տուն Պտղատու ծառեր Տիեզերքը հետևի հայելու մեջ. Կամ թաքնված համաչափությունը, հակամատիան և Հիգսի բոզոնը: «Տիեզերքը հետևի հայելու մեջ. Աստված աջա՞ն էր, թե՞ թաքնված սիմետրիա, հակամատեր և Հիգսի բոզոն» Տիեզերքը հետևի հայելու մեջ» գրքի մասին

Պտղատու ծառեր

Տիեզերքը հետևի հայելու մեջ. Կամ թաքնված համաչափությունը, հակամատիան և Հիգսի բոզոնը: «Տիեզերքը հետևի հայելու մեջ. Աստված աջա՞ն էր, թե՞ թաքնված սիմետրիա, հակամատեր և Հիգսի բոզոն» Տիեզերքը հետևի հայելու մեջ» գրքի մասին

Էջ 1-ը 85-ից

* * *

Գրքի ակնարկներ
«Տիեզերքը հետևի հայելու մեջ»

...

Տիեզերքը հետևի հայելու մեջ հիանալի ընթերցանություն է յուրաքանչյուրի համար, ով փորձում է հասկանալ, թե ինչու է մեր տիեզերքն այդքան բարդ և հրաշալի... Գոլդբերգը հիանալի ուղեկից է, ով ձեզ կտանի ձեր նպատակակետը՝ հիանալու տիեզերքի գեղեցկությամբ:

...

Մաթեմատիկական համաչափությունները պարունակում են բազմաթիվ հարցերի պատասխաններ, սակայն Գոլդբերգն իր սրամիտ և թեթև գրքի ողջ ընթացքում ընթերցողին տրամադրում է մաթեմատիկական հաշվարկներով չծանրաբեռնված հանգուցային կետեր: Հուշում. Բաց մի՛ թողեք հումորով լի բազմաթիվ տողատակերը:

...

Գոլդբերգը նուրբ հումորի և աբսուրդի զգացում ունի, և նա հիանալի է բացատրում, թե ինչու է այն, ինչ մենք ընդունում ենք որպես ինքնին, օրինակ՝ գրավիտացիոն և իներցիոն զանգվածների հավասարությունը, իրականում շատ տարօրինակ է և ոչ մի քիչ ակնհայտ… Այս գիրքը մի քիչ նման է Թոլքինի Մորիայի միջով կառուցված սրընթաց սկուտեղի:

...

Վայ, ինչ, պարզվում է, համաչափության թեման կարող է հետաքրքիր լինել: Ֆիզիկոս Դեյվ Գոլդբերգը ընթերցողին տանում է անմիջապես ֆիզիկայի լայնածավալ հասկացությունների հորձանուտի մեջ, սակայն նա այնքան հմտորեն է ղեկավարում նավը, որ ընթերցողը խեղդվելու վտանգի տակ չի դնում:

...

Տեղեկատվական, չծանրաբեռնված մաթեմատիկայով և անսովոր հետաքրքրաշարժ գիրք ֆիզիկայում համաչափության հայեցակարգի մասին ... Գոլդբերգի գիրքը սկզբից մինչև վերջ գրված է մատչելի և հումորային ձևով ... Հեղինակը մեծահոգաբար համեմում է իր բացատրությունները ժողովրդական մշակույթին հղումներով. Doctor Who-ն և Lewis Carroll-ը Angry Birds-ին, և շնորհանդեսի հմայիչ ձևի շնորհիվ նույնիսկ ամենաբարդ թեմաները պարզեցնում են:

...

Գոլդբերգը խոսում է տիեզերքի տասը ամենահիմնարար որակների մասին նույն հումորով և միևնույն ժամանակ նրբանկատորեն, խորապես և հստակորեն։

...

Այս գիրքը ֆիզիկայի հիմնական հասկացությունների զվարճալի և գրավիչ ուսումնասիրություն է, որը ներառում է, ի թիվս այլ բաների, ֆիզիկայի չպարզված հերոսուհիներից մեկի՝ հսկայի, որի ուսերին կանգնած են եղել բազմաթիվ ֆիզիկոսներ՝ Էմմի Նոյթերի պատմությունը:

...

Դեյվ Գոլդբերգը կազմակերպում է հետաքրքրաշարժ հետաքրքրասիրությունների, տարակուսելի պարադոքսների և նուրբ հումորի իրական զվարճանքների այգի... Նա հիանալի բացատրում է ընթերցողին, թե որն է համաչափության դերը ֆիզիկայում, աստղագիտության և մաթեմատիկայի մեջ: Հրաշալի պատմություն մի գեղեցիկ տիեզերքի մասին:

...

Մի՛ պոկվիր։ Այս գիրքն իսկական նվեր է ցանկացած ընթերցողի համար, ով հետաքրքրված է մեր հրաշալի տիեզերքի բոլոր հրաշքներով: Եթե ֆիզիկայի հիմնարար հասկացություններն ու օրենքները դպրոցներում ուսուցանվեին այն պարզ և զվարճալի ձևով, որը նկարագրում է Դեյվ Գոլդբերգն իր գրքում, մենք շատ ավելի լավ կկարողանայինք երիտասարդներին ներգրավել գիտության մեջ:

...

Այս գիրքը առարկայական առումով գրեթե նույնքան լայն է, որքան ֆիզիկական տիեզերքը, որի մասին այնքան հրաշալի է: Բայց գլխավորը, թերեւս, այն է, որ Գոլդբերգը մանրամասն գրում է Էմմի Նոյթերի թերագնահատված արժանիքների մասին։ Նրա թեորեմը, ըստ որի յուրաքանչյուր սիմետրիա համապատասխանում է պահպանված մեծությանը, միավորում է ֆիզիկայի ամենատարբեր ոլորտները, իսկ Գոլդբերգը բացատրում է, թե ինչպես և ինչու։

...

Դեյվ Գոլդբերգը խոսում է այն մասին, թե ինչպես է համաչափությունը ձևավորում տիեզերքը այնպիսի հմտությամբ, որ իր գիրքը կարդալը իսկական հաճույք է: Սկսած կաոնների և մրջյունների թագավորության մասին կոանից մինչև Հիգսի բոզոնի աղմուկը, նրա պատմություններն անդիմադրելի են և միևնույն ժամանակ անսովոր տեղեկատվական են:

...

Այս գիրքը կարդալը նման է աշխարհի ամենահիասքանչ ֆիզիկայի ուսուցչի դասախոսությանը: Գոլդբերգը պատմում է ձեզ այն ամենը, ինչ դուք ցանկանում էիք իմանալ ֆիզիկայի մասին, բայց շատ ամաչում էիք հարցնել, օրինակ, արդյոք Թարդիսը կարող է կառուցվել, կամ ինչ կլինի, եթե Երկիրը ներծծվի սև խոռոչի մեջ: Պետք է կարդալ բոլոր նրանց համար, ովքեր ցանկանում են հասկանալ տիեզերքի բնույթը և միևնույն ժամանակ ծիծաղել:

Նվիրվում է Էմիլիին, Ուիլային և Լիլիին. դու իմ կյանքն ես, սերն ու ոգեշնչումը

Պետք է հիշել, որ այն, ինչ մենք դիտարկում ենք, ոչ թե բնությունն է որպես այդպիսին, այլ բնությունը, որը ենթարկվում է հարցեր տալու մեր մեթոդին:

Վերներ Հայզենբերգ

Ներածություն
Որում ես ձեզ ասում եմ, թե ինչ և ինչպես, այնպես որ ավելի լավ է չոլորել դրա միջով

Ինչու կա աշխարհում ինչ-որ բան և ոչ ոչինչ: Ինչու՞ ապագան անցյալի հետ նույնը չէ: Ինչու՞ է լուրջ մարդը նման հարցեր առաջ քաշում։

Երբ խոսում ես գիտահանրամատչելի մասին, ընկնում ես նախաձեռնողի նկատմամբ մի տեսակ հանդուգն թերահավատության մեջ։ Դուք կարդում եք այս բոլոր թվիթերն ու բլոգները և տպավորություն եք ստանում, որ հարաբերականության տեսությունը ոչ այլ ինչ է, քան խնջույքի ժամանակ ինչ-որ տղայի պարապ խոսակցությունը, և ոչ մարդկության պատմության ամենահաջող ֆիզիկական տեսություններից մեկը, որը դիմակայել է բոլորին: փորձարարական և դիտողական թեստեր հարյուր տարվա ընթացքում...

Չնախաձեռնվածների տեսանկյունից ֆիզիկան ցավալիորեն ծանրաբեռնված է ամենատարբեր օրենքներով ու բանաձեւերով։ Ավելի արագ չի՞ լինում: Իսկ իրենք՝ ֆիզիկոսները, հաճախ ուրախանում են իրենց նախագծման տարանջատված բարդությամբ: Երբ հարյուր տարի առաջ սըր Արթուր Էդինգթոնին հարցրին, թե ճի՞շտ է, որ աշխարհում ընդամենը երեք մարդ է հասկացել Էյնշտեյնի հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը, նա մի պահ մտածեց և հետո պատահաբար նկատեց. «Ես փորձում եմ պարզել, թե ով է երրորդը։ մեկն է»: Այսօր հարաբերականության տեսությունը ներառված է յուրաքանչյուր ֆիզիկոսի ստանդարտ զինանոցում, այն օրեցօր սովորեցնում են երեկվա, և նույնիսկ այսօրվա դպրոցականներին։ Այսպիսով, ժամանակն է հրաժարվել ամբարտավան գաղափարից, որ տիեզերքի գաղտնիքները հասկանալը հասանելի է միայն հանճարներին:

Խորը պատկերացումները, թե ինչպես է աշխատում մեր աշխարհը, գրեթե երբեք նոր բանաձևի արդյունք չեն, անկախ նրանից՝ Էդինգթոնն եք, թե Էյնշտեյնը: Ընդհակառակը, առաջընթացները գրեթե միշտ լինում են, երբ գիտակցում ենք, որ նախկինում մտածում էինք, որ դրանք տարբեր բաներ են, բայց իրականում դրանք նույնն են։ Հասկանալու համար, թե ինչպես է ամեն ինչ աշխատում, դուք պետք է հասկանաք համաչափությունը:

20-րդ դարի մեծ ֆիզիկոս, Նոբելյան մրցանակակիր Ռիչարդ Ֆեյնմանը ֆիզիկայի աշխարհը համեմատել է շախմատի խաղի: Շախմատը համաչափությամբ լի խաղ է։ Պտտեք տախտակը կես պտույտով - այն ճիշտ նույն տեսքը կունենա, ինչ սկզբում: Մի կողմի ֆիգուրները, բացառությամբ գույնի, մյուս կողմի ֆիգուրների գրեթե կատարյալ հայելային պատկերն են: Նույնիսկ խաղի կանոններն են սիմետրիկ։ Ահա, թե ինչպես է դա ասում Ֆեյնմանը.

...

Ըստ կանոնների՝ եպիսկոպոսը շախմատի տախտակի վրա շարժվում է միայն անկյունագծով։ Կարող ենք եզրակացնել, որ անկախ նրանից, թե որքան շարժումներ են անցել, որոշակի եպիսկոպոս միշտ կմնա սպիտակ քառակուսու վրա… Այդպես կլինի և բավականին երկար ժամանակ, բայց հանկարծ մենք հայտնաբերում ենք, որ եպիսկոպոսը հայտնվել է սև քառակուսու վրա: (իրականում այդպես էլ եղավ. այս անգամ եպիսկոպոսին կերան, բայց գրավատներից մեկը հասավ վերջին շարքը և դարձավ եպիսկոպոս սև քառակուսու վրա): Այդպես է նաև ֆիզիկայի հետ կապված: Մենք ունենք օրենք, որը գործում է համընդհանուր երկար, երկար ժամանակ, նույնիսկ երբ մենք չենք կարող հետևել բոլոր մանրամասներին, և հետո գալիս է մի պահ, երբ մենք կարող ենք բացահայտել. նոր օրենք.

Ընթացիկ էջ՝ 7 (ընդհանուր գիրքն ունի 24 էջ) [հասանելի ընթերցանության հատված՝ 16 էջ]

Ինչո՞ւ, ուրեմն, այս աստղերից յուրաքանչյուրը չի կարող ունենալ նույն հիանալի շքախումբը, ինչպիսին մեր Արեգակն է՝ արբանյակների կողմից սպասարկվող մոլորակների շարքը:

Եվ նրա հետ ոչ մի վատ բան չի պատահել, համենայն դեպս, եկեղեցին նրան ոչինչ չի արել:

Երբ ինչ-որ տեղ ես գնում, դու դեռ ինչ-որ տեղ ես հայտնվում

Կոպեռնիկոսն առաջիններից էր, ով հասկացավ մեծ ճշմարտությունը. մեր տեղը տիեզերքում աննկատելի է: Սա դաս է, որը մարդկությունը ժամանակ առ ժամանակ պետք է սովորի: Մեր միջակությունը շատ հեռու է արեգակնային համակարգից: Գալիլեոն նշել է, որ տիեզերքում կան անթիվ աստղեր, և բոլորն էլ հավասար իրավունք ունեն հավակնելու տիեզերքի կենտրոնի կոչմանը:

Գնդիկավոր կլաստերների համակարգը գալակտիկայի հարթության վրա պրոյեկցիայի մեջ։ Գալակտիկական երկայնությունը նշվում է յուրաքանչյուր երեսուն աստիճանով: «Տեղական համակարգը» ամբողջությամբ գտնվում է ամենափոքր շրջանի մեջ՝ շրջապատված ամուր գծով, որի շառավիղը հազար պարսեկ է: Ավելի մեծ պինդ շրջանակները նույնպես հելիոկենտրոն են, սակայն դրանց շառավիղները մեծանում են 10000 պարսեկ ընդմիջումներով։ Կետավոր գիծը նշում է համակարգի ենթադրյալ հիմնական առանցքը, կետավոր շրջանակները կենտրոնացված են կենտրոնի նկատմամբ: Այս մասշտաբով կետերը մոտավորապես չորս անգամ գերազանցում են կլաստերների իրական տրամագիծը: Ինը կլաստերներ ավելի քան 15000 պարսեկ են գալակտիկական հարթությունից և ներառված չեն այս դիագրամում։

1918թ.-ին աստղագետ Հարլո Շեփլին քարտեզագրեց Ծիր Կաթինի 69 գնդաձև կուտակումներ: Սրանք հարյուր հազար աստղերի շատ մոտ կուտակումներ են, և նույնիսկ ավելին, և խելամիտ էր ենթադրել, որ գնդաձև կուտակումները սիմետրիկորեն բաշխված են գալակտիկայի կենտրոնի շուրջ: Շեփլին բացահայտեց, որ մեր տեղը արտոնյալ չէ, նույնիսկ մեր գալակտիկայի ներսում: Մենք ընդամենը մեկն ենք հեռավոր գավառի մոտ 10 միլիարդ աստղային համակարգերից:

Այս մասին Դուգլաս Ադամսը գրում է.

Ինչ-որ տեղ Գալակտիկայի արևմտյան պարույր ճյուղի մի աննորաձև շրջանի հետևի փողոցներում, որը նույնիսկ քարտեզի վրա չկա, կա մի փոքրիկ, աննկատ դեղին արև: Մոտ իննսուներկու հեռավորության վրա 44
Ադամսը աստղագետ չէ և, այնուամենայնիվ, անգլիացի, ուստի ներենք նրան մետրային չափումների թարգմանության սխալի համար։ Փաստորեն, այս արժեքը ավելի մոտ է 93 միլիոն մղոն:
Միլիոնավոր մղոններ նրա շուրջը պտտվում է միանգամայն աննկարագրելի կապույտ-կանաչ մոլորակ, որի կապիկներից ծագած բնակիչներն այնքան պարզունակ են, որ թվային ժամացույցները դեռևս ակնառու են համարում:

(թարգմ.՝ Յ. Արինովիչ)

Բայց սա հեռու է ավարտվելուց: 1920-ականներին Էդվին Հաբլը ցույց տվեց, որ մեր գալակտիկան տիեզերքի միջով լողացող կղզիների հսկայական թվից մեկն է: Ինչպես տեսանք, SDSS հետազոտությունը քարտեզագրել է ավելի քան հարյուր միլիոն գալակտիկաներ, սակայն ամենապահպանողական գնահատականն այն է, որ դրանց ընդհանուր թիվը դիտելի տիեզերքում մի քանի տրիլիոն է: Միջին հաշվով, այս տրիլիոն գալակտիկաները, կարծես, բաշխված են տիեզերքում զարմանալի միատեսակությամբ: Համաչափության լեզվով սա նշանակում է, որ տիեզերքը միատարր. Նմանապես, տիեզերքի հյուսիսային կիսագունդը կարծես թե քիչ թե շատ նույնն է, ինչ հարավայինը: Կրկին, գիտականորեն ասած, տիեզերքը կարծես այդպիսին է իզոտրոպ.

Այս դիտարկումները հիմք են հանդիսացել այսպես կոչված տիեզերաբանական սկզբունքի։ Ըստ էության ասում է, որ տիեզերքը քիչ թե շատ նույնն է ամենուր և բոլոր ուղղություններով։ Դիտարկումները հաստատում են դա, բայց իրականում տիեզերաբանական սկզբունքը աքսիոմա է։ Ինչպես այն ենթադրությունը, որ ֆիզիկական օրենքների անփոփոխությունը մեզ թույլ է տալիս մեկնաբանել անցյալը և կանխատեսել ապագան, տիեզերագիտական սկզբունքը մեզ հնարավորություն է տալիս ողջամտորեն մեկնաբանել տիեզերքի այլ մասերից ստացված տվյալները:

Մեր գալակտիկայից դուրս տիեզերքը հասկանալու առաջին հայացքները մենք պարտական ենք Էդվին Հաբլին: Ինչպես արդեն տեսանք, նա ոչ միայն ցույց տվեց մեզ տիեզերքի մասշտաբները, այլ նաև բացահայտեց, որ տիեզերքի գրեթե բոլոր գալակտիկաները կարծես հեռանում են մեզանից:

Այն գաղափարը, որ տիեզերքը ընդլայնվում է, հավանաբար ձեզ սխալ պատկերացում է տվել, որ տիեզերքն ունի կենտրոն: Ոչ, տիեզերքը կենտրոն չունի: Հասկանալու համար, թե ինչու, մենք պետք է մի փոքր խոսենք հարաբերականության մասին: Մենք դա արդեն ստուգել ենք հատուկՀարաբերականության տեսությունը ենթադրում է ժամանակի և տարածության սերտ հարաբերություն։ Եվ հանճարեղ գեներալՀարաբերականության տեսությունն այն է, որ, ըստ դրա, գրավիտացիան ի վիճակի է թեքել ինչպես տարածությունը, այնպես էլ ժամանակը, ինչպես նաև երկուսը միաժամանակ։

Ընդարձակվող տիեզերքը նման է ռետինե թերթիկի

Եթե դուք չունեք ինտուիտիվ պատկերացում, թե ինչ է տիեզերական կորությունը, մի տխրեք: Շատ հեշտ է շփոթվել հավասարումների և բանաձևերի մեջ։ Բարեբախտաբար, սակայն, Տիեզերագետների միջազգային գիլդիան հանդես է եկել հիանալի անալոգիայով, և եթե դուք ինձ ձեր խոսքն ուղղեք այն բառացի չընդունելու համար, ես կհետևեմ իմ գործընկերների օրինակին։

Կպցրեք մի բուռ փոքրիկ պլաստիկ գալակտիկաներ հսկայական ռետինե թերթիկի վրա:

Գտեք ուժեղ տղամարդկանց ընկերություն և նրանց հետ միասին բռնեք սավանը բոլոր կողմերից:

Ճիշտ քաշեք:

Գալակտիկաներից մեկում ապրող մրջյունն իրեն կհամարի տիեզերքի պորտը, քանի որ մնացած բոլոր գալակտիկաները կհեռանան նրա տեսանկյունից: Ավելին, որքան մեծ է երկու գալակտիկաների միջև հեռավորությունը, այնքան ավելի արագ՝ մրջյունի տեսանկյունից, դրանք կհեռանան միմյանցից. սա հենց այն էֆեկտն է, որը դիտել է Հաբլը։

Ես կարող եմ քեզ նետել ցանկացած գալակտիկա, և եթե ունես բավականաչափ եսակենտրոն, դու քեզ կհամարես տիեզերքի կենտրոնը: Այնուամենայնիվ, և սա ամենակարևորն է, ցանկացած գալակտիկայի ցանկացած դիտորդ կտեսնի նույնը:

Տիեզերքի ժամացույցը հետ դարձրեք, և բոլոր գալակտիկաների միջև հեռավորությունը փոքրանում է մինչև զրոյի: Որտե՞ղ է տեղի ունեցել Մեծ պայթյունը: Եվ ամենուր!

Այնուամենայնիվ, վտանգավոր է այս անալոգիան չափազանց բառացի ընդունել: Հատկապես համառ մրջյունը կկառուցի գեղեցիկ աստղանավ և կգնա, օրինակ, փնտրելու ռետինե սավանի եզրը: Բայց մեր (ոչ ռետինե) տիեզերքում եզրին հասնելը հիմնականում անհնար է, նույնիսկ երազելու բան չկա: Տիեզերքը չունի կենտրոն և եզրեր: Այսպիսով, մեզ մնում է միայն երկու տարբերակ.

Առաջինը, ճիշտն ասած, սառեցնում է հոգին։ Կարող է պարզվել, որ տիեզերքն իսկապես անսահման է: Այսինքն, ոչ միայն շատ, շատ մեծ, այլ իսկապես անսահման: Մտածեք - դա անվերջ է:

տորոիդային տիեզերք

Մենք կվերադառնանք հսկա տիեզերքի և անսահման տիեզերքի գործնական տարբերություններին, բայց ես անձամբ շատ ավելի մխիթարված եմ թիվ երկու տարբերակով. գուցե տիեզերքն ինքնամփոփ է: Դա նման է այն բանին, որ Pac-Man-ը անհետանում է էկրանի մի կողմում, իսկ հետո նորից հայտնվում հակառակ կողմում: Pac-Man-ի տեսանկյունից նա շարունակվում է ու չի կարողանում հասնել մինչև վերջ։

Մի անհանգստացեք, Երկիրը նույն կերպ է վարվում: Եթե անտեսեք մեր եղբայրների կողմից կամայականորեն սահմանված սահմանազատման գծերը, ինչպիսին է Միջազգային ժամադրության գիծը, կարող եք անվերջ քայլել դեպի արևելք, և չեք հասնի ոչ եզրին, ոչ կենտրոնին: Դուք անընդհատ կանցնեք նույն վայրերով, և վերջ:

Գործնական տեսանկյունից անսահման տիեզերքի և կրկնվող տիեզերքի միջև մեծ տարբերություն չկա: Տիեզերքի ընդարձակումը և լույսի սահմանափակ արագությունը պայմանավորվել են, որպեսզի մեզ հետ պահեն նույնիսկ տիեզերքի շուրջը շրջելուց և վերադառնալու մեր սկզբնակետին: Բայց դա չի խանգարում մեզ տալ հետևյալ հարցը՝ որքա՞ն է տիեզերքի չափը։

Տիեզերք՝ մեկը, թե՞ շատ։

Տարածքը մեծ է։ Բարձր.

Բայց թե կոնկրետ ինչ չափի է, մենք չենք կարող անկեղծորեն ասել: Մենք չենք կարող հայացք նետել ամբողջ տիեզերքին, քանի որ այն գոյություն ունի ընդամենը 14 միլիարդ տարի, և լույսի արագությունն այն է, ինչ կա: Երկրի վրա մենք անվանում ենք մի գիծ, որից այն կողմ մենք չենք կարող տեսնել հորիզոնը, և դա վերաբերում է նաև ամբողջ տիեզերքին:

Սկզբունքորեն, մենք կարող ենք տրիլիոնավոր գալակտիկաներ տեղավորել այս հորիզոնում, բայց ոչ մի տեղ չի ասվում, որ ամեն ինչ կավարտվի դրանով: Շատ իրական հավանականություն կա, որ տիեզերքը հորիզոնից այն կողմ, որտեղ մենք չենք կարող տեսնել այն, ամենևին էլ նույնը չէ, ինչ մոտակայքում: Մենք ոչ միայն չենք կարողանում տեսնել, թե ինչ է կատարվում հարյուրավոր միլիարդ լուսատարի հեռավորության վրա, քանի որ ընդհանրապես ամեն ինչշարժվում է կամ լույսի արագությամբ, կամ ավելի դանդաղ. այն ամենը, ինչ գտնվում է հորիզոնից այն կողմ, ոչ մի կերպ չի ազդում այն ամենի վրա, ինչ կատարվում է այստեղ՝ Երկրի վրա:

Բայց սա բավարար չէ. քանի որ տիեզերքը ընդլայնվում է արագացումով, պարզվում է, որ ժամանակի ընթացքում ավելի ու ավելի շատ գալակտիկաներ կանհետանան մեր տեսադաշտից: Մեր հորիզոնում գտնվող գալակտիկաները մեզնից ընդամենը 60 միլիարդ լուսային տարի հեռավորության վրա են: Եվ այն ամենը, ինչ տեղի կունենա հետո, հավերժ կմնա առեղծված:

Այն ամենը, ինչ մեր հորիզոնից դուրս է, ցանկացած գործնական տեսանկյունից մեկ այլ, անկախ տիեզերք է, և հետևաբար, ուզենք, թե չուզենք, մենք ապրում ենք բազմակի տիեզերք- որոշակի իմաստով. Եթե գիտաֆանտաստիկայի գիտակ եք 45
Իհարկե, գիտակ, ինչպես կարող էր այլ կերպ լինել:

Նրանք գոնե մակերեսորեն ծանոթ են բազմակի տիեզերքի գաղափարին, բայց բոլորն յուրովի են հասկանում «բազմակի տիեզերք» արտահայտությունը։ Բարեբախտաբար մեզ համար, MIT-ի ֆիզիկոս Մաքս Թեգմարքը մշակել է բազմաթիվ տիեզերքների մանրամասն հիերարխիկ դասակարգում: Սրտի վրա, այս դասակարգման մեջ ամեն ինչ, բացառությամբ առաջին մակարդակի, որում մենք կասկած չունենք, չափազանց սպեկուլյատիվ է, և որքան հետագա, այնքան ավելի սպեկուլյատիվ: Այսպիսով, եկեք համաձայնենք, որ առայժմ մենք պարզապես իրերը դնում ենք դարակների վրա:

Առաջին մակարդակի բազմաբնույթ. Տիեզերքը շատ մեծ է, բայց դա կարելի է հասկանալ

Գործնական տեսանկյունից միանգամայն հնարավոր է տիեզերքի 100 միլիարդ լուսատարի չափով ցանկացած հատված դիտարկել որպես կղզի։ Այնուամենայնիվ, եթե կղզիները կապված չեն միմյանց հետ, ողջամիտ հարց է առաջանում, թե ինչու է դա տեղի ունեցել, և ինչու յուրաքանչյուր առանձին տեղամաս պետք է նման լինի բոլոր մյուսներին:

Պատկերացրեք, այս հարցը միանգամայն հնարավոր է պատասխան ստանալու համար։ Բայց նախ արձանագրենք դիտարկումներով հաստատված մի փաստ՝ մենք շրջապատված ենք տիեզերքի սկզբից մնացած ճառագայթմամբ, և այդ ճառագայթումը միատեսակ է՝ մոտ հարյուր հազարերորդական ճշգրտությամբ։ Այս փաստն ավելի տարօրինակ է դառնում, եթե հիշենք, որ լույսը, որը հարվածում է մեզ «վերևում» և «ներքևում»՝ հյուսիսային և հարավային բևեռներից, գալիս է տիեզերքի անհավանական հեռավոր կետերից: Այս հոսքերից երկու ֆոտոններ, ամենայն հավանականությամբ, երբեք չեն եղել այն շրջաններում, որոնք երբևէ ջերմային շփման մեջ են եղել միմյանց հետ:

Սա տիեզերագիտության ամենախորը և ցավոտ հարցերից մեկն է։ Սկզբում տիեզերքը շատ փոքր է եղել, բայց երկար չի գոյատևել։ Թվում է, որ երկնքում մեկ աստիճանից ավելի հեռավորության վրա գտնվող տարածքները միմյանց հետ խառնվելու հնարավորություն չունեն, և, այնուամենայնիվ, տիեզերքը, որպես ամբողջություն, զարմանալիորեն միատարր է թվում: Հիշեցնեմ, որ սա տիեզերաբանական սկզբունքի ենթադրություններից մեկն է։

1980-ականներին Ալան Գութը, որն այն ժամանակ աշխատում էր SLAC արագացուցիչների ազգային լաբորատորիայում, առաջարկեց գնաճի վարկածը՝ շրջանցելու հորիզոնի խնդիրը: Ու թեև դա լավ չի տեղավորվում գլխում, նախապես զգուշացնում եմ, որ այս պահին գնաճային մոդելը դոգմա է դարձել տիեզերագետների մեծ մասի համար։ Այն թույլ է տալիս մեզ բացատրել տիեզերքի հսկայական թվով երևույթներ այն տեսքով, որով մենք դիտարկում ենք այն:

Բազմաթիվ տիեզերքի գոյության առաջին պահերին բուռն ակտիվություն է եղել հատկապես առաջին 10-35 վայրկյանում։ Այս կարճ պահի ընթացքում տիեզերքը ենթարկվել է հսկայական էքսպոնենցիալ ընդլայնման, և տիեզերքի առանձին հատվածներ՝ առանձին պղպջակներ, աճել են 1060 կամ ավելի գործակիցով:

Եթե գնաճի վարկածը ճիշտ է, և մենք, կրկնում եմ, գործնականում համոզված ենք, որ այդպես է, ապա տեսանելի տարածությունից այն կողմ դեռ շատ տեղ կա։ Յուրաքանչյուր պղպջակ ինքնին տիեզերք է, և հեշտ է պատկերացնել, որ եթե դրանք բավականաչափ լինեն, ապա նրանցից շատերը կարող են նման լինել մերին, հավանաբար նույնիսկ հենց մերին: Գնաճի մոդելների մեծ մասի համաձայն՝ պղպջակները ծնում են այլ պղպջակներ, և այսպես շարունակ, անվերջ, և արդյունքում ստացվում է անսահման տիեզերք, որը սկզբում այնքան վախեցրեց մեզ:

Ինչ չափի պետք է հասնի առաջին մակարդակի բազմակի տիեզերքը, որպեսզի Երկրի վրա յուրաքանչյուր մարդ ունենա ճշգրիտ կրկնակի: Ուղղակի հրեշավոր: Tegmark-ը հաշվարկում է, որ այստեղից մինչև միանման տիեզերքը մոտավորապես 10-ից մինչև 10 29 մետր է, այս գրքի էջերում սրանից մեծ թվեր չեն լինի, բացի բուն անսահմանությունից: Սա նշանակում է, որ կրկնօրինակ տիեզերքի յուրաքանչյուր ատոմ գտնվում է ճիշտ նույն տեղում և շարժվում է նույն արագությամբ, մինչև քվանտային անորոշություն, ինչպես մեր սեփական տիեզերքում: Սա նշանակում է, որ եթե ձեր doppelgänger-ի կենսագրությունը տարբերվում է ձերից, ապա doppelgänger-ի ուղեղը կարող է մտածել, որ նա ունի այդ կենսագրությունը:

Տեսնել? Մենք վերադառնում ենք սրիկա երկվորյակների թեմային:

Եթե տիեզերքն անսահման է, ապա դրա մեջ բավականաչափ տեղ կլինի ոչ միայն քո կրկնակի, այլև քո անհամար թվերի համար:

Դա նվաստացուցիչ է և մի փոքր սարսափելի: Կարծես անսահման թվով լրտեսներ քեզ գաղտագողի լրտեսում են։

Եթե տիեզերքը անսահման չէ, կարող եք ապահով կերպով հանգստանալ ձեր եզակիության դափնիների վրա: Համաձայն պահպանողական տեսական գնահատականների՝ մեր բազմաշխարհի նվազագույն չափը մոտ 10 80 մետր է, և դա շատ է թվում, եթե չես հիշում, որ սա երկվորյակների տեսքի համար պահանջվող տարածության միայն չնչին մասն է:

Երկրորդ մակարդակի բազմաբնույթ. Տարբեր տիեզերքեր տարբեր ֆիզիկական օրենքներով

Տիեզերքի մեր հատվածը առաջացել է նոր ձևավորվող բազմակի տիեզերքի մի փոքրիկ կտորից, սակայն, ինչպես արդեն հասկացանք, մեր պղպջակը միակը չէ: Ավելին, հնարավոր է, որ այս փուչիկներից մի քանիսում, և գուցե բոլորում, ֆիզիկայի օրենքները որոշ չափով տարբերվում են մերից: Կա՛մ նրանց մեջ էլեկտրաէներգիան մի փոքր ավելի ուժեղ է կամ թույլ, կա՛մ ուժեղ փոխազդեցությունը (որը կապում է նեյտրոններն ու պրոտոնները) այնքան էլ նույնը չէ, ինչ մերը, կամ կան ավելի քան երեք չափումներ:

Թույլ տվեք պարզաբանել երկրորդ մակարդակի բազմաթիվ տիեզերքների գոյության որոշ հանգամանքներ։

1. Որ այս մոդելը ճիշտ է, ակնհայտ չէ։ Հնարավոր է, որ հիմնարար ուժերը իրականում գոյություն ունեցող ամեն ինչի հիմքն են, և որ բոլոր տիեզերքները կառուցված են նույն ֆիզիկական օրենքների վրա:

2. Եթե իսկապես կան երկրորդ մակարդակի բազմաթիվ տիեզերքներ, ապա դրանք պարտադիր չէ, որ նման լինեն մերին: Հավանաբար նրանցից շատերը չունեն աստղեր կամ գալակտիկաներ, ոմանք գրեթե ամբողջությամբ դատարկ են, ոմանք փլվել են սեփական ձգողության ազդեցության տակ: Օրինակ, աստղեր կամ ծանր տարրեր ստեղծելու համար ֆիզիկան պետք է շատ, շատ լավ կարգավորվի, և մենք նույնպես, և տիեզերքների մեծ մասը պարզապես չեն անցնում ընտրությունը:

3. Տիեզերքը դեռ եզր չունի: Տիեզերքները միմյանցից պարսպապատված չեն աղյուսե պատով: Երկրորդ մակարդակի բազմաշխարհի բոլոր տիեզերքները պոտենցիալ առաջին մակարդակի բազմաշխարհեր են:

Սակայն պատմությունը չի ավարտվում երկրորդ մակարդակով. Թեգմարկն առաջարկում է և՛ երրորդ, և՛ չորրորդ մակարդակների բազմաթիվ տիեզերքների առկայությունը, որոնք էլ ավելի ենթադրական են և կապ չունեն համաչափությունների հարցի և արդյոք ֆիզիկայի օրենքները ամենուր նույնն են: Բայց մենք ամեն դեպքում կխոսենք դրանց մասին, շատ հետաքրքիր է։

Երրորդ մակարդակի բազմաբնույթ. Քվանտային մեխանիկայի բազմաթիվ աշխարհներ

Ես արդեն մի փոքր խոսել եմ այն մասին, թե ինչպես է աշխատում քվանտային մեխանիկա, և ֆիզիկոսներից շատերը պարզապես ընդունում են, որ աշխարհում պետք է լինի որոշակի պատահականություն (կամ գուցե առյուծի բաժին) և տարբեր իրադարձությունների միջև տարօրինակ, հնարամիտ կապերի հնարավորություն: միմյանց.

Այնուամենայնիվ, ոչ բոլորն են այդքան վստահ այս հարցում։ 1957 թվականին Ուգո Էվերեթը, ով աշխատում էր որպես գիտական խորհրդատու Պենտագոնում, հանդես եկավ քվանտային մեխանիկայի «բազմաշխարհի մեկնաբանությամբ»: Ոչ թե Էվերեթը ստեղծեց ֆիզիկական օրենքների բոլորովին նոր շարք: Ըստ էության, սա այն էր, ինչ նա ուզում էր ասել. «Դուք գիտեք այս բոլոր փորձերը, որոնք ցույց են տալիս քվանտային վարքագիծ: Այսպիսով, դուք կարող եք նրանց նայել այլ տեսանկյունից»:

Բազմաշխարհների մեկնաբանության համաձայն՝ ամեն անգամ, երբ կարելի է չափել քվանտային իրադարձություն, ստեղծվում է տիեզերքների նոր հավաքածու: Մի տիեզերքում էլեկտրոնի սպինը կարելի է գնահատել դեպի վեր։ Մյուսում `ինչպես ուղղված է դեպի ներքև: Հետաքրքիր է, որ բազմաշխարհի մեկնաբանության համաձայն, այս տիեզերքները կարող են փոխազդել միմյանց հետ, ինչը տարօրինակ վարք է առաջացնում՝ քվանտային միջամտություն:

Ինչպես ասացի, մաթեմատիկական բազմաշխարհի մեկնաբանությունն ակնկալում է, որ քվանտային փորձերը կլինեն նույնը, ինչ ստանդարտ Կոպենհագենի մեկնաբանությունը, որին հավատարիմ են ֆիզիկոսներից շատերը, այդ թվում՝ ես: Այնուամենայնիվ, այն նաև մեզ տրամադրում է միանգամայն նոր տեսակետ բազմաշխարհի մասին, և, անկեղծ ասած, այս տեսակետն առաջարկում է ֆանտաստիկ հեռանկարներ, եթե գիտաֆանտաստիկա գրելը ձեր կյանքի գործն է: Այնուամենայնիվ, ես պետք է նախազգուշացնեմ ձեզ. եթե դուք բաժանորդագրվում եք «Բազմաթիվ աշխարհների մեկնաբանությանը», շատ պարզ եղեք, որ ոչ Էվերեթը, ոչ էլ որևէ մեկը չի առաջարկել տիեզերքների միջև ճանապարհորդության ֆիզիկական մեխանիզմ: Ֆանտազիա արեք առողջության մասին, բայց այստեղից ոչ մի տեղ չեք հասնի։

Չորրորդ մակարդակի բազմակի տիեզերքը: Եթե տիեզերքը մաթեմատիկորեն ինքնաբավ է, ապա այն գոյություն ունի

Չորրորդ մակարդակում ամեն ինչ ավելի տարօրինակ է դառնում: Առաջինից երրորդ մակարդակները ենթադրում են, որ ֆիզիկայի օրենքները առնվազն անորոշ կերպով նման են մեր տիեզերքի օրենքներին: 4-րդ մակարդակի բազմաշխարհում Թեգմարկն ասում է. «Մաթեմատիկորեն գոյություն ունեցող բոլոր կառույցները գոյություն ունեն նաև ֆիզիկապես», թեև լիովին պարզ չէ, թե քանի տիեզերք կարելի է նկարագրել մաթեմատիկորեն:

Որքան գիտենք, հնարավոր է, որ կա ինչ-որ տիեզերք, որտեղ առկա է մեր հիմնարար փոխազդեցություններից միայն մեկը կամ ոչ մեկը: Քանի որ մենք այնքան էլ չենք պարզել ֆիզիկան բազմակի տիեզերքի մեր մասում, նույնիսկ եթե կա 4-րդ մակարդակի բազմակի տիեզերք, մենք չենք կարող ասել, թե որո՞նք են այն կազմող տիեզերքները, նույնիսկ ամենափոքր որոշակիությամբ:

Այս գլխի ընթացքում մեր ունեցած դժվարությունների մի մասն այն է, որ մենք չգիտենք, թե արդյոք մեր տիեզերքը նկարագրող պարամետրերը իսկապես անհրաժեշտ են, արդյոք հետևողական տիեզերքը կարող է գոյություն ունենալ առանց դրանց, թե արդյոք դրանք լիովին կամայական են: Չորրորդ մակարդակի բազմակի տիեզերքը, ըստ Թեգմարկի դասակարգման, կարող է ենթադրել ինչպես տիեզերքների անսահման բազմության, այնպես էլ մեկ մեկի գոյությունը:

Եթե ձեր գլուխն արդեն պտտվում է բազմաթիվ տիեզերքների բազմազանությունից, հնարավոր պարամետրերի մասին մտածելը դժվար թե ձեզ օգնի:

Այնուամենայնիվ, իրականում մենք կխոսենք առաջին և երկրորդ մակարդակների բազմակի տիեզերքների մասին: Ի վերջո, եթե մոռացել եք, մեր զրույցի հիմնական նպատակն է զբաղվել այն հարցով, թե արդյոք ֆիզիկայի օրենքները նույնն են ողջ տիեզերքում։

Արդյո՞ք տիեզերքը նախատեսված է մեզ համար:

Ես արդեն զգուշացրել եմ ձեզ, բայց լավ է լինել առավել զգույշ. թեև համաչափությունները թույլ են տալիս մեզ ավելի լավ հասկանալ բնության առեղծվածները և ֆիզիկայի օրենքների ձևերը, դրանք մեզ ոչինչ չեն ասում հաստատունների կոնկրետ նշանակության մասին այս օրենքների մեջ: Մենք չենք պատրաստվում էլեկտրոնի զանգվածը «հետաքրքրել» (համենայնդեպս, մինչ այժմ դա մեզ չի հաջողվել): Միգուցե տիեզերքում ինչ-որ հիմնարար բան կա, և դա մեզ թույլ կտա եզրակացնել բոլոր ֆիզիկական հաստատունները, բայց այս պահին մենք թափառում ենք մթության մեջ: Սա նշանակում է, որ մենք չգիտենք, թե արդյոք ֆիզիկական հաստատուններն ի սկզբանե դրված են եղել օրենքներում, թե՞ դրանք համեմատաբար պատահական են ստացվել, ինչպես օրինակ պատուհանից դուրս ջերմաստիճանը տվյալ օրվա ընթացքում պատահական է: Սիմետրիան ասում է, թե ինչպես գրել հավասարումներ, բայց լռում է փոփոխականների թվային արժեքների մասին:

Բավականին շատ պարամետրեր կան, օրինակ՝ էլեկտրոնի լիցքը, որոնք քիչ թե շատ վերցված են առաստաղից։ Միգուցե այս պարամետրերը փոխվում են հսկա տիեզերքի ծայրից ծայր, և որոշ տարածքներ, օրինակ, մեր դիտելի տիեզերքը, պարզապես բախտավոր են, որ դրանք հարմար են բարդ կյանքի առաջացման համար:

Առեղծվածային ոչինչ չկա այն փաստի մեջ, որ մենք, ամենայն հավանականությամբ, ապրում ենք մի տարածաշրջանում, որտեղ ֆիզիկայի օրենքները իդեալականորեն համապատասխանում են մարդու գոյությանը: Այլ կերպ չէր էլ կարող լինել։ Հակառակ դեպքում ես ու դու չէինք լինի, և ոչ ոք չէր լինի, որ խոսեր այդ մասին։ Այսինքն՝ ֆիզիկոսներից շատերին իսկապես դուր չի գալիս մարդաբանական դատողությունը։ Մեզանից շատերը հույս են փայփայում, որ մի օր հետո կկարողանանք զարգացնել Ամեն ինչի տեսությունը՝ հիմնված բացառապես հիմնական սկզբունքների վրա:

Եվ եթե դրանք ներառված չեն տիեզերքի բուն կառուցվածքում, ապա որքանո՞վ պետք է կարգավորվեն ֆիզիկայի օրենքները, որպեսզի մենք գոյություն ունենանք: Որո՞նք են մեր շանսերը:

Թույլ տվեք կանխատեսել մի տիպիկ հարց տիեզերքի ճշգրտման վերաբերյալ: Ինչու է լույսը շարժվում վայրկյանում 299,792,458 մետր արագությամբ: Ինչպես տեսանք, կարճ պատասխանն այն է, որ շատ ավելի խելամիտ է պարզապես ասել, որ լույսը շարժվում է վայրկյանում մեկ լուսային վայրկյան արագությամբ և մի կողմ թողնել հաշվիչը որպես պատմական հետաքրքրություն սահմանելու հարցը:

Այլ կերպ ասած, որոշ միավորներում արտահայտված պարամետրերի արժեքները գրեթե երբեք տեղին չեն, քանի որ, ակնհայտորեն, դրանք կախված են նրանից, թե որ միավորներն եք ընտրում: Ես դա բարձրացրեցի, քանի որ կան ֆիզիկական հաստատունները միավորելու մի քանի եղանակներ, որպեսզի բոլոր միավորները չեղարկվեն: Ահա, օրինակ, այսպես կոչված նուրբ կառուցվածքի հաստատունը (կարճ՝ PTS), որը պարզապես թիվ է առանց որևէ միավորի։

Որո՞նք են այս տառերը: Այս հավասարման մեջ եէլեկտրոնի լիցքն է, Հետանշուշտ լույսի արագությունն է, և ћ Դիրակի հաստատունն է, որը նաև հայտնի է որպես կրճատված Պլանկի հաստատուն 46
Եթե դուք պատահաբար նշում եք նրան ձեր հաջորդ կոկտեյլ երեկույթի ժամանակ, բաց մի թողեք: - անվանեք այն «մոխիր խաչված»: Պրոֆեսիոնալները անմիջապես կհասկանան.

Այն սողում է այնտեղ, որտեղ ներգրավված է քվանտային մեխանիկա:

Նուրբ կառուցվածքի հաստատունի արժեքը մոտավորապես 1⁄137.03599908 է, և այն ֆիզիկայի պատմության մեջ ամենաճիշտ հաշվարկված հաստատուններից մեկն է։ Եվ այս ամբողջ ճշգրտությամբ մենք պատկերացում չունենք, թե որտեղից է այն եկել։ Մաքուր մաթեմատիկայում թվերի դեպքում այդպես չէ։ Օրինակ, p թիվը հեշտությամբ կարելի է եզրակացնել հիմնական սկզբունքներից, նույնիսկ եթե դուք կյանքում շրջան չեք տեսել: Ահա թե ինչպես է ասում Ռիչարդ Ֆեյնմանը.

Մենք հիանալի գիտենք, թե ինչ պարեր պետք է կատարվեն փորձերի ժամանակ, որպեսզի չափենք այս թիվը շատ բարձր ճշգրտությամբ, բայց մենք չենք հասկանում, թե ինչ պարեր պետք է կատարվեն համակարգչով այս թիվը ստանալու համար, բացառությամբ այնտեղ գաղտնի մուտքագրելու:

PRT-ն էլեկտրամագնիսական ուժի ուժի չափումն է և, ինչպես դուք կարող եք նկատել, այն շատ ավելի քիչ է, քան միասնությունը: Օբյեկտիվ տեսանկյունից էլեկտրամագնիսական ուժը շատ թույլ է։ Մյուս կողմից, համեմատած այլ փոխազդեցությունների հետ, էլեկտրամագնիսականությունը աներևակայելի ուժեղ է: Պարզապես մտածեք այն մասին, որ մեր սպորտային կոշիկների և հատակի միջև էլեկտրաստատիկ հակահարվածը հեշտությամբ հաղթահարում է ողջ Երկրի գրավիտացիոն ձգողականությունը:

Տիեզերագիտության և մասնիկների ֆիզիկայի մեր ստանդարտ մոդելներում կան առնվազն 25 տարբեր չափսեր և ակնհայտորեն անկախ պարամետրեր: Ենթադրենք՝ վերցնում և փոխում ենք միայն մեկ TCP։ Ի՞նչ է լինելու։

Եթե PCF-ն, օրինակ, 0,1-ից մեծ է (մոտ 14 անգամ չափված արժեքից), ապա ածխածինը, և, հետևաբար, ածխածնից ծանր բոլոր տարրերը, չեն կարող արտադրվել աստղերում: Դա աղետ կլինի ածխածնային կյանքի ձևերի համար:

Կամ վերցնենք մեկ այլ պարամետր՝ ուժեղ միջուկային փոխազդեցության ուժգնությունը, հենց այն, որի պատճառով ատոմների միջուկները չեն քանդվում։ Եթե ուժեղ ուժի հաստատունն ավելացնեինք ընդամենը չորս տոկոսով, ապա պրոտոններն արագ կկապվեին իրար և կստեղծեին հելիում-2՝ իզոտոպ, որն ընդհանրապես նեյտրոններ չունի: Աստղերն արագ կվառվեին և կառաջացնեին միայն իներտ հելիում, և այդ կերպ ոչ մի հետաքրքիր բան չէր առաջանա:

Թվում է, թե դա այդպես է հիմնարար հաստատունների մեծ մասի համար: Մենք ապրում ենք մի տիեզերքում, որտեղ պարամետրերի հարաբերակցությունն այնպիսին է, որ ապահովում է մեր գոյությունը: Սա թույլ է տալիս եզրակացությունների միայն երեք տարբերակ անել, և բոլորն էլ այնքան էլ գայթակղիչ չեն:

1. Տիեզերքը ստեղծվել է հատուկ մարդկանց կամ ընդհանրապես բարդ կյանքի համար:

2. Տիեզերքի պարամետրերը, բնականաբար, բխում են ֆիզիկայի դեռևս չբացահայտված օրենքից, և մենք ուղղակի անիծյալ բախտավոր ենք, որ այս օրենքը թույլ է տալիս մեր գոյությունը:

3. Պարամետրերը բազմաշխարհում տարբեր են, և ըստ անհրաժեշտության մենք ապրում ենք այն տարածքներից մեկում (գուցե շատ հազվադեպ), որն ի վիճակի է ապահովել կյանքի պայմանները (որովհետև հակառակ դեպքում մենք չէինք լինի):

Առաջին տարբերակը ուղղակի կապ չունի ֆիզիկայի հետ, դրա համար էլ այն ինձ դուր չի գալիս։ Երկրորդ տարբերակը, կարծես թե, ճիշտ է, բայց ֆիզիկոսները դեռ պետք է բացահայտեն Ամեն ինչի տեսությունը: Մինչդեռ այս մասին շատ քիչ բան կարելի է ասել, և, հետևաբար, երկրորդ տարբերակն ինձ մոտ թողնում է խորը դժգոհության զգացում։ Ի՞նչ կարելի է ասել երրորդ տարբերակի մասին։

Հարցնելու փոխարեն, թե ինչ կլինի, եթե PTS-ը (կամ որևէ այլ պարամետր) փոխվի, կարելի է հարց տալ, որին կպատասխանեն դիտարկումները՝ արդյոք այն ընդհանրապես փոխվում է, և դա անելու համար պետք է նայել տիեզերքի անդունդները:

Եթե մենք ուզում ենք տեսնել, թե ինչպես է փոխվում տիեզերքը մեզնից տիեզերական հեռավորությունների վրա, մենք պետք է սկսենք դիտարկելով օբյեկտները, որոնք մեզնից միլիարդավոր լուսային տարիներ հեռու են: Բարեբախտաբար, բնությունը մեզ տվել է իդեալական փարոսներ՝ քվազարներ: Ըստ էության, քվազարները հսկա սև անցքեր են, որոնք կլանում են հսկայական քանակությամբ նյութ: Քանի որ նյութն ընկնում է դրանց մեջ լույսի մոտ արագությամբ, այն տաքանում է և արտադրում այնքան ճառագայթում, որ տեսանելի լինի տիեզերքի հեռավոր ծայրերում:

Մեր և քվազարների միջև տարածությունը լցված է գազային ամպերով, և այդ գազը կլանում է ճառագայթման մի մասը, որն անցնում է դեպի մեզ: Ամպերը լույս են կլանում միայն ալիքի երկարությունների որոշակի տիրույթում, և այդ ալիքի երկարությունները որոշվում են PTS-ի արժեքով: Արժե փոխել PTS-ը, և այս միջակայքը նույնպես կփոխվի:

1999 թվականից ի վեր, Ջոն Ուեբը Նոր Հարավային Ուելսի համալսարանից և նրա համահեղինակները փորձարկում էին, թե արդյոք PTS-ը տատանվում է ժամանակի և հեռավորության հետ՝ դիտարկելով ֆոտոնները, որոնք կլանված են տարբեր երկաթի և մագնեզիումի իոնների կողմից շատ հեռավոր ամպերում: Ուսումնասիրելով ներծծվող ֆոտոնների հարաբերական ալիքների երկարությունները՝ գիտնականները կարող են տիեզերական հեռավորությունների վրա PTS-ն համեմատել Երկրի վրա լաբորատոր չափումների արդյունքում ստացվածի հետ:

Արդյունքները չափազանց անսպասելի էին. Երկնքի մեկ տարածքում հեռավոր գալակտիկաների դիտարկումների տվյալները ցույց են տալիս, որ PTS-ն այնտեղ մոտ հարյուր հազարերորդական է ավելինքան Երկրի վրա, իսկ մեկ այլ տարածքում՝ հարյուր հազարերորդական ավելի քիչ.

Եթե այս արդյունքները ճիշտ են, ապա դրանց նշանակությունը հսկայական է: Պարզվում է, որ PTS-ն ինչ-ինչ պատճառներով տարբերվում է տիեզերքի տարբեր շրջաններում, և մենք չպետք է մոռանանք, որ առաջին հերթին մենք չգիտենք, թե որտեղից է գալիս PTS-ի արժեքը: Սա ապտակ է տիեզերական սկզբունքին։

Երկու շատ կարևոր փաստ. Նախ, նույնիսկ եթե այս արդյունքը ճիշտ է, շեղումը անսովոր փոքր է: Այն ամենը, ինչ դիտել են Ուեբը և գործընկերները, դիտելի տիեզերքի երկու ծայրերն էլ ոչ պիտանի չեն դարձնում մարդկային կյանքի համար: Դա անելու համար պետք է անչափ ավելի առաջ բարձրանալ: Երկրորդ, ֆիզիկոսների մեծ մասը դեռ համոզված չէ, որ արդյունքը ճիշտ է: Ազդանշանը համեմատաբար թույլ է, և մի շարք այլ հետազոտական խմբեր դա չեն հաստատում։ Անձամբ ես դեռ չեմ պատրաստվում իմ դասագրքերին մոտենալ ինսուլտի ուղղիչի մեծ շիշով։ Եթե տիեզերքի ներսում ֆիզիկայի օրենքները փոխվում են, ապա շատ, շատ քիչ:

Խեժի այս տակառում, սակայն, կա նաև մի գդալ մեղր։ Եթե նույնիսկ այդ շեղումն իսկապես գոյություն ունի, այն այնքան աննշան է, որ կարող ենք մեկ այլ համաչափություն մտցնել։

Թարգմանական համաչափություն.Ֆիզիկայի օրենքները միանգամայն նույնն են տիեզերքում ամենուր:

Տիեզերքի կառուցվածքի լայնածավալ միատարրությունը՝ ընդհանուր միատեսակությունը, ցույց է տալիս կամ առնվազն հուշում է, որ տիեզերքում կա թարգմանական համաչափություն։

Չե՞ք սիրում ֆիզիկա: Դուք պարզապես չեք կարդացել Դեյվ Գոլդբերգի գրքերը: Այս գիրքը ձեզ կներկայացնի ժամանակակից ֆիզիկայի ամենահետաքրքիր թեմաներից մեկը՝ հիմնարար համաչափությունները: Իսկապես, մեր գեղեցիկ Տիեզերքում գրեթե ամեն ինչ՝ հակամատերայից և Հիգսի բոզոնից մինչև գալակտիկաների զանգվածային կուտակումներ, ձևավորվում է թաքնված սիմետրիաների հիման վրա: Նրանց շնորհիվ է, որ ժամանակակից գիտնականներն անում են իրենց ամենաաղմկահարույց բացահայտումները։

Հնարավո՞ր է սարք ստեղծել տեղեկատվության ակնթարթային փոխանցման համար: Ի՞նչ կլինի, եթե Երկիրը ներծծվի սև խոռոչի մեջ: Ի՞նչ չի դասավանդվում դպրոցի դասերին ժամանակի և տարածության մասին: Կարդացեք և կիմանաք այս հարցերի պատասխանները։ Հասկանալի է, հետաքրքրաշարժ է, կարող է ծիծաղելի լինել, - հիմա այդպես կմտածեք ֆիզիկայի մասին:

Մեր կայքում դուք կարող եք անվճար և առանց գրանցման ներբեռնել Դեյվ Գոլդբերգի «Տիեզերքը հետևի հայելու մեջ. Աստված աջլիկ էր, թե՞ թաքնված սիմետրիա, հակամատերիան և Հիգսի բոզոնը» գիրքը fb2, rtf, epub, pdf, txt: ձևաչափով, կարդալ գիրքը առցանց կամ գնել գիրք առցանց խանութից:

Դեյվ Գոլդբերգ

Տիեզերքը հետևի հայելու մեջ. Աստված աջա՞ր էր։ Կամ թաքնված համաչափությունը, հակամատիան և Հիգսի բոզոնը

Գրքի ակնարկներ

«Տիեզերքը հետևի հայելու մեջ»

Տիեզերքը հետևի տեսադաշտում հիանալի ընթերցանություն է բոլոր նրանց համար, ովքեր ցանկանում են հասկանալ, թե ինչու է մեր տիեզերքն այդքան բարդ և այդքան հիանալի... Գոլդբերգը հիանալի ուղեկից է, ով ձեզ կտանի տիեզերքի գեղեցկությամբ հիանալու ձեր նպատակակետը:

բնության ֆիզիկա

Մաթեմատիկական համաչափությունները պարունակում են բազմաթիվ հարցերի պատասխաններ, սակայն Գոլդբերգն իր սրամիտ և թեթև գրքի ողջ ընթացքում ընթերցողին տրամադրում է մաթեմատիկական հաշվարկներով չծանրաբեռնված հանգուցային կետեր: Հուշում. Բաց մի՛ թողեք հումորով լի բազմաթիվ տողատակերը:

Բացահայտեք

Գոլդբերգը հումորի և աբսուրդի նուրբ զգացում ունի, և նա հիանալի բացատրում է, թե ինչու է այն, ինչ մենք ընդունում ենք որպես ինքնին, օրինակ՝ գրավիտացիոն և իներցիոն զանգվածների հավասարությունը, իրականում շատ տարօրինակ է և ոչ մի դեպքում ակնհայտ… մի քիչ նման է Թոլքինի Մորիայի միջով կառուցված սրընթաց սկուտեղի:

Նոր գիտնական

Վայ, ինչ, պարզվում է, համաչափության թեման կարող է հետաքրքիր լինել: Ֆիզիկոս Դեյվ Գոլդբերգը ընթերցողին տանում է անմիջապես ֆիզիկայի լայնածավալ հասկացությունների հորձանուտի մեջ, սակայն նա այնքան հմտորեն է ղեկավարում նավը, որ ընթերցողը խեղդվելու վտանգի տակ չի դնում:

Բնություն

Տեղեկատվական, չծանրաբեռնված մաթեմատիկայով և անսովոր հետաքրքրաշարժ գիրք ֆիզիկայում համաչափության հայեցակարգի մասին ... Գոլդբերգի գիրքը սկզբից մինչև վերջ գրված է մատչելի և հումորային ձևով ... Հեղինակը մեծահոգաբար համեմում է իր բացատրությունները ժողովրդական մշակույթին հղումներով. Doctor Who-ն և Lewis Carroll-ը Angry Birds-ին, և շնորհանդեսի հմայիչ ձևի շնորհիվ նույնիսկ ամենաբարդ թեմաները պարզեցնում են:

Publishers Weekly

Գոլդբերգը խոսում է տիեզերքի տասը ամենահիմնարար որակների մասին նույն հումորով և միևնույն ժամանակ նրբանկատորեն, խորապես և հստակորեն։

Kirkus Reviews

Այս գիրքը ֆիզիկայի հիմնական հասկացությունների զվարճալի և զվարճալի ուսումնասիրություն է, որը ներառում է, ի թիվս այլ բաների, ֆիզիկայի անհայտ հերոսուհիներից մեկի պատմությունը, հսկա, որի ուսերին շատ ֆիզիկոսներ են կանգնած՝ Էմմի Նոեթերը:

Դեյվ Գոլդբերգը կազմակերպում է հետաքրքրաշարժ հետաքրքրասիրությունների, տարակուսելի պարադոքսների և նուրբ հումորի իրական զվարճանքների այգի... Նա հիանալի բացատրում է ընթերցողին, թե որն է համաչափության դերը ֆիզիկայում, աստղագիտության և մաթեմատիկայի մեջ: Հրաշալի պատմություն մի գեղեցիկ տիեզերքի մասին:

Մի՛ պոկվիր։ Այս գիրքն իսկական նվեր է ցանկացած ընթերցողի համար, ով հետաքրքրված է մեր հրաշալի տիեզերքի բոլոր հրաշքներով: Եթե ֆիզիկայի հիմնարար հասկացություններն ու օրենքները դպրոցներում ուսուցանվեին այն պարզ և զվարճալի ձևով, որը նկարագրում է Դեյվ Գոլդբերգն իր գրքում, մենք շատ ավելի լավ կկարողանայինք երիտասարդներին ներգրավել գիտության մեջ:

Պրիամվադա Նաթարայան, Յեյլի համալսարանի Կանանց ուսուցման ֆորումի ֆիզիկայի և աստղագիտության բաժինների նախագահ

Այս գիրքը առարկայական առումով գրեթե նույնքան լայն է, որքան ֆիզիկական տիեզերքը, որի մասին այնքան հրաշալի է: Բայց գլխավորը, թերեւս, այն է, որ Գոլդբերգը մանրամասն գրում է Էմմի Նոյթերի թերագնահատված արժանիքների մասին։ Նրա թեորեմը, ըստ որի յուրաքանչյուր սիմետրիա համապատասխանում է պահպանված մեծությանը, միավորում է ֆիզիկայի ամենատարբեր ոլորտները, իսկ Գոլդբերգը բացատրում է, թե ինչպես և ինչու։

Ջոն Ալեն Պաուլոս, Թեմփլ համալսարանի մաթեմատիկայի պրոֆեսոր, «Innumeracy» գրքի հեղինակ։

Դեյվ Գոլդբերգը խոսում է այն մասին, թե ինչպես է համաչափությունը ձևավորում տիեզերքը այնպիսի հմտությամբ, որ իր գիրքը կարդալը իսկական հաճույք է: Կաոնների կոանից մինչև մրջյունների թագավորություն մինչև Հիգսի բոզոնի շուրջ աղմուկը, նրա պատմությունները անդիմադրելի են, և միևնույն ժամանակ անսովոր տեղեկատվական են:

Ջ.Ռիչարդ Գոթ, աստղաֆիզիկայի դասախոս Փրինսթոնի համալսարանում

Այս գիրքը կարդալը նման է աշխարհի ամենահիասքանչ ֆիզիկայի ուսուցչի դասախոսությանը: Գոլդբերգը պատմում է ձեզ այն ամենը, ինչ դուք ցանկանում էիք իմանալ ֆիզիկայի մասին, բայց շատ ամաչում էիք հարցնել, օրինակ, արդյոք Թարդիսը կարող է կառուցվել, կամ ինչ կլինի, եթե Երկիրը ներծծվի սև խոռոչի մեջ: Պետք է կարդալ բոլոր նրանց համար, ովքեր ցանկանում են հասկանալ տիեզերքի բնույթը և միևնույն ժամանակ ծիծաղել:

Նվիրվում է Էմիլիին, Ուիլային և Լիլիին. դու իմ կյանքն ես, սերն ու ոգեշնչումը

Պետք է հիշել, որ այն, ինչ մենք դիտարկում ենք, ոչ թե բնությունն է որպես այդպիսին, այլ բնությունը, որը ենթարկվում է հարցեր տալու մեր մեթոդին:

Վերներ Հայզենբերգ

Ներածություն

Որում ես ձեզ ասում եմ, թե ինչ և ինչպես, այնպես որ ավելի լավ է չոլորել դրա միջով

Երբ խոսում ես գիտահանրամատչելի մասին, ընկնում ես նախաձեռնողի նկատմամբ մի տեսակ հանդուգն թերահավատության մեջ։ Կարդալով այս բոլոր թվիթներն ու բլոգները՝ տպավորություն է ստեղծվում, որ հարաբերականության տեսությունը ոչ այլ ինչ է, քան խնջույքի ժամանակ ինչ-որ տղայի պարապ խոսակցությունը, և ոչ մարդկության պատմության մեջ ամենահաջող ֆիզիկական տեսություններից մեկը, որը դիմակայել է ամեն փորձարարական: և հարյուր տարվա ընթացքում դիտողական թեստեր...

20-րդ դարի մեծ ֆիզիկոս, Նոբելյան մրցանակակիր Ռիչարդ Ֆեյնմանը ֆիզիկայի աշխարհը համեմատել է շախմատի խաղի: Շախմատը համաչափությամբ լի խաղ է։ Պտտեք տախտակը կես պտույտով - այն ճիշտ նույն տեսքը կունենա, ինչ սկզբում: Մի կողմի ձևերը, բացառությամբ գույնի, գրեթե կատարյալ հայելային պատկեր են մյուս կողմի ձևերի: Նույնիսկ խաղի կանոններն են սիմետրիկ։ Ահա, թե ինչպես է դա ասում Ֆեյնմանը.

Ըստ կանոնների՝ եպիսկոպոսը շախմատի տախտակի վրա շարժվում է միայն անկյունագծով։ Կարող ենք եզրակացնել, որ անկախ նրանից, թե որքան շարժումներ են անցել, որոշակի եպիսկոպոս միշտ կմնա սպիտակ քառակուսու վրա… Այդպես կլինի և բավականին երկար ժամանակ, բայց հանկարծ մենք հայտնաբերում ենք, որ եպիսկոպոսը հայտնվել է սև քառակուսու վրա: (իրականում այդպես էլ եղավ. այս անգամ եպիսկոպոսին կերան, բայց գրավատներից մեկը հասավ վերջին շարքը և դարձավ եպիսկոպոս սև քառակուսու վրա): Այդպես է նաև ֆիզիկայի հետ կապված: Մենք ունենք օրենք, որը գործում է համընդհանուր երկար, երկար ժամանակ, նույնիսկ երբ մենք չենք կարող հետևել բոլոր մանրամասներին, և հետո գալիս է մի պահ, երբ մենք կարող ենք բացահայտել. նոր օրենք.

Ընթացիկ էջ՝ 1 (ընդհանուր գիրքը ունի 20 էջ) [հասանելի ընթերցանության հատված՝ 12 էջ]

Դեյվ Գոլդբերգ

Տիեզերքը հետևի հայելու մեջ. Աստված աջա՞ր էր։ Կամ թաքնված համաչափությունը, հակամատիան և Հիգսի բոզոնը

Գրքի ակնարկներ

«Տիեզերքը հետևի հայելու մեջ»

Publishers Weekly

Պրիյամվադա Նաթարայան, Յեյլի համալսարանի Կանանց ուսուցման ֆորումի ֆիզիկայի և աստղագիտության բաժնի նախագահ

Ջոն Ալեն Պաուլոս, Թեմփլ համալսարանի մաթեմատիկայի պրոֆեսոր, Innumeracy-ի հեղինակ

Ջ.Ռիչարդ Գոթ, Փրինսթոնի համալսարանի աստղաֆիզիկայի պրոֆեսոր

Annalee Newitz, խմբագիր և time warp դաշտի օպերատոր http://i09.com կայքում

Նվիրվում է Էմիլիին, Ուիլային և Լիլիին. դու իմ կյանքն ես, սերն ու ոգեշնչումը

Վերներ Հայզենբերգ

Ներածություն

Որում ես ձեզ ասում եմ, թե ինչ և ինչպես, այնպես որ ավելի լավ է չոլորել դրա միջով

20-րդ դարի մեծ ֆիզիկոս, Նոբելյան մրցանակակիր Ռիչարդ Ֆեյնմանը ֆիզիկայի աշխարհը համեմատել է շախմատի խաղի: Շախմատը համաչափությամբ լի խաղ է։ Պտտեք տախտակը կես պտույտով - այն ճիշտ նույն տեսքը կունենա, ինչ սկզբում: Մի կողմի ձևերը, բացառությամբ գույնի, գրեթե կատարյալ հայելային պատկեր են մյուս կողմի ձևերի: Նույնիսկ խաղի կանոններն են սիմետրիկ։ Ահա, թե ինչպես է դա ասում Ֆեյնմանը.

Ըստ կանոնների՝ եպիսկոպոսը շախմատի տախտակի վրա շարժվում է միայն անկյունագծով։ Կարող ենք եզրակացնել, որ անկախ նրանից, թե որքան շարժումներ են անցել, որոշակի եպիսկոպոս միշտ կմնա սպիտակ քառակուսու վրա… Այդպես կլինի և բավականին երկար ժամանակ, բայց հանկարծ մենք հայտնաբերում ենք, որ եպիսկոպոսը հայտնվել է սև քառակուսու վրա: (իրականում այդպես էլ եղավ. այս անգամ եպիսկոպոսին կերան, բայց գրավատներից մեկը հասավ վերջին շարքը և դարձավ եպիսկոպոս սև քառակուսու վրա): Այդպես է նաև ֆիզիկայի հետ կապված: Մենք ունենք 1 ավելի լավ, քան կարդալ «Ֆեյնմանի դասախոսությունները ֆիզիկայի մասին» - պարզապես լսեք դրանք: Մեջբերումը վերցված է Ֆեյնմանի դասախոսության ձայնագրությունից Կալիֆորնիայի տեխնոլոգիական ինստիտուտում: Փաստորեն, նա պատրաստվում էր դասախոսություն կարդալ առաջին կուրսեցիների մոտ, սակայն կիսամյակի վերջում բոլոր տեղերը, ըստ ամենայնի, զբաղեցրել են իր գործընկերները։

կա մի օրենք, որը գործում է համընդհանուր երկար, երկար ժամանակ, նույնիսկ երբ մենք չենք կարողանում հետևել բոլոր մանրամասներին, և հետո գալիս է մի պահ, երբ մենք կարող ենք բացահայտել նոր օրենք:

Դիտեք խաղը ևս մի քանի անգամ և հանկարծ կհասկանաք, որ եպիսկոպոսը մնում է նույն գույնի քառակուսիների վրա հենց այն պատճառով, որ այն շարժվում է միայն անկյունագծով: Գույնի պահպանման օրենքը սովորաբար գործում է, բայց ավելի խորը օրենքը պահանջում է ավելի խորը բացատրություն:

Բնության մեջ սիմետրիան ի հայտ է գալիս գրեթե ամենուր, նույնիսկ եթե դա աննկատ է կամ նույնիսկ ակնհայտ և տարօրինակ: Թիթեռի թևերը միմյանց կատարյալ արտացոլումն են: Նրանց գործառույթները նույնական են, բայց ես իսկապես կխղճամ խեղճ թիթեռին, որն ունի երկու ձախ կամ երկու աջ թեւեր. նա անօգնական կթռչեր շրջանով: Բնության մեջ համաչափությունն ու անհամաչափությունը, որպես կանոն, ստիպված են մրցակցել միմյանց հետ։ Ի վերջո, համաչափությունը գործիք է, որով մենք ոչ միայն օրենքներ ենք ձևակերպում, այլև հասկանում ենք, թե ինչու են դրանք գործում:

Ասենք, որ տարածությունն ու ժամանակը բոլորովին էլ այնքան տարբեր չեն, որքան կարող է թվալ։ Նրանք նման են թիթեռի աջ և ձախ թեւերին։ Նրանց միջև եղած նմանությունը հիմք է հանդիսացել հարաբերականության հատուկ տեսության և առաջացրել է ամբողջ ֆիզիկայի ամենահայտնի բանաձևը: Ըստ երևույթին, ֆիզիկայի օրենքները ժամանակի հետ չեն փոխվում. այս համաչափությունը թույլ է տալիս եզրակացնել, որ էներգիան պահպանվում է: Եվ սա նաև լավ է. էներգիայի պահպանման շնորհիվ է, որ մեր հսկա մարտկոցը` Արևը, կարողանում է կերակրել Երկրի վրա ողջ կյանքը:

Մեզանից շատերի համար (լավ, ֆիզիկոսներ) ֆիզիկական տիեզերքն ուսումնասիրելիս հայտնաբերված համաչափության օրենքները նույնքան գեղեցիկ են, որքան ադամանդի, ձյան փաթիլի համաչափությունը կամ կատարյալ համաչափ մարդու դեմքի իդեալիզացված գեղագիտությունը:

Այս մասին ուշագրավ գրում է մաթեմատիկոս Մարկուս դյու Սոտոյը.

Միայն ամենաուժեղ, առողջ բույսերն ունեն էներգիայի այն պաշարը, որը թույլ է տալիս պահպանել հավասարակշռությունը իրենց ձևը ստեղծելիս: Սիմետրիկ ծաղիկը գերազանցում է ասիմետրիկներին, և դա արտահայտվում է նրանով, որ այն ավելի շատ նեկտար է արտադրում, իսկ այս նեկտարն ավելի շատ շաքար է պարունակում: Համաչափությունը քաղցր է:

Խնդիրները, որոնք մեր առջեւ դնում է համաչափությունը, աննկարագրելիորեն գոհացնում են մեր միտքը: Ամերիկյան խաչբառերը, որպես կանոն, սև ու սպիտակ քառակուսիների նախշ են, որը չի փոխվում, եթե ամբողջ նկարը կես պտույտ շրջես կամ նայես հայելու մեջ։ Գեղանկարչության և ճարտարապետության բազմաթիվ գլուխգործոցներ կառուցված են համաչափության վրա՝ բուրգերը, Էյֆելյան աշտարակը, Թաջ Մահալը։

Արժե որոնել գիտակցության բակերը, և դուք անպայման կհիշեք Պլատոնական հինգ պինդ մարմինները: Կան միանման դեմքերով ընդամենը հինգ կանոնավոր բազմանիստ՝ քառաեդրոն (չորս երես), խորանարդ (վեց), ութանիստ (ութ), տասներկու (տասներկու) և իկոսաեդրոն (քսան): Որոշ գիտնականներ, ինչպես ես, սիրով կհիշեն մանկությունը և կհասկանան, որ այսպիսի տեսք ուներ զառերը Dungeons & Dragons հավաքածուում:

2 Nerdy սև գոտիները կնշեն, որ ես մոռացել եմ նշել

decahedral ոսկոր. Այսպիսով, իմացեք, որ տասներորդը պլատոնական պինդ չէ: Այն պատկանում է հակաբիպիրամիդների դասին և կոչվում է նաև հնգանկյուն տրապեզոեդրոն։

Երբեմն առօրյա խոսակցության մեջ «սիմետրիա» բառը պարզապես վերաբերում է նրան, թե ինչպես են առարկաները «համընկնում» կամ «արտացոլում» միմյանց, բայց իրականում այս հասկացությունը, իհարկե, ունի ճշգրիտ սահմանում։ Ձևակերպումը, որի վրա մենք կհիմնվենք այս գրքի էջերի վրա, պատկանում է մաթեմատիկոս Հերման Վեյլին.

Օբյեկտը համարվում է սիմետրիկ, եթե այն հնարավոր է ինչ-որ կերպ մանիպուլյացիայի ենթարկել, և դրանից հետո այն կունենա նույն տեսքը, ինչ նախկինում:

Դիտարկենք հավասարակողմ եռանկյուն: Դուք կարող եք ամեն ինչ անել այս եռանկյունու հետ, և այն դեռ կմնա նույնը, ինչ նախկինում: Դուք կարող եք այն պտտել շրջադարձի մեկ երրորդով, և այն կունենա նախկին տեսք: Եվ դուք կարող եք դիտել այն հայելու մեջ, և արտացոլումը կլինի ճիշտ նույնը, ինչ բնօրինակը:

Հավասարակողմ եռանկյուն

Շրջանակը կատարյալ սիմետրիկ օբյեկտ է։ Ի տարբերություն եռանկյունների, որոնք միանման տեսք ունեն միայն որոշակի անկյան տակ պտտվելիս, շրջանագիծը կարող է պտտվել ինչպես ուզում ես, և այն մնում է նույնը: Ես չեմ ուզում հրել ակնհայտը, բայց անիվն այդպես է աշխատում:

Շատ առաջ, երբ մենք կհասկանայինք, թե ինչպես են շարժվում մոլորակները, Արիստոտելը առաջարկեց, որ նրանց ուղեծրերը պետք է լինեն կլոր՝ հենց շրջանագծի՝ որպես սիմետրիկ ձևի «կատարելության» պատճառով: Արիստոտելը սխալ էր, և զարմանալի չէ. նա սխալվում էր գրեթե ամեն ինչում, որը վերաբերում էր ֆիզիկական աշխարհին:

Գայթակղությունը մեծ է՝ ծաղրելով հներին, թաթախելով քաղցր ինքնագոհության մեջ, բայց Արիստոտելը ճիշտ էր մեկում, բայց շատ կարևոր։ Թեև մոլորակները իրականում պտտվում են արևի շուրջը էլիպսներով, գրավիտացիոն ուժը, որը նրանց ձգում է դեպի Արևը, բոլոր ուղղություններով նույնն է: Ձգողականությունը սիմետրիկ է: Այս ենթադրությունից և հնարամիտ պատկերացումներից, թե ինչպես է ձգողականությունը թուլանում հեռավորության հետ, սըր Իսահակ Նյուտոնը ճիշտ եզրակացություն արեց մոլորակների շարժման վերաբերյալ: Մասնավորապես, սա է պատճառը, որ դուք այդքան ծանոթ եք այս անվանը, թեև դրա համար շատ պատճառներ կան: Ֆիգուրները, որոնք այնքան կատարյալ չեն թվում, որքան շրջանագիծը, մոլորակների էլիպսաձև ուղեծրերը, շատ ավելի խորը համաչափության արդյունք են:

Համաչափությունները մեզ ցույց են տալիս բնության իրական սկզբունքները: Ոչ ոք չէր կարող հասկանալ, թե ինչպես է աշխատում ժառանգականության մեխանիզմը, մինչև Ռոզալինդ Ֆրանկլինը ԴՆԹ-ի ռենտգեն չնկարահանեց, որը Ջեյմս Ուոթսոնին և Ֆրենսիս Քրիքին թույլ տվեց բացահայտել կրկնակի խխունջի կառուցվածքը: Եվ այս կառուցվածքը, որը բաղկացած է երկու փոխլրացնող պարուրաձև թելերից, մեզ թույլ տվեց հասկանալ պատճենման և ժառանգության մեթոդը:

ԴՆԹ կրկնակի պարույր

Եթե դուք շարժվում եք գիտական էքսցենտրիկների կյանքի հետ բոլորովին անհաղորդ շրջանակներով, ապա հավանաբար լսել եք, որ նրանցից մեկն այս կամ այն տեսությունն անվանել է «բնական» կամ «գեղեցիկ»: Սա սովորաբար նշանակում է, որ այն ենթադրությունը, որի վրա հիմնված է տեսությունը, այնքան պարզ է, որ այն պարզապես պետք է ճշմարիտ լինի: Այլ կերպ ասած, սկսած շատ պարզ կանոնից, կարելի է նկարագրել բոլոր տեսակի բարդ համակարգեր, ինչպիսիք են սեւ խոռոչների շուրջ ձգողականությունը կամ բնության հիմնարար օրենքները:

Սա համաչափության մասին գիրք է, այն մասին, թե ինչպես է այն դրսևորվում բնության մեջ, ինչպես է այն ուղղորդում մեր ինտուիցիան և ինչպես է այն սողում այնտեղ, որտեղ դուք չեք սպասում: Նոբելյան մրցանակի դափնեկիր Ֆիլ Անդերսոնը ամենահակիրճ ասաց.

Միայն թեթևակի չափազանցություն կլինի ասել, որ ֆիզիկան համաչափության ուսումնասիրություն է:

Երբեմն սիմետրիան այնքան ակնհայտ է, որ թվում է բոլորովին տարօրինակ, բայց հանգեցնում է անհավանական հակասական արդյունքների: Երբ դուք վարում եք լիսեռ, մարմինը չի կարողանում տարբերել, թե ինչն է այն սեղմում նստատեղի մեջ՝ ձգողականությո՞ւնը, թե՞ տրոլեյբուսի արագացումը. նույնն է զգացվում: Երբ Էյնշտեյնը առաջարկեց, որ «նույնն է զգում» նշանակում է «և նույնն է», նա եզրակացրեց այն օրենքները, որոնցով գործում է գրավիտացիան, և հետագայում դա հանգեցրեց սև խոռոչների գոյության վարկածին:

Կամ, ասենք, այն փաստը, որ դուք կարող եք փոխանակել նույն տեսակի երկու մասնիկներ, անխուսափելիորեն հանգեցնում է հասկանալու, թե ինչ ճակատագիր է սպասվում մեր Արեգակին, և Պաուլիի բացառման խորհրդավոր սկզբունքին, և, ի վերջո, նեյտրոնային աստղերի և աշխարհում ողջ քիմիայի գործունեությանը: .

Սակայն ժամանակի հոսքը, մյուս կողմից, նույնքան ակնհայտ ասիմետրիկ է թվում: Անցյալը տարբերվում է ապագայից, դա միանշանակ է։ Սակայն, տարօրինակ կերպով, ֆիզիկայի օրենքները ոչինչ չգիտեն ժամանակի առանցքի մասին, նրանք մոռացել են պատմել դրա մասին: Մանրադիտակային մակարդակի վրա, գրեթե բոլոր հնարավոր փորձերը շատ լավ են ընթանում:

Այստեղ հեշտ է ենթարկվել ընդհանրացման ցանկությանը և ենթադրել, որ աշխարհում ամեն ինչ սիմետրիկ է։ Ես քեզ ծանոթ չեմ, ընթերցող, ուստի պատրաստ եմ ամենավիրավորական ենթադրություններ անել։ Ավագ դպրոցում կամ ինստիտուտում դուք գոնե մեկ անգամ մասնակցե՞լ եք ուղեղային զրույցի «Իսկ եթե, տղերք, մեր տիեզերքը պարզապես մի ատոմ լինի ինչ-որ հսկայական, հսկայական տիեզերքում» թեմայով:

Այդ ժամանակից ի վեր մեծացե՞լ ես։ Խոստովանեք, դուք լավ գիտեք, թե ինչի մասին է «Սևազգեստ տղամարդիկ» ֆիլմը, և ջերմությամբ հիշեք, թե ինչպես էիք կարդում «Հորթոն փիղը լսում է ինչ-որ մեկին» մանկության տարիներին, բայց նույնիսկ հիմա ակամայից մտածում եք, թե արդյոք կա ինչ-որ մի փոքրիկ տիեզերք, որը գնում է: մեր պատկերացումներից շատ հեռու:

Ո՛չ, բարեկամս, պատասխանը ոչ է, բայց այստեղ պետք է մի փոքր ավելի խորը հարց տալ՝ ինչո՞ւ:

Եթե դուք կարող եք ինչ-որ բան ավելացնել կամ նվազեցնել առանց այն փոխելու, ապա մենք ունենք որոշակի տեսակի համաչափություն: Ձեզանից նրանք, ովքեր կարդացել են Գուլիվերը, հավանաբար կհիշեն, որ հենց որ մենք հանդիպեցինք լիլիպուտցիներին, լիլիպուտացիները տասներկու անգամ փոքր են Գուլիվերից բոլոր չափումներով: Տասով բազմապատկելը և բաժանելը շատ ավելի հեշտ է, ուստի պարզության համար որոշեցի ամեն ինչ կլորացնել և պարզեցնել։ Պետք չէ շնորհակալություն հայտնել:

Ջոնաթան Սվիֆթը մտնում է ամենաերկար և մանրամասն քննարկման մեջ այն ամենի մասին, ինչը հետևում է Գուլիվերի և լիլիպուտացիների, իսկ հետո Գուլիվերի և Բրոբդինգնագ հսկաների միջև բարձրության տարբերությունից: Այստեղ Սվիֆթն ակնհայտորեն չափն անցավ. նա գրում է աշխարհում ամեն ինչի չափերի հարաբերակցությունը՝ քայլի երկարությունից մինչև տեղական կենդանիների քանակը, որոնք Գուլիվերին անհրաժեշտ էին բավարարելու համար:

Սակայն արդեն Սվիֆթի ժամանակ ոչ ոք չէր կասկածում, որ նման երկրների ու ժողովուրդների գոյությունը (խոսող ձիերի մասին ընդհանրապես լռում եմ) հակասում է ֆիզիկայի օրենքներին։ Մեկ դար առաջ Գալիլեո Գալիլեյը գրել է «Երկու նոր գիտություններ», որտեղ նա ուսումնասիրել է հսկաների գոյության հնարավորությունը գիտական տեսանկյունից։ Երկար մտորումներից հետո նա եզրակացրեց, որ ենթադրությունը կեղծ էր՝ այդպիսով ապագա սերունդներին զրկելով զվարճանալու հնարավորությունից: Դժբախտությունն այն է, որ ոսկորը, որի երկարությունը կրկնապատկվում է, դառնում է ութ անգամ ավելի ծանր, մինչդեռ դրա մակերեսը մեծանում է ընդամենը չորս անգամ: Այսպիսով, այն կկոտրվի՝ չդիմանալով սեփական քաշին։ Ահա թե ինչպես է Գալիլեոն ինքը գրում այդ մասին.

Երկու հարյուր կանգուն բարձրությամբ կաղնին չի կարող պահել իր ճյուղերը, եթե դրանք բաշխված լինեն այնպես, ինչպես սովորական բարձրության ծառի վրա։ և բնությունը չի կարող ծնել սովորական ձիուց քսան անգամ մեծ ձի կամ սովորական մարդուց տասը անգամ մեծ հսկա, բացառությամբ հրաշքով կամ մեծապես փոխելով նրա մարմնի համամասնությունները, հատկապես ոսկորները, որոնք պետք է շատ մեծանան: սովորականը.

4 Արժանի օգտագործել իր ժամանակն ու տաղանդը, ասելու ոչինչ:

Ահա թե ինչու փոքր շունը երբեմն կարող է իր չափի երկու կամ երեք շուն կրել մեջքի վրա, բայց ես ենթադրում եմ, որ ձին չի կարող նույնիսկ նույն ձիուց մեկին տանել։

Ահա թե ինչու Spider-Man-ը այդքան վատ գաղափար է: Նա չէր կարող համամասնորեն մեծացնել սարդի ուժը: Հակառակ դեպքում նա այնպիսի հսկայածավալ կազմվածք կունենար, որ նույնիսկ ստիպված չէին լինի ջախջախել։ Գրավիտացիան ամեն ինչ ինքն իրեն կանի: Ինչպես գրում է կենսաբան Ջ.

5 Վաղուց ապացուցված է, որ եթե բավական երկար խոսես գիտնականի հետ, նա ամեն ինչ կփչացնի՝ հասնելով դրա հիմքին: Ահա թե ինչու մեզ այդքան հաճախ է վիճակված միայնակ երեկոներ անցկացնելու։

Ահա թե ինչու միջատը չի վախենում գրավիտացիայից. նա կարող է ընկնել և մնալ անվնաս, զարմանալիորեն քիչ ջանք գործադրելով կարող է կառչել առաստաղից... Այնուամենայնիվ, աշխարհում կա մի ուժ, որից միջատը վախենում է ինչպես կաթնասունը՝ ձգողականությունից: . Սա մակերևութային լարվածություն է... Միջատը, ով որոշում է խմել, նույն վտանգի տակ է, ինչ մարդը, որը կախված է անհատակ անդունդի եզրից սնունդ փնտրելու համար: Երբ միջատը բռնվում է ջրի մակերևութային լարվածության ցանցում, այսինքն՝ պարզապես թրջվում է, և, ամենայն հավանականությամբ, չի կարողանա դուրս գալ և խեղդվել:

Իրականում խնդիրը շատ ավելի խորն է, քան հսկա ոսկորների առաձգական ուժը և միջատների համաչափ ուժը: Մարդու չափի հետ համեմատվող բոլոր առարկաները, թվում է, կարող են համամասնորեն կրճատվել և մեծանալ առանց մեծ վնասների. վեց մետրանոց մարդասպան ռոբոտը, ըստ երևույթին, ճիշտ նույն սարքով, ինչ իր երեք մետրանոց մոդելը, երկու անգամ ավելի լավ կաշխատի. բայց եթե անցնեք ատոմների և մոլեկուլների կշեռքներին, բոլոր կանխատեսումները դադարում են արդարացված լինել: Ատոմների աշխարհը նաև քվանտային մեխանիկայի աշխարհն է, ինչը նշանակում է, որ մեր մակրոսկոպիկ գոյության կոնկրետությունը հանկարծակի փոխարինվում է անորոշությամբ:

Այսինքն, բուն մասշտաբի ակտը բնության համաչափության հետ կապ չունի։ Գալակտիկաների տիեզերական ցանցի քարտեզը մի փոքր նման է նեյրոնների պատկերին, բայց դա մեծ համընդհանուր համաչափություն չէ: Դա պատահականություն է: Ես կարող էի շարունակել մեկ առ մեկ նկարագրել սիմետրիայի տարբեր դեպքերը, բայց հուսով եմ, որ ընդհանուր առմամբ բացատրել եմ, թե ինչն է ինչ: Որոշ փոփոխություններ նշանակություն ունեն, մյուսները՝ ոչ: Այս գրքում ես որոշեցի կիրառել հետևյալ մոտեցումը՝ յուրաքանչյուր գլուխ նվիրել առանձին հարցի, որը, պարզվում է, թեկուզ անուղղակի պատասխան ունի, և տիեզերքի նրա հիմնարար համաչափությունները տալիս են դրան։

Մյուս կողմից, նույնիսկ մարդու աջ ձեռքը տարբերվում է ձախից։ Հիմնական առեղծվածներից մեկը, որի մասին մարդիկ մտածում են, այն է, որ ինչ-որ առումով տիեզերքը սիմետրիկ չէ: Սիրտդ կրծքիդ ձախ կողմում է, ապագան նույնը չէ, ինչ անցյալը, դու մատերիայից ես ստեղծված, ոչ թե հակամատերիայից: Այսպիսով, այս գիրքը նաև գիրք է կոտրված և անկատար սիմետրիայի մասին, գուցե նույնիսկ ավելին, քան կատարյալ համաչափության մասին: Ժողովրդական իմաստությունն ասում է, որ պարսկական գորգը կատարյալ է իր անկատարությամբ և կատարյալ է իր անկատարությամբ: Իրական, ավանդական գորգերի նախշը մի փոքր անճշտ է, և համաչափության խախտումը ամբողջ կտորին ավելի անհատականություն է հաղորդում: Նույնը տեղի է ունենում բնության օրենքների հետ, և դա լավ է. կատարյալ սիմետրիկ տիեզերքը սարսափելի ձանձրալի կլիներ: Եվ դուք չեք կարող ձանձրալի անվանել մեր տիեզերքը:

Տիեզերքը, որը մենք տեսնում ենք հետևի հայելու մեջ, ավելի մոտ է, քան թվում է, և դա փոխում է ամեն ինչ: Բայց եկեք հետ չնայենք՝ մենք երկար շրջագայության ենք մեկնում տիեզերք: Եվ մեր ուղեցույցը կլինի համաչափությունը, բայց երբ այն կոտրվի, մենք տանը գրելու բան կունենանք:

Գլուխ առաջին. Հականյութ

Որից մենք սովորում ենք, թե ինչու կա աշխարհում ինչ-որ բան և ոչ ոչինչ

Գիտաֆանտաստիկ ֆիլմեր դիտելը գիտության մասին նոր բան սովորելու ակնկալիքով, ընդհանուր առմամբ, անիմաստ է: Ի թիվս այլ բաների, դուք կստանաք շատ խեղաթյուրված պատկերացում, օրինակ, այն մասին, թե ինչպես են պայթյունները դղրդում տարածության մեջ (դրանք լուռ են), որքան հեշտ է զարգացնել գերլուսավոր արագությունը (բայց ոչ բոլորովին), քանի անգլախոս և ոչ այնքան մարդանման, բայց դեռևս սատանայական գրավիչ այլմոլորակայինները տիեզերքում են (նրանք բոլորն էլ ամուսնացած են): Այնուամենայնիվ, բոլոր տեսակի «Աստղային պատերազմները» և «Աստղային ճանապարհները» մեզ ոգեշնչեցին մեկ շատ ճիշտ գաղափարով. կատակները վատ են հակամատերիայի հետ:

Հակամատերիան այնպիսի զարմանալի ուժ ունի, որ պարզապես անհնար է դիմակայել գայթակղությանը, և եթե գիտաֆանտաստիկ գրողը ցանկանում է իր պատրաստման մեջ ավելացնել «իրական ֆիզիկա», նա գրեթե միշտ ձգտում է մի պտղունց հակամատերի. ընթերցողներ. «Էնթերփրայզ» տիեզերանավի շարժիչն աշխատել է նյութի և հականյութի փոխազդեցության վրա։ Իսահակ Ասիմովն իր ռոբոտներին տվել է պոզիտրոնիկ ուղեղ և պոզիտրոնը՝ հակամատերիայի մասնիկը, վերածել է գիտաֆանտաստիկ ՄակԳաֆֆինի:

Նույնիսկ Դեն Բրաունի «Հրեշտակներ և դևեր» գրքում, որը հազիվ թե որակվի որպես իսկական գիտաֆանտաստիկա, հակամատերը ծառայում է որպես մի տեսակ դժոխային մեքենա: Չարագործները գողանում են կես գրամ հականյութ, և այս քանակությունը բավական է, որպեսզի պայթյունն իր հզորությամբ համեմատելի լինի առաջին միջուկային ռումբերի հետ: Բացի այն, որ Դեն Բրաունը երկու անգամ սխալվել է թվաբանական հաշվարկներում, ամբողջովին չի հասկացել, թե իրականում ինչ է կատարվում մասնիկների արագացուցչում, և բաց է թողել մոտ մեկ տրիլիոն անգամ, երբ նա գնահատում էր, թե որքան հակամատեր կարող է պահպանվել և փոխադրվել գիտական տվյալներով: դրա մի մասը ամեն ինչ լավ է:

Ստացվում է, որ մենք անընդհատ հանդիպում ենք հակամատերիային, բայց մենք լիովին սխալ ենք հասկանում, թե դա ինչ է: Այս նյութը ոչ մի դեպքում այն անկասելի մարդասպանը չէ, որին դուք սովորել եք այդքան տարիներ անվստահել: Եթե հականյութը չի դիպչում, այն իրեն բավականին խաղաղ է պահում։ Հակամատերիան նման է սովորական նյութին, որը դուք գիտեք և սիրում եք. այն ունի նույն զանգվածը, օրինակ՝ ճիշտ հակառակը՝ հակառակ լիցք և հակառակ անվանում: Տապակած հոտ է գալիս միայն այն դեպքում, եթե հակամատերը խառնեք սովորական նյութի հետ։

6 Սցենարագրության մեջ MacGuffin-ը որոշակի առարկա է, որի շուրջ կառուցված է սյուժեն, օրինակ՝ Գրաալը արթուրյան ցիկլի մեջ կամ տասներկու աթոռ Իլֆի և Պետրովի «Տասներկու աթոռները»: - Մոտ. թարգմ.

7 Երբ հականյութը դառնում է «Fuck-bang», նույն քանակությամբ նյութ անհետանում է: Բրաունը, ըստ երևույթին, մոռացել է այս մասին:

Հակամատերիան ոչ միայն սովորական նյութից ավելի էկզոտիկ չէ, այլև այն ունի նույն տեսքն ու վարքագիծը գրեթե բոլոր կարևոր իրավիճակներում: Եթե տիեզերքի բոլոր մասնիկները հանկարծ փոխարինվեին իրենց հակատարբերակով, դուք ոչինչ չէիք նկատի։ Պարզ ասած, կա սիմետրիա, թե ինչպես են ֆիզիկայի օրենքները վերաբերում նյութի և հակամատերիային, և, այնուամենայնիվ, դրանք պետք է մի փոքր տարբեր լինեն. ի վերջո, դուք և բոլորը, ում ճանաչում եք, ստեղծված եք ոչ թե հակամատերիայից, այլ սովորական նյութից:

Մենք սիրում ենք մտածել, որ պատահականություններ չկան, որ կա ինչ-որ գլոբալ պատճառ, թե ինչու դուք այս պահին նստած չեք հակամարդկանցով լի սենյակում։ Հասկանալու համար, թե ինչն է այստեղ, մենք կխորանանք անցյալի մեջ։

Արի, իրանք, հակամարդկանց, որտեղի՞ց եմ եկել։

Բացատրելը, թե որտեղից է ինչ-որ բան եկել, կարող է դժվար լինել: Միշտ չէ, որ հնարավոր է ամեն ինչ կոկիկ վերագրել ռադիոակտիվ սարդի խայթոցին, հայրենի մոլորակի պայթյունին կամ նույնիսկ դիակի վերածնմանը (հանուն գիտության, հասկանում եք): Մեր սեփական ծագման պատմությունը բարդ պատմություն է, բայց դուք ուրախ կլինեք իմանալ, որ մենք (ինչպես Hulk-ը) ի վերջո գամմա ճառագայթման ազդեցության արդյունք ենք: Դա երկար պատմություն է:

Ֆիզիկան դեռ չի կարող նույնիսկ պատասխանել այն հարցին, թե որտեղից է առաջացել տիեզերքն ինքնին, բայց մենք կարող ենք շատ բան ասել այն մասին, թե ինչ եղավ դրանից հետո: Էկզիստենցիալ ճգնաժամ առաջացնելու վտանգի տակ մենք կարող ենք գոնե փորձել պատասխանել փիլիսոփայության մեծ հարցերից մեկին՝ նրա պանթեոնում մի շատ մեծ կրակոցի՝ «Ինչու կա աշխարհում ինչ-որ բան և ոչ ոչինչ»:

Հարցն այնքան էլ հիմար չէ, որքան կարող է թվալ։ Ելնելով այն ամենից, ինչ մենք տեսնում ենք լաբորատորիայում, դուք չպետք է գոյություն ունենաք: Ոչ մի անձնական բան: Ես էլ չպետք է գոյություն ունենայի, և ոչ էլ Արևը, Ծիր Կաթին գալակտիկան կամ Մթնշաղ ֆիլմը (շատ պատճառներով):

Հասկանալու համար, թե ինչու դուք չպետք է գոյություն ունենաք, մենք պետք է նայենք հայելային, հակամատերիային տիեզերքներին և մեր սեփական տիեզերքին ամենափոքր մասշտաբով: Միայն ամենափոքր մասշտաբով է երևում նյութի և հականյութի տարբերությունը, և նույնիսկ այն ժամանակ, դա ակնհայտ չէ:

Ամենափոքր մասշտաբով տիեզերքը միանգամայն տարբեր է: Այն ամենը, ինչ մենք տեսնում ենք, կազմված է մոլեկուլներից, որոնցից ամենափոքրը մոտավորապես մեկ միլիոներորդական միլիմետրի չափ է: Մարդկային մասշտաբի արժեքների համեմատ՝ մարդու մազի հաստությունը մոտ հարյուր հազար մոլեկուլ է: Այո, մոլեկուլները շատ փոքր են, բայց որքան էլ փոքր լինեն, դրանք կազմված են նույնիսկ ավելի փոքր մասնիկներից։ Եվ սա նույնպես լավ է, եթե մենք շահագրգռված ենք աշխարհում գոնե ինչ-որ կարգուկանոն գտնելով: Քիմիայի թագավորական ընկերության տվյալներով՝ մենք գիտենք մոտ 20 միլիոն տարբեր տեսակի մոլեկուլներ, և նոր միացություններ այնքան հաճախ են հայտնաբերվում, որ չարժե նույնիսկ փորձել ճշգրիտ թիվ տալ։ Եթե մենք չհասկանայինք, որ մոլեկուլները կազմված են ավելի փոքր ինչ-որ բանից, մենք կխորտակվեինք դրանք թվարկելով:

8 Հուսով եմ, որ դուք բաց չեք թողել ներածությունը: Այնտեղ շատ լավ բաներ կան:

9 Էռնեստ Ռադերֆորդը, ով, անկեղծ ասած, ավելի քան որևէ մեկը բացատրում էր նյութի կառուցվածքը, կոպիտ ասաց. «Բոլոր գիտությունները, բարեբախտաբար, բաժանվում են համընդհանուր կարգի, եթե վերցնենք ավելի ու ավելի փոքր մասշտաբներ, նոր կառուցվածքներ են հայտնվում: Մետրի տասը միլիարդերորդից պակաս մասշտաբով մենք սկսում ենք տարբերակել առանձին ատոմներ: Մենք գիտենք ընդամենը 118 քիմիական տարրի մասին, և դրանց մեծ մասը բնության մեջ ընդհանրապես գոյություն չունի կամ հայտնաբերված է միայն հետքի քանակով:

Այն, ինչ մենք տեսնում ենք մակրոսկոպիկ մասշտաբով, ոչինչ չի պատրաստում մեզ այն ամենի համար, ինչին մենք կբախվենք, երբ հասնենք առանձին ատոմների չափերին, քանի որ հենց այդ ժամանակ է գործում քվանտային մեխանիկա: Իրականության քվանտային բնույթի մասին դեռ չեմ խոսի, միայն մի բան կասեմ՝ այնտեղ տիրում է տհաճ անորոշություն։ Առայժմ դուք կարող եք դա անտեսել, բայց մի փոքր ուշ ստիպված կլինեք մտնել այս ճահիճը մինչև ձեր ականջները։

Նույնիսկ եթե դուք հստակ չգիտեք, թե ինչ են ատոմները, դուք դեռ կարող եք իմաստավորել դրանցից: Ահա թե ինչ է հայտնաբերել ռուս քիմիկոս Դմիտրի Մենդելեևը 19-րդ դարում։ Դուք, ամենայն հավանականությամբ, ծանոթ եք նրա գլխավոր նվաճմանը, եթե կյանքում գոնե մեկ անգամ թափառել եք դպրոցի քիմիայի կամ ֆիզիկայի կաբինետ: Մենդելեևը հորինել է պարբերական աղյուսակը.

Սա միայն երկար ցուցակ չէ: Մենդելեևն ապացուցեց, որ աղյուսակի յուրաքանչյուր սյունակի տարրերն ունեն շատ նման քիմիական հատկություններ: Օրինակ՝ պղնձի, զոոֆիզիկայի և դրոշմակնիքների հավաքագրումը։ Որքա՜ն վիրավորական պետք է լիներ նրա համար 1908 թվականին քիմիայի բնագավառում Նոբելյան մրցանակ ստանալը։

10 Մենդելեևն այս գրքի բազմաթիվ կերպարներից առաջինն է, ում Նոբելյան մրցանակը գրեթե խլել են իրենից։ Նրա դեպքում նա 1907 թվականին քիմիայի ոլորտում մրցանակ չստացավ քաղաքական ինտրիգների պատճառով, չնայած այն հանգամանքին, որ պարբերական աղյուսակը ընկած է ամբողջ ժամանակակից քիմիայի և ատոմային ֆիզիկայի հիմքում:

լոտոն և արծաթը նույն սյունակում են, և դրանք բոլորը շատ բարձր հաղորդունակությամբ մետաղներ են: Լրացնելով բացերը՝ Մենդելեևը կարողացավ կանխատեսել տարրերի հատկությունները, նախքան դրանք լաբորատորիայում հայտնաբերելը։

Հենց այն գաղափարը, որ ատոմները կազմում են նյութի անտեսանելի հիմքը, արդեն ձևակերպվել է երկուսուկես հազար տարի առաջ, թեև բավականին պարզունակ ձևով: Լևկիպոսը, Դեմոկրիտը և հին հույն ատոմագետներն այս միտքն արտահայտել են մ.թ.ա. 5-րդ դարում։ ե., և հեշտությամբ կարելի է ենթադրել, որ մենք ծախսել ենք վերջին երկու հազար տարին, որպեսզի այն վերջապես հասնի մեզ։ Անձամբ ես կարծում եմ, որ հները չափից դուրս մեծ պատիվ ունեն։

Ընդհանրապես, առաջին ատոմիստներն ասում էին միայն, որ անհնար է նյութը անվերջ բաժանել։ Նրանք չէին պատկերացնում, թե որքան փոքր են ատոմները, ինչ կառուցվածք ունեն, և որ դրանք կարող են ավելի բաժանվել (չնայած այն հանգամանքին, որ հենց «ատոմ» բառը բառացիորեն նշանակում է «անբաժանելի»):

Միայն վերջին երկու հարյուր տարում է, որ մենք ընդհանրապես սկսել ենք հասկանալ, թե ինչ են ատոմները, ինչը հանգեցրեց 1905 թվականին Բրոունյան շարժման Էյնշտեյնի փայլուն վերլուծությանը: 80 տարի առաջ բուսաբան Ռոբերտ Բրաունը մանրադիտակի տակ ուսումնասիրել էր հեղուկի մեջ խառնված ծաղկափոշին։ Բրաունը նշել է, որ որքան էլ նա սպասում էր, որ նկարը հանդարտվի, ծաղկափոշու մասնիկները շարունակում էին անկանոն իրարանցում։

Էյնշտեյնը ճիշտ էր ենթադրում, որ առանձին մոլեկուլները անընդհատ պատահականորեն մղում են ծաղկափոշու մասնիկները տարբեր ուղղություններով, և դրանից նա կարողացավ եզրակացնել, որ ատոմները գոյություն ունեն իրականում և նույնիսկ գնահատել դրանց չափը:

Միայն ամուր ապացույցն այն մասին, որ ատոմները պետք է գոյություն ունենան, ավելի քան բավարար կլինի Էյնշտեյնին 20-րդ դարի մեծագույն գիտնականներից մեկը դարձնելու համար, բայց ենթադրվում է, որ դա միայն երրորդ կարևորագույն հայտնագործությունն է, որը նա արել է մեկ տարվա ընթացքում: Իրական հրաշք է տեղի ունեցել, երևի նախկինում պատմության մեջ չի եղել, որ փայլուն հայտնագործությունները հաջորդեն մեկը մյուսի հետևից այդքան հաճախականությամբ, և իզուր չէ, որ 1905 թվականը Էյնշտեյնի կենսագրության մեջ կոչվում է «Հրաշալի տարի». հենց այդ ժամանակ էր հոդվածների շարք. հրատարակվել են, որտեղ գիտնականը ոչ միայն ապացուցել է, որ ատոմները գոյություն ունեն, այլ նաև ցույց է տվել, որ լույսը բաղկացած է մասնիկներից (որի համար նա Նոբելյան մրցանակ է ստացել 1921 թվականին), ինչպես նաև գիտական հանրությանը առաջարկել է մի մանրուք, որը կոչվում է «հարաբերականության տեսություն»: , որի շնորհիվ դուք, ամենայն հավանականությամբ, գիտեք նրա անունը։