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

За люриком под парусами За люриком под парусами

Странные чувства теребят меня после очередной северной экспедиции

Наука и жизнь
Мы не подходим друг другу: как вежливо отказать потенциальному работодателю Мы не подходим друг другу: как вежливо отказать потенциальному работодателю

Как правильно и корректно отказать работодателю в предложении работы

Forbes
Мне бы мяса: 4 лайфхака, как выбрать идеальный стейк в магазине Мне бы мяса: 4 лайфхака, как выбрать идеальный стейк в магазине

Как выбрать лучший кусок мяса для стейка и не прогадать

Playboy
Как Билли Айлиш в 20 лет пережила эйджизм и бодишейминг Как Билли Айлиш в 20 лет пережила эйджизм и бодишейминг

Почему стиль Билли Айлиш всегда был лакмусовой бумажкой для общественности

РБК
Атака на «Озеро» Атака на «Озеро»

Прельжокаж начинал как варвар — переиначивал классику, а сегодня — сам классик

Seasons of life
Как понять, что у собаки тепловой стресс: инструкция от ученых Как понять, что у собаки тепловой стресс: инструкция от ученых

Симптомы, которые расскажут, что ваша собака страдает от жары

Популярная механика
«Зеленая Амазонка»: как Франсуаза д’Обонн придумала экофеминизм «Зеленая Амазонка»: как Франсуаза д’Обонн придумала экофеминизм

Активистка, которая сформулировала термин «экофеминизм»

Forbes
Немецкие физики сообщили о возможном открытии тетранейтрона Немецкие физики сообщили о возможном открытии тетранейтрона

Группа физиков сообщила об обнаружении частицы, состоящей из четырех нейтронов

N+1
Если завтра в поход. Пора ли нам начинать бояться большой войны Если завтра в поход. Пора ли нам начинать бояться большой войны

Станет ли взаимный страх тормозом для лидеров стран?

СНОБ
Она — моя! 10 российских звезд, которые скрывают своих жен Она — моя! 10 российских звезд, которые скрывают своих жен

Герои нашей подборки убеждены: счастье любит тишину

Cosmopolitan
Количество видов под угрозой вымирания превысило 40000 Количество видов под угрозой вымирания превысило 40000

Третье в этом году обновление списков Международного союза охраны природы

N+1
Валдис Пельш. Почетный профессор Валдис Пельш. Почетный профессор

Валдис Пельш — о своем карьерном пути и желании покорять новые вершины

Караван историй
То, что Дэмиен прописал То, что Дэмиен прописал

Дэмиен Херст привез в Москву ресторан-инсталляцию Pharmacy

Harper's Bazaar
Войны с лейблами и возвращение винила: главные музыкальные итоги 2021 года Войны с лейблами и возвращение винила: главные музыкальные итоги 2021 года

О взлетах и падениях музыкальной индустрии в 2021 году

Forbes
12 лучших гаданий на католическое Рождество со всего мира 12 лучших гаданий на католическое Рождество со всего мира

Способы заглянуть в будущее у западных христиан

Cosmopolitan
Страшные мысли наших детей: можем ли мы помочь? Страшные мысли наших детей: можем ли мы помочь?

Душевное состояние детей и подростков вызывает серьезнейшие опасения

Psychologies
Сотрясение спорта Сотрясение спорта

Из-за частых сотрясений мозга атлетам угрожает "эпидемия" деменции

Men’s Health
Юля Беретта: «Я притягиваю только умных и интересных людей» Юля Беретта: «Я притягиваю только умных и интересных людей»

Юлия Беретта накануне выхода ее нового альбома о личном и профессиональном

Maxim
8 идей, что подарить лучшей подруге на 8 марта 8 идей, что подарить лучшей подруге на 8 марта

Что можно подарить на 8 марта подруге

Cosmopolitan
Курсом на восход Курсом на восход

Яхтенный туризм набирает все большую популярность в России

Отдых в России
Женщины толстеют зимой, а мужчины нет: вот 3 причины, по которым это происходит Женщины толстеют зимой, а мужчины нет: вот 3 причины, по которым это происходит

Почему женщины толстеют зимой чаще, чем мужчины

Cosmopolitan
Могут ли привлечь физлицо за использование пиратского ПО, и что в этом случае грозит Могут ли привлечь физлицо за использование пиратского ПО, и что в этом случае грозит

Могут ли вас привлечь как пиратов?

CHIP
«Подкаст — это интимная история». Алекс Дубас о феномене «анны аТмаховой» и подкастинге вообще «Подкаст — это интимная история». Алекс Дубас о феномене «анны аТмаховой» и подкастинге вообще

Радиоведущий Алексей Дубасов — о новой этике, жизни радио в эру подкастов

СНОБ
Растяжка: 12 упражнений и советы тренера Растяжка: 12 упражнений и советы тренера

Растяжка: какие упражнения делать проще и полезнее всего

РБК
Лошадей и ослов заподозрили в «подделке» артефактов олдувайской культуры Лошадей и ослов заподозрили в «подделке» артефактов олдувайской культуры

Испанские археологи провели эксперимент

N+1
«Мой ребенок боится ошибиться»: что делать «Мой ребенок боится ошибиться»: что делать

Откуда у детей берется глубокая неуверенность в себе?

Psychologies
«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
Анатолий Зверев: вечная любовь Анатолий Зверев: вечная любовь

Анатолия Зверева любят многие и по-разному

СНОБ
Блистательное завершение праздничной еды Блистательное завершение праздничной еды

История десерта

Наука и жизнь
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
Открыть в приложении