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

10 символов, зашифрованных в картине «Сад земных наслаждений» 10 символов, зашифрованных в картине «Сад земных наслаждений»

В картинах благоверного католика Босха зашифрованы убеждения тайного еретика

Вокруг света
«Город — это не здания, город — это люди»: кто живет в подсознании Москвы «Город — это не здания, город — это люди»: кто живет в подсознании Москвы

Отрывок из книги «Тень» — о том, как полицейский попадает в потусторонний мир

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
43 м² 43 м²

Цветовая гамма в квартире оттеняет живопись из коллекции хозяйки

AD
Газ монооксида иттрия сизифово охладили до одного микрокельвина Газ монооксида иттрия сизифово охладили до одного микрокельвина

Физики охладили монооксид иттрия до одного микрокельвина

N+1
Ретроградная Луна: что будет, если спутник Земли начнёт вращаться в обратном направлении Ретроградная Луна: что будет, если спутник Земли начнёт вращаться в обратном направлении

Что произошло бы, если бы Луна обладала ретроградным движением?

Популярная механика
Ролевая модель из XVI века: как герцогиня Клод де Рец представляла французскую корону Ролевая модель из XVI века: как герцогиня Клод де Рец представляла французскую корону

История герцогини де Рец похожа на лихо закрученный авантюрный роман

Forbes
Революция в биологии: как ученые нашли эукариоты без митохондрий Революция в биологии: как ученые нашли эукариоты без митохондрий

Разве жизнь может развиваться только одним способом?

Популярная механика
Долгие разговоры с незнакомцами могут иметь удивительные последствия Долгие разговоры с незнакомцами могут иметь удивительные последствия

Ожидания людей относительно их взаимодействия с незнакомцами ошибочны

Популярная механика
Проклятье лошади и биологическая война: странные теории заговора об американском аэропорте Проклятье лошади и биологическая война: странные теории заговора об американском аэропорте

Иногда вокруг аэропортов ходит столько слухов, что пора писать об этом книги

Популярная механика
Итальянский опыт Итальянский опыт

Мы попросили шеф-поваров — преподавателей академии поделиться своими рецептами

Bones
Лена Ванина Лена Ванина

Лена Ванина — сценаристка важных сериалов нового времени

Собака.ru
Древнерусские бизнесмены и тайны генетики: 12 лучших новых подкастов на русском языке Древнерусские бизнесмены и тайны генетики: 12 лучших новых подкастов на русском языке

12 самых популярных бесплатных подкастов на русском языке

Forbes
«Толпа требовала крови!»: Илью Варламова после массовой драки задержали в Африке «Толпа требовала крови!»: Илью Варламова после массовой драки задержали в Африке

Илья Варламов попал в неприятную ситуацию в Либерии

Cosmopolitan
Аплодисменты для медведя Аплодисменты для медведя

Корреспондент Юлия Тихонова побывала на вершине Северного Басега

Отдых в России
Глазами робота: что такое Глазами робота: что такое

Раздел робототехники, который позволяет роботам эффективнее работать

Популярная механика
«Чего не сделали готы, то сделали скόты» «Чего не сделали готы, то сделали скόты»

Мраморы Элджина — жемчужина коллекции Британского музея

Дилетант
«Сначала лучше, потом дешевле. Сначала доходы, потом расходы» «Сначала лучше, потом дешевле. Сначала доходы, потом расходы»

Интервью руководителя ВТБ Private Banking Дмитрия Брейтенбихера

Forbes
Путин поддержал идею обсудить закон об иноагентах с журналистами Путин поддержал идею обсудить закон об иноагентах с журналистами

Путин согласился, что закон об иноагентах нужно обсудить с профессионалами

Forbes
На жигулевских просторах На жигулевских просторах

В каком месте Илья Репин задумал знаменитую картину «Бурлаки на Волге»

Отдых в России
Алена Ахмадуллина — о юбилее бренда, виртуальной одежде и аватаре Алена Ахмадуллина — о юбилее бренда, виртуальной одежде и аватаре

Как строить успешный фэшн-бизнес в России и легко ли сказку делать былью

РБК
«Теремок» с секретом. Что ставят в Саратовском театре кукол «Теремок» с секретом. Что ставят в Саратовском театре кукол

О чем мечтают актеры Саратовского театра кукол «Теремок»

СНОБ
Как развидеть? Снимки звезд в 2021 году, которые никому не понравились Как развидеть? Снимки звезд в 2021 году, которые никому не понравились

10 звездных снимков, которые интернет-пользователи не оценили

Cosmopolitan
Окно за границу: какие меры помогут раскрыть экспортный потенциал российской промышленности Окно за границу: какие меры помогут раскрыть экспортный потенциал российской промышленности

Как развивать экспорт российской продукции?

СНОБ
Холланд наступает: почему Том Холланд — новый всеобщий любимец Холланд наступает: почему Том Холланд — новый всеобщий любимец

Чем хорош Том Холланд и почему ему светит большое голливудское будущее

Esquire
Сухой закон: как спасти кожу в холода Сухой закон: как спасти кожу в холода

Как спасти кожу от обезвоживания и сухости

Добрые советы
56 м² 56 м²

Мария Катарьян деликатно подчеркнула в интерьере возраст дома

AD
Как выбрать аромат для дома Как выбрать аромат для дома

Как правильно подобранный аромат помогает справиться со стрессом и хандрой?

Psychologies
Шипучий кумир Америки: история «Coca-Cola» Шипучий кумир Америки: история «Coca-Cola»

Вот уже 120 лет этот газированный напиток считается одним из символов Америки

Популярная механика
Аналитики нашли сходство между россиянами и американцами в любви к роскоши Аналитики нашли сходство между россиянами и американцами в любви к роскоши

Потребности в роскоши у россиян очень схожи с жителями США

Forbes
Открыть в приложении