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

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
Топ игр для слабых ПК: чем занять себя в свободное время Топ игр для слабых ПК: чем занять себя в свободное время

Экшены, шутеры и гонки для слабых ПК — выбирай на свой вкус!

Playboy
Расплата для разлучниц: судьба советских актрис, которые увели чужих мужей Расплата для разлучниц: судьба советских актрис, которые увели чужих мужей

Опыт знаменитых советских актрис, которые увели чужих мужей

Cosmopolitan
«Как ломаются спагетти и другие задачи по физике» «Как ломаются спагетти и другие задачи по физике»

Отрывок из книги «Как ломаются спагетти и другие задачи по физике»

N+1
От ремонта трофейных телевизоров до Уолл-стрит и спасения Навального. Жизнь благотворителя Дмитрия Зимина От ремонта трофейных телевизоров до Уолл-стрит и спасения Навального. Жизнь благотворителя Дмитрия Зимина

Дмитрий Зимин, бизнесмен и меценат, основатель сотового оператора «ВымпелКом»

СНОБ
Синдром мертвых ягодиц: реальная опасность сидячей работы Синдром мертвых ягодиц: реальная опасность сидячей работы

Какая реальная проблема развивается у тех, кто долго сидит?

Cosmopolitan

Будь аккуратен со своими желаниями

Playboy
«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
Настоящая революция в энергетике: термоядерный реактор впервые добыл больше энергии, чем затратил Настоящая революция в энергетике: термоядерный реактор впервые добыл больше энергии, чем затратил

Впервые в реакции термоядерного синтеза был достигнут рекордный выход энергии

Популярная механика
Разгадка истории Венеры кроется в её поверхности Разгадка истории Венеры кроется в её поверхности

Активны ли венерианские вулканы сегодня?

Наука и жизнь
Физики предложили новую компьютерную модель взаимодействия нейтрино с темной материей Физики предложили новую компьютерную модель взаимодействия нейтрино с темной материей

Суперкомпьютерное моделирование взаимодействия нейтрино и темной материи

N+1
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
5 открытий, которые были сделаны случайно 5 открытий, которые были сделаны случайно

Иногда изобретателям сопутствует удача, и изобретения получаются по случайности

Популярная механика
Универсальный актёр Универсальный актёр

Николай Черкасов мог сыграть кого угодно

Дилетант
По следам Арсеньева По следам Арсеньева

Приморские трэвел-журналисты повторили части двух экспедиций Владимира Арсеньева

Отдых в России
Этика wow-опыта Этика wow-опыта

Приоткрываем дверь в мир закрытых секс-вечеринок

Playboy
Почему мы все так любим Почему мы все так любим

"Возвращение в Хогвартс" — специальный эпизод к 20-летию первого фильма

Esquire
«Математическое образование заставляет людей думать по-другому» «Математическое образование заставляет людей думать по-другому»

Математик Федор Богомолов — про ученых и о роли математики в других науках

Наука
Визажист и бизнесмен Елена Крыгина —  Forbes: «Мне важно круто продать компанию» Визажист и бизнесмен Елена Крыгина —  Forbes: «Мне важно круто продать компанию»

Елена Крыгина — о том, почему она производит косметику в России

Forbes
Польза и вред мандаринов для здоровья: советы врача Польза и вред мандаринов для здоровья: советы врача

Разбираемся, чем могут быть полезны мандарины

РБК
«Пошлая Молли», BTS и Моргенштерн: Spotify назвал самых популярных музыкантов года в разных жанрах «Пошлая Молли», BTS и Моргенштерн: Spotify назвал самых популярных музыкантов года в разных жанрах

Самые популярные у россиян исполнители в Spotify

Esquire
Развод по-французски Развод по-французски

Марта Ришар осталась в истории как человек, закрывший все публичные дома

Playboy
Дело не в мести: почему женщины запрещают общаться экс-мужьям с детьми Дело не в мести: почему женщины запрещают общаться экс-мужьям с детьми

Кого ты представляешь, когда слышишь: «Бывшая не дает мне встречаться с сыном?»

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
Военные машины прошлого: наследие пращи и лука Военные машины прошлого: наследие пращи и лука

Как лук и праща повлияли на развитие военных машин?

Популярная механика
7 веселых активити-игр для компании друзей на Новый Год 7 веселых активити-игр для компании друзей на Новый Год

Помнишь самые дурацкие конкурсы на свадьбах и юбилеях маминых подруг?

Playboy
Дикие повадки: чем человек отличается от шимпанзе Дикие повадки: чем человек отличается от шимпанзе

Чем на самом деле человек отличается от шимпанзе?

Популярная механика
Детство, отрочество, юность: как на самом деле живут клещи Детство, отрочество, юность: как на самом деле живут клещи

Что в первую очередь приходит на ум, когда вы слышите слово «клещ»?

Популярная механика
Путь белого волка Путь белого волка

Булат Рафиков больше двадцати лет кочует по малонаселенным районам Сибири

Отдых в России
«Чайник» за рулем. Как решить проблему аварий с участием неопытных водителей «Чайник» за рулем. Как решить проблему аварий с участием неопытных водителей

В России, как известно, две беды, и часто они приходят парой

СНОБ
Открыть в приложении