Исследователи из IBM измерили один квант тепла

Поделиться



Что мы не можем решить уже 120 лет

Поделиться



Многие не знают например, что знаменитая и Великая теорема Ферма уже доказана, а есть ведь вообще пока не доказанные математические задачи.

В августе 1900 года в Париже состоялся II Международный Конгресс математиков. Он мог бы пройти незамеченным, если бы на нем не выступил немецкий ученый, профессор Давид Гильберт, который в своем докладе поставил 23 самые главные на тот момент, существенные проблемы, касающиеся математики, геометрии, алгебры, топологии, теории чисел, теории вероятностей и пр.

На данный момент решены 16 проблем из 23. Ещё 2 не являются корректными математическими проблемами (одна сформулирована слишком расплывчато, чтобы понять, решена она или нет, другая, далёкая от решения, — физическая, а не математическая). Из оставшихся пяти проблем две не решены никак, а три решены только для некоторых случаев.

Вот собственно весь список





Вот как выглядят на сегодняшний день проблемы Гильберта и их статус:

1. Континуум-гипотеза. Существует ли бесконечное кардинальное число строго между кардиналами множеств целых и действительных чисел? Решена Полом Коэном в 1963 г. — ответ на вопрос зависит от того, какие аксиомы используются в теории множеств.

2. Логическая непротиворечивость арифметики. Доказать, что стандартные аксиомы арифметики не могут привести к противоречию. Решена Куртом Геделем в 1931 г.: с обычными аксиомами теории множеств такое доказательство невозможно.

3. Равносоставленность равновеликих тетраэдров. Если два тетраэдра имеют одинаковый объем, то всегда ли можно разрезать один из них на конечное число многоугольников и собрать из них второй? Решена в 1901 г. Максом Деном, ответ отрицательный.

4. Прямая как кратчайшее расстояние между двумя точками. Сформулировать аксиомы геометрии на основе данного определения прямой и посмотреть, что из этого следует. Слишком расплывчатая задача, чтобы можно было рассчитывать на определенное решение, но сделано немало.

5. Группы Ли без опоры на дифференцируемость. Технический вопрос теории групп преобразований. В одной из интерпретаций ее решил Эндрю Глисон в 1950-е гг., в другой — Хидехико Ямабе.

6. Аксиомы физики. Разработать строгую систему аксиом для математических областей физики, таких как теория вероятностей или механика. Систему аксиом для вероятностей построил Андрей Колмогоров в 1933 г.

7. Иррациональные и трансцендентные числа. Доказать, что определенные числа являются иррациональными или трансцендентными. Решена в 1934 г. Александром Гельфондом и Теодором Шнайдером.

8. Гипотеза Римана. Доказать, что все нетривиальные нули римановой дзета-функции лежат на критической линии. 

9. Законы взаимности в числовых полях. Обобщить классический закон квадратичной взаимности (о квадратах по определенному модулю) на более высокие степени. Частично решена.

10. Условия существования решений диофантовых уравнений. Найти алгоритм, позволяющий определить, имеет ли данное полиномиальное уравнение со многими переменными решения в целых числах. Невозможность доказал Юрий Матиясевич в 1970 г.

11. Квадратичные формы с алгебраическими числами в качестве коэффициентов. Технические вопросы решения диофантовых уравнений со многими переменными. Решена частично.

12. Теорема Кронекера об абелевых полях. Технические вопросы обобщения теоремы Кронекера. Не доказана до сих пор.

13. Решение уравнений седьмой степени при помощи функций специального вида. Доказать, что общее уравнение седьмой степени не может быть решено с использованием функций двух переменных. В одной из интерпретаций возможность такого решения доказали Андрей Колмогоров и Владимир Арнольд.

14. Конечность полной системы функций. Расширить теорему Гильберта об алгебраических инвариантах на все группы преобразований. Опроверг Масаёси Нагата в 1959 г.

15. Исчислительная геометрия Шуберта. Герман Шуберт нашел нестрогий метод подсчета различных геометрических конфигураций. Задача в том, чтобы сделать этот метод строгим. Полного решения до сих пор нет.

16. Топология кривых и поверхностей. Сколько связанных компонент может иметь алгебраическая кривая заданной степени? Сколько различных периодических циклов может иметь алгебраическое дифференциальное уравнение заданной степени? Ограниченное продвижение.

17. Представление определенных форм в виде суммы квадратов. Если рациональная функция всегда принимает неотрицательные значения, то должна ли она обязательно выражаться в виде суммы квадратов? Решили Эмиль Артин, Д. Дюбуа и Альбрехт Пфистер. Верно для действительных чисел, неверно в некоторых других числовых системах.

18. Заполнение пространства многогранниками. Общие вопросы о заполнении пространства конгруэнтными многогранниками. Имеет отношение к гипотезе Кеплера, ныне доказанной.

19. Аналитичность решений в вариационном исчислении. Вариационное исчисление отвечает на такие вопросы, как «найти кратчайшую кривую с заданными свойствами». Если подобная задача формулируется при помощи красивых функций, то должно ли решение тоже быть красивым? Доказали Эннио де Джорджи в 1957 г. и Джон Нэш.

20. Граничные задачи. Разобраться в решениях дифференциальных уравнений физики в определенной области пространства, если заданы свойства решения на ограничивающей эту область поверхности. В основном решена (вклад внесли многие математики).

21. Существование дифференциальных уравнений с заданной монодромией. Особый тип комплексного дифференциального уравнения, в котором можно разобраться при помощи данных о его точках сингулярности и группе монодромии. Доказать, что может существовать любая комбинация этих данных. Ответ «да» или «нет» в зависимости от интерпретации.

22. Униформизация с использованием автоморфных функций. Технический вопрос об упрощении уравнений. Решил Пауль Кебе вскоре после 1900 г.

23. Развитие вариационного исчисления. Гильберт призывал к выдвижению новых идей в области вариационного исчисления. Многое сделано, но формулировка слишком неопределенная, чтобы задачу можно было считать решенной.

Очередной раз убедился, что это слова не из «моего мира». Так что у кого то еще есть шанс прославиться ...





КСТАТИ

За что еще дадут миллион долларов…


В 1998 году на средства миллиардера Лэндона Клея (Landon T. Clay) в Кембридже (США) был основан Математический институт его имени (Clay Mathematics Institute) для популяризации математики. 24 мая 2000 года эксперты института выбрали семь самых, по их мнению, головоломных проблем. И назначили по миллиону долларов за каждую.

Список получил название Millennium Prize Problems.

1. Проблема Кука

Нужно определить: может ли проверка правильности решения какой-либо задачи быть более длительной, чем получение самого решения. Эта логическая задача важна для специалистов по криптографии — шифрованию данных.

2. Гипотеза Римана

Существуют так называемые простые числа, например, 2, 3, 5, 7 и т. д., которые делятся только сами на себя. Сколько их всего, не известно. Риман полагал, что это можно определить и найти закономерность их распределения. Кто найдет — тоже окажет услугу криптографии.

3. Гипотеза Берча и Свиннертон-Дайера

Проблема связана с решением уравнений с тремя неизвестными, возведенными в степени. Нужно придумать, как их решать, независимо от сложности.

4. Гипотеза Ходжа

В ХХ веке математики открыли метод исследования формы сложных объектов. Идея в том, чтобы использовать вместо самого объекта простые «кирпичики», которые склеиваются между собой и образуют его подобие. Нужно доказать, что такое допустимо всегда.

5. Уравнения Навье – Стокса

О них стоит вспомнить в самолете. Уравнения описывают воздушные потоки, которые удерживают его в воздухе. Сейчас уравнения решают приблизительно, по приблизительным формулам. Нужно найти точные и доказать, что в трехмерном пространстве существует решение уравнений, которое всегда верно.

6. Уравнения Янга – Миллса

В мире физики есть гипотеза: если элементарная частица обладает массой, то существует и ее нижний предел. Но какой — не понятно. Нужно до него добраться. Это, пожалуй, самая сложная задачка. Для ее решения необходимо создать «теорию всего» — уравнения, объединяющие все силы и взаимодействия в природе. Тот, кто сумеет, наверняка получит и Нобелевскую премию.опубликовано 

 

Также интересно: 10 самых странных биологических открытий 2016 года  

Великие женщины-ученые и их открытия

 



Источник: masterok.livejournal.com/3313959.html

Что мы не можем решить уже 120 лет

Поделиться



Многие не знают например, что знаменитая и Великая теорема Ферма уже доказана, а есть ведь вообще пока не доказанные математические задачи.

В августе 1900 года в Париже состоялся II Международный Конгресс математиков. Он мог бы пройти незамеченным, если бы на нем не выступил немецкий ученый, профессор Давид Гильберт, который в своем докладе поставил 23 самые главные на тот момент, существенные проблемы, касающиеся математики, геометрии, алгебры, топологии, теории чисел, теории вероятностей и пр.

На данный момент решены 16 проблем из 23. Ещё 2 не являются корректными математическими проблемами (одна сформулирована слишком расплывчато, чтобы понять, решена она или нет, другая, далёкая от решения, — физическая, а не математическая). Из оставшихся пяти проблем две не решены никак, а три решены только для некоторых случаев.

Вот собственно весь список





Вот как выглядят на сегодняшний день проблемы Гильберта и их статус:

1. Континуум-гипотеза. Существует ли бесконечное кардинальное число строго между кардиналами множеств целых и действительных чисел? Решена Полом Коэном в 1963 г. — ответ на вопрос зависит от того, какие аксиомы используются в теории множеств.

2. Логическая непротиворечивость арифметики. Доказать, что стандартные аксиомы арифметики не могут привести к противоречию. Решена Куртом Геделем в 1931 г.: с обычными аксиомами теории множеств такое доказательство невозможно.

3. Равносоставленность равновеликих тетраэдров. Если два тетраэдра имеют одинаковый объем, то всегда ли можно разрезать один из них на конечное число многоугольников и собрать из них второй? Решена в 1901 г. Максом Деном, ответ отрицательный.

4. Прямая как кратчайшее расстояние между двумя точками. Сформулировать аксиомы геометрии на основе данного определения прямой и посмотреть, что из этого следует. Слишком расплывчатая задача, чтобы можно было рассчитывать на определенное решение, но сделано немало.

5. Группы Ли без опоры на дифференцируемость. Технический вопрос теории групп преобразований. В одной из интерпретаций ее решил Эндрю Глисон в 1950-е гг., в другой — Хидехико Ямабе.

6. Аксиомы физики. Разработать строгую систему аксиом для математических областей физики, таких как теория вероятностей или механика. Систему аксиом для вероятностей построил Андрей Колмогоров в 1933 г.

7. Иррациональные и трансцендентные числа. Доказать, что определенные числа являются иррациональными или трансцендентными. Решена в 1934 г. Александром Гельфондом и Теодором Шнайдером.

8. Гипотеза Римана. Доказать, что все нетривиальные нули римановой дзета-функции лежат на критической линии. 

9. Законы взаимности в числовых полях. Обобщить классический закон квадратичной взаимности (о квадратах по определенному модулю) на более высокие степени. Частично решена.

10. Условия существования решений диофантовых уравнений. Найти алгоритм, позволяющий определить, имеет ли данное полиномиальное уравнение со многими переменными решения в целых числах. Невозможность доказал Юрий Матиясевич в 1970 г.

11. Квадратичные формы с алгебраическими числами в качестве коэффициентов. Технические вопросы решения диофантовых уравнений со многими переменными. Решена частично.

12. Теорема Кронекера об абелевых полях. Технические вопросы обобщения теоремы Кронекера. Не доказана до сих пор.

13. Решение уравнений седьмой степени при помощи функций специального вида. Доказать, что общее уравнение седьмой степени не может быть решено с использованием функций двух переменных. В одной из интерпретаций возможность такого решения доказали Андрей Колмогоров и Владимир Арнольд.

14. Конечность полной системы функций. Расширить теорему Гильберта об алгебраических инвариантах на все группы преобразований. Опроверг Масаёси Нагата в 1959 г.

15. Исчислительная геометрия Шуберта. Герман Шуберт нашел нестрогий метод подсчета различных геометрических конфигураций. Задача в том, чтобы сделать этот метод строгим. Полного решения до сих пор нет.

16. Топология кривых и поверхностей. Сколько связанных компонент может иметь алгебраическая кривая заданной степени? Сколько различных периодических циклов может иметь алгебраическое дифференциальное уравнение заданной степени? Ограниченное продвижение.

17. Представление определенных форм в виде суммы квадратов. Если рациональная функция всегда принимает неотрицательные значения, то должна ли она обязательно выражаться в виде суммы квадратов? Решили Эмиль Артин, Д. Дюбуа и Альбрехт Пфистер. Верно для действительных чисел, неверно в некоторых других числовых системах.

18. Заполнение пространства многогранниками. Общие вопросы о заполнении пространства конгруэнтными многогранниками. Имеет отношение к гипотезе Кеплера, ныне доказанной.

19. Аналитичность решений в вариационном исчислении. Вариационное исчисление отвечает на такие вопросы, как «найти кратчайшую кривую с заданными свойствами». Если подобная задача формулируется при помощи красивых функций, то должно ли решение тоже быть красивым? Доказали Эннио де Джорджи в 1957 г. и Джон Нэш.

20. Граничные задачи. Разобраться в решениях дифференциальных уравнений физики в определенной области пространства, если заданы свойства решения на ограничивающей эту область поверхности. В основном решена (вклад внесли многие математики).

21. Существование дифференциальных уравнений с заданной монодромией. Особый тип комплексного дифференциального уравнения, в котором можно разобраться при помощи данных о его точках сингулярности и группе монодромии. Доказать, что может существовать любая комбинация этих данных. Ответ «да» или «нет» в зависимости от интерпретации.

22. Униформизация с использованием автоморфных функций. Технический вопрос об упрощении уравнений. Решил Пауль Кебе вскоре после 1900 г.

23. Развитие вариационного исчисления. Гильберт призывал к выдвижению новых идей в области вариационного исчисления. Многое сделано, но формулировка слишком неопределенная, чтобы задачу можно было считать решенной.

Очередной раз убедился, что это слова не из «моего мира». Так что у кого то еще есть шанс прославиться ...





КСТАТИ

За что еще дадут миллион долларов…


В 1998 году на средства миллиардера Лэндона Клея (Landon T. Clay) в Кембридже (США) был основан Математический институт его имени (Clay Mathematics Institute) для популяризации математики. 24 мая 2000 года эксперты института выбрали семь самых, по их мнению, головоломных проблем. И назначили по миллиону долларов за каждую.

Список получил название Millennium Prize Problems.

1. Проблема Кука

Нужно определить: может ли проверка правильности решения какой-либо задачи быть более длительной, чем получение самого решения. Эта логическая задача важна для специалистов по криптографии — шифрованию данных.

2. Гипотеза Римана

Существуют так называемые простые числа, например, 2, 3, 5, 7 и т. д., которые делятся только сами на себя. Сколько их всего, не известно. Риман полагал, что это можно определить и найти закономерность их распределения. Кто найдет — тоже окажет услугу криптографии.

3. Гипотеза Берча и Свиннертон-Дайера

Проблема связана с решением уравнений с тремя неизвестными, возведенными в степени. Нужно придумать, как их решать, независимо от сложности.

4. Гипотеза Ходжа

В ХХ веке математики открыли метод исследования формы сложных объектов. Идея в том, чтобы использовать вместо самого объекта простые «кирпичики», которые склеиваются между собой и образуют его подобие. Нужно доказать, что такое допустимо всегда.

5. Уравнения Навье – Стокса

О них стоит вспомнить в самолете. Уравнения описывают воздушные потоки, которые удерживают его в воздухе. Сейчас уравнения решают приблизительно, по приблизительным формулам. Нужно найти точные и доказать, что в трехмерном пространстве существует решение уравнений, которое всегда верно.

6. Уравнения Янга – Миллса

В мире физики есть гипотеза: если элементарная частица обладает массой, то существует и ее нижний предел. Но какой — не понятно. Нужно до него добраться. Это, пожалуй, самая сложная задачка. Для ее решения необходимо создать «теорию всего» — уравнения, объединяющие все силы и взаимодействия в природе. Тот, кто сумеет, наверняка получит и Нобелевскую премию.опубликовано 

 

Также интересно: 10 самых странных биологических открытий 2016 года  

Великие женщины-ученые и их открытия

 



Источник: masterok.livejournal.com/3313959.html

Как мыслят нобелевские лауреаты?

Поделиться



Чему можно поучиться у физика Ричарда Фейнмана, который получил Нобелевскую премию, играл на барабанах, писал картины и очень любил всё объяснять на примерах.

 

История жизни Ричарда Фейнмана будет интересна, даже если вы не стремитесь получить самую престижную научную награду, а просто хотите смотреть на окружающий мир с любопытством и глубоким пониманием. Словом, мыслить как марсианин.





Кто не знает о Фейнмане, тот не знает об удивительном и потрясающем учёном. Книги, лекции, рассказы современников открывают его как человека, соединяющего в себе невероятный интеллект и чувство юмора, детское любопытство и обаяние. Он создал совершенно новую область науки и при этом остался немного хулиганом. Исследование поведения муравьёв, потому что они вдруг проложили дорогу к его шкафу, или изучение биологии вместо отдыха — всё это было для него естественно.

 

Обучение на примерах

 

Сочинения, видеолекции и целый курс по физике дают возможность оценить нетипичный метод преподавания Фейнмана, который вдохновил несколько поколений студентов-физиков. При объяснении материала он применял способ, который всегда сам использовал в своей научной деятельности — приводил примеры.

 

Так уж я устроен: когда мне излагают задачу в общих понятиях, я не могу в ней разобраться, если не держу в уме конкретного примера и мысленно не примеряю к нему то, о чем мне рассказывают.

 

Фейнман стремился донести до студентов смысл явлений. Он хотел, чтобы каждый понял суть происходящего, действительно разобрался в новом материале, мог сам прикладывать полученные знания к другим явлениям. По курсу его лекций, который он читал в Калтехе, издана серия книг под названием «Фейнмановские лекции по физике». Они читаются скорее как приключенческий роман, чем как привычный учебник. 

Фейнман считал, если какой-то вопрос невозможно объяснить первокурснику так, чтобы он его понял, значит, этот вопрос просто недостаточно изучен. Главная особенность его работ — непривычный порядок изложения. Проблема стандартных пособий в том, что они редко показывают связь между различными науками, поэтому читателю сложно выстроить единую картину мира и чётко в ней ориентироваться. А Фейнман как будто волшебной нитью связывает многогранные физические явления в одну ткань мироздания. Он мгновенно переходит от анализа движения пружинки с грузиком к движению планет.

Так по-настоящему раскрывается всё великолепие науки, объясняющее устройство мира, и великолепие человеческого интеллекта, способного дойти до такого понимания. Возможно, именно от таких вещей и зарождается любовь к научному знанию.

 

Понимание вместо зубрёжки

 

Фейнман добивался, чтобы ученики не зубрили материал, а понимали. Впервые он столкнулся с «зубрёжкой» в Бразилии, куда его пригласили прочитать курс лекций по физике для группы студентов, будущих учителей. Они легко отвечали на вопросы, пока дело не доходило до практических заданий.

Ответы на них нужно было получить, немного поразмыслив, а не вспомнив — в учебниках не было аналогичных примеров. Требовалось применить теоретические знания к реальным задачам. Но этого студенты не могли. Позже Фейнман посетил лекцию в инженерной школе и понял, как такое происходило.





После лекции я спросил одного студента:

— Вы ведёте все эти записи. Что вы с ними делаете?
— О, мы их заучиваем. У нас будет экзамен.
— А какой будет экзамен?
— Очень простой. Я могу Вам прямо сейчас назвать один из вопросов, — он заглянул в тетрадь и сказал: «В каком случае два тела считаются эквивалентными?». А ответ: «Два тела считаются эквивалентными, если равные вращательные моменты производят равные ускорения».


Так что, как видите, они могли сдавать экзамены, и «учить» всё это, и не знать абсолютно ничего, кроме того, что они вызубрили.

Ральф Лейтон и Ричард Фейнман,

«Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!»

 

Студенты просто запоминали слова, не понимая смысла. Если в задаче встречалось знакомое определение, они могли быстро и легко его отчеканить. Но вот привести конкретный пример или решить на основе определения задачу, подобие которой не разбиралось в учебниках, они попросту не могли. Они не знали ничего кроме слов, которые запомнили.

 

Достанет ли динозавр до окна?

 

В лекциях Фейнмана очень мало научного сухого языка. Он хотел донести до студентов, что учиться надо через понимание, а не запоминание. Сам учёный усвоил это правило с самого детства: такой способ познания привил ему отец, который, хоть и не был учёным, отлично понимал, что и как устроено в мире.

 

Мы читали, скажем, о динозаврах. Книга рассказывала о тираннозавре рексе и утверждала что-то вроде: «Этот динозавр двадцать пять футов в высоту, а ширина его головы – шесть футов». Тут мой папа переставал читать и говорил: «Давай-ка посмотрим, что это значит. Это значит, что если бы он оказался на нашем дворе, то смог бы засунуть голову в это окно». (Мы были на втором этаже.) «Но его голова была бы слишком широкой, чтобы пролезть в окно». Всё, что он мне читал, он старался перевести на язык реальности.

Ричард Фейнман, «Какое тебе дело до того, что думают другие?»



Сказать почти то же самое

 

Возможно, на отношение Фейнмана к формальному языку повлияло участие в одной междисциплинарной конференции. Перед ней участникам присылали статьи для ознакомления. Читая одну из них, Фейнман чувствовал себя очень неуверенно, поскольку не понимал ни слова. Но настойчивости ему было не занимать.

 

Я притормозил на первом попавшемся месте и внимательно прочитал следующее предложение. В точности я его не помню, но оно было очень похожим на такое: «Индивидуальный член социального общества нередко получает информацию по визуальным, символьным каналам». Повертел я это предложение так и сяк и наконец перевел его на нормальный язык. Знаете, что оно означало? «Люди читают».

Ральф Лейтон и Ричард Фейнман,

«Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!»

 

Как ловко авторы скрыли за громкими словами банальную мысль! Иногда, когда в работе нет новизны и ценности, их отсутствие прикрывают слишком «заумной» речью, так что читатели считают, будто глубина темы им не по зубам, хотя автор всего лишь стремится пустить пыль в глаза. Присмотритесь: если текст перегружен терминами, определениями, понятиями, может, он ими прикрывает свою пустоту?





Как вы оцениваете свою жизнь?

 

Ричард Фейнман не преклонялся перед авторитетами. Сам он признавался, что, когда говорит о физике, забывает обо всём остальном. В том числе о приличиях и громком имени собеседника.

После одного из собраний Нильс Бор пригласил его к себе на дискуссии, потому что Фейнман был единственным, кто не боялся возразить известному учёному. Их споры сводились к одному — поиску истины, а поэтому регалии и статус отбрасывались в сторону.

Ещё одно свойство, которое было присуще Фейнману — упорство. Искать противоречия, придумывать новые методы, проверять их работоспособность, снова и снова возвращаться к началу после неудач, обдумывая решения — таким был его путь к чему-то новому. Никакие научные открытия не происходят быстро: для этого нужна огромная мыслительная работа, настойчивость и любовь к своему занятию.

 

Также интересно: Пико Айер: Искусство взять паузу  

Хорхе Букай: 20 шагов на пути к себе

 

Конечно, нет пошаговой инструкции для получения премии или достижения выдающихся результатов, но истинное понимание, отсутствие слепой веры авторитетам и упорство всегда будут помощниками на этом пути.

 

— Какова твоя оценка жизни?
— 64.
— Почему ты назвал «64»?
— А каким способом вы предлагаете оценивать жизнь?
— Да нет, почему ты назвал «64», а, скажем, не «73»?
— Если бы я назвал «73», вы задали бы мне этот же вопрос.


Ричард Фейнман в разговоре с психиатром военной медицинской комиссии

  опубликовано   Автор: Ирина Хромова

 



Источник: newtonew.com/discussions/nobel-howto

Физика, с которой вы сталкиваетесь ежедневно

Поделиться



Появилась в продаже книга Луиса Блумфилда «Как все работает. Законы физики в нашей жизни». Расскажем о том, почему её стоит прочитать — особенно если физика представляется вам чем-то скучным и непонятным.

Поднимаясь утром с пружинного матраса, включая электрический чайник, согревая руки о чашку кофе и проделывая ещё десятки повседневных вещей, мы редко задумываемся о том, как именно всё это происходит. Возможно, в чьей-то памяти одиноким осколком торчит закон Ома или правило буравчика (хорошо, если вы вообще помните, что «буравчик» — это винт, а не фамилия).





Далеко не всегда ясно, в какие моменты жизни мы встречаемся с силой тока и моментом импульса.

 

Само собой, существуют учёные, технические специалисты и гики. Мы даже готовы поверить, что бывают люди, которые просто очень хорошо учили физику в школе (наше им уважение). Для них не составит труда рассказать, как именно работает лампа накаливания или солнечная батарея и объяснить, глядя на крутящееся велосипедное колесо, где там трение покоя, а где — трение скольжения. Однако, будем честными, большинство людей имеет обо всём этом весьма смутные представления.

 



Источник: Pinterest

Из-за этого кажется, будто природные объекты и механизмы ведут себя тем или иным образом благодаря каким-то волшебным силам. Бытовое представление о причинах и следствиях может оградить от некоторых ошибок (например, не класть обёрнутые фольгой продукты в микроволновку), однако более глубокое понимание физико-химических процессов позволяет лучше разбираться, что к чему, и аргументировать свои решения.

 

Луис Блумфилд — профессор Виргинского университета, исследователь атомной физики, физики конденсированного состояния и оптики. 

 

Ещё в юности он выбрал опыты главным методом исследования мира, черпая из обыденных вещей вдохновение для занятий наукой. Стремясь сделать знания доступными для многих людей, а не горстки специалистов, Блумфилд занимается преподаванием, выступает на телевидении и пишет научно-популярные работы.

Главная задача книги «Как все работает. Законы физики в нашей жизни» — опровергнуть представление о физике как скучной и оторванной от жизни науке, и дать понять, что она описывает реальные явления, которые можно увидеть, пощупать и ощутить.

 

Для меня всегда было загадкой, почему физика традиционно преподается как абстрактная наука — ведь она изучает вещественный мир и законы, которыми тот управляется. Я убеждён в обратном: если лишить физику бесчисленных примеров из живого, реального мира, она не будет иметь ни основы, ни формы — словно молочный коктейль без стакана.

Луис Блумфильд

 

Речь идёт о движении тел, механических устройствах, тепле и многом другом. Вместо того, чтобы начинать с теории, автор идёт от окружающих нас вещей, формулируя с их помощью законы и принципы. Отправными точками служат карусели, американские горки, водопровод, тёплая одежда, аудиоплееры, лазеры и светодиоды, телескопы и микроскопы... 

Вот некоторые примеры из книги, на которых автор объясняет механику простых вещей.

Почему конькобежцы быстро двигаются

Коньки — удобный способ рассказать о принципах движения. Ещё Галилео Галилей сформулировал, что тела имеют свойство двигаться равномерно и прямолинейно в отсутствие внешних сил, будь то сопротивление воздуха или трение поверхности. Коньки способны почти полностью устранить трение, так что вы легко скользите по льду. Объект в состоянии покоя стремится остаться на месте, а объект движущийся — двигаться дальше. Именно это называется инерцией. 



Источник: Pixabay

 

Как режут ножницы

Сдвигая кольца ножниц, вы производите моменты сил, под действием которых лезвия смыкаются и режут бумагу. Бумага стремится раздвинуть лезвия за счет моментов сил, «разводящих» лезвия. Если вы приложите достаточно большое усилие, «сдвигающие» моменты сил возобладают над «разводящими». В результате лезвия ножниц приобретут угловое ускорение, начнут поворачиваться, сомкнутся и разрежут лист бумаги.

 



Источник: Pexels  

Что творится в шампурах

Если нагреть один конец металлического стержня, атомы в этой части стержня будут колебаться более интенсивно, чем в холодном конце, и металл начнет проводить тепло из горячего конца к холодному. Некоторая часть этого тепла передается благодаря взаимодействию соседних атомов, однако основная его часть будет передана подвижными электронами, которые переносят тепловую энергию на большие расстояния от одного атома к другому.



Источник: Рixabay

 

Как забиваются гвозди

Весь направленный вниз импульс, который вы сообщаете молотку, замахнувшись, передаётся гвоздю за время краткого удара. Поскольку время передачи импульса мало, со стороны молотка должна быть приложена очень большая сила, чтобы его импульс перешёл к гвоздю. Эта ударная сила вбивает гвоздь в доску.



Источник: Pexels

 

Зачем воздушные шары нагревают

Чтобы заполнить воздушный шар горячим воздухом, нужно меньше частиц, чем для заполнения холодным воздухом. Дело в том, что в среднем частица горячего воздуха движется быстрее, сталкивается чаще и занимает больше места, чем частица холодного воздуха. Поэтому шар, наполненный горячим воздухом, весит меньше, чем такой же шар, наполненный холодным. Если вес шара достаточно мал, равнодействующая сила направлена вверх, и шар поднимается.



Источник: Pixabay

 

Почему воланчик летит всегда одинаково

Бадминтонный волан всегда летит головкой вперед, так как результирующая сила, вызванная давлением, приложена в его центре давления, на некотором расстоянии от центра масс. Если вдруг оперение случайно окажется впереди головки, сопротивление воздуха создаст момент силы относительно центра масс и вернет всё на свои места.



Источник: Pixabay

 

Что делает воду жёсткой

Жёсткой считается вода, в которой содержание положительно заряженных ионов кальция и магния превышает 120 мг на литр. Ионы этих и некоторых других металлов связывают отрицательные ионы мыла и создают нерастворимую пену, оседающую грязным налетом на раковине, лейке душа, ванне, в стиральной машине и на одежде. Затеяв стирку мылом в жёсткой воде, будьте готовы к неприятным сюрпризам.опубликовано 



Источник: Pixabay

 



 

Даниэль Канеман: Соображать и Думать — в чем разница

10 способов посмотреть на ЖИЗНЬ с ДРУГОЙ стороны

 



Источник: newtonew.com/discussions/bloomfild-physics

Прошлое, Настоящее, Будущее — это одно и то же

Поделиться



Прошлое. Настоящее. Будущее.

В физике это одно и то же. Но у меня, у вас и у всех остальных время движется в одном направлении: от ожиданий через ощущения в память. Эту линейность называют стрелой времени, и некоторые физики полагают, что она движется таким образом лишь из-за того, что люди и прочие существа с аналогичной нервной системой наблюдают это движение.

Вопрос о стреле (оси) времени существует уже долгое время. Ясности ради надо сказать, что вопрос не в том, существует ли время, а в том, в каком направлении оно движется. Многие физики считают, что оно возникает тогда, когда крошечные частицы, в отдельности подчиняющиеся странным правилам квантовой механики, начинают взаимодействовать и проявлять такие свойства, которые можно объяснить при помощи классической физики.





Но сегодня в журнале Annalen der Physik — том самом, где Эйнштейн публиковал свои знаковые статьи об общей и частной теории относительности, вышла статья двух ученых, которые утверждают, что силы тяготения недостаточно, чтобы заставить все объекты во вселенной двигаться в одном и том же направлении: прошлое — настоящее — будущее. По их мнению, стрела времени возникает у наблюдателей.

Это возвращает нас к одной из самых важных проблем в физике, заключающейся в соединении квантовой и классической механики. В квантовой механике частицы могут иметь суперпозицию. То есть, один электрон может существовать в любом из двух мест, и никто не может определить это место наверняка, пока не увидит его. Где может находиться этот электрон — определяется по вероятности. И проверяется экспериментально.

Но правила меняются, когда электроны входят во взаимодействие со многими объектами, скажем, с группой молекул воздуха, или декогерируют, превращаясь в такие вещи как пылинки, самолеты или бейсбольные мячи. Здесь в свои права вступает классическая механика, и сила тяготения становится важна. «Положением электрона, каждого атома управляет вероятность», — говорит физик из Калифорнийского университета в Беркли Ясунори Номура (Yasunori Nomura). Но когда они взаимодействуют с более крупными объектами, или превращаются в вещи типа бейсбольного мяча, эти индивидуальные вероятности объединяются, и шансы на сохранение суперпозиции у всего этого сочетания электронов уменьшаются. Вот почему мы никогда не видим, как мяч исчезает из перчатки полевого игрока на левом фланге и одновременно летит к верхней штанге.

Этот момент, когда физика элементарных частиц сливается с классической механикой, называется декогеренцией. С точки зрения физики, именно в этот момент направление времени становится математически важным. Поэтому большинство физиков полагают, что ось времени появляется из декогеренции.



Самой заметной теорией, объясняющей декогеренцию, является уравнение Уилера-ДеВитта. Оно появилось в 1965 году, когда физик по имени Джон Уилер (John Wheeler) из-за задержки рейса был вынужден сидеть в аэропорту в Северной Каролине. Чтобы убить время, он предложил встретиться своему коллеге Брайсу ДеВитту (Bryce DeWitt). Встретившись, они занялись тем, чем обычно занимаются физики: говорили о теории и играли с цифрами. Эта пара придумала уравнение, которое, по мнению Уилера, стерло все грани между квантовой и классической механикой (У ДеВитта на сей счет оставались сомнения).

Эта теория несовершенна. Но она важна, и большинство физиков считают ее важным инструментом для понимания тех странностей, которые лежат в основе декогеренции и так называемой квантовой гравитации.

И вот где странностей становится больше. Уравнение Уилера-ДеВитта не включает переменную времени, что само по себе совсем не странно. Время это нечто такое, что невозможно измерить само по себе. В физике его измеряют как соотношения между местонахождением объекта… во времени. И это странно. Но оно создает рамки для связывания вселенной воедино.

А вот ученые, написавшие статью в Annalen der Physik, говорят, что в уравнении Уилера-ДеВитта эффект гравитации начинает действовать слишком медленно, чтобы учитывать его в универсальной оси времени.

«Если посмотреть на примеры и сделать расчеты, получается, что уравнение не объясняет, как возникает направление времени», — говорит соавтор этой работы, биолог и большой эрудит Роберт Ланца (Robert Lanza). (Ланца создал теорию биоцентризма, утверждающую, что пространство и время это построения, возникающие из-за биологических сенсорных ограничений.)

Иными словами, эти юркие квантовые частицы должны обладать способностью сохранять свое свойство суперпозиции до того, как начнет действовать гравитация. Скажем, если гравитация слишком слаба и не может сохранить взаимодействие между молекулами, которые декогерируют в нечто большее, значит, она не в состоянии заставить их двигаться в одном и том же направлении по оси времени.



Если эти расчеты не подтверждаются, то остается наблюдатель, то есть мы. Время движется, потому что люди в биологическом, неврологическом и философском отношении ощущают его именно так, а не иначе. Это такая крупномасштабная версия мысленного эксперимента с котом Шредингера. Удаленный уголок вселенной может перемещать будущее в прошлое. Но в тот момент, когда человек направляет туда телескоп, время начинает соответствовать потоку прошлое — будущее.

«В своих работах об относительности Эйнштейн показывает, что время относительно для наблюдателя, — говорит Ланца. — Мы в своем исследовании идем дальше, утверждая, что наблюдатель по сути дела создает его».

Вообще-то эта теория не нова. Итальянский физик Карло Ровелли (Carlo Rovelli) писал о ней в своей работе, опубликованной в прошлом году на открытом сайте по физике ArXiv. Кроме того, она не без изъянов. Номура выделяет один из них. Как установить, реально ли это представление о «времени наблюдателя»?

«Ответ зависит от того, можно ли концепцию времени определить математически, не включая в данную систему наблюдателей», — говорит он.

Авторы утверждают, что вычесть наблюдателя из уравнения невозможно, поскольку уравнения по умолчанию составляют и анализируют люди.

По словам Номуры, авторы также не учли то обстоятельство, что вся вселенная существует в среде, носящей название пространственно-временной континуум.

«Поэтому, когда мы говорим о пространстве-времени, мы ведем речь о декогерентной системе».

Он не заходит слишком далеко и не утверждает, что авторы ошибаются, поскольку физика это по-прежнему неполная наука. Однако Номура не согласен с теми выводами, которые авторы делают на основе своих расчетов.

А все толкования в физике относительны — как и время. опубликовано 

 

Автор: Ник Стоктон (Nick Stockton)

 

Также интересно: Квантовая физика и сознание человека​  

Растянутое время

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое сознание — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: inosmi.ru/science/20160928/237931654.html

Объявлены лауреаты Нобелевской премии по физике

Поделиться



Вместо сериалов: 6 документальных фильмов, от которых не оторваться

Поделиться



Если школьная программа была для тебя тоской тоскливой, так это не потому, что предметы унылые. Тебе просто неинтересно о них рассказывали. Но учиться никогда не поздно. Мы нашли гениальные познавательные фильмы о химии, физике и других вещах, которые в школьные годы вызывали только зевоту. Вот как надо!





Физика

Тайны квантовой физики

В нашем мире камень падает вниз, воздушный шарик летит вверх, а если ты сидишь дома на диване, то точно не можешь находиться в другом месте. Но в мире атомов эти законы перестают работать. Там параллельные прямые запросто пересекаются, а вещи находятся в двух местах одновременно. Это мир «Алисы в Стране Чудес», и даже физики признаются, что при мыслях о квантовой теории у них кружится голова, но в этом фильме сюрреалистический законы мира атомов объяснены на пальцах и очень понятно.

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на НАШ youtube канал, что позволяет смотреть онлайн, скачать с ютуб бесплатно видео об оздоровлении, омоложении человека. Любовь к окружающим и к себе, как чувство высоких вибраций — важный фактор

 

География

Тайны Тихого Океана

Фантастически, до боли в глазах красивый 6-серийный фильм о самом большом океане планеты. Подводные вулканы и глубоководные чудовища, странные обычаи островитян, загадочная механика течений, тропические птички и много-много голубой воды. Сразу хочется в отпуск.

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на НАШ youtube канал, что позволяет смотреть онлайн, скачать с ютуб бесплатно видео об оздоровлении, омоложении человека. Любовь к окружающим и к себе, как чувство высоких вибраций — важный фактор

 

История

Викторианская ферма

Историк Рут Гудман – рыжая тетка невероятного обаяния. Вместе со своей шайкой, археологами Алексом Лэнглэндсом и Питером Джинном, она провернула уже немало проектов исторической реконструкции. «Викторианская ферма» – самый масштабный. Рут и ее команда наряжаются в викторианские шмотки и отправляются возрождать к жизни старую ферму в Шропшире. Все, как в 19 веке, никаких поблажек – готовят по старинным рецептам, гонят сидр, шьют лоскутные одеяла. И наблюдать за этим интереснее, чем за любым сериалом.



ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на НАШ youtube канал, что позволяет смотреть онлайн, скачать с ютуб бесплатно видео об оздоровлении, омоложении человека. Любовь к окружающим и к себе, как чувство высоких вибраций — важный фактор

 

Биология

Клетка. Ячейка жизни

Симпатичный британский ученый-генетик и биолог Адам Резерфорд рассказывает о том, что делает вещество живым, что происходит внутри клетки, почему морская губка практически бессмертна, как голландские салфетки и орхидеи приблизили нас к разгадке тайны жизни, а еще испытывает самые первые микроскопы и дает посмотреть в самые мощные современные.

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на НАШ youtube канал, что позволяет смотреть онлайн, скачать с ютуб бесплатно видео об оздоровлении, омоложении человека. Любовь к окружающим и к себе, как чувство высоких вибраций — важный фактор

 

Астрономия

Вселенная. Чужие галактики

Если бы наше солнце было размером с точку в конце этого предложения, то галактика, в которой оно крутится, была бы размером с США. Галактики чудовищно огромны, их во Вселенной миллиарды и они очень, очень далеки от нас. Но самое удивительное – мы уже немало о них знаем и даже можем представить, как бы жилось на них нашим братьям по разуму.

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на НАШ youtube канал, что позволяет смотреть онлайн, скачать с ютуб бесплатно видео об оздоровлении, омоложении человека. Любовь к окружающим и к себе, как чувство высоких вибраций — важный фактор

 



10 сильных фильмов, которые заставляют задуматься

100 гениальных фильмов в истории кинематографа по мнению тех, кто снимает кино

 

 

История искусства

Божественный Микеланджело

Микеланджело Буанаротти был настоящей звездой своего времени. Как и любую знаменитость, его донимали поклонники и очерняли завистники, вокруг его жизни было множество слухов. А сам он метался между искусством и религией, лепил снеговиков и создавал бессмертные произведения.



 

Ставьте ЛАЙКИ, делитесь с ДРУЗЬЯМИ!

www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos 

Подпишитесь - https://www.facebook.com//

 

 



Источник: sollys.ru/pol/vmesto-serialov-10-dokumentalnyx-filmov-ot-kotoryx-ne-otorvatsya

Квантовая телепортация

Поделиться



"Экспериментаниум" - наука может быть интересной

Поделиться



        Две тысячи квадратных метров захватывающего досуга, три этажа примеров, более двухсот интерактивных экспонатов, которые не прячутся за витринами, — все это уникальный музей популярной науки и техники «Экспериментаниум». Этот научно-развлекательный центр, где наглядно и доступно демонстрируются законы науки и явления окружающего мира. Хочешь проверить электропроводность различных предметов, запустить облако до потолка, нарисовать замысловатый узор с помощью маятника? Только протяни руку, чтобы включить, повернуть, раскрутить, нажать, потянуть, толкнуть и воочию увидеть, как работает тот или иной закон науки.





        Благодаря интерактивным экспонатам музея каждый его посетитель может почувствовать себя настоящим исследователем, «прикоснуться» к науке: здесь собственноручно строят мосты без единого гвоздя, наблюдают зарождения торнадо, заглядывают в бесконечность, создают молнию, заставляют летать магнит, разбираются во множестве головоломок и осуществляют немало новых открытий.





        Постоянная экспозиция музея посвящена таким разделам физики, как механика, оптика, электричество, магнетизм, акустика. В отдельном зале представлена анатомия, различные оптические иллюзии и головоломки. Не потеряться в водовороте интересностей помогают таблички с объяснением, сопровождающие экспонаты, поэтому смело путешествовать по миру науки можно совершенно самостоятельно. Когда что-то непонятно, на помощь спешат доброжелательные экскурсоводы.





        Незабываемо проводят досуг здесь не только дети, но и взрослые: изучение науки и истории ее развития в такой форме никого не оставляют равнодушным.





        Для тех же, кто устал и проголодался, работает кафе, а те, кому прагнеться продолжить эксперименты дома, — обязательно посещают в магазинчик, где можно приобрести набор юного химика, интеллектуальные игры, головоломки, энциклопедии. Кроме того, музей предлагает мощные экскурсионные программы, призваны углубить знания в той или иной научной области.

Источник: /users/147