Марк Перельман - Наблюдения и озарения или Как физики выявляют законы природы

• Название: Наблюдения и озарения или Как физики выявляют законы природы
• Автор: Марк Перельман
• Издательство: Книжный дом «ЛИБРОКОМ»
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-397-02592-8

Все мы знакомы с открытиями, ставшими заметными вехами на пути понимания человеком законов окружающего мира: начиная с догадки Архимеда о величине силы, действующей на погруженное в жидкость тело, и заканчивая новейшими теориями скрытых размерностей пространства-времени.

Но как были сделаны эти открытия? Почему именно в свое время? Почему именно теми, кого мы сейчас считаем первооткрывателями? И что делать тому, кто хочет не только понять, как устроено все вокруг, но и узнать, каким путем человечество пришло к современной картине мира? Книга, которую вы держите в руках, поможет прикоснуться к тайне гениальных прозрений.

Рассказы «Наблюдения и озарения, или Как физики выявляют законы природы» написаны человеком неравнодушным, любящим и знающим физику, искренне восхищающимся ее красотой. Поэтому книга не просто захватывает — она позволяет почувствовать себя посвященными в великую тайну. Вместе с автором вы будете восхищаться красотой мироздания и удивляться неожиданным озарениям, которые помогли эту красоту раскрыть.

Первая часть книги, «От Аристотеля до Николы Теслы», расскажет о пути развития науки, начиная с утверждения Аристотеля «Природа не терпит пустоты» и эпициклов Птолемея, и до гелиоцентрической системы Коперника и Галилея и великих уравнений Максвелла. Читатель проделает этот огромный путь рука об руку с гениями, жившими задолго до нас.

«От кванта до темной материи» — вторая часть книги. Она рассказывает о вещах, которые мы не можем увидеть, не можем понять с точки зрения обыденной, бытовой ЛОГИКИ' о принципе относительности, замедлении времени, квантовании энергии, принципе неопределенности, черных дырах и темной материи. История загадочной, сложной и увлекательной современной физики раскроется перед читателем.

Итак, вперед — совершать открытия вместе с гениями!

---

53

 Джулиан С. Швингер (1918–1994) в 14 лет поступил в университет, в 18 его закончил, опубликовав уже несколько научных статей. Помимо создания КЭД развил общие методы квантовой теории поля и теории многих частиц, выдвинул гипотезу о двух типах нейтрино, предложил новый подход к теории элементарных частиц, развил теорию волноводов и устройств СВЧ техники. Виртуозно владел математической техникой.

54

 Джон Арчибальд Уилер (1911–2008) разработал вместе с Н. Бором теорию деления ядер, независимо от Гейзенберга предложил теорию матрицы рассеяния, внес большой вклад в релятивистскую космологию, считается генератором новых идей в этой области.

55

56

 Наглядность и физическая ясность диаграмм Фейнмана позволила сразу же попытаться описать на их языке и другие типы взаимодействий, например в теории сильной связи — при взаимодействиях нуклонов и мезонов. Однако, константа взаимодействия здесь иная: а' = g2/c ~ 14, т. е. отнюдь не меньше единицы. Поэтому каждая следующая диаграмма, в принципе, может быть важнее предыдущей. Многолетние усилия по приспособлению такой теории к проблемам сильных взаимодействий оказались, вообще говоря, тщетными, хотя отдельные детали взаимодействия они проясняли

57

 Очень велик вклад в нее и Фримена Джона Дайсона (р. 1923), который смог прояснить связи между их подходами, доказать, что в КЭД ничего, кроме заряда и массы, перенормировать не нужно (Нобелевская премия Дайсону не досталась, так как по статуту ее могут получить лишь три человека). Он известен также своими работами в теории поля. Дайсон глубоко религиозен и написал большой трактат о связи науки и религии.

58

 Необходимо обратить внимание на его блестящую книгу: Вайнберг С Первые три минуты. Современный взгляд на происхождение Вселенной. М.: Энергоиздат, 1981.

59

 См.: Перельман М. Е. От Аристотеля до Николы Теслы. Раздел II. Глава 5.

60

 Александр Александрович Фридман (1888–1925), метеоролог, математик, астрофизик и пилот-воздухоплаватель (организатор, в частности, авиационной службы российской армии в 1914–1917 гг.).

61

 Эдвин Пауэлл Хаббл (1889–1953) с детства был увлечен астрономией и боксом, в котором ему сулили большое будущее. Но, воспитанный в строгой пуританской семье, он решает, что необходима солидная, признанная в обществе специальность, и заканчивает юридический факультет, его даже посылают от штата на доквалификацию в Англию. Однако, возвратясь на родину, на Юг США, он так ни разу и не использует полученные знания и, протосковав несколько лет, едет в Калифорнию устраиваться — кем угодно, лишь бы ближе к астрономии! — работать младшим наблюдателем в обсерваторию. И конечно, одна из наибольших промашек Нобелевского комитета — это пропуск имени Хаббла.

62

 Знаменитую работу 1948 г. Г. Гамов написал вместе с Р. Альфером и вставил в список авторов фамилию Г. Бете, чтобы он читался как Альфер, Бете, Гамов и цитировался как первые буквы греческого алфавита: альфа-бета-гамма. (Г. Бете обижался, но шутки Гамова физикам были хорошо известны.)

63

 Спектры облаков, в которых начинают формироваться планеты, отличаются огромным избытком инфракрасного излучения. Как показал автор, этот избыток можно сопоставить со скрытой теплотой конденсации газа в пылинки и протопланетные образования.

64

 Теория устойчивости нормальных звезд была разработана астрономом и физиком Карлом Шварцшильдом (1873–1916, умер после ранения на фронте). Он дал первое решение уравнений ОТО Эйнштейна и нашел решение для гравитационного (шварцшильдского) радиуса звезды, при котором напряженность гравитационного поля такова, что излучение из него не может выйти — для этого скорость должна быть больше скорости света. Такое образование называется черной дырой, ее радиус, если бы его можно было измерить, составил бы около 30 км для массы, в десять раз большей, чем масса Солнца.

65

 Субрахманьян Чандрасекар (1910–1995, Нобелевская премия 1983 г.), астрофизик и математик, племянник Ч. В. Рамана, лауреата Нобелевской премии по физике 1930 г. Вместе с ним премию получил Уильям А. Фоулер (1911–1995) за теорию происхождения всех элементов, вплоть до тяжелых, в ходе эволюции звезд.

66

 Можно упомянуть, что существование таких объектов предположил почти на два века раньше, в 1783 г. Джон Мичел: исходя из доказанной Ремером конечности скорости света, он предположил, что в сильном гравитационном поле эта скорость должна уменьшаться и может дойти до нуля, т. е. звезда станет невидимой. Аналогичные предположения высказывал и П. Лаплас.

67

Чернин Л. Д. Темная материя вблизи нас. Электронный ресурс] http://www.astronet.ru/db/msg/1210535/index.html

68

 Перельман М. Е. Феномен интеллекта. Почему физики становятся физиками, а политики — политиками. Памяти А. Д. Сахарова // Наука в СССР. № 1. 1991. 10–16 (Mark (ошибочно: Michael) Ретеl'man. Science in the USSR. № 2. 1991. 10–16.

69

 Более подробные описания большинства этих экспериментов даны в книге: Липсон Г. Великие эксперименты в физике. М.: Мир, 1972; основные эксперименты в квантовой области описаны в книге: Тригг Дж. Решающие эксперименты в современной физике. М.: Мир, 1974.

70

 Перельман М. Е. Наблюдения и озарения, или Как физики выявляют законы природы: От Аристотеля до Николы Теслы. М.: URSS, 2012.

71

 И конечно, в такой книге следовало бы подробно рассказать о теории катастроф — новой, как будто, области математики, многие результаты и методы которой были предвосхищены физиками: в теории спонтанного нарушения симметрии, теории фазовых переходов, в оптике и т. д. Пока можно лишь сослаться на небольшую популярную (отчасти) книгу В. И. Арнольда «Теория катастроф» (5-е изд. М.: URSS, 2009), на некоторые главы «Теории катастроф и ее приложения» Т. Постона и Й. Стюарта (М.: Мир, 1980) и др.