Вкус Солнца. Маленькие чудеса необъятной Вселенной

Рифам приходится поддерживать неустойчивое равновесие, тогда как наша вездесущая деятельность на планете приводит к большим потерям. Кораллы растут невероятно медленно — от 2 миллиметров до 10 сантиметров в год, и они восстанавливаются слишком медленно, чтобы выживать на фоне повышения температуры и кислотности океана, разрушительных методов рыбной ловли, загрязнения окружающей среды и недобросовестного туризма. Мы потеряли примерно половину наших коралловых рифов за последние тридцать лет. Когда условия в воде становятся невыносимыми для кораллов, они реагируют на перегрев, вытесняя из своих клеток живительные водоросли, а затем приобретают грустный белый оттенок. Обесцвечивание кораллов необязательно приводит к их гибели, но на их восстановление уйдут долгие годы. И даже если они поправятся, их репродуктивная функция, вероятно, окажется безвозвратно нарушена.

Но мы можем сделать многое, чтобы замедлить темпы уничтожения и принять меры для восстановления коралловых рифов. В 2017 году ученые занимались сводничеством в районе Большого Барьерного рифа: они собирали личинки кораллов и выращивали миллионы кораллов в резервуарах, а затем возвращали их на дно океана в защитных подводных сетях, где многие из них продолжили успешно развиваться. Похожий проект был реализован на Филиппинах, где методы рыбного промысла с использованием взрывчатых веществ повредили огромные районы кораллового рифа. Эти меры чрезвычайно важны, поскольку мы просто не можем позволить себе полностью потерять такую экосистему.

Это именно та проблема, о которой стоит беспокоиться и ради которой стоит действовать. Конечно, вместе с остальными проблемами, которые тоже требуют вашего внимания.

Танец в пустоте

Люди склонны думать, что мы тут главные, хотя на самом деле мы ничего особенного из себя не представляем.

Большую часть массы атома составляет его ядро, однако оно занимает очень мало места, и 7 миллиардов миллиардов миллиардов атомов, составляющих наши тела, вместе со всеми остальными атомами во Вселенной, на самом деле пусты на 99,9999999%. Вернее, не совсем пусты — не в том смысле, который мы в это слово вкладываем. Это пространство заполнено электронами, которые отказываются слишком сильно друг к другу приближаться, а также волновыми функциями, невидимыми квантовыми полями и идеями, которые слишком велики, чтобы изложить их на одной странице. Если убрать это «пространство», то вы бы уместились в куб размером менее 1/500 сантиметра в ширину.

Ядро примерно в 100 тысяч раз меньше всей структуры атома (см. подробнее в «Атомы — произведения искусства») — настолько, что напоминает муху внутри собора. Вокруг ядра — облако электронов, которые в учебниках по физике часто изображают в виде маленьких сфер, равномерно и прозаично окружающих ядро. В действительности электроны больше похожи на гигантский рой птиц: движения отдельных птиц не разобрать, но мы можем видеть всю стаю в движении.

То, что делают электроны, проще всего сравнить с танцем, причем это отнюдь не неловкий или странный танец: они выполняют прекрасную последовательность фигур и па, которые были заложены одним математическим уравнением, названным в честь австрийского физика Эрвина Шрёдингера, который проделал необычайную работу в области квантовой теории. Эти танцевальные шаги различаются, а электроны никогда не устают. При этом не найдется и пары электронов, выполняющих одни и те же движения, — это явление называется «принципом исключения».

Похоже, на субатомном уровне вы постоянно танцуете — это может заставить вас задуматься в следующий раз, когда вы почувствуете, что в состоянии лишь застенчиво покачиваться или переминаться с ноги на ногу, глядя в пол. Но не будем забывать, что каждый год в вашем теле 98% атомов меняются на новые, так что, возможно, не стоит к ним слишком привязываться.

Теории не догадки

Много путаницы возникает, когда речь заходит о терминах, которые ученые используют для объяснения и организации явлений. Они часто употребляют слова, которыми мы пользуемся в обычной жизни, но вкладывают в них совсем другое значение. Например, для большинства людей, далеких от науки, слово «теория» означает предположение, догадку, какое-то смутное ощущение. В мире науки «теория» — это утвержденное объяснение, научная теория, которую вряд ли можно сильно изменить за счет новых доказательств и которая не раз подтверждалась в ходе наблюдений или экспериментов.

Удачные примеры научных теорий — теория Большого взрыва, теория эволюции Дарвина, теория относительности Эйнштейна, теория всего. Как правило, эти теории невозможно изложить в одном предложении или в виде короткого аккуратного уравнения, но они действительно представляют (нередко с удивительной ясностью) фундаментальные идеи о том, как работает природа.