Septynios trumpos fizikos pamokos - knygų apžvalga

• Gegužė 14, 2024

Pamokos ir fizika yra pavadinime, bet nepanikuokite. Nors Carlo Rovelli yra galingas teorinis fizikas, jis neperskaito skaitytojo. Jis dalijasi savo supratimu apie keistą šiuolaikinės fizikos visatą, kaip žmogus, įsismelkęs į filosofiją ir sieloje poeziją.

Jei mokykloje sutikote fiziką, galbūt pastebėjote, kad tai yra matematinė, mistifikuojanti ir kasdieniška. Bet Septynios trumpos fizikos pamokos nėra nė vienas iš jų. Tai yra kai kurių svarbiausių šiuolaikinės fizikos idėjų ir mūsų vietos šioje visatoje aiškinimas. Carlo Rovelli mokslinis darbas yra kvantinis gravitacija, tačiau jis taip pat daugelį metų dėstė bendrąjį reliatyvumą ir mokslo istoriją bei filosofiją Aix-Marselio universitete pietų Prancūzijoje.

Tai yra trumpai
Pavadinimas sako trumpai ir štai ką gauni. Tai yra aštuoniasdešimt puslapių su lengvai skaitomu šriftu. Kiekvienas skyrius yra straipsnio, kurį „Rovelli“ parašė sekmadienio laikraščiui, išplėtimas. Jis sako:
Šios pamokos buvo parašytos tiems, kurie apie šiuolaikinį mokslą žino mažai arba nieko. Kartu jie pateikia greitą įspūdingiausių didžiosios revoliucijos, įvykusios fizikoje XX amžiuje, aspektus ir klausimus bei paslaptis, kuriuos ši revoliucija atvėrė.

Dvi puikios teorijos, tačiau yra problema
Daugiau nei pusė knygos apžvelgia du vainikuojančius XX amžiaus laimėjimus - Einšteino bendrąją reliatyvumo teoriją ir Kvantinę mechaniką. Reliatyvumas susijęs su didžiąja kosmoso struktūra, o kvantinė mechanika pasineša į Alisos Stebuklų šalyje pasaulį iš mažiausių smulkmenų, iš ko viskas pagaminta.

Bendroji reliatyvumo teorija
Didysis rusų fizikas Levas Landau bendrąją reliatyvumo teoriją pavadino „gražiausiomis teorijomis“ ir Rovelli.

Izaoko Niutono erdvė buvo tuščia, išskyrus joje esančius objektus, tokius kaip žvaigždės ir planetos. Šie objektai paveikė vienas kitą per gravitacijos jėgą. Pats Newtonas nebuvo patenkintas jėga, kuri akimirksniu veikė net dideliais atstumais, tačiau jo lygtys veikė, ir niekas nežinojo, kaip ją nunešti toliau. Iki Einšteino.

Puiki Einšteino įžvalga leido jam padaryti išvadą, kad erdvė nėra niekas, o gravitacija nėra jėga. Erdvė turi substanciją, ją sujaukia materija. Kai materija kreivuoja erdvę, viskas juda erdve išilgai kreivės, kaip kažkas gali nutikti mugės kelyje. Erdvės lenkimas aplink žvaigždę yra apibendrintas vienintelėje knygos lygtyje.

Gailestingai, Rovelli kviečia mus tiesiog grožėtis lygties elegantišku paprastumu ir nereikia jos suprasti. Tačiau aš turėčiau nesutikti su jo teiginiu, kad „įvaldyti techniką skaityti ir naudoti šią lygtį“ reikia mažiau įsipareigojimo ir pastangų, nei „norint įvertinti retą vėlyvojo Bethoveno styginių kvarteto grožį“. Manau, kad būčiau įvertinęs Bethoveną dar ilgai, kol galėčiau pasinaudoti Einšteino lygtimi.

Kvantinė mechanika ir dalelės
Pagrindinės dalelės, kurios sudaro viską, egzistuoja keistame kvantiniame pasaulyje. Šiuos pagrindinius komponentus apibūdina Standartinis modelis. Jame yra „saujelė elementarių dalelių rūšių, kurios nuolat vibruoja ir svyruoja tarp egzistencijos ir nebūties ir spiečia erdvėje net tada, kai atrodo, kad ten nieko nėra“.

Jie pradeda egzistuoti tik tada, kai sąveikauja su kažkuo kitu. Taip! Rovelli tęsia tai gražiai paaiškindamas, tačiau pripažįsta, kad niekas iš tikrųjų nesupranta, kas vyksta šiame lygmenyje. (Tai džiugina jo skaitytojus.)

Konfliktas
Danų fizikas Nielsas Bohras buvo vienas didžiausių kvantinės fizikos ekspozicijos vadovų. Jis ir Einšteinas žavėjosi vienas kitu, tačiau jų nuomonės apie egzistavimo tikrovę skyrėsi. Einšteinas manė, kad egzistuoja pagrindinė tikrovė, kurioje kvantiniai efektai turi prasmę, net jei mes to nesuvokėme. Boras to nepadarė.

Reliatyvumo ir kvantinės fizikos konfliktas nėra filosofinis. Yra taškas, kuriame jie prieštarauja vienas kitam. Tačiau tai nėra praktinė problema. Bendrasis reliatyvumas buvo išbandytas daugybę kartų ir visada buvo išlaikytas. Jūsų GPS veikia tik tiksliai, nes atsižvelgiama į bendrąjį reliatyvumą. Ir nors kvantinė mechanika atrodo beprotiška, ji veikia. Jūs neturėtumėte kompiuterio be jo.

Taigi, kaip jie abu gali būti teisūs beveik visą laiką, tačiau tam tikru momentu prieštarauja vienas kitam? Tai yra kažkas, kas priverčia fizikus, tokius kaip Rovelli, sunkiai dirbti.

Mes patys
Rovelli skiria vieną pamoką to, kaip mūsų požiūris į kosmosą per tūkstantmečius vystėsi nuo mažos į Žemę orientuotos visatos iki milžiniškai besiplečiančios.Tačiau Visata nėra kažkas, kuo mes esame atsiskyrę, ir paskutinėje pamokoje jis mano apie mūsų vietą Visatoje. Tai labiau spekuliatyvus nei kiti skyriai, bet, žinoma, mes visada domimės savimi.

Ar verta skaityti?
Knyga gerai parašyta, apgalvota ir stimuliuojanti. „Rovelli“ jį parašė italų kalba, ir jis buvo bestseleris keliomis kalbomis. Taip pat turiu pagirti vertėjus (Simon Carnell ir Erica Segre) už labai lengvai skaitomą versiją anglų kalba. Pažvelgus į kai kurias svetaines su skaitytojų apžvalgomis paaiškėja, kad žmonės iš tikrųjų skaito knygą. Jie taip pat kažką iš to gauna. Tai gali padaryti gražią dovaną pažįstamam.

Carlo Rovelli, Septynios trumpos fizikos pamokos, „Penguin Books Ltd“, 2016 m

Pastaba: knygos kopija man buvo įteikta kaip dovana.

Vaizdo Instrukcijos: Arduino pamoka Nr. 11: Sukame variklį – Tranzistorius ir variklis (Gegužė 2024).