Оглавление
Группа авторов. Хранители времени. Реконструкция истории Вселенной атом за атомом
Благодарности
Вступление
Глава 1. Призыв свидетелей истории
Глава 2. Осмысление атома: от философии к науке
Атомы в Индии
Атомы в Греции и Риме
Атомы в исламском мире
Возвращение Ренессанса
Появление науки об атомах
Глава 3. Атом: утилитарный взгляд
Иерархия вещества
Температура: мера движения
Те самые «частицы» – атомы и молекулы
Разделить неделимое: строительные блоки атомов
Ядро
Атом
Молекула
Глава 4. Элементы: наш набор «кирпичиков»
Энергия
Энергия связи электрона
Энергия связи ядра
Энергия химической связи
Глава 5. Изотопы: разновидности элементов
Открытие изотопов
Инвентарь изотопии
Искусственные изотопы
Интересные изотопы
Глава 6. Радиоактивность: невозмутимые часы
Открытие радиоактивности
В поисках стабильности
Альфа-распад
Бета-распад
Гамма-распад
Спонтанное и вынужденное деление
Время жизни и полураспад
Невозмутимые часы
Глава 7. О кражах и подделках: судебная история искусств
Безногие стражи
Испанский фальсификатор
Творческое наследие Блейклока
Немецкие подделки и PIXE
Применение PIXE
Глава 8. Углеродные часы: установление дат
Датирование пергамента
Откуда берется 14С?
Изменчивая скорость образования частиц
Углеродная «калибровка»
Измерение крошечных образцов
Возраст Корана
Туринская плащаница: исторический обман
Глава 9. История без слов: известь, Свинец и экскременты
Возраст раствора
Аландские церкви
Накопление Свинца
Первое искусство
Древние и древнейшие
Каменные орудия
Датирование экскрементов
Глава 10. Ты есть то, что ты ешь
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. Палеоклимат: измерение температуры Земли в давние времена
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. Гибель динозавров: атомный взгляд
История жизни на Земле
Поиски виновника
Место столкновения
Датирование события
Стремительное изменение климата
87Sr/86Sr в морской воде
Другие свидетельства удара
Глава 13. Эволюция: от метеоритов до цианобактерий
Химические предшественники
Древнейшая жизнь
Левонаправленная жизнь
Откуда взялась хиральность?
Эволюция с изначальных времен
Глава 14. Что там, в воздухе? Эволюция земной атмосферы
Первозданная атмосфера
Атмосферные изменения: термический максимум после катастрофы
Атмосферные изменения: конец последнего ледникового периода
Будущее
Глава 15. День рождения Солнца: формирование Солнечной системы
Сценарий формирования
Древнейшее вещество
День рождения
Прежде начала
Глава 16. Создание звездной пыли: как построились «кирпичики»
Звездные кузницы: все начинается с Гелия
Звездные кузницы: что потом?
Звездные кузницы: вклад массивных звезд
Другие места создания элементов
Глава 17. В начале
Эпилог: История кварка
Глоссарий
Примечания
Отрывок из книги
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.
.....
В Древней Греции она уступила другому, более простому философскому взгляду. Согласно ему, материя состояла из различных соотношений всего лишь четырех элементарных субстанций: земли, воздуха, огня и воды. Как следствие, на Западе атомную картину мира во многом отвергали на протяжении почти двух тысяч лет. Но в XVI веке в западной мысли снова появилось представление об атомах, бережно сохраненное в исламском мире. Сперва атомы были реабилитированы в глазах церкви как творение Господа, а потом, в XVIII столетии, стали предметом эмпирических исследований.
Сегодня мы сохранили понятие о фундаментальных строительных блоках, или, можно сказать, «кирпичиках» вещества, но оставили идею об их неделимости. Более того, нам во всех подробностях известны составляющие части любого атома – это сложное, положительно заряженное ядро, состоящее из протонов и нейтронов (которые и сами построены из еще более фундаментальных элементов, названных кварками), и отрицательно заряженные электроны, которые движутся по орбите вокруг ядра и принадлежат к другой категории частиц – к так называемым лептонам. А кроме того, изменилось даже наше наглядное представление об этих составляющих как о «частицах», иными словами, как о кусочках вещества, занимающих определенное место в пространстве и перемещающихся с определенной скоростью, – ему на смену пришла парадоксальная квантовая химера фазовых волн.
.....
