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

Частить разрешается Частить разрешается

Что делать, чтобы похудеть как можно быстрее

Худеем правильно
Кто в доме хозяин, или что должен делать хороший муж Кто в доме хозяин, или что должен делать хороший муж

Что должен делать муж в семье: вопрос не риторический

Playboy
Какое место человек занимает в пищевой цепи Какое место человек занимает в пищевой цепи

Правильно ли считать, что человек находится на вершине пищевой цепи?

Популярная механика
Очарование Южного Урала Очарование Южного Урала

Челябинская область – это край древних легенд, бесконечных гор и лесов

Отдых в России
Почему дергается глаз и что с этим делать? Почему дергается глаз и что с этим делать?

Как избавиться от нервного тика глаз и когда пора бить тревогу?

РБК
Михаил Гордин: «Научно-техническую мысль невозможно остановить» Михаил Гордин: «Научно-техническую мысль невозможно остановить»

Россия подтвердила свое умение создавать современные авиадвигатели

Эксперт
Апокалипсис в раю Апокалипсис в раю

Извержение Кумбре-Вьехи: что (и почему) случилось на канарском острове Ла-Пальма

N+1
Коротко о главном Коротко о главном

Сценарист и режиссер Надин Лабаки о ее коротком метре

Harper's Bazaar
«В бизнесе надо просто не умереть по пути, есть вот такая задачка» «В бизнесе надо просто не умереть по пути, есть вот такая задачка»

Основатель «Партии еды» — зачем продал растущую компанию?

VC.RU
Продукты для похудения: список, который мы составили для тебя вместе с экспертом Продукты для похудения: список, который мы составили для тебя вместе с экспертом

Мы узнали у диетолога, существует ли на самом деле еда для похудения

Playboy
Как отключить быструю зарядку и зачем это нужно Как отключить быструю зарядку и зачем это нужно

Функция быстрой зарядки нужна не всегда и зачастую она лишь вредит аккумулятору

CHIP
Почему измена не повод для развода Почему измена не повод для развода

Почему измена помогает обоим партнерам стать лучше?

Psychologies
Движение по кругу: как менялась мода на джинсы последние 100 лет Движение по кругу: как менялась мода на джинсы последние 100 лет

Почему та или иная модель джинсов становилась культовой

Esquire
Задержку фотоионизации измерили без привлечения аттосекундных импульсов Задержку фотоионизации измерили без привлечения аттосекундных импульсов

Физики реализовали метод измерения задержек электронов при фотоионизации

N+1
Белые совы впервые добрались до Испании Белые совы впервые добрались до Испании

Белые совы склонны к далеким путешествиям

N+1
«Я больше не могу»: 5 шагов в борьбе с эмоциональным выгоранием «Я больше не могу»: 5 шагов в борьбе с эмоциональным выгоранием

«Работа надоела настолько, что не могу себя заставить включить утром ноутбук»

Psychologies
Безумный Мадс: почему всем нравится Миккельсен — главный датский актер Голливуда Безумный Мадс: почему всем нравится Миккельсен — главный датский актер Голливуда

Зрителя он одурманил в сериале «Ганнибал», а Голливуд в фильме «Еще по одной»

Esquire
Древнеримская фигурка борца оказалась африканским воином Древнеримская фигурка борца оказалась африканским воином

Свинцовая фигурка I века нашей эры изображала африканского воина

N+1
Чего 30-летние мужчины ждут от отношений? Чего 30-летние мужчины ждут от отношений?

Что именно нужно молодым людям в романтических отношениях в 30 лет

Psychologies
Магнитным частицам во внутреннем ухе голубей отказали в роли магниторецепторов Магнитным частицам во внутреннем ухе голубей отказали в роли магниторецепторов

Биофизики выяснили, что кутикулосомы не участвуют в механизме магнитной рецепции

N+1
История древней кукурузы: как одомашнивали маис 5000 лет назад История древней кукурузы: как одомашнивали маис 5000 лет назад

Какие именно гены преобладали у предков современных злаков?

Популярная механика
Смена работы: как подготовиться психологически Смена работы: как подготовиться психологически

Разбираемся, как безболезненно сменить род или место деятельности

Psychologies
5 минутные детективы 5 минутные детективы

Архивные пятиминутные детективы

Esquire
Сиенские супруги Сиенские супруги

Джанноддза Сарачени и Мариотто Миньянелли жили и друг друга любили в Сиене

Наука и жизнь
Где твоя маска? Где твоя маска?

О масочном режиме, введенном среди людей, испытывающих боль славы

Harper's Bazaar
Эксперимент COSINE-100 не увидел обнаруженной DAMA/LIBRE темной материи Эксперимент COSINE-100 не увидел обнаруженной DAMA/LIBRE темной материи

Источник сигнала в детекторе DAMA/LIBRE остается неизвестным

N+1
Нормы красоты Нормы красоты

Какие проблемы сегодня актуальны для индустрии красоты?

Forbes Life
Горный перевал: как Toyota Land Cruiser 300 справился с дорогами в Дагестане Горный перевал: как Toyota Land Cruiser 300 справился с дорогами в Дагестане

Toyota представила новую версию легендарного Land Cruiser с дизельным двигателем

Forbes
«Рост оплаты труда происходит, когда повышается его сложность» «Рост оплаты труда происходит, когда повышается его сложность»

Александр Широв — о производительности труда и о том, как ее считать и повышать

Эксперт
Глава Meta в Центральной Европе — Forbes: «В метавселенной у всех будут равные шансы» Глава Meta в Центральной Европе — Forbes: «В метавселенной у всех будут равные шансы»

Вице-президент Meta — о роли Цукерберга в создании метавселенной

Forbes
Открыть в приложении