Знание-сила, 2005 № 12 (942)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал

Издается с 1926 года

«ЗНАНИЕ — СИЛА»

ЖУРНАЛ, КОТОРЫЙ УМНЫЕ ЛЮДИ ЧИТАЮТ УЖЕ 79 ЛЕТ!

Александр Волков

Самый востребованный человек в нашем журнале — Эйнштейн. И, пожалуй, самый нерадивый. Только по известным биографическим причинам он избегает увольнения. А ведь не проходит и недели, чтобы в отдел физики не пришло новое письмо с убийственной критикой взглядов «геноссе Альберта». Если бы такие письма получал я, то, наверное, тоже полвека на работу бы не выходил.

В этот юбилейный год — год Эйнштейна (сто лет назад он создал частную теорию относительности) — корреспонденция, фактически адресованная ему, как никогда велика. Его ругают за промахи, его журят за непонимание основ физики, ему доверительно подсказывают, как исправить ошибки в придуманных им уравнениях.

Иной раз кажется, что Эйнштейн — единственный известный кому-либо физик XX века. Он обречен отвечать за все грехи современной физики, за ее сложность, алогичность, фундаментальную удаленность от практики. Здание физики, выстроенное величайшими учеными XX века, непостижимо вознеслось, скрылось в заоблачной выси. А отвечает за просчеты строителей бедный ключарь, поджидающий нас, дилетантов, у входа. Herr Einstein, словно в насмешку, говорит нам: «Einsteigen, bittel»[* «Пожалуйста, входите!» (искаж. немецк.)] Куда ж входить? Здание без окошек, дверей и лестниц. Тут надо быть семижды семи пядей во лбу, чтобы исхитриться проникнуть.

На страницах нашего журнала регулярно появляются статьи о современной физике, о самых странных задачах, что волнуют ведущих ученых мира. Статьи эти подстать «проклятым вопросам физики» — страшно далеки они от академизма. Что ж, в отсутствие проказника Эйнштейна мы тоже вольничаем порой как хотим.

Но в последний месяц юбилейного эйнштейновского года, наконец, чувствуешь важность момента. Оглядываешь строй наследников «герр Гения» и доставшийся им фронт работ — благо, ряд научных журналов и физических обществ попытался в этом году оценить важнейшие открытия XXI века, то есть предсказать, в какой области физики прославятся будущие «быстрые разумом Невтоны» и, конечно, Эйнштейны. В этих «Заметках обозревателя» я предложу вам своеобразный top-ten современной физики — десять ее загадок, которые, возможно, удастся решить к концу века и, может быть, не без участия российских ученых. Подробнее о них читайте — в статьях, опубликованных в нашем журнале в минувшие годы и, конечно, в будущих номерах.

•На протяжении десятилетий ученые вынуждены использовать СТАНДАРТНУЮ МОДЕЛЬ МИРОЗДАНИЯ, созданную в 1961 году, использовать, понимая всю ее ограниченность, понимая, что она — лишь частный случай какой-то более обшей Модели, которая опишет все мироздание во всей его сложности и целостности. Стандартная модель не дает ответа на ряд вопросов, возникающих перед учеными, кроме того, она не отличается внутренней стройностью и симметрией, она не проясняет, почему большинство элементарных частиц обладают массой. Не ясно также, почему в природе существует несколько фундаментальных взаимодействий, резко разнящихся по образу действия. Еще одна загадка — несовместимость двух столпов современной физики: квантовой механики и обшей теории относительности. Единая формула мироздания — давняя мечта физиков. Сейчас среди теорий, притязающих на универсальность, наиболее перспективна «ТЕОРИЯ СТРУН» (см. «3 - С», 4/2003). Так ли это?

• Что такое материя? Ответ многим знаком со школьной скамьи. Материя — это «объективная реальность, которая... отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них» (В. И. Ленин). Однако с недавних пор астрофизики наделяют большую часть материи совершенно противоположными свойствами. Звезды, планеты и межпланетный газ составляют лишь малую часть всей массы Вселенной. Астрофизики до сих пор не знают из чего состоит остальная часть материи. Понять ее природу предстоит в XXI веке. Эта материя и не видима нами, и не дана нам в ощущениях. Ее можно было бы назвать «абсолютным ничто», если бы она не оказывала такого сильного гравитационного воздействия на окружающий мир. По результатам наблюдений, астрофизики создали новую модель Вселенной. Согласно ей, Вселенная состоит на 70 процентов из ТЕМНОЙ ЭНЕРГИИ, на 25 процентов — из ТЕМНОЙ МАТЕРИИ и 5 процентов — из обычной материи (подробнее об этом см. «3 - С», 6/2002, 10/2003, а также главную тему одного из ближайших номеров). • В бестселлере Дэна Брауна «Ангелы и демоны» заговорщики планировали стереть Ватикан с лица земли. Для этого они воспользовались антивеществом. Выдумка, конечно? Но впечатление обманывает: исследователи открыли новые способы производства таинственного антивещества — практически неисчерпаемого источника энергии. О его использовании мечтают и медики, и, конечно, военные. В интернете можно найти сообщения о позитронном оружии, которое имеет ряд преимуществ по сравнению с ядерным и термоядерным оружием. Энергия, получаемая из антивещества, могла бы приводить в движение и самолеты, и космические корабли. Станет ли XXI век эпохой «антивещественной энергетики»?

Альберт Эйнштейн и его сестра Майя

• В физике элементарных частиц многое зависит от такой гипотетической частицы, как ХИГГС-БОЗОН. Предполагается, что именно она наделяет элементарные частицы определенной массой. Однако все поиски ее были пока напрасны. С вводом в эксплуатацию нового коллайдера Европейского центра ядерных исследований (CERN) в 2007 году ученые надеются отыскать эту неуловимую частицу. Возможно, вслед за ней будет открыт новый класс элементарных частиц - СУПЕРСИММЕТРИЧНЫЕ ЧАСТИЦЫ (см. «3 - С», 8/2002). Как полагают ученые, у каждой известной нам частицы есть свой двойник. Открытие этих двойников станет очередным триумфом современной физики. Уже сейчас можно описать некоторые свойства, которыми обладают суперсимметричные частицы.

• Для нас ньютоновская теория тяготения — те же «дважды два» из области физики. А ведь ни об одном физическом феномене не известно так много и в то же время так мало, как о гравитации! Мы все в любой момент времени испытываем ее действие на себе. Однако ее природа до сих пор непонятна. Ученые и в наши дни продолжают искать объяснение загадочному ФЕНОМЕНУ ГРАВИТАЦИИ (см. «3 - С», 1/2003 и 10/2005). Существуют ли, например, ГРАВИТОНЫ — частицы, лишенные массы, которые передают гравитационное взаимодействие, подобно тому как при электромагнитном взаимодействии это делают фотоны? Они до сих пор не обнаружены. А может ли теория КВАНТОВОЙ ГРАВИТАЦИИ потеснить Стандартную модель мироздания (см. «3 — С», 11/2005)?