Читаем Стивен Хокинг. Жизнь среди звезд полностью

Когда Эйнштейн все это сопоставил, у него получилось, что, если умножить импульс фотона на длину связанной с ним волны, результат всегда один и тот же. Эту величину теперь называют постоянной Планка в честь Макса Планка, еще одного первооткрывателя квантовой теории. Постоянная Планка, которую принято обозначать латинской буквой h, вскоре оказалась одной из самых фундаментальных величин в физике наряду со скоростью света c. В частности, она входит в уравнения, выведенные в первые десятилетия века для описания того, как электроны удерживаются на орбитах вокруг атомов. Непонятный дуализм природы света очень донимал ученых, однако настоящий переполох начался в 1920-е годы, когда французский ученый Луи де Бройль предложил применять корпускулярно-волновое уравнение в обратную сторону. Вместо того чтобы взять длину волны (света) и на ее основании рассчитать импульс соответствующей частицы (фотона), можно взять импульс частицы (например, электрона) и на его основании вычислить длину соответствующей волны!

Воодушевленные этой мыслью экспериментаторы тут же провели опыты, показавшие, что при правильных условиях электроны и правда ведут себя как волны. В квантовом мире (в мире очень малых величин – на уровне атома и меньше) частицы и волны – попросту две стороны всего сущего. Волны могут вести себя как частицы, частицы – как волны. В английском языке даже появился новый термин «wavicle» – «волночастица». Дуалистическое понимание волн как частиц и частиц как волн оказалось ключом к квантовому миру и привело к созданию приемлемой теории, объясняющей поведение атомов, частиц и света. Но в самой сердцевине этой теории заложена глубочайшая тайна.

Поскольку у всех квантовых сущностей есть волновой аспект, их местоположение в пространстве нельзя определить точно. Ведь волны по самой своей природе растянуты в пространстве. Поэтому мы не можем судить, где именно находится электрон; как выяснилось, неопределенность – неотъемлемая черта квантового мира. Немецкий физик Вернер Гейзенберг в 1920-е годы установил, что все наблюдаемые величины на квантовом масштабе подвержены случайным вариациям и величина этих вариаций определяется постоянной Планка. Это и есть знаменитый «принцип неопределенности» Гейзенберга. Он означает, что все качества объекта вроде электрона невозможно определить точно: мы можем лишь приписывать им вероятности, очень точно выводимые из уравнений квантовой механики, например, вероятность, с которой электрон окажется в том или ином месте в то или иное время.

Более того, неопределенная, вероятностная природа квантового мира означает, что, если с двумя идентичными волнами-частицами обойтись идентичным образом (например, столкнуть их с волной-частицей другого типа), они не обязательно отреагируют идентично. То есть результаты экспериментов на квантовом уровне тоже неопределенны, и их нужно описывать только в терминах вероятностей. Электроны и атомы – вовсе не крошечные бильярдные шарики, отскакивающие друг от друга в соответствии с законами Ньютона.

На масштабе нашей повседневной реальности все это никак не проявляется, и тела вроде бильярдных шаров действительно отскакивают друг от друга предсказуемо, детерминистически, в соответствии с ньютоновой механикой. Дело в том, что постоянная Планка очень мала: в стандартных единицах, принятых у физиков, она составляет всего 6 × 10–34 (то есть 33 нуля и 6 после запятой) джоуль-секунд. А джоуль – весьма осязаемая единица энергии в повседневной жизни: шестидесятиваттная лампочка излучает 60 джоулей энергии каждую секунду. Привычные нам тела – бильярдные шары или мы сами – не подчиняются постоянной Планка, поскольку из-за ее малого размера волна, связанная с телом, так мала, что ей можно пренебречь. Но связанная квантовая волна есть и у вас, и у бильярдного шара, хотя она становится настолько большой, что влияет на взаимодействие тел, лишь для очень маленьких тел вроде электронов с очень маленьким импульсом.

Перейти на страницу:

Все книги серии Мир Стивена Хокинга

На плечах гигантов
На плечах гигантов

Чтобы дать верные ответы на фундаментальные вопросы о Вселенной, понадобились века и смелость нескольких ученых. Николай Коперник в трактате «О вращении небесных сфер», Галилео Галилей в «Диалоге о двух главнейших системах мира», Иоганн Кеплер в «Гармонии мира», Исаак Ньютон в «Математических началах натуральной философии» и Альберт Эйнштейн в своих многочисленных статьях о принципе относительности открыли современникам глаза на то, как устроен небесный свод и что происходит за пределами видимости телескопа. Именно эти работы и эти идеи изменили направление научной мысли, а более ранние – ознаменовали переход от Средневековья к современности.Выдержки из оригинальных текстов дополнены комментариями Стивена Хокинга, который составил также биографический очерк для каждого из авторов, чтобы читатель мог проследить глобальную эволюцию астрофизических воззрений и ход мыслей частного гения.

Елена Березанская , Коллектив авторов , сборник , Стивен Уильям Хокинг

Биографии и Мемуары / Прочее / Прочая научная литература / Газеты и журналы / Образование и наука
Теория всего. От сингулярности до бесконечности: происхождение и судьба Вселенной
Теория всего. От сингулярности до бесконечности: происхождение и судьба Вселенной

«Теория всего» – это история Вселенной, рассказанная Стивеном Хокингом в привычной – прозрачной и остроумной – манере и дополненная фантастическими снимками космического телескопа «Хаббл», от которых перехватывает дух. Иллюстрации и схемы, созданные специально для этой книги, помогут понять те самые теории и концепции, с которыми каждый день сражаются передовые ученые по всему миру.Книга объединяет семь лекций, охватывающих широкий диапазон тем: от Большого взрыва и черных дыр до теории струн. Автор описывает представления о Вселенной – от постулата о том, что Земля имеет форму шара, до теории о расширении Вселенной, основанной на недавних наблюдениях.Однако с особым азартом Стивен Хокинг рассуждает о непрекращающихся поисках теории всего, появление которой, по мнению автора, ознаменует триумф человеческого разума.Это книга для всех, кто когда-либо вглядывался в ночное небо и задавался вопросом о том, что скрывается в его чернильной синеве.

Стивен Уильям Хокинг

Физика / Образование и наука

Похожие книги

Абсолютное зло: поиски Сыновей Сэма
Абсолютное зло: поиски Сыновей Сэма

Кто приказывал Дэвиду Берковицу убивать? Черный лабрадор или кто-то другой? Он точно действовал один? Сын Сэма или Сыновья Сэма?..10 августа 1977 года полиция Нью-Йорка арестовала Дэвида Берковица – Убийцу с 44-м калибром, более известного как Сын Сэма. Берковиц признался, что стрелял в пятнадцать человек, убив при этом шестерых. На допросе он сделал шокирующее заявление – убивать ему приказывала собака-демон. Дело было официально закрыто.Журналист Мори Терри с подозрением отнесся к признанию Берковица. Вдохновленный противоречивыми показаниями свидетелей и уликами, упущенными из виду в ходе расследования, Терри был убежден, что Сын Сэма действовал не один. Тщательно собирая доказательства в течение десяти лет, он опубликовал свои выводы в первом издании «Абсолютного зла» в 1987 году. Терри предположил, что нападения Сына Сэма были организованы культом в Йонкерсе, который мог быть связан с Церковью Процесса Последнего суда и ответственен за другие ритуальные убийства по всей стране. С Церковью Процесса в свое время также связывали Чарльза Мэнсона и его секту «Семья».В формате PDF A4 сохранен издательский макет книги.

Мори Терри

Публицистика / Документальное
1917. Разгадка «русской» революции
1917. Разгадка «русской» революции

Гибель Российской империи в 1917 году не была случайностью, как не случайно рассыпался и Советский Союз. В обоих случаях мощная внешняя сила инициировала распад России, используя подлецов и дураков, которые за деньги или красивые обещания в итоге разрушили свою собственную страну.История этой величайшей катастрофы до сих пор во многом загадочна, и вопросов здесь куда больше, чем ответов. Германия, на которую до сих пор возлагают вину, была не более чем орудием, а потом точно так же стала жертвой уже своей революции. Февраль 1917-го — это начало русской катастрофы XX века, последствия которой были преодолены слишком дорогой ценой. Но когда мы забыли, как геополитические враги России разрушили нашу страну, — ситуация распада и хаоса повторилась вновь. И в том и в другом случае эта сила прикрывалась фальшивыми одеждами «союзничества» и «общечеловеческих ценностей». Вот и сегодня их «идейные» потомки, обильно финансируемые из-за рубежа, вновь готовы спровоцировать в России революцию.Из книги вы узнаете: почему Николай II и его брат так легко отреклись от трона? кто и как организовал проезд Ленина в «пломбированном» вагоне в Россию? зачем английский разведчик Освальд Рейнер сделал «контрольный выстрел» в лоб Григорию Распутину? почему германский Генштаб даже не подозревал, что у него есть шпион по фамилии Ульянов? зачем Временное правительство оплатило проезд на родину революционерам, которые ехали его свергать? почему Александр Керенский вместо борьбы с большевиками играл с ними в поддавки и старался передать власть Ленину?Керенский = Горбачев = Ельцин =.?.. Довольно!Никогда больше в России не должна случиться революция!

Николай Викторович Стариков

Публицистика
10 мифов о 1941 годе
10 мифов о 1941 годе

Трагедия 1941 года стала главным козырем «либеральных» ревизионистов, профессиональных обличителей и осквернителей советского прошлого, которые ради достижения своих целей не брезгуют ничем — ни подтасовками, ни передергиванием фактов, ни прямой ложью: в их «сенсационных» сочинениях события сознательно искажаются, потери завышаются многократно, слухи и сплетни выдаются за истину в последней инстанции, антисоветские мифы плодятся, как навозные мухи в выгребной яме…Эта книга — лучшее противоядие от «либеральной» лжи. Ведущий отечественный историк, автор бестселлеров «Берия — лучший менеджер XX века» и «Зачем убили Сталина?», не только опровергает самые злобные и бесстыжие антисоветские мифы, не только выводит на чистую воду кликуш и клеветников, но и предлагает собственную убедительную версию причин и обстоятельств трагедии 1941 года.

Сергей Кремлёв

Публицистика / История / Образование и наука
188 дней и ночей
188 дней и ночей

«188 дней и ночей» представляют для Вишневского, автора поразительных международных бестселлеров «Повторение судьбы» и «Одиночество в Сети», сборников «Любовница», «Мартина» и «Постель», очередной смелый эксперимент: книга написана в соавторстве, на два голоса. Он — популярный писатель, она — главный редактор женского журнала. Они пишут друг другу письма по электронной почте. Комментируя жизнь за окном, они обсуждают массу тем, она — как воинствующая феминистка, он — как мужчина, превозносящий женщин. Любовь, Бог, верность, старость, пластическая хирургия, гомосексуальность, виагра, порнография, литература, музыка — ничто не ускользает от их цепкого взгляда…

Малгожата Домагалик , Януш Вишневский , Януш Леон Вишневский

Публицистика / Семейные отношения, секс / Дом и досуг / Документальное / Образовательная литература