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

Дольше держит заряд и не виснет: рассказываем, как прокачать iPhone в домашних условиях Дольше держит заряд и не виснет: рассказываем, как прокачать iPhone в домашних условиях

С нашими советами твой гаджет обретет новую жизнь

Maxim
Большой взрыв и внеземная жизнь: зачем запущен самый большой орбитальный телескоп Большой взрыв и внеземная жизнь: зачем запущен самый большой орбитальный телескоп

На орбиту отправился космический телескоп «Джеймс Уэбб»

Forbes
Шведское изобретение: как появился разводной ключ Шведское изобретение: как появился разводной ключ

Разводной ключ – универсальный инструмент, заменяющий почти все гаечные ключи

Популярная механика
Придуманная жизнь: почему основателя Group-IB Илью Сачкова обвиняют в госизмене Придуманная жизнь: почему основателя Group-IB Илью Сачкова обвиняют в госизмене

Как основатель Group-IB Илья Сачков оказался в СИЗО?

Forbes
Химики разобрались в отрицательных зарядах на каплях гидрофобных жидкостей в воде Химики разобрались в отрицательных зарядах на каплях гидрофобных жидкостей в воде

Почему поверхность капель жидких углеводородов в воде имеет отрицательный заряд

N+1
50-летние и роскошные! 5 звезд, которые научат быть стильной в любом возрасте 50-летние и роскошные! 5 звезд, которые научат быть стильной в любом возрасте

Для героинь нашей подборки возраст — всего лишь цифра в паспорте

Cosmopolitan
10 самых разбогатевших миллиардеров мира — 2021. Рейтинг Forbes 10 самых разбогатевших миллиардеров мира — 2021. Рейтинг Forbes

10 самых разбогатевших миллиардеров в долларовом эквиваленте

Forbes
Скифы-земледельцы похоронили умерших в бескурганных могилах Скифы-земледельцы похоронили умерших в бескурганных могилах

Археолог исследовал Ксизовский могильник, расположенный в Липецкой области

N+1
Сказочная Шория Сказочная Шория

Лучшее место для восстановления сил – зеленые горы и заповедная тайга Шории

Отдых в России
Богатство выбора: что не так с новым исследованием неравенства в мире и в России Богатство выбора: что не так с новым исследованием неравенства в мире и в России

Обновленная база данных о ситуации с неравенством в современном мире

Forbes
Берлин, 22 июня… Берлин, 22 июня…

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

Дилетант
Физики предложили искать темную материю с помощью детекторов гравитационных волн Физики предложили искать темную материю с помощью детекторов гравитационных волн

Физики предложили новый метод обнаружения частиц легкой темной материи

N+1
Как у вас может случайно развиться аллергия на красное мясо? Как у вас может случайно развиться аллергия на красное мясо?

Как может внезапно появиться аллергия?

Популярная механика
Температура не сбивалась, сыпь не проходила: я живу с редким заболеванием крови Температура не сбивалась, сыпь не проходила: я живу с редким заболеванием крови

История нашей героини, которой долго не могли поставить диагноз

Cosmopolitan
Физики определили точку вылета электрона из молекулы при фотоионизации Физики определили точку вылета электрона из молекулы при фотоионизации

Найдена область молекулы, из которой электрон проникает в потенциальный барьер

N+1
Худрук Александринского театра Валерий Фокин — Forbes: «Сегодня время цинизма» Худрук Александринского театра Валерий Фокин — Forbes: «Сегодня время цинизма»

Валерий Фокин — о пользе онлайна для живого театра

Forbes
«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
Свободный человек: как Дмитрий Зимин изменял мир для себя и других Свободный человек: как Дмитрий Зимин изменял мир для себя и других

Главным сюжетом жизни Дмитрия Зимина было постоянное преодоление

Forbes
Одна вокруг света: оползень на дороге и закрытая граница Эквадора Одна вокруг света: оползень на дороге и закрытая граница Эквадора

151-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Больше, чем транспорт: как велосипед превратился в идейный символ Больше, чем транспорт: как велосипед превратился в идейный символ

Как люди развивали велосипед и превращали его в символ своих идей

Популярная механика
Любителям подлиннее: 8 лучших фантастических сериалов уходящего 2021 года Любителям подлиннее: 8 лучших фантастических сериалов уходящего 2021 года

Собрали для вас только лучшие из лучших сериалов в категории фантастики

Популярная механика
Нео-классика: все экшен-фильмы с Киану Ривзом — от худшего к лучшему Нео-классика: все экшен-фильмы с Киану Ривзом — от худшего к лучшему

Рейтинг 15 экшен-фильмов с участием Киану Ривза

Esquire
«Половина несчастий людей связана с тем, что они занимаются не своим делом». Владимир Познер — о необходимости усилий, бизнесе со знаком минус и верности себе «Половина несчастий людей связана с тем, что они занимаются не своим делом». Владимир Познер — о необходимости усилий, бизнесе со знаком минус и верности себе

Владимир Познер — о необходимости усилий и бизнесе со знаком минус

Inc.
Без пластики и диет: принципы естественного старения модели Паулины Поризковой Без пластики и диет: принципы естественного старения модели Паулины Поризковой

Паулина Поризкова не сидит на жестких диетах и при этом выглядит круто

Cosmopolitan
Слова и дни Слова и дни

Михаил Идов о том, как он решает кроссворды

Weekend
Сумасшедший Назимов Сумасшедший Назимов

Три произведения, которым удалось вернуть правильные имена лишь спустя много лет

Дилетант
Шестое чувство Шестое чувство

Психолог Ирина Млодик — об умении дружить и о том, как изменилась дружба

Seasons of life
Лучшие мини-сериалы 2021 года, которые можно посмотреть за неделю Лучшие мини-сериалы 2021 года, которые можно посмотреть за неделю

Эти сериалы можно посмотреть даже за выходные, смотря как взяться за это дело

Cosmopolitan
Вика Одинцова: 50 горячих фото и личная жизнь модели Вика Одинцова: 50 горячих фото и личная жизнь модели

Если у тебя еще нет в подписках этой горячей красотки, ты многое упускаешь

Playboy
Дети Арбата: кинотеатр «Художественный» глазами его работников Дети Арбата: кинотеатр «Художественный» глазами его работников

На Новом Арбате вновь открылся легендарный кинотеатр “Художественный”

Esquire
Открыть в приложении