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

Как вычислить кибератаки по Как вычислить кибератаки по

Математический аппарат, способный продвинуть область сетевой безопасности

Популярная механика
5 продуктов, которые помогут заснуть и лучше выспаться 5 продуктов, которые помогут заснуть и лучше выспаться

Что съесть перед сном, чтобы лучше спалось?

Популярная механика
Проблемы на работе, о которых мы чаще всего говорим в терапии Проблемы на работе, о которых мы чаще всего говорим в терапии

Терапия помогает справиться с вопросами, касающимися работы

Psychologies
Придуманная жизнь Придуманная жизнь

Почему основателя Group-IB Илью Сачкова обвиняют в госизмене

Forbes
Осмысленное обучение: почему с наставником и ментором учиться проще Осмысленное обучение: почему с наставником и ментором учиться проще

Что такое осмысленное обучение и почему оно нужно всем нам?

Популярная механика
Планетологи отказались от модели экстремального испарения океана магмы на молодом Меркурии Планетологи отказались от модели экстремального испарения океана магмы на молодом Меркурии

Модель эволюции магматического океана и первичной атмосферы на молодом Меркурии

N+1
Главный специалист по продуктивности Google назвала 4 стратегии эффективного управления временем Главный специалист по продуктивности Google назвала 4 стратегии эффективного управления временем

Четыре совета, которые помогут вам усилить свой тайм-менеджмент

Inc.
«Толпа требовала крови!»: Илью Варламова после массовой драки задержали в Африке «Толпа требовала крови!»: Илью Варламова после массовой драки задержали в Африке

Илья Варламов попал в неприятную ситуацию в Либерии

Cosmopolitan
Как разработчики «Яндекса» создали компанию стоимостью $2 млрд Как разработчики «Яндекса» создали компанию стоимостью $2 млрд

Компания «Яндекс» 13 лет развивала систему управления базами данных

Forbes
Как российские IT-компании борются с одной из самых больших уязвимостей в коде Java Как российские IT-компании борются с одной из самых больших уязвимостей в коде Java

Log4Shell — самая большая уязвимость в истории современных компьютеров

Forbes
69 м² 69 м²

В интерьере заказчика Мария Амелина поселила Спайдермена

AD
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
Шесть «что будет, если...?», на которые должен ответить стартап Шесть «что будет, если...?», на которые должен ответить стартап

Что будет, если проект не зайдет или кончатся деньги?

Inc.
Скифы-земледельцы похоронили умерших в бескурганных могилах Скифы-земледельцы похоронили умерших в бескурганных могилах

Археолог исследовал Ксизовский могильник, расположенный в Липецкой области

N+1
Устройство паровой машины: из чего состоит знаменитая машина из стимпанка Устройство паровой машины: из чего состоит знаменитая машина из стимпанка

Сегодня мы расскажем об устройстве паровой машины

Популярная механика
Блуд, искусство и смерть в Венеции Блуд, искусство и смерть в Венеции

Из чего состоит венецианский миф

Weekend
FX-фактор. Тест-драйв нового Infiniti QX55 FX-фактор. Тест-драйв нового Infiniti QX55

Что может противопоставить немецким конкурентам новый Infiniti QX55

РБК
18 любимых фильмов Киану Ривза — от «Большого Лебовски» до «Заводного апельсина» 18 любимых фильмов Киану Ривза — от «Большого Лебовски» до «Заводного апельсина»

Киану Ривз поделился своим списком любимых фильмов в интервью

Esquire
Как роман Как роман

Почему Франция — одна из законодательниц мод в книжном мире

Seasons of life
Власти признались, что отключают дорожные камеры в снегопад. Когда и где Власти признались, что отключают дорожные камеры в снегопад. Когда и где

Как работают камеры, если водитель пересечет невидимые под сугробами линии

РБК
Компьютер включился сам: как бороться с этой напастью Компьютер включился сам: как бороться с этой напастью

Почему компьютер включился сам и что с этим делать?

CHIP
15 важнейших витаминов для женщин и продукты, в которых они содержатся 15 важнейших витаминов для женщин и продукты, в которых они содержатся

Чтобы организм оставался здоровым и сильным, ему не обойтись без витаминов

Cosmopolitan
Священник-айтишник проповедует в Instagram и открывает ИТ-класс в Гродно Священник-айтишник проповедует в Instagram и открывает ИТ-класс в Гродно

Что будет, если человек уйдёт из бизнеса в церковь и сохранит желание создавать?

VC.RU
Как у вас может случайно развиться аллергия на красное мясо? Как у вас может случайно развиться аллергия на красное мясо?

Как может внезапно появиться аллергия?

Популярная механика
Польза и вред мандаринов для здоровья: советы врача Польза и вред мандаринов для здоровья: советы врача

Разбираемся, чем могут быть полезны мандарины

РБК
Миллион на любимом деле: как я в декрете и без образования создала бизнес Миллион на любимом деле: как я в декрете и без образования создала бизнес

Иногда хобби можно превратить в прибыльный бизнес

Cosmopolitan
23 м² 23 м²

Женский вариант гарсоньерки: хозяйка очень любит Париж

AD
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
Дети и роботы: почему робототехникой стоит заниматься с малых лет Дети и роботы: почему робототехникой стоит заниматься с малых лет

Важно с детства погружать детей во взаимодействие с роботами

Популярная механика
Хобби-терапия Хобби-терапия

Как хобби помогают восполнить внутреннюю энергию?

Добрые советы
Открыть в приложении