Страница 1 из 85
A Профессор и заведующий кафедрой астрономии Колумбийского университета Дэвид Хелфанд предлагает читателю погрузиться в исследование самого загадочного и одновременно самого элементарного явления во Вселенной – атома. Пройдите путь от зарождения понятия «атом» до современных исследований и экспериментов с его участием. Узнайте, как при помощи атомов происходит экспертиза произведений искусства, почему 65 миллионов лет назад вымер доминирующий на планете вид – динозавры и как человечество перешло от кочевого к оседлому образу жизни. В формате PDF A4 сохранен издательский макет книги. Дэвид Хелфанд Благодарности Вступление Глава 1 Глава 2 Атомы в Индии Атомы в Греции и Риме Атомы в исламском мире Возвращение Ренессанса Появление науки об атомах Глава 3 Иерархия вещества Температура: мера движения Те самые «частицы» – атомы и молекулы Разделить неделимое: строительные блоки атомов Ядро Атом Молекула Глава 4 Энергия Энергия связи электрона Энергия связи ядра Энергия химической связи Глава 5 Открытие изотопов Инвентарь изотопии Искусственные изотопы Интересные изотопы Глава 6 Открытие радиоактивности В поисках стабильности Альфа-распад Бета-распад Гамма-распад Спонтанное и вынужденное деление Время жизни и полураспад Невозмутимые часы Глава 7 Безногие стражи Испанский фальсификатор Творческое наследие Блейклока Немецкие подделки и PIXE Применение PIXE Глава 8 Датирование пергамента Откуда берется 14С? Изменчивая скорость образования частиц Углеродная «калибровка» Измерение крошечных образцов Возраст Корана Туринская плащаница: исторический обман Глава 9 Возраст раствора Аландские церкви Накопление Свинца Первое искусство Древние и древнейшие Каменные орудия Датирование экскрементов Глава 10 Растения – это их пища C3 против С4 История кукурузы «Ты есть то, что ты ешь» – новые истории Другие изотопы и диета Современное применение изотопных отношений Путешествие Этци: сила изотопов Глава 11 Настройка термостата Откуда взялся новый CO2? Температуры со времен последнего ледникового периода Долгосрочные климатические влияния Температура и атмосфера за минувший миллион лет Погода и климат Вулканы, солнечные бури и взрывные звезды Другие климатические «посредники» Глава 12 История жизни на Земле Поиски виновника Место столкновения Датирование события Стремительное изменение климата 87Sr/86Sr в морской воде Другие свидетельства удара Глава 13 Химические предшественники Древнейшая жизнь Левонаправленная жизнь Откуда взялась хиральность? Эволюция с изначальных времен Глава 14 Первозданная атмосфера Атмосферные изменения: термический максимум после катастрофы Атмосферные изменения: конец последнего ледникового периода Будущее Глава 15 Сценарий формирования Древнейшее вещество День рождения Прежде начала Глава 16 Звездные кузницы: все начинается с Гелия Звездные кузницы: что потом? Звездные кузницы: вклад массивных звезд Другие места создания элементов Глава 17 Эпилог: История кварка Глоссарий Примечания
Дэвид Хелфанд
Хранители времени. Реконструкция истории Вселенной атом за атомом
David J. Helfand THE UNIVERSAL TIMEKEEPERS Reconstructing History Atom by Atom © David J. Helfand, 2023 © Измайлов В. А., перевод на русский язык, 2024 © Издание на русском языке, оформление. ООО «Издательская Группа «Азбука-Аттикус», 2024 КоЛибри®
Благодарности
Недавно я в пятидесятый раз посетил ежегодную встречу выпускников, и будет уместно, если сначала я выражу благодарность факультету физики Амхерст-колледжа, который полвека тому назад, в 1970-х годах, номинировал меня на членство в почетном научном обществе Sigma Xi. Это событие (вкупе с внесением ежегодных взносов) позволило мне шесть раз в год получать журнал The American Scientist. Как я отмечаю в десятой главе, в этом журнале была одна особенно увлекательная статья, которая пробудила мой интерес к тому, как мы можем воссоздать историю – и доисторические времена – при помощи атомов. По прошествии еще нескольких лет и после прочтения еще нескольких статей в этом журнале и других изданиях я собрал достаточно материала, чтобы разработать курс для студентов Колумбийского университета, изучающих гуманитарные науки. Этот курс я назвал «Летописцы Вселенной». В какой-то момент я даже надеялся, что он, объединивший несколько научных дисциплин, когда-нибудь сумеет развиться в профилирующий предмет, который я на протяжении десятилетий пытался добавить в учебный план Колумбийского университета. Этого не случилось, но цели своей я в конце концов достиг – благодаря курсу, вдохновившему меня на написание последней книги, «Руководство по выживанию в эпоху дезинформации: научные привычки разума» (A Survival Guide to the Misinformation Age: Scientific Habits of Mind). И все же я по-прежнему преподаю «Летописцев», а поэтому должен особо упомянуть моих студентов в осеннем семестре 2022 года – им так пришлась по душе возможность получить бонусные баллы, что они прочли книгу и исправили в ней множество орфографических ошибок, предоставив читателям найти оставшиеся, которых, полагаю, все же будет немного. Самым проницательным корректором, с большим отрывом, оказалась, в частности, Кэролайн Николсон. Кроме того, я в большом долгу перед двумя анонимными рецензентами, которые предложили мне добавить к книге глоссарий и помогли прояснить ряд описаний, присутствующих в тексте. Особенно неожиданное и благотворное воссоединение с Нессой Брайс, моей бывшей студенткой из канадского Квест-Юниверсити, и ее сестрой Мэгги привело к одному из наиболее волнительных и радостных моментов в работе над книгой: созданию чудесных иллюстраций. От них обеих я невероятно много узнал о том, как визуализировать научные концепции, и они легко и свободно сочетали научные догадки, техническое мастерство и эстетическое чувство, превращая цифровые данные в настоящие истории. Если вам когда-нибудь потребуется наглядно представить научную идею, рекомендую без промедления связаться с ними на BeyondBoundsCreative.com.