Эта книга — о колдовстве. В ней раскрываются секреты искусства волшебников и рассказывается, как научиться их использовать. Кроме того, в ней излагается история магии — повествование о том, как волшебники вывели из своих наблюдений за миром заклинания, которые они используют, и как современные волшебники продолжают разрабатывать новое волшебство для преобразования мира прямо на наших глазах. В современном мире магию называют физикой.
Узнайте 4 интересных факта о науке и колдовстве из книги «Магия физики»!
Почему любой современный человек в прошлом показался бы волшебником?
Если вы могли достать из кармана кристалл, способный осветить пещеру по вашему желанию, тут, несомненно, происходило нечто волшебное, а вы были колдуном. Однако в наши дни это действие стало совершенно прозаическим: такой кристалл называется светодиодом; нажав на выключатель, вы пускаете через него электрический ток, и от этого появляется свет. Лазерный диод — тоже кристалл — испускает интенсивный свет, и, если его сфокусировать, он может разрезать твердый металл.
Но если бы можно было показать такой фонарик человеку, жившему в Средние века, он, несомненно, счел бы его вещью волшебной, потому что лежащая в его основе технология выходила за рамки привычного.
Чем занимаются физики-теоретики?
Теоретики изучают не сами сущности, а модели сущностей. Представим себе, что некий теоретик однажды бросает свой хрустальный шар с лестницы своей башни. Поскольку шар пропитан могущественной магией, он не разбивается при падении. Но теоретику нужно знать, когда он докатится до низу, чтобы вызванный орел мог своевременно подобрать его *. В мгновение ока он решает построить математическое уравнение, моделирующее качение шара по ступенькам, используя законы движения Ньютона. Но он не будет пытаться включить в модель все аспекты физического процесса. По всей вероятности, он предположит, что шар катится по ступенькам без трения, пренебрежет сопротивлением воздуха и не станет учитывать возможное возникновение несильных порывов ветра, потому что их нельзя достоверно предсказать.
Наш теоретик будет надеяться, что результат процесса — который он точно может вычислить в своей модели, — будет соответствовать реальности, в которой он окажется, бросив свой шар. «Хрустальный шар» — это обиходное имя, вот этот конкретный шар, а математическая модель — имя истинное, идеальное, не запятнанное реальностью.
Что такое энтропия?
Для точного численного выражения беспорядка в физике используется идея энтропии. Энтропия служит численным выражением того обстоятельства, что мы видим и ощущаем мир на макромасштабе, но не знаем почти ничего о том, что происходит на микромасштабе. Например, молекулы воздуха могут находиться в любых точках комнаты, но я могу уверенно установить лишь, что все они не скопились в одном ее углу (поскольку я могу дышать). Однако число вариантов расположения молекул, совместимых с моим наблюдением, все равно остается поистине астрономическим.
Вспомним, что вся совокупность информации о молекулах (их положения и скорости) называется микросостоянием, а крупномасштабная информация (скажем, значения давления и температуры воздуха) — макросостоянием. Большее значение энтропии означает, что существует большее число микросостояний, совместимых с наблюдаемым макросостоянием.
Как Эйнштейн изобрел современную физику
Классический период современной физики закончился в 1905 году. Физики называют 1905-й annus mirabilis, годом чудес. Чудеса эти совершил Альберт Эйнштейн. Он выпустил четыре короткие статьи, в которых набросал карту мира, которого до этого никто никогда не видел. Говоря словами из основополагающей книги современного жанра фэнтези, «Дочери короля эльфов» (The King of Elfland’s Daughter, 1924) лорда Дансени, за знакомыми нам полями лежал целый еще не открытый мир.
В первой статье Эйнштейн изобрел квантовую механику. Во второй он объяснил, как один простой эксперимент подтверждает существование атомов, опираясь на статистическую механику. В третьей разработал специальную теорию относительности. А в четвертой вывел самую знаменитую формулу в мире: E = mc2. Любая из этих статей привела бы к революционным изменениям наших взглядов на мир. Как же ему удалось написать все их сразу? Между всеми четырьмя статьями была скрытая связь: стоит шагнуть за эту границу, за знакомые нам поля, и все они кажутся в равной степени логичными. До этого мы плавали по поверхности моря; Эйнштейн нашел способ заглянуть в его глубины. То, что он обрисовал в этих четырех статьях, и есть современная физика.
Если вам понравился материал, оцените его в комментариях или поставьте лайк. Еще больше интересного о книгах, литературе, культуре вы сможете узнать, подписавшись на наш канал.