Книга известного английского популяризатора науки Пола Девиса, которую мы представляем советскому читателю, касается вопросов, относящихся на первый взгляд к диаметрально противоположным разделам современной физики — физике микромира, с одной стороны, и космологии — с другой. Однако подобный выбор темы вполне закономерен. Дело в том, что оба эти раздела посвящены наиболее фундаментальным проблемам современной науки, призванным пролить свет на самые сокровенные тайны природы. Именно здесь на наших глазах совершается переворот в общепринятых взглядах на устройство Вселенной, равнозначный по своему научному значению таким вехам в развитии физики, как создание теории электромагнетизма, теории относитель« ности и квантовой механики. Речь идет о построении картины Вселенной, в которой различные виды взаимодействия частиц вещества сливаются в единой суперсиле и которую по достоинству можно назвать теорией всего сущего. Однако оказывается, что Вселенная — это единственная «лаборатория», в которой сегодня и в обозримом будущем физики могут проверить «экспериментально» свои гипотезы, и притом гораздо глубже, нежели это удается сделать на обычных лабораторных ускорителях частиц. Природа устроена таким образом, что для более глубокого проникновения в ее суть, т. е. изучения структуры вещества во все меньших масштабах, приходится выплачивать своего рода дань в виде более высокой энергии, сообщаемой взаимодействующим частицам. Для этого требуются все более гигантские установки — ускорители встречных пучков частиц, коллайдеры. Так, итальянскими физиками предложен проект коллайдера на энергию протонов 100 ТэВ (10й эВ), длина которого по периметру составит около 250 км, а стоимость оценивается в 5 млрд. долл. Коллайдер предполагается ввести в действие в 1997—2000 гг. Но какие бы грандиозные перспективы ни сулило развитие ускорителей, многие из современных теоретических идей можно проверить лишь в «лаборатории» самой природы; для этого придется проследить, как происходила эволюция Вселенной в первые и краткие мгновения с момента ее возникновения в процессе Большого взрыва. Такова особенность развития современной физики, и рассказ об
этом вряд ли оставит равнодушным читателя. Автор и сам не скрывает своего энтузиазма по поводу достигнутого современной наукой, справедливо усматривая в ее успехах яркое и убедительное свидетельство могущества человеческого разума.
Повествуя о достижениях науки, ее новых идеях, подчас далеко не очевидных, автор демонстрирует глубокие профессиональные знания и тонкое мастерство в изложении сложных вопросов на уровне, доступном широкому кругу читателей. Тем не менее книгу П. Девиса никак нельзя отнести к разряду легкого, занимательного «чтива», и она, безусловно, потребует от читателя определенных усилий, вознаградив его богатством содержащегося
- в ней материала.
Характер изложения материала в научно-популярной литературе не может подчиняться строгим канонам — ведь каждый автор делится о читателем своим личным восприятием строгих научных истин, в оценке которых, как показывает практика, даже у специалистов нередко возникают самые противоречивые суждения. На наш взгляд, П. Девису при рассказе о новейших научных идеях удалось найти такой подход, который примут большинство читателей. Думается, что и эмоциональная оценка автором основных достижений современной физики вызовет одобрение. Даже если современный читатель скептически воспримет описанную автором обстановку «интеллектуального стресса», сопровождавшего распространение квантовых представлений примерно полвека назад, то, дойдя до описания опытов по проверке природы квантовой неопределенности, выполненных А. Аспеком и его коллегами из Парижского университета, он вынужден будет вслед за Гамлетом воскликнуть: «И в небе и в земле сокрыто больше, чем снится вашей мудрости, Горацио!». Это при том, что нынешние поколения изучающих физику уже не приходят в недоумение,
*• впервые" столкнувшись с парадоксальными с точки зрения повседневного опыта явлениями квантового мира. Следует отметить, что под «новой физикой» сегодня, как правило, понимают уже не теорию относительности и квантовую механику, а новые идеи, основанные на суперсимметрии и т. п.
Хотя автор закончил работу над книгой несколько лет назад, можно смело утверждать, что ее содержание не потеряет актуальности еще довольно долго. Проблемы, о которых рассказано на
:. страницах книги, останутся предметом многочисленных экспериментальных исследований на протяжении 5—10, а возможно, и 15 ближайших лет, когда в различных лабораториях мира будут введены в действие коллайдеры нового поколения. Однако уже сегодня ясно, что и тогда далеко не все фундаментальные проблемы физики получат свое решение. Иначе говоря, книге П. Девиса можно почти безошибочно предсказать долгий чита» тельский интерес.
И наконец, о «самой главной» особенности книги. Автору удалось показать, что современной науке под силу не только описание отдельных явлений или даже целого круга фактов. Сегодня наука способна нарисовать единую последовательную картину мироздания. Читатель становится свидетелем того, как на смену многовековым метафизическим или мистическим представлениям приходит истинно научное понимание эволюции и строения Вселенной.
Как уже говорилось, книга Девиса касается самых передовых рубежей науки, и даже подготовленный читатель вряд ли может рассчитывать в одинаковой мере усвоить все затронутые в ней вопросы. Хочется надеяться, что это не охладит его интереса к предмету. А тем, кто желает быть в курсе новостей науки, следует обратиться к научно-популярной периодике, в первую очередь к журналам «Наука и жизнь», «Природа», «В мире науки». Специалистам смежных с физикой областей можно порекомендовать отдельные статьи в журнале «Успехи физических наук», а также книгу Л. Б. Окуня «Физика элементарных частиц» (М.: Наука, 1984), в которой дан обзор основных достижений и проблем физики элементарных частиц.
Книга П. Девиса адресована широкой читательской аудитории, прежде всего тем, кто так или иначе соприкасается с физикой в процессе учебы или работы. Ее с неослабевающим вниманием прочтут все, кто интересуется физикой, фундаментальными проблемами науки, ее достижениями и путями развития. Научно-популярные книги такого рода способны помочь молодым людям найти свое призвание, привлечь талантливую молодежь к решению актуальных проблем современной науки, без чего трудно представить себе ее ускоренное развитие и высокий темп научно-технического прогресса.
Е, М. Лейкин
Оглавление
Предисловие редактора перевода .................. 5
Вступление ............................ 8
Глава 1. Вселенная раскрывает свои тайны............. 10
Глава 2. Новая физика и крушение здравого смысла......... 28
Глава 3. Действительность и мир квантов ............. 48
Глава 4. Симметрия и красота................... 58
Глава 5. Четыре взаимодействия.................. 79
Глава 6. Мир субатомных частиц ................. 90
Глава 7. Укрощение бесконечности................. 112
Глава 8. Великая троица..................... 128
Глава 9. Проблески суперсилы................... 148
Глава 10. А не живем ли мы в одиннадцатимерном пространстве? ... 162 |
Глава 11. Ископаемые космоса..................... 186
Глава 12. Чем вызван Большой взрыв?............... 201
Глава 13. Единство Вселенной................... 226
Глава 14. Существует ли «космический план»?............ 243
Литература ............................ 267
Предметно-именной указатель................... . 268
Цена: 150руб.
