Как появилась Вселенная? Большие и маленькие вопросы о космосе

И, хотя космос по определению включает в себя всё вплоть до муравьёв, песчинок и отдельных атомов, при его изучении эти мелочи не принимаются во внимание. А если смотреть на мир через объектив, оставляющий в поле зрения только гигантские объекты вроде планет, звёзд и чёрных дыр, то наука о космосе сводится к упорядоченной системе физических теорий и законов. С такой точки зрения Вселенная предстаёт идеально отрегулированной машиной, предсказуемой и постоянной. И в целом мы хорошо представляем себе, как эта машина работает.

Но одной из величайших неожиданностей в истории науки оказалось то, что кажущаяся упорядоченность космоса проявляется не на любом его масштабе. Казалось бы, можно ожидать, что нечто огромное, но далёкое будет вести себя так же, как маленькое, но очень близкое. Телескоп увеличивает крохотные изображения далёких объектов, микроскоп – изображения мельчайших объектов, расположенных вблизи. Но когда мы глубоко заглядываем в мир очень малых тел, мы обнаруживаем, что он устроен совершенно иным, незнакомым нам образом, непредсказуемым и контринтуитивным, и законы его во многом абсолютно непохожи на те, что действуют в космосе.

На очень малых масштабах нам открывается квантовый мир.

Слово квант возникло при разработке новой ветви современной физики, когда в начале XX века понадобилось объяснить результаты экспериментов с объектами гораздо меньшими, чем ещё можно разглядеть в самые мощные микроскопы.

Это был новый мир – мир атомов, квантовый мир. Он оказался недоступен прямому наблюдению, он привёл нас к пониманию происхождения и взаимодействия химических элементов, а в конечном счёте и самих звёзд.

Квантовая физика – не только основа всей современной техники. Она служит связующей нитью между всеми областями естественнонаучного знания. Но в чисто теоретическом плане она необыкновенно сложна для понимания. Мы не ставим перед собой задачу вооружить читателей глубоким знанием квантовой физики, которое позволило бы им разрабатывать свои собственные теории или технические решения.

Мы хотим, чтобы читатель проникся пониманием того, как эта наука связывает нас с космосом.

Эта книга – о квантах и космосе, двух крайностях, доступных человеческому пониманию. Мир квантов – мир сверхмалых корпускул, мир атомов и электронов, мир фундаментальных сил и фундаментальных частиц, кирпичиков в здании всего сущего.