Seitsemän lyhyttä fysiikan oppituntia - kirjan katsaus

• Saattaa 6, 2024

Lessons ja fysiikka ovat otsikossa, mutta älä paniikki. Vaikka Carlo Rovelli on voimakas teoreettinen fyysikko, hän ei luennoi lukijaa. Hän jakaa käsityksensä modernin fysiikan omituisesta maailmankaikkeudesta filosofisena ja sielussaan runoisena ihmisenä.

Jos tapasit fysiikan koulussa, olet ehkä löytänyt sen matemaattiseksi, mystifisoivaksi ja arkiseksi. Mutta Seitsemän lyhyttä fysiikan oppituntia ei mikään siitä. Se on tulkinta joihinkin nykyfysiikan tärkeimmistä ideoista ja paikastamme tässä maailmankaikkeudessa. Carlo Rovellin tieteellinen toiminta on kvanttipaino, mutta hän on myös opettanut monien vuosien ajan suhteellisuusteoriaa ja tieteen historiaa ja filosofiaa Aix-Marseille-yliopistossa Etelä-Ranskassa.

Se On lyhyt
Otsikko sanoo lyhyt ja se mitä saat. Se on kahdeksankymmentä sivua pitkä ja siinä on kiitettävän luettavissa olevat kirjasimet. Jokainen luku on laajennus artikkelista, jonka Rovelli kirjoitti sunnuntain sanomalehdelle. Hän sanoo:
Nämä oppitunnit on kirjoitettu niille, jotka tietävät vain vähän tai ei mitään modernista tieteestä. Yhdessä ne tuottavat nopean yleiskatsauksen fysiikassa 2000-luvulla tapahtuneen suuren vallankumouksen mielenkiintoisimpiin puoliin ja kysymyksiin ja mysteereihin, jotka tämä vallankumous on avannut.

Kaksi loistavaa teoriaa, mutta siinä on ongelma
Yli puolet teoksesta käsittelee kahta 1900-luvun kruunattavaa saavutusta - Einsteinin yleistä suhteellisuusteoriaa ja kvanttimekaniikkaa. Suhteellisuustehtävät käsittelevät kosmoksen suurta rakennetta, kun taas kvanttimekaniikka sukeltaa Alice in Wonderland -maailmaan pienimmistä osista, mistä kaikki on tehty.

Suhteellisuusteoria
Suuri venäläinen fyysikko Lev Landau nimitti suhteellisuusteoriaa "kauneimmaksi teorioiksi" ja Rovellin samaa mieltä.

Isaac Newtonille tila oli tyhjä lukuun ottamatta siinä olevia esineitä, kuten tähtiä ja planeettoja. Nämä esineet vaikuttivat toisiinsa painovoiman kautta. Newton itse ei ollut tyytyväinen voimaan, joka reagoi hetkessä jopa suurilla etäisyyksillä, mutta hänen yhtälönsä toimivat, ja kukaan ei tiennyt kuinka viedä sitä pidemmälle. Einsteiniin saakka.

Einsteinin loistava näkemys johti hänet siihen johtopäätökseen, että avaruus ei ole mitään ja painovoima ei ole voima. Avaruudessa on ainetta ja sitä vääntää aineen läsnäolo. Kun aine käyrää tilaa, asiat liikkuvat avaruudessa kaarevuutta pitkin, kuten jotain saattaa tulla huvipuiston radalla. Avaruuden taipuminen tähden ympärille on esitetty kirjan ainoassa yhtälössä.

Armollisesti, Rovelli kutsuu meidät vain ihailemaan yhtälön tyylikästä yksinkertaisuutta tarvitsematta ymmärtää sitä. Minun olisi kuitenkin pitänyt olla eri mieltä hänen väitteistään, jonka mukaan "tekniikan hallitseminen tämän yhtälön lukemiseen ja käyttämiseen" vie vähemmän sitoutumista ja vaivaa kuin "arvioida myöhäisen Beethoven-jousikvarteton harvinaista kauneutta". Luulen arvostavan Beethovenia jo kauan ennen kuin pystyin hyödyntämään Einsteinin yhtälöä.

Kvanttimekaniikka ja hiukkaset
Perushiukkaset, jotka kaiken muodostavat, ovat omituisessa kvantimaailmassa. Nämä peruskomponentit on kuvattu Vakio malli. Se sisältää "kourallisen tyyppisiä alkuainehiukkasia, jotka värähtelevät ja vaihtelevat jatkuvasti olemassaolon ja olemattomuuden välillä ja parvivat avaruudessa, vaikka näyttää siltä, ​​ettei siellä ole mitään."

Ne ilmaantuvat olemassaoloon vasta kun ovat vuorovaikutuksessa jonkun muun kanssa. YOW! Rovelli selittää sen edelleen hienosti, mutta myöntää, että kukaan ei oikein ymmärrä mitä tällä tasolla tapahtuu. (Se lohduttaa lukijoita.)

Konflikti
Tanskalainen fyysikko Niels Bohr oli yksi kvanttifysiikan näyttelyn suurista johtajista. Hän ja Einstein ihailivat toisiaan, mutta heidän mielipiteensä olivat olemassaolon todellisuuden suhteen erilaisia. Einstein piti olemassa olevaa todellisuutta, jossa kvanttiefektiillä oli järkeä, vaikka emme olekaan havainneet sitä. Bohr ei.

Relatiivisuuden ja kvanttifysiikan välinen ristiriita ei ole filosofinen. On piste, jossa he ovat ristiriidassa keskenään. Tämä ei kuitenkaan ole käytännöllinen ongelma. Yleinen suhteellisuusteoria on testattu useita kertoja ja läpäissyt testit aina. GPS toimii vain tarkasti, koska se ottaa yleisen suhteellisuustekijän huomioon. Ja vaikka kvantimekaniikka näyttää hullualta, se toimii. Sinulla ei olisi tietokonetta ilman sitä.

Joten miten he molemmat voivat olla oikeassa melkein koko ajan, silti jossain vaiheessa ollaan ristiriidassa keskenään? Se on jotain, joka pitää Rovellin kaltaiset teoreettiset fyysikot ahkerassa työssä.

itse
Rovelli omistaa yhden oppitunnin siitä, kuinka näkemyksemme kosmosta on kehittynyt vuosituhansien ajan pienestä maapallon keskittyvästä universumista valtavaksi laajenevaksi.Mutta maailmankaikkeus ei ole jotain, josta olemme erillään, ja viimeisessä oppitunnissa hän pohtii paikkaamme maailmankaikkeudessa. Tämä on spekulatiivisempaa kuin muut luvut, mutta tietenkin olemme aina kiinnostuneita itsestämme.

Lukemisen arvoinen?
Kirja on hyvin kirjoitettu, harkittu ja rohkaiseva. Rovelli kirjoitti sen italiaksi, ja se on ollut myydyin monilla kielillä. Minun on myös kiitettävä kääntäjiä (Simon Carnell ja Erica Segre) erittäin luettavasta englanninkielisestä versiosta. Ja kun tarkastelemme joitain verkkosivustoja, joissa on lukija-arvosteluita, näyttää siltä, ​​että ihmiset todella lukevat kirjaa. He myös saavat jotain irti siitä. Se saattaa tehdä mukavan lahjan tuntemallesi.

Carlo Rovelli, Seitsemän lyhyttä fysiikan oppituntia, Penguin Books Ltd, 2016

Huomaa: Kopio teoksesta annettiin minulle lahjana.

Video-Ohjeita: #002 MATEMATIIKAN KIELIOPPI (Saattaa 2024).