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

Картина «Не ждали»: новое лицо оппозиции Картина «Не ждали»: новое лицо оппозиции

Кого и чего на самом деле не ждали герои картины «Не ждали»

Вокруг света
Турецкие ихтиологи переоткрыли «вымершую» рыбу спустя почти 50 лет Турецкие ихтиологи переоткрыли «вымершую» рыбу спустя почти 50 лет

Ихтиологи переоткрыли редкую рыбу — батманского гольца

N+1
Почему ночью хочется шевелить ногами — все причины и советы врачей Почему ночью хочется шевелить ногами — все причины и советы врачей

Дискомфорт в ногах, вынуждающий просыпаться и двигать ими, — что это такое?

РБК
«Обрезан ли Супермен?» 5 книг со странным названием и их краткое содержание «Обрезан ли Супермен?» 5 книг со странным названием и их краткое содержание

Книги с интригующими названиями на ежегодной премии Diagram Prize

Playboy
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
Как женщины боролись и борются за право на аборт Как женщины боролись и борются за право на аборт

Отрывок из книги «Неудобные женщины»: как девушки веками отстаивали свои права

СНОБ
Китайские наскальные рисунки оставили палеолитические охотники-собиратели Китайские наскальные рисунки оставили палеолитические охотники-собиратели

Эти произведения искусства создали палеолитические охотники-собиратели

N+1
Геронтологи научились измерять биологический возраст голых землекопов Геронтологи научились измерять биологический возраст голых землекопов

Исследователи создали часы, по которым можно оценивать возраст голого землекопа

N+1
«Представляю секс с рабочим»: о чем говорят женские сексуальные фантазии «Представляю секс с рабочим»: о чем говорят женские сексуальные фантазии

Сексолог расшифровывает фантазии читательниц и объясняет, как их можно воплотить

Psychologies
По ту сторону: городские легенды, которую помогут понять Россию По ту сторону: городские легенды, которую помогут понять Россию

Городской фольклор таит в себе многое, о чем умалчивают официальные гиды

Esquire
Почему домашнее насилие — национальная традиция, с которой в стране не готовы расставаться Почему домашнее насилие — национальная традиция, с которой в стране не готовы расставаться

Почему бороться с домашним насилием в России никто не спешит?

СНОБ
Астрономы нашли горячую экзопланету - год на ней длится всего 8 часов Астрономы нашли горячую экзопланету - год на ней длится всего 8 часов

Одна из самых легких среди почти 5 000 известных сегодня экзопланет

Популярная механика
«Поколение сэндвича»: почему женщины старше 45 лет живут ради других «Поколение сэндвича»: почему женщины старше 45 лет живут ради других

Тем, кто заботится одновременно и о детях, и о родителях, приходится тяжело

Cosmopolitan
Характеры животных: пауки-социалисты и робкие рыбы Характеры животных: пауки-социалисты и робкие рыбы

Если оно шевелится, скорее всего, у него есть характер

Популярная механика
Игра в классику: 10 культовых фильмов, чтобы скоротать вечер в приятной компании Игра в классику: 10 культовых фильмов, чтобы скоротать вечер в приятной компании

Надежная классика, доступная на Netflix

Esquire
Технология быстрой зарядки: просто о важном Технология быстрой зарядки: просто о важном

Разбираемся в технологиях быстрой зарядки и их ключевых особенностях

CHIP
Времени хватит Времени хватит

Лучшие бьюти-процедуры «на выход»

Добрые советы
Что наука говорит о балансе работы и личной жизни Что наука говорит о балансе работы и личной жизни

Как правильно расставлять приоритеты между работой и личной жизнью?

Популярная механика
«Если будешь всех слушать, то проиграешь»: главное из интервью Михаила Токовинина, основателя amoCRM «Если будешь всех слушать, то проиграешь»: главное из интервью Михаила Токовинина, основателя amoCRM

Основатель amoCRM — зачем он нанимает неуверенных в себе людей?

VC.RU
Христианский гимн, панк и факельное шествие. Как Германия проводила Ангелу Меркель с поста канцлера Христианский гимн, панк и факельное шествие. Как Германия проводила Ангелу Меркель с поста канцлера

Как прошла торжественная церемония в честь Ангелы Меркель

СНОБ
Исчезновение языков связали с высоким уровнем образования и строительством дорог Исчезновение языков связали с высоким уровнем образования и строительством дорог

Хорошее образование и плотность дорожных сетей связали с исчезновением языков

N+1
The Hatters комментируют свой новый альбом Golden Hits The Hatters комментируют свой новый альбом Golden Hits

The Hatters рассказывают про каждую песню своего нового релиза

GQ
Российские археологи представили три античных клада пантикапейкских монет из Крыма Российские археологи представили три античных клада пантикапейкских монет из Крыма

В распоряжении ученых оказались 96 монет и серебряные женские серьги

N+1
3 мифа о теории привязанности 3 мифа о теории привязанности

Стиль привязанности очень сильно влияет на нашу личность и на отношения

Psychologies
30 м² 30 м²

“Инстаграмный” интерьер, который будет эффектно выглядеть и привлекать туристов

AD
Берлин, 22 июня… Берлин, 22 июня…

В тот день футбол интересовал немцев больше, чем сообщения о военных действиях

Дилетант
О чем он только думает О чем он только думает

Прочитать мысли мужчины или просто спросить его?

Cosmopolitan
Лихорадка у ребенка Лихорадка у ребенка

Как помочь ребенку при лихорадке быстро и безопасно

Лиза
Острый момент: 7 ошибок, которые ты допускаешь при бритье зоны бикини Острый момент: 7 ошибок, которые ты допускаешь при бритье зоны бикини

Самые распространенные ошибки, которые ты допускаешь при бритье зоны бикини

Cosmopolitan
Наше и классное! Лучшие российские фильмы 2021 года, которые ты могла пропустить Наше и классное! Лучшие российские фильмы 2021 года, которые ты могла пропустить

Наше кино бывает отличным. Пусть и иногда немного мрачноватым.

Cosmopolitan
Открыть в приложении