# Митио Каку: от законов Ньютона до теории струн и темной энергии Источник: https://www.youtube.com/watch?v=0NbBjNiw4tk Канал: Big Think Опубликовано: 15.08.2012 --- Митио Каку более 25 лет занимает кафедру теоретической физики имени Генри Семата в Сити-колледже Нью-Йорка. Соавтор теории струнного поля утверждает, что практически каждый предмет в современной гостиной или больнице появился благодаря открытиям физиков [01:11]. Фундаментальные исследования материи и энергии привели к созданию лазеров, транзисторов, интернета и аппаратов МРТ [00:38]. ## 🍎 От падения яблока до промышленной революции [[JUMP:05:34]] До Исаака Ньютона и Галилея люди объясняли движение предметов мистикой и антропоморфными образами. Аристотель полагал, что объекты замедляются, потому что «устают», и падают на землю, так как «стремятся» воссоединиться с ней [06:28]. Ситуация изменилась в 1682 году, когда над Лондоном пролетела комета, вызвавшая массовые суеверия [07:25]. Исаак Ньютон в возрасте 23 лет разработал математический анализ, чтобы рассчитать траекторию движения Луны [09:16]. Он доказал, что Луна находится в состоянии свободного падения, аналогично обычному яблоку, но не падает на землю из-за вращения по орбите [08:44]. Результаты работы Ньютона сформировали новую реальность: * Законы механики позволили рассчитывать нагрузку на каждую деталь зданий, что сделало возможным строительство небоскребов [15:37]. * Второй закон Ньютона (F=ma) стал основой для создания паровых двигателей, локомотивов и фабрик [14:09]. * Третий закон движения (закон действия и противодействия) позволил проектировать ракеты для выхода в космос [14:37]. * Расчет второй космической скорости (25 000 миль в час) открыл человечеству путь за пределы земной гравитации [14:37]. Физика Ньютона фактически разрушила феодализм и инициировала промышленную революцию [14:52]. Даже современные космические зонды, пролетающие мимо колец Сатурна или Нептуна, используют уравнения Ньютона XVII века, а не теорию относительности [13:08]. ## ⚡ Электромагнитная революция и природа света [[JUMP:15:51]] Второй фундаментальной силой, изменившей цивилизацию, стал электромагнетизм. Майкл Фарадей в XIX веке обнаружил, что движущийся в магнитном поле проводник создает электрический ток [17:43]. Этот принцип лег в основу работы гидроэлектростанций, плотин и атомных реакторов [17:57]. Джеймс Клерк Максвелл математически объединил электричество и магнетизм во время Гражданской войны в США [18:56]. Он вычислил скорость распространения электромагнитных волн и обнаружил, что она совпадает со скоростью света [19:25]. Это открытие доказало, что свет является электромагнитной волной [19:42]. Последствия электромагнитной революции включают: 1. Создание интернета, который стал катализатором экономического процветания [21:16]. 2. Миниатюризацию компьютеров до размера контактных линз, которые смогут распознавать лица и переводить иностранную речь в реальном времени [21:32]. 3. Производство чипов стоимостью в один цент, что позволит встраивать их в любые объекты [22:04]. 4. Разработку умных капсул с камерами для диагностики внутренних органов без хирургического вмешательства [22:19]. ## ⚛️ Ядерная энергия и создание материи в гараже [[JUMP:23:03]] Солнце и звезды работают за счет ядерных сил, которые бывают двух типов: слабые и сильные. Слабое взаимодействие отвечает за радиоактивный распад, а сильное удерживает протоны внутри атомного ядра [24:00]. Уравнение Эйнштейна E=mc² объясняет, как энергия движения превращается в массу [24:44]. Митио Каку поделился личным опытом изучения этих сил в юности. В старшей школе он собрал в гараже ускоритель частиц мощностью 2,3 миллиона электрон-вольт [25:50]. Для создания магнитного поля в 10 000 гаусс он использовал 22 мили медной проволоки, которую наматывал на футбольном поле [26:18]. Установка потребляла 6 киловатт энергии и при запуске выбивала все пробки в доме [26:52]. Эксперименты с антиматерией привлекли внимание физика Эдварда Теллера, который помог Каку получить стипендию в Гарварде [27:36]. Сегодня антиматерию получают в лабораторных условиях: * Антиводород синтезирован в CERN (Швейцария) и Фермилабе (США) [28:16]. * Антигелий зафиксирован в Брукхейвенской национальной лаборатории [28:30]. * При столкновении материи и антиматерии происходит 100-процентная конверсия массы в энергию [28:48]. ## 🎻 Теория струн: музыка Вселенной [[JUMP:29:23]] Современная физика базируется на «Стандартной модели», которую ученые называют «самой уродливой теорией», несмотря на ее работоспособность [30:09]. Она включает 36 кварков и 19 свободных параметров [29:53]. Теория струн предлагает более элегантное решение, представляя все четыре силы природы как музыку вибрирующих нитей [30:36]. Согласно этой концепции, электрон или кварк — это лишь разные ноты, возникающие при вибрации крошечной «резиновой ленты» [30:51]. Митио Каку разработал уравнение струнного поля длиной в один дюйм, которое претендует на роль «теории всего» [31:24]. Для подтверждения этих идей используется Большой адронный коллайдер (LHC) окружностью 17 миль [31:50]. Ученые рассчитывают найти на нем не только бозон Хиггса, но и «спартицы» (суперчастицы) — более высокие музыкальные ноты вибрирующей струны [32:17]. ## 🌌 Мультивселенная и темная энергия [[JUMP:32:35]] Теория струн позволяет заглянуть в моменты до Большого взрыва, где уравнения Эйнштейна перестают работать [32:49]. Вселенную можно представить как расширяющийся мыльный пузырь, на поверхности которого мы заперты [33:16]. Теория струн допускает существование множества таких пузырей в мультивселенной [33:28]. Физика последних десяти лет радикально изменила представление о составе космоса: * **73% Вселенной** составляет темная энергия — энергия пустоты, которая расталкивает галактики [38:18]. * **23% Вселенной** приходится на темную материю, удерживающую галактики от распада [38:36]. * **4% состава** — это водород и гелий в звездах [38:52]. * **0,03% состава** — тяжелые элементы, из которых состоят люди и планеты [39:06]. Митио Каку подчеркивает, что современные учебники ошибаются, утверждая, будто Вселенная в основном состоит из атомов [40:01]. Мы являемся редким исключением в космосе, заполненном темной материей и энергией. В далеком будущем, когда Вселенную ждет «Большое замерзание» и гибель всего живого, единственным способом выживания станет переход в другую, более теплую вселенную через кротовую нору [36:11]. Теория струн дает математическую базу для расчета такой возможности, хотя для ее реализации потребуется энергия, значительно превышающая ресурсы современной цивилизации [35:31].