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

Давид Рафаловский: «Весь мир уже в облаке, и Россия там будет» Давид Рафаловский: «Весь мир уже в облаке, и Россия там будет»

Давид Рафаловский переехал в Москву ради развития цифровой платформы Сбербанка

РБК
Физики разобрались с резонансными и нерезонансными задержками фотоионизации молекулы Физики разобрались с резонансными и нерезонансными задержками фотоионизации молекулы

Физики исследовали однофотонную фотоионизацию молекулы NO

N+1
Страсть, родословная и бизнес: каким получился «Дом Gucci» Ридли Скотта Страсть, родословная и бизнес: каким получился «Дом Gucci» Ридли Скотта

Как фильм «Дом Gucci» раскрывает проблемы классовых привилегий, бизнеса, гендера

РБК
Газуй Рейсинг. Toyota LC 300 с дизелем Газуй Рейсинг. Toyota LC 300 с дизелем

Версия GR Sport превосходна с любым мотором

4x4 Club
Как Генри Кавилл полюбил польский фольклор и превратился в образцового Ведьмака Как Генри Кавилл полюбил польский фольклор и превратился в образцового Ведьмака

Данил Леховицер поговорил с исполнителем главной роли Генри Кавиллом

Esquire
Преимущество грамотных: почему русскому языку не нужна реформа, но нужен новый свод Преимущество грамотных: почему русскому языку не нужна реформа, но нужен новый свод

Что на самом деле стоит за новым сводом правил в русском языке

Forbes
Почему дергается глаз и что с этим делать? Почему дергается глаз и что с этим делать?

Как избавиться от нервного тика глаз и когда пора бить тревогу?

РБК
Мама в форме: как сообщество матерей футболистов меняет отношение к женщинам в спорте Мама в форме: как сообщество матерей футболистов меняет отношение к женщинам в спорте

«Футбольные мамы» — всероссийский конкурс, который превратился в сообщество

Forbes
Кремниевая механика: как достигается атомная точность хода часов Кремниевая механика: как достигается атомная точность хода часов

В учебниках каменный, бронзовый и железный века сменятся веком кремния

Популярная механика
«Открытая рана, натертая солью»: что такое «женское обрезание» и как с ним борются «Открытая рана, натертая солью»: что такое «женское обрезание» и как с ним борются

Из всех живущих сегодня женщин не менее 200 млн подверглись «женскому обрезанию»

Forbes
Отряд самоубийц: пять животных без инстинкта самосохранения Отряд самоубийц: пять животных без инстинкта самосохранения

Эти животные каким-то чудом дотянули до наших дней!

Maxim
Касторовое масло: применение, польза, научные данные Касторовое масло: применение, польза, научные данные

Чем полезно касторовое масло и как действует на организм?

РБК
Дорога в историю Дорога в историю

Туристический маршрут по подлинной истории: Талицы – Мураново – Радонеж

Отдых в России
Качаюсь на морозе Качаюсь на морозе

Как превратить холодное время года в самую горячую пору для тренировок

Men’s Health
Глазами робота: что такое Глазами робота: что такое

Раздел робототехники, который позволяет роботам эффективнее работать

Популярная механика
Реальный мир или «Матрица»: почему ученые до сих пор спорят о том, где мы находимся Реальный мир или «Матрица»: почему ученые до сих пор спорят о том, где мы находимся

Многие физики всерьез обсуждают теорию о том, что наш мир — лишь матрица

ТехИнсайдер
Почему Роспатент может не одобрить товарный знак «Сучки», но зарегистрирует «Тупого жирного зайца» Почему Роспатент может не одобрить товарный знак «Сучки», но зарегистрирует «Тупого жирного зайца»

Какие слова можно присвоить, а какие нельзя? Как зарегистрировать товарный знак

VC.RU
Праздничный «сезон покупок» может повлечь катастрофические затраты. Страшные, но не для вашего кошелька Праздничный «сезон покупок» может повлечь катастрофические затраты. Страшные, но не для вашего кошелька

Связь между изменением климата и продуктами, которые мы покупаем

Популярная механика
15 самых любопытных хитростей и розыгрышей всех времен 15 самых любопытных хитростей и розыгрышей всех времен

Почему танки так называются и в чем заключается коварство белок?

Maxim
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
Выйти из операционки: миссия невыполнима? Выйти из операционки: миссия невыполнима?

Кажется, что без тебя все вмиг рухнет? Как выйти из замкнутого круга

Inc.
Ученые выяснили, какой секс люди считают лучшим в своей жизни Ученые выяснили, какой секс люди считают лучшим в своей жизни

Оказалось, можно вывести формулу лучшего секса

Maxim
Россию сместили с пьедестала страха. Чем грозит Москве потеря статуса «врага США №1» Россию сместили с пьедестала страха. Чем грозит Москве потеря статуса «врага США №1»

Россия — уже не главный враг США, чем это грозит?

СНОБ
Труды и дни принцессы Уэльской: почему Диана до сих пор остается кумиром в Британии Труды и дни принцессы Уэльской: почему Диана до сих пор остается кумиром в Британии

Почему Диана до сих пор остается образцом инфлюенс-маркетинга в социальной сфере

Forbes
К гостю из космоса К гостю из космоса

В Челябинской области появился первый брендовый маршрут

Отдых в России
Не просто цифра: как сказывается на отношениях разница в возрасте Не просто цифра: как сказывается на отношениях разница в возрасте

Разница в возрасте — это просто число, на которое можно не обращать внимания?

Cosmopolitan
Чистый вкус Чистый вкус

Минимализм показывает вкус продукта как свидетельство его высокого качества

Bones
О ком она вздыхает? Или как стать любовником, которого невозможно забыть О ком она вздыхает? Или как стать любовником, которого невозможно забыть

Истории четырех девушек, которые рассказывают, как надо и не надо делать

Playboy
Схватки в такси, прыжок в сугроб и Схватки в такси, прыжок в сугроб и

В Новый год каждый старается порадовать близких людей чем-то особенным

Playboy
Фальк и египетская синяя: как в картине советского авангардиста нашли античный пигмент Фальк и египетская синяя: как в картине советского авангардиста нашли античный пигмент

Иногда верхние слои красок картин скрывают за собой нечто интересное

N+1
Открыть в приложении