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

4 правила и 3 продукта для чистой кожи 4 правила и 3 продукта для чистой кожи

Диетолог о секретах чистой кожи

Cosmopolitan
10 антиутопий и их экранизации 10 антиутопий и их экранизации

Выдающиеся антиутопии, которые можно не только почитать, но и посмотреть

СНОБ
Завезенных на Гран-Канарию королевских змей уличили в уничтожении местных ящериц Завезенных на Гран-Канарию королевских змей уличили в уничтожении местных ящериц

Чтобы не допустить вымирания ящериц, ученые призывают бороться со змеями

N+1
Вычитание фононов с помощью света сделало звук неклассическим Вычитание фононов с помощью света сделало звук неклассическим

Физики продемонстрировали возможность вычитания фононов из резонатора

N+1
Не переключайтесь: 23 оригинальных фильма Netflix, вышедших в 2021 году Не переключайтесь: 23 оригинальных фильма Netflix, вышедших в 2021 году

Партия оригинальных и неплохих проектов Netflix 2021 года

Правила жизни
Дорога в историю Дорога в историю

Туристический маршрут по подлинной истории: Талицы – Мураново – Радонеж

Отдых в России
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
Сильная слабая девочка Сильная слабая девочка

В 21 год Яна Гладких стала самой юной артисткой труппы МХТ имени Чехова

OK!
Китайский премиум: стоит ли брать Exeed VX Китайский премиум: стоит ли брать Exeed VX

Exeed VX — кроссовер с 249-сильным мотором и преселективным «роботом»

Maxim
Что такое акклиматизация, в чем она проявляется и как ее облегчить Что такое акклиматизация, в чем она проявляется и как ее облегчить

Как справиться с акклиматизацией в различных условиях и можно ли избежать ее

РБК
«Ты сейчас нарушаешь мои границы»: как происходит подмена понятий новой этики «Ты сейчас нарушаешь мои границы»: как происходит подмена понятий новой этики

Глава из книги «Сложные чувства» о новой реальности наших чувств

Forbes
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
Романтика и секс с пользой для планеты Романтика и секс с пользой для планеты

Как не ударить в грязь лицом перед экоактивисткой?

Playboy
Что такое ихтиоз: виды, симптомы, лечение Что такое ихтиоз: виды, симптомы, лечение

Дерматолог объясняет как проявляется ихтиоз и рассказывает о вариантах лечения

РБК
Что такое «эффект прожектора» и как перестать все преувеличивать Что такое «эффект прожектора» и как перестать все преувеличивать

«Эффект прожектора». Разбираемся, что это такое и как с этим жить

РБК
Поглощение когерентных молекул сделали отрицательным Поглощение когерентных молекул сделали отрицательным

Физики исследовали влияние эффектов когерентности

N+1
Анастасия Стоцкая: «Стараюсь из своей жизни исключать любую критику» Анастасия Стоцкая: «Стараюсь из своей жизни исключать любую критику»

Анастасия Стоцкая — о мюзиклах, рок-операх и хейтерах

Караван историй
В путешествие с ребенком: как не испортить себе отдых В путешествие с ребенком: как не испортить себе отдых

Время отпусков и путешествий. Встает вопрос: как быть с ребенком?

Psychologies
Когда жалованье стало зарплатой и кем были стилисты в середине XX века Когда жалованье стало зарплатой и кем были стилисты в середине XX века

Жалованье и зарплата. Перемены в жизни слов

РБК
Даже если во всей технике будут одинаковые зарядки, бардак останется: почему «единый стандарт» USB-С не совсем единый Даже если во всей технике будут одинаковые зарядки, бардак останется: почему «единый стандарт» USB-С не совсем единый

Но даже у одинаковых внешне проводов могут быть разные характеристики

VC.RU
Пора украшать дом к Новому году — вот несколько простых идей Пора украшать дом к Новому году — вот несколько простых идей

Если хочется праздничного настроения, а пластиковой мишуры не хочется

Esquire
Сокращение населения Китая: как падает рождаемость, какие прогнозы Сокращение населения Китая: как падает рождаемость, какие прогнозы

Рассказываем о причинах сокращения населения Китая и о тенденциях этого процесса

ТехИнсайдер
Константин Хабенский – о «Чемпионе мира», театре и возрасте Константин Хабенский – о «Чемпионе мира», театре и возрасте

Константин Хабенский о «Чемпионе мира», шахматах и неудачных проектах

GQ
Все толстеют, а ты похудей: 7 советов, которые помогут скинуть вес за праздники Все толстеют, а ты похудей: 7 советов, которые помогут скинуть вес за праздники

А что ты скажешь, если ты не поправишься, а похудеешь?

Cosmopolitan
Реальный мир или «Матрица»: почему ученые до сих пор спорят о том, где мы находимся Реальный мир или «Матрица»: почему ученые до сих пор спорят о том, где мы находимся

Многие физики всерьез обсуждают теорию о том, что наш мир — лишь матрица

ТехИнсайдер
Фарфоровый кабинет Фарфоровый кабинет

Интерьеры резиденции Langham Nymphenburg

SALON-Interior
Коротко о главном Коротко о главном

Сценарист и режиссер Надин Лабаки о ее коротком метре

Harper's Bazaar
Что делать, если ноутбук не включается Что делать, если ноутбук не включается

Почему ноутбук может не включаться и как решить эту проблему?

CHIP
Можем ли мы деградировать обратно в обезьян? Можем ли мы деградировать обратно в обезьян?

Может ли очень старый человек однажды превратиться в обезьяну?

Популярная механика
15 важнейших витаминов для женщин и продукты, в которых они содержатся 15 важнейших витаминов для женщин и продукты, в которых они содержатся

Чтобы организм оставался здоровым и сильным, ему не обойтись без витаминов

Cosmopolitan
Открыть в приложении