Великие лауреаты Нобелевской премии были короткими и быстрыми.

«Там внизу достаточно места». Так заявил физик Ричард Фейнман в 1959 году, провозгласив новую область нанофизики: исследование очень маленьких вещей.

Цитата Фейнмана запомнилась мне на прошлой неделе после того, как Нобелевская премия по физике была присуждена трем учёным, которые придумали, как производить вспышки лазерного света длительностью всего в одну миллионную триллионную долю секунды, достаточно быстрые, чтобы отслеживать движение лазерного света. . Электроны в химической реакции.

На следующий день Нобелевская премия по химии досталась трем ученым, которые научились собирать атомы в квантовые точки — сгустки настолько маленькие, что их считают совершенно безразмерными.

Награды стали напоминанием о том, насколько мы, люди, оторваны от масштаба, в котором разворачиваются наиболее важные процессы природы.

Большую часть своей карьеры я писал о вещах большего масштаба, особенно о Вселенной, где время измеряется веками, а расстояние — световыми годами и где каждый световой год простирается на 6 триллионов миль. Жизненные циклы звезд измеряются миллионами или миллиардами лет. По некоторым оценкам, черные дыры могут существовать и жадно поглощать энергию в течение 10^100 лет.

Однако атомы измеряются в долях нанометра, что составляет около трех миллионных дюйма. По словам моего коллеги Карла ЦиммераВ моем теле миллиард миллиардов миллиардов атомов, сгруппированных примерно в 37 триллионов клеток, которые выполняют всю работу, чтобы поддерживать мою жизнь и сознание.

Химические реакции измеряются в тотосекундах; Безопасно, но рискованно утверждать, что каждую секунду в каждой из 37 триллионов клеток, которыми я являюсь, может происходить до миллиона триллионов химических реакций. Сказать: «Я вмещаю множество людей» — это сильное преуменьшение.

Цифры вызывают у меня головокружение и усталость. Как вы можете отслеживать столько всего, что происходит так быстро, и все это регулируется квантовой механикой, правилами внутреннего распорядка для очень маленьких вещей, согласно которым все может находиться где угодно, пока вы это не измерите?

Квантовые происшествия происходят постоянно. Почему я просто не исчез в квантовом безумии, как кот Шредингера, мертвый и живой одновременно? Я могу только заключить, что в астрологических числах, составляющих нас, есть безопасность и стабильность. Возможно, большие цифры являются защитой от количественной неопределенности. Итак, я здесь – я думаю.

Мы, люди, застряли в значительной степени посередине космических масштабов — на средней высоте, которая составляет одну сотую септиллионной (10^-24) размера наблюдаемой Вселенной, и с типичной продолжительностью жизни в несколько октиллионов аттосекунд. Аттосекунда — это вечность по сравнению со временем жизни неуловимого бозона Хиггса, субатомной частицы, которая существует тысячную долю аттосекунды, прежде чем распадется.

По мнению астрофизиков, одно из самых драматичных и фундаментальных событий во Вселенной, известное как инфляция, заняло всего одну сотую доли секунды (10^-32 секунды) после того, как время начало формировать пространство-время, а также частицы и силы, которые будут населять его.

Как отметил доктор Фейнман, существуют еще более короткие масштабы времени и расстояния, прежде чем мы достигнем окончательных пределов, налагаемых квантовой физикой: планковская длина 10^-33 сантиметра и планковское время 10^-43 сантиметра в секунду. Оба названы в честь немецкого физика Макса Планка, совершившего прорыв, приведший к созданию квантовой механики.

Имея больше энергии, денег и творчества, наука могла бы продолжить путешествие по внутреннему космосу до этих пределов, даже когда мы достигнем звезд. Мир под и внутри наших ногтей может быть таким же захватывающим и захватывающим, как и зрелище, которое разворачивается над нами каждую ночь.