Вся физика в 15 уравнениях - Бруно Мансулье
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
30
Невозможно не согласиться с этим. «Чтобы стоять на месте, надо бежать изо всех сил» — эта фраза Белой Королевы как нельзя лучше отражает суть современной науки, и количество открываемых каждый год в погоне за деньгами, славой или еще чем-то ящиков Пандоры иногда немного пугает. — Прим. перев.
31
Это действительно все объекты, от элементарных частиц до гор, планет и звезд. Даже огромную Вселенную теоретически можно описать одной-единственной волновой функцией, которая должна будет зависеть от положений и скоростей всех атомов и электронов в них, что, очевидно, абсолютно нереально сделать на практике. — Прим. перев.
33
Интересующийся этим вопросом читатель может обратиться к книге Роджера Пенроуза «Новый ум короля», в которой великий математик и физик весьма решительно обозначает тот аристотелев «круг незнания», к границам которого сейчас вплотную подошли современная физика и отчасти биология. — Прим. перев.
34
Такого рода задачи (обычно одна или две) включены в список вопросов на экзамене по физике в конце девятого класса средней школы в России. Решение конкретно этой очевидно: уровень воды в бассейне понизится. До сброса камня объем вытесняемой лодкой воды по закону Архимеда определялся весом лодки и камня на воздухе по формуле <вес лодки, человека и камня>/<плотность воды>. После погружения камня объем вытесняемой лодкой воды стал меньше на <вес камня>/<плотность воды>, но уровень воды в бассейне увеличился на малую величину <вес камня>/<плотность камня>. Суммарное изменение уровня составит (<вес камня>/<плотность камня> — <вес камня>/<плотность воды>). Таким образом, чем больше плотность камня, тем сильнее эффект. — Прим. перев.
35
На самом деле тот факт, что нагретые атомы излучают линейчатый спектр, был открыт гораздо раньше уравнения Шредингера, в 1854 г., Кирхгофом и Бунзеном. В конце XIX — начале XX в. спектроскопический метод довольно широко использовался в научных исследованиях, и понимание того, что спектр — это однозначный портрет атома, уже было. Корректным математическим объяснением линейчатого спектра явилось появление модели атома, предложенной Нильсом Бором в 1913 г., которая, однако, требовала изначального постулирования квантового, то есть скачкообразного, изменения энергий электронов. Уравнение Шредингера позволило решить задачу об энергиях электронов в атомах и получить искомые квантовые уровни без каких-либо дополнительных предположений. — Прим. перев.
36
Улыбка кота — устаревшая и малоупотребимая в век инстаграмма и прочих твиттеров идиома: до цифровых фотоаппаратов и фотошопа считалось, что кошки не улыбаются. Автор имеет в виду нечто, что вроде бы и есть, но практически неуловимо. Задумайтесь об этом, вспомнив Чеширского Кота Льюиса Кэррола — этот сверхулыбчивый Кот, видимо, был даже вовсе не котом. — Прим. перев.
37
Это верно, если скорость частицы намного меньше скорости света. В противном случае формула для импульса становится сложнее, но соотношение неопределенностей не изменяется.
38
1 м/с равен 3,6 км/ч.
39
Речь идет о проверке гипотезы Эйнштейна о «локальном реализме», или детерминированном поведении частиц на малом масштабе. Белл, основываясь в том числе на своей теореме, предложил две схемы экспериментов (с одним или двумя отверстиями; примерная суть этих экспериментов описывалась в главе 10) для проверки данной гипотезы. Впервые эксперимент с одним отверстием был выполнен Фридманом и Клаузером в 1972 г., но команда Алана Аспекта в 1982 г. блестяще осуществила три варианта экспериментов Белла, и эта работа получила наибольшую известность. — Прим. перев.
40
Да, это так. И дело не только в авторитете Эйнштейна, до самой смерти сомневавшегося в «квантовой неопределенности» и искавшего способ сохранить в физике и уравнения Шредингера, и детерминированность. Классическая квантовая теория описала все возможные взаимодействия, кроме гравитации, на которой… споткнулась. И отсутствие квантовой гравитационной теории — лишь одна из самых больших и заметных прорех в ткани нашего понимания мироздания, как бы окно в непознанное. Пример же совмещения детерминированного и случайного находится прямо перед глазами: движение отдельных частиц в сосуде с газом вполне себе детерминировано, однако все реальные и измеримые характеристики этого газа: температура, давление и так далее — статистические и колеблются вблизи неких средних значений. Теории, развивающие подобный подход и к квантовому миру, вполне себе существуют. — Прим. перев.
41
Теоремы Геделя (их две на самом деле) — одна из тяжелейших и мощнейших оград, защищающих науку от поползновений шарлатанов. Если продраться сквозь сложную математическую терминологию, их суть для физика заключается в том, что любая математическая теория, претендующая на непротиворечивость и, следовательно, проверяемость, должна включать в себя аксиомы арифметики. А все шарлатаны очень сильно не любят то, что А + Б = Б + А. — Прим. перев.
42
Аберрантный — сбившийся с пути, заблудший, запутавшийся. — Прим. перев.
43
Hervé Zwirn написал впоследствии несколько книг на эту тему.
44
Le Monde — умеренная левая французская ежедневная газета с интеллектуальными амбициями. Лето во Франции — довольно пустое время для политики, следовательно, это возможность для более глубоких исследований…
45
La Recherche — французский ежемесячный научный журнал, сравнимый с Scientific American.
46
Апподжатура — вид модификации музыкальной ноты, обозначаемый верхним или нижним дополнительным к обозначению этой ноты значком. — Прим. перев.
47
Один из величайших физиков XX в. монсеньор Жорж Анри Жозеф Эдуард Леметр был священником и профессором Католического университета. В 1927 г. он написал научную работу, в которой предсказал закон Хаббла для расширяющейся Вселенной, а в 1931 г. доказал, что единственным вариантом начальной эволюции расширяющейся, в соответствии с законом Хаббла, Вселенной является, в его терминологии, «начальная сингулярность», и предложил модель такой сингулярности. Сейчас сингулярность Леметра называют «Большим взрывом». — Прим. перев.
48
Сейчас Вселенная в среднем очень холодна; ее «температура» определяется так называемым «реликтовым излучением», опять же предсказанным Леметром и в 1965 г. обнаруженным Пензиасом и Уилсоном. Согласно последним измерениям, средняя температура Вселенной чуть меньше -270 °Cниже точки кипения жидкого гелия! — Прим. перев.
49
LIGO — лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория. Это два гигантских оптических двуплечевых интерферометра с длиной каждого плеча по
