Ульрих Вальтер - Сумасшедший мир физики. Астронавт Ульрих Вальтер объясняет почти всё

Сумасшедший мир физики. Астронавт Ульрих Вальтер объясняет почти всё
Название: Сумасшедший мир физики. Астронавт Ульрих Вальтер объясняет почти всё
Автор:
Жанры: Научно-популярная литература | Зарубежная образовательная литература
Серии: Нет данных
ISBN: Нет данных
Год: 2023
О чем книга "Сумасшедший мир физики. Астронавт Ульрих Вальтер объясняет почти всё"

В этой книге автор бестселлеров, астронавт и профессор Ульрих Вальтер объясняет почти все. Вы узнаете, почему Земля голубая, как предсказывать результаты футбольных матчей, что помогает шмелям летать, чем объясняется скользкость льда, почему в сутках бывает два прилива и многое другое. Как всегда, с научной точки зрения и доступно для всех.

Бесплатно читать онлайн Сумасшедший мир физики. Астронавт Ульрих Вальтер объясняет почти всё


Перевод с немецкого выполнил Сергей Борич по изданию: Ulrich Walter. Die verrückte Welt der Physik: Astronaut Ulrich Walter erklärt fast alles. – Komplett-Media.


Die Verrückte Welt der Physik – Astronaut Ulrich Walter erklärt fast alles by Prof.

Dr. Ulrich Walter. All Rights Reserved.


First published in German Language by Verlag Komplett-Media GmbH, 1st edition 2022.

www.komplett-media.de

Translated into the Russian Language by arrangements with Maria Pinto-Peuckmann, Literary Agency, World Copyright Promotion, Kaufering, Germany.

E-Mail: [email protected]


© Сover design by Favoritbuero, Munich and Komplett-Media, Munich, Germany

© Перевод, и издание на русском языке. ООО «Попурри», 2023

От нашего мира можно сойти с ума!

«Наша страсть к познанию вечна».

Эти слова Альберта Эйнштейна (1879–1955) знакомы всем нам. И мы уверены, что если человечество будет достаточно долго что-то исследовать, то когда-нибудь все поймет. Но этому не суждено случиться, и на то есть ряд причин.

В 1931 году австрийский математик Курт Гёдель (1906–1978) доказал свою теорему о неполноте, в соответствии с которой мир никогда не будет полностью познан. Все дело в том, что существуют научные положения, которые не могут быть ни доказаны, ни опровергнуты. Таким образом, на некоторые вопросы относительно мироздания (и простые, и заковыристые) мы никогда не получим однозначного ответа. Одному из таких вопросов я посвящаю последнюю главу «Границы науки».

Наша способность к пониманию определяется опытом познания окружающего мира. Мы можем интуитивно понять, почему ударом молотка можно разбить стекло (молоток твердый и тяжелый, а стекло хрупкое), и достаточно часто наблюдали нечто подобное. Но почему резиновый мяч, который весит столько же, сколько и молоток, не разбивает оконное стекло, хотя брошен в него с той же скоростью? Ответ на этот вопрос очевиден: потому что мяч мягкий.

Но почему между мягким и твердым предметами такая существенная разница? Наука говорит на этот счет следующее: потому что F = m · ∆v/∆t.

Это второй закон Ньютона. И здесь заканчивается понимание у тех, кто не занимается наукой. Моя задача состоит в том, чтобы читатели осмысливали происходящее хотя бы на этом уровне. Объяснение таково: если предмет, наткнувшись на оконное стекло, притормаживает, то его скорость v снижается слишком быстро. Столкновение приводит к тому, что движение вперед чересчур быстро сменяется отскоком назад. Математически изменение скорости выражается символом ∆v. Если предмет «твердый», то изменение скорости происходит в течение нескольких микросекунд, таким образом, ∆t ≈ 1/100 000 с. А вот мягкий мяч при столкновении сжимается, и этот процесс длится несколько дольше, мяч отскакивает от стекла через несколько миллисекунд. Следовательно, для него ∆t ≈ 1/100 с. Второй закон Ньютона говорит, что возникающая сила F при прочих равных условиях столкновения будет тем больше, чем меньше времени требуется на отскок.

Из этого следует, что твердые предметы при столкновении производят бо́льшую силу, чем мягкие. И если эта сила при воздействии на стекло превышает силу, связывающую атомы между собой, то стекло разбивается. По этой же причине стакан, падая на кафельный пол, разлетается на осколки, а при падении на подушку остается целым.

Переходим на следующий уровень понимания: почему существует второй закон Ньютона? Причина в том, что все тела в нашем мире обладают инерцией. Что такое инерция и откуда она берется? Она возникает благодаря полю Хиггса (см. главу «“Божественная” частица Хиггса»). А что такое поле Хиггса? На данный момент этого не знает ни один человек. Очевидно, с каждым новым уровнем понимания объяснения становятся все сложнее, поэтому в конце концов наступает момент, когда уже ни у кого нет объяснений. И тогда помогают лишь математические формулы, которые, конечно, подтверждаются экспериментами, но уже недоступны человеческому пониманию.

Так, например, мы сегодня знаем, что две частицы света могут отдалиться друг от друга на любое расстояние, даже на межзвездное, но при этом оставаться взаимосвязанными (это так называемая квантовая запутанность). Как следствие, любое изменение в одной частице моментально (без всякой задержки!) вызовет соответствующее изменение в другой. Это противоречит нашему интуитивному опыту, и потому мы этого не понимаем – и никогда не поймем по-настоящему. Но квантовая механика снабжает нас математическими инструментами, чтобы объяснить эту странную запутанность, которая подтверждена экспериментально. Даже Эйнштейн говорил о колдовской природе этого феномена и так и не осознал его в течение всей своей жизни. Но нам теперь известно, что именно так устроен наш мир. С ума сойти можно!

Таким образом, наука напоминает строительство Вавилонской башни. С каждым камнем, заложенным в ее стены, мы приближаемся к вечным истинам мироздания, но никогда не доберемся до них окончательно.

При строительстве башни надо полагаться на специалистов, иначе она в какой-то момент рухнет. Но всегда найдутся умники, которые считают, что любую сложную вещь можно объяснить простыми словами. Иногда такое возможно, особенно если удается найти какую-то удачную аналогию. Правда, аналогии часто оказываются ложными.

Поэтому в нашем сложном мире даже непонятное, но логически выстроенное объяснение, скорее всего, окажется ближе к истине, чем любая простая и наивная аналогия. И наоборот, любое простое объяснение с большой долей вероятности будет неправильным. Относительно того, каким образом наш мир был создан за семь дней, существует общеизвестное и простое объяснение. Но чрезвычайно сложная научная теория Большого взрыва со всеми ее еще менее понятными инфляционными моделями Вселенной, видимо, все-таки ближе к истине. Эту мысль хорошо выразил американский публицист Генри Луис Менкен (1880–1956): «У каждой сложной проблемы есть решение, которое подкупает своей простотой, но является неправильным».

МОЖНО ЖИТЬ И С НЕПОНИМАНИЕМ

Как бы я ни пытался растолковать вам в своей книге эту сумасшедшую физику, все имеет границы. За одними из них заканчивается ваше понимание, а потом приходит очередь других, где бессильны и ученые. Оба типа границ индивидуальны, но они тем не менее существуют. И все мы должны научиться жить с этим непониманием.

Работая над этой книгой, редактор в издательстве не раз говорила мне, что читателям будет трудно понять некоторые места. Она, разумеется, права. Книга представляет собой попытку настолько упростить такой крайне сложный предмет, как физика, чтобы создать у читателей хотя бы подобие понимания, которое позволило бы им (как, впрочем, и физикам, которые тоже далеко не во всем разбираются) склонить голову перед величием Вселенной.


С этой книгой читают
Фредерик Лейн – авторитетный американский исследователь – посвятил свой труд истории Венеции с самого ее основания в VI веке. Это рассказ о взлете и падении одной из первых европейских империй – уникальной в своем роде благодаря особому местоположению. Мореплавание, морские войны, государственное устройство, торговля, финансы, экономика, религия, искусство и ремесла – вот неполный перечень тем, которые рассматривает автор, представляя читателю об
Еще в древности люди познавали мир, наблюдая за животными и анализируя их поведение. Теперь же, в XXI веке, мы можем делать это совсем на другом уровне. Интернет животных – важнейшее достижение человечества – решает сразу несколько проблем. Во-первых, при помощи него мы становимся ближе к животному миру и лучше понимаем братьев наших меньших. Во-вторых, благодаря этой сенсорной сети мы получаем доступ к новым знаниям и открытиям.В книге представл
В книге Стива Строгаца представлен увлекательный обзор того, как происходит спонтанное упорядочение ритмов в природе. Автор затрагивает широкий спектр научных и математических вопросов, но основное внимание уделяет феномену синхронизации, который наблюдается в свечении светлячков, ритмичном биении сердец, движении планет и астероидов. Используя для иллюстрации своих глубоких идей интересные метафоры и жизненные ситуации, Строгац создал настоящий
Дженна Гиббс исследует мир связанной с театром печатной продукции по обе стороны Атлантики в период Американской революции и первой половины XIX века, рассматривая споры о месте темнокожих людей в англо-американском культурном пространстве. Гиббс задается вопросом, включали ли популярные развлечения темы свободы, прав человека, рабства как зла. Ее выводы оказываются нелестными как для Соединенных Штатов, так и для Великобритании. Британцы изображ
«Хаос повсюду» – фантастический роман Евгения Старухина, шестая книга цикла «Лесовик», жанр боевое фэнтези, LitRPG.Освободились боги двух стихий: хаоса и порядка. Что это принесёт миру, как отразится на главном герое, который является адептом одного из них? Насколько тяжело остаться самим собой, когда твой виртуальный бог сует свой нос абсолютно везде, даже в личную жизнь в реальности…
Все персонажи романа “Грязь кладбищенская” мертвы, но упокоены ли? Загробное бытие нисколько не убавило в них горячего интереса к новостям, свежим сплетням и слухам из мира живых. Лежа под землей, они злословят, подличают, врут, заискивают и сводят счеты едва ли не более увлеченно, чем когда-то на земле. Однако поделать уже ничего не могут – им остается только разговаривать, и потому весь роман написан целиком как полилог. Книга-театр, “Грязь кла
Земля после апокалипсиса, скорее всего ядерного. На планете суровая зима. Человечество разделилось на тех, кто живёт в подземных городах, и "сдвинутых", оставшихся на поверхности и сумевших приспособиться к суровым условиям. Люди тем не менее не забывают "старой" жизни и чтут традиции, создают новые.
Воспоминания автора о школьных годах, проведенных в далеком северном городке, в компании бати (чужого!), ставшего своего рода злым гением в его жизни. Преподанные батей уроки, память о которых заставляет проронить улыбку, сохранили свою значимость сквозь года и побудили запечатлеть на бумаге пару-тройку баек об этом человеке…