Пол Стейнхардт - Невозможность второго рода. Невероятные поиски новой формы вещества

Невозможность второго рода. Невероятные поиски новой формы вещества
Название: Невозможность второго рода. Невероятные поиски новой формы вещества
Автор:
Жанры: Физика | Научно-популярная литература | Зарубежная образовательная литература
Серия: Элементы 2.0
ISBN: Нет данных
Год: 2022
О чем книга "Невозможность второго рода. Невероятные поиски новой формы вещества"

В этой книге увлекательно и доступно от первого лица рассказывается история потрясающего научного открытия. Физик-теоретик Пол Стейнхардт, профессор Принстонского университета, автор важных космологических теорий о ранней Вселенной, в чью честь Международная минералогическая ассоциация в 2014 году назвала новый минерал “стейнхардтитом”, описывает, как была найдена новая форма вещества – квазикристаллы, с конфигурацией атомов, запрещенной законами классической кристаллографии. Это захватывающая история о зарождении нового научного направления, о “невозможности”, которая оказалась возможной, о подлинной страсти и отчаянной храбрости в науке.

В формате PDF A4 сохранен издательский макет.

Бесплатно читать онлайн Невозможность второго рода. Невероятные поиски новой формы вещества


Любопытным и бесстрашным,

опрокидывающим стереотипы,

с риском насмешек и неудач

преследующим свои мечты об открытиях


Предисловие

На краю земли, где-то между Чукоткой и Камчаткой, 22 июля 2011 года

У меня перехватило дыхание, когда белый исполин, накренившись, стал прокладывать путь вниз по крутому склону. Мой первый день в этой безумной машине, выглядевшей снизу как русский танк, а сверху – как обшарпанное грузовое такси.

К моему восхищению, наш водитель Виктор сумел спуститься по склону, не перевернувшись. Он дал по тормозам, и наша колымага встала как вкопанная у речного берега. Проворчав что-то по-русски, он выключил зажигание.

– Виктор говорит, что это хорошее место для стоянки, – сообщил переводчик.

Однако, сколько я ни всматривался сквозь стекло, ничего хорошего я в нем не видел.

Я выбрался из кабины на громадную танковую гусеницу, чтобы получить обзор получше. Был холодный летний вечер. Время шло к полуночи, однако свет все же не покинул небо окончательно, напоминая о том, как далеко я от дома. Вблизи полярного круга летними ночами никогда по-настоящему не темнеет. Воздух был наполнен мерзким земляным запахом разлагающейся растительности, столь характерным для чукотской тундры.

Я спрыгнул с танковой гусеницы на мягкую, полужидкую почву, чтобы размять ноги, и внезапно был атакован со всех сторон. Миллионы и миллионы жадных до крови комаров поднялись с земли, привлеченные выдыхаемым мною углекислым газом. Я отчаянно замахал руками, крутясь то в одну, то в другую сторону, в попытке избавиться от них. Ничего не помогало. Меня предупреждали о тундре и ее опасностях. Медведи, тучи насекомых, непредсказуемые бури, бесконечные километры грязных кочек и рытвин. Но теперь это уже были не рассказы. Теперь все это стало моей реальностью.

Правы были те, кто сулил мне провал, осознал я. Я вообще не должен был руководить этой экспедицией. Я не был ни геологом, ни путешественником. Я был физиком-теоретиком, чье место было дома, в Принстоне. Мне следовало бы сидеть с блокнотом и заниматься вычислениями, а не возглавлять группу русских, итальянских и американских ученых в поисках – вероятно, безнадежных – редкого минерала, который миллиарды лет носило по космосу.

Как вообще так вышло? – спрашивал я себя, борясь со все растущим облаком насекомых. Увы, я знал ответ: безумная экспедиция была моей идеей, воплощением научной фантазии, занимавшей меня на протяжении трех десятилетий. Все началось в первые годы 1980-х, когда мы с моим студентом разработали теорию, демонстрирующую принцип создания новых форм вещества, долго считавшихся “невозможными”, – конфигураций атомов, которые явным образом запрещены твердо установленными научными принципами.

У меня есть давняя привычка особо внимательно прислушиваться к идеям, которые объявляют “невозможными”. Обычно в таких случаях позиция ученых действительно бесспорна, как, например, в вопросах нарушения закона сохранения энергии или создания вечного двигателя. Нет никакого смысла рассматривать концепции такого рода. Но иногда идея признается невозможной на основе устоявшихся теорий и догадок, которые могут оказаться неверными при определенных обстоятельствах, никогда прежде не рассматривавшихся. Такие случаи я называю невозможностями второго рода.

Когда ученому удается опровергнуть эти устоявшиеся предположения и найти в теме лазейку, которую все остальные проглядели, невозможность второго рода становится потенциальной золотой жилой, дающей ему редкий – возможно, единственный в жизни – шанс совершить революционное открытие.

В начале 1980-х мы с моим студентом обнаружили такую лазейку в одном из самых фундаментальных законов физики и, исследуя ее, поняли, что наша находка позволит создать новые формы вещества. По замечательному совпадению как раз в то время, когда мы разрабатывали нашу теорию, в расположенной неподалеку лаборатории было случайно открыто такое вещество. И так вскоре сформировалось новое научное направление.

Но мне все не давал покоя один вопрос: почему это открытие не было сделано давным-давно? Наверняка такие формы вещества возникали в природе за тысячи, миллионы или даже миллиарды лет до того, как о них задумались мы. Я не мог перестать размышлять о том, где могут скрываться природные образцы придуманного нами вещества и какие тайны они могут хранить.

В то время я и вообразить не мог, что этот вопрос доведет меня аж до Чукотки в ходе почти тридцатилетней детективной истории с массой невероятных, головокружительных поворотов. Мы преодолели такое количество казавшихся непреодолимыми препятствий, что иногда у меня возникало чувство, будто некая незримая сила шаг за шагом вела нас с командой к нашей цели, этой неведомой земле. Все предприятие само по себе было совершенно… невозможным.

И вот так мы оказались непонятно где, рискуя всем, чего уже смогли достичь. Успех зависел от того, достаточно ли мы удачливы и умелы, чтобы преодолеть все те непредвиденные и порой ужасающие препятствия, с которыми нам предстояло столкнуться.

Часть I

Делая невозможное возможным

Глава 1

Невозможно!

Пасадена, Калифорния, 1985 год. Невозможно!

Это слово эхом отозвалось в большом лекционном зале. Я только что закончил описывать изобретенную совместно с моим аспирантом Довом Левином революционную концепцию нового типа вещества.

Лекционную аудиторию заполняли ученые всех специальностей, какие только были на кампусе Калтеха[1]. Дискуссия прошла совершенно замечательно. Но в тот самый момент, когда рассосались остатки толпы, послышался знакомый громкий голос, произнесший это самое слово: “Невозможно!

Я бы и с закрытыми глазами узнал этого человека по характерному скрипучему голосу с отчетливым нью-йоркским акцентом. Передо мной стоял мой научный кумир, легендарный физик Ричард Фейнман с копной седеющих волос до плеч, в своей привычной белой футболке и с обезоруживающей дьявольской улыбкой.

Фейнман получил Нобелевскую премию за основополагающий вклад в создание первой квантовой теории электромагнетизма. В научном сообществе он уже считался одним из величайших физиков XX века. А для широкой публики он в итоге стал культовой фигурой благодаря ключевой роли, которую сыграл в установлении причины катастрофы космического челнока “Челленджер”, а также благодаря двум своим бестселлерам: “Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!” и “Какое тебе дело до того, что думают другие?”.

У него было невероятно ироничное чувство юмора, и он был знаменит своими изощренными розыгрышами. Но, когда речь шла о науке, Фейнман всегда становился бескомпромиссно честным и непримиримо критичным, отчего его присутствие на научных семинарах особенно пугало. Всегда нужно было ожидать, что он перебьет докладчика и попросит перед всеми обосновать тот или иной момент, показавшийся ему неточным или сомнительным.


С этой книгой читают
Энтони Агирре – не только известный физик, космолог и математик, но и популяризатор науки, выступавший как эксперт в ряде документальных фильмов. В своих “Космологических коанах” он решил рассказать об устройстве нашего мира именно как физик и прибегнул для этого к практике дзен-буддистских коанов. Коаны – это своего рода притчи, в которых заключено учение о реальности, как оно понимается адептами дзен-буддизма. Таких коанов в книге несколько дес
Наш слышащий мозг обширен – это нечто большее, чем просто прибор для обработки звука. Нина Краус рассказывает, как он воздействует на наши эмоции, мысли, движения. Слуховые нейроны обрабатывают информацию за тысячную долю секунды, и слух – самый быстрый из всех чувств. Краус описывает исцеляющую силу музыки и разрушающую силу шума. Она отслеживает, что происходит с мозгом, когда мы говорим на иностранном языке, страдаем от речевых нарушений, восп
От подсчета налогов до математического анализа, от архитектурных расчетов до выведения спутников на орбиту Земли – математика всегда определяла развитие человечества, от древних царств и до сегодняшнего дня. Но как шло это развитие? Сколько великих умов посвятили всю жизнь математике? Как именно математика и достижения гениев прошлого позволяли банкам наращивать свой капитал, а военачальникам – выигрывать битвы и целые войны? Майкл Брукс приглаша
Антонио Дамасио – один из авторитетнейших нейробиологов современности, известный популяризатор науки, автор нескольких научно-популярных книг. “Странный порядок вещей” продолжает предыдущие исследования ученого, который стремится доказать ошибочность широко распространенного представления о мозге как о компьютере, определяющем все факторы нашей жизни. Дамасио настаивает, что мозг и другие органы равны и что важно разобраться в биологической эволю
Познавательная значимость содержимого настоящей книги обусловлена возвратом бесконечности в картину мира и принципом динамического равновесия, выявляемого в самих основах мироздания. Этого достаточно, чтобы избавить нынешнее естествознание от общей беды – отсутствия осмысливаемой природы начал фундаментальных наук, будь то природа числа для математики; элементарных частиц – для физики; периодичности элементов – для химии; организма – для биологии
В книге приведено рождение, превращения, уничтожение и определение субстанции энергии и Законы природы. Наглядно показана работа действия отдельных компонентов энергии, которые структурируют и производят материю – интеграция вещества. Обратный процесс – дезинтеграция вещества – приводит к освобождению энергии. Дезинтеграция вещества и уничтожение энергии происходит с помощью холодной безмассовой плазмы. Даны механизмы, порождающие различные виды
Как устроен мир, какие пути-дорожки ведут к его постижению и как жить дальше. Какое будущее у человечества и физики, и человека, и как быть готовым воспринимать всё то, что выработало, вырабатывает и будет вырабатывать человечество. Приглашаю к тезисам – описание происходит на тезисной организации и структуре с резюме современному мейнстриму от моего мейнстрима. Для помощи в представлении сути своих сайтов иллюстрирую принт-скрины страниц с брауз
Мировоззренческое эссе в трёх томах о всеединстве мира в его многообразии и в правящих в нём законах и силах, а также о том, как корни любой житейской или социальной проблем уходят в начала начал, откуда всё и вышло. В первом томе, названным мной Всеединством, раскрывается единосущность творца мироздания с его творением, где мироздание есть суть энергия в разнообразных своих формах, а творцом выступает органически присущий энергии закон самострем
Джон и Маргарет поехали на пикник, не подозревая, какие приключения и необыкновенные знакомства ждут их впереди. В лесной чаще дети встретили огромного волка-оборотня по имени Мардиан. Когда-то он был человеком, верой и правдой служил герцогу, правителю волшебной страны. Но на голову герцога одно за другим посыпались несчастья, и колдун Альмерик решил воспользоваться этим и захватить власть в стране. Он наложил на Мардиана страшное заклятье… Дети
Купленная на подпольном антикварном аукционе золотая безделушка – обломок оливковой веточки – едва не довела своего обладателя до помрачения рассудка. Действительно ли маленький трилистник способен вызывать кошмары, убивающие во сне? И если это правда, то как остановить невидимую смертоносную силу?С этим предстоит разобраться необычному детективному агентству «Тайные стражи», чьи сотрудники обладают паранормальными способностями, а директор – сам
В Новый год сбываются не только детские, но и взрослые желания. Даже если всё кажется безнадежным, заканчиваются деньги, уходят близкие, увольняют с работы, – всегда есть место чуду. Не верите? Вот и герои рассказов скачала не верили. А потом наступил Новый год.
В представленном историческом очерке 'Дипломатия Киевской Руси' автор вкладывает взгляд в сложные механизмы внешних отношений древнерусского государства. Раскрывая тайны и стратегии, которыми руководствовались князья и дипломаты, когда ведали международными делами, автор предоставляет читателю возможность окунуться в живую историю политических взаимодействий. С фокусом на ключевых событиях, таких как договоры, союзы и переговоры, этот очерк оказы