TED2008
Garrett Lisi: An 8-dimensional model of the universe
גארט ליזי על "התיאוריה של הכל" שלו
Filmed:
Readability: 4.7
1,952,456 views
הפיזיקאי וגולש-הגלים גארט ליזי מציג מודל חדש ושנוי-במחלוקת של היקום, שייתכן בהחלט שהוא עונה על כל השאלות הגדולות. מה שלא יהיה, זהו המודל השמונה-מימדי היפה ביותר שראיתם, של כוחות וחלקיקי-יסוד.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:21
Whoa, dude. Check out those killer equations. Sweet. (Laughter)
0
3000
7000
וואו, גבר! תראה את המשוואות
הקטלניות האלה. אחלה!
הקטלניות האלה. אחלה!
00:30
Actually, for the next 18 minutes I'm going to do the best I can
1
12000
4000
למעשה, ב-18 הדקות הקרובות
אעשה כמיטב יכולתי
אעשה כמיטב יכולתי
00:34
to describe the beauty of particle physics without equations.
2
16000
2000
לתאר את יופיה של פיזיקת החלקיקים
בלי משוואות.
בלי משוואות.
00:38
It turns out there's a lot we can learn from coral.
3
20000
2000
מסתבר שיש לנו הרבה ללמוד
מן האלמוגים.
מן האלמוגים.
00:41
Coral is a very beautiful and unusual animal.
4
23000
3000
האלמוג הינו בעל-חיים
יפהפה וייחודי.
יפהפה וייחודי.
00:44
Each coral head consists of thousand of individual polyps.
5
26000
3000
כל ראש של אלמוג מורכב
מאלפי פוליפים נפרדים.
מאלפי פוליפים נפרדים.
00:48
These polyps are continually budding and branching
6
30000
2000
פוליפים אלה
מנצים ומסתעפים בהתמדה
מנצים ומסתעפים בהתמדה
00:50
into genetically identical neighbors.
7
32000
2000
לשכנים זהים מבחינה גנטית.
00:53
If we imagine this to be a hyper-intelligent coral,
8
35000
2000
אם נדמיין לעצמנו
שזהו אלמוג סופר-תבוני
שזהו אלמוג סופר-תבוני
00:55
we can single out an individual and ask him a reasonable question.
9
37000
4000
נוכל לבודד פרט יחיד
ולהציג לו שאלה סבירה:
ולהציג לו שאלה סבירה:
00:59
We can ask how exactly he got to be in this particular location
10
41000
3000
איך בדיוק הגיע להימצא
במיקום המסוים הזה
במיקום המסוים הזה
01:02
compared to his neighbors --
11
44000
2000
בהשוואה לשכניו --
01:04
if it was just chance, or destiny, or what?
12
46000
3000
במקרה, כגזירת-גורל או מה?
01:08
Now, after admonishing us for turning the temperature up too high,
13
50000
3000
ואחרי שיאשים אותנו
בהגברת הטמפרטורה,
בהגברת הטמפרטורה,
01:11
he would tell us that our question was completely stupid.
14
53000
3000
הוא יאמר לנו
ששאלתנו מטופשת לחלוטין.
ששאלתנו מטופשת לחלוטין.
01:15
These corals can be quite kind of mean, you see,
15
57000
2000
האלמוגים הללו
יכולים להיות די מרושעים,
יכולים להיות די מרושעים,
01:17
and I have surfing scars to prove that.
16
59000
2000
ויש עלי צלקות-גלישה
המוכיחות זאת.
המוכיחות זאת.
01:20
But this polyp would continue and tell us
17
62000
1000
אך הפוליפ הזה יאמר לנו
01:21
that his neighbors were quite clearly identical copies of him.
18
63000
3000
שברור ששכניו הם עותקים זהים לו.
01:25
That he was in all these other locations as well,
19
67000
1000
שהוא נמצא בו-זמנית בכל המקומות,
01:27
but experiencing them as separate individuals.
20
69000
2000
אך חווה אותם כפרטים נפרדים.
01:30
For a coral, branching into different copies
21
72000
3000
מבחינת האלמוג,
ההסתעפות לעותקים נפרדים
ההסתעפות לעותקים נפרדים
01:33
is the most natural thing in the world.
22
75000
1000
היא הדבר הטבעי בעולם.
01:35
Unlike us, a hyper-intelligent coral would be uniquely prepared
23
77000
4000
שלא כמונו, אלמוג סופר-תבוני
יהיה במיוחד מוכן
יהיה במיוחד מוכן
01:39
to understand quantum mechanics.
24
81000
1000
להבנת מכניקת הקוונטים.
01:42
The mathematics of quantum mechanics very accurately
25
84000
2000
המתמטיקה של מכניקת הקוונטים
01:44
describes how our universe works.
26
86000
1000
מתארת מאד במדויק
כיצד פועל יקומנו
כיצד פועל יקומנו
01:46
And it tells us our reality is continually branching
27
88000
3000
ומספרת לנו שהמציאות שלנו
מסתעפת בהתמדה
מסתעפת בהתמדה
01:49
into different possibilities, just like a coral.
28
91000
2000
לאפשרויות שונות,
ממש כמו אלמוג.
ממש כמו אלמוג.
01:53
It's a weird thing for us humans to wrap our minds around,
29
95000
2000
עבורנו כבני-אדם,
זהו אתגר שיכלי משונה,
זהו אתגר שיכלי משונה,
01:55
since we only ever get to experience one possibility.
30
97000
2000
כי לנו מזדמן לחוות
רק אפשרות אחת.
רק אפשרות אחת.
01:58
This quantum weirdness was first described
31
100000
2000
מוזרות הקוונטום הזו תוארה לראשונה
02:00
by Erwin Schrödinger and his cat.
32
102000
2000
ע"י ארווין שרדינגר וחתולו.
02:02
The cat likes this version better.
33
104000
1000
החתול אוהב יותר
את הגירסה הזו.
את הגירסה הזו.
02:04
(Laughter)
34
106000
4000
[צחוק]
02:08
In this setup, Schrödinger is in a box with a radioactive sample
35
110000
3000
במערך הזה, שרדינגר הוא זה
שנמצא בתיבה עם דגימה רדיואקטיבית
שנמצא בתיבה עם דגימה רדיואקטיבית
02:11
that, by the laws of quantum mechanics, branches into a state
36
113000
3000
שלפי חוקי מכניקת הקוונטים,
מסתעפת למצב
מסתעפת למצב
02:14
in which it is radiated and a state in which it is not.
37
116000
2000
שבו היא קורנת,
ולמצב שבו היא לא.
ולמצב שבו היא לא.
02:18
(Laughter)
38
120000
4000
[צחוק]
02:22
In the branch in which the sample radiates,
39
124000
1000
בהסתעפות שבה הדגימה קורנת,
02:23
it sets off a trigger that releases poison and Schrödinger is dead.
40
125000
4000
היא מפעילה הדק המשחרר רעל,
ושרדינגר מת.
ושרדינגר מת.
02:27
But in the other branch of reality, he remains alive.
41
129000
2000
אך בהסתעפות האחרת של המציאות,
הוא נותר בחיים.
הוא נותר בחיים.
02:30
These realities are experienced separately by each individual.
42
132000
3000
מציאויות אלה נחוות בנפרד
ע"י כל אחד ואחד.
ע"י כל אחד ואחד.
02:33
As far as either can tell, the other one doesn't exist.
43
135000
2000
וככל שזה נוגע לכל אחד,
האחר איננו קיים.
האחר איננו קיים.
02:36
This seems weird to us, because each of us
44
138000
2000
לנו זה נראה משונה,
כי כל אחד מאיתנו
כי כל אחד מאיתנו
02:38
only experiences an individual existence,
45
140000
2000
חווה קיום אחד ויחיד,
02:40
and we don't get to see other branches.
46
142000
1000
ואיננו זוכים לראות
את ההסתעפויות האחרות.
את ההסתעפויות האחרות.
02:42
It's as if each of us, like Schrödinger here, are a kind of coral
47
144000
3000
זה כאילו שכל אחד מאיתנו,
כמו שרדינגר, הוא מעין אלמוג
כמו שרדינגר, הוא מעין אלמוג
02:45
branching into different possibilities.
48
147000
2000
המסתעף לאפשרויות שונות.
02:49
The mathematics of quantum mechanics tells us
49
151000
2000
המתמטיקה של מכניקת הקוונטים
אומרת לנו
אומרת לנו
02:51
this is how the world works at tiny scales.
50
153000
2000
שהעולם פועל כך
בקני-מידה זעירים.
בקני-מידה זעירים.
02:53
It can be summed up in a single sentence:
51
155000
2000
ניתן לסכם זאת במשפט אחד:
02:56
Everything that can happen, does.
52
158000
2000
כל מה שיכול לקרות, קורה.
02:58
That's quantum mechanics.
53
160000
2000
זוהי מכניקת הקוונטים.
03:00
But this does not mean everything happens.
54
162000
2000
אלא שאין זה אומר
שהכל אכן קורה.
שהכל אכן קורה.
03:02
The rest of physics is about describing what can happen
55
164000
3000
שאר הפיזיקה עוסקת בתיאור
מה שיכול לקרות
מה שיכול לקרות
03:05
and what can't.
56
167000
1000
ומה שלא.
03:07
What physics tells us is that everything comes down to geometry
57
169000
3000
מה שהפיזיקה אומרת לנו הוא
שהכל עניין של גיאומטריה
שהכל עניין של גיאומטריה
03:10
and the interactions of elementary particles.
58
172000
2000
ושל האינטראקציות
בין חלקיקי היסוד.
בין חלקיקי היסוד.
03:12
And things can happen only if these interactions
59
174000
3000
ודברים יכולים לקרות
רק אם אינטראקציות אלה
רק אם אינטראקציות אלה
03:15
are perfectly balanced.
60
177000
1000
מאוזנות לחלוטין.
03:19
Now I'll go ahead and describe how we know about these particles,
61
181000
2000
כעת אתאר כיצד אנו יודעים
על קיום חלקיקים אלה,
על קיום חלקיקים אלה,
03:21
what they are and how this balance works.
62
183000
3000
מהם,
וכיצד איזון זה פועל.
וכיצד איזון זה פועל.
03:25
In this machine, a beam of protons and anti-protons
63
187000
3000
במכונה זו, קרן של פרוטונים
ושל אנטי-פרוטונים
ושל אנטי-פרוטונים
03:28
are accelerated to near the speed of light
64
190000
2000
מואצת עד קרוב למהירות האור
03:30
and brought together in a collision, producing a burst of pure energy.
65
192000
3000
מובאת לכלל התנגשות
ומפיקה פרץ אנרגיה טהורה.
ומפיקה פרץ אנרגיה טהורה.
03:34
This energy is immediately converted into a spray
66
196000
2000
אנרגיה זו מומרת מיד לרסס
03:36
of subatomic particles,
67
198000
1000
של חלקיקים אטומיים-למחצה,
03:38
with detectors and computers used to figure out their properties.
68
200000
2000
כשגלאים ומחשבים
משמשים לקביעת תכונותיהם.
משמשים לקביעת תכונותיהם.
03:41
This enormous machine -- the large Hadron Collider
69
203000
2000
מכונה עצומה זו,
מאיץ ההדרונים הגדול,
מאיץ ההדרונים הגדול,
03:43
at CERN in Geneva --
70
205000
2000
שבמכון המחקר הגרעיני האירופי
שבז'נבה --
שבז'נבה --
03:45
has a circumference of 17 miles
71
207000
1000
היקפה הוא 27 ק"מ,
03:46
and, when it's operating, draws five times as much power
72
208000
2000
וכשהיא פועלת
היא מנצלת פי 5 חשמל
היא מנצלת פי 5 חשמל
03:48
as the city of Monterey.
73
210000
2000
מהעיר מונטריי.
03:51
We can't predict specifically what particles will be produced
74
213000
3000
איננו יכולים לחזות במדויק
אילו חלקיקים יופקו
אילו חלקיקים יופקו
03:54
in any individual collision.
75
216000
1000
בכל התנגשות והתנגשות.
03:56
Quantum mechanics tells us all possibilities are realized.
76
218000
2000
מכניקת הקוונטים אומרת לנו
שכל האפשרויות מתממשות.
שכל האפשרויות מתממשות.
03:59
But physics does tell us what particles can be produced.
77
221000
3000
אך הפיזיקה אומרת לנו
מהם החלקיקים שניתן להפיק.
מהם החלקיקים שניתן להפיק.
04:03
These particles must have just as much mass and energy
78
225000
2000
לחלקיקים אלה צריכות להיות
בדיוק אותן מסה ואנרגיה
בדיוק אותן מסה ואנרגיה
04:05
as is carried in by the proton and anti-proton.
79
227000
2000
שנושאים הפרוטון והאנטי-פרוטון.
04:09
Any particles more massive than this energy limit
80
231000
2000
כל חלקיק שמסתו גדולה
ממגבלת אנרגיה זו,
ממגבלת אנרגיה זו,
04:11
aren't produced, and remain invisible to us.
81
233000
2000
לא יופק,
ויישאר מבחינתנו בלתי-נראה.
ויישאר מבחינתנו בלתי-נראה.
04:15
This is why this new particle accelerator is so exciting.
82
237000
3000
ולכן מאיץ החלקיקים החדש הזה
הוא כה מלהיב.
הוא כה מלהיב.
04:18
It's going to push this energy limit seven times
83
240000
2000
הוא עתיד לדחוק
את מגבלת האנרגיה פי שבע
את מגבלת האנרגיה פי שבע
04:20
beyond what's ever been done before,
84
242000
1000
מעבר לכל מה שנעשה עד כה,
04:22
so we're going to get to see some new particles very soon.
85
244000
2000
כך שבקרוב נזכה לראות
כמה חלקיקים חדשים.
כמה חלקיקים חדשים.
04:26
But before talking about what we might see,
86
248000
1000
אך לפני שנדבר
על מה שאולי נראה,
על מה שאולי נראה,
04:27
let me describe the particles we already know of.
87
249000
2000
הבה ואתאר את החלקיקים
שכבר ידועים לנו.
שכבר ידועים לנו.
04:31
There's a whole zoo of subatomic particles.
88
253000
2000
יש גן-חיות שלם
של חלקיקים תת-אטומיים.
של חלקיקים תת-אטומיים.
04:33
Most of us are familiar with electrons.
89
255000
2000
מרביתנו מכירים את האלקטרונים.
04:35
A lot of people in this room make a good living
90
257000
1000
מרבית הנוכחים באולם
מתפרנסים לא רע
מתפרנסים לא רע
04:36
pushing them around.
91
258000
1000
מלהזיז אותם לכאן ולשם.
04:37
(Laughter)
92
259000
3000
[צחוק]
04:40
But the electron also has a neutral partner called the neutrino,
93
262000
2000
אך לאלקטרון יש שותף נייטרלי
בשם נויטרינו,
בשם נויטרינו,
04:42
with no electric charge and a very tiny mass.
94
264000
3000
שהוא נטול מטען חשמלי
ובעל מסה זעירה ביותר.
ובעל מסה זעירה ביותר.
04:46
In contrast, the up-and-down quarks have very large masses,
95
268000
3000
לעומתו, לקווארקי ה"מעלה-מטה"
מסות גדולות מאד,
מסות גדולות מאד,
04:49
and combine in threes to make the protons and neutrons
96
271000
2000
והם מצטרפים בשלשות
ליצירת הפרוטונים והנויטרונים
ליצירת הפרוטונים והנויטרונים
04:51
inside atoms.
97
273000
1000
בתוך אטומים.
04:53
All of these matter particles come in left- and right-handed varieties,
98
275000
2000
כל חלקיקי החומר הללו
באים בווריאציות ימניות ושמאליות,
באים בווריאציות ימניות ושמאליות,
04:55
and have anti-particle partners that carry opposite charges.
99
277000
3000
ויש להם אנטי-חלקיקים שותפים
הנושאים מטען מנוגד.
הנושאים מטען מנוגד.
05:01
These familiar particles also have less familiar
100
283000
1000
לחלקיקים מוכרים אלה
יש דורות פחות מוכרים,
יש דורות פחות מוכרים,
05:02
second and third generations, which have the same charges as the first
101
284000
4000
שני ושלישי, שנושאים אותו
מטען חשמלי כמו הראשון
מטען חשמלי כמו הראשון
05:06
but have much higher masses.
102
288000
2000
אך מסתם הרבה יותר גבוהה.
05:10
These matter particles all interact with the various force particles.
103
292000
3000
כל חלקיקי חומר אלה פועלים באינטראקציה
עם חלקיקי הכוח השונים.
עם חלקיקי הכוח השונים.
05:13
The electromagnetic force interacts with electrically charged matter
104
295000
3000
הכוח האלקטרומגנטי פועל באינטראקציה
עם חומר בעל מטען חשמלי
עם חומר בעל מטען חשמלי
05:16
via particles called photons.
105
298000
2000
באמצעות חלקיקים הקרויים פוטונים.
05:18
There is also a very weak force called, rather unimaginatively,
106
300000
3000
יש גם כוח חלש מאד
הקרוי - בחוסר-דמיון מסוים -
הקרוי - בחוסר-דמיון מסוים -
05:21
the weak force, that interacts
107
303000
3000
הכוח החלש,
שפועל באינטראקציה
שפועל באינטראקציה
05:24
only with left-handed matter.
108
306000
2000
רק עם החומר השמאלי.
05:27
The strong force acts between quarks which carry
109
309000
2000
הכוח החזק
פועל בין קווארקים, שנושאים
פועל בין קווארקים, שנושאים
05:29
a different kind of charge, called color charge,
110
311000
2000
סוג אחר של מטען,
המכונה "מטען צבע",
המכונה "מטען צבע",
05:31
and come in three different varieties: red, green and blue.
111
313000
3000
והוא קיים בשלוש ואריאציות שונות:
אדום, ירוק וכחול.
אדום, ירוק וכחול.
05:34
You can blame Murray Gell-Mann for these names --
112
316000
2000
תאשימו את מאריי גלן-מאן
בשמות האלה --
בשמות האלה --
05:36
they're his fault.
113
318000
1000
הוא אשם בהם.
05:38
Finally, there's the force of gravity, which interacts with matter
114
320000
3000
לבסוף, ישנו כוח הכבידה
שפועל באינטראקציה עם החומר
שפועל באינטראקציה עם החומר
05:41
via its mass and spin.
115
323000
2000
באמצעות מסתו וסיבובו.
05:44
The most important thing to understand here
116
326000
2000
מה שהכי חשוב להבין כאן הוא
05:46
is that there's a different kind of charge associated
117
328000
2000
שסוג שונה של מטען מקושר
05:48
with each of these forces.
118
330000
1000
עם כל אחד מהכוחות הללו.
05:50
These four different forces interact with matter
119
332000
2000
ארבעה כוחות שונים אלה
פועלים באינטראקציה עם החומר
פועלים באינטראקציה עם החומר
05:52
according to the corresponding charges that each particle has.
120
334000
3000
בהתאם למטענים שיש לכל חלקיק.
05:57
A particle that hasn't been seen yet, but we're pretty sure exists,
121
339000
2000
חלקיק שטרם נצפה,
אך אנו די בטוחים בקיומו,
אך אנו די בטוחים בקיומו,
05:59
is the Higgs particle, which gives masses to all these other particles.
122
341000
4000
הוא חלקיק היגס, המספק מסות
לכל יתר החלקיקים האלה.
לכל יתר החלקיקים האלה.
06:04
The main purpose of the Large Hadron Collider
123
346000
1000
מטרתו העיקרית
של מאיץ ההדרונים הגדול
של מאיץ ההדרונים הגדול
06:05
is to see this Higgs particle, and we're almost certain it will.
124
347000
3000
הוא לראות את חלקיק היגס,
ואנו כמעט בטוחים שיצליח.
ואנו כמעט בטוחים שיצליח.
06:09
But the greatest mystery is what else we might see.
125
351000
3000
אך התעלומה הגדולה היא
מה עוד אנו עשויים לראות.
מה עוד אנו עשויים לראות.
06:13
And I'm going to show you one beautiful possibility
126
355000
2000
בהמשך, אציג בפניכם
אפשרות יפהפיה אחת
אפשרות יפהפיה אחת
06:15
towards the end of this talk.
127
357000
1000
לקראת סוף ההרצאה.
06:19
Now, if we count up all these different particles
128
361000
1000
כעת, אם נמנה את כל
החלקיקים השונים האלה
החלקיקים השונים האלה
06:20
using their various spins and charges, there are 226.
129
362000
4000
על פי סיבובם ומטעניהם,
מספרם 226.
מספרם 226.
06:25
That's a lot of particles to keep track of.
130
367000
1000
אלו הרבה חלקיקים
שצריך לעקוב אחריהם.
שצריך לעקוב אחריהם.
06:27
And it seems strange that nature would have
131
369000
2000
ונראה מוזר שלטבע
06:29
so many elementary particles.
132
371000
2000
יש חלקיקי-יסוד כה רבים.
06:32
But if we plot them out according to their charges,
133
374000
2000
אך אם נתווה אותם
לפי מטעניהם,
לפי מטעניהם,
06:34
some beautiful patterns emerge.
134
376000
2000
מופיעות כמה תבניות יפהפיות
06:38
The most familiar charge is electric charge.
135
380000
2000
המטען המוכר ביותר
הוא המטען החשמלי.
הוא המטען החשמלי.
06:41
Electrons have an electric charge, a negative one,
136
383000
2000
לאלקטרונים יש מטען חשמלי שלילי,
06:43
and quarks have electric charges in thirds.
137
385000
2000
ולקווארקים יש מטען חשמלי בשלישיות.
06:45
So when two up quarks and a down quark are combined
138
387000
2000
אז כשמצרפים שני קווארקי מעלה
וקווארק מטה אחד
וקווארק מטה אחד
06:47
to make a proton, it has a total electric charge of plus one.
139
389000
3000
כדי ליצור פרוטון,
יש לו מטען חשמלי של פלוס אחד.
יש לו מטען חשמלי של פלוס אחד.
06:51
These particles also have anti-particles, which have opposite charges.
140
393000
3000
לחלקיקים יש גם אנטי-חלקיקים
עם מטענים הפוכים.
עם מטענים הפוכים.
06:55
Now, it turns out the electric charge is actually
141
397000
1000
ומסתבר שבמטענים חשמליים
06:56
a combination of two other charges:
142
398000
3000
יש צירופים של עוד שני מטענים:
06:59
hypercharge and weak charge.
143
401000
2000
מטען-על ומטען חלש,
07:02
If we spread out the hypercharge and weak charge
144
404000
1000
אם נפרוש את מטען-העל
ואת המטען החלש
ואת המטען החלש
07:03
and plot the charges of particles in this two-dimensional charge space,
145
405000
5000
ונתאר את מטעני החלקיקים
במרחב-מטענים דו-מימדי זה,
במרחב-מטענים דו-מימדי זה,
07:08
the electric charge is where these particles sit
146
410000
2000
המטען החשמלי נמצא
היכן שיושבים החלקיקים האלה,
היכן שיושבים החלקיקים האלה,
07:10
along the vertical direction.
147
412000
2000
בכיוון האנכי,
07:13
The electromagnetic and weak forces interact with matter
148
415000
2000
הכוחות האלקטרומגנטי והחלש
פועלים באינטראקציה עם החומר
פועלים באינטראקציה עם החומר
07:15
according to their hypercharge and weak charge,
149
417000
2000
בהתאם למטעניהם,
מטען-העל והמטען החלש,
מטען-העל והמטען החלש,
07:17
which make this pattern.
150
419000
1000
שיוצרים תבנית זו.
07:19
This is called the Unified Electroweak Model,
151
421000
1000
זה נקרא
"המודל האלקטרו-חלש האחיד",
"המודל האלקטרו-חלש האחיד",
07:20
and it was put together back in 1967.
152
422000
3000
הוא הורכב עוד ב-1967.
07:24
The reason most of us are only familiar with electric charge
153
426000
2000
הסיבה שמרביתנו מכירים
רק את המטען החשמלי
רק את המטען החשמלי
07:26
and not both of these is because of the Higgs particle.
154
428000
3000
ולא את שני אלה,
היא בגלל חלקיק היגס.
היא בגלל חלקיק היגס.
07:30
The Higgs, over here on the left, has a large mass
155
432000
3000
להיגס, כאן משמאל,
יש מסה גדולה
יש מסה גדולה
07:33
and breaks the symmetry of this electroweak pattern.
156
435000
2000
והוא שובר את סימטריית
התבנית האלקטרו-חלשה הזו.
התבנית האלקטרו-חלשה הזו.
07:36
It makes the weak force very weak
157
438000
1000
הוא מחליש מאד את הכוח החלש
07:37
by giving the weak particles a large mass.
158
439000
2000
ע"י הענקת מסה גדולה
לחלקיקים החלשים
לחלקיקים החלשים
07:39
Since this massive Higgs sits along the horizontal direction
159
441000
3000
מאחר וההיגס המסיבי יושב
בכיוון האופקי בשרטוט זה,
בכיוון האופקי בשרטוט זה,
07:42
in this diagram, the photons of electromagnetism remain massless
160
444000
4000
פוטוני האלקטרומגנטיות
נותרים נטולי-מסה
נותרים נטולי-מסה
07:46
and interact with electric charge along the vertical direction
161
448000
2000
ופועלים באינטראקציה
עם המטען החשמלי בכיוון האנכי
עם המטען החשמלי בכיוון האנכי
07:48
in this charge space.
162
450000
1000
במרחב-המטענים הזה.
07:52
So the electromagnetic and weak forces are described
163
454000
2000
כך שהכוחות האלקטרומגנטי והחלש
מתוארים בתבנית זו
מתוארים בתבנית זו
07:54
by this pattern of particle charges in two-dimensional space.
164
456000
3000
של מטעני חלקיקים
במרחב דו-מימדי.
במרחב דו-מימדי.
07:58
We can include the strong force by spreading out
165
460000
2000
נוכל לכלול את הכוח החזק
ע"י פרישת
ע"י פרישת
08:00
its two charge directions and plotting the charges
166
462000
3000
שני כיווני המטען שלו
והתוויית המטענים
והתוויית המטענים
08:03
of the force particles in quarks along these directions.
167
465000
3000
של חלקיקי הכוח בקווארקים
בכיוונים אלה.
בכיוונים אלה.
08:07
The charges of all known particles can be plotted
168
469000
2000
ניתן להתוות את מטעני
כל החלקיקים
כל החלקיקים
08:09
in a four-dimensional charge space, and projected down
169
471000
3000
במרחב-מטענים ארבע-מימדי,
ולהטילם מטה
ולהטילם מטה
08:12
to two dimensions like this so we can see them.
170
474000
2000
בשני מימדים, כך,
כדי שנוכל לראותם.
כדי שנוכל לראותם.
08:15
Whenever particles interact, nature keeps things in a perfect balance
171
477000
3000
כשחלקיקים פועלים באינטראקציה,
הטבע שומר על איזון מושלם
הטבע שומר על איזון מושלם
08:18
along all four of these charge directions.
172
480000
2000
בכל ארבעת כיווני המטען האלה.
08:21
If a particle and an anti-particle collide, it creates a burst of energy
173
483000
3000
בהתנגשות בין חלקיק ואנטי-חלקיק
נוצר פרץ אנרגיה
נוצר פרץ אנרגיה
08:24
and a total charge of zero in all four charge directions.
174
486000
3000
וסך-מטען של אפס
בכל ארבעת כיווני המטען.
בכל ארבעת כיווני המטען.
08:28
At this point, anything can be created as long as it has
175
490000
3000
בנקודה זו כל דבר יכול להיווצר,
כל עוד יש לו
כל עוד יש לו
08:31
the same energy and maintains a total charge of zero.
176
493000
2000
אותה אנרגיה, והוא שומר על
סך-מטען של אפס.
סך-מטען של אפס.
08:34
For example, this weak force particle and its anti-particle
177
496000
3000
למשל, חלקיק כוח-חלש זה
והאנטי-חלקיק שלו
והאנטי-חלקיק שלו
08:37
can be created in a collision.
178
499000
2000
ניתנים ליצירה באמצעות התנגשות.
08:39
In further interactions, the charges must always balance.
179
501000
3000
באינטראקציות-המשך,
על המטענים להתאזן תמיד.
על המטענים להתאזן תמיד.
08:42
One of the weak particles could decay into an electron
180
504000
3000
אחד החלקיקים החלשים
עשוי לדעוך לכדי אלקטרון
עשוי לדעוך לכדי אלקטרון
08:45
and an anti-neutrino,
181
507000
2000
ואנטי-נויטרינו,
08:47
and these three still add to zero total charge.
182
509000
3000
ושלושת אלה עדיין מסתכמים
באפס-מטען
באפס-מטען
08:50
Nature always keeps a perfect balance.
183
512000
2000
הטבע שומר תמיד על איזון מושלם.
08:53
So these patterns of charges are not just pretty.
184
515000
2000
כך שתבניות מטען אלה
אינן סתם יפות:
אינן סתם יפות:
08:55
They tell us what interactions are allowed to happen.
185
517000
3000
הן אומרות לנו אילו אינטראקציות
רשאיות להתרחש.
רשאיות להתרחש.
08:58
And we can rotate this charge space in four dimensions
186
520000
3000
וביכולתנו לסובב מרחב-מטען
זה בארבעה מימדים
זה בארבעה מימדים
09:01
to get a better look at the strong interaction,
187
523000
2000
כדי לזכות בתצפית טובה יותר
על האינטראקציה החזקה,
על האינטראקציה החזקה,
09:03
which has this nice hexagonal symmetry.
188
525000
2000
בעלת הסימטריה המשושה היפה הזו.
09:06
In a strong interaction, a strong force particle, such as this one,
189
528000
4000
באינטראקציה חזקה,
חלקיק כוח-חזק כגון זה,
חלקיק כוח-חזק כגון זה,
09:10
interacts with a colored quark, such as this green one,
190
532000
3000
פועל הדדית עם קווארק צבע,
כמו הירוק הזה,
כמו הירוק הזה,
09:13
to give a quark with a different color charge -- this red one.
191
535000
4000
כדי להפיק קווארק עם
מטען-צבע שונה -- האדום הזה.
מטען-צבע שונה -- האדום הזה.
09:18
And strong interactions are happening millions of times
192
540000
2000
ואינטראקציות חזקות
מתרחשות מיליוני פעמים
מתרחשות מיליוני פעמים
09:20
each second in every atom of our bodies,
193
542000
3000
בכל שניה, בכל אטום בגופנו,
09:23
holding the atomic nuclei together.
194
545000
2000
ומצמידות את גרעיני האטומים יחד.
09:27
But these four charges corresponding to three forces
195
549000
3000
אך ארבעת המטענים האלה
שתואמים לשלושה כוחות
שתואמים לשלושה כוחות
09:30
are not the end of the story.
196
552000
1000
אינם סוף הסיפור.
09:32
We can also include two more charges
197
554000
1000
נוכל לכלול עוד שני מטענים
09:33
corresponding to the gravitational force.
198
555000
2000
התואמים לכוח הכבידה.
09:35
When we include these, each matter particle
199
557000
3000
כשאנו כוללים אותם,
יש לכל חלקיק חומר
יש לכל חלקיק חומר
09:38
has two different spin charges, spin-up and spin-down.
200
560000
3000
שני מטעני סחרור שונים:
סחרור-מעלה וסחרור-מטה.
סחרור-מעלה וסחרור-מטה.
09:42
So they all split, and give a nice pattern
201
564000
2000
כך שכולם מתפצלים
ומספקים תבנית יפה
ומספקים תבנית יפה
09:44
in six-dimensional charge space.
202
566000
2000
במרחב-מטענים שש-מימדי.
09:46
We can rotate this pattern in six dimensions,
203
568000
2000
ביכולתנו לסובב תבנית זו
בשישה מימדים
בשישה מימדים
09:48
and see that it's quite pretty.
204
570000
2000
ולראות שהיא יפה למדי.
09:53
Right now, this pattern matches our best current knowledge
205
575000
4000
לעת עתה, תבנית זו תואמת
למיטב הידע הנוכחי שלנו
למיטב הידע הנוכחי שלנו
09:57
of how nature is built at the tiny scales
206
579000
2000
כיצד הטבע בנוי
בקני-המידה הזעירים
בקני-המידה הזעירים
09:59
of these elementary particles.
207
581000
1000
של חלקיקי היסוד האלה.
10:01
This is what we know for certain.
208
583000
2000
זה מה שאנו יודעים לבטח.
10:03
Some of these particles are at the very limit
209
585000
1000
אחדים מחלקיקים אלה
מצויים ממש על הגבול
מצויים ממש על הגבול
10:04
of what we've been able to reach with experiments.
210
586000
2000
אליו הצלחנו להגיע בניסויים.
10:07
From this pattern, we already know the particle physics
211
589000
3000
לפי תבנית זו אנו כבר מכירים
את פיזיקת החלקיקים
את פיזיקת החלקיקים
10:10
of these tiny scales. The way the universe works
212
592000
3000
בקני-המידה הזעירים האלה.
הדרך בה פועל היקום
הדרך בה פועל היקום
10:13
with these tiny scales is very beautiful.
213
595000
3000
בקני-מידה זעירים אלה
היא יפהפיה.
היא יפהפיה.
10:17
But now I'm going to discuss some new and old ideas
214
599000
2000
אך כעת אעסוק
בכמה רעיונות חדשים וישנים
בכמה רעיונות חדשים וישנים
10:19
about things we don't know yet.
215
601000
1000
בנוגע לדברים שעדיין איננו יודעים.
10:22
We want to expand this pattern using mathematics alone,
216
604000
2000
ברצוננו להרחיב תבנית זו
רק בעזרת המתמטיקה,
רק בעזרת המתמטיקה,
10:24
and see if we can get our hands on the whole enchilada.
217
606000
3000
ולראות אם נוכל
לגרוף את כל הקופה.
לגרוף את כל הקופה.
10:27
We want to find all the particles and forces
218
609000
2000
ברצוננו לגלות
את כל החלקיקים והכוחות
את כל החלקיקים והכוחות
10:29
that make a complete picture of our universe.
219
611000
2000
שמספקים תמונה שלמה
של היקום שלנו.
של היקום שלנו.
10:32
And we want to use this picture to predict new particles
220
614000
2000
וברצוננו לנצל תמונה זו
כדי לנבא חלקיקים חדשים
כדי לנבא חלקיקים חדשים
10:34
that we'll see when experiments reach higher energies.
221
616000
2000
אותם נראה כשהניסויים יגיעו
לאנרגיות גבוהות יותר.
לאנרגיות גבוהות יותר.
10:39
So there's an old idea in particle physics
222
621000
2000
אז בפיזיקת החלקיקים יש רעיון ישן
10:41
that this known pattern of charges, which is not very symmetric,
223
623000
4000
שתבנית מוכרת זו של מטענים,
שאינה מאד סימטרית,
שאינה מאד סימטרית,
10:45
could emerge from a more perfect pattern that gets broken --
224
627000
3000
נובעת אולי
מתבנית שלמה יותר, שנקטעה --
מתבנית שלמה יותר, שנקטעה --
10:49
similar to how the Higgs particle breaks the electroweak pattern
225
631000
2000
כמו שחלקיק היגס שובר
את התבנית האלקטרו-חלשה
את התבנית האלקטרו-חלשה
10:51
to give electromagnetism.
226
633000
1000
כדי ליצור אלקטרומגנטיות.
10:53
In order to do this, we need to introduce new forces
227
635000
3000
כדי לעשות זאת
עלינו להכניס כוחות חדשים
עלינו להכניס כוחות חדשים
10:56
with new charge directions.
228
638000
2000
עם כיווני-מטען חדשים.
11:00
When we introduce a new direction, we get to guess
229
642000
2000
כשאנו מכניסים כיוון חדש,
באפשרותנו לנחש
באפשרותנו לנחש
11:02
what charges the particles have along this direction,
230
644000
3000
אילו מטענים
יהיו לחלקיקים באותו כיוון,
יהיו לחלקיקים באותו כיוון,
11:05
and then we can rotate it in with the others.
231
647000
1000
ואז אנו יכולים לסובב
ולשלב אותו עם האחרים.
ולשלב אותו עם האחרים.
11:08
If we guess wisely, we can construct the standard charges
232
650000
3000
אם ננחש בחוכמה,
נוכל לבנות את המטענים הסטנדרטיים
נוכל לבנות את המטענים הסטנדרטיים
11:11
in six charge dimensions as a broken symmetry
233
653000
3000
בשישה מימדי מטען
כסימטריה מקוטעת
כסימטריה מקוטעת
11:14
of this more perfect pattern in seven charge dimensions.
234
656000
3000
של אותה תבנית שלמה יותר
בשבעה מימדי מטען.
בשבעה מימדי מטען.
11:18
This particular choice corresponds to a grand unified theory
235
660000
3000
ברירה מסוימת זו מתאימה
לתיאוריה המאוחדת הגדולה
לתיאוריה המאוחדת הגדולה
11:21
introduced by Pati and Salam in 1973.
236
663000
3000
שהציגו פאטי וסאלם ב-1973.
11:24
When we look at this new unified pattern,
237
666000
3000
כשאנו מביטים בתבנית מאוחדת
חדשה זו,
חדשה זו,
11:27
we can see a couple of gaps where particles seem to be missing.
238
669000
3000
אנו רואים כמה פערים
היכן שכנראה חסרים חלקיקים.
היכן שכנראה חסרים חלקיקים.
11:31
This is the way theories of unification work.
239
673000
2000
זו דרכן של תיאוריות מאחדות.
11:34
A physicist looks for larger, more symmetric patterns
240
676000
2000
הפיזיקאי מחפש תבניות
גדולות יותר, סימטריות יותר
גדולות יותר, סימטריות יותר
11:36
that include the established pattern as a subset.
241
678000
3000
שמכילות את התבנית המבוססת
כמערך-משנה.
כמערך-משנה.
11:40
The larger pattern allows us to predict the existence
242
682000
2000
התבנית הגדולה יותר
מאפשרת לנו לחזות את קיומם
מאפשרת לנו לחזות את קיומם
11:42
of particles that have never been seen.
243
684000
2000
של חלקיקים שמעולם לא ניצפו.
11:45
This unification model predicts the existence of these two
244
687000
3000
המודל המאוחד מנבא את קיום
שני חלקיקי-כוח חדשים אלה,
שני חלקיקי-כוח חדשים אלה,
11:48
new force particles, which should act a lot like the weak force,
245
690000
4000
שאמורים לפעול
מאד בדומה לכוח החלש,
מאד בדומה לכוח החלש,
11:52
only weaker.
246
694000
1000
אבל חלש יותר.
11:54
Now we can rotate this set of charges in seven dimensions
247
696000
2000
כעת נוכל לסובב
מערך מטענים זה ב-7 מימדים
מערך מטענים זה ב-7 מימדים
11:56
and consider an odd fact about the matter particles:
248
698000
3000
ולשקול עובדה מוזרה
בנוגע לחלקיקי החומר:
בנוגע לחלקיקי החומר:
11:59
the second and third generations of matter
249
701000
3000
לדורות השני והשלישי של החומר
12:02
have exactly the same charges in six-dimensional charge space
250
704000
3000
יש בדיוק אותם מטענים
במרחב-מטענים 6 מימדי
במרחב-מטענים 6 מימדי
12:05
as the first generation.
251
707000
2000
כמו לדור הראשון.
12:08
These particles are not uniquely identified by their six charges.
252
710000
2000
חלקיקים אלה אינם מזוהים ייחודית
על-פי ששת מטעניהם.
על-פי ששת מטעניהם.
12:12
They sit on top of one another in the standard charge space.
253
714000
2000
הם יושבים זה על גבי זה
במרחב-המטענים הסטנדרטי.
במרחב-המטענים הסטנדרטי.
12:16
However, if we work in eight-dimensional charge space,
254
718000
3000
אך אם נעבוד במרחב-מטענים
שמונה-מימדי,
שמונה-מימדי,
12:19
then we can assign unique new charges to each particle.
255
721000
4000
נוכל להקצות מטען חדש וייחודי
לכל חלקיק.
לכל חלקיק.
12:23
Then we can spin these in eight dimensions,
256
725000
3000
כעת נוכל לסובב אותם
בשמונה מימדים,
בשמונה מימדים,
12:26
and see what the whole pattern looks like.
257
728000
2000
ולראות איך נראית
כל התבנית כולה.
כל התבנית כולה.
12:30
Here we can see the second and third generations of matter now
258
732000
2000
כאן אנו רואים את דורות-החומר
השני והשלישי, שכעת
השני והשלישי, שכעת
12:32
related to the first generation by a symmetry called "triality."
259
734000
4000
מתייחסים לדור הראשון
בסימטריה הקרויה "טריאליות".
בסימטריה הקרויה "טריאליות".
12:38
This particular pattern of charges in eight dimensions is actually
260
740000
3000
תבנית מסוימת זו של מטענים
ב-8 מימדים היא בעצם
ב-8 מימדים היא בעצם
12:41
part of the most beautiful geometric structure in mathematics.
261
743000
3000
חלק מהמבנה הגיאומטרי
היפה ביותר במתמטיקה.
היפה ביותר במתמטיקה.
12:46
It's a pattern of the largest exceptional Lie group, E8.
262
748000
3000
זאת תבנית "קבוצת לי", "אי-8",
החריגה והגדולה ביותר.
החריגה והגדולה ביותר.
12:50
This Lie group is a smooth, curved shape with 248 dimensions.
263
752000
3000
"קבוצת לי" היא צורה חלקה ומפותלת
בת 248 מימדים.
בת 248 מימדים.
12:54
Each point in this pattern corresponds to a symmetry
264
756000
3000
כל נקודה בתבנית זו
מקבילה לסימטריה מסוימת
מקבילה לסימטריה מסוימת
12:57
of this very complex and beautiful shape.
265
759000
2000
בצורה המאד מורכבת
והיפה הזו.
והיפה הזו.
13:00
One small part of this E8 shape can be used
266
762000
2000
ניתן להשתמש בחלק קטן
של צורת "אי-8" זו לתיאור
של צורת "אי-8" זו לתיאור
13:02
to describe the curved space-time of Einstein's general relativity,
267
764000
3000
המרחב-זמן המעוקם בתורת
היחסות הכללית של איינשטיין,
היחסות הכללית של איינשטיין,
13:05
explaining gravity.
268
767000
1000
המסבירה את הכבידה.
13:07
Together with quantum mechanics, the geometry of this shape
269
769000
3000
יחד עם מכניקת הקוונטים,
גיאומטריית צורה זו
גיאומטריית צורה זו
13:10
could describe everything about how the universe works
270
772000
2000
יכולה להסביר הכל
בנוגע לאופן פעולת היקום
בנוגע לאופן פעולת היקום
13:12
at the tiniest scales.
271
774000
2000
בקני-המידה הזעירים ביותר.
13:14
The pattern of this shape living in eight-dimensional charge space
272
776000
3000
ותבנית צורה זו, המתקיימת
במרחב-מטענים 8 מימדי,
במרחב-מטענים 8 מימדי,
13:17
is exquisitely beautiful,
273
779000
3000
היא יפה להפליא,
13:21
and it summarizes thousands of possible interactions
274
783000
2000
והיא מסכמת
אלפי אינטראקציות אפשריות
אלפי אינטראקציות אפשריות
13:23
between these elementary particles, each of which
275
785000
2000
בין חלקיקי יסוד אלה,
שכל אחד מהם
שכל אחד מהם
13:25
is just a facet of this complicated shape.
276
787000
2000
הוא רק פיאה אחת
של צורה מסובכת זו.
של צורה מסובכת זו.
13:30
As we spin it, we can see many of the other intricate patterns
277
792000
2000
כשנסובב אותה, נוכל לראות
רבות משאר התבניות המורכבות
רבות משאר התבניות המורכבות
13:32
contained in this one.
278
794000
1000
הכלולות בתבנית יחידה זו.
13:36
And with a particular rotation, we can look down through this pattern
279
798000
2000
ובזווית סיבוב מסוימת,
ביכולתנו להביט דרך התבנית
ביכולתנו להביט דרך התבנית
13:38
in eight dimensions along a symmetry axis
280
800000
3000
בשמונה מימדים
לאורך ציר סימטריה יחיד
לאורך ציר סימטריה יחיד
13:41
and see all the particles at once.
281
803000
2000
ולראות את כל החלקיקים בבת-אחת.
13:44
It's a very beautiful object, and as with any unification,
282
806000
3000
זהו אובייקט יפה מאד,
וכמו בכל האחדה,
וכמו בכל האחדה,
13:47
we can see some holes where new particles are required
283
809000
2000
ניתן לראות כמה חללים
היכן שחסרים חלקיקים חדשים
היכן שחסרים חלקיקים חדשים
13:49
by this pattern.
284
811000
2000
עבור תבנית זו.
13:52
There are 20 gaps where new particles should be,
285
814000
2000
ישנם 20 פערים בהם אמורים
להימצא חלקיקים חדשים,
להימצא חלקיקים חדשים,
13:55
two of which have been filled by the Pati-Salam particles.
286
817000
2000
שניים מהם מולאו ע"י
חלקיקיהם של פאטי וסאלם.
חלקיקיהם של פאטי וסאלם.
13:58
From their location in this pattern, we know that these new particles
287
820000
2000
לפי מיקומם בתבנית, אנו יודעים
שחלקיקים חדשים אלה
שחלקיקים חדשים אלה
14:00
should be scalar fields like the Higgs particle,
288
822000
3000
צריכים להיות שדות סקלריים
כמו חלקיק היגס,
כמו חלקיק היגס,
14:03
but have color charge and interact with the strong force.
289
825000
2000
אך יש להם מטען-צבע והם
פועלים הדדית עם הכוח החזק.
פועלים הדדית עם הכוח החזק.
14:06
Filling in these new particles completes this pattern,
290
828000
2000
מילוי חלקיקים חדשים
אלה ישלים תבנית זו,
אלה ישלים תבנית זו,
14:08
giving us the full E8.
291
830000
2000
וייתן לנו את ה"אי-8" השלם.
14:10
This E8 pattern has very deep mathematical roots.
292
832000
3000
לתבנית ה"אי-8" שורשים מתמטיים
עמוקים מאד.
עמוקים מאד.
14:13
It's considered by many to be the most beautiful structure
293
835000
3000
רבים רואים בה
את המבנה היפה ביותר
את המבנה היפה ביותר
14:16
in mathematics.
294
838000
1000
במתמטיקה/
14:17
It's a fantastic prospect that this object of great
295
839000
3000
יש סיכוי פנטסטי שאובייקט זה
של יופי מתמטי
של יופי מתמטי
14:20
mathematical beauty could describe the truth of particle interactions
296
842000
3000
עשוי לתאר את האמת
אודות אינטראקציות החלקיקים
אודות אינטראקציות החלקיקים
14:23
at the smallest scales imaginable.
297
845000
2000
בקני-המידה הקטנים ביותר
שניתן להעלות על הדעת.
שניתן להעלות על הדעת.
14:25
And this idea that nature is described by mathematics
298
847000
5000
ורעיון זה, לפיו הטבע
מתואר ע"י המתמטיקה,
מתואר ע"י המתמטיקה,
14:30
is not at all new.
299
852000
2000
איננו חדש כלל.
14:32
In 1623, Galileo wrote this:
300
854000
2000
ב-1623 כתב גלילאו:
14:36
"Nature's grand book, which stands continually open to our gaze,
301
858000
3000
"הספר הגדול של הטבע,
שניצב לעד פתוח לנגד עינינו,
שניצב לעד פתוח לנגד עינינו,
14:39
is written in the language of mathematics.
302
861000
2000
כתוב בשפת המתמטיקה.
14:42
Its characters are triangles, circles and other geometrical figures,
303
864000
3000
אותיותיו - משולשים, עיגולים
ושאר צורות גאומטריות,
ושאר צורות גאומטריות,
14:45
without which it is humanly impossible to understand
304
867000
2000
שלולא הן לא יוכל האדם להבין
14:47
a single word of it;
305
869000
1000
ולו מילה ממנו;
14:49
without these, one is wandering around in a dark labyrinth."
306
871000
3000
ללא אלה,
ננדוד לעד במבוך אפל."
ננדוד לעד במבוך אפל."
14:54
I believe this to be true, and I've tried
307
876000
2000
אני מאמין שזו אמת,
ומאז ומתמיד השתדלתי
ומאז ומתמיד השתדלתי
14:56
to follow Galileo's guidance in describing the mathematics
308
878000
2000
ללכת בעקבות גלילאו
בתיאור המתמטיקה
בתיאור המתמטיקה
14:58
of particle physics using only triangles, circles
309
880000
3000
של פיזיקת החלקיקים,
רק בעזרת משולשים, עיגולים
רק בעזרת משולשים, עיגולים
15:01
and other geometrical figures.
310
883000
1000
ושאר צורות גאומטריות.
15:03
Of course, when other physicists and I actually work on this stuff,
311
885000
3000
מובן שכשפיזיקאים אחרים ואני
עובדים על דברים אלה
עובדים על דברים אלה
15:06
the mathematics can resemble a dark labyrinth.
312
888000
3000
המתמטיקה עשויה להיראות
כמבוך אפל.
כמבוך אפל.
15:11
But it's reassuring that at the heart of this mathematics
313
893000
3000
אך מרגיע לדעת
שבלב המתמטיקה הזו
שבלב המתמטיקה הזו
15:14
is pure, beautiful geometry.
314
896000
2000
יש סימטריה טהורה ויפה.
15:18
Joined with quantum mechanics, this mathematics
315
900000
2000
יחד עם מכניקת הקוונטים,
מתמטיקה זו
מתמטיקה זו
15:20
describes our universe as a growing E8 coral,
316
902000
2000
מתארת את יקומנו
כאלמוג "אי-8" גדל והולך,
כאלמוג "אי-8" גדל והולך,
15:22
with particles interacting at every location in all possible ways
317
904000
4000
עם חלקיקים הפועלים באינטראקציה
בכל אתר ובכל דרך אפשרית
בכל אתר ובכל דרך אפשרית
15:26
according to a beautiful pattern.
318
908000
2000
על פי תבנית יפהפיה.
15:30
And as more of the pattern comes into view using new machines
319
912000
2000
וככל שנחשף עוד מן התבנית,
בעזרת מכונות חדשות
בעזרת מכונות חדשות
15:32
like the Large Hadron Collider, we may be able to see
320
914000
3000
כמו מאיץ ההדרונים הגדול,
ייתכן שנוכל לראות
ייתכן שנוכל לראות
15:35
whether nature uses this E8 pattern or a different one.
321
917000
4000
האם הטבע משתמש בתבנית
"אי-8" זו או בתבנית אחרת.
"אי-8" זו או בתבנית אחרת.
15:40
This process of discovery is a wonderful adventure to be involved in.
322
922000
3000
תהליך זה של גילוי הינו
השתתפות בהרפתקה נהדרת.
השתתפות בהרפתקה נהדרת.
15:44
If the LHC finds particles that fit this E8 pattern,
323
926000
3000
אם מאיץ ההדרונים יגלה חלקיקים
המתאימים לתבנית "אי-8",
המתאימים לתבנית "אי-8",
15:47
that will be very, very cool.
324
929000
2000
זה יהיה מאד מאד מעולה
15:50
If the LHC finds new particles, but they don't fit this pattern --
325
932000
3000
ואם יגלה חלקיקים חדשים,
שלא מתאימים לתבנית זו --
שלא מתאימים לתבנית זו --
15:53
well, that will be very interesting, but bad for this E8 theory.
326
935000
4000
זה יהיה מעניין מאד, אך גרוע
מבחינת תיאוריית ה"אי-8".
מבחינת תיאוריית ה"אי-8".
15:58
And, of course, bad for me personally.
327
940000
2000
וכמובן, גרוע מבחינתי האישית.
16:00
(Laughter)
328
942000
3000
[צחוק]
16:03
Now how bad would that be?
329
945000
1000
כמה גרוע זה עלול להיות?
16:04
Well, pretty bad.
330
946000
2000
ובכן, גרוע למדי.
16:06
(Laughter)
331
948000
4000
[צחוק]
16:10
But predicting how nature works is a very risky game.
332
952000
2000
אך ניבוי אופן פעולת הטבע
הוא עסק מסוכן ביותר.
הוא עסק מסוכן ביותר.
16:13
This theory and others like it are long shots.
333
955000
3000
תיאוריות אלה ואחרות כמותן
הן הימורים רציניים.
הן הימורים רציניים.
16:17
One does a lot of hard work knowing that most of these ideas
334
959000
3000
עובדים קשה מאד
ויודעים שמרבית רעיונות אלה
ויודעים שמרבית רעיונות אלה
16:20
probably won't end up being true about nature.
335
962000
1000
בנוגע לטבע
אולי יתגלו כשגויים.
אולי יתגלו כשגויים.
16:22
That's what doing theoretical physics is like:
336
964000
1000
כזה הוא העיסוק בפיזיקה תיאורטית:
16:24
there are a lot of wipeouts.
337
966000
1000
יש הרבה מחיקות.
16:26
In this regard, new physics theories are a lot like start-up companies.
338
968000
3000
בהיבט זה, תאוריות חדשות בפיזיקה
הן כמו חברות הזנק.
הן כמו חברות הזנק.
16:32
As with any large investment, it can be emotionally difficult
339
974000
2000
כבכל השקעה גדולה,
זה עלול להיות קשה רגשית
זה עלול להיות קשה רגשית
16:34
to abandon a line of research when it isn't working out.
340
976000
2000
לזנוח כיוון-מחקר שאיננו מעשי.
16:37
But in science, if something isn't working, you have to
341
979000
2000
אך במדע, כשמשהו לא עובד,
16:39
toss it out and try something else.
342
981000
1000
יש להשליכו ולנסות משהו אחר.
16:42
Now, the only way to maintain sanity and achieve happiness
343
984000
3000
והדרך היחידה לשמור על שפיות
ולמצוא אושר
ולמצוא אושר
16:45
in the midst of this uncertainty is to keep balance
344
987000
2000
בתוך האי-ודאות הזו,
היא לשמור על איזון
היא לשמור על איזון
16:47
and perspective in life.
345
989000
2000
ופרספקטיבה בחיים.
16:51
I've tried the best I can to live a balanced life.
346
993000
2000
אני מנסה כמיטב יכולתי
לחיות חיים מאוזנים
לחיות חיים מאוזנים
16:53
(Laughter)
347
995000
3000
[צחוק]
16:56
I try to balance my life equally between physics, love and surfing --
348
998000
3000
אני משתדל לאזן את חיי
בין פיזיקה, אהבה וגלישה --
בין פיזיקה, אהבה וגלישה --
16:59
my own three charge directions.
349
1001000
2000
שלושת כיווני המטען שלי.
17:01
(Laughter)
350
1003000
2000
[צחוק]
17:03
This way, even if the physics I work on comes to nothing,
351
1005000
2000
כך שגם אם הפיזיקה שאני עובד עליה
תסתיים בלא-כלום,
תסתיים בלא-כלום,
17:05
I still know I've lived a good life.
352
1007000
2000
עדיין אדע שחייתי חיים טובים.
17:08
And I try to live in beautiful places.
353
1010000
2000
אני גם משתדל לגור במקומות יפים.
17:10
For most of the past ten years I've lived on the island of Maui,
354
1012000
3000
משך רוב 10 השנים האחרונות
אני חי באי מאווי,
אני חי באי מאווי,
17:13
a very beautiful place.
355
1015000
2000
מקום יפה ביותר.
17:15
Now it's one of the greatest mysteries in the universe to my parents
356
1017000
3000
עבור הורי, אחת התעלומות
הגדולות בעולם היא
הגדולות בעולם היא
17:18
how I managed to survive all that time without engaging
357
1020000
3000
איך הצלחתי להתקיים
כל הזמן הזה בלי לעסוק
כל הזמן הזה בלי לעסוק
17:21
in anything resembling full-time employment.
358
1023000
2000
בשום דבר שמזכיר תעסוקה קבועה.
17:23
(Laughter)
359
1025000
4000
[צחוק]
17:27
I'm going to let you in on that secret.
360
1029000
1000
אגלה לכם את הסוד.
17:31
This was a view from my home office on Maui.
361
1033000
1000
זהו הנוף הנשקף
ממשרדי הביתי במאווי
ממשרדי הביתי במאווי
17:35
And this is another, and another.
362
1037000
4000
וזה עוד אחד, ועוד אחד.
17:39
And you may have noticed that these beautiful views
363
1041000
2000
ואולי שמתם לב
שהנופים היפים האלה
שהנופים היפים האלה
17:41
are similar, but in slightly different places.
364
1043000
2000
דומים, אבל נמצאים
במקומות שונים מעט.
במקומות שונים מעט.
17:45
That's because this used to be my home and office on Maui.
365
1047000
3000
זה בגלל שזה היה
ביתי ומשרדי במאווי.
ביתי ומשרדי במאווי.
17:48
(Laughter)
366
1050000
2000
[צחוק]
17:50
I've chosen a very unusual life.
367
1052000
2000
בחרתי בחיים מאד יוצאי-דופן.
17:53
But not worrying about rent allowed me to spend my time
368
1055000
2000
אך העדר הדאגה לשכר-דירה
איפשר לי לבלות את זמני
איפשר לי לבלות את זמני
17:55
doing what I love.
369
1057000
1000
בעשיית מה שאני אוהב.
17:57
Living a nomadic existence has been hard at times,
370
1059000
2000
חיי נווד היו לעתים קשים,
17:59
but it's allowed me to live in beautiful places
371
1061000
2000
אך זה איפשר לי
לחיות במקומות יפים
לחיות במקומות יפים
18:01
and keep a balance in my life that I've been happy with.
372
1063000
3000
ולקיים בחיי איזון שמספק אותי.
18:05
It allows me to spend a lot of my time hanging out
373
1067000
2000
זה איפשר לי
לבלות חלק גדול מזמני
לבלות חלק גדול מזמני
18:07
with hyper-intelligent coral.
374
1069000
2000
בחברת אלמוגים סופר-תבוניים.
18:11
But I also greatly enjoy the company of hyper-intelligent people.
375
1073000
2000
אבל אני נהנה מאד גם מחברת
אנשים סופר-תבוניים.
אנשים סופר-תבוניים.
18:14
So I'm very happy to have been invited here to TED.
376
1076000
2000
כך ששמחתי מאד
שהוזמנתי לכאן היום
שהוזמנתי לכאן היום
18:17
Thank you very much.
377
1079000
1000
תודה רבה לכם.
18:18
(Applause)
378
1080000
13000
[מחיאות כפיים]
18:31
Chris Anderson: I probably understood two percent of that,
379
1093000
1000
כריס אנדרסון: הבנתי אולי 2 אחוזים מכל זה,
18:32
but I still absolutely loved it. So I'm going to sound dumb.
380
1094000
6000
אך בהחלט אהבתי את זה.
אז אני עומד להישמע מטומטם.
אז אני עומד להישמע מטומטם.
18:38
Your theory of everything --
381
1100000
3000
התיאוריה שלך על הכל...
18:41
Garrett Lisi: I'm used to coral.
382
1103000
1000
גארט ליזי: אני רגיל לאלמוגים.
18:42
CA: That's right. The reason it's got a few people
383
1104000
2000
כ"א: נכון. הסיבה שזה ריגש
לפחות כמה אנשים
לפחות כמה אנשים
18:44
at least excited is because, if you're right, it brings
384
1106000
3000
היא, שאם אתה צודק,
זה משלב ביחד
זה משלב ביחד
18:47
gravity and quantum theory together.
385
1109000
2000
את תורת הכבידה
ואת תיאוריית הקוונטים.
ואת תיאוריית הקוונטים.
18:50
So are you saying that we should think of the universe,
386
1112000
3000
אז האם אתה אומר
שעלינו לחשוב על היקום
שעלינו לחשוב על היקום
18:53
at its heart -- that the smallest things that there are,
387
1115000
3000
כאילו שהדברים הקטנים ביותר שיש בו
18:56
are somehow an E8 object of possibility?
388
1118000
7000
הם איכשהו יעד
לאפשרויות של "אי-8"?
לאפשרויות של "אי-8"?
19:03
I mean, is there a scale to it, at the smallest scale,
389
1125000
2000
כלומר, האם יש קנה-מידה לכך
בסדר הגודל הקטן ביותר,
בסדר הגודל הקטן ביותר,
19:05
or ...?
390
1127000
1000
לדעתך, או...?
19:06
GL: Well, right now the pattern I showed you that corresponds
391
1128000
3000
ג"ל: כרגע, התבנית שהצגתי,
שמתאימה
שמתאימה
19:09
to what we know about elementary particle physics --
392
1131000
4000
למה שאנו יודעים
על פיזיקת חלקיקי היסוד --
על פיזיקת חלקיקי היסוד --
19:13
that already corresponds to a very beautiful shape.
393
1135000
3000
תואמת כבר לצורה יפה ביותר.
19:16
And that's the one that I said we knew for certain.
394
1138000
1000
ועליה אמרתי
שאנו יודעים זאת לבטח
שאנו יודעים זאת לבטח
19:18
And that shape has remarkable similarities -- and the way it fits
395
1140000
4000
ולצורה זו קווי-דמיון בולטים,
והדרך בה היא מתאימה
והדרך בה היא מתאימה
19:22
into this E8 pattern could be the rest of the picture.
396
1144000
3000
לתבנית "אי-8" זו, עשויה להוות
את יתר התמונה.
את יתר התמונה.
19:26
And these patterns of points that I've shown for you
397
1148000
3000
ותבניות אלה
של הנקודות שהראיתי לכם,
של הנקודות שהראיתי לכם,
19:29
actually represent symmetries of this high-dimensional object
398
1151000
4000
מייצגות למעשה סימטריות
של אובייקט רב-מימדי זה
של אובייקט רב-מימדי זה
19:33
that would be warping and moving and dancing
399
1155000
3000
שאמור להתפתל ולנוע ולרקוד
19:36
over the space time that we experience.
400
1158000
2000
בכל המרחב-זמן אותו אנו חווים.
19:39
And that would be what explains all these
401
1161000
2000
וזה אולי מה שיסביר
19:41
elementary particles that we see.
402
1163000
1000
את כל חלקיקי היסוד האלה
שאנו רואים.
שאנו רואים.
19:42
CA: But a string theorist,
403
1164000
3000
כ"א: אך מי שדוגל בתאוריית המיתרים,
19:45
as I understand it, explains electrons in terms of much smaller
404
1167000
2000
כפי שאני מבין אותה,
מסביר את האלקטרונים במונחים
מסביר את האלקטרונים במונחים
19:47
strings vibrating --
405
1169000
1000
של מיתרים הרבה יותר קטנים,
שרוטטים --
שרוטטים --
19:48
I know you don't like string theory -- vibrating inside it.
406
1170000
2000
אני יודע שאינך אוהב
את תאוריית המיתרים -- רוטטים בפנים.
את תאוריית המיתרים -- רוטטים בפנים.
19:51
How should we think of an electron in relation to E8?
407
1173000
5000
איך עלינו לחשוב
על האלקטרון ביחס ל"אי-8"?
על האלקטרון ביחס ל"אי-8"?
19:57
GL: No, it would be one of the symmetries of this E8 shape.
408
1179000
3000
ג"ל: לא, זו אמורה להיות
אחת הסימטריות של צורת ה"אי-8".
אחת הסימטריות של צורת ה"אי-8".
20:01
So what's happening is, as the shape is moving over space-time,
409
1183000
4000
מה שקורה הוא שכאשר הצורה
נעה על פני המרחב-זמן,
נעה על פני המרחב-זמן,
20:05
it's twisting. And the direction it's twisting as it moves
410
1187000
4000
היא מסתובבת,
וכיוון הסיבוב תוך כדי התנועה
וכיוון הסיבוב תוך כדי התנועה
20:09
is what particle we see. So it would be --
411
1191000
2000
הוא החלקיק שאנו רואים.
כך שזה צריך להיות --
כך שזה צריך להיות --
20:11
CA: The size of the E8 shape,
412
1193000
2000
כ"א: גודל צורת ה"אי-8",
20:13
how does that relate to the electron?
413
1195000
1000
מה היחס בינו לבין האלקטרון?
20:14
I kind of feel like I need that for my picture.
414
1196000
2000
אני מרגיש שזה חסר לי
כדי להשלים את התמונה.
כדי להשלים את התמונה.
20:16
Is it bigger? Is it smaller?
415
1198000
1000
האם היא גדולה יותר?
קטנה יותר?
קטנה יותר?
20:17
GL: Well, as far as we know electrons are point particles,
416
1199000
2000
ג"ל: ככל שאנו יודעים, האלקטרונים
הם חלקיקים נקודתיים,
הם חלקיקים נקודתיים,
20:20
so this would be going down to the smallest possible scales.
417
1202000
3000
כך שזה יורד
לקני-המידה הקטנים ביותר.
לקני-המידה הקטנים ביותר.
20:24
So the way these things are explained in quantum field theory
418
1206000
2000
והדרך בה דברים אלה מוסברים
בתאוריית השדה הקוונטי
בתאוריית השדה הקוונטי
20:26
is, all possibilities are expanding and developing at once.
419
1208000
4000
היא שכל האפשרויות
מתרחבות ומתפתחות בבת-אחת.
מתרחבות ומתפתחות בבת-אחת.
20:30
And this is why I use the analogy to coral.
420
1212000
2000
ולכן אני משווה זאת לאלמוג.
20:33
And in this way, the way that E8 comes in is
421
1215000
7000
ובאופן זה,
הדרך בה משתלב ה"אי-8"
הדרך בה משתלב ה"אי-8"
20:40
it will be as a shape that's attached at each point in space-time.
422
1222000
4000
היא כצורה שמחוברת
בכל נקודה במרחב-זמן.
בכל נקודה במרחב-זמן.
20:45
And, as I said, the way the shape twists --
423
1227000
4000
וכפי שאמרתי,
האופן שבו הצורה מסתובבת --
האופן שבו הצורה מסתובבת --
20:49
the directional along which way the shape is twisting
424
1231000
2000
הכיווניות בה הצורה מסתובבת
20:51
as it moves over this curved surface --
425
1233000
1000
כשהיא נעה על פני
המשטח המעוקם הזה --
המשטח המעוקם הזה --
20:52
is what the elementary particles are, themselves.
426
1234000
4000
היא מה שחלקיקי היסוד
הינם בעצמם.
הינם בעצמם.
20:56
So through quantum field theory, they manifest themselves
427
1238000
4000
ודרך תאוריית השדה הקוונטי
הם מציגים עצמם
הם מציגים עצמם
21:00
as points and interact that way.
428
1242000
1000
כנקודות, ופועלים כך באינטראקציה.
21:02
I don't know if I'll be able to make this any clearer.
429
1244000
2000
איני יודע אם אוכל להבהיר זאת יותר.
21:04
(Laughter)
430
1246000
4000
[צחוק]
21:08
CA: It doesn't really matter.
431
1250000
1000
כ"א: זה לא ממש חשוב.
21:09
It's evoking a kind of sense of wonder, and I certainly
432
1251000
4000
זה מעורר תחושה של פליאה,
ולפחות אני
ולפחות אני
21:13
want to understand more of this.
433
1255000
3000
רוצה להבין זאת יותר.
21:16
But thank you so much for coming. That was absolutely fascinating.
434
1258000
2000
אבל תודה רבה שבאת.
זה היה ממש מרתק.
זה היה ממש מרתק.
21:18
(Applause)
435
1260000
3000
[מחיאות כפיים]
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