Дэвид Гросс. Век квантовой механики

7 декабря в Digital October нобелевский лауреат по физике Дэвид Гросс прочитал лекцию «Век квантовой механики». Он рассказал слушателям об успехах современной физики и о вопросах, на которые ей предстоит ответить.

ТРАНСЛЯЦИЯ МЕРОПРИЯТИЯ

Дэвид Гросс — специалист по теории струн, сотрудник Института теоретической физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. В 2004 году он и его коллеги Франк Вильчек и Дэвид Политцер были удостоены Нобелевской премии по физике «за открытие асимптотической свободы в теории сильных взаимодействий» (эффект, возникающий при взаимодействии кварков на сверхмалых расстояниях). Гросс не стал утомлять слушателей формулами и цифрами, затронув в своей лекции не только проблемы физики, но и вопросы истории и философии.

Квантовая механика изучает законы существования элементарных частиц: электронов, фотонов, кварков и других. Основные открытия, давшие толчок ее развитию, пришлись на 1900–1925 годы. В 2011 году ученые отметили столетие квантовой механики, приурочив его к юбилею Сольвеевских конгрессов, которые с 1911 года собирали выдающихся физиков и химиков со всего мира.

Участники первого Сольвеевского конгресса (1911)

Сидят (слева направо): Вальтер Нернст, Марсель Бриллюэн, Эрнест Сольве, Хендрик Лоренц, Эмиль Варбург, Вильгельм Вин, Жан Батист Перрен, Мария Кюри, Анри Пуанкаре. 

Стоят (слева направо): Роберт Гольдшмидт, Макс Планк, Генрих Рубенс, Арнольд Зоммерфельд, Фредерик Линдманн, Морис де Бройль, Мартин Кнудсен, Фридрих Газенорль, Георг Хостлет, Эдуард Герцен, Джеймс Джинс, Эрнест Резерфорд, Хейке Камерлинг-Оннес, Альберт Эйнштейн, Поль Ланжевен.

Попытки понять, каким образом взаимодействуют мельчайшие частицы, предпринимали крупнейшие ученые XX века: Макс Планк, Нильс Бор, Альберт Эйнштейн, Вернер Гейзенберг и многие другие. Теории, с помощью которых физики пытались объяснить картину микромира, становились причиной жарких научных споров. «Квантовая механика нелегкая наука. Многие люди не до конца ее понимают — даже физики, которые ее используют в своей каждодневной работе»,— заметил в своей лекции Дэвид Гросс.

Изучение законов квантовой механики в начале прошлого века осложнялось тем, что они противоречили классической физике, которая зиждется на законах Ньютона. Раньше в руках физиков был универсальный инструмент, который объяснял законы как макро-, так и микромира. Ученым начала века потребовалось мужество для того, чтобы отказаться от существующего стереотипа при изучении физики элементарных частиц. «Теория Ньютона, классическая физика, не так уж неправа, она очень хороша и является великолепным приближением к квантовой механике»,— считает Гросс. Современная квантовая механика преодолела сложности, которые мешали физикам начала века: по словам Гросса, теперь она «логична, систематична и имеет смысл».