Эта книга замышлялась как знакомство с некоторыми фундаментальными законами физики. Однако многие из тем, которые я затрону, вы наверняка уже изучали в школе. Но, может, кому-то эта книга поможет по-новому взглянуть на физику и побудит к дальнейшему ее изучению или даже поведет дальше по бесконечной дороге исследований и открытий, как это случилось со мной. Других читателей, у которых знакомство с физикой началось «не с той ноги», эта книга может мягко «подтолкнуть» в нужную сторону. А некоторых просто заставит испытать изумление перед тем, насколько далеко человечество продвинулось в своем стремлении к пониманию тайн Вселенной.
Чтобы рассказать о том, как наука объясняет нам законы Вселенной, я выбрал ряд самых важных понятий современной физики и попытался показать, как они связаны друг с другом. Я расскажу о широком диапазоне физических явлений – от космических до существующих на наноуровне. Вы узнаете о поиске общего закона природы и о простейших физических принципах, управляющих нашей жизнью, о последних теоретических предположениях и о физических понятиях, лежащих в основе нашего каждодневного опыта и технологических достижений. Я также познакомлю вас с некоторыми новыми идеями, которые мы, физики, давно приняли на вооружение, но не вывели их за пределы узкого круга специалистов. Например, на субатомном уровне отдельные частицы, несмотря на достаточное расстояние между ними, могут спонтанно взаимодействовать друг с другом, причем таким образом, который не поддается логическому объяснению. Это свойство, под названием «нелокальность», может в конечном счете заставить нас пересмотреть само понимание структуры пространства. Однако, к сожалению, многие неспециалисты – и даже отдельные ученые – неверно понимают и интерпретируют то, что на самом деле имеется в виду.
Критические замечания научного сообщества (особенно теоретиков) таковы: научно-популярная литература, посвященная основным понятиям физики, не всегда помогает неспециалисту разобраться, в чем суть этих понятий. Как мне кажется, причина в том, что те суперпрофессионалы, которые предлагают новые концепции и пишут научные статьи, не всегда способны донести свои идеи до неспециалистов. В свою очередь, авторы-популяризаторы частенько недостаточно глубоко понимают новые идеи, чтобы и специалисты остались довольны. И даже тому, кто понимает физическую суть явлений и может, как я надеюсь, с успехом общаться с неспециалистами, все равно непросто объяснить без привлечения высшей математики такие термины, как калибровочная инвариантность, дуализм, инфляционное расширение Вселенной, голографический принцип, конформная теория поля, антидеситтеровское пространство или энергия вакуума. Я сделал в этом отношении все возможное, но вполне могут найтись читатели, которые скажут, что можно было бы и лучше. И конечно, они будут правы.