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

Зелёный свет Зелёный свет

Как «Светофор» положил начало гонке дискаунтеров

РБК
Китовая бухта Китовая бухта

Где водятся русские тропические киты? Как сохранить этих исчезающих великанов?

Отдых в России
Картошка — плод разврата, или пошлые и странные легенды старообрядцев Картошка — плод разврата, или пошлые и странные легенды старообрядцев

Кто такие старообрядцы, почему некоторые из них не едят конину?

Playboy
Так и есть: что имеет смысл добавить, а что – убрать из новогоднего меню? Так и есть: что имеет смысл добавить, а что – убрать из новогоднего меню?

Как трансформировать праздничное меню в трапезу продуманного зожника

Esquire
Польза и вред мандаринов для здоровья: советы врача Польза и вред мандаринов для здоровья: советы врача

Разбираемся, чем могут быть полезны мандарины

РБК
Актриса Нелли Уварова: Самое главное в жизни — не тратить энергию на то, чтобы кому-то что-то доказать Актриса Нелли Уварова: Самое главное в жизни — не тратить энергию на то, чтобы кому-то что-то доказать

Нелли Уварова — о роли танцев в её жизни и благотворительности

СНОБ
Механические колебания иона увидели в оптический микроскоп Механические колебания иона увидели в оптический микроскоп

Физики смогли увидеть распределение иона иттербия в пространстве

N+1
Козыри разведчика: как принимать решения по методике британских спецслужб Козыри разведчика: как принимать решения по методике британских спецслужб

Отрывок из книги «Прицельное мышление» о главном навыке разведчика

Forbes
Качаюсь на морозе Качаюсь на морозе

Как превратить холодное время года в самую горячую пору для тренировок

Men’s Health
«Садись, пять!» Что такое синдром отличника и как от него избавиться «Садись, пять!» Что такое синдром отличника и как от него избавиться

Но всегда ли нужно быть самым лучшим? Что делать, если это начинает мешать?

РБК
Время первой Время первой

История Зендеи, которой удалось покорить мир в кратчайшие сроки

Cosmopolitan
5 самых грозных боевых топоров прошлого: оружие настоящего воина 5 самых грозных боевых топоров прошлого: оружие настоящего воина

Какими топорами сражались в прошлом суровые воители во всем мире

Популярная механика
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
На чем реально ездят звезды Голливуда? На чем реально ездят звезды Голливуда?

Люди, имеющие миллионы долларов, иногда покупают неожиданные автомобили

Maxim
Астрологические близнецы: что объединяет таких разных Айзу и Варнаву Астрологические близнецы: что объединяет таких разных Айзу и Варнаву

При всех своих различиях Айза Долматова и Екатерина Варнава всё-таки похожи

Cosmopolitan
Опознанный летающий объект: история изобретения фрисби Опознанный летающий объект: история изобретения фрисби

История тарелки фрисби

Популярная механика
Самые красивые автомобили: американский Stutz Самые красивые автомобили: американский Stutz

Американская марка Stutz пережила два рождения

Популярная механика
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
Праздник с тобой Праздник с тобой

Новогодняя декорация Shakirova Space

SALON-Interior
Балтийские косы Балтийские косы

Рассказ о путешествии в Калининградскую область тревел-журналиста

Отдых в России
«Если водителям хватает глаз для управления машиной, автопилоту Tesla будет достаточно одних лишь камер» «Если водителям хватает глаз для управления машиной, автопилоту Tesla будет достаточно одних лишь камер»

В погоне за прогрессом Tesla отказалась от радаров в некоторых электрокарах

VC.RU
Не предавай свои мечты: певица NIKKA и ее путь к успеху! Не предавай свои мечты: певица NIKKA и ее путь к успеху!

Певица NIKKA — о том, как поражение и неудачи становятся началом успеха

Cosmopolitan
«Пошлая Молли», BTS и Моргенштерн: Spotify назвал самых популярных музыкантов года в разных жанрах «Пошлая Молли», BTS и Моргенштерн: Spotify назвал самых популярных музыкантов года в разных жанрах

Самые популярные у россиян исполнители в Spotify

Esquire
Две диеты, мешающие вашему долголетию: что говорит наука Две диеты, мешающие вашему долголетию: что говорит наука

К чему могут привести кетодиета и вегетарианство?

Psychologies
Состояние непокоя Состояние непокоя

Юлия Пересильд знает: люди летают, а наша планета — маленькая и хрупкая

GQ
Un italiano vero Un italiano vero

Согласно данным исследования YouGov, итальянская кухня самая популярная в мире

Bones
От виски и ростбифа до магии и дворцовых переворотов: 5 идей для тех, кто не знает, что подарить близким От виски и ростбифа до магии и дворцовых переворотов: 5 идей для тех, кто не знает, что подарить близким

5 книг, среди которых точно найдется подарок для каждого

Популярная механика
Неореализм Неореализм

Киану Ривз, человек в Голливуде, который нравится абсолютно всем

Esquire
Карен Хачанов: «Когда едешь на Escalade — ты выше всех на дороге» Карен Хачанов: «Когда едешь на Escalade — ты выше всех на дороге»

Карен Хачанов рассказал о любимых автомобилях, стиле вождения и своем характере

РБК
Лев Гумилев. Русская Голгофа Лев Гумилев. Русская Голгофа

Именно в этом музее семья Гумилевых встретилась снова

СНОБ
Открыть в приложении