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

Гид по метавселенной Гид по метавселенной

Всё, что вы хотели знать о метавселенных, но боялись спросить

Robb Report
7 самых интересных мест в Солнечной системе, где может существовать жизнь 7 самых интересных мест в Солнечной системе, где может существовать жизнь

Солнечная система полна потенциальных мест, в которых могут выживать микробы

Популярная механика
Как вы считаете? Как вы считаете?

О главных событиях 2022-го для каждого из нас рассказывает нумеролог

Grazia
Фильмы, которые оказались лучше книг Фильмы, которые оказались лучше книг

Тот самый момент, когда лучше не читать, а смотреть

Maxim
Шведское изобретение: как появился разводной ключ Шведское изобретение: как появился разводной ключ

Разводной ключ – универсальный инструмент, заменяющий почти все гаечные ключи

Популярная механика
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
Касторовое масло: применение, польза, научные данные Касторовое масло: применение, польза, научные данные

Чем полезно касторовое масло и как действует на организм?

РБК
Планетологи объяснили полигональность «сердца» на Плутоне Планетологи объяснили полигональность «сердца» на Плутоне

Полигональность «сердца» на Плутоне создали процессы тепловой конвекции

N+1
Круче «Секса в большом городе»: 10 действительно актуальных сериалов про женщин Круче «Секса в большом городе»: 10 действительно актуальных сериалов про женщин

Интересные и современные сериалы про женщин

Cosmopolitan
Победители конкурса «Лучшие оптические иллюзии 2021 года»: избранная десятка Победители конкурса «Лучшие оптические иллюзии 2021 года»: избранная десятка

Освободи себе день и разберись, как это работает.

Maxim
Главные нон-фикшен книги 2021 года Главные нон-фикшен книги 2021 года

Лучшие нон-фикшен книги 2021 года — в подборке «Сноба».

СНОБ
Между нами пояса Между нами пояса

Такие разные регионы, но объединяет их одно – в праздники здесь скучно не будет

Лиза
Налоговый вычет за лечение: как получить и какие документы нужны Налоговый вычет за лечение: как получить и какие документы нужны

Как получить налоговый возврат за заботу о своем здоровье

РБК
Сергей Саркисян: Дети рецессии. Почему россияне боятся инвестировать Сергей Саркисян: Дети рецессии. Почему россияне боятся инвестировать

Число участников финансового рынка в России за последние два года выросло

СНОБ
Как запустить процесс коллективного воображения и эффективно генерировать идеи Как запустить процесс коллективного воображения и эффективно генерировать идеи

Отрывок из книги «Машина воображения» — о том, как генерировать идеи

СНОБ
Свет и блеск Достоевского Свет и блеск Достоевского

Тернистый путь, пройденный Фёдором Михайловичем Достоевским

Наука и жизнь
Тусовки будущего: все, что нужно знать о секс-вечеринках в России Тусовки будущего: все, что нужно знать о секс-вечеринках в России

В последние пару лет в крупных городах России наблюдается бум секс-вечеринок

Playboy
Рецепт будущего Рецепт будущего

Кухня‑2030: стейки, выращенные в пробирке или напечатанные на 3D‑принтере

Vogue
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
Культурные коды экономики: можно ли доверять большинству людей в стране Культурные коды экономики: можно ли доверять большинству людей в стране

С чего начинается экономическое чудо?

Forbes
Читай по губам: что форма губ говорит о твоем характере Читай по губам: что форма губ говорит о твоем характере

Как же вычислить характер человека по форме губ

VOICE
Открытие сезона Открытие сезона

Зарина Догузова, руководитель Ростуризма, посетила с рабочим визитом Кузбасс

Отдых в России
Как роман Как роман

Почему Франция — одна из законодательниц мод в книжном мире

Seasons of life
«Женщин воспринимают как товар! Отвратительно!»: Анна Хилькевич об эйджизме «Женщин воспринимают как товар! Отвратительно!»: Анна Хилькевич об эйджизме

Анна Хилькевич высказалась о дискриминации женщин по возрасту

Cosmopolitan
Гадание на воске: как гадать и расшифровать значение фигур Гадание на воске: как гадать и расшифровать значение фигур

Гадание на воске дошло до нас практически в неизменном с древних времен виде

Cosmopolitan
Турецкие ихтиологи переоткрыли «вымершую» рыбу спустя почти 50 лет Турецкие ихтиологи переоткрыли «вымершую» рыбу спустя почти 50 лет

Ихтиологи переоткрыли редкую рыбу — батманского гольца

N+1
Исчезнувшая греза Михаила Врубеля Исчезнувшая греза Михаила Врубеля

«Принцесса Греза» Михаила Врубеля — летящие волосы, полупрозрачные одежды

Караван историй
К свободе через мерч К свободе через мерч

GEN Store продвигает идеи независимости от больших брендов

GQ
Нас догонят Нас догонят

Иван Давыдов о сериале «След»

Weekend
Масло черного тмина: польза, противопоказания, научные данные Масло черного тмина: польза, противопоказания, научные данные

Полезные свойства тмина

РБК
Открыть в приложении