Пошук остаточних законів природи
Цей сайт присвячений великій інтелектуальній пригоді - пошуку остаточних законів природи. Мрія про остаточну теорію багато в чому надихає роботи в області фізики високих енергій. Хоча ми й не знаємо, як можуть виглядати остаточні закони або скільки років пройде, перш ніж вони будуть відкриті, все-таки ми думаємо, що вже в сучасних теоріях уловлюються проблиски контурів остаточної теорії.
Сама ідея остаточної теорії суперечлива і є в наші дні предметом інтенсивних суперечок. Це протиріччя вже досягло комітетських кабінетів конгресу США: фізика високих енергій стає усе більше дорогою наукою й обіг учених за суспільною підтримкою частково обґрунтовується історичною місією відкриття остаточних законів
Із самого початку в наміри входив виклад тих питань, які виникають у зв'язку із самою ідеєю остаточної теорії як частини інтелектуальної історії нашого часу, розраховане на людей без спеціальної підготовки по фізиці й вищій математиці. Мова йде про ключові ідеї, що лежать в основі сучасних фундаментальних досліджень по фізиці. Але це не підручник по фізиці, і Ви не зустрінете окремих глав, повністю присвячених часткам, взаємодіям, симетріям і струнам. Навпроти, тут уплетені поняття сучасної фізики в обговорення того, що таке остаточна теорія і як ми збираємося неї шукатися
Остаточна теорія
майже однаково, а вага електронів багато менше, так що з гарною точністю можна вважати, що вага всього атома
просто пропорційний повному числу протонів і нейтронів у його ядрі: один (протон) у водню, дванадцять у вуглецю,
шістнадцять у кисню й сорок у кальцію. Ці цифри відповідають атомним вагам, які були відомі, але не мали
пояснення в часи Хаксли.
Чому? Чому існують протон і нейтрон, заряджена й нейтральна частки майже однакової маси й багато
важче електрона? Чому вони притягаються друг до друга з такою силою, що їм вдається утворити атомні ядра, у сотні
тисяч разів менші по розмірах, чим самі атоми? Пояснення всьому цьому знову втримується в сьогоднішньої стандартної
моделі елементарних часток. Легчайшие кварки мають назви й і d (від слів up і down), їхні заряди рівні +2/3 і -1/3 (в
одиницях, де заряд електрона прийнятий рівним -1); протони складаються із двох u-кварків і одного d-кварка й тому мають
заряд 2/3 + 2/3 -1/3=1; нейтрони складаються з одного u-кварка й двох d-кварків, так що їхній заряд дорівнює 2/3 - 1/3 - 1/3 = 0. Маси
протона й нейтрона майже рівні, тому що вони породжуються головним чином більшими силами, що втримують кварки
разом, а ці сили однакові для й-и- і d-кварків. Електрон багато легше, тому що він не випробовує впливи цих сил. Всі
кварки й електрони є згустками енергії різних полів і їхньої властивості випливають із властивостей відповідних
полів.
Отже, ми знову зштовхнулися зі стандартною моделлю. Насправді будь-які питання про фізичні або хімічних
властивостях карбонату кальцію сходяться через ланцюжок «чому?» до однієї загальної крапки: до сучасного квантово-
механічної теорії елементарних часток, тобто до стандартної моделі. Але фізика й хімія - дуже легкі предмети. Що,
якщо взяти що-небудь позаковыристей, наприклад біологію?
Наш шматочок мела не є ідеальним кристалом карбонату кальцію, але в той же час це й не безформна каша
з окремих молекул, як у газі. Як пояснював Хаксли у своїй лекції в Норвиче, крейда складається з кістяків крихітних живих
істот, які при житті поглинали з води древніх морів солі кальцію й вуглекислий газ і використовували ці
хімічні речовини як сировина для будівництва маленьких оболонок з карбонату кальцію навколо своїх ніжних тел. Не
потрібно особливої уяви, щоб зрозуміти, навіщо їм це треба було, - море не саме безпечне місце для
[...]
Початок
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127]