Фрэнк Вильчек - Красота физики. Постигая устройство природы

Тут можно читать онлайн Фрэнк Вильчек - Красота физики. Постигая устройство природы - бесплатно ознакомительный отрывок. Жанр: sci-phys, издательство Альпина нон-фикшн, год 2016. Здесь Вы можете читать ознакомительный отрывок из книги онлайн без регистрации и SMS на сайте лучшей интернет библиотеки ЛибКинг или прочесть краткое содержание (суть), предисловие и аннотацию. Так же сможете купить и скачать торрент в электронном формате fb2, найти и слушать аудиокнигу на русском языке или узнать сколько частей в серии и всего страниц в публикации. Читателям доступно смотреть обложку, картинки, описание и отзывы (комментарии) о произведении.
  • Название:
    Красота физики. Постигая устройство природы
  • Автор:
  • Жанр:
  • Издательство:
    Альпина нон-фикшн
  • Год:
    2016
  • Город:
    Москва
  • ISBN:
    978-5-9614-4154-3
  • Рейтинг:
    3/5. Голосов: 11
  • Избранное:
    Добавить в избранное
  • Отзывы:
  • Ваша оценка:
    • 60
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5

Фрэнк Вильчек - Красота физики. Постигая устройство природы краткое содержание

Красота физики. Постигая устройство природы - описание и краткое содержание, автор Фрэнк Вильчек, читайте бесплатно онлайн на сайте электронной библиотеки LibKing.Ru
Верно ли, что красота правит миром? Этим вопросом на протяжении всей истории человечества задавались и мыслители, и художники, и ученые. На страницах великолепно иллюстрированной книги своими размышлениями о красоте Вселенной и научных идей делится Нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек. Шаг за шагом, начиная с представлений греческих философов и заканчивая современной главной теорией объединения взаимодействий и направлениями ее вероятного развития, автор показывает лежащие в основе физических концепций идеи красоты и симметрии. Герои его исследования – и Пифагор, и Платон, и Ньютон, и Максвелл, и Эйнштейн. Наконец, это Эмми Нётер, которая вывела из симметрий законы сохранения, и великая плеяда физиков XX в. В отличие от многих популяризаторов, Фрэнк Вильчек не боится формул и умеет «на пальцах» показать самые сложные вещи, заражая нас юмором и ощущением чуда.

Красота физики. Постигая устройство природы - читать онлайн бесплатно ознакомительный отрывок

Красота физики. Постигая устройство природы - читать книгу онлайн бесплатно (ознакомительный отрывок), автор Фрэнк Вильчек
Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать

Изображение и вдохновение

Я считаю вклейку CC выдающимся произведением искусства. На ней использованы кое-какие ловкие трюки с тенями и перспективой, чтобы передать ощущение трехмерности того, что, в сущности, является двумерным изображением. Также в ней используется изображение в разрезе и богатый выбор представляемых поверхностей (а именно поверхностей равной вероятности), чтобы выявить затейливую структуру.

Атомы водорода имеют только один электрон. Продвинувшись на один шаг по шкале сложности, мы перейдем к гелию, у которого два электрона. Квантовый атом с двумя электронами – намного более сложный объект для визуализации, и я не видел, чтобы это было когда-либо сделано хорошо. Трудность задачи состоит в том, что для каждого возможного положения одного электрона волновая функция второго является другим трехмерным объектом. Поэтому на самом деле естественное место обитания для всей волновой функции системы с двумя электронами – это пространство 3 + 3 = 6 измерений. Достаточно трудно представить такой объект так, чтобы это было понятно для человеческого мозга. Идеи, которые я упоминал в связи с расширением пространства цветового восприятия, здесь бы тоже могли пригодиться.

Честолюбивые ученые-художники в духе Брунеллески и Леонардо да Винчи видят в этой трудной задаче возможность для творчества. Они стремятся открыть глубинные аспекты реальности, которые одновременно прекрасны и расширяют границы сознания. Вклейка CC, как я надеюсь, – это знак того, что скоро все получится.

Убедительные изображения атомов в своем соединении закономерности и изменчивости станут похожи по своим качествам на мандалы. И еще они откроют нам страшную и волнующую перспективу проникновения в суть таинственной духовности: Се Есть Ты. Потому что, знаете, это так и есть.

Симметрия I: два шага Эйнштейна

Создав две свои теории относительности – специальную и общую, Альберт Эйнштейн (1879–1955) принес в науку новый стиль размышления о фундаментальных принципах природы. Для Эйнштейна красота в особой форме симметрии начинает жить своей собственной жизнью. Красота становится творческим принципом.

Таинственное происхождение

Описывая свой подход к науке, Эйнштейн произнес слова, которые звучат совершенно донаучно и возвращают нас во времена древних греков, которыми он восхищался:

Что меня интересует по-настоящему, так это был ли у Бога какой-то выбор при сотворении мира.

Предположение Эйнштейна о том, что Бог – или создающий мир Мастер – мог не иметь выбора, потрясло бы до глубины души Ньютона или Максвелла. Тем не менее оно прекрасно подходит к пифагорейским поискам всеобщей гармонии или понятию неизменного Идеального, восходящего к Платону.

Если у Мастера не было выбора, то почему? Что могло ограничивать Творца, создающего мир?

Во-первых, возможно, что Мастер в душе был художником. Тогда его ограничивало желание красоты. Я люблю предполагать (и предполагаю), что Эйнштейн по ходу дела размышлял над нашим Вопросом – воплощает ли мир прекрасные идеи – и вложил всю свою веру в ответ: «Да!»

Красота – это расплывчатое понятие. Но начнем с того, что настолько же расплывчатыми являлись когда-то и понятия «сила» и «энергия». Из диалогов с Природой ученые узнали, как усовершенствовать значения слов «сила» и «энергия», чтобы применять их в соответствии с важными аспектами реальности.

Также, изучая произведение Мастера, мы приходим к более ясному пониманию «симметрии» и в конечном счете «красоты» – понятий, которые отражают важные аспекты реальности, оставаясь верными духу своего использования в обычном языке.

Специальная теория относительности: Галилей и Максвелл

Если Эйнштейн был новым воплощением Пифагора, то он многому научился за прошедшее время (благодаря множеству циклов реинкарнации). Эйнштейн, конечно, не отвергал открытий Ньютона, Максвелла и других героев научной революции и не отказывался от проявленного ими уважения к наблюдаемой реальности и конкретным фактам. Ричард Фейнман называл Эйнштейна «гигантом, чья голова находилась в облаках, но ноги стояли на земле».

В своей специальной теории относительности Эйнштейн примирил две идеи своих предшественников, которые, казалось, противоречили друг другу.

• Наблюдение Галилея о том, что движение системы как целого с постоянной скоростью не меняет законы Природы. Эта мысль является фундаментальной для астрономии Коперника и глубоко входит в механику Ньютона.

• Скорость света возникает из уравнений Максвелла как прямой результат основных законов Природы и не может меняться при переходе из одной системы в другую. Это однозначное следствие из электродинамической теории света Максвелла – теории, подтвержденной экспериментами Герца и многих других.

Между этими двумя идеями есть противоречие. Наш опыт говорит, что видимая скорость любого объекта изменится, если вы сами находитесь в движении. Ахилл догонит черепаху и даже обгонит ее. Почему с лучами света должно быть по-другому?

Эйнштейн разрешил это противоречие. Критически проанализировав действия, которые требуются для синхронизации часов, находящихся в различных местах, и то, как процесс синхронизации изменяется при общем движении с постоянной скоростью, Эйнштейн вскоре понял, что «время», приписываемое некоторому событию двигающимся наблюдателем, отличается от «времени», которое замечает фиксированный наблюдатель, причем различие зависит от места самого события. При описании событий, которые они наблюдают совместно, время, измеряемое одним наблюдателем, оказывается смешением пространства и времени другого, и наоборот. Как раз эта «относительность» пространства и времени была новшеством специальной теории относительности Эйнштейна. Оба допущения, которые легли в ее основу, были хорошо известны и общепризнаны до его работы, но никто не воспринимал их оба достаточно серьезно, чтобы потребовать их согласования и провести его.

Поскольку в уравнениях Максвелла содержится скорость света, второе допущение специальной теории относительности – о том, что скорость света инвариантна относительно преобразований Галилея, – прямо следует из основного мотива Эйнштейна – необходимости сохранить как уравнения Максвелла, так и галилееву симметрию. Но это намного более слабое допущение.

На самом деле Эйнштейн сумел полностью изменить порядок аргументации, показав, что можно вывести всю систему четырех уравнений Максвелла из одного из них, применив преобразования Галилея, чтобы восстановить общий случай. (Приведя заряд в движение, вы получаете токи, а приведя в движение электрические поля, вы получаете магнитные поля. Следовательно, закон, управляющий созданием электрических полей неподвижными электрическими зарядами, после галилеевых преобразований дает общий случай [65] Строго говоря, четыре трехмерных уравнения Максвелла объединяются в два четырехмерных уравнения, а не в одно, как можно было бы предположить из этого описания. – Прим. науч. ред. .) Этот потрясающий трюк нес в себе предчувствие будущего. Симметрия, а не дедукция из известных законов, стала основным принципом и начала свою собственную жизнь. Теперь можно было ограничивать еще неизвестные законы, требуя от них симметрии.

Читать дальше
Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать


Фрэнк Вильчек читать все книги автора по порядку

Фрэнк Вильчек - все книги автора в одном месте читать по порядку полные версии на сайте онлайн библиотеки LibKing.




Красота физики. Постигая устройство природы отзывы


Отзывы читателей о книге Красота физики. Постигая устройство природы, автор: Фрэнк Вильчек. Читайте комментарии и мнения людей о произведении.


Понравилась книга? Поделитесь впечатлениями - оставьте Ваш отзыв или расскажите друзьям

Напишите свой комментарий
x