Поступово таємне ставало явним: з'явилася космологія Великого Вибуху, чорні діри, кварки, глюони, тріумф симетрії і її порушення, радіо, телебачення, мазери, лазери, транзистори, ядерний магнітний резонанс, вибух мікроелектроніки і телекомунікацій і, звичайно, ядерні бомби. Ми пройшли довгий шлях. Можна з упевненістю сказати, що 100 років тому ніхто навіть близько не міг передбачити, якою буде сучасна фізика.
Сьогодні у нас є набагато більш глибоке розуміння фізичного світу, яке (на думку багатьох) забезпечує більш стабільну платформу для футурологічних спекуляцій. Якщо закинути фізика з минулого на 50 років вперед, в наш час, багато він зрозуміє дуже скоро, а якщо на 25 років, то ще швидше. Можливо, думати сьогодні про те, що буде через 100 років, не так вже й нерозумно.
У будь-якому випадку думати про фізику в довгостроковій перспективі - зовсім не означає будувати точні прогнози, як в бізнес-плані. Це не реальна мета. Це швидше корисна вправа для тренування уяви. Воно призводить нас до питань, які можуть дати цінні плоди. Які слабкі місця в нашому поточному розумінні і практиках? Які межі зростання технологій і можливостей? В яких місцях два цих питання можуть перетинатися?
Ці дослідження ведуть нас в двох основних напрямках. Одне з них, в якому ми прагнемо вдосконалювати наше розуміння основ, - це напрямок вглиб. Ми шукаємо приховані зв'язки між різними аспектами світу, які здаються розділеними: поверхнево різні сили - сила і речовина, матерія і простір-час, історія і закон, інформація та дії, розум і матерія. Інше, в якому ми застосовуємо наші знання, - це напрямок росту. Ми значно розширимо сенсоріум людини. Ми розробимо саморемонтірующіеся, самозбирається і самовідтворюються машини, вони продовжать розвиток титанічних комп'ютерів і інженерних проектів. Просунуті числові і квантові симуляції, що доповнюють розуміння матерії, зроблять революції в хімії, медицині та матеріалознавстві - підштовхнувши тим самим епоху квантового інтелекту. Художники і вчені працюватимуть разом, втілюючи красу в нові багаті форми.
Частина перша: уніфікації
У минулому багато з найбільших досягнень ставали уніфікації (об'єднаннями) щодо розрізнених предметів. Декарт пов'язав алгебру і геометрію. Галілей і Ньютон зв'язали небесну механіку і земну фізику. Максвелл об'єднав електромагнетизм з оптикою. Ейнштейн і Герман Мінковський об'єднали простір і час.
Менш відомим і більш тонким, однак актуальним сьогодні, є математична уніфікація механіки і оптики Вільяма Роуена Гамільтона. На самому початку, в 1830-х роках, це було чисто естетичним вправою, що не містить нової фізики. Але через 50 років ідеї Гамільтона лягли в основу статистичної механіки, а через 100 років стали центральною частиною квантової теорії.
У кожному з цих історичних об'єднань, а також в декількох інших, загальне виявлялося більше суми його частин. Уніфікація була плідною, успішною, необхідної. У цьому світлі Франк Вілчек, лауреат Нобелівської премії, описує сім інших видів уніфікації, які, на його думку, повинні збагатити фізику протягом наступного століття.
Уніфікація I: сили
Уявіть собі клаптик паперу, вирізаний таким ось чином. Погляньте нижче - він має 12 правильних п'ятикутників, з'єднаних між собою. Очевидно, цей об'єкт повинен складатися в додекаедр.
Припустимо, якийсь злий дух розділив частини незібраного додекаедру, щоб зробити наступний загадковий об'єкт.
