1
00:00:53,800 --> 00:00:58,000
Это история величайшего
научного открытия всех времён.

2
00:00:58,035 --> 00:01:01,519
Открытия, что всё состоит из атомов.

3
00:01:02,599 --> 00:01:07,037
Разнообразие и богатство всего,
что мы видим вокруг себя
в мире и за его пределами,

4
00:01:07,072 --> 00:01:09,555
его формирование, его взаимодействие -

5
00:01:09,590 --> 00:01:11,920
всё это объясняется атомами

6
00:01:11,955 --> 00:01:14,159
и таинственными законами,
которым они подчиняются.

7
00:01:14,194 --> 00:01:19,353
Проникнув в глубину атома,
в самое сердце материи,

8
00:01:19,388 --> 00:01:22,489
учёные разгадали самые
поразительные секреты природы.

9
00:01:22,524 --> 00:01:25,591
Им пришлось отказаться от всего,
во что они верили,

10
00:01:25,626 --> 00:01:27,636
и создать совершенно новую науку.

11
00:01:27,671 --> 00:01:32,909
Науку, которая сегодня служит
фундаментом для физики, химии, биологии,

12
00:01:32,944 --> 00:01:35,233
и, может быть, даже и для самой жизни.

13
00:01:35,268 --> 00:01:40,188
Но для меня история того,
как человечество раскрыло тайну атома,

14
00:01:40,223 --> 00:01:42,764
является одновременно и воодушевляющей,
и замечательной.

15
00:01:42,799 --> 00:01:45,272
Это повесть о величайших гениях.

16
00:01:45,307 --> 00:01:48,826
О мужчинах и женщинах, которых вела
за собой жажда знаний и славы.

17
00:01:49,905 --> 00:01:54,308
Это история неудачных начинаний
и конфликтов, амбиций и откровений.

18
00:01:54,343 --> 00:01:58,581
История, ведущая нас через самые
волнующие и пьянящие идеи,

19
00:01:58,616 --> 00:02:01,139
когда-либо высказанные
человеческой расой.

20
00:02:01,174 --> 00:02:03,876
И для меня, физика по роду занятий,

21
00:02:03,911 --> 00:02:06,579
эта история - важнее всего на свете.

22
00:02:08,114 --> 00:02:15,115
BBC: Atom / Атом
e1 The Clash of the Titans/Битва титанов
русские субтитры TrueTransLate.tv

23
00:02:28,894 --> 00:02:31,578
5 октября 1906 года,

24
00:02:31,613 --> 00:02:33,657
в гостиничном номере,
недалеко от Триеста,

25
00:02:33,692 --> 00:02:37,931
повесился австрийский учёный
Людвиг Больцман.

26
00:02:40,250 --> 00:02:43,450
У Больцмана были давние
психологические проблемы,

27
00:02:43,485 --> 00:02:46,926
и одной из главных причин его депрессии

28
00:02:46,961 --> 00:02:50,333
стало то, что он был очернён
и даже подвергался гонениям

29
00:02:50,368 --> 00:02:53,651
за веру в то, что сегодня считается
само собой разумеющимся.

30
00:02:53,686 --> 00:02:59,305
Он верил, что материя не может делиться
бесконечно - на всё более мелкие части.

31
00:02:59,340 --> 00:03:04,923
Вместо этого он утверждал,
что в конечном счете всё состоит
из простейших строительных блоков -

32
00:03:04,958 --> 00:03:06,683
атомов.

33
00:03:09,922 --> 00:03:14,362
Сейчас кажется невероятным,
что открытие Больцмана
вызвало столько споров.

34
00:03:14,397 --> 00:03:16,325
Но 100 лет назад,

35
00:03:16,360 --> 00:03:21,279
отстаивание идеи о существовании атомов
считалось пустой тратой времени.

36
00:03:23,838 --> 00:03:26,283
Хотя ещё древнегреческие философы

37
00:03:26,318 --> 00:03:31,517
предполагали, что вселенная
может состоять из различного рода
элементарных единиц материи,

38
00:03:31,552 --> 00:03:34,596
они полагали, что эти частицы
слишком малы, чтобы их увидеть

39
00:03:34,631 --> 00:03:37,440
даже в самые мощные микроскопы.

40
00:03:37,475 --> 00:03:42,114
Вот почему подобные размышления
были абсолютно пустой тратой времени.

41
00:03:43,193 --> 00:03:46,431
Но затем, в середине 19-го века,

42
00:03:46,466 --> 00:03:49,315
вопрос о реальности существования атомов

43
00:03:49,350 --> 00:03:52,229
неожиданно стал важным и злободневным.

44
00:03:52,950 --> 00:03:54,670
Причиной стал...

45
00:03:54,705 --> 00:03:55,830
...пар.

46
00:04:06,585 --> 00:04:09,825
С середины 19 века он начал менять мир.

47
00:04:09,860 --> 00:04:12,070
Он питал энергией мощные двигатели,

48
00:04:12,105 --> 00:04:16,104
поезда, корабли и фабрики
эпохи Промышленной революции.

49
00:04:16,139 --> 00:04:19,508
Поэтому придумать, как использовать
его ещё эффективнее,

50
00:04:19,543 --> 00:04:24,422
стало делом коммерческой,
политической и военной значимости.

51
00:04:24,457 --> 00:04:26,386
Совсем неудивительно,

52
00:04:26,421 --> 00:04:30,579
что это стало ключевым вопросом
науки 19-го века.

53
00:04:36,177 --> 00:04:40,138
Спрос на строительство более мощных
и эффективных паровых двигателей

54
00:04:40,173 --> 00:04:42,982
создал, в свою очередь,
срочную потребность

55
00:04:43,017 --> 00:04:46,614
в понимании и предсказании
поведения воды и пара

56
00:04:46,649 --> 00:04:49,174
при высоких температурах и давлениях.

57
00:04:53,894 --> 00:04:56,658
Людвиг Больцман
и его научные соратники

58
00:04:56,693 --> 00:05:01,691
показали, что если представить пар
в виде миллионов мельчайших
твёрдых шариков,

59
00:05:01,726 --> 00:05:02,935
атомов,

60
00:05:02,970 --> 00:05:06,573
то можно составить несколько серьёзных
математических уравнений.

61
00:05:06,608 --> 00:05:11,208
И эти уравнения способны
предсказывать поведение пара

62
00:05:11,243 --> 00:05:13,367
с удивительной точностью

63
00:05:16,406 --> 00:05:21,409
Но эти же уравнения ввергли Больцмана
и его коллег-атомистов в полемику.

64
00:05:21,444 --> 00:05:26,963
Их противники доказывали, что поскольку
атомы, на которые ссылались
эти уравнения, увидеть невозможно,

65
00:05:26,998 --> 00:05:29,802
то они - всего лишь
математическая условность,

66
00:05:29,837 --> 00:05:32,007
а не реальные физические объекты.

67
00:05:32,042 --> 00:05:36,361
Заявлять, что эти воображаемые
объекты реально существуют,
казалось самонадеянным,

68
00:05:36,396 --> 00:05:38,126
даже кощунственным.

69
00:05:38,161 --> 00:05:41,400
Критики Больцмана утверждали,
что это богохульство -

70
00:05:41,435 --> 00:05:44,163
низводить Чудесное Творение Господа

71
00:05:44,198 --> 00:05:48,398
до серии столкновений между
мельчайшими неодушевлёнными шарами.

72
00:05:48,433 --> 00:05:52,996
Больцмана осудили
как неверующего материалиста.

73
00:05:58,195 --> 00:06:00,958
По горькой иронии судьбы,

74
00:06:00,993 --> 00:06:03,612
наложив на себя руки в 1906 году,

75
00:06:03,647 --> 00:06:06,234
Больцман так и не узнал,
что был реабилитирован.

76
00:06:06,268 --> 00:06:08,438
Видите ли, за год до его смерти

77
00:06:08,473 --> 00:06:10,716
один молодой учёный опубликовал статью,

78
00:06:10,751 --> 00:06:15,270
которая неоспоримо, неопровержимо
провозглашала существование атома.

79
00:06:15,305 --> 00:06:17,828
Наверняка вы слышали
об этом молодом учёном.

80
00:06:17,863 --> 00:06:19,950
Его звали Альберт Эйнштейн.

81
00:06:27,546 --> 00:06:30,865
В 1905 году, за год до того,
как Больцман покончил с собой,

82
00:06:30,900 --> 00:06:33,590
Альберту Эйнштейну было 26 лет.

83
00:06:33,625 --> 00:06:38,184
Его наглое высокомерие
выводило из себя большинство
его профессоров и преподавателей,

84
00:06:38,219 --> 00:06:40,348
и его неохотно брали на работу.

85
00:06:40,383 --> 00:06:43,262
Затем забеременела его подруга.

86
00:06:43,297 --> 00:06:46,106
За чем последовало
поспешное бракосочетание.

87
00:06:46,141 --> 00:06:51,581
Он нуждался в работе. В любой.
Почти не проявив себя в университете,

88
00:06:51,616 --> 00:06:55,496
он устроился на работу клерком
в патентное бюро здесь,
в Берне, в Швейцарии.

89
00:06:55,531 --> 00:06:59,377
Он переехал в эту однокомнатную
квартиру на Крамгессе

90
00:06:59,412 --> 00:07:02,096
со своей молодой женой Милевой.

91
00:07:15,733 --> 00:07:18,497
Несмотря на страшно стеснённые
личные обстоятельства,

92
00:07:18,532 --> 00:07:21,297
молодой Эйнштейн пылал амбициями.

93
00:07:21,332 --> 00:07:24,330
Он отчаянно мечтал оставить
свой след в истории физики.

94
00:07:25,411 --> 00:07:29,409
И в 1905, за один удивительный год,

95
00:07:29,444 --> 00:07:33,374
он-таки оставил просто потрясающий след.

96
00:07:33,409 --> 00:07:38,287
Работа не отнимала у молодого Энштейна
много времени, его оставалось достаточно,

97
00:07:38,322 --> 00:07:40,886
и на работе, и здесь,
в этой крошечной квартире,

98
00:07:40,921 --> 00:07:42,891
чтобы размышлять
над глобальными проблемами.

99
00:07:42,926 --> 00:07:47,084
В течение всего лишь нескольких месяцев
он смог опубликовать несколько работ,

100
00:07:47,119 --> 00:07:49,369
которые навсегда изменили науку.

101
00:07:49,404 --> 00:07:52,403
Сегодня все слышали
о его Теории Относительности,

102
00:07:52,438 --> 00:07:54,327
даже если и не все её понимают.

103
00:07:54,362 --> 00:07:58,761
Его исследования природы света
через несколько лет привели
к присуждению ему Нобелевской премии.

104
00:07:58,796 --> 00:08:01,958
Но, по иронии судьбы, не эти две статьи

105
00:08:01,993 --> 00:08:05,119
оказали наибольшее влияние
на факт открытия атомов.

106
00:08:05,154 --> 00:08:07,244
А та, что повлияла,

107
00:08:07,279 --> 00:08:12,557
была короткой статьёй о крохотных
частичках пыльцы, танцующих в воде.

108
00:08:20,395 --> 00:08:24,358
Почти на 80 лет раньше, в 1827 году,

109
00:08:24,393 --> 00:08:27,052
шотландский ботаник Роберт Броун

110
00:08:27,087 --> 00:08:29,878
впрыснул частички пыльцы
в небольшое количество воды

111
00:08:29,914 --> 00:08:32,671
и наблюдал за ними в микроскоп.

112
00:08:35,751 --> 00:08:38,435
То, что он увидел,
было на редкость странным.

113
00:08:38,470 --> 00:08:41,709
Вместо спокойного плавания в воде,
зёрнышки пыльцы

114
00:08:41,744 --> 00:08:43,552
бешено крутились,

115
00:08:43,587 --> 00:08:46,713
как живые.

116
00:08:46,748 --> 00:08:50,066
Несмотря на то, что это так называемое
"броуновское движение" выглядело странным,

117
00:08:50,101 --> 00:08:51,950
учёные забыли о нём довольно скоро.

118
00:08:51,985 --> 00:08:57,345
Они нашли это мирским, даже скучным.
Кого волнует кружащаяся в воде пыльца?

119
00:08:57,380 --> 00:09:00,868
Что вообще общего между кружением
пыльцы и атомами?

120
00:09:00,903 --> 00:09:06,422
На протяжении почти 80 лет
открытие Броуна оставалось
малоизвестной научной аномалией.

121
00:09:06,457 --> 00:09:10,660
А потом Эйнштейн всё изменил.

122
00:09:10,695 --> 00:09:12,705
С потрясающей проницательностью

123
00:09:12,740 --> 00:09:16,825
Эйнштейн увидел, что Броуновское
движение связано с атомами.

124
00:09:16,860 --> 00:09:21,197
Он понял, что покачивание
пыльцы в воде

125
00:09:21,232 --> 00:09:25,536
может навсегда положить конец
бурным спорам о реальности атомов.

126
00:09:27,296 --> 00:09:29,060
Его аргумент был прост.

127
00:09:29,095 --> 00:09:34,255
Пыльца будет покачиваться только
при условии, что её что-то толкает.

128
00:09:35,294 --> 00:09:40,172
Таким образом, Эйнштейн заявил,
что вода должна состоять из мельчайших,
похожих на атомы частичек,

129
00:09:40,207 --> 00:09:42,497
которые, толкаясь сами,

130
00:09:42,532 --> 00:09:44,892
непрерывно трясут и пыльцу.

131
00:09:44,927 --> 00:09:47,096
Если бы атомов не было,

132
00:09:47,131 --> 00:09:49,610
пыльца должна была бы
оставаться неподвижной.

133
00:09:49,645 --> 00:09:52,054
Так что Больцман и его современники

134
00:09:52,089 --> 00:09:55,448
гневно ссорились по этому вопросу
совершенно напрасно.

135
00:09:55,483 --> 00:09:57,692
Ответ всё это время был рядом.

136
00:09:57,727 --> 00:10:01,847
Эйнштейн доказал, что для того,
чтобы происходило "Броуновское движение",

137
00:10:01,882 --> 00:10:04,405
должны существовать атомы.

138
00:10:11,043 --> 00:10:14,882
Статья Эйнштейна выходила далеко
за рамки простых словесных аргументов.

139
00:10:14,917 --> 00:10:16,647
На основании безупречных
математических расчётов

140
00:10:16,682 --> 00:10:19,201
он доказал, что танец пыльцы

141
00:10:19,236 --> 00:10:21,538
выявляет размер атома.

142
00:10:21,573 --> 00:10:23,805
И он умопомрачительно мал.

143
00:10:23,840 --> 00:10:27,525
Одна десяти-миллионная
миллиметра в диаметре!

144
00:10:27,560 --> 00:10:33,237
Человеческий волос сам по себе -
одна из тончайших вещей,
видимых невооружённому глазу.

145
00:10:33,272 --> 00:10:36,317
И он шире атома более,
чем в миллион раз.

146
00:10:36,352 --> 00:10:38,480
Позвольте мне
представить это по-другому.

147
00:10:38,515 --> 00:10:42,160
В одном стакане воды больше атомов,

148
00:10:42,195 --> 00:10:46,633
чем стаканов воды во всех океанах мира!

149
00:10:46,668 --> 00:10:50,192
От одной мысли об этом
голова идёт кругом.

150
00:10:53,592 --> 00:10:56,157
Статья Эйнштейна
положила конец дебатам

151
00:10:56,192 --> 00:10:59,330
о реальности существования атомов.

152
00:10:59,365 --> 00:11:02,469
А Больцман полностью это доказал.

153
00:11:02,504 --> 00:11:05,229
Атом должен быть реальным.

154
00:11:18,104 --> 00:11:20,784
В начале 20-го века

155
00:11:20,819 --> 00:11:22,429
атом был признан.

156
00:11:22,464 --> 00:11:26,783
Учёные, утверждавшие, что атом реален,
больше не были еретиками.

157
00:11:26,818 --> 00:11:29,219
При резком, внезапном изменении
в сознании учёного общества

158
00:11:29,254 --> 00:11:31,585
они стали новыми апологетами знания.

159
00:11:31,620 --> 00:11:35,064
Но им пришлось заплатить
огромную цену за свой успех.

160
00:11:35,099 --> 00:11:39,619
Они ещё не успели поздравить друг друга
с открытием атома,

161
00:11:39,654 --> 00:11:41,943
как оно уже вырвало у них
почву из-под ног

162
00:11:41,978 --> 00:11:46,457
и отправило их кружиться по спирали
в причудливый и временами
ужасающий новый мир.

163
00:11:46,492 --> 00:11:48,622
И началось всё это здесь,

164
00:11:48,656 --> 00:11:53,656
в месте, ставшем к 1910 году
центром физики атомов, -

165
00:11:53,691 --> 00:11:55,095
в Манчестере.

166
00:12:12,889 --> 00:12:16,253
Два самых выдающихся
в истории науки человека

167
00:12:16,288 --> 00:12:22,167
работали здесь, на физическом факультете
Манчестерского университета
между 1911-м и 1916-м годами.

168
00:12:22,202 --> 00:12:24,932
Это были Эрнест Резерфорд
и Нильс Бор,

169
00:12:24,967 --> 00:12:27,846
на первый взгляд,
два совершенно неподходящих характера

170
00:12:27,881 --> 00:12:30,324
для по-настоящему плодотворного
сотрудничества.

171
00:12:31,923 --> 00:12:34,843
Резерфорд был родом
из удаленного уголка Новой Зеландии

172
00:12:34,878 --> 00:12:36,723
и вырос на ферме.

173
00:12:38,242 --> 00:12:40,087
Борн родился в Копенгагене,

174
00:12:40,122 --> 00:12:43,781
финансово обеспеченный, эрудированный
человек, фактически аристократ.

175
00:12:43,816 --> 00:12:47,440
Резерфорд был убеждённым
экспериментатором.

176
00:12:47,475 --> 00:12:49,084
Он обожал технику

177
00:12:49,119 --> 00:12:54,239
и хитроумные комбинации
аккумуляторов, катушек, магнитов
и кусков радиоактивных пород.

178
00:12:54,274 --> 00:12:58,034
А ещё он обладал потрясающей интуицией.

179
00:12:58,069 --> 00:13:01,761
В противоположность ему,
Бор был чистым теоретиком.

180
00:13:01,796 --> 00:13:05,794
Для него суть науки сводилась
к глубоким размышлениям
и абстрактной математике.

181
00:13:05,829 --> 00:13:09,633
Ручка и бумага, мел и доска были
его инструментами.

182
00:13:09,668 --> 00:13:12,312
Логика была его путем к истине.

183
00:13:14,232 --> 00:13:18,711
И хотя их подходы к работе
были совершенно разными,

184
00:13:18,746 --> 00:13:20,876
одно у них было общим.

185
00:13:20,911 --> 00:13:25,269
Они были готовы отказаться
от трёхсотлетних условностей в науке,

186
00:13:25,304 --> 00:13:28,109
если те не соответствовали
их представлениям об истине.

187
00:13:28,144 --> 00:13:30,592
Они были настоящими революционерами.

188
00:13:30,627 --> 00:13:35,946
Резерфорд и Бор - одни из самых
выдающихся умов, когда-либо
порождённых человечеством.

189
00:13:35,981 --> 00:13:39,346
Но от них потребовалась
вся твердость, настойчивость

190
00:13:39,381 --> 00:13:41,184
и вдохновенная проницательность,

191
00:13:41,219 --> 00:13:43,344
чтобы постигнуть мир атома.

192
00:13:50,383 --> 00:13:55,581
В 1907 году Эрнест Резерфорд
возглавил кафедру физики в Манчестере.

193
00:13:55,616 --> 00:14:00,018
Это было время
судьбоносных перемен в науке.

194
00:14:02,218 --> 00:14:04,904
Всего десятью годами ранее в Германии

195
00:14:04,939 --> 00:14:09,136
была проведена первая
демонстрация загадочных лучей,
которые проникают через плоть

196
00:14:09,171 --> 00:14:10,782
и делают видимыми кости.

197
00:14:10,817 --> 00:14:12,860
Эти лучи были настолько необъяснимыми,

198
00:14:12,895 --> 00:14:15,294
что ученые даже не знали,
как их назвать.

199
00:14:15,329 --> 00:14:18,095
Поэтому их назвали Х-лучами.

200
00:14:22,893 --> 00:14:25,512
Пару лет спустя, в Кембридже

201
00:14:25,547 --> 00:14:28,096
было продемонстрировано,
что мощные электрические токи

202
00:14:28,131 --> 00:14:32,291
могут создавать странные потоки
крошечных светящихся заряженных частиц,

203
00:14:32,326 --> 00:14:34,609
которые были названы электронами.

204
00:14:37,168 --> 00:14:40,133
А в 1896 году в Париже

205
00:14:40,168 --> 00:14:42,812
было сделано самое значимое
из всех открытие.

206
00:14:42,847 --> 00:14:48,066
То, что яснее всех прочих раскрыло
секрет атома.

207
00:14:48,101 --> 00:14:53,284
Было продемонстрировано,
что металлический уран испускает
странную и мощную энергию,

208
00:14:53,319 --> 00:14:56,569
которая была названа радиоактивностью.

209
00:14:56,604 --> 00:14:59,663
Это было похоже на научную фантастику.

210
00:14:59,698 --> 00:15:02,722
Радиоактивные металлы
были тёплыми на ощупь.

211
00:15:02,757 --> 00:15:04,806
Они даже могли обжечь кожу.

212
00:15:04,841 --> 00:15:09,680
А лучи могли проходить сквозь
твёрдый материал так,
как если бы его там не было.

213
00:15:09,715 --> 00:15:13,576
Это было настоящим чудом
современной эпохи.

214
00:15:13,611 --> 00:15:17,438
Резерфорд был одержим радиоактивностью.

215
00:15:17,473 --> 00:15:19,841
Его терзали всевозможные вопросы.

216
00:15:19,876 --> 00:15:22,895
Как это происходит?
Почему проявляется в разных формах?

217
00:15:22,930 --> 00:15:25,914
Как далеко радиация может переместиться
в вакууме или воздухе?

218
00:15:25,949 --> 00:15:28,798
Влияет ли она на материю,
с которой встречается?

219
00:15:28,833 --> 00:15:33,953
В Манчестере, вместе со своими
помощниками - Гансом Гейгером,
изобретателем одноименного счетчика,

220
00:15:33,988 --> 00:15:38,072
и Эрнестом Марсденом, он разработал
серию экспериментов,

221
00:15:38,107 --> 00:15:41,030
которые могли помочь в разгадке
радиоактивности.

222
00:15:42,551 --> 00:15:45,750
1909 год. Манчестерский университет.

223
00:15:45,785 --> 00:15:48,274
Особенности эксперимента.

224
00:15:48,309 --> 00:15:51,947
Лист золота, доведенный ковкой
до толщины в несколько атомов.

225
00:15:51,982 --> 00:15:54,391
Передвижной фосфоресцирующий экран,

226
00:15:54,426 --> 00:15:57,905
сверкающий всякий раз, когда
его поражают радиоактивные волны.

227
00:15:57,940 --> 00:16:01,386
Ну, а внутри коробки - гвоздь программы.

228
00:16:01,421 --> 00:16:04,224
Маленький металлический кусочек радия.

229
00:16:06,143 --> 00:16:08,788
Радий - это чрезвычайно мощный источник

230
00:16:08,823 --> 00:16:12,787
того вида радиоактивности,
который Резерфорд назвал альфа-лучами.

231
00:16:12,822 --> 00:16:17,225
Это не настоящие лучи. Больше похоже
на непрерывный поток частиц.

232
00:16:17,260 --> 00:16:23,178
Радий выплевывал эти частицы
как пулемет, в котором никогда
не кончались пули.

233
00:16:23,213 --> 00:16:26,577
Резерфорд поставил перед своими
студентами достаточно простую задачу.

234
00:16:27,939 --> 00:16:29,502
Воспользоваться радиевой пушкой.

235
00:16:29,537 --> 00:16:32,776
Обстреливать альфа-частицами
золотую фольгу

236
00:16:32,811 --> 00:16:35,061
и с помощью фосфоресцирующей пластины

237
00:16:35,096 --> 00:16:38,695
считать число частиц,
выходящих с другой стороны.

238
00:16:38,730 --> 00:16:42,420
Что на практике означало:
сидеть в одиночестве и в темноте

239
00:16:42,455 --> 00:16:46,853
и считать крошечные,
почти невидимые вспышки
на фосфоресцирующем экране.

240
00:16:46,888 --> 00:16:51,491
Это было очень утомительно,
но Резерфорд настаивал на своём.

241
00:16:56,290 --> 00:16:59,929
Прошли недели, но команда исследователей
не нашла ничего необычного.

242
00:16:59,964 --> 00:17:03,048
Казалось, альфа-частицы
пролетали сквозь золото

243
00:17:03,083 --> 00:17:05,052
так, как если бы его там не было.

244
00:17:05,087 --> 00:17:09,246
Очень редко они слегка отклонялись
от прямой линии, когда пролетали насквозь.

245
00:17:09,281 --> 00:17:11,885
Вряд ли это могло войти
в заголовки новостей!

246
00:17:13,085 --> 00:17:17,804
Но произошло то, что можно назвать
наиболее удачной случайно
обронённой репликой

247
00:17:17,839 --> 00:17:19,660
за всю историю науки.

248
00:17:19,695 --> 00:17:21,447
Той самой, которая изменила мир.

249
00:17:21,482 --> 00:17:26,442
Рассказывают, что Резерфорд
столкнулся со своим помощником,
Гейгером, в коридоре.

250
00:17:26,477 --> 00:17:29,885
Гейгер сообщил, что до сих пор им так
и не удалось увидеть ничего необычного.

251
00:17:29,920 --> 00:17:33,759
В ответ Резерфорд мог бы
просто кивнуть и пройти мимо,

252
00:17:33,794 --> 00:17:35,044
но он так не поступил.

253
00:17:35,079 --> 00:17:38,077
Позже он утверждал, что сказал
это в тот момент

254
00:17:38,112 --> 00:17:39,753
просто наобум.

255
00:17:39,788 --> 00:17:41,362
Но я ему не верю.

256
00:17:41,397 --> 00:17:44,281
У Резерфорда была необычайная
развита научная интуиция,

257
00:17:44,316 --> 00:17:47,835
и я думаю, он почувствовал, что что-то
должно было случиться.

258
00:17:47,870 --> 00:17:50,400
Вот что он сказал Гейгеру:

259
00:17:50,435 --> 00:17:55,073
"Скажи юному Марсдену, пусть посмотрит,
сможет ли он зафиксировать
какие-нибудь альфа-частицы

260
00:17:55,108 --> 00:17:59,270
с той же стороны золотой фольги,
что и источник радия".

261
00:17:59,305 --> 00:18:03,431
Другими словами, надо было посмотреть,
не отскакивают ли некоторые
из альфа-частиц назад.

262
00:18:03,466 --> 00:18:06,869
В тот момент это было странное
предположение даже для Резерфорда,

263
00:18:06,904 --> 00:18:09,707
и не было ни какой
логической причины проверять его.

264
00:18:09,742 --> 00:18:12,474
Ведь Гейгер с Мардсеном провели недели,

265
00:18:12,509 --> 00:18:17,067
наблюдая, как альфа-частицы
только и делают, что проходят
сквозь золотую фольгу,

266
00:18:17,102 --> 00:18:19,146
так, как будто её там и не было.

267
00:18:19,181 --> 00:18:21,986
С чего бы вдруг некоторым отскакивать?

268
00:18:29,623 --> 00:18:33,462
Но Гейгер и Марсден были
молоды и благоговели
перед выдающимся новозеландцем.

269
00:18:33,497 --> 00:18:37,501
Они выполнили распоряжение учителя,
и вернувшись в свою тёмную лабораторию,

270
00:18:37,536 --> 00:18:39,147
терпеливо наблюдали.

271
00:18:39,182 --> 00:18:42,424
В течение несколько дней им
не удавалось заметить абсолютно ничего.

272
00:18:42,459 --> 00:18:45,185
Рискуя испортить зрение
до близорукости,

273
00:18:45,220 --> 00:18:48,997
они не увидели ни единой альфа-частицы,
отскакивающей от золотой фольги.

274
00:18:49,032 --> 00:18:52,777
Похоже, поручение Резерфорда
не имело никакого смыла.

275
00:18:52,812 --> 00:18:55,777
Но потом произошло невозможное.

276
00:19:02,774 --> 00:19:05,019
Однажды после обеда,
это случилось в 1909 году,

277
00:19:05,054 --> 00:19:08,972
Гейгер ворвался в кабинет Резерфорда
с потрясающими новостями.

278
00:19:09,007 --> 00:19:10,936
Очень-очень редко

279
00:19:10,971 --> 00:19:15,615
альфа-частицы действительно
рикошетом отскакивают от золотой фольги.

280
00:19:15,650 --> 00:19:20,608
Гейгер подсчитал, что это делала
только одна из 8 тысяч альфа-частиц.

281
00:19:20,643 --> 00:19:22,493
Это был ничтожный процент,

282
00:19:22,528 --> 00:19:25,212
но от такой новости у Резерфорда
голова пошла кругом.

283
00:19:25,247 --> 00:19:30,086
Позднее он скажет, что это всё равно,
что выстрелить ракушкой
по папиросной бумаге,

284
00:19:30,121 --> 00:19:32,210
и увидеть, что она
отскочила от неё обратно.

285
00:19:32,245 --> 00:19:35,764
Тут-то Резерфорд понял,
что напал на золотую жилу в физике.

286
00:19:35,799 --> 00:19:38,289
И хотя прошло ещё больше года,

287
00:19:38,324 --> 00:19:41,803
прежде чем он понял, почему
альфа-частицы ведут себя таким образом,

288
00:19:41,838 --> 00:19:45,281
но когда он понял это, он впервые
показал человечеству

289
00:19:45,316 --> 00:19:47,086
атом изнутри.

290
00:19:47,121 --> 00:19:50,721
Люди ещё только-только свыкались
с мыслью, что атомы существуют.

291
00:19:50,756 --> 00:19:54,056
А Резерфорд уже знал, что этот
крохотный мир,

292
00:19:54,091 --> 00:19:57,358
размером в одну десятую от миллионной
доли миллиметра в поперечнике,

293
00:19:57,393 --> 00:20:00,323
имел свою собственную
внутреннюю структуру.

294
00:20:00,358 --> 00:20:04,121
Внутри атомного есть субатомный мир.

295
00:20:04,156 --> 00:20:08,316
И Эрнест Резерфорд верил,
что знает, как он выглядит.

296
00:20:09,675 --> 00:20:13,514
Резерфорд понял,
что отскакивающая альфа-частица

297
00:20:13,549 --> 00:20:16,194
показала атом таким,
каким его никто не ожидал увидеть.

298
00:20:17,192 --> 00:20:19,597
На Земле не было ничего,
что походило бы на него.

299
00:20:19,632 --> 00:20:23,071
Поэтому Резерфорд
искал аналогии на небесах.

300
00:20:23,106 --> 00:20:26,511
Он представил атом
как крошечную Солнечную систему.

301
00:20:27,591 --> 00:20:31,148
Электроны, мельчайшие отрицательно
заряженные частицы,

302
00:20:31,183 --> 00:20:34,708
движутся по орбитам вокруг очень малого
положительно заряженного объекта,

303
00:20:34,743 --> 00:20:36,388
названного ядром.

304
00:20:38,547 --> 00:20:44,746
Резерфорд подсчитал, что ядро было
в 10 тысяч раз меньше, чем сам атом.

305
00:20:46,145 --> 00:20:50,784
Вот почему отскакивала только одна
из 8 тысяч альфа-частиц.

306
00:20:50,818 --> 00:20:54,703
Единицы из них случайно соударялись
с крошечными ядрами.

307
00:20:54,738 --> 00:20:57,901
Остальные же пролетали,
ничего не задев.

308
00:20:59,581 --> 00:21:02,264
Первым удивительным заключением,
которое можно было сделать,

309
00:21:02,299 --> 00:21:07,180
являлось то, что атом по Резерфорду
почти полностью состоит
из пустого пространства.

310
00:21:09,339 --> 00:21:14,857
Вот почему почти все альфа-частицы
проскочили через атомы золота,
как через пустоту.

311
00:21:14,892 --> 00:21:17,337
Там и в самом деле пусто.

312
00:21:19,975 --> 00:21:23,174
Рассмотрим необычные выводы
Резерфорда об атоме,

313
00:21:23,209 --> 00:21:25,419
представив его в увеличенном масштабе.

314
00:21:25,454 --> 00:21:28,377
Если бы ядро было размером
с футбольный мяч,

315
00:21:28,412 --> 00:21:32,853
тогда ближайший к нему электрон
вращался бы по орбите,удалённой на 800м.

316
00:21:32,888 --> 00:21:35,771
Всё остальное пространство атома
было бы абсолютном пустым.

317
00:21:36,850 --> 00:21:38,535
Можно представить это по-другому.

318
00:21:38,570 --> 00:21:42,528
Если убрать всё пустое пространство
из всех атомов в моем теле,

319
00:21:42,563 --> 00:21:46,769
я съёжился бы до размера, меньшего,
чем крупинка соли.

320
00:21:46,804 --> 00:21:49,052
Конечно, мой вес не изменился бы.

321
00:21:49,087 --> 00:21:52,486
Если проделать то же самое
со всем человечеством,

322
00:21:52,521 --> 00:21:54,531
тогда все 6 миллиардов человек

323
00:21:54,566 --> 00:21:57,445
уместились бы внутри одного яблока!

324
00:21:58,525 --> 00:22:02,443
Атом не похож ни на что,
с чем мы ранее встречались.

325
00:22:02,478 --> 00:22:05,883
И он выглядел всё более
и более странно.

326
00:22:06,962 --> 00:22:10,361
Почти сразу же возникла проблема,

327
00:22:10,396 --> 00:22:11,926
и она была серьезной.

328
00:22:11,961 --> 00:22:15,080
Согласно проверенной и испытанной науке
того времени,

329
00:22:15,115 --> 00:22:17,364
электроны должны были постепенно
потерять свою энергию,

330
00:22:17,399 --> 00:22:19,918
исчерпать скорость
и по спирали упасть на ядро

331
00:22:19,953 --> 00:22:21,718
в одно мгновение ока.

332
00:22:22,797 --> 00:22:26,616
Атом Резерфорда противоречил
всем известным законам науки.

333
00:22:26,651 --> 00:22:30,284
Атом не заботился о вызове,
который он бросил научному обществу.

334
00:22:30,319 --> 00:22:34,015
Это почти полностью пустое пространство
собиралось таким и оставаться.

335
00:22:34,050 --> 00:22:37,713
Я не подаю никаких признаков того,
что собираюсь сжаться
до размеров крупинки соли.

336
00:22:37,748 --> 00:22:40,433
А Земля имеет размеры Земли.

337
00:22:40,468 --> 00:22:42,631
И не становится меньше.

338
00:22:46,791 --> 00:22:49,516
Есть смысл напомнить хронологию событий.

339
00:22:49,551 --> 00:22:53,869
За шесть коротких лет,
с 1905 по 1911 год,

340
00:22:53,904 --> 00:22:56,672
атом заявил о своем существовании

341
00:22:56,707 --> 00:23:00,007
и о том, что он невообразимо мал.

342
00:23:00,042 --> 00:23:03,234
Потом обнаружилось, что главным образом
он состоит из пустоты.

343
00:23:03,269 --> 00:23:06,426
А теперь он к тому же не подчинялся
известным законам физики.

344
00:23:07,506 --> 00:23:11,624
Неудивительно, что все
признанные учёные того времени,

345
00:23:11,659 --> 00:23:13,509
включая Эйнштейна, были сбиты с толку.

346
00:23:13,544 --> 00:23:17,303
Научные идеи, в которые они
верили всю свою жизнь,

347
00:23:17,338 --> 00:23:20,262
с треском провалились
при попытке объяснить атом.

348
00:23:21,341 --> 00:23:24,700
Атому требовалось
новое поколение ученых,

349
00:23:24,735 --> 00:23:27,356
чтобы идти по стопам Резерфорда.

350
00:23:27,391 --> 00:23:29,944
Смелых, талантливых
и, прежде всего, молодых.

351
00:23:29,979 --> 00:23:33,578
Было крайне важно, чтобы они
не были преданы или привязаны

352
00:23:33,613 --> 00:23:36,297
к идеям, которые сдерживали
предыдущие поколения.

353
00:23:51,252 --> 00:23:54,331
Одним из первых ученых
нового поколения был Нильс Бор.

354
00:23:55,292 --> 00:23:57,392
Он отплыл из Дании в 1911 году,

355
00:23:57,427 --> 00:23:59,491
чтобы обосноваться на английской почве.

356
00:24:00,611 --> 00:24:03,174
Закончив обучение в Копенгагене,

357
00:24:03,209 --> 00:24:07,413
Бор решил уехать за границу
и быть в эпицентре новой физики.

358
00:24:07,448 --> 00:24:13,647
Пути привели его в Британию,
в Манчестерский университет
к Эрнесту Резерфорду.

359
00:24:19,006 --> 00:24:20,849
Бор обладал блестящим умом,

360
00:24:20,884 --> 00:24:24,962
но временами ему мешала
его патологическая одержимость деталями.

361
00:24:24,997 --> 00:24:28,839
Настолько, что по легенде
Бор выучил английский,

362
00:24:28,874 --> 00:24:32,681
многократно перечитывая "Посмертные
записки Пиквикского клуба" Диккенса.

363
00:24:33,800 --> 00:24:37,679
Бор был столь очарован
резерфордовской картиной строения атома,

364
00:24:37,714 --> 00:24:40,519
что взял на себя миссию
разрешить головоломку,

365
00:24:40,554 --> 00:24:43,124
почему атом не разрушается,

366
00:24:43,159 --> 00:24:46,398
и почему в нём так много
пустого пространства.

367
00:24:48,596 --> 00:24:51,516
Как представитель нового
поколения физиков-теоретиков,

368
00:24:51,551 --> 00:24:53,359
он был бесстрашен в своих рассуждениях

369
00:24:53,394 --> 00:24:57,754
и в погоне за объяснением был готов
отказаться от здравого смысла

370
00:24:57,789 --> 00:24:59,691
и человеческой интуиции.

371
00:24:59,726 --> 00:25:01,559
Итак, в порыве вдохновения,

372
00:25:01,594 --> 00:25:05,072
он начал искать ключи к структуре атома,

373
00:25:05,107 --> 00:25:07,357
но не изучая материю,

374
00:25:07,392 --> 00:25:12,550
а исследуя таинственную
и удивительную природу света.

375
00:25:20,548 --> 00:25:23,067
Очевидно, что атомы
и свет связаны между собой.

376
00:25:23,102 --> 00:25:25,552
Большинство веществ
светятся при нагревании.

377
00:25:25,587 --> 00:25:29,070
За многие века люди осознали,
что различные вещества

378
00:25:29,105 --> 00:25:33,323
светятся своим собственным
характерным цветом, подобно подписи.

379
00:25:33,358 --> 00:25:37,542
Так зеленый - это цвет меди,
желтый - натрия, а красный - лития.

380
00:25:38,623 --> 00:25:42,941
Эти цвета, связанные с различными
веществами, называются спектром.

381
00:25:42,976 --> 00:25:44,705
И выдающаяся догадка Бора

382
00:25:44,740 --> 00:25:50,060
заключалась в том, что спектры говорят
нам что-то о внутренней структуре атома,

383
00:25:50,095 --> 00:25:53,139
что они могут объяснить
все это пустое пространство.

384
00:25:54,218 --> 00:25:58,382
Бор решил взять планетарную модель
атома Резерфорда

385
00:25:58,417 --> 00:26:03,295
и заменить её тем, что почти невозможно
мысленно представить или вообразить.

386
00:26:03,330 --> 00:26:08,174
Такие благоразумные идеи,
как пустое пространство и частицы,
движущиеся по орбитам, потеряли силу.

387
00:26:08,209 --> 00:26:10,180
Их заменили на нечто,

388
00:26:10,215 --> 00:26:15,773
являющееся одной из самых непонятных
и неверно понимаемых концепций
во всей науке -

389
00:26:15,808 --> 00:26:17,576
квантовый скачок.

390
00:26:17,611 --> 00:26:20,411
У большинства физиков
многие годы уходят на то,

391
00:26:20,446 --> 00:26:22,496
чтобы разобраться,
что же такое квантовый скачок.

392
00:26:22,531 --> 00:26:25,729
Сам Бор говорил, что если вы думаете,
что поняли его,

393
00:26:25,764 --> 00:26:28,089
значит вы думали об этом недостаточно.

394
00:26:28,124 --> 00:26:29,933
Так что я сейчас вздохну поглубже

395
00:26:29,968 --> 00:26:32,533
и за 30 секунд постараюсь объяснить вам

396
00:26:32,568 --> 00:26:36,047
одно из сложнейших понятий в науке,

397
00:26:36,082 --> 00:26:39,726
лежащее в основе всей вселенной.

398
00:26:46,484 --> 00:26:49,683
Бор описал атом
не как Солнечную систему,

399
00:26:49,718 --> 00:26:52,087
а как многоэтажное здание.

400
00:26:52,122 --> 00:26:54,821
На первом этаже живут ядра,

401
00:26:54,856 --> 00:26:57,486
а электроны оккупировали этажи выше.

402
00:26:57,521 --> 00:27:01,799
Таинственные законы означают,
что электроны могут жить
только НА этажах,

403
00:27:01,834 --> 00:27:03,163
но не между ними.

404
00:27:03,198 --> 00:27:05,883
Другие таинственные законы
означают, что иногда

405
00:27:05,918 --> 00:27:09,397
они могут мгновенно перепрыгивать
с одного этажа на другой.

406
00:27:10,477 --> 00:27:12,921
Это и называется квантовым скачком.

407
00:27:12,956 --> 00:27:17,000
Бор не имел никакого
понятия об этих законах.

408
00:27:17,035 --> 00:27:21,555
Но мысли, подобные этой,
позволили ему сделать
поразительное предсказание.

409
00:27:21,590 --> 00:27:25,632
При прыжке электрона
с верхнего этажа на нижний

410
00:27:25,667 --> 00:27:27,469
он испускает свет.

411
00:27:27,504 --> 00:27:29,237
Еще важнее то,

412
00:27:29,272 --> 00:27:35,230
что цвет света зависит от того,насколько
велик или мал квантовый скачок,
который делает электрон.

413
00:27:35,265 --> 00:27:40,269
Так электрон, прыгающий
с третьего этажа на второй,

414
00:27:40,304 --> 00:27:42,313
мог испускать красный свет.

415
00:27:42,348 --> 00:27:46,146
А электрон, прыгающий
с десятого на второй, -

416
00:27:46,181 --> 00:27:47,466
синий цвет.

417
00:27:52,186 --> 00:27:54,349
Чтобы проверить свою новую теорию,

418
00:27:54,384 --> 00:27:57,063
Бор использовал её для предсказания.

419
00:27:58,064 --> 00:28:02,502
Могло ли это объяснить загадочную
подпись в спектре водорода?

420
00:28:02,537 --> 00:28:05,199
После месяцев неистовых расчётов

421
00:28:05,234 --> 00:28:07,860
он, наконец, пришел к результату.

422
00:28:08,940 --> 00:28:11,900
И его предсказание
было удивительно точным.

423
00:28:12,943 --> 00:28:14,824
Впервые за всё время

424
00:28:14,859 --> 00:28:17,578
стало казаться, что спектр
мог быть объяснен.

425
00:28:18,538 --> 00:28:22,097
И в далёком 1913 году
это стало важной новостью.

426
00:28:24,696 --> 00:28:30,095
Но новая идея Бора опиралась
на одно довольно спорное предположение.

427
00:28:30,130 --> 00:28:32,659
Почему электроны и атом

428
00:28:32,694 --> 00:28:35,819
ведут себя так, будто они
внутри многоэтажного здания?

429
00:28:35,854 --> 00:28:40,332
И почему они, как по волшебству,
должны совершать квантовые скачки
с этажа на этаж?

430
00:28:40,367 --> 00:28:43,748
В науке того времени это было
беспрецедентно.

431
00:28:43,783 --> 00:28:47,131
Когда один физик заявил,
что скачки - это абсурд,

432
00:28:47,166 --> 00:28:49,927
Бор ответил: "Да, вы совершенно правы!"

433
00:28:49,962 --> 00:28:52,689
"Но это не доказывает, что их нет

434
00:28:52,724 --> 00:28:55,332
лишь потому,
что вы не можете их увидеть!"

435
00:28:55,367 --> 00:29:00,570
На самом деле невозможность
мысленно представить себе что-то
идёт в разрез с предназначением науки.

436
00:29:00,605 --> 00:29:06,284
Старшее поколение ученых, в частности,
считало, что наука существует
для понимания мира,

437
00:29:06,319 --> 00:29:10,660
а не для придумывания
произвольных правил, которые
подходили бы для существующих данных.

438
00:29:10,695 --> 00:29:15,002
Конфликт между двумя поколениями
ученых был неизбежен.

439
00:29:18,960 --> 00:29:22,644
Странный новый атом Бора
и его безумные квантовые скачки

440
00:29:22,679 --> 00:29:26,959
стали серьёзным вызовом
для традиционной, классической науки,

441
00:29:26,994 --> 00:29:29,878
и старая гвардия
отозвалась на это очень резко.

442
00:29:29,913 --> 00:29:32,003
Традиционалистов возглавлял

443
00:29:32,038 --> 00:29:34,877
титан мира физики - Альберт Эйнштейн.

444
00:29:34,912 --> 00:29:37,281
Он ненавидел идеи Бора

445
00:29:37,316 --> 00:29:39,479
и собирался с ними бороться.

446
00:29:39,514 --> 00:29:43,314
Всё что угодно, для спасения мира
порядка и здравого смысла

447
00:29:43,349 --> 00:29:45,794
от этих безумных нападок.

448
00:29:48,193 --> 00:29:52,877
Однако Бора это не отпугнуло,
и к началу 1920-х годов

449
00:29:52,912 --> 00:29:57,629
обозначилась линия фронта
одного из величайших конфликтов
в истории науки.

450
00:29:58,509 --> 00:30:01,673
Большую часть начала 1920-х годов
Эйнштейн провёл в спорах

451
00:30:01,708 --> 00:30:05,067
с Нильсом Бором, которые проходили
с переменным успехом.

452
00:30:05,102 --> 00:30:08,551
Его статус знаменитости
придавал ему силы,

453
00:30:08,586 --> 00:30:12,225
поэтому, когда он говорил, что презирает
идеи, подобные квантовому скачку,

454
00:30:12,260 --> 00:30:15,864
которые, казалось, были взяты
с потолка, люди прислушивались.

455
00:30:15,899 --> 00:30:19,668
И вот однажды в 1925 году
к нему на стол попало письмо,

456
00:30:19,703 --> 00:30:22,388
оказавшееся буквально
манной с небес физической науки.

457
00:30:22,423 --> 00:30:26,547
Наконец-то появилась идея,
которая описывала атомный мир

458
00:30:26,582 --> 00:30:30,301
с помощью проверенных и испытанных
принципов традиционной науки.

459
00:30:30,336 --> 00:30:32,985
Эйнштейн был в экстазе.
Он сказал друзьям:

460
00:30:33,020 --> 00:30:37,498
"Наконец-то приоткрылась завеса
над устройством вселенной".

461
00:30:37,533 --> 00:30:41,977
Вместе с письмом он получил
диссертацию молодого француза.

462
00:30:42,012 --> 00:30:45,777
А за этим стояла настоящая сказка.

463
00:31:00,092 --> 00:31:03,892
Во время Первой мировой войны молодой
французский студент проводил время

464
00:31:03,927 --> 00:31:07,051
на вершине Эйфелевой башни
в качестве радиста.

465
00:31:07,086 --> 00:31:10,054
Его звали принц Луи де Бройль.

466
00:31:10,089 --> 00:31:14,534
Выходец из французской аристократии,
посвятивший себя физике.

467
00:31:14,569 --> 00:31:19,287
Он был настолько богат,
что построил собственную лабораторию
неподалеку от Елисейских полей.

468
00:31:21,167 --> 00:31:27,604
После войны де Бройль попал
под влияние тайн и споров вокруг атома.

469
00:31:27,639 --> 00:31:31,164
И тогда его опыт работы
радистом во время войны

470
00:31:31,199 --> 00:31:33,768
подсказал ему интригующую идею.

471
00:31:33,803 --> 00:31:37,527
Возможно, радиоволны
помогут объяснить атом.

472
00:31:37,562 --> 00:31:41,601
Хотя они и невидимы, но ведут
себя подобно волнам на воде.

473
00:31:43,841 --> 00:31:46,800
Подобно ряби, расходящейся
по поверхности пруда,

474
00:31:46,835 --> 00:31:49,724
радиоволны тоже подчинялись
математическим уравнениям,

475
00:31:49,759 --> 00:31:54,437
которые были надёжными и понятными,
установленными уже десятки лет назад.

476
00:31:54,472 --> 00:31:58,555
Поэтому в своей диссертации Де Бройль
описал волны, схожие с радиоволнами,

477
00:31:58,590 --> 00:32:00,796
которые толкали электрон вокруг атома.

478
00:32:00,831 --> 00:32:03,399
Он назвал это пилот-волнами.

479
00:32:03,434 --> 00:32:08,193
А ещё эти пилот-волны крепко
держат электрон на его орбите,

480
00:32:08,228 --> 00:32:10,318
удерживая атом от разрушения.

481
00:32:10,353 --> 00:32:14,132
Не было никаких странных
мгновенных квантовых скачков,

482
00:32:14,167 --> 00:32:17,876
только знакомые волны,
доступные интуитивному здравому смыслу.

483
00:32:17,911 --> 00:32:21,548
В рядах традиционалистов
сразу почувствовалось облегчение.

484
00:32:21,583 --> 00:32:24,309
Они кричали: "Это всё волны,

485
00:32:24,344 --> 00:32:26,433
а что такое волны, мы понимаем".

486
00:32:26,468 --> 00:32:31,271
Эйнштейн и традиционалисты считали,
что победа была в их руках.

487
00:32:31,306 --> 00:32:38,346
Они были убеждены,что Бор
и "новая наука" об атоме с её безумными
квантовыми скачками на грани поражения.

488
00:32:38,381 --> 00:32:42,303
Но Нильс Бор не был человеком,
привыкшим сдаваться.

489
00:32:44,342 --> 00:32:47,382
Даже при том, что он объяснил
спектр водорода,

490
00:32:47,417 --> 00:32:49,506
своей новой революционной теорией,

491
00:32:49,541 --> 00:32:53,340
у него не было международного
признания, как у Эйнштейна.

492
00:32:53,375 --> 00:32:56,185
Но в его родной Дании

493
00:32:56,220 --> 00:32:58,458
его теории хватило,
чтобы сделать его звездой.

494
00:32:59,539 --> 00:33:04,496
Окрылённый успехом, в 1916 году
Нильс Бор вернулся в Копенгаген
как герой-победитель.

495
00:33:04,531 --> 00:33:07,022
Его новоиспечённый статус знаменитости

496
00:33:07,057 --> 00:33:10,175
позволил ему очень легко
собрать деньги на свои исследования.

497
00:33:10,210 --> 00:33:13,414
В действительности, благодаря вложениям
пивоваренного завода "Карлсберг",

498
00:33:13,449 --> 00:33:16,619
он смог построить
новый исследовательский институт.

499
00:33:16,654 --> 00:33:20,812
Можно сказать, что пиво помогло
нам понять секреты атома!

500
00:33:22,252 --> 00:33:28,010
Этот институт стал ведущим центром
исследований в области теоретической
физики, который сохранился и по сей день.

501
00:33:28,045 --> 00:33:32,486
Я приехал сюда в начале 1990-х годов
для проведения исследований
по ядерному свечению.

502
00:33:32,521 --> 00:33:36,928
Уже тогда это было местом, где следовало
проводить подобные эксперименты.

503
00:33:39,087 --> 00:33:42,291
Это - главная аудитория
Института Нильса Бора.

504
00:33:42,326 --> 00:33:46,525
Она не очень впечатляет,
как иные лекционные залы,

505
00:33:46,560 --> 00:33:50,020
но она полна замечательных,
необычных деталей.

506
00:33:50,055 --> 00:33:53,448
Я помню, как читал здесь
лекции несколько лет назад,

507
00:33:53,483 --> 00:34:00,521
и я знаю, что Нильс Бор сам разработал
некоторые механизмы, которые
поднимали и опускали классные доски.

508
00:34:00,556 --> 00:34:05,800
Там был причудливый ряд досок,

509
00:34:05,835 --> 00:34:08,365
одна под другой,

510
00:34:08,400 --> 00:34:12,078
досок, исписанных его формулами

511
00:34:13,238 --> 00:34:17,156
так, что не нужно было стирать
какие-нибудь его уравнения.

512
00:34:17,191 --> 00:34:19,556
Чтобы не терять время.

513
00:34:24,835 --> 00:34:29,013
Репутация Бора как учёного,
переполненного радикальными
и нетрадиционными идеями,

514
00:34:29,048 --> 00:34:33,191
сделала Копенгаген магнитом
для молодых амбициозных физиков.

515
00:34:33,226 --> 00:34:35,877
Они стремились оставить своей след

516
00:34:35,912 --> 00:34:39,031
и быть частью передовой
и новой науки Бора,

517
00:34:39,066 --> 00:34:42,150
которая стала известна
как квантовая механика.

518
00:34:44,909 --> 00:34:50,348
В 1924 году, бросая вызов Эйнштейну
и традиционному объяснению
атома Де Бройля,

519
00:34:50,383 --> 00:34:54,227
радикалы выдвинули новую теорию,

520
00:34:54,262 --> 00:34:56,591
основанную на квантовых скачках Бора.

521
00:34:56,626 --> 00:35:01,384
Это была их самая амбициозная
и самая противоречивая идея.

522
00:35:04,863 --> 00:35:10,421
Впервые она была разработана
Вольфгангом Паули,
одной из восходящих звёзд Бора.

523
00:35:10,456 --> 00:35:14,746
Паули принял идею Бора
о странных "квантовых скачках"

524
00:35:14,781 --> 00:35:19,219
и превратил их в одно из наиболее
важных понятий всей науки.

525
00:35:19,254 --> 00:35:21,304
И я это говорю не просто так.

526
00:35:21,339 --> 00:35:27,056
Идея Паули сводится к скучному названию
"Принцип Запрета".

527
00:35:27,091 --> 00:35:30,976
Но мне кажется, лучшим названием было бы
"Хорошо охраняемые секреты Бога",

528
00:35:31,011 --> 00:35:35,815
потому что оно объясняет
огромное многообразие Творения.

529
00:35:39,253 --> 00:35:42,453
Идея Паули заключалась в возможном
ответе на следующий вопрос:

530
00:35:43,532 --> 00:35:46,618
"Каждый атом состоит из одних и тех же
простейших компонентов.

531
00:35:46,653 --> 00:35:50,576
Так почему же они предстают перед нами
в таком множестве разных обличий?"

532
00:35:50,611 --> 00:35:55,209
В таком богатом разнообразии цвета,
строения и химических свойств?

533
00:35:55,244 --> 00:35:58,253
Например, золото и ртуть.

534
00:35:58,288 --> 00:36:01,853
Два совершенно разных элемента.
Золото - твердое,

535
00:36:01,888 --> 00:36:06,046
ртуть - жидкая. Золото инертно,
ртуть - высокотоксична.

536
00:36:06,081 --> 00:36:09,885
А различаются они всего лишь
на один электрон.

537
00:36:09,920 --> 00:36:12,724
У золота их 79, у ртути - 80.

538
00:36:14,043 --> 00:36:18,242
Как умудряется один крошечный
электрон привести к таким отличиям?

539
00:36:19,242 --> 00:36:23,401
Что сделал Паули - вытащил прямо
из воздуха ещё одно квантовое правило.

540
00:36:23,436 --> 00:36:25,797
Помните многоэтажный атом Бора?

541
00:36:25,832 --> 00:36:28,124
Ядро - это первый этаж,

542
00:36:28,159 --> 00:36:31,839
а этажи выше постепенно
заполняются электронами.

543
00:36:31,874 --> 00:36:35,483
Паули сказал, что есть
еще одно квантовое правило,
которое строго утверждает,

544
00:36:35,518 --> 00:36:40,197
что каждый этаж может содержать только
фиксированное число электронов.

545
00:36:40,232 --> 00:36:43,513
Поэтому, если мы хотим добавить
еще один электрон в атом,

546
00:36:43,548 --> 00:36:46,795
он должен проверить
вакантные места на верхнем этаже.

547
00:36:46,830 --> 00:36:48,680
И если этаж уже заполнен,

548
00:36:48,715 --> 00:36:52,274
для электрона выше создается
следующий этаж или оболочка.

549
00:36:52,309 --> 00:36:55,316
Таким образом один единственный электрон

550
00:36:55,351 --> 00:36:58,195
может в корне изменить форму атома,

551
00:36:58,230 --> 00:37:01,031
а это, в свою очередь,
влияет на поведение атома

552
00:37:01,066 --> 00:37:03,927
и его взаимодействие с другими атомами.

553
00:37:03,962 --> 00:37:06,754
Так что Принцип Паули -
это на самом деле фундамент,

554
00:37:06,789 --> 00:37:11,547
на котором стоит вся химия и,
в конечном счёте, биология.

555
00:37:15,027 --> 00:37:20,465
Принцип запрета Паули был важным
прорывом в квантовой механике Бора.

556
00:37:21,504 --> 00:37:25,223
Казалось, впервые было
предложен реальный шаг к пониманию

557
00:37:25,258 --> 00:37:28,144
невероятного разнообразия
окружающего мира

558
00:37:28,179 --> 00:37:30,142
и, возможно, самой жизни.

559
00:37:31,582 --> 00:37:35,945
Его успех проделал огромную брешь
в защите старой физики Эйнштейна.

560
00:37:35,980 --> 00:37:41,858
И подобно квантовому скачку,
он был словно из фантастической
книги правил атомной физики.

561
00:37:41,894 --> 00:37:47,137
Паули не объяснил, почему
его принцип работал. Он сказал,
что он просто работает.

562
00:37:53,096 --> 00:37:55,980
Эйнштейн и традиционалисты его
возненавидели.

563
00:37:56,015 --> 00:38:00,454
Для них это звучало,
как высокомерный антинаучный вздор.

564
00:38:00,489 --> 00:38:03,750
Но им было нужно нанести
ответный удар и удар жёсткий.

565
00:38:03,785 --> 00:38:07,012
До сих пор дискуссии
о новой атомной физике

566
00:38:07,047 --> 00:38:09,496
были вежливы и благородны.

567
00:38:09,531 --> 00:38:13,570
Теперь обе стороны выкатили
свои самые крупные орудия.

568
00:38:13,605 --> 00:38:16,014
Два самых великих в физике имени.

569
00:38:16,049 --> 00:38:20,689
Это были два совершенно
противоположных характера,
которые ненавидели друг друга.

570
00:38:23,726 --> 00:38:26,093
На стороне революционной науки

571
00:38:26,128 --> 00:38:28,926
выступал застёгнутый на все пуговицы
настоящий боец, немец

572
00:38:28,961 --> 00:38:30,646
по имени Вернер Гейзенберг.

573
00:38:31,685 --> 00:38:35,564
На стороне консерваторов - изысканный,
в байроновском стиле, австриец

574
00:38:35,599 --> 00:38:37,443
по имени Ирвин Шрёдингер.

575
00:38:50,360 --> 00:38:51,724
Ирвин Шрёдингер,

576
00:38:51,759 --> 00:38:55,324
страстный и творческий,
философ и романтик.

577
00:38:55,359 --> 00:38:59,238
Он писал книги о древних греках,
о философии, о религии,

578
00:38:59,273 --> 00:39:01,282
находился под влиянием индуизма.

579
00:39:01,317 --> 00:39:03,835
Это был очень яркий человек,

580
00:39:03,870 --> 00:39:05,921
холодный, обходительный, утончённый,

581
00:39:05,956 --> 00:39:08,796
щеголеватый франт
и большой дамский угодник.

582
00:39:15,352 --> 00:39:18,316
Про распущенность Шрёдингера
ходили легенды.

583
00:39:18,351 --> 00:39:21,710
У него была череда подружек
на протяжении всей супружеской жизни,

584
00:39:21,745 --> 00:39:23,312
некоторые были намного моложе его.

585
00:39:24,351 --> 00:39:28,115
В 1925 году 38-летний Шрёдингер

586
00:39:28,150 --> 00:39:31,548
остановился в альпийской деревушке Ароза
в Швейцарии

587
00:39:31,583 --> 00:39:34,625
для тайной встречи со старой подругой,

588
00:39:34,660 --> 00:39:37,632
чьё имя остается загадкой и по сей день.

589
00:39:37,667 --> 00:39:43,265
Но их страсть послужила катализатором
для творческого духа Шрёдингера.

590
00:39:46,983 --> 00:39:51,903
Один из физиков как-то сказал
о той сексуально вдохновленной
неделе физики Шрёдингера:

591
00:39:51,938 --> 00:39:54,307
"В ту неделю перед ним
стояло две задачи:

592
00:39:54,342 --> 00:39:58,101
удовлетворить женщину
и решить загадку атома.

593
00:39:58,136 --> 00:40:00,700
К счастью, ему удалось и то, и другое".

594
00:40:01,940 --> 00:40:07,819
Он взял идею Де Бройля о таинственных
экспериментальных волнах, управляющих
движением электронов вокруг атома,

595
00:40:07,854 --> 00:40:10,102
за отправную точку.

596
00:40:10,137 --> 00:40:14,776
Он утверждал, что электрон действительно
представлял собой волну энергии,

597
00:40:14,811 --> 00:40:19,414
колеблющуюся так быстро, что это
выглядело как облако вокруг атома,

598
00:40:19,449 --> 00:40:22,735
облакообразная волна чистой энергии.

599
00:40:23,653 --> 00:40:27,572
Более того, он предложил
новое мощное уравнение,

600
00:40:27,607 --> 00:40:30,251
которое полностью описало эту волну

601
00:40:30,286 --> 00:40:33,228
и, таким образом, описала весь атом

602
00:40:33,263 --> 00:40:36,136
в понятиях традиционной физики.

603
00:40:36,171 --> 00:40:40,848
Уравнение, которое он придумал,
теперь называется волновым
уравнением Шрёдингера.

604
00:40:41,929 --> 00:40:43,728
Оно невероятно убедительное.

605
00:40:43,763 --> 00:40:45,493
Его уникальность заключается в том,

606
00:40:45,528 --> 00:40:48,851
что оно содержит новую величину,
названную волновой функцией,

607
00:40:48,886 --> 00:40:53,886
которая, как утверждал Шрёдингер,
полностью описывало поведение
субатомного мира.

608
00:41:03,842 --> 00:41:07,901
Уравнение Шрёдингера и картина атома,
которую оно рисует,

609
00:41:07,936 --> 00:41:11,960
созданные в период отпуска,
окрашенного сексуальным вдохновением,
в Швейцарских Альпах,

610
00:41:11,995 --> 00:41:15,959
ещё раз позволило учёным
мысленно представить себе атом

611
00:41:15,994 --> 00:41:17,643
в простых понятиях.

612
00:41:17,678 --> 00:41:21,718
Трудно переоценить то значение,
которое оказала идея Шрёдингера

613
00:41:21,753 --> 00:41:24,242
на сообщество физиков-традиционалистов.

614
00:41:24,277 --> 00:41:27,115
Какой бы странной ни была его
картина представления атома,

615
00:41:27,150 --> 00:41:29,691
но по крайней мере это была картина,

616
00:41:29,726 --> 00:41:32,198
а ученые любят картины.

617
00:41:32,233 --> 00:41:34,555
Они позволяют им
воспользоваться своей интуицией.

618
00:41:40,512 --> 00:41:43,236
Но ещё оставалась одна очень
раздражавшая проблема,

619
00:41:43,271 --> 00:41:47,554
та, из-за которой радикалы не могли
примириться со Шрёдингером.

620
00:41:47,589 --> 00:41:54,109
Его новая теория по-прежнему никак
не учитывала странные мгновенные
квантовые скачки Бора.

621
00:41:54,144 --> 00:41:57,707
Пришло время радикалов нанести
ответный удар.

622
00:42:06,304 --> 00:42:08,230
Летом того же года,

623
00:42:08,265 --> 00:42:11,788
один из протеже Нильса Бора,
Вернер Гейзенберг,

624
00:42:11,823 --> 00:42:15,621
отправился в путешествие на мрачный
остров на северном побережье Германии.

625
00:42:16,861 --> 00:42:21,861
Он был неудержимо горяч
и воспринял идеи Шрёдингера
как персональный вызов.

626
00:42:22,701 --> 00:42:26,619
Он был уверен, что странность
квантовых переходов

627
00:42:26,654 --> 00:42:29,658
на самом деле ключ к пониманию атома.

628
00:42:30,777 --> 00:42:33,582
Он считал атом настолько уникальным
и необычным,

629
00:42:33,617 --> 00:42:36,696
что его нельзя было сводить
к компромиссу через простую аналогию

630
00:42:36,731 --> 00:42:38,420
с волной или орбитой,

631
00:42:38,455 --> 00:42:40,980
или даже с многоэтажным зданием.

632
00:42:41,015 --> 00:42:45,774
Он считал, что пришло время
совсем отказаться от любого
представления атома.

633
00:42:49,813 --> 00:42:54,791
Вернер Гейзенберг - один
из истинных гениев 20-го века.

634
00:42:54,826 --> 00:42:59,770
Молодой, спортивный, замечательный
альпинист, прекрасный пианист,

635
00:42:59,805 --> 00:43:02,015
он также был выдающимся студентом.

636
00:43:02,050 --> 00:43:06,129
В возрасте всего лишь 20-ти лет он уже
заканчивал написание своей кандидатской

637
00:43:06,164 --> 00:43:09,566
и снискал расположение
крупных университетов по всей Европе.

638
00:43:09,601 --> 00:43:12,211
Теперь же, летом 1925 года,

639
00:43:12,246 --> 00:43:15,565
он страдал от особенно тяжёлого
приступа сенной лихорадки.

640
00:43:15,600 --> 00:43:19,004
Лицо его распухло почти
до неузнаваемости.

641
00:43:19,039 --> 00:43:22,048
Он решил сбежать
и побыть в одиночестве, здесь,

642
00:43:22,083 --> 00:43:26,607
на этом красивом, но изолированном
острове Хельгеланд.

643
00:43:26,642 --> 00:43:31,241
Он гулял по пляжу, плавал,
взбирался на горы

644
00:43:31,276 --> 00:43:33,040
и размышлял.

645
00:43:39,119 --> 00:43:41,642
С того момента как он столкнулся
с атомной физикой,

646
00:43:41,677 --> 00:43:46,556
Гейзенберг был совершенно уверен,
что все человеческие попытки
представить атом

647
00:43:46,591 --> 00:43:49,835
в виде модели из знакомых образов,
всегда будут обречены.

648
00:43:50,915 --> 00:43:53,874
Атом, по его мнению,
был излишне капризен,

649
00:43:53,909 --> 00:43:56,833
слишком странен, чтобы вот так просто
быть объяснённым.

650
00:43:57,753 --> 00:44:00,972
Поэтому он решил отказаться
от любых его изображений,

651
00:44:01,007 --> 00:44:04,191
и описать его, используя
одну лишь математику.

652
00:44:05,671 --> 00:44:11,229
Но размышляя, он понял, что атом
бросает вызов не только мысленному
представлению о себе,

653
00:44:11,264 --> 00:44:14,989
но даже и традиционной математике.

654
00:44:22,307 --> 00:44:24,751
Именно здесь, на Хельгеланде,

655
00:44:24,786 --> 00:44:28,111
Гейзенберга посетило
невероятное озарение.

656
00:44:28,146 --> 00:44:32,384
Он понимал, что для того, чтобы
описать некоторые свойства атомов,

657
00:44:32,419 --> 00:44:34,982
он должен был использовать
странный новый тип математики.

658
00:44:36,022 --> 00:44:42,021
Оказывается, что определенные свойства,
такие как, местоположение электрона
в данный момент, и его скорость движения,

659
00:44:42,056 --> 00:44:46,419
при перемножении зависят от того,
в каком порядке их умножать.

660
00:44:46,454 --> 00:44:47,944
Позвольте, я попробую объяснить.

661
00:44:47,979 --> 00:44:52,378
Если мы перемножаем два числа,
от их порядка результат не зависит.

662
00:44:52,413 --> 00:44:55,977
То есть, трижды четыре - это то же
самое, что четырежды три.

663
00:44:56,012 --> 00:44:58,061
Но в случае с атомами

664
00:44:58,096 --> 00:45:04,214
Гейзенберг понял, что в зависимости
от порядка умножения количеств,
получается разный результат.

665
00:45:04,249 --> 00:45:06,578
Это быстро привело его
к другим открытиям,

666
00:45:06,613 --> 00:45:09,872
и он был уверен, что
расколол секрет атома,

667
00:45:09,907 --> 00:45:13,132
что он каким-то образом нашел
скрытую внутри него математику.

668
00:45:13,167 --> 00:45:15,769
Он был крайне возбуждён.
А также очень напуган.

669
00:45:15,804 --> 00:45:18,371
В ту ночь, он взобрался
на вершину скалы

670
00:45:18,406 --> 00:45:20,334
и просидел там до рассвета.

671
00:45:20,369 --> 00:45:22,929
Он назвал это своей
"Хельгеландской ночью".

672
00:45:23,968 --> 00:45:28,128
Вернувшись в университет
в Гёттингене, он рассказал об этом
своему коллеге Максу Борну,

673
00:45:28,163 --> 00:45:31,687
и затем в течение нескольких месяцев
они интенсивно работали вместе,

674
00:45:31,721 --> 00:45:35,463
разрабатывая совершенно
новую теорию атома.

675
00:45:35,498 --> 00:45:39,205
Теорию, которую мы сегодня
называем "матричной механикой".

676
00:45:44,523 --> 00:45:48,162
Матричная механика управляется
со сложными массивами чисел,

677
00:45:48,197 --> 00:45:50,258
как с таблицами.

678
00:45:50,293 --> 00:45:52,285
Манипулируя этими массивами,

679
00:45:52,320 --> 00:45:56,400
Гейзенберг и его наставник,
выдающийся физик Макс Борн,

680
00:45:56,435 --> 00:45:59,279
сумели точно предсказать
поведение атома.

681
00:46:00,318 --> 00:46:02,758
Но для Эйнштейна и традиционалистов

682
00:46:02,793 --> 00:46:05,643
это было чистой научной ересью.

683
00:46:05,678 --> 00:46:09,596
Атом не может быть
никакой матрицей из чисел.

684
00:46:09,631 --> 00:46:12,556
Ведь мы же состоим из атомов,
а не из чисел?

685
00:46:17,195 --> 00:46:19,598
По возвращении в Копенгаген

686
00:46:19,633 --> 00:46:22,638
Бор и Паули были глубоко
взволнованы матричной механикой.

687
00:46:22,673 --> 00:46:26,151
Ну и что с того, что не получалось
представить атом как физический объект?

688
00:46:26,186 --> 00:46:29,195
Они были возбуждены чистотой математики,

689
00:46:29,230 --> 00:46:34,794
и ядовито набросились на вульгарные
чувственные волны Шрёдингера.

690
00:46:34,829 --> 00:46:40,187
Гейзенберг писал: "Чем больше
я размышляю о физической
составляющей уравнения Шрёдингера,

691
00:46:40,222 --> 00:46:42,245
тем более омерзительной я её нахожу.

692
00:46:42,280 --> 00:46:44,232
На самом деле, это просто чушь".

693
00:46:44,267 --> 00:46:47,350
Но Шрёдингер был столь же резок,
как и Гейзенберг,

694
00:46:47,385 --> 00:46:51,864
говоря, что ему неприятны его методы,
и он находит его математику чудовищной.

695
00:47:00,142 --> 00:47:06,059
В 1926 году в Мюнхене,
их вражда накалилась до предела.

696
00:47:06,094 --> 00:47:09,504
Шрёдингер должен был прочесть
лекцию о своем волновом уравнении.

697
00:47:09,539 --> 00:47:14,258
Гейзенберг наскрёб денег на путешествие
в Мюнхен на эту лекцию,

698
00:47:14,293 --> 00:47:17,257
чтобы наконец сойтись лицом
к лицу со своим соперником.

699
00:47:21,096 --> 00:47:24,976
Так что на карту было поставлено больше,
чем просто репутация Гейзенберга.

700
00:47:25,011 --> 00:47:28,094
Он считал, что упрощенный
подход Шрёдингера

701
00:47:28,129 --> 00:47:31,459
был не просто ошибочным,
а совершенно неверным.

702
00:47:31,494 --> 00:47:36,133
И его намерением было просто-напросто
разрушить теорию Шрёдингера.

703
00:47:40,571 --> 00:47:44,009
Шрёдингер читает свою лекцию
по новой волновой механике

704
00:47:44,044 --> 00:47:47,066
в битком набитой аудитории,
где только стоячие места.

705
00:47:47,101 --> 00:47:50,089
Он записывает свое новое
волновое уравнение.

706
00:48:01,844 --> 00:48:07,403
Для Шрёдингера это было описанием
реальной физической картины атома,

707
00:48:07,438 --> 00:48:11,682
с электронами, подобно волнам,
окружающим атомное ядро.

708
00:48:11,717 --> 00:48:14,800
В аудитории - 24-летний
Вернер Гейзенберг.

709
00:48:14,835 --> 00:48:16,725
Он еле себя сдерживает.

710
00:48:16,760 --> 00:48:22,320
В конце лекции он встает и произносит
монолог, критикующий подход Шрёдингера.

711
00:48:22,355 --> 00:48:25,519
По Гейзенбергу невозможно
как-либо отобразить

712
00:48:25,554 --> 00:48:27,483
то, что представляет из себя атом.

713
00:48:27,518 --> 00:48:29,802
Аудитория - на стороне Шрёдингера.

714
00:48:29,837 --> 00:48:33,375
Они предпочитают его простую
физическую интерпретацию

715
00:48:33,410 --> 00:48:36,880
абстрактной, сложной математике
Гейзенберга.

716
00:48:36,915 --> 00:48:40,393
Гейзенберг освистан. Его просят
сесть и успокоиться.

717
00:48:40,428 --> 00:48:43,392
Он покидает лекцию грустный
и подавленный.

718
00:48:47,831 --> 00:48:52,990
Гейзенберг вернулся в Копенгаген
с весьма пошатнувшейся убеждённостью.

719
00:48:53,025 --> 00:48:58,829
Там же, в институте, они с Бором
пережили самые мрачные
моменты своей жизни.

720
00:48:58,864 --> 00:49:03,152
Почти всё научное сообщество
от них отвернулось.

721
00:49:03,187 --> 00:49:08,986
Они чувствовали себя изолированными,
отчаявшимися. Прижатыми к стене.

722
00:49:10,825 --> 00:49:16,344
Несмотря на это, они упорно
придерживались своих спорных теорий.

723
00:49:18,944 --> 00:49:22,303
Эта комната на чердаке была кабинетом
Гейзенберга в далёком 1926 году.

724
00:49:23,382 --> 00:49:26,145
Бор бывало приходил сюда каждую ночь,

725
00:49:26,180 --> 00:49:30,460
и они с Гейзенбергом спорили
о значении квантовой механики.

726
00:49:30,495 --> 00:49:32,984
Бывало, они спорили так страстно,

727
00:49:33,019 --> 00:49:36,703
что однажды Гейзенберг
был доведён до слёз.

728
00:49:36,738 --> 00:49:40,857
И тогда, в отчаянии уставившись
в окно своего чердака

729
00:49:40,892 --> 00:49:42,301
на раскинувшийся внизу парк,

730
00:49:42,336 --> 00:49:45,141
Гейзенберг вдруг поймал себя
на потрясающей мысли.

731
00:49:45,176 --> 00:49:49,094
Его вдруг осенило, почему
атом невозможно представить,

732
00:49:49,129 --> 00:49:52,139
почему его нельзя интуитивно понять.

733
00:49:52,174 --> 00:49:56,013
Не только, потому что
он крошечный, запутанный и неясный.

734
00:49:56,048 --> 00:49:59,291
А потому, что он изначально непостижим.

735
00:50:00,371 --> 00:50:06,129
Он понял, что есть фундаментальный
предел того, как много мы можем
узнать о субатомном мире.

736
00:50:06,164 --> 00:50:11,009
Например, если мы знаем, где находится
электрон в конкретный момент времени,

737
00:50:11,044 --> 00:50:13,572
то мы не можем знать,
как быстро он движется.

738
00:50:13,607 --> 00:50:17,886
Но если бы мы знали его скорость,
мы бы не знали его местоположение.

739
00:50:17,921 --> 00:50:22,130
Эта неопределённость не является
недостатком самой теории.

740
00:50:22,165 --> 00:50:26,163
Это вызвано не столько неуклюжестью,
с которой мы проводим свои измерения,

741
00:50:26,198 --> 00:50:30,284
сколько фундаментальной истиной
о том, как ведёт себя Природа

742
00:50:30,319 --> 00:50:32,328
на субатомном уровне.

743
00:50:32,363 --> 00:50:36,927
Эта теория получила известность как
принцип неопределённости Гейзенберга.

744
00:50:36,962 --> 00:50:43,159
И это, пожалуй, наиболее глубокая,
невероятная, и, к тому же,
еще и тревожная концепция

745
00:50:43,194 --> 00:50:45,000
во всей науке.

746
00:50:50,517 --> 00:50:55,836
Что же открыл Гейзенберг с помощью
своей абстрактной матричной механики?

747
00:50:55,871 --> 00:50:59,636
Это была глубокая и шокирующая
правда об атомном мире.

748
00:50:59,671 --> 00:51:03,319
Атомы преднамеренно неясны.

749
00:51:03,354 --> 00:51:08,791
Мы никогда не сможем точно узнать
одновременно и положение атома,
и его скорость.

750
00:51:08,826 --> 00:51:13,272
Атомный мир просто не позволит,
чтобы это произошло.

751
00:51:13,307 --> 00:51:16,110
Это было просто ошеломительно.

752
00:51:16,145 --> 00:51:18,515
Но как только они приняли это,

753
00:51:18,550 --> 00:51:24,192
Гейзенберг и Бор упрочнились
в уверенности в своей правоте
и стали более дерзкими.

754
00:51:24,227 --> 00:51:30,986
Они поняли, что неопределённость
вынуждает их поместить парадокс
в самое сердце атома.

755
00:51:34,585 --> 00:51:39,623
Атомы не только невообразимы.
Они противоречивы.

756
00:51:39,658 --> 00:51:42,623
Они ведут себя
и как частицы, и как волны.

757
00:51:42,657 --> 00:51:44,667
И это странно.

758
00:51:44,702 --> 00:51:48,581
Когда вы не наблюдаете за атомом,
он ведет себя как распространяющаяся волна.

759
00:51:48,616 --> 00:51:50,620
Но когда вы хотите увидеть, где он,

760
00:51:50,655 --> 00:51:52,219
он ведет себя как частица.

761
00:51:52,254 --> 00:51:53,905
Это безумие!

762
00:51:53,940 --> 00:51:56,585
Сначала атомы вообще не могли быть
мысленно представлены,

763
00:51:56,620 --> 00:52:01,778
теперь они совершенно меняют
свойства, в зависимости от того,
смотрим мы на них или нет.

764
00:52:03,616 --> 00:52:07,260
Принцип неопределенности изменил всё.

765
00:52:07,295 --> 00:52:11,534
Он выявил шокирующие
противоречие в сердце Природы.

766
00:52:12,614 --> 00:52:15,339
Все, что мы видим, состоит из атомов.

767
00:52:15,374 --> 00:52:19,138
И всё же сами атомы непознаваемы.

768
00:52:19,173 --> 00:52:22,331
Их можно понять только
с помощью математики.

769
00:52:23,451 --> 00:52:30,089
Впервые для Бора и Гейзенберга всё,
связанное с атомом, встало на свои места.

770
00:52:31,728 --> 00:52:34,892
К осени 1927 года

771
00:52:34,927 --> 00:52:37,651
полные уверенности и желания бороться,

772
00:52:37,686 --> 00:52:41,806
они поняли, что наконец
готовы одолеть консерваторов.

773
00:52:51,003 --> 00:52:53,088
Для этого решающего поединка физиков

774
00:52:53,123 --> 00:52:56,168
они выбрали конференцию Сольвей
в Брюсселе.

775
00:52:56,203 --> 00:53:00,920
Там их услышат все мировые
ведущие атомные физики.

776
00:53:00,955 --> 00:53:03,644
Если Бор и Гейзенберг
выступят успешно,

777
00:53:03,679 --> 00:53:07,278
они произведут тотальную
научную революцию.

778
00:53:07,313 --> 00:53:10,855
Это удивительно.
Я просматриваю оригинальные кадры

779
00:53:10,890 --> 00:53:14,361
делегатов Сольвей,
выходящих из этих дверей.

780
00:53:14,396 --> 00:53:19,035
Вот Бор разговаривает со Шрёдингером,
а вот позади них Гейзенберг.

781
00:53:20,994 --> 00:53:24,040
Вон Паули, странноватый парень.

782
00:53:24,075 --> 00:53:27,719
А вот спускается Эйнштейн
с широкой улыбкой на лице.

783
00:53:27,754 --> 00:53:32,672
За неделю работы конференции всё,
о чем делегаты могли думать и говорить,

784
00:53:32,707 --> 00:53:34,995
была квантовая механика Бора.

785
00:53:35,030 --> 00:53:38,071
Тогда неопределённость
была в центре внимания,

786
00:53:38,106 --> 00:53:41,035
и это была поистине значительная теория.

787
00:53:41,070 --> 00:53:45,308
В течение всей недели главное
противоборство разыгрывалось

788
00:53:45,342 --> 00:53:49,546
между Бором и его главным
соперником, Альбертом Эйнштейном.

789
00:53:49,581 --> 00:53:51,751
Эйнштейн ненавидел квантовую механику.

790
00:53:51,786 --> 00:53:54,666
Каждое утро он приходил
к Бору с новым аргументом,

791
00:53:54,701 --> 00:53:57,070
который, как он считал,
пробьет брешь в новой теории.

792
00:53:57,105 --> 00:54:00,709
Бор уходил очень обеспокоенный,
обдумывая этот аргумент,

793
00:54:00,744 --> 00:54:05,742
а потом возвращался с контраргументом,
разбивающим критику Эйнштейна.

794
00:54:05,777 --> 00:54:09,261
Это происходило день за днём,
пока под конец конференции

795
00:54:09,296 --> 00:54:12,358
Бор не отмёл в сторону
всю критику Эйнштейна,

796
00:54:12,393 --> 00:54:15,420
и Бор был признан победителем.

797
00:54:19,379 --> 00:54:22,223
И с этим его видение атома,

798
00:54:22,258 --> 00:54:26,036
которое стало известно
как "Копенгагенская интерпретация",

799
00:54:26,071 --> 00:54:29,816
стало вдруг центральным
в атомной физике.

800
00:54:31,135 --> 00:54:34,853
По окончании конференции они собрались
все вместе для групповой фотографии.

801
00:54:34,888 --> 00:54:39,652
Никогда ни до, ни после этого
столько громких имён в физике

802
00:54:39,687 --> 00:54:41,658
не собирались в одном месте.

803
00:54:41,693 --> 00:54:46,110
В центре старший государственный
физик Гендрик Лоренц,

804
00:54:46,145 --> 00:54:50,178
зажатый с двух сторон мадам Кюри
и Альбертом Эйнштейном.

805
00:54:50,213 --> 00:54:54,209
У Эйнштейна довольно мрачный вид,
потому что он проиграл.

806
00:54:55,289 --> 00:55:00,606
Луи Де Бройль также потерпел неудачу,
не убедив делегатов в правоте
своих взглядов.

807
00:55:00,641 --> 00:55:03,331
Победу одержал Нильс Бор.

808
00:55:03,366 --> 00:55:05,770
Он очень доволен собой.

809
00:55:05,805 --> 00:55:09,484
Рядом с ним - один из не воспетых
героев квантовой механики,

810
00:55:09,519 --> 00:55:13,163
немец Макс Борн, который внёс
огромнейший вклад в математику.

811
00:55:13,198 --> 00:55:16,442
А позади них -
два молодых ученика Бора,

812
00:55:16,477 --> 00:55:18,647
Гейзенберг и Паули.

813
00:55:18,682 --> 00:55:22,042
Паули выглядит скорее самодовольно
по сравнению со Шрёдингером,

814
00:55:22,077 --> 00:55:24,081
как кошка, съевшая сметану.

815
00:55:25,121 --> 00:55:28,000
Для физики это был момент,
который изменил всё.

816
00:55:28,998 --> 00:55:31,682
Старую гвардию сменила новая.

817
00:55:31,717 --> 00:55:37,317
Случайность и вероятность были
вплетены в ткань самой Природы.

818
00:55:37,352 --> 00:55:41,356
И мы больше не могли описать
атомы простыми картинами,

819
00:55:41,391 --> 00:55:44,992
а лишь только с помощью
абстрактной математики.

820
00:55:45,027 --> 00:55:48,593
Копенгагенский взгляд
оказался победным.

821
00:55:53,633 --> 00:55:58,350
И хотя Эйнштейн сошёл в могилу,
так и не поверив в квантовую механику,

822
00:55:58,385 --> 00:56:02,514
Сольвей 1927 года стал
той поворотной точкой,

823
00:56:02,549 --> 00:56:05,728
после которой все научные деятели

824
00:56:05,763 --> 00:56:09,454
приняли Копенгагенскую Интерпретацию.

825
00:56:09,489 --> 00:56:13,146
И эта интерпретация
действует и сегодня.

826
00:56:14,466 --> 00:56:17,390
Вся физика, которую я использую
в своих исследованиях,

827
00:56:17,425 --> 00:56:20,704
и, конечно, квантовая механика,
которую я преподаю своим студентам,

828
00:56:20,739 --> 00:56:23,188
которой посвящен текст
всех учебников на моих полках,

829
00:56:23,223 --> 00:56:30,342
основывается на идеях, ковавшихся
и кристаллизовавшихся здесь,
на Сольвейской конференции
в октябре 1927 года.

830
00:56:31,542 --> 00:56:36,659
В каком-то смысле все мои знания о том,
как устроен мир вокруг меня

831
00:56:36,694 --> 00:56:38,539
исходят отсюда.

832
00:56:42,578 --> 00:56:45,381
Описание атома в квантовой механике

833
00:56:45,416 --> 00:56:49,181
является одним из венцов славы
творческой деятельности человека.

834
00:56:49,216 --> 00:56:54,814
За прошедшие 80 лет
это было неоднократно доказано,

835
00:56:54,849 --> 00:56:58,091
и его авторитетность никогда
не подвергалась сомнению.

836
00:56:58,126 --> 00:57:01,334
Это монументальное научное достижение.

837
00:57:03,253 --> 00:57:06,897
В период с 1905 по 1927 года

838
00:57:06,932 --> 00:57:09,335
наука изменила наш взгляд на мир.

839
00:57:09,370 --> 00:57:12,335
Она также изменила
наши взгляды и на саму науку.

840
00:57:12,370 --> 00:57:16,588
Исследуя мельчайшие
строительные кирпичики материи,

841
00:57:16,623 --> 00:57:20,807
учёные создали самую успешную
и мощную теорию в истории -

842
00:57:20,842 --> 00:57:22,532
квантовую механику.

843
00:57:22,567 --> 00:57:26,806
Она позволяет описать всё то,
из чего состоит вселенная,

844
00:57:26,841 --> 00:57:29,486
как оно взаимосвязано
и как это всё работает вместе.

845
00:57:29,521 --> 00:57:32,045
Но это достается дорогой ценой.

846
00:57:33,164 --> 00:57:35,009
На самом фундаментальном уровне

847
00:57:35,044 --> 00:57:38,763
нам приходится признать, что Природой
управляют случайность и вероятность.

848
00:57:38,798 --> 00:57:41,206
Принцип неопределенности Гейзенберга

849
00:57:41,241 --> 00:57:46,561
диктует, что существуют определённые
ограничения на вопросы,
которые мы можем задать миру атомов.

850
00:57:46,596 --> 00:57:50,120
Важнее то, что с тех пор,
как мы узнали намного больше

851
00:57:50,155 --> 00:57:52,523
о том, что такое атом,
и как он себя ведет,

852
00:57:52,558 --> 00:57:57,041
нам приходится отказаться от любой
возможности представить, на что он похож.

853
00:57:57,076 --> 00:58:03,515
Наша человеческая природа
заставляет нас задавать вопросы
обо всем, что мы видим вокруг себя.

854
00:58:03,550 --> 00:58:08,113
Но то, что мы обнаружили, оказалось
за пределами нашего самого
буйного воображения.

855
00:58:08,123 --> 00:58:13,123
Тайминг MVGroup.org
Перевод Truetranslate.tv
Редакторы Irina73, IamCrazy, Betelgeuse_990, cepylka, Torry, Lisok

856
00:58:13,133 --> 00:58:15,133
Переведено на сайте www.notabenoid.com
Переводчики: Lisok, Irina73, IamCrazy, drauge, cepylka, vadims, kodev, AndyMcLom, skleppi, Betelgeuse_990, Dark_Vova, omgwtflol1234