ені для тих, хто знає мало або зовсім нічого не знає про сучасну науку. У них подано експрес-огляд найцікавіших аспектів великої революції, що відбулась у фізиці в ХХ столітті, а також запитань і таємниць, які ця революція відкрила людству. Адже наука показує не тільки шляхи до кращого розуміння світу, а й величезний обсяг невідомого.
Перший урок присвячений загальній теорії відносності Альберта Ейнштейна, «найпрекраснішій з теорій». Другий – квантовій механіці, в якій розглядаються найбільш таємничі аспекти сучасної фізики – що й досі лишаються нерозкритими. Третій урок присвячено космосу: архітектурі Всесвіту, який ми населяємо; четвертий – елементарним частинкам. На п’ятому уроці ми розглянемо квантову гравітацію. У шостому уроці йдеться про ймовірність існування чорних дір і про їх випромінювання. У заключному розділі книжки ми поміркуємо, чи можливо зрозуміти наше існування, описавши світ з точки зору фізики.
Ці уроки – серія статей, опублікованих автором у недільному додатку до італійської газети «Sole 24 ore» («Сонце. Протягом 24 годин»). Я хотів би подякувати, зокрема, Армандо Маcсаренті за відкриття в ній спеціалізованих сторінок, присвячених науці. Це дає змогу висвітлювати багато життєво важливих питань.
1. Найпрекрасніша з Теорій
В юності Альберт Ейнштейн майже цілий рік вештався без певної мети. Ви не дістанетесь нікуди, не гаючи часу, – дрібничка, про яку зазвичай забувають батьки підлітків. Альберт відмовився від освіти в Німеччині, бо не витримав строгих правил закладу, де навчався, і жив у Павії із сім’єю. Це був початок ХХ століття, який в Італії збігся з початком промислової революції. Альбертів батько, інженер, працював на будівництві електростанції, першої на Падуанській рівнині. Альберт читав Канта, а іноді, як вільний слухач, відвідував лекції в університеті Павії: для задоволення, без реєстрації та необхідності непокоїтися про іспити – от так і формувався майбутній визначний вчений!
Згодом Альберт Ейнштейн вступив до Цюріхського університету і поринув у вивчення фізики. У 1905 році він відправив три статті до найпрестижнішого наукового журналу того часу, «Annalen der Physic». Кожна з них була гідна Нобелівської премії. У першій Ейнштейн доводив, що атоми справді існують. У другій – закладав першооснови квантової механіки. У третій – виклав свою першу теорію відносності (відому в наш час як «спеціальна теорія відносності»), пояснивши, яким чином для різних людей час плине не однаково: двоє близнюків різняться за віком, якщо один з них подорожував на великій швидкості.
Ейнштейн прокинувся знаменитим і одразу ж отримав від різних університетів пропозиції щодо працевлаштування. Але Альберта щось турбувало: попри негайне визнання теорія відносності не відповідала знанням про гравітацію, а саме уявленням про те, яким чином речі падають. Ейнштейн усвідомив це, пишучи статтю, в якій мав узагальнити свою теорію; він зацікавився питанням, як сумістити з новою концепцією відносності закон всесвітнього тяжіння, сформульований батьком фізики, Ісааком Ньютоном. Ейнштейн з головою поринув у проблему, але для її вирішення знадобилося десять років – десятиліття шалених досліджень, спроб, плутанини, помилкових статей, геніальних і хибних ідей.
Нарешті, у листопаді 1915 року, Ейнштейн підготував до друку статтю, що являла собою повне розв’язання задачі: нову теорію гравітації, яку він назвав «загальна теорія відносності». Як сказав великий російський фізик Лев Ландау, це найпрекрасніша з теорій.
Існують шедеври, які зворушують надзвичайно сильно: «Реквієм» Моцарта, «Одіссея» Гомера, «Король Лір» Шекспіра, Сікстинська капела… Щоб повною мірою оцінити їх, може знадобитися тривале навчання, зате винагородою є відчуття чистої краси – і не тільки це. Нам відкриваються очі, виникає новий погляд на світ. Діамант Ейнштейнового доробку, загальна теорія відносності, – шедевр того самого рівня.
Я пам’ятаю хвилювання, яке відчув, коли почав щось у цьому розуміти. Це було влітку. Я відпочивав на пляжі в Кондофурі в Калабрії, огорнений сонячним сяйвом еллінського Середземномор’я. Це був останній рік навчання в Болонському університеті. Зосереджена на навчанні людина найкраще вчиться під час канікул. Особисто я осягав науку з книжкових сторінок, обгризених мишами, адже вночі використовував книжки для блокування цих бідолашних створінь у їхніх нірках у доволі пошарпаному хіпуватому будиночку на схилі умбрійського пагорба, де я зазвичай ховався від нудьги університетських занять. Щоразу, а бувало це доволі часто, як я піднімав очі від книжки і милувався морськими хвилями в сонячних блискітках, мені здавалося, що я насправді бачу викривлення простору і часу так, як їх уявляв Ейнштейн. Як за помахом чарівної палички: так ніби друг шепоче тобі на вухо якусь надзвичайну, глибоко приховану таємницю, раптово піднімаючи завісу реальності, щоб розкрити простіший, глибинний порядок світобудови. Відтоді як люди виявили, що Земля кругла і крутиться як навіжена дзиґа, вони зрозуміли, що реальність не така, як її бачать: щоразу ми розкриваємо якийсь новий її аспект, це глибоко емоційне переживання. Так впала ще одна завіса.
Але
