Магия физики. Как управлять тайными силами материи, создавать вещества из квантового мира и вызывать кристаллы из хаоса
Представьте себе, что у вас есть кристалл, который начинает светиться по вашему приказанию – это, конечно, магия, а вы, несомненно, волшебник. Впрочем, это не игра воображения: вы то и дело используете такие заклинания в жизни. Современное название колдовства – физика конденсированного состояния. Она изучает окружающий нас мир – состояния вещества и то, как они возникают из квантового мира. Благодаря этой практической магии мы можем создавать лазеры, прорезающие твердые металлы, поезда, парящие в воздухе, и кристаллы, освещающие наши дома. Это одна из самых надежно охраняемых тайн науки; хотя в этой области работает треть всех физиков, ее историю никогда не рассказывали.
Позвольте оксфордскому ученому Феликсу Фликеру познакомить вас с магией физики конденсированного состояния. В этом путешествии вам откроются хитроумные заклинания, которые вызывают из хаоса кристаллы и создают новые частицы, никогда ранее не существовавшие. «Магия физики» произведет переворот в ваших представлениях о физике и реальности; вы никогда больше не будете смотреть на мир так, как раньше.
«Мир и так рассказывает вам свои заклинания; цель этой книги – помочь вам услышать». (Феликс Фликер)
Книга издана в 2023 году.
Читать Магия физики. Как управлять тайными силами материи, создавать вещества из квантового мира и вызывать кристаллы из хаоса онлайн беплатно
Felix Flicker
THE MAGICK OF MATTER
Crystals, Chaos and the Wizardry of Physics
© Felix Flicker, 2022
© Прокофьев Д.А., перевод на русский язык, 2023
© Издание на русском языке. ООО «Издательская Группа «Азбука-Аттикус», 2023 КоЛибри>®
I
«Физика грязи»
Волшебница Вериана пробиралась по холодной, темной пещере, привычно нашептывая в свой кристалл заклинание. Дунув на камень, как если бы она сдувала семена с одуванчика, она пробудила в кристалле ослепительный красный свет, озаривший окружавшие ее мшистые скалы.
Пройдя еще немного, она оказалась перед входом. Путь ей преградила большая деревянная дверь, укрепленная широкими железными брусьями. В резком свете кристалла она нашла дверную ручку – толстое кольцо из черного железа. Она потянула за кольцо, но дверь не подалась: она была заперта. Найдя край двери, волшебница запустила пальцы в узкую щель между дверью и окружавшим ее камнем и нащупала засов, сделанный из того же грубого железа, что и кольцо.
Вериана снова заговорила с кристаллом тем же уверенным негромким голосом, и он стал постепенно темнеть. Через несколько секунд она вновь оказалась в абсолютной темноте. Встав напротив засова, она положила кристалл на ладонь и поднесла его к двери, как пучок травы к морде лошади. Когда она произнесла несколько слогов древнего языка, на этот раз более резким тоном, вновь появился свет – теперь это был узкий, сфокусированный красный пучок интенсивного жара. Проникнув в щель, луч прорезал засов, оставляя после себя красно-оранжевое свечение расплавленного железа. В воздухе разлился острый запах кузнечного горна. Свет исчез так же быстро, как появился. Она снова потянула за кольцо; дверь неохотно открылась. При этом с другой стороны, от сложенной из каменных глыб лестницы, в расширяющийся проем начали просачиваться свет и жизнь. Волшебнице предстояло потрудиться.
Эта книга – о колдовстве. В ней раскрываются секреты искусства волшебников и рассказывается, как научиться их использовать. Кроме того, в ней излагается история магии – повествование о том, как волшебники вывели из своих наблюдений за миром заклинания, которые они используют, и как современные волшебники продолжают разрабатывать новое волшебство для преобразования мира прямо на наших глазах.
В современном мире магию называют физикой, а колдовство, которым занимаются волшебники – физикой конденсированного состояния. Прежде чем мы поговорим о значении этих слов, я должен предупредить вас об одной особенности этой книги. Когда вы узнаёте, как использовать то или иное заклинание, производимое им действие перестает казаться вам волшебным. Оно становится прозаическим. Обыденным. Скучным. Такова цена магического знания. Чтобы вновь обрести способность поражаться так, как вы поражались, когда вам только показывали это волшебство, требуется много практики и терпения.
На протяжении большей части истории – и даже на памяти ныне живущих людей – история, которую вы только что прочитали, относилась к жанру фантастики. Если вы могли достать из кармана кристалл, способный осветить пещеру по вашему желанию, тут, несомненно, происходило нечто волшебное, а вы были колдуном. Однако в наши дни это действие стало совершенно прозаическим: такой кристалл называется светодиодом; нажав на выключатель, вы пускаете через него электрический ток, и от этого появляется свет. Лазерный диод – тоже кристалл – испускает интенсивный свет, и, если его сфокусировать, он может разрезать твердый металл. Сейчас вам, вероятно, кажется, что вас обманули. В использовании светодиодного фонарика нет никакой магии. Светодиодный фонарик – это скучно! В магии должно быть нечто непонятное, нечто неизвестное. Светодиодные фонарики неинтересны, потому что они нам знакомы и потому что мы – до той или иной степени – понимаем, как они работают. Но если бы можно было показать такой фонарик человеку, жившему в Средние века, он, несомненно, счел бы его вещью волшебной, потому что лежащая в его основе технология выходила за рамки привычного. При наличии достаточного времени средневековому человеку можно было бы объяснить эту технологию. При этом, по мере все большего знакомства с ней, фонарик переставал бы казаться волшебным. Но в самом ли деле он теряет свои волшебные качества? Или это всего лишь иллюзия?
Чтобы увидеть волшебные аспекты привычных вещей, нужно потрудиться, но эти аспекты у них есть. Физика – это программа рационализации и познания мира. Многое из того, что некогда считалось волшебным, стало теперь частью повседневности. Но наше понимание мира, как правило, развивается шаг за шагом, опираясь на уже имеющиеся знания. Анекдот может оставаться смешным вечно, но «въехать» в него можно только один раз. Зато, если вы поняли анекдот, это позволяет вам пересказывать его другим. Если вы делаете это достаточно умело, то при небольшом везении этот анекдот произведет на других такое же впечатление, какое он произвел на вас. То же происходит и с волшебством. Главное в познании магии мира – изучении физики – постоянно смеяться над анекдотом космического масштаба. Нам не просто показывают, как фокусник исполняет свой номер, а объясняют, как устроен этот фокус. Я надеюсь, что, когда вы впервые познакомитесь с некоторыми из идей, о которых идет речь в этой книге, они смогут вызвать в вас это ощущение волшебства. И что, когда вы прочитаете эту книгу, вы будете понимать, откуда взялись эти идеи, и они покажутся вам более естественными. Возможно, вам придется приложить некоторые усилия, чтобы сохранить то ощущение волшебства, которое они вызывали у вас раньше, но знакомство с заклинаниями позволит вам использовать их на благо других.
