В рубриката Четиво Дневник публикува откъс от Седем кратки беседи

...
В рубриката Четиво Дневник публикува откъс от Седем кратки беседи
Коментари Харесай

Откъс от "Седем кратки беседи по физика" на Карло Ровели

В рубриката " Четиво " " Дневник " разгласява фрагмент от " Седем къси беседи по физика ", с създател Карло Ровели, възложен от Издателство " Жанет 45 "

" Тези беседи са предопределени за читатели, на които актуалната просвета е едва позната или напълно непозната. Взети дружно, седемте глави съставляват бърз обзор на някои от най-значимите и завладяващи аспекти от огромната гражданска война, настъпила във физиката през XX век, и основно на въпросите и загадките, подбудени от нея. Защото науката ни дава визия по какъв начин най-добре да разбираме света, само че и ни демонстрира необятността на всичко, което още не сме си изяснили.

Първата сказка е отдадена на общата доктрина на относителността на Алберт Айнщайн, " най-красивата от съществуващите ". Втората – на квантовата механика, в която се коренят някои от най-объркващите въпроси на днешната физика. Третата се занимава с космоса, със градежа на Вселената, която обитаваме. Четвъртата е за обикновените частици. Петата преглежда квантовата гравитация и полаганите сега старания да се съберат в едно великите теории от предишния век. Шестата е за вероятността и топлинното лъчение на черните дупки. Последният дял от тази книга, наместо умозаключение, се връща към нас самите и се пита по какъв начин би трябвало да мислим себе си на фона на чудния свят, разказан от физиката. "
Из увода на Карло Ровели

Отзиви:

" Карло Ровели е талантлив с рядката опитност да предава най-сложните научни теории в понятен и занимателен тип. "
— The Guardian

" Тази книга способства за припознаването на науката като неразривна част от културата ни. И точно тъй като е такава, четем ненаситно за общата доктрина на относителността както ненаситно слушаме Моцарт или гледаме Леонардо. "
— Il fatto quotidiano

" Тази очарователна книга от Карло Ровели, италиански научен физик, се вглежда във физиката като в непрекъснато изменящ своя образ поход към по-доброто схващане на нашата Вселена, а не като общ брой от неизменими естествени закони. Тези седем беседи са радостна възхвала на чудото на науката. "
— Publishers Weekly

" Ровели е уверен, че науката очарова неспециалистите, стига да им се изясни както прилича. Успехът на книгата му подсказва, че може и да е прав. Поетичните и облекчени от профилирани понятия Седем къси беседи по физика се трансфораха в най-бързо разпродадения теоретичен дебют за всички времена на издателство Пенгуин. "
— The Spectator

" Ако действителността е танц, то този човек е Нижински. "
— The Times

" Карло Ровели има скъп гений: този на обаятелния повествовател. Именно тъй като сме си разказвали истории, сме се сдобили с огъня. И по същата причина сме преплавали Атлантическия океан в паянтова лодчица, надделели сме Хитлер и сме създали " огромния скок за човечеството " на Луната. "
— Linkiesta

Читателите на " Дневник могат " да се възползват от 10% отстъпка от цената в Ozone.bg при въвеждане на код Dnevnik10. Поръчай книгата с безвъзмездна доставка тук

Първа сказка
Най-красивата доктрина

Като момче Алберт Айнщайн изкарва цяла година в мързеливо шляене. Ако човек не губи време, до средата не стига – нещо, което родителите на младежите за жалост постоянно не помнят. Това се случва в Павия. Той е там при своето семейство, откакто е изоставил учението си в Германия, където гимназиалната дисциплинираност не му понася. Началото на века е и – в Италия – началото на промишлената гражданска война. Баща му, инженер, взе участие в градежа на първите електроцентрали в Паданската низина. Алберт чете Кант и в свободното си време върви на лекции в Павийския университет – просто така, за многообразие, без да е записан и без да поставя изпити. Така се раждат същинските учени.

После се записва в Университета в Цюрих и се гмурва във физиката. Не след дълго, през 1905 година, изпраща няколко публикации на най-важното научно списание по това време, Анали на физиката (Annalen der Physik). Поне за три от тях заслужава Нобеловата премия. Първата потвърждава, че атомите фактически съществуват. Втората отваря вратата към квантовата механика, за която ще приказваме в идната сказка.

Третата излага първата Айнщайнова доктрина на относителността (наричана през днешния ден " специфична доктрина на относителността " ) – същата, която обяснява по какъв начин времето не минава еднообразно за всички: двама близнаци, от които единият е подхванал високоскоростно странствуване, ще се срещнат още веднъж на друга възраст.

Айнщайн внезапно се трансформира в академик с авторитет и получава оферти за работа от разнообразни университети. Но нещо не му дава мира: теорията на относителността, нищо че е посрещната с незабавен възторг, не се връзва с това, което е известно за гравитацията (тоест по какъв начин падат нещата). Той вижда това, до момента в който написа обзорна публикация за теорията си и се запитва дали вехтият, церемониален закон за " всемирното привличане " на патриарха Нютон не би трябвало също да бъде преразгледан, с цел да се напасне към новата релативност.

Посвещава се на този проблем. Решението му лишава 10 години: 10 години трескаво учене, проби, неточности, блуждаене, неточни изявления, неочаквани прозрения, подвеждащи хрумвания. В последна сметка през ноември 1915 година предава за щемпел текст с към този момент готово позволение на въпроса: нова доктрина на гравитацията, на която дава името " обща доктрина на относителността " – неговият шедьовър. " Най-красивата от съществуващите физически теории ", както я назовава великият съветски физик Лев Ландау.

Съществуват безспорни шедьоври, които провокират у нас мощни усеща – Реквиемът на Моцарт, Одисеята, Сикстинската шапка, Крал Лир... За да ги възприемем в цялостния им искра, може да ни е необходим интервал на подготовка, само че премията за усилието е чистата хубост. И освен: очите ни се отварят с нов взор към света. Общата релативност, бижуто на Алберт Айнщайн, е тъкмо подобен случай.

Спомням си страстта, която изпитах, когато започнах да вниквам в нея. Беше лятото преди последната година от следването ми. Намирах се на един калабрийски плаж – в градчето Кондофури, – потопен в средиземноморското слънце и гръцкия език. Най-добре се учи през ваканциите – няма вървене на лекции, което да ни разсейва.

Прелиствах един учебник с нагризани от мишките ръбове – бях го употребявал, с цел да задръствам нощем дупките на клетите животинки в разнебитената, леко хипарска къща на умбрийския рид, където ходех да се избавям от университетската досада в Болоня. От време на време подвигах очи от страниците, с цел да погледна искрящото море, и ми се струваше, че виждам изкривяването на пространството и времето, което си е представял Айнщайн.

Беше като магия: като че ли другар нашепваше в ухото ми изумителна скрита истина и внезапно издърпваше булото сред мен и действителността, с цел да оголи един по-простичък и бездънен ред на нещата... Откакто знаем, че Земята е кръгла и се върти като вманиачен пумпал, сме наясно също, че действителността не е каквато ни се коства.

Колко е вълнуващо, щом зърнем ново парченце от нея! Поредното покривало, което пада... И въпреки всичко, измежду множеството скокове, с които знанието ни се е придвижвало напред в течение на историята, този на Айнщайн като че ли няма еднакъв. Защо ли? Главно тъй като в мига, в който схванем правилото на неговата доктрина, тя се оказва изненадващо семпла. Ще обобщя главната ѝ концепция.

Нютон се пробва да изясни повода, заради която предметите падат, а планетите се въртят. Представя си " мощ ", която тегли всички тела едно към друго и я назовава " мощ на привличане ". Как по-точно тя придърпва отдалечени неща, без те някак да са свързани, не е ясно – великият академик внимателно заобикаля формулирането на хипотези по въпроса. Освен това Нютон позволява, че телата се местят из пространство, което е нещо като огромен празен съд – " резервоар " за Вселената. Огромна конструкция вид скеле, в която предметите се движат по права линия, до момента в който някоя мощ не я изкриви. От какво е направено това съдържащо света пространство, измислено от Нютон, също няма пояснение.

Броени години преди раждането на Айнщайн двама забележителни английски физици, Фарадей и Максуел, прибавят още една съставна част към студения свят на Нютон: електромагнитното поле. Полето е нещо действително, навсякъде, което предава радиовълните, изпълва пространството, може да вибрира и да се къдри като езерна повърхнина и " разнася " електрическата мощ.

Още от момче Айнщайн е удивен от магнитното поле, което върти роторите на строените от татко му електроцентрали, и откакто проумява, че гравитацията, сходно на електричеството, по всяка възможност също е носена от поле (трябва да съществува " гравитационно поле ", аналогично на електрическото), се пробва да разбере по какъв начин ли е устроено то и какви уравнения могат да го опишат.
И тук идва изключителната концепция, чистият му талант: гравитационното поле не е в пространството, то е пространството. Това точно е концепцията на общата доктрина на относителността.

" Пространството " на Нютон, в което се движат телата, и " гравитационното поле ", което придвижва силата на гравитацията, са едно и също.

Бляскаво просветление. Впечатляващо опростяване на света: пространството към този момент не е нещо, друго от материята, а един от материалните съставни елементи на света. Нещо, което се къдри, огъва, извива, усуква. Тоест ние не сме ситуирани в твърдите рамки на някакво невидимо скеле, а сме потопени в гигантско пластично мекотело.

Слънцето огъва пространството към себе си и Земята се върти към него не тъй като я тегли загадъчна мощ, а тъй като се носи по права линия през накланящо се пространство – като топче, търкулнато във фуния. Няма неведоми " въздействия ", подбудени в центъра на фунията – чисто и просто извитите ѝ стени принуждават топчето да разказва кръгове. Планетите обикалят към Слънцето и нещата падат, тъй като пространството се огъва.

Как може да се записва това деформиране на пространството? Най-големият математик на ХIХ в., Карл Фридрих Гаус, " принцът на математиците ", намира нужните формули, с цел да опише криволинейните двуизмерни повърхнини (повърхността на хълмовете, да речем), след което разпорежда на един собствен кадърен студент да заключи в това изложение и пространствата с три или повече измерения. Въпросният студент, Бернхард Риман, се впуска в трудоемка докторска дисертация – от тези, които на пръв взор наподобяват напълно безполезни. В последна сметка обаче свойствата на изкривеното пространство се оказват уловени от избран математически обект, който през днешния ден назоваваме тензор на Риман и бележим с R.

Айнщайн формулира уравнение, което гласи, че R е пропорционалeн на силата на материята. Тоест пространството се изкривява там, където има материя – ни повече, ни по-малко. Стига половин ред, с цел да се запише. Едно озарение (пространството се огъва) и едно уравнение. Ала в това уравнение се съдържа цяла сияйна галактика. Разкрива се вълшебното благосъстояние на теорията. Фантастичен низ от предсказания, които наподобяват на бълнуването на безумец, само че по-късно биват емпирично доказани до последното.

За начало – уравнението разказва по какъв начин се изкривява пространството към звезда. Заради изкривяването освен планетите кръжат в орбита към звездата, само че и праволинейната траектория на светлината се нарушава. Айнщайн предсказва, че Слънцето отклонява светлината. През 1919 година се правят съответните измервания и това се оказва правилно.

Да, само че освен пространството се изкривява, прави го и времето. Айнщайн предсказва, че времето минава по-бързо във високото и по-бавно в ниското, покрай Земята. Правят се измервания, става известно правилно. Макар и едвам доловимо, когато се срещнат след време, близнакът, живял край морето, ще е малко по-млад от близнака, живял в планината. И това е единствено началото.

Щом някоя огромна звезда изхаби всичкото си гориво (водорода), тя угасва. Онова, което остава, към този момент не се държи от топлината на горенето, срутва се, смазано под личната си тежест, и огъва пространството толкоз мощно, че се продънва в същинска яма. Става дума за фамозните черни дупки. Докато следвах, те бяха считани за съвсем невероятните предсказания на една езотерична доктрина. Днес се следят със стотици в небето и се учат в детайлности от астрономите.

Но има и още. Пространството може да се раздипля, разтяга – освен това, уравнението на Айнщайн демонстрира, че то не е в положение да стои спокойно, а би трябвало непрекъснато да се уголемява. И фактически, през 1930 година разширението на Вселената бива открито посредством наблюдаване.

Същото уравнение допуска, че упоменатото разширение произтича от експлоадирането на някоя доста мъничка и гореща млада галактика: ето ви го и Големия гърмеж. За следващ път никой не има вяра, само че доказателствата се натрупат, до момента в който в небето не се открива галактическото реликтово лъчение – разсеяното зарево, останало от топлината на началния гърмеж. Така плануваното по въпроса в уравнението на Айнщайн се сбъдва.

Теорията предсказва също, че пространството се дипли като морската повърхнина. Ефектът от тези " гравитационни талази " се следи в небето над двойните звезди и съответствува с прогнозите на Айнщайн със смайваща акуратност: до едно на 100 милиарда. И по този начин нататък.

Теорията на относителността разказва един пъстър и изумителен свят, в който избухват вселени, пространството пропада в безизходни дупки, времето се забавя при снижаването си над планетата, а безбрежната простор на междузвездното пространство се вълнува и къдри като повърхността на морето...

Всичко това малко по малко изплуваше от моя нагризан от мишките учебник и не беше измислица, разказана от мечтател в припадък на безумство, нито последица от калабрийския припек, мираж над водните отражения. Беше истина. Или по-скоро – един малко по-фокусиран взор към действителността, в сравнение с сме привикнали в баналната неизясненост на делника. Реалност, която също наподобява направена от сънища, и въпреки всичко е по-действителна от нашия замъглен всекидневен сън.

Предсказанията на Айнщайн са плод на следното обикновено досещане: пространството и полето са едно и също. И на простичкото уравнение, което не мога да се сдържа и ще приведа тук. Дори да не сте в положение да го дешифрирате, най-малко да видите какъв брой е семпло:

Rab - ½ R gab = Tab

Ни повече, ни по-малко. Вярно, с цел да го прочетем, би трябвало да се потрудим известно време и да " смелим " Римановата математика, да се сдобием с нужната техника. Трябва да вложим благосклонност и старание. Но не повече от тези, които се желаят, с цел да почувстваме ефирната хубост на някой от последните квартети на Бетовен. И в единия, и в другия случай сме възнаградени с хубост и нови очи за съзерцание на света.

Всичко, което би трябвало да знаете за: Четиво (858)
Източник: dnevnik.bg

СПОДЕЛИ СТАТИЯТА


Промоции

КОМЕНТАРИ
НАПИШИ КОМЕНТАР