“Семь кратких уроков по физике” (Seven Brief Lessons On Physics) – краткий обзор книги

Семь кратких уроков по физике – это ваше руководство по ознакомлению с современными теориями о том, как устроена Вселенная, с объяснением общей относительности и квантовой механики, двух столпов современной физики.

Наука – увлекательный и важный предмет в нашем мире. Однако долгое время человечество ничего не понимало в том, как все устроено. К счастью, сейчас ситуация изменилась, и мы довольно хорошо понимаем наш мир в малых и больших масштабах.

Безумно подумать, что когда-то мы не знали ни об атомах, ни о галактиках . Чем больше вы думаете об этом, тем больше начинаете видеть сходство между микро- и макромиром. Эти законы физики и наше любопытство к ним постоянно меняются и растут.

Но каковы основные постулаты физики, объясняющие, как устроена Вселенная? И каково текущее состояние этой темы сегодня? На эти вопросы мы получим ответы в книге Карло Ровелли «Семь кратких уроков физики». Вы также узнаете, чего не хватает этому предмету в данный момент, что он пытается решить.

Вот 3 самых интересных урока, которые я вынес из этой книги:

1. Квантовая механика и общая относительность противоречат друг другу, но это дало нам возможность разработать новые теории.
2. Термодинамика, или наука о теплоте, – интересное исследование, которое также может объяснить характеристики времени.
3. Мы не просто наблюдатели нашего мира, но и участники физики, лежащей в основе грандиозного космоса, в котором мы живем.

Кто готов к уроку безумно интересной науки? Я – да, и надеюсь, что вы тоже! Давайте окунёмся с головой!

Новые теории возникают в результате конфликта между общей относительностью и квантовой механикой.

Два столпа современной физики – это общая относительность и квантовая механика. Относительность – это теория Эйнштейна о том, как время и пространство соотносятся друг с другом. Квантовая теория, с другой стороны, объясняет вещи вплоть до атомного уровня. Проблема в том, что, хотя эти две теории широко признаны как правдоподобные, они противоречат друг другу.

Правила относительности гласят, что пространство непрерывно и криво. Квантовая механика, напротив, рисует картину, что оно плоское, используя кванты, или конечные пакеты, для описания работы энергии. Но именно это даёт физикам возможность разрабатывать теории, которые работают лучше.

Ведущим претендентом является петлевая квантовая гравитация (ПКГ), которая утверждает, что микроскопические петли составляют пространство. Считайте их «атомами пространства», из которых состоит само пространство. Это означает, что пространство и время не являются непрерывными. Пространство состоит из крошечных зёрен, а время имеет свой ритм для каждой системы в природе .

Другая безумная часть этой теории – то, что она говорит о большом взрыве, который многие считают началом нашей Вселенной. LQG представляет начало всего как «большой взрыв». Эта идея исходит из того, что вселенная, существовавшая до нашей, сначала разрушилась, а затем взорвалась в результате того, что мы считаем большим взрывом.

Мы можем лучше понять природу времени, изучив системы, которые образуют тепло.

Термодинамика звучит как большое слово, но, если разобраться, это просто наука о тепле. Все ее изучение происходит от простого вопроса: что такое тепло? В XIX веке считалось, что оно находится под крышей жидкостей, или калориков.

Теперь мы знаем, что тепло – это не жидкость, а просто трение, заставляющее атомы объекта двигаться быстрее. Атомы постоянно подпрыгивают и вибрируют. Легко понять, что быстрые колебания делают объекты более горячими. Легко понять, почему возникает тепло, но то, как оно перемещается, немного сложнее.

Возьмём, к примеру, горячую чашку кофе. Если опустить в чашку холодную ложку, то ложка нагреется, верно? Но как насчёт того, что ложка добавит ещё немного тепла в кофе? Не должен ли он также стать горячее от того тепла, которое имеет ложка? По мнению Людвига Больцмана, это происходит потому, что передача тепла происходит по чистой случайности.

То, как мы воспринимаем время, – ещё одна вещь, на которую влияет тепло. Если вспомнить маятник, то он замедляется из-за трения воздуха, с которым он соприкасается при качании. Это трение вызывает нагрев, из-за которого маятник теряет энергию с каждым взмахом.

Вы можете считать, что движение – это прошлое, а состояние покоя – будущее. Но если бы не было трения, то не было бы и тепла. Поэтому понятия «прошлое», «настоящее» и «будущее» устарели.

Мы – часть Вселенной, а она – часть нас, и эти уроки физики применимы к нам в той же мере, что и к нашему миру.

Несколько лет назад мы с семьёй ходили на фильм IMAX о Вселенной. Он был немного пошловат, и мы смеялись, когда в нем говорилось: «Вы во Вселенной, а Вселенная в вас».

Хотя мы и сегодня смеёмся над этим, я думаю, что это очень здорово – думать о том, что наши тела содержат те же атомы, что и звезды. Деревья устроены точно так же. Иногда мы видим себя сторонними наблюдателями, но на самом деле мы – часть всего этого.

Наше любопытство к тому, как устроена Вселенная, зародилось давным-давно и продолжается по сей день. Мы прошли долгий путь, но нам ещё многое предстоит понять. Физика даже работает над тем, чтобы понять нашу способность обладать свободой воли.

Мы можем думать, что физика и человеческая природа существуют отдельно, но у них больше общего, чем мы думаем. Физика – это понимание законов природы, а разве человеческие действия не являются частью этого? Наш мозг и тело работают так же естественно, как и наша Вселенная.

Даже смерть показывает, насколько это верно. Все, от людей до цветов и даже звёзд, живёт и умирает. Но одно остаётся верным независимо от того, что происходит с нашими открытиями. Нам всегда будет интересно узнать больше о том, как устроены маленькие и большие вещи в нашем мире.

«Семь кратких уроков физики» – безусловно, интересное чтение. Некоторые из этих принципов немного сложны для восприятия, что заставляет меня думать, что мы только начинаем понимать, как устроена наша Вселенная. В любом случае, здорово узнать эти важные уроки, которые определяют многое в нашей повседневной жизни!

Кому бы я порекомендовал книгу «Семи кратких уроков физики»?

20-летним первокурсникам, которые пытаются понять, хотят ли они изучать физику, 39-летним учёным, которые любят узнавать больше о своей области, и всем любопытным людям, которые хотят знать, как все устроено.

“Она на первом месте” (She Comes First) – краткий обзор книги
“Поиск человеком смысла” (Man’s Search For Meaning) – краткий обзор книги
“Платон в Googleplex” (Plato At The Googleplex) – краткий обзор книги
“Спаривание в неволе” (Mating In Captivity) – краткий обзор книги
“Сила сосредоточенности” (The Power of Focus) – краткий обзор книги