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

«История смерти. Как мы боремся и принимаем» «История смерти. Как мы боремся и принимаем»

Как с течением времени менялось отношение человека к неизбежному концу

N+1
«Я видела, как погибла моя дочь»: почему Агнии Барто писали тысячи таких писем «Я видела, как погибла моя дочь»: почему Агнии Барто писали тысячи таких писем

Мало кто знает, что творчество было не главным делом жизни поэтессы Агнии Барто

Cosmopolitan
Киллиан Мерфи. Человек в футляре Киллиан Мерфи. Человек в футляре

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

Караван историй
Несказочная жизнь: как сложилась судьба прототипа Белоснежки Несказочная жизнь: как сложилась судьба прототипа Белоснежки

Жила ли на свете когда-нибудь девушка, похожая на Белоснежку?

Cosmopolitan
Что такое «Ядро Демона» и почему оно так называется? Что такое «Ядро Демона» и почему оно так называется?

Как маленький металлический шар может быть опасным?

Популярная механика
Страсти по обжарке: как кофейня из Петербурга пережила пандемию и помогла пенсионерам Страсти по обжарке: как кофейня из Петербурга пережила пандемию и помогла пенсионерам

Основательница Pitcher вошла в шорт-лист премии Forbes Woman Mercury Awards

Forbes
Льняное масло: польза и вред, советы врача Льняное масло: польза и вред, советы врача

Что нужно знать о льняном масле и какие могут быть от него побочные эффекты?

РБК
Одинокий изобретатель против автогигантов: история Роберта Кернса, у которого Ford cкопировала «дворники» Одинокий изобретатель против автогигантов: история Роберта Кернса, у которого Ford cкопировала «дворники»

Создатель современных стеклоочистителей для машин десятки лет судился с Ford

VC.RU
Приглашение на корпоратив Приглашение на корпоратив

Благотворительность в России превратилась в полноценный рыночный сектор

Robb Report
Любовь и козы: как семья из Воронежской области строит ферму и продаёт козье молоко Любовь и козы: как семья из Воронежской области строит ферму и продаёт козье молоко

Любовь с козами у Екатерины Дорофеевой началась символично — 14 февраля

Inc.
Гликемический индекс продуктов: что это и на что он влияет Гликемический индекс продуктов: что это и на что он влияет

Почему ориентироваться на гликемический индекс нужно с большой осторожностью

РБК
Три гастросета Владимира Мухина, которые точно стоит попробовать Три гастросета Владимира Мухина, которые точно стоит попробовать

В данный момент чередуются три дегустационных сета

GQ
Чего хочет женщина. 258 лет назад Екатерина II основала Эрмитаж Чего хочет женщина. 258 лет назад Екатерина II основала Эрмитаж

Главный музей России с большим достоинством прошел многочисленные трудности

СНОБ
«У владельцев есть искушение превратить компании в кеш-машину» «У владельцев есть искушение превратить компании в кеш-машину»

Почему Forbes выбрал первого вице-премьера Андрея Белоусова регулятором года?

Forbes
«Кто за главного? Свобода воли с точки зрения нейробиологии» «Кто за главного? Свобода воли с точки зрения нейробиологии»

Что нейронауке известно о взаимосвязи разума и мозга

N+1
60 м² 60 м²

Дизайнеры ZZBuro позаботились не только о хозяевах квартиры, но и об их корги

AD
Из модели в актрисы, из чайлдфри в матери: история жизни Кэмерон Диаз Из модели в актрисы, из чайлдфри в матери: история жизни Кэмерон Диаз

В 2022 году Кэмерон Диаз исполнится 50 лет

Cosmopolitan
«Никаких посиделок с друзьями»: как живет семья с пятерняшками из Приморья «Никаких посиделок с друзьями»: как живет семья с пятерняшками из Приморья

Больше всего родителей пятерняшек раздражает вопрос: «Как вы справляетесь?»

Cosmopolitan
Климат-контроль: как испытывают поезда на способность ездить в дождь и снег Климат-контроль: как испытывают поезда на способность ездить в дождь и снег

В Вене находится самая большая в мире климатическая аэродинамическая труба

Популярная механика
«Чувствую себя лучше, чем в 20»: как исполнить все свои мечты на пенсии «Чувствую себя лучше, чем в 20»: как исполнить все свои мечты на пенсии

История нашей читательницы, которая в 60 лет не побоялась сменить профессию

Psychologies
Что такое дефицит калорий и как его рассчитать, чтобы похудеть? Что такое дефицит калорий и как его рассчитать, чтобы похудеть?

Одного решения сбросить вес для похудения недостаточно

Cosmopolitan
Маршрут в будущее Маршрут в будущее

Роман Лебедев о педагогических подходах большой перемены

ПУСК
7 самых неудачливых героев фильмов ужасов 7 самых неудачливых героев фильмов ужасов

У этих героев каждый день — пятница, 13-е

Maxim
К гостю из космоса К гостю из космоса

В Челябинской области появился первый брендовый маршрут

Отдых в России
Что такое техпроцесс: меньше – лучше? Что такое техпроцесс: меньше – лучше?

Что такое техпроцесс, и почему меньше нанометров – это не всегда лучше

CHIP
Пять примеров, как автопилот Tesla спасает жизни Пять примеров, как автопилот Tesla спасает жизни

Система автономного вождения способна на многое

Playboy
Археологи раскопали древнейшее погребение девочки-младенца в Европе Археологи раскопали древнейшее погребение девочки-младенца в Европе

Детские погребения все чаще обращают на себя внимание археологов и антропологов

N+1
Как заставить себя заниматься спортом дома Как заставить себя заниматься спортом дома

Как не растерять активность и заниматься спортом дома?

Лиза
Воодушевляющий роман о примирении. Сара Морган: «Наше худшее Рождество» Воодушевляющий роман о примирении. Сара Морган: «Наше худшее Рождество»

Отрывок из нового бестселлера Sunday Times и USA Today от Сары Морган

СНОБ
Чаты, боты, персональные данные: как Райффайзенбанк общается с клиентами Чаты, боты, персональные данные: как Райффайзенбанк общается с клиентами

Райффайзенбанк: какую информацию собирают боты, как они общаются с клиентами?

Forbes
Открыть в приложении