Отрывок из книги «Уравнение Бога» — о квантовой теории

N+1Наука

«Уравнение Бога: В поисках теории всего»

Уже более полувека физики пытаются сформулировать теорию всего, которая объединила бы гравитацию, электромегнетизм, а также сильные и слабые ядерные взаимодействия. Если это удастся, мы получим ответы на фундаментальные вопросы о прошлом и будущем Вселенной. В книге «Уравнение Бога: В поисках теории всего» (издательство «Альпина нон-фикшн»), переведенной на русский язык Натальей Лисовой, профессор теоретической физики Митио Каку рассказывает, как открытия недавнего прошлого меняли наши представления о мире и почему есть основания полагать, что загадки времени и пространства поможет разрешить теория струн. N + 1 предлагает своим читателям ознакомиться с фрагментом, посвященным рождению и первым достижениям квантовой теории.

Квантовый восход

Пока Эйнштейн в одиночку работал над новой всеобъемлющей теорией, которая вобрала бы в себя как пространство и время, так и вещество и энергию, параллельно в физике шли исследования, призванные ответить на старый как мир вопрос: из чего состоит вещество? Результатом стало создание следующей великой физической теории — квантовой.

Ньютон, завершив работу над теорией всемирного тяготения, взялся за алхимические эксперименты в попытке понять природу вещества. Высказываются предположения, что приступы депрессии у Ньютона были обусловлены его экспериментами с ртутью — известно, что это вещество ядовито и вызывает неврологические расстройства. Однако о фундаментальных свойствах вещества тогда мало что было известно, и работы первых алхимиков практически ничего не внесли в заполнение этого пробела: слишком уж много времени и энергии они тратили на попытки превращения свинца в золото.

Потребовалось несколько столетий, чтобы постепенно раскрыть тайны строения вещества. К началу XIX века химики стали находить и выделять основные элементы природы — химические элементы, которые невозможно было разложить на что-то еще более простое. Если поразительных успехов в физике в этот период добивались в первую очередь математики, то прорывные открытия в химии по-прежнему были результатом долгих часов утомительной работы в лаборатории.

В 1869 г. Дмитрию Менделееву во сне пришла идея о том, как упорядочить все элементы природы. Проснувшись, он начал сводить известные элементы в регулярную таблицу, показывая при этом, что в их свойствах наблюдаются периодические закономерности. Из хаоса химических веществ и реакций вдруг явились порядок и предсказуемость. Все 60 или около того известных элементов легко встраивались в эту простую таблицу, но в ней оставались пробелы, и Менделеев смог предсказать свойства недостающих элементов. Когда эти элементы, в соответствии с предсказанием, были реально обнаружены в лаборатории, авторитет Менделеева невероятно вырос.

Но почему химические элементы образуют такие правильные группы?

Следующий серьезный шаг был сделан в 1989 г., когда Мария и Пьер Кюри выделили новый ряд нестабильных элементов, прежде невиданных. Без всякого источника энергии радий ярко светился в лаборатории, нарушая один из самых важных принципов физики — закон сохранения энергии (принцип, согласно которому энергия не возникает ниоткуда и не исчезает). Энергия лучей радия бралась, кажется, ниоткуда. Ясно было, что без новой теории здесь не обойтись.

До того момента химики считали, что фундаментальные составляющие вещества — химические элементы — вечны, что такие элементы, как водород или кислород, бесконечно сохраняют стабильность. Но теперь они в своих лабораториях могли наблюдать, как элементы, подобные радию, распадаются на другие элементы, испуская какое-то излучение в процессе распада.

Кроме того, появилась возможность вычислить, как быстро распадаются эти нестабильные элементы, и оказалось, что время их распада может измеряться тысячами и даже миллиардами лет. Открытия Кюри помогли решить давний спор. Геологи, пораженные величественной неспешностью процессов образования горных пород, понимали, что возраст Земли должен составлять миллиарды лет. Но лорд Кельвин — один из гигантов классической викторианской физики — рассчитал, что остывание расплавленной Земли заняло бы всего лишь несколько миллионов лет. Кто из них был прав?

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Что говорят о нас наши пищевые привычки Что говорят о нас наши пищевые привычки

По тому, как именно человек ест, можно многое узнать о нем самом

Psychologies
Boulevard Depo и SP4K — о дружбе, новом EP Qwerty Lang и ценности фольклора Boulevard Depo и SP4K — о дружбе, новом EP Qwerty Lang и ценности фольклора

Boulevard Depo и SP4K о дружбе, черном юморе и отсылкам к русской культуре

Esquire
Как открыть и содержать гостиницу для животных в Москве и сколько на этом можно заработать Как открыть и содержать гостиницу для животных в Москве и сколько на этом можно заработать

Зоогостиница: помещение, персонал и более миллиона рублей на открытие

VC.RU
Правда «Мемориала»: почему организация не вписалась в официальную историю репрессий Правда «Мемориала»: почему организация не вписалась в официальную историю репрессий

Как «Мемориал» вошел в жесткое противоречие с силовой версией советской истории?

Forbes
Если девушка прислала тебе нюдсы. Как реагировать, чтобы все не испортить Если девушка прислала тебе нюдсы. Как реагировать, чтобы все не испортить

Просто поразительно, какие проблемы стоят перед современными мужчинами

Maxim
Воодушевляющий роман о примирении. Сара Морган: «Наше худшее Рождество» Воодушевляющий роман о примирении. Сара Морган: «Наше худшее Рождество»

Отрывок из нового бестселлера Sunday Times и USA Today от Сары Морган

СНОБ
Впечатлила «Игра в кальмара»? Лучшие южнокорейские фильмы с высоким рейтингом Впечатлила «Игра в кальмара»? Лучшие южнокорейские фильмы с высоким рейтингом

Южная Корея и правда подарила нам довольно много отличных фильмов и сериалов

Cosmopolitan
Во что на самом деле обходится космический туризм миллиардеров для нашей планеты: обращение ученых Во что на самом деле обходится космический туризм миллиардеров для нашей планеты: обращение ученых

Один полет корабля выделяет в атмосферу безумное количество углекислого газа

Популярная механика
Гликемический индекс продуктов: что это и на что он влияет Гликемический индекс продуктов: что это и на что он влияет

Почему ориентироваться на гликемический индекс нужно с большой осторожностью

РБК
30 идеальных новогодних поздравлений для друзей, коллег и самых близких 30 идеальных новогодних поздравлений для друзей, коллег и самых близких

Коллекция новогодних пожеланий

Cosmopolitan
Война, насилие, абьюз: как травмы влияют на психику и почему важно их проработать Война, насилие, абьюз: как травмы влияют на психику и почему важно их проработать

Отрывок из книги «Травма и исцеление» психиатра и феминистки Джудит Герман

Forbes
8 идей, что подарить лучшей подруге на 8 марта 8 идей, что подарить лучшей подруге на 8 марта

Что можно подарить на 8 марта подруге

Cosmopolitan
15 самых любопытных хитростей и розыгрышей всех времен 15 самых любопытных хитростей и розыгрышей всех времен

Почему танки так называются и в чем заключается коварство белок?

Maxim
Сервис выжимок увеличил конверсию в подписки на 23%: перестал хвалить себя и пообещал напомнить, когда спишет деньги Сервис выжимок увеличил конверсию в подписки на 23%: перестал хвалить себя и пообещал напомнить, когда спишет деньги

Как Blinkist изменил интерфейс приложения и увеличил число покупок на 1200%

VC.RU
Что такое ихтиоз: виды, симптомы, лечение Что такое ихтиоз: виды, симптомы, лечение

Дерматолог объясняет как проявляется ихтиоз и рассказывает о вариантах лечения

РБК
Если исчезнет гелий: 10 неожиданных перемен, которые нас ожидают Если исчезнет гелий: 10 неожиданных перемен, которые нас ожидают

Исчезновение гелия сильно ударит по современной жизни

Популярная механика
Герасим и топор, или Преступление без наказания Герасим и топор, или Преступление без наказания

Вероятно, это самое знаменитое описание преступления в мировой литературе

Дилетант
Взять под контроль: что такое селфхарм и почему люди причиняют себе боль Взять под контроль: что такое селфхарм и почему люди причиняют себе боль

Когда самоповреждающее поведение может маскироваться под норму?

Forbes
65 м² 65 м²

Дизайн квартиры от BHD Studio начался с большой яркой картины

AD
Долгое ожидание и роботы-курьеры: каким рынок доставки еды будет в будущем Долгое ожидание и роботы-курьеры: каким рынок доставки еды будет в будущем

Кто и как нам будет доставлять еду в ближайшие годы?

Forbes
«Муж назвал это бредом. Мне было больно»: Ольга Бузова пожаловалась на Тарасова «Муж назвал это бредом. Мне было больно»: Ольга Бузова пожаловалась на Тарасова

Ольга Бузова эмоционально высказалась о своем союзе с Тарасовым

Cosmopolitan
Нео на пенсии или пародия на современный Голливуд: какой получилась новая «Матрица» Нео на пенсии или пародия на современный Голливуд: какой получилась новая «Матрица»

Как новая «Матрица» стала одновременно пародией и оммажем оригинальной серии

Forbes
Орден дружбы Байдена. Как президент США спас Путина и Абрамовича Орден дружбы Байдена. Как президент США спас Путина и Абрамовича

Америка решила, что Кремль нужно выводить из изоляции, чтобы он стал сговорчивее

СНОБ
Три простых рецепта блюд из курицы, которые точно удивят гостей Три простых рецепта блюд из курицы, которые точно удивят гостей

На самом деле курицу можно приготовить миллионом разных способов

Cosmopolitan
Как вернуть себе устойчивость, когда проживаешь измену Как вернуть себе устойчивость, когда проживаешь измену

Мы переживаем измену как серьезную психологическую травму

Psychologies
Учёные обнаружили, что за нашими тёмными и негативными мыслями скрывается вполне измеримый фактор Учёные обнаружили, что за нашими тёмными и негативными мыслями скрывается вполне измеримый фактор

Тёмный фактор личности — что это такое и как он влияет на нас?

Популярная механика
Праздник вкуса Праздник вкуса

Покупаем авокадо, индейку, икру и мандарины

Добрые советы
Инвестиционный поход Инвестиционный поход

Важен баланс между стабильностью и риском

Esquire
Женские потребности и хрупкое мужское эго. Приведет ли равноправие к исчезновению секса Женские потребности и хрупкое мужское эго. Приведет ли равноправие к исчезновению секса

Приведет ли равенство полов к исчезновению секса

СНОБ
На войне как на войне: как запах свежескошенной травы защищает ее от опасностей На войне как на войне: как запах свежескошенной травы защищает ее от опасностей

Зачем нужен запах свежескошенной травы?

Популярная механика
Открыть в приложении