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

В темноте и за углом В темноте и за углом

Зрение военного времени

Популярная механика
Минус 70 кг: американка похудела вдвое, но не отказалась от бургеров Минус 70 кг: американка похудела вдвое, но не отказалась от бургеров

История Эмбер Клеменс: скинуть вес можно и без отказа от бургеров и мороженого

Cosmopolitan
Шесть работниц Tesla Илона Маска пожаловались на харассмент на работе. Бывшая сотрудница SpaceX написала эссе о сексизме в компании Шесть работниц Tesla Илона Маска пожаловались на харассмент на работе. Бывшая сотрудница SpaceX написала эссе о сексизме в компании

Рабочую среду в компаниях Илона Маска подвергли серьезной критике

Esquire
«Мы разрушители стереотипов!» «Мы разрушители стереотипов!»

Антон Лаврентьев и Алина Астровская — о своем творчестве, семье и терапии

OK!
Вавилов и шефы Вавилов и шефы

Коллекция растений Вавилова — это гарантия продовольственной безопасности

Bones
Как носить челку-занавеску родом из 90-х: примеры для вдохновления и советы по укдадке Как носить челку-занавеску родом из 90-х: примеры для вдохновления и советы по укдадке

Субкультуры 90-х в тренде, а вместе с тем и стрижка eBoy с челкой-занавеской

Playboy
Ноутбук из Антарктиды и полярный интернет: техника исследовательских станций Ноутбук из Антарктиды и полярный интернет: техника исследовательских станций

Как устроена связь Антарктиды с другими материками и зачем туда летают сисадмины

Популярная механика
Солнечные панели, улавливающие и свет, и тепло: удвоим ресурс Солнечные панели, улавливающие и свет, и тепло: удвоим ресурс

Как преобразовать солнечное тепло в полезную энергию?

Популярная механика
Все на свете из пластмассы Все на свете из пластмассы

Яна Лукина, изучив все плюсы цифровой одежды, смотрит правде в глаза

Vogue
Неожиданные образы и эксперименты с укладкой — почему парики снова в тренде Неожиданные образы и эксперименты с укладкой — почему парики снова в тренде

Парик становится неотъемлемым бьюти-аксессуаром

Cosmopolitan
Нужно ли возвращать подарки после расставания? Нужно ли возвращать подарки после расставания?

Как следует обращаться с подарками и финансами в отношениях?

Psychologies
Как армия влияет на шанс выжить в зомби апокалипсисе: интересное исследование и советы Как армия влияет на шанс выжить в зомби апокалипсисе: интересное исследование и советы

В случае массового восстания зомби гражданское население будут защищать военные

Популярная механика
Могут ли в отношениях быть секреты Могут ли в отношениях быть секреты

Могут ли партнеры иметь какую-то приватность друг от друга?

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

10 самых разбогатевших миллиардеров в долларовом эквиваленте

Forbes
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
«Спенсер»: как королевская семья, еда и любовница Чарльза свели с ума принцессу Диану «Спенсер»: как королевская семья, еда и любовница Чарльза свели с ума принцессу Диану

«Спенсер» — анти-байопик о том, как Рождество довело принцессу Диану до безумия

Forbes
Выкидыш из-за скандала: охранник роддома выгнал истекающую кровью беременную Выкидыш из-за скандала: охранник роддома выгнал истекающую кровью беременную

Уроженка Обнинска Калужской области потеряла ребенка на 4-й неделе беременности

Cosmopolitan
«Нету милфы сексапильней». Почему герой новой маскулинности Оксимирон остается сексистом «Нету милфы сексапильней». Почему герой новой маскулинности Оксимирон остается сексистом

Новый альбом Оксимирона порадовал фанатов и снова спровоцировал волну дискуссий

СНОБ
«Черному зеркалу» — 10 лет. Рассказываем, какие эпизоды сериала воплотились в реальность «Черному зеркалу» — 10 лет. Рассказываем, какие эпизоды сериала воплотились в реальность

Истории из «Черного зеркала», которые казались фантастикой, но стали реальностью

Esquire
Автомобили и дома: 7 полноразмерных конструкций из LEGO Автомобили и дома: 7 полноразмерных конструкций из LEGO

Если вы думаете, что LEGO – это игрушка, вы ошибаетесь!

Популярная механика
«Сначала лучше, потом дешевле. Сначала доходы, потом расходы» «Сначала лучше, потом дешевле. Сначала доходы, потом расходы»

Интервью руководителя ВТБ Private Banking Дмитрия Брейтенбихера

Forbes
Гоминины из Колыбели человечества поели мяса более миллиона лет назад Гоминины из Колыбели человечества поели мяса более миллиона лет назад

Палеозоологи обнаружили кости животных со следами разделки

N+1
Как питание влияет на кожу и какая косметика поможет от проблем Как питание влияет на кожу и какая косметика поможет от проблем

Какие продукты самые полезные для кожи и что лучше исключить из рациона

РБК
Читать подано: лучшие книги 2021 года Читать подано: лучшие книги 2021 года

Подборка самых крутых литературных премьер 2021 года

Популярная механика
Эксклюзивное интервью Стаса Пьехи о проекте «Суперстар! Возвращение» Эксклюзивное интервью Стаса Пьехи о проекте «Суперстар! Возвращение»

Стас Пьеха рассказал об отношении к популярному шоу и творческих планах

Cosmopolitan
Нырнуть в вулкан, пробежать марафон: чем заняться в Антарктиде «летом» Нырнуть в вулкан, пробежать марафон: чем заняться в Антарктиде «летом»

Рассказываем, как попасть в Антарктиду и чем там заняться

РБК
Молодые экзопланеты-гиганты не вписались в теоретические модели по скорости сжатия Молодые экзопланеты-гиганты не вписались в теоретические модели по скорости сжатия

Астрономы исследовали планеты в системе V1298 Тельца

N+1
Ученые предложили новую модель темной материи с тяжелыми составными частицами Ученые предложили новую модель темной материи с тяжелыми составными частицами

Группа физиков-теоретиков предложила новую модель темной материи

N+1
Коротко о главном Коротко о главном

Сценарист и режиссер Надин Лабаки о ее коротком метре

Harper's Bazaar
Китайский премиум: стоит ли брать Exeed VX Китайский премиум: стоит ли брать Exeed VX

Exeed VX — кроссовер с 249-сильным мотором и преселективным «роботом»

Maxim
Открыть в приложении