Вся физика в 15 уравнениях
Шрифт:
21
Обычно называемый SPS — суперпротонный синхротрон, запущенный в 1976 г. В режиме встречных пучков протонов и антипротонов (SppS) он работал с 1981 по 1984 г. — Прим. перев.
22
Теория электрослабого взаимодействия Вайнберга-Глешоу-Салама, удостоенная Нобелевской премии в 1979 г. — Прим. перев.
23
Имеется в виду то, что именно Эйнштейн написал письмо, в котором настоятельно с позиции своего непререкаемого авторитета убеждал президента США разработать военную ядерную программу с целью создания оружия. Без этого письма,
24
В уравнениях Максвелла вообще никак не используется скорость движения зарядов и полей, то есть неявно предполагается инвариантность законов электродинамики относительно движения. Эксперименты, проведенные в конце XIX в. английскими физиками Майкельсоном и Морли, явным образом продемонстрировали независимость скорости света от направления распространения при движении излучателя. Эти результаты подтолкнули теоретика Хендрика Лоренца к поиску объяснения такого эффекта. — Прим. перев.
25
За это время любые известные на тот момент источники химической энергии (горение топлив) исчерпали бы исходную массу реагирующих веществ. — Прим. перев.
27
Лишь Отто Ган получил Нобелевскую премию по химии в 1944 г. Но отнюдь не Лиза Мейтнер, которая действительно первой поняла механизм ядерного деления, один из худших примеров дискриминации… (Мутная и темная история, в которой, возможно, и не было места для дискриминации по половому признаку. Скорее всего, против Мейтнер голосовал член Нобелевского комитета Сигбан, в лаборатории которого она работала после бегства из Австрии, недовольный тем, что сотрудничала она с ним, а статьи писала с Ганом и Фришем. — Прим. перев.)
28
Из-за их еврейского происхождения: и Мейтнер, и Эйнштейн были вынуждены бежать из фашистской Германии. — Прим. перев.
29
Подлинный текст этой цитаты Оппенгеймера из Бхагавад-Гиты таков: «Если сияние тысячи солнц вспыхнуло бы в небе, это стало бы подобно блеску Всемогущего. Я становлюсь смертью, сокрушительницей миров.» Оппенгеймер увлекался индийской культурой и философией, но нет никаких свидетельств, что эту фразу он произнес сразу после испытаний. Впервые она была произнесена через несколько лет в одном из интервью для прессы. «Ярче тысячи солнц» — так называлась книга Роберта Юнга, посвященная драматической истории создания ядерно-го оружия. — Прим. перев.
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
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.