:27
But these four charges corresponding to three forces
195
549000
3000
Aber die vier Ladungen, aus denen die drei Kräfte zusammengesetzt sind,
09:30
are not the end of the story.
196
552000
1000
sind noch nicht das Ende der Geschichte.
09:32
We can also include two more charges
197
554000
1000
Man kann noch zwei andere Ladungen
09:33
corresponding to the gravitational force.
198
555000
2000
zur Beschreibung der Gravitation hinzufügen.
09:35
When we include these, each matter particle
199
557000
3000
Wenn wir das machen, hat jedes Materieteilchen
09:38
has two different spin charges, spin-up and spin-down.
200
560000
3000
zwei weitere Spin-Ladungen, nämlich Spin-up und Spin-down.
09:42
So they all split, and give a nice pattern
201
564000
2000
Alles teilt sich und zeigt schöne Muster
09:44
in six-dimensional charge space.
202
566000
2000
im sechsdimensionalen Ladungsraum.
09:46
We can rotate this pattern in six dimensions,
203
568000
2000
Wir können dieses Muster im sechsdimensionalen Raum drehen
09:48
and see that it's quite pretty.
204
570000
2000
und erkennen seine besondere Schönheit.
09:53
Right now, this pattern matches our best current knowledge
205
575000
4000
Genau dieses Muster zeigt den aktuellen Stand unseres Wissens
09:57
of how nature is built at the tiny scales
206
579000
2000
darüber, wie die Natur im winzigen Maßstab
09:59
of these elementary particles.
207
581000
1000
der Elementarteilchen aufgebaut ist.
10:01
This is what we know for certain.
208
583000
2000
Es ist das, was wir sicher wissen.
10:03
Some of these particles are at the very limit
209
585000
1000
Einige dieser Teilchen liegen an der Grenze dessen,
10:04
of what we've been able to reach with experiments.
210
586000
2000
was wir bisher durch Experimente feststellen konnten.
10:07
From this pattern, we already know the particle physics
211
589000
3000
Aus diesem Muster erkennen wir schon jetzt die Teilchenphysik
10:10
of these tiny scales. The way the universe works
212
592000
3000
im winzigen Maßstab. Die Art, wie das Universum
10:13
with these tiny scales is very beautiful.
213
595000
3000
im winzigen Maßstab arbeitet ist sehr schön.
10:17
But now I'm going to discuss some new and old ideas
214
599000
2000
Jetzt werde ich einige neue und alte Ideen vorstellen,
10:19
about things we don't know yet.
215
601000
1000
über Dinge die wir noch nicht wissen.
10:22
We want to expand this pattern using mathematics alone,
216
604000
2000
Wir wollen dieses Muster mit Hilfe der Mathematik erweitern
10:24
and see if we can get our hands on the whole enchilada.
217
606000
3000
und herausfinden, ob wir zum Kern der Wahrheit vordringen können.
10:27
We want to find all the particles and forces
218
609000
2000
Ich will alle Teilchen und Kräfte finden,
10:29
that make a complete picture of our universe.
219
611000
2000
um ein komplettes Abbild des Universums zu erhalten.
10:32
And we want to use this picture to predict new particles
220
614000
2000
Ich werde dieses Bild auch nutzen, um neue Teilchen vorherzusagen,
10:34
that we'll see when experiments reach higher energies.
221
616000
2000
die man sehen wird, wenn die Experimente höhere Energien erreichen.
10:39
So there's an old idea in particle physics
222
621000
2000
Es gibt in der Teilchenphysik ein bekanntes Verfahren,
10:41
that this known pattern of charges, which is not very symmetric,
223
623000
4000
das dieses Muster der Ladungen, das nicht sehr symmetrisch ist,
10:45
could emerge from a more perfect pattern that gets broken --
224
627000
3000
auf ein perfekteres Muster zurückführt, das gebrochen ist.
10:49
similar to how the Higgs particle breaks the electroweak pattern
225
631000
2000
Das ähnelt dem Higgs-Teilchen, welches das elektroschwache Muster
10:51
to give electromagnetism.
226
633000
1000
zerstört, um den Elektromagnetismus herzuleiten.
10:53
In order to do this, we need to introduce new forces
227
635000
3000
Um das zu zeigen, müssen wir neue Kräfte
10:56
with new charge directions.
228
638000
2000
mit neuen Ladungen einführen.
11:00
When we introduce a new direction, we get to guess
229
642000
2000
Für jede neue Richtung müssen wir
11:02
what charges the particles have along this direction,
230
644000
3000
erraten, welche Ladungen die Teilchen in dieser Richtung haben.
11:05
and then we can rotate it in with the others.
231
647000
1000
Dann können wir das Muster mit den bisherigen Ladungen drehen.
11:08
If we guess wisely, we can construct the standard charges
232
650000
3000
Wenn wir gut geraten haben, können wir die Standardladungen
11:11
in six charge dimensions as a broken symmetry
233
653000
3000
in sechs Dimensionen als gebrochene Symmetrie
11:14
of this more perfect pattern in seven charge dimensions.
234
656000
3000
dieses perfekteren, siebendimensionalen Musters erklären.
11:18
This particular choice corresponds to a grand unified theory
235
660000
3000
Dieses Muster gehört zu der großen vereinheitlichten Theorie,
11:21
introduced by Pati and Salam in 1973.
236
663000
3000
die von Pati und Salam 1973 vorgestellt wurde.
11:24
When we look at this new unified pattern,
237
666000
3000
Wenn wir uns dieses neue vereinheitlichte Muster ansehen,
11:27
we can see a couple of gaps where particles seem to be missing.
238
669000
3000
erkennen wir Lücken, wo scheinbar Teilchen fehlen,
11:31
This is the way theories of unification work.
239
673000
2000
aber so funktionieren vereinheitlichte Theorien.
11:34
A physicist looks for larger, more symmetric patterns
240
676000
2000
Der Physiker sucht nach größeren, symmetrischeren Mustern,
11:36
that include the established pattern as a subset.
241
678000
3000
welche die etablierten Muster als Teil enthalten.
11:40
The larger pattern allows us to predict the existence
242
682000
2000
Die größeren Muster erlauben uns, die Existenz
11:42
of particles that have never been seen.
243
684000
2000
von Teilchen vorherzusagen, die bisher noch nicht gesehen wurden.
11:45
This unification model predicts the existence of these two
244
687000
3000
Dieses besondere Vereinheitlichungsmodell sagt diese zwei
11:48
new force particles, which should act a lot like the weak force,
245
690000
4000
neuen Kräfteteilchen voraus, die sehr genau wie die
11:52
only weaker.
246
694000
1000
schwache Kernkraft interagieren sollen, nur noch schwächer.
11:54
Now we can rotate this set of charges in seven dimensions
247
696000
2000
Wir können nun diesen Satz Ladungen in sieben Dimensionen drehen
11:56
and consider an odd fact about the matter particles:
248
698000
3000
und erkennen eine seltsame Eigenschaft der Materie.
11:59
the second and third generations of matter
249
701000
3000
Die zweiten und dritten Teilchengenerationen der Materie
12:02
have exactly the same charges in six-dimensional charge space
250
704000
3000
haben im sechsdimensionalen Ladungsraum genau dieselben Ladungen
12:05
as the first generation.
251
707000
2000
wie die erste Generation. Diese Teilchen sind
12:08
These particles are not uniquely identified by their six charges.
252
710000
2000
nicht eindeutig durch die sechs Ladungen festgelegt.
12:12
They sit on top of one another in the standard charge space.
253
714000
2000
Sie besetzen im Standardladungsraum denselben Platz.
12:16
However, if we work in eight-dimensional charge space,
254
718000
3000
Wenn wir aber im achtdimensionalen Ladungsraum arbeiten,
12:19
then we can assign unique new charges to each particle.
255
721000
4000
können wir jedem Teilchen ein eindeutiges Ladungsmuster zuordnen.
12:23
Then we can spin these in eight dimensions,
256
725000
3000
Dann können wir diese in acht Dimensionen drehen
12:26
and see what the whole pattern looks like.
257
728000
2000
und das Gesamtmuster betrachten.
12:30
Here we can see the second and third generations of matter now
258
732000
2000
Hier sehen wir eine dreifache Symmetrie zwischen der
12:32
related to the first generation by a symmetry called "triality."
259
734000
4000
ersten, zweiten und dritten Generationen der Materie.
12:38
This particular pattern of charges in eight dimensions is actually
260
740000
3000
Dieses besondere Ladungsmuster in acht Dimensionen ist
12:41
part of the most beautiful geometric structure in mathematics.
261
743000
3000
Teil der schönsten geometrischen Struktur der Mathematik.
12:46
It's a pattern of the largest exceptional Lie group, E8.
262
748000
3000
Es ist ein Muster der größten exzeptionellen Lie-Gruppe E8.
12:50
This Lie group is a smooth, curved shape with 248 dimensions.
263
752000
3000
Diese Lie-Gruppe ist eine glatte, gekrümmte Fläche in 248 Dimensionen.
12:54
Each point in this pattern corresponds to a symmetry
264
756000
3000
Jeder Punkt in diesem Muster gehört zu einer Symmetrie
12:57
of this very complex and beautiful shape.
265
759000
2000
dieser sehr komplexen und schönen Struktur.
13:00
One small part of this E8 shape can be used
266
762000
2000
Ein kleiner Teil der E8 Struktur kann dazu benutzt werden,
13:02
to describe the curved space-time of Einstein's general relativity,
267
764000
3000
die gekrümmte Raumzeit in Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie
13:05
explaining gravity.
268
767000
1000
zu beschreiben, um damit die Gravitation zu erklären.
13:07
Together with quantum mechanics, the geometry of this shape
269
769000
3000
Zusammen mit der Quantentheorie könnte die Geometrie dieser Struktur
13:10
could describe everything about how the universe works
270
772000
2000
uns alles darüber erklären, wie das Universum
13:12
at the tiniest scales.
271
774000
2000
im kleinsten Maßstab funktioniert.
13:14
The pattern of this shape living in eight-dimensional charge space
272
776000
3000
Außerdem ist das Muster dieser Struktur im achtdimensionalen
13:17
is exquisitely beautiful,
273
779000
3000
Ladungsraum von höchster Schönheit
13:21
and it summarizes thousands of possible interactions
274
783000
2000
und faßt tausende möglicher Interaktionen
13:23
between these elementary particles, each of which
275
785000
2000
zwischen den Elementarteilchen zusammen - von welchen jedes
13:25
is just a facet of this complicated shape.
276
787000
2000
nur ein Detail der komplexen Struktur ist.
13:30
As we spin it, we can see many of the other intricate patterns
277
792000
2000
Während wir dies drehen, erkennen wir weitere verzwickte Muster,
13:32
contained in this one.
278
794000
1000
die darin enthalten sind. Mit einer bestimmten Drehung
13:36
And with a particular rotation, we can look down through this pattern
279
798000
2000
schauen wir durch dieses Muster entlang
13:38
in eight dimensions along a symmetry axis
280
800000
3000
einer Symmetrieachse in acht Dimensionen
13:41
and see all the particles at once.
281
803000
2000
und sehen gleichzeitig alle Teilchen. Das ist ein sehr
13:44
It's a very beautiful object, and as with any unification,
282
806000
3000
schönes Objekt, und wie bei jeder anderen Vereinheitlichungstheorie
13:47
we can see some holes where new particles are required
283
809000
2000
können wir Lücken erkennen, wo neue Teilchen nötig sind,
13:49
by this pattern.
284
811000
2000
um das Muster zu vervollständigen.
13:52
There are 20 gaps where new particles should be,
285
814000
2000
Es gibt 20 Lücken, wo neue Teilchen sein sollten,
13:55
two of which have been filled by the Pati-Salam particles.
286
817000
2000
von denen zwei durch die Teilchen von Pati und Salam gefüllt wurden.
13:58
From their location in this pattern, we know that these new particles
287
820000
2000
Wegen ihres Platzes in dem Muster wissen wir, dass diese neuen Teilchen
14:00
should be scalar fields like the Higgs particle,
288
822000
3000
skalare Felder wie das Higgs-Teilchen sein müßten, aber eine Farbladung
14:03
but have color charge and interact with the strong force.
289
825000
2000
hätten und mit der starken Kernkraft wechselwirken müßten.
14:06
Filling in these new particles completes this pattern,
290
828000
2000
Wenn wir diese neuen Teilchen einfügen, komplettieren wir das Muster
14:08
giving us the full E8.
291
830000
2000
und erhalten die volle E8 Gruppe.
14:10
This E8 pattern has very deep mathematical roots.
292
832000
3000
Dieses E8 Muster hat sehr tiefe mathematische Wurzeln.
14:13
It's considered by many to be the most beautiful structure
293
835000
3000
Viele halten es für die schönste Struktur
14:16
in mathematics.
294
838000
1000
in der Mathematik.
14:17
It's a fantastic prospect that this object of great
295
839000
3000
Es ist eine fantastische Aussicht, dass dieses Objekt von großer
14:20
mathematical beauty could describe the truth of particle interactions
296
842000
3000
mathematischer Schönheit, die Wahrheit über die Wechselwirkung von
14:23
at the smallest scales imaginable.
297
845000
2000
Teilchen in den kleinstvorstellbaren Maßstäben beschreiben könnte.
14:25
And this idea that nature is described by mathematics
298
847000
5000
Dabei ist die Idee, dass die Natur von der Mathematik
14:30
is not at all new.
299
852000
2000
beschrieben wird, keinesfalls neu.
14:32
In 1623, Galileo wrote this:
300
854000
2000
1623 schrieb Galileo dies:
14:36
"Nature's grand book, which stands continually open to our gaze,
301
858000
3000
"Das große Buch der Natur, welches unserer Betrachtung ständig offensteht,
14:39
is written in the language of mathematics.
302
861000
2000
wurde in der Sprache der Mathematik geschrieben.
14:42
Its characters are triangles, circles and other geometrical figures,
303
864000
3000
Seine Buchstaben sind Dreiecke, Kreise und andere geometrische Figuren,
14:45
without which it is humanly impossible to understand
304
867000
2000
ohne die es dem Menschen unmöglich wäre,
14:47
a single word of it;
305
869000
1000
auch nur ein einziges Wort zu verstehen;
14:49
without these, one is wandering around in a dark labyrinth."
306
871000
3000
ohne diese wandert der Mensch in einem dunklen Labyrinth."
14:54
I believe this to be true, and I've tried
307
876000
2000
Ich glaube, dass dies wahr ist und habe versucht,
14:56
to follow Galileo's guidance in describing the mathematics
308
878000
2000
Galileos Rat zu folgen
14:58
of particle physics using only triangles, circles
309
880000
3000
und die Mathematik der Teilchenphysik nur mit Dreiecken, Kreisen
15:01
and other geometrical figures.
310
883000
1000
und anderen geometrischen Mustern zu beschreiben.
15:03
Of course, when other physicists and I actually work on this stuff,
311
885000
3000
Wenn andere Physiker und ich an diesem Thema arbeiten,
15:06
the mathematics can resemble a dark labyrinth.
312
888000
3000
dann kann die Mathematik wie ein dunkles Labyrinth erscheinen.
15:11
But it's reassuring that at the heart of this mathematics
313
893000
3000
Aber es stimmt hoffnungsvoll, dass die Mathematik im Kern
15:14
is pure, beautiful geometry.
314
896000
2000
pure, schöne Geometrie ist.
15:18
Joined with quantum mechanics, this mathematics
315
900000
2000
Vereinigt mit der Quantenmechanik, beschreibt diese Mathematik
15:20
describes our universe as a growing E8 coral,
316
902000
2000
unser Universum als eine wachsende E8 Koralle
15:22
with particles interacting at every location in all possible ways
317
904000
4000
mit Teilchen, die an jeder Stelle auf alle möglichen Arten miteinander
15:26
according to a beautiful pattern.
318
908000
2000
wechselwirken und einem wunderschönen Muster folgen.
15:30
And as more of the pattern comes into view using new machines
319
912000
2000
Sobald neue Muster sichtbar werden, während wir neue Maschinen
15:32
like the Large Hadron Collider, we may be able to see
320
914000
3000
wie den LHC benutzen, könnte es uns möglich sein zu erkennen,
15:35
whether nature uses this E8 pattern or a different one.
321
917000
4000
ob die Natur dieses E8 Muster oder ein anderes benutzt. Der Vorgang
15:40
This process of discovery is a wonderful adventure to be involved in.
322
922000
3000
dieser Entdeckungen ist ein wundervolles Abenteuer, an dem man teilnehmen möchte.
15:44
If the LHC finds particles that fit this E8 pattern,
323
926000
3000
Wenn der LHC Teilchen findet, die in das E8 Muster passen,
15:47
that will be very, very cool.
324
929000
2000
wird das ein sehr großer Erfolg sein.
15:50
If the LHC finds new particles, but they don't fit this pattern --
325
932000
3000
Findet er neue Teilchen, die nicht in das E8 Muster passen --
15:53
well, that will be very interesting, but bad for this E8 theory.
326
935000
4000
na ja, das wäre sehr interessant, aber schlecht für die E8 Theorie.
15:58
And, of course, bad for me personally.
327
940000
2000
Und, natürlich, auch für mich schlecht.
16:00
(Laughter)
328
942000
3000
(Gelächter)
16:03
Now how bad would that be?
329
945000
1000
Genauer - wie schlecht wäre es denn?
16:04
Well, pretty bad.
330
946000
2000
Hm - sehr schlecht.
16:06
(Laughter)
331
948000
4000
(Gelächter)
16:10
But predicting how nature works is a very risky game.
332
952000
2000
Aber die Natur vorherzusagen ist ein sehr riskantes Spiel.
16:13
This theory and others like it are long shots.
333
955000
3000
Diese Theorie - wie vergleichbare andere - sind deswegen spekulativ.
16:17
One does a lot of hard work knowing that most of these ideas
334
959000
3000
Man macht sich viel harte Arbeit wohl wissend, dass die meisten dieser Ideen
16:20
probably won't end up being true about nature.
335
962000
1000
schlußendlich vielleicht nicht die wahre Natur widerspiegeln.
16:22
That's what doing theoretical physics is like:
336
964000
1000
So ist die Arbeit theoretischer Physiker.
16:24
there are a lot of wipeouts.
337
966000
1000
Es gibt viele falsche Wege.
16:26
In this regard, new physics theories are a lot like start-up companies.
338
968000
3000
So gesehen ähneln neue physikalische Theorien sehr einer Firmengründung.
16:32
As with any large investment, it can be emotionally difficult
339
974000
2000
Wie bei jeder großen Investition kann es sehr schwer fallen,
16:34
to abandon a line of research when it isn't working out.
340
976000
2000
einen Forschungszweig einzustellen wenn er zu nichts führt.
16:37
But in science, if something isn't working, you have to
341
979000
2000
Aber in der Wissenschaft muss man alles verwerfen,
16:39
toss it out and try something else.
342
981000
1000
was nicht funktioniert und etwas anderes versuchen.
16:42
Now, the only way to maintain sanity and achieve happiness
343
984000
3000
Der einzige Weg seine geistige Gesundheit, inmitten all der Unsicherheit,
16:45
in the midst of this uncertainty is to keep balance
344
987000
2000
zu erhalten und Glück zu erfahren, liegt darin, die Balance
16:47
and perspective in life.
345
989000
2000
zu bewahren und eine Perspektive im Leben. Ich habe
16:51
I've tried the best I can to live a balanced life.
346
993000
2000
nach bestem Wissen versucht, ein ausgewogenes Leben zu führen.
16:53
(Laughter)
347
995000
3000
(Gelächter)
16:56
I try to balance my life equally between physics, love and surfing --
348
998000
3000
Ich versuche die Waage zu halten zwischen der Physik, der Liebe
16:59
my own three charge directions.
349
1001000
2000
und dem Surfen, meinen eigenen drei Ladungsrichtungen.
17:01
(Laughter)
350
1003000
2000
(Gelächter)
17:03
This way, even if the physics I work on comes to nothing,
351
1005000
2000
Selbst wenn die Physik, an der ich arbeite, zu Nichts wird,
17:05
I still know I've lived a good life.
352
1007000
2000
weiß ich immer noch, dass ich ein gutes Leben gelebt habe.
17:08
And I try to live in beautiful places.
353
1010000
2000
Und ich versuche an schönen Orten zu leben.
17:10
For most of the past ten years I've lived on the island of Maui,
354
1012000
3000
Den Großteil der vergangenen zehn Jahre habe ich auf
17:13
a very beautiful place.
355
1015000
2000
der Insel Maui gelebt, einem sehr schönen Ort.
17:15
Now it's one of the greatest mysteries in the universe to my parents
356
1017000
3000
Für meine Eltern ist es das größte Rätsel des Universums,
17:18
how I managed to survive all that time without engaging
357
1020000
3000
wie ich die ganze Zeit überleben konnte,
17:21
in anything resembling full-time employment.
358
1023000
2000
ohne je eine geregelte Arbeit anzustreben.
17:23
(Laughter)
359
1025000
4000
(Gelächter)
17:27
I'm going to let you in on that secret.
360
1029000
1000
Ich werde Ihnen das Geheimnis verraten.
17:31
This was a view from my home office on Maui.
361
1033000
1000
Dies ist der Blick aus meinem Büro auf Maui.
17:35
And this is another, and another.
362
1037000
4000
Hier ist noch ein Bild und noch eins. Vielleicht ist Ihnen
17:39
And you may have noticed that these beautiful views
363
1041000
2000
aufgefallen, dass diese wunderschönen Ausblicke
17:41
are similar, but in slightly different places.
364
1043000
2000
ähnlich aussehen, aber an verschiedenen Orten entstanden sind.
17:45
That's because this used to be my home and office on Maui.
365
1047000
3000
Das liegt daran, dass dies hier meine Wohnung und mein Büro auf Maui ist.
17:48
(Laughter)
366
1050000
2000
(Lachen)
17:50
I've chosen a very unusual life.
367
1052000
2000
Ich habe mir ein sehr ungewöhnliches Leben ausgesucht. Aber da ich
17:53
But not worrying about rent allowed me to spend my time
368
1055000
2000
mich nie um die Miete kümmern musste, konnte ich meine Zeit
17:55
doing what I love.
369
1057000
1000
damit verbringen, zu tun, was ich wirklich mag.
17:57
Living a nomadic existence has been hard at times,
370
1059000
2000
Mein Dasein als Nomade war gelegentlich schwierig,
17:59
but it's allowed me to live in beautiful places
371
1061000
2000
aber ich konnte an wunderschönen Orten leben
18:01
and keep a balance in my life that I've been happy with.
372
1063000
3000
und mir eine Balance im Leben erhalten, mit der ich glücklich bin.
18:05
It allows me to spend a lot of my time hanging out
373
1067000
2000
Es erlaubt mir, einen Großteil meiner Zeit
18:07
with hyper-intelligent coral.
374
1069000
2000
mit hyperintelligenten Korallen zu verbringen.
18:11
But I also greatly enjoy the company of hyper-intelligent people.
375
1073000
2000
Ich genieße aber genauso die Gesellschaft hyperintelligenter Leute.
18:14
So I'm very happy to have been invited here to TED.
376
1076000
2000
Ich bin also sehr glücklich, heute hier eingeladen worden zu sein.
18:17
Thank you very much.
377
1079000
1000
Vielen Dank.
18:18
(Applause)
378
1080000
13000
(Applaus)
18:31
Chris Anderson: I probably understood two percent of that,
379
1093000
1000
Chris Anderson: Ich habe vielleicht zwei Prozent davon verstanden,
18:32
but I still absolutely loved it. So I'm going to sound dumb.
380
1094000
6000
aber ich finde es absolut faszinierend.
18:38
Your theory of everything --
381
1100000
3000
Deine Theorie von Allem...
18:41
Garrett Lisi: I'm used to coral.
382
1103000
1000
Garret Lisi: Ich nenne das Korallen...
18:42
CA: That's right. The reason it's got a few people
383
1104000
2000
CA: Richtig. Der Grund dafür, dass sie einigen Leuten
18:44
at least excited is because, if you're right, it brings
384
1106000
3000
zumindest gefällt ist doch, dass im Erfolgsfall
18:47
gravity and quantum theory together.
385
1109000
2000
die Gravitation und Quantentheorie zusammengebracht werden.
18:50
So are you saying that we should think of the universe,
386
1112000
3000
Du sagst also, dass wir uns das Universum
18:53
at its heart -- that the smallest things that there are,
387
1115000
3000
auf den kleinsten Maßstäben als
18:56
are somehow an E8 object of possibility?
388
1118000
7000
E8 Objekt von Möglichkeiten vorstellen können?
19:03
I mean, is there a scale to it, at the smallest scale,
389
1125000
2000
Ich meine, gibt es Deiner Meinung nach einen Maßstab
19:05
or ...?
390
1127000
1000
auf diesen kleinsten Größen?
19:06
GL: Well, right now the pattern I showed you that corresponds
391
1128000
3000
GL: Na ja, im Moment haben wir das gezeigte Muster,
19:09
to what we know about elementary particle physics --
392
1131000
4000
das unseren Wissenstand in der Teilchenphysik wiedergibt,
19:13
that already corresponds to a very beautiful shape.
393
1135000
3000
welches schon jetzt mit einer sehr schönen Struktur in Einklang steht.
19:16
And that's the one that I said we knew for certain.
394
1138000
1000
Ich meine das hier, das mit Sicherheit stimmt.
19:18
And that shape has remarkable similarities -- and the way it fits
395
1140000
4000
Es gibt bemerkenswerte Ähnlichkeiten und die Art, wie es
19:22
into this E8 pattern could be the rest of the picture.
396
1144000
3000
in das E8 Muster passt, könnte der Rest des Bildes sein.
19:26
And these patterns of points that I've shown for you
397
1148000
3000
Die Muster von Punkten, die ich Euch gezeigt habe, beschreiben
19:29
actually represent symmetries of this high-dimensional object
398
1151000
4000
tatsächlich Symmetrien dieses höherdimensionalen Gebildes,
19:33
that would be warping and moving and dancing
399
1155000
3000
das sich verbiegt, bewegt und
19:36
over the space time that we experience.
400
1158000
2000
auf der erlebbaren Raumzeit tanzt.
19:39
And that would be what explains all these
401
1161000
2000
Das alles wäre eine Erklärung
19:41
elementary particles that we see.
402
1163000
1000
für die bekannten Elementarteilchen.
19:42
CA: But a string theorist,
403
1164000
3000
CA: Soweit ich weiß, erklärt aber ein Stringtheoretiker
19:45
as I understand it, explains electrons in terms of much smaller
404
1167000
2000
Elektronen als als viel kleinere
19:47
strings vibrating --
405
1169000
1000
vibrierende Schnüre.
19:48
I know you don't like string theory -- vibrating inside it.
406
1170000
2000
Ich weiß, Du magst die Stringtheorie nicht mit ihren Vibrationen.
19:51
How should we think of an electron in relation to E8?
407
1173000
5000
Wie also stellen wir uns ein Elektron im Zusammenhang mit E8 vor?
19:57
GL: No, it would be one of the symmetries of this E8 shape.
408
1179000
3000
GL: Es wäre eine der Symmetrien dieser E8 Struktur.
20:01
So what's happening is, as the shape is moving over space-time,
409
1183000
4000
Wenn sich diese Struktur in der Raumzeit bewegt,
20:05
it's twisting. And the direction it's twisting as it moves
410
1187000
4000
verdreht sie sich. Die Art der Drehung
20:09
is what particle we see. So it would be --
411
1191000
2000
bestimmt, welches Teilchen wir sehen. Also wäre es ...
20:11
CA: The size of the E8 shape,
412
1193000
2000
CA: Die Größe dieser E8 Struktur,
20:13
how does that relate to the electron?
413
1195000
1000
wie verhält die sich zur Größe eines Elektrons?
20:14
I kind of feel like I need that for my picture.
414
1196000
2000
Ich fühle mich, als bräuchte ich das für meine Vorstellung.
20:16
Is it bigger? Is it smaller?
415
1198000
1000
Ist sie größer? Ist sie kleiner?
20:17
GL: Well, as far as we know electrons are point particles,
416
1199000
2000
GL: Bekanntlich sind Elektronen Punktteilchen.
20:20
so this would be going down to the smallest possible scales.
417
1202000
3000
Also ginge das herunter in die kleinstmöglichen Längenskalen.
20:24
So the way these things are explained in quantum field theory
418
1206000
2000
In der Quantenfeldtheorie können sich
20:26
is, all possibilities are expanding and developing at once.
419
1208000
4000
alle Möglichkeiten gleichzeitig entwickeln.
20:30
And this is why I use the analogy to coral.
420
1212000
2000
Genau darum nutze ich die Analogie zur Koralle.
20:33
And in this way, the way that E8 comes in is
421
1215000
7000
So kommt die E8 ins Spiel. Als Muster,
20:40
it will be as a shape that's attached at each point in space-time.
422
1222000
4000
das zu jedem Punkt der Raumzeit gehört.
20:45
And, as I said, the way the shape twists --
423
1227000
4000
Die Art wie sich das Muster verdreht,
20:49
the directional along which way the shape is twisting
424
1231000
2000
die Richtung in die es sich verdreht,
20:51
as it moves over this curved surface --
425
1233000
1000
während es sich über diese gekrümmte Oberfläche bewegt,
20:52
is what the elementary particles are, themselves.
426
1234000
4000
ist genau das, was die Elementarteilchen eigentlich sind.
20:56
So through quantum field theory, they manifest themselves
427
1238000
4000
In der Quantenfeldtheorie erscheinen sie
21:00
as points and interact that way.
428
1242000
1000
als Punkte und verhalten sich auch so.
21:02
I don't know if I'll be able to make this any clearer.
429
1244000
2000
Ich weiß nicht, ob ich das noch deutlicher erklären kann.
21:04
(Laughter)
430
1246000
4000
(Gelächter)
21:08
CA: It doesn't really matter.
431
1250000
1000
CA: Das macht gar nichts.
21:09
It's evoking a kind of sense of wonder, and I certainly
432
1251000
4000
Es erzeugt ein Gefühl für das Wunderbare, und ich würde
21:13
want to understand more of this.
433
1255000
3000
gerne mehr davon verstehen.
21:16
But thank you so much for coming. That was absolutely fascinating.
434
1258000
2000
Trotzdem vielen Dank für Dein Kommen. Das war absolut faszinierend.
21:18
(Applause)
435
1260000
3000
(Applaus)
ABOUT THE SPEAKER
Garrett Lisi - PhysicistPhysicist Garrett Lisi has proposed a new "theory of everything" -- a grand unified theory that explains all the elementary particles, as well as gravity.
Why you should listen
Working from principles of differential geometry, physicist Garrett Lisi is developing a new unified theory that purports to explain all the elementary particles, and gravity, in one elegant model. His theory is based on a mathematical shape called E8. With 248 symmetries, E8 is large, complex and beautiful -- and Lisi believes the relationships of its symmetries correspond to known particles and forces, including gravity.
His work, explained in his paper "An Exceptionally Simple Theory of Everything," and in an ongoing discussion on FQXi, is still on science's speculative fringe. But some physicists believe he could be pointing the way toward a truly unified theory.
Garrett Lisi | Speaker | TED.com