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

Уроки кройки и шитья: что такое upcycling и кто строит бизнес на вторичном производстве одежды Уроки кройки и шитья: что такое upcycling и кто строит бизнес на вторичном производстве одежды

Что происходит на рынке вторичного производства одежды сегодня

Forbes
«Для ветеранов виртуальной реальности это более глянцевый клон VRChat»: первые отзывы о метавселенной Horizon Worlds «Для ветеранов виртуальной реальности это более глянцевый клон VRChat»: первые отзывы о метавселенной Horizon Worlds

Журналисты называют платформу смесью из Roblox и VRCha

VC.RU
Дольче и пиканте Дольче и пиканте

Иностранцам многое откроется, если внимательно смотреть, слушать и пробовать

Bones
Карта местообитания редких видов птиц: новый проект WWF Карта местообитания редких видов птиц: новый проект WWF

Всемирный фонд дикой природы (WWF) выпустил уникальную интерактивную карту.

National Geographic
Что такое анорексия: симптомы, причины, лечение Что такое анорексия: симптомы, причины, лечение

Что вызывает анорексию, каковые её последствия и как её вылечить?

РБК
«Веселое чтиво притягивает как магнит». Почему люди любят «дешевые» книги «Веселое чтиво притягивает как магнит». Почему люди любят «дешевые» книги

Не только о книгах, но и о тех, кто их покупает и читает

СНОБ
5 реальных способов ускорить ваш компьютер 5 реальных способов ускорить ваш компьютер

Сегодня мы рассмотрим несколько реальных способов ускорения работы компьютера

CHIP
Терагерцовое излучение превратило магноны в фононы Терагерцовое излучение превратило магноны в фононы

Физики исследовали магнон-фононную связь в кристалле дифторида кобальта

N+1
Разгадали знак «бесконечность» Разгадали знак «бесконечность»

Что поможет нам оставаться молодыми и каковы наши шансы на бессмертие?

Vogue
Фишинговые атаки: как противостоять интернет-мошенничеству Фишинговые атаки: как противостоять интернет-мошенничеству

Как защитить себя от злоумышленников в интернете?

Популярная механика
Почему не стоит покупать детям слишком много игрушек Почему не стоит покупать детям слишком много игрушек

Как правильно выбирать детям игрушки?

Популярная механика
История компании «Ценципер» История компании «Ценципер»

От культовой реновации Парка Горького до фотовыставок в «Пятерочке»

Inc.
Юлия Харитонова: «Я изучаю все и везде!» Юлия Харитонова: «Я изучаю все и везде!»

Шеф-кондитер с 20-летним стажем о собственном бизнесе и настоящем шоколаде

Bones
Жилой мэтр Жилой мэтр

Мельников и Ле Корбюзье: что было общего и разного у именитых архитекторов?

Seasons of life
Один из родителей изменяет. Что делать? Один из родителей изменяет. Что делать?

Как быть: раскрыть тайну или молчать во имя семейного счастья?

Psychologies
Разгадка обратной стороны Луны Разгадка обратной стороны Луны

Факты об обратной стороне Луны, вид которой долгое время был загадкой для ученых

Популярная механика
Заведи себе банк Заведи себе банк

Торговые сети предпочитают создавать собственные банки

Эксперт
Как купить автомобиль на торгах. Инструкция, риски и преимущества Как купить автомобиль на торгах. Инструкция, риски и преимущества

Как купить автомобиль на торгах, не потратив все нервы и силы?

РБК
Киллиан Мерфи. Человек в футляре Киллиан Мерфи. Человек в футляре

Прозрачным глазам и точеным скулам этого ирландца посвящена сотня веб-сайтов

Караван историй
Наука побеждать Наука побеждать

По требованию Сталина сняли целый цикл картин про русских военачальников

Дилетант
Без аминокислот рынок мяса трясет Без аминокислот рынок мяса трясет

Животноводы столкнулись с дефицитом основных компонентов для кормовых добавок

Эксперт
Химики завернули молекулу в ленту Мебиуса Химики завернули молекулу в ленту Мебиуса

Макроцикл с закрученными цепочками атомов проявил необычные свойства в растворе

N+1
Чем заняться дома зимой? Чем заняться дома зимой?

Как разнообразить свой досуг, не покидая дома?

Psychologies
Любовь Аксенова – о новом сериале, российском кинематографе и «Наруто» Любовь Аксенова – о новом сериале, российском кинематографе и «Наруто»

Любовь Аксенова о проекте «12 Любличностей» и критическом отношении к работе

GQ
Овцы заселили Фарерские острова раньше викингов Овцы заселили Фарерские острова раньше викингов

Какой была фауна Фарерский островов до появления на них викингов?

N+1
Как набить себе цену Как набить себе цену

Всё, что нужно знать о чернильных узорах под кожей

Men’s Health
Когда пользовательский контент эффективнее рекламы: как авторы и компании извлекают выгоду из TikTok Когда пользовательский контент эффективнее рекламы: как авторы и компании извлекают выгоду из TikTok

О том, как устроена экономика TikTok и почему брендам важны ролики обычных людей

VC.RU
Можно ли управлять эмоциональным «похмельем»? Объясняет психолог Можно ли управлять эмоциональным «похмельем»? Объясняет психолог

Что такое эмоциональное «похмелье» и как им управлять?

Inc.
Шея-предательница: 10 звезд, реальный возраст которых выдают «кольца Венеры» Шея-предательница: 10 звезд, реальный возраст которых выдают «кольца Венеры»

Глубокие морщины на шее выдают реальный возраст знаменитостей

Cosmopolitan
Археологи нашли в Турции разрушенное серией цунами древнее поселение Археологи нашли в Турции разрушенное серией цунами древнее поселение

Минойского извержение разрушило поселение Чешме-Багларараси в Западной Анатолии

N+1
Открыть в приложении