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

Добро пожаловать в машину! Добро пожаловать в машину!

Оправдана ли суета вокруг дополненной реальности

CHIP
Русская музыка: подкаст о главных именах современной академической сцены. Интервью с композиторами Еленой Рыковой и Антоном Васильевым Русская музыка: подкаст о главных именах современной академической сцены. Интервью с композиторами Еленой Рыковой и Антоном Васильевым

Композиторы о творчестве, культурном коде и технологиях

СНОБ
Два письма, или Как найти выход из безвыходной ситуации Два письма, или Как найти выход из безвыходной ситуации

Когда твой почти взрослый ребенок почти безнадежно болен, есть два пути

СНОБ
Илон Маск Илон Маск

Илон Маск стал первым в истории, чье состояние достигло 300 миллиардов долларов

ЖАРА Magazine
«Разведенка с прицепом»: не приговор, а манипуляция общественным сознанием «Разведенка с прицепом»: не приговор, а манипуляция общественным сознанием

«Разведенка с прицепом» — это приговор счастливой семейной жизни?

Psychologies
Кремниевая механика: как достигается атомная точность хода часов Кремниевая механика: как достигается атомная точность хода часов

В учебниках каменный, бронзовый и железный века сменятся веком кремния

Популярная механика
Если что, я мигом подлечу Если что, я мигом подлечу

Вот-вот мы сможем вырваться из потока машин и подняться над городской суетой

GQ
Нет повести актуальнее Нет повести актуальнее

«Вестсайдская история»: Стивен Спилберг и его Шекспир, Бернстайн и Нью-Йорк

Weekend
«Ведьмак 3» и God of War — во что играют популярные порноактрисы «Ведьмак 3» и God of War — во что играют популярные порноактрисы

Рассказываем, какими играми любят занимать себя эти красавицы в свободное время

Maxim
Лев Гумилев. Русская Голгофа Лев Гумилев. Русская Голгофа

Именно в этом музее семья Гумилевых встретилась снова

СНОБ
Душа дома Душа дома

Загородный дом в одном из именитых стародачных посёлков Подмосковья

SALON-Interior
Вечная история о насилии и отчуждении: «Заводному апельсину» — 50 лет. Вспоминаем великий фильм Стэнли Кубрика Вечная история о насилии и отчуждении: «Заводному апельсину» — 50 лет. Вспоминаем великий фильм Стэнли Кубрика

Как Кубрику удалось снять один из лучших фильмов об изоляции и бунте?

Esquire
Топ самых лучших новогодних и рождественских фильмов на все времена Топ самых лучших новогодних и рождественских фильмов на все времена

Небольшой список самых популярных новогодних фильмов и мультфильмов

Популярная механика
Мотор кухни Мотор кухни

Кто стоит за успешным шефом?

Bones
Тебе это не кажется: как понять, что он тебя разлюбил Тебе это не кажется: как понять, что он тебя разлюбил

Разбираемся, как понять, что мужчина разлюбил женщину

VOICE
Рок-волна Рок-волна

Джоанна Стингрей публикует архивные фото и рассказывает о старых временах

Grazia
Как армия влияет на шанс выжить в зомби апокалипсисе: интересное исследование и советы Как армия влияет на шанс выжить в зомби апокалипсисе: интересное исследование и советы

В случае массового восстания зомби гражданское население будут защищать военные

Популярная механика
Вызов принят Вызов принят

Ирина Горбачёва была номинирована дважды: как «Главный герой» и в «Паре года»

OK!
Как менялась Анастасия Макеева: от королевы красоты до четырежды жены Как менялась Анастасия Макеева: от королевы красоты до четырежды жены

Как выглядела актриса Анастасия Макеева в разные моменты своей жизни

Cosmopolitan
«Самый масштабный кризис за всю историю»: почему палладий долго будет дороже платины «Самый масштабный кризис за всю историю»: почему палладий долго будет дороже платины

Можно ли заменить палладий платиной? Рассказывает вице-президент ГМК «Норникель»

Forbes
Рожденная в семье нацистов: как жила Одри Хепбёрн во время войны Рожденная в семье нацистов: как жила Одри Хепбёрн во время войны

Мало кто знает, но Одри Хепбёрн родилась в семье… нацистов. Да-да, именно так!

Cosmopolitan
Взяли Казань Взяли Казань

Как богатейшие люди Татарстана согласились на партнерство

Forbes
Подонок и паршивый лицемер. История знаменитого адвоката и друга Дональда Трампа Роя Кона Подонок и паршивый лицемер. История знаменитого адвоката и друга Дональда Трампа Роя Кона

О жизни американского адвоката, «ублюдка и паршивого лицемера» Роя Кона

4x4 Club
Какие пластические операции можно сделать только раз в жизни — мнение врача Какие пластические операции можно сделать только раз в жизни — мнение врача

От каких пластических операций эффект останется на всю жизнь?

Cosmopolitan
Ольга Арлаускас: «Все люди заслуживают внимания, одобрения и принятия» Ольга Арлаускас: «Все люди заслуживают внимания, одобрения и принятия»

Героиня номера – Ольга Арлаускас, известная работами на социальную тематику

Grazia
Почему нельзя учить мальчиков и девочек отдельно: чем это закончилось в СССР Почему нельзя учить мальчиков и девочек отдельно: чем это закончилось в СССР

Раздельное обучение в СССР

Cosmopolitan
Нас догонят Нас догонят

Иван Давыдов о сериале «След»

Weekend
Кричащий кэмп: каким получился второй сезон «Эмили в Париже» Кричащий кэмп: каким получился второй сезон «Эмили в Париже»

Продолжение сериала о жизни легкомысленной сммщицы в Париже

РБК
Какие заболевания в старости ждут супергероев: ученые все рассчитали Какие заболевания в старости ждут супергероев: ученые все рассчитали

Какие заболевания могут ожидать персонажей киновселенной Marvel в будущем

Популярная механика
Как Иоанна Ангеликус была Папой Римским, пока не родила во время крестного хода Как Иоанна Ангеликус была Папой Римским, пока не родила во время крестного хода

Больше двух лет на папском престоле сидела женщина

Cosmopolitan
Открыть в приложении