«Воображение важнее, чем знание» часто считается, что ваши концепции перевешивают то, что реально. Это не то, что сказал великий ученый.
Как вы думаете, что более важно в вашей собственной жизни: воображение или знания?
А как насчет жизни ученых, таких как физики-теоретики? Является ли воображение более важным для них, чем знание?
Если вы когда-либо видели картинку с Эйнштейном, есть очень высокая вероятность, что подпись гласит: «Воображение важнее, чем знание». Хотя эта цитата действительно связана с Эйнштейном, большинство людей совершенно неверно истолковывают ее значение.
Когда вы слышите это, вы можете представить весы с фразой «то, что вы знаете» с одной стороны и фразу «что вы можете себе представить» с другой стороны. Когда весы приходят в равновесие, сторона «то, что вы можете себе представить» оказывается ниже, по крайней мере, с точки зрения важности. Вот как большинство людей понимают цитату Эйнштейна: пожалуй, величайший гений во всей истории человечества преуменьшает важность совокупных знаний любого человека, в то же время преувеличивает важность наших фантазий в нашем собственном воображении.
Оказывается, однако, это совсем не то, о чем говорил Эйнштейн, не то, что означает утверждение «воображение важнее, чем знание». Вот почему.
Научный вклад Эйнштейна
Чтобы понять, о чем говорил Эйнштейн, когда он произносил эти известные слова, первое, что нам нужно вспомнить - это следующий расклад: десятилетия тяжелой работы и исследований, которые привели его к глобальной известности. К концу 1800-х годов до самой первой части 1900-х годов, в то время, когда Эйнштейн впервые взялся за физику, было несколько важных подсказок, что наша классическая картина вселенной, в которой доминировали ньютоновская гравитация и электромагнитизм Максвелла, не была всеобъемлющей характеристикой Вселенной. Конечно, они были невероятно успешными, но было несколько важных проблем, которые не имели научных объяснений.
Законы движения Ньютона не работают на скорости, близкой к скорости света: было известно, что расстояния сокращаются, и было известно, что течение времени ускоряется.
Опыт Майкельсона — Морли, предназначенный для измерения скорости, с которой Земля перемещалась относительно «среды», через которую проходит свет, обнаружил нулевой результат: наблюдения не зависят от движения Земли.
Орбита Меркурия преодолевалась немного быстрее, чем ожидалось. В качестве потенциальных решений были предложены неизвестные планеты, массивная солнечная корона и даже модификация законов гравитации Ньютона.
Свет, который, как известно, подвергается интерфернеции и дифракции, как волна, должен был быть квантован в отдельные «энергетические пакеты», чтобы объяснить свойства звезд, таких как Солнце.
И возраст Земли, рассчитанный по геологическим факторам, наблюдаемым на нашей планете, оценивался в несколько миллиардов лет: дольше, чем любой известный физический механизм мог бы объяснить продолжительность существования солнца.
Это было состояние ожидания перелома в физике, когда Эйнштейн впервые вышел на научную сцену. В 1905 году, часто называемый «годом чудес», Эйнштейн представил ряд глубоких работ, в которых рассматривался ряд этих моментов. Знание поведения света в соответствии с описанием Максвелла - что это была распространяющаяся электромагнитная волна, с колебательными, чередующимися по фазе электрическими и магнитными полями - Эйнштейн попытался представить, что будет, если следовать за этой волной, с максимально возможной скоростью.
Он понял, что, видя более медленную версию этих колебаний, внутрифазные полея никогда не возникнут физически, и вместо этого перевернул проблему с ног на голову, представляя: «Что, если все, всё, что кто когда-либо видело свет, видело его в движении с одной и той же универсальной скоростью: скорость света?»
Именно благодаря рассмотрению этой мысли он создал основу для особой теории относительности: скорость света была постоянной, и наблюдатели в разных местах, движущихся на разных скоростях, имели свои уникальные определения для того, что составляло «расстояние» или «продолжительность времени». Результат известен как специальная теория относительности и позволяет наблюдателям в любой точке «перевести» свои наблюдения в точное понимание того, что любой другой наблюдатель в любой другой системе и точке отсчета будет видеть в соответствии с со своей точкой наблюдения.
Тот факт, что количество энергии в каждом «кванте» света должно было принять конкретное конечное значение, обнаруженное Максом Планком в 1900 году, привели Эйнштейна к прогнозированию фотоэлектрического эффекта. В дополнение к наблюдению света в виде волны, Планк показал, что его также можно рассматривать как частицу или фотон, с внутренним количеством энергии, специфичной для каждого фотона. Поскольку требуется определенное количество энергии, чтобы «сбить» электрон с атома проводящей металлическую поверхности в конкретном случае, Эйнштейн предсказал, что свет, который имел энергию ниже определенного порога энергии и фотона, будет не в состоянии освободить электроны, в то время как любой свет выше этого порога сможет.
Эйнштейн провел свой эксперимент, чтобы точно проверить эту теория, испуская свет разных длин волн с различной интенсивностью на богатыей электронами проводящий металл. Когда он использовал длинноволновый свет, он не выбивал электроны, независимо от того, насколько велика интенсивность этого света. Но как только длина волны света уменьшалась, ниже определенного порога, в детектор начинали прибывать электроны. Большая интенсивность этого коротковолнового света привела к тому, что все больше электронов приходили в движение, но независимо от того, насколько низкой была интенсивность, свет этих коротких длин волн всегда освобождал электроны. В этом эксперименте Эйнштейн обнаружил фотоэлектрический эффект.
Обнаружив свое знаменитое уравнение, Эйнштейн вскоре понял, что оно имеет последствия, далеко за пределами каждого объекта во Вселенной, имеющей «массу отдыха». Что, когда очень тяжелые элементы радиоактивно распадались, они разбивались на более легкие, более стабильные элементы, а также испускали энергию согласно уравнению Эйнштейна (E = MC²). Также должно быть возможно обратное: возможно «объединить» очень легкие элементы вместе, чтобы создать более тяжелые, высвобождая энергию через e = mc² в процессе, и что цепная реакция расщепления тяжелых элементов (то есть ядерное деление) может освобождать энергию локально на Земле.
Этот процесс преобразования энергии масс не только объясняет, как солнце поддерживает свое состояние (посредством ядерного синтеза) в течение нескольких миллиардов лет времени, решая парадокс возраста Земли, но и привело к созданию первой атомной бомбы. Если есть одно уравнение, которое большинство людей знают, когда разговор заходит об Эйнштейне (e = mc²), что не только количественно объясняет взаимосвязь между массой и энергией, но и играет центральную роль даже в современной физике ядер и частиц. И фундаментальность его открытия лежит именно в том, что он в свое время смог посмотреть на научные факты с другой стороны с помощью своего исключительно научного воображения. Важны не сами знания, а умение оперировать ими. Знание как работать со знаниями. Воображение важнее, чем знание.
Что еще почитать:
Болезнь Альцгеймера: что мы знаем и как избежать ее
Альберт Эйнштейн о важности математики
Если у света нет массы, почему гравитация действует на него?
Подписывайтесь на канал, ставьте лайки, пишите комментарии! Спасибо за прочтение!
