Tag Archives: физика

Темная энергия

Midnight in Chernobyl: The Untold Story of the World’s Greatest Nuclear Disaster

Хорошая книжка, потому что отвечает на два вопроса: Что конкретно произошло? и Что было потом? Я всегда смутно себе представляла, что был там неудачный эксперимент, и также смутно удивлялась: какие могут быть эксперименты на большом рабочем реакторе, это же не исследовательское учреждение, ученых там не было. Ну вот, разъяснение – подкрепленное кучей “человеческих историй”, потому что работа в хорошем смысле американская. То есть, автор съездил на место действия, поговорил со всеми живыми участниками событий, их родственниками, погладил их собак, выпил водки – что привносит в текст одновременно много конкретики (хорошо) и много лирики в духе “Невидящие глаза старика встретились с моими, и взгляд их был сапфирово-тверд. На мгновение я увидел прежнего директора АЭС Виктора Брюханова, кавалера орденов Красного знамени и Октябрьской революции” (плохо).

Композиция очень удачно устроена: главы с подробной хроникой событий (от того, как втыкали первую лопату в место будущего котлована ЧАЭС до речи Порошенко о спящем под саркофагом Сатане) перемежаются с теоретической частью – атомная энергетика штука сложная, чтобы понять, в чем там дело, важно улавливать принцип устройства реактора.

Кстати, о реакторе. В своей основе – паровой двигатель, но как же дьявольски сложно все надо сделать, чтобы он работал. Это есть отличная книжка, которую я не смогла еще одолеть в аудиоверсии, потому что слушать бесконечные детальные биографии английских инженеров довольно тяжело – Energy. A Human History, первые три часа которой описываются неимоверные конструктивные усилия, необходимые для того, чтобы от обыкновенного парового двигателя был толк. Охлаждающие цилиндры, варианты подачи воды, подгонка поршней. Этих трех частей мне хватило, чтобы понять абсурдность примерчика, которые любят авторы лекций об инновациях: что идея парового двигателя была хорошо известна и древним грекам, но они только игрушки делали, потому что – дальше бла-бла-бла, зависящая от того, что этот лектор продает. Если идею индустриальных кластеров, то окажется, что грекам не хватало кластеров, если лектор участвует в строительстве инноградов, то вы сами поняли, что греки упустили. На самом деле, годный паровой двигатель просто очень сложно расчитать и сделать. А еще нужен рынок сбыта этих дорогих агрегатов – иначе зачем их строить. В Англии вот надо было воду из угольных шахт откачивать, пони не справлялись.

Реактор – паровой двигатель на ядерной тяге – обеспечивает все те же инженерные проблемы плюс кучу новых, связанных с вопросами управляемости реакции. Например, вопрос пустот – пузырей пара, которые образуются внутри реактора и могут раскачать процесс. Или конструкция замедляющих стержней из графита конкретно на ЧАЭС – в силу множества сложных причин так получилось, что при введении стержней в реактор они сначала несколько ускоряли реакцию, и только потом начинали замедлять. Что сыграло свою роль в катастрофе.

И – главная деталь – были там дизельные генераторы, которые должны были в случае проблем с энергоснабжением питать водяные насосы охлаждения, но им требовалось не меньше сорока секунд, чтобы запуститься, поэтому инженеры добавили еще один блок, аккумулирующий энергию турбин. Вот его-то и хотели проверить “к 1 мая”. А почему? 1 мая Брюханова должны были наградить орденом и отправить на повышение. Тест этот должны были провести еще годы назад, но не стали, чтобы не срывать сроки запуска ЧАЭС.

В ночь на 26 апреля тест начали проводить, в ходе теста реактор заглох, а на следующем такте так разогнался, что стабилизировать его уже не смогли – произошел тепловой взрыв, который разметал по окружающей территории тонны и тонны урана и графита – люди переступали через куски, и выбросил высоко в атмосферу примерно семь тонн радиоактивной пыли.

Дальше идет много восхитительно живых деталей: мерцающий столб бело-голубого света над открытым реактором, игрушечный танк из “Детского мира” надистанционном управлении через провод и пульт (у меня такой был) для измерения уровня радиации на несколько метров вперед, 1000 рублей премии героическому Лосю Збровскому, черный ковер из дохлых мух в кабинете. Это все очень здорово написано.

А лучше всего то, что автор не нагнетает радиофобию. Другой-то хорошей энергетики, кроме атомной, у человечества нет, все остальное радикально хуже, просто выглядит не так страшно.

Без кота жизнь не та

What Is Real?: The Unfinished Quest for the Meaning of Quantum Physics

Прекрасная книга о квантовой физике, написанная в логике квантовой физики. Знание о том, как мир устроен на уровне элементарных частиц дано нам в самом опосредованном виде. Математика, модели, эксперименты – результаты которых всегда косвенные. При этом, математика хорошо считает вероятности, но непредставимо, что именно она означает, как оно на самом деле работает. Даже теория относительности человечней – искажение пространства и времени, ограничение на скорость света, все это легко себе представить. Но не квантовую механику.

Метафоры вошли в поп-культуру: исход эксперимента зависит от того, наблюдает ли кто-то за ним, вечный кот, принцип неопределенности. Как действительно устроен этот слой реальности не понимает никто. Даже тот, кто вроде бы понимает математику, на которой все достаточно ловко описывается – драматизм ситуации дополняется удивительной точностью прогнозов, которые дает теория.

What is Real – отличнейшая книжка о том, как менялись представления за последние сто лет о реальности, описываемой этим ловким математическим аппаратом. Не о реальности, о представлениях, о том, что мы вроде бы можем отследить. Это напомнило мне книжку 1491, которая в самых лучших своих частях описывает изменения взглядов на историю Америки до прихода европейцев – сама история темна и скрыта от нас, но то, что люди писали и говорили о ней, позволяет многое понять о следующем периоде: с 1491 года.

Базовые идеи квантовой механики заложены, страшно сказать, почти сто лет назад. Считать рассуждения в духе “можно с точностью установить либо координаты, либо скорость электрона” сколько-нибудь свежими можно только тем людям, для которых “Матрица” – актуальное киберпанк-выссказывание. Нильс Бор с плеядой своих учеников сбил на базе математического аппарата, предложенного Шредингером, крепкую модель. Но представить себе наглядно, как могут быть устроены объекты, описываемые этой моделью, толком не получается ни у кого. Благодаря опытам Резерфорда все уже вообразили себе атом как маленькую планетарную систему, но все совсем не так, только вот как?

Великий Бор, на которого все едва ли не молились, ловко вышел из положения: “Нечего говорить о квантовом мире, потому что нет никакого квантового мира. Это просто абстрактная модель”. Вкратце это и есть копенгагенская трактовка: заткнись и считай. Считаешь, сходится с результатами экспериментов? Вот и чудненько. Все, кто пытался повыдвигать свои трактовки шредингеровской математики, подводя под них вообразимые человеческим умом варианты устройства мира, объявлялись еретиками и оставались без академической карьеры.

Я не буду пересказывать конкретные опыты, которые на простых конструкциях показывают странности квантового мира, они много где хорошо и тщательно описаны. Важно же другое: относительно простые эксперименты позволяют хотя бы обдумать, “работает” ли классическая квантовая физика или нет, локальны ли законы физики или нет, где пролегает граница между квантовым миром и “настоящим”.

Вот есть квантовая система, которая отлично описывается волновой функцией, согласно которой система находится в суперпозиции состояний. При измерении функция схлопывается, состояние оказывается только одно из всех возможных. Пока не измерили – вроде бы суперпозация. Как это так? Что такое измерение? Дожидалась ли Вселенная, чтобы появился наблюдатель-измеряющий и кто годен на эту почетную должность? Велкий Бор и великий Фон Ньюман так смутно описывали этот момент. что может показаться, будто для коллапса волновой функции – то есть, для обретения определенности события – необходим разумный наблюдатель. Это, конечно же, порождает безумное количество нью-эйджевского булшита. Мысль о том, что мир существует, пока мы на него смотрим, это же вершина солипсизма, и невероятная ловушка для воображения.

Видимо, этой ловушки члены копенгагенского кружка и опасались, поэтому всех, кто готов был пуститься в рассуждения, били по рукам. Но были люди, которым, в общем, нечего было терять. Самый крутой из них – Хью Эверетт III, математик, придумавший свежую трактовку квантовой механики, которая снимает проблему “неопределенности выбора” между двумя вариантами поведения системы: реализуются оба варианта, просто каждый раз Вселенная делится на две новеньких вселенных – в одной все идет по сценарию А, в другой по сценарию Б. И так неописуемое количество раз каждое мгновение. Если бы Эверетт был физиком, об него бы вытерли ноги, но он был математиком, поэтому, после не особенно теплого приема в Копенгагене, он слегка выпил и набросал на салфеточке алгоритм оптимизации расчета размещения военных ресурсов для Пентагона, который сделал его богатым человеком. Теория игр рулит. Потом Эверетт еще успел получить свое признание за эту полубезумную теорию, но, в общем, чисто академическая карьера его не привлекала, поскольку для военных работать было проще и прибыльней. Жил в лучшем из квантовых миров и в лучшее из времен – пятидесятые годы, США, золотой век. Любил красивых женщин, хорошую еду и сигары, короче, жил, как Mad Man, только Math Man.

У Эверетта было еще и чувство юмора своеобразное. Летел он однажды из Вашингтона в Лос Анджелес, как всегда, много пил и увидел в салоне двух агентов ФБР, которых заметил еще в баре аэропорта. Взял и сфотографировал, а когда те: ???!, с покерфейсом сообщил “для моих файлов”, и растворился в толпе. Когда его нашли в отеле, он уже успел протрезветь, ну и его высокий уровень допуска отмазал его от очевидных неприятностей. Умер уже в 1982 году, молодым совсем – ну, образ жизни помог. Согласно заещанию, тело кремировали, прах выбросили с мусором. This is the math man.

Но главный герой, конечно, Джон Белл, который нашел ошибку в доказательстве Фон Ньюмана (правда, за тридцать лет до него женщина-физик Грет Херманн нашла проблемы в статье Фон Ньюмана, но кто ж на нее обратил внимание), но Белл сумел поднять эту проблему, вчитаться в забытые уже статьи еритиков-антикопенгагенцев, вытащить еще раз на разговор Эверетта, и открыть целый новый мир трактовок.

Несколько великих людей пробовали решить парадокс по-своему. А что, если речь идет о единой волновой функции всей Вселенной – колоссальный математический объект, который описывает квантовые состояния всех частиц? А что, если у каждой частицы есть еще такие особые стоячие волны, описывающие ее состояние в прошлое и будущее, которые и дают эффекты мгновенного взаимодействия, нарушающего принципы локальности? А то вот еще вариант с суперструнами и дополнительными измерениями. Правда, он совсем не взлетел, насколько я могу судить. Это настолько увлекательно, насколько только может быть.

И еще прочитанные мною книги о загадках микромира:

Выбираю, какую из биографий Фон Ньюмана прочитать. Собиралась еще со времен биографии Тьюринга, невероятный же был человек, марсианин и гений.

Мы с бозоном по полю вдвоем

The Higgs Boson and Beyond

Раньше я думала, что самые антистрессовые книжки для меня – это история средневековой Англии и даже слегка экономила их, чтобы на всякую весну хватило Плантагенетов, но теперь можно расслабиться, потому что есть кое-что получше – новые работы, в которых “на пальцах” пытаются объяснить свежие открытия. Я в детстве много такого перечитала, но в то были книжки примерно из семидесятых-восьмидесятых годов – хотя идею бозона Хиггса выдвинули еще в пятидесятых, в детской литературе описывали все до уровня четырех основных взаимодействий.

Довольно долго большая часть новых книжек в условном жанре “про элементарные частицы” оказывалась примерно на уровне моего детства. Ну еще про суперструны могут порассуждать (очень абстрактная и уже не новая штука). Но чтобы прям что-то такое, поражающее воображение, редко встречается. В этом смысле, аудиокурс хороший. Автор разбирается с стандартной моделью за одну лекцию, а дальше рассказывает о современных представлениях о квантовом поле, симметрии и суперсимметрии и о том, какую роль играет хиггсово поле – а именно, обеспечивает для некоторых частиц такое поразительное свойство как масса.

Формат аудиокурса для этого текста – не самая удачная мысль, поскольку многие объяснения строятся на диаграммах Феймана. В остальном курс отличный, дает полное ощущение взрыва мозга. Хиггсово поле? Бесконечная расчетная масса бозона Хиггса и ее приведение к действительной за счет компенсации масс? Возможное потоковое изменение свойств бозона и следующая за ним волна изменения масс? Класс. Как жизнерадостное говорит в завершении автор, сейчас физика очень хорошо и достоверно описывает все в стандартной модели, но за ее пределами ничего не понятно.

Скачала по итогам несколько сэмплов книг про CERN.

Времени нет

Your Brain Is a Time Machine: The Neuroscience and Physics of Time

Как именно мозг координирует множество циклических процессов в организме и обеспечивает, чтобы все случалось вовремя? Как контролируются длинные циклы – суточные, сезонные? И – самое интересное – то, как мы воспринимаем время, наше неуловимое, но отчетливое ощущение течения – это следствие устройства мозга или оно действительно в реальном мире вот так устроено. А вдруг просто артефакт, такая же производная от органики, обусловленной эволюцией, как цветное зрение, когда на самом деле оно как-то вообще иначе? Об этом читайте в прекрасной книге Дина Буономано “Мозг как машина времени. Нейробиология и физика времени”.

Это правда очень хорошая, очень концентрированная, но при этом понятная книжка. Автор не ленится “на пальцах” объяснять механизмы, как оно все так срабатывает на уровне нейронов и нейромедиаторов, но общая рамка работы – философская.

Например, циркадный ритм: понятно, что любой организм ориентируется на внешние сигналы: световой день, смена сезонов, но как работают внутренние часы? Они тоже есть, потому что люди, проводившие месяцы в пещерах без часов и календарей, тоже устанавливали свой ритм сна и бодрствования (хотя и существенно сбиваясь. В 1993 году итальянский исследователь просидел в пещере год, хотя к концу эксперимента ему казалось, что прошло только пол года).

Упрощенный механизм примерно такой: в нейронах синтезируется определенный белок, который, при накоплении до нужной концентрации, отключает ген, отвечающий за его же синтез. Без подкачки в виде синтеза процесс распада этого белка приводит к падению концентрации, ген снова включается и начинает синтез – общий цикл занимает примерно 24 часа. Примерно тоже самое происходит в сливном бачке унитаза: вода наливается ровно до нужного уровня, поскольку система регулирует сама себя. Так и отсчитывается ритм. Группы нейронов могут за счет чуть более сложных механизмов выступать как осцилляторы с циклами покороче. Дико интересно, не буду пересказывать, чтобы не сморозить что-нибудь идиотское.

Известно явление, когда в минуту крайнего стресса и опасности события субъективно замедляются. Есть три основных гипотезы, которые объясняют этот эффект: “разгон процессора”, гиперпамять, метаиллюзия. Первый вариант не выдерживает критики – современные представления о работе мозга говорят, что сильно разогнать скорость, как частоту процессора, нельзя – предел вшит в скорость прохождения электрического сигнала по аксонам, времени прохождения электрохимического сигнала между нейронами и времени на то, чтобы изменить напряжение на мембране нейрона, чтобы открыть-закрыть ионный канал (временная константа нейрона). Последнюю величину, в принципе, можно менять на 10-20 %, например, кофеин так иногда работает (меньше 10% выигрыша). Но в разы скорость восприятия и реакции увеличить нельзя, это голая физика с химией.

Как обычно, автор считает верным третий вариант – то, что человек потом рассказывает, как грузовик летел медленно-медленно, это даже не иллюзия, а метаиллюзия – иллюзия об иллюзии, потому что наше нормальное субъективное восприятие времени имеет опосредованное отношение к реальности. Осознание запаздывает не только по отношению к событиям внешнего мира, но и к процессам принятия решений. Уже все научно-популярные издания обошли заметочки о том, что, если просить человека выбрать момент и пошевилить пальцем, то сначала пойдет сигнал по нервной системе, и только потом гражданин начнет шевелиться, до того “примет решение” об этом.

Восприятие времени еще сложнее, чем зрение или слух. Для него у человека нет особого органа чувств (и не может быть в силу физической природы времени). Вот это ощущение течения сходится из множества сложных процессов – восприятия изменений окружающей среды, частоты дыхания и прочей физиологии, ограничений на скорость работы нервной системы. Зачем оно нужно – примерно понятно: мозг представляет из себя “машину предвидения” – он анализирует происходящее, строит гипотезу о том, что будет дальше, принимает решение. Это нужно, чтобы прыгнуть и поймать добычу прямо сейчас (скорость, положение в пространстве, расчет траекторий), чтобы убежать от опасности. А вот для начала миграции или витья гнезда уже не обязательно, такое поведение включается более простыми триггерами, чем отсчет времени. И, понятно, что эволюционно оправдано “вытянуть” время в линейную последовательность событий. Отсюда же жестокое когнитивное искажение, которому подвержены все – когда путается “после того” и “вследствие того”.

Эта гипотеза хорошо стыкуется с рассуждением, которое я вычитала в другой совсем книге – This is your brain on music. Книжка замечательная, всем рекомендую. Так вот, там объясняется, почему приятно слушать музыку: на основании чувства ритма, уже услышанной части мелодии, памяти, музыкальной культуры и “наслушанности” мозг каждый момент времени формирует ожидание, что он услышат сейчас – когда прогноз сбывается, человек получает удовольствие, поскольку мозг всегда благодарит своего псевдо-хозяина за правильно выполненную эволюционную функцию маленьким укольчиком дофамина, если не сбывается, то человек удивляется – и это тоже приятно, потому что он тут же обогащает свою способность предугадывания, вот тебе тоже чуть-чуть нейромедиаторов. Поэтому музыкальное образование и слушательский опыт позволяют людям получать бездну удовольствия от больших сложных произведений, где что-то выверенное происходит сразу на многих уровнях и на нескольких масштабах. У меня от такого мозг взрывается, потому что я – топор в музыкальном смысле. С литературой похоже: хороший автор играет с читателем в игру в оправданные и обманутые ожидания. Чтобы хорошо получалось, должно обязательно быть вот это вот, про обоснованные догадки – через композицию, цитаты, намеки и предпосылки, обманутые ожидания должны жить в логике, а не просто внезапно вылетать в трубу.

Физика же времени – по современным представлениям – вообще не похожа на то, что мы переживаем каждый день. Здесь автор несколько теряет четкость повествования, потому что он нейрофизиолог, а не физик, и я тоже не берусь пересказать тезисы (обзор на книжку висит на мне несколько месяцев). Но это потрясающе. Надо еще что-то более глубокое почитать про физику времени, чтобы узнать, кто прав-то – этенралисты или презентисты. В любом случае, наш маленький мозг живет в иллюзорном, им же выдуманном времени, которого, на самом деле, нет.

Шредингер Шредингера

Эрвин Шредингер

Так загналась с работой, что несколько раз по выходным начинала писать отзыв на книжку, но по привычке делала клиентскую концепцию, однажды клиент ее принял, и теперь мне нужен кот. Шутка. Правда в том, что при интенсивной рабочей занятости мозга и читать, и писать отвлеченное трудно, но необходимо, потому что это то пространство произвольного действия, которое, как обещает Виктор Франкл, делает тебя свободным человеком в любых условиях.

Жизнь Эрвина Шредингера, кстати, полна произвольным действием. Вот чем хороша настоящая карьера ученого, так это возможностью иметь этого пространства столько, насколько хватит личного калибра – Шредингер себе сделал целый новый раздел физики плюс хороший кусок философии. Конкретно эта биография хороша тем, что в ней есть вставные главы, разъясняющие основные идеи квантовой механики, причем, очень понятно – стоит почитать, чтобы уловить суть и уже разобраться, в чем там дело с хрестоматийным котом.

Сама по себе фактология биографии Эрвина Шредингера не то что бы особенно увлекательна, если не считать его богатой и неортодоксальной любовной жизни, в которой есть место юным любовницам, внебрачным детям и устойчивым треугольникам. Но поскольку он проживал эту жизнь в дважды военной Европе, можно увидеть ту часть истории, которая для нас часто заслоняется нашими внутренними трагедиями. Самая тяжелая часть – это про неоднозначные отношения Шредингера с нацистами. Он вернулся с семьей в Австрию в 1936 году, чтобы стать профессором Грацкого университета, и это было гнездно самого чистопробного нацизма. Поскольку до этого Шредингер успел уйти из Берлинского университета и на какое-то время осесть в Англии, ему пришлось – ради возможности жизни на родине – присягнуть фашистам на верность и написать открытое письмо с признанием своих ошибок и радостным приветствием новому порядку. Письма оказалось недостаточным: на ключевые посты назначались не просто соглашатели, а пламенные нацисты, поэтому Шредингер все-таки потерял свой почетный пост в венском университете, а программу университета Граца постепенно смещали в сторону полезных предметов вроде взрывного дела. Шредингер почувствовал себя несколько менее уверенно, возможностью заполучить мировое светило воспользовались ирландцы, которые помогли физику, его законной жене, “второй жене” и их общей дочери боком-боком, через Италию перебраться в Дублин, где прожил много лет, пока не смог вернуться домой, в Австрию, где ученый и закончил свои дни.

Квантовая механика, которую 99% популяции вынуждены воспринимать в метафорах, часто кажется отдушиной, основанием для чудес: нам обещена квантовая телепортация, множественность миров и какая-то особая осмысленность мира, нуждающегося в наблюдателе. Об этом – о том, как замирает сердце, когда думаешь, что все не просто так, что тепловая казнь мира отменяется, есть хорошая книжка “Наша математическая вселенная”. Там как раз обещание квантового бессмертия и множественности миров, и всего такого.

Я долгое время думала, что трепет и полет воображения квантовой физики – артефакт непонимания широкой публикой сути вопроса, а для профессионалов это все просто уравнения. Но, возможно, все наоборот. Шредингер еще в голодную Венскую зиму 1918-1919, когда, если лошадь полицейского оцепления вокруг раздачи продовольствия падала, то через десять минут от нее оставался уже скелет и требуха, мясо срезала толпа, увлекся индийской философией с ее идеей множественности миров, замкнутости и вложенности бытия. Он всерьез писал работы “Существует ли “Я””, “Что есть реальность”, “Что есть жизнь”, “О предопределенности и свободе воли”.  В общем, обо всех тех вещах, которые волнуют ожившую звездную пыль, читающую популярные книжки о квантовой физики. И я думаю, что квантовая физика – с точки зрения академического подхода штука не веселее сопромата – заставляет дилетантов чувствовать прикосновение тайны, потому Шредингер сделал ее такой.

 

Мемуары Кощея Бессмертного

Стивен Хокинг

Прослушала автобиографию Хокинга My Brief History. Начинала читать книжку его первой супруги Travelling to Infinity: The True Story Behind The Theory of Everything, но эта прекрасная женщина написала слишком уж блеклую автобиографию на фоне великого мужа, я не осилила.  Для комплекта посмотрела оскароносный фильм The Theory of Everything, который, в свою очередь, симметричен оскароносному Still Alice и более отдаленным Играм разума. Фильм – памятник первой жене, впрочем, довольно симпатичный.

По автобиографии My Brief History почти нечего сказать. Выдержанная автобиография. С большим удовольствием услышала много ссылок Хокинга на советских и российских ученых и узнала, что он шесть раз летал в СССР для встреч с коллегами. В первую поездку его подбили распространять какую-то религиозную литературу, но дело замяли. Он вообще очень уважительно ссылается на всех, кто как-то помог или повлиял на его работу, красивый жест со стороны научной суперзвезды.

В завершении он рассказывает, что болезнь стала отчасти его благословением. До диагноза Хокинг был способным, но довольно ленивым студентом, в Оксфорде он, в среднем, уделял внимание занятиям час в день. Когда врачи сообщили, что жить осталось два года, парень собрался и стал тем, кем мы его знаем. Сам он не без юмора замечает, что многим обязан тому, что ему не приходилось нести обязательную для других профессоров нагрузку в виде преподавания у младшекурсников и участия в совещаниях.

Я надеюсь, что Хокинг протянул намного дольше отпущенных двух лет не только на силе воли. Мне нравится идея, что мы, люди, выполняем для Вселенной функцию наблюдателей, без которых многие квантовые процессы идут не так. Тогда Хокинг – лучший наблюдатель из возможных, и, скорее всего, будет жить вечно.

Тоже является частью Вселенной

 

Our Mathematical Universe: My Quest for the Ultimate Nature of Reality

Наша математическая Вселенная. В поисках фундаментальной природы реальности

Маленькое отступление: показательно, что книжек в жанре “Теория суперструн для идиотов” (это название реальной книги, которую я прослушала в аудиоверсии) намного больше, чем хороших популярных рассказов о “земной” физике – ньютоновской механике, оптике, нерелятивистской астрономии, термодинамике. Рычаги и приливные силы не менее интересны, чем суперструны, кроме того, знание о классической физике во всей ее контринтуитивности полезно в повседневной жизни.

Я думаю, что про черные дыры и квантовую механику пишут больше по двум причинам. Во-первых, это проще – там больше странных, наотмашь поразительных картин. Демон Максвелла беззащитен перед котом Шредингера. Увлекательно написать о маятниках и брусках – довольно сложное упражнение, и с читателям нелегко, читатели либо и так все помнят из школьного курса, либо еще в школе решили, что больше никогда не подойдут к этой гадости.

Вторая причина более благородна. Есть запрос на объяснение, как вообще устроен мир, что лежит в основе мироздания, с чего все началось и чем все закончилось. Есть ли еще возможность для чудес? Зачем нужны люди? Почему Вселенная устроена наилучшим образом для существования в ней нашей формы жизни? Есть ли смысл что-то дела ть, если через шесть миллиардов лет наша солнечная система будет уничтожена? Что значит “бесконечность”? Есть ли параллельные Вселенные? Можно ли путешествовать во времени? Никакой рассказ о силе Кориолиса или законе Ома на эти вопросы не отвечает. Поэтому авторы упрощенческих космологий без своего хлеба никогда не останутся.

Я довольно много разного такого прочитала, разной степени сложности, поэтому могу сказать, что “Наша математическая вселенная” – хороший, хотя и своеобразный представитель жанра.

Если вы не слишком интересуетесь вопросом, то лучше всего прочитать The Universe in a Nutshell, там все замечательно красиво расказано. Непонятно, что делать, если тема заинтересовала, и хочется более глубокого изложения. Вероятно, ответом будет The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory или более хадкорная The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality. Дальнешие шаги крайне затруднительны, поскольку для чтения статей нужна математика. Есть предел, после которого уже нельзя танцевать об архитектуре.

Кстати, вот еще одна проблема научпопа, никто не пишет книжки для тех, кто всерьез учился математике, но сейчас находится не в такой форме, чтобы изучать полноценные работы. А я бы почитала не “Теорию суперструн для идиотов”, а “Теорию суперструн для идиотов, которые променяли жар холодных числ на минутные искушения”. Потому что этот идиот – я.

Книжка Тегмарка интересна с двух позиций (какой дуалистичный пост). С одной стороны, он подробно пишет о вещах, которые обычно всколь проходятся в “бестселлерах о черных дырах” – например, он долго разбирает, что именно означает знаменитый мысленный эксперимент Шредингера, что получается при колапсе волновой функции, колапсирует ли она на самом деле, и что значит “наблюдатель” в этом случае. Такого подробного разбора принципа неопределенности я тоже не видела в массовой литературе. То есть, если у вас не было университетского курса квантовой механики, но вам очень интересно, что это за история с котом Шредингера и наблюдателем, берите Тегмарка, он об этом отлично рассказывает. Можно даже одну эту главу прочитать.

Вторая вещь, которая делает “Нашу математическую вселенную” интересной – это претензия автора на построение ultimate картины мира. Как и обещает обложка, речь идет о поиске самых основных оснований всего сущего. Это круто. Тегмарк предлагает гипотезу гиперплатонизма и математической вселенной: все математические конструкции имеют смысл, и наш мир – один из “удачных” математических объектов, который просто есть. При этом, сам объект не обязан быть суперсложным и требующим мегаресурсов на симуляцию. Математика вполне позволяет простыми методами задавать конструкции, крайне сложно и хаотически выглядищем в отдельных своих частях.

К сожалению, у многих физиков есть пагубное стремление к объяснению вещей, которые находятся за пределами их компетенции. В последних главах Тегмарк чувствует себя обязанным объяснить, как математическая вселенная может обеспечивать эффект самосознания, и тут его пожирают чудовища, восставшие из глубин такой наивной пелевенщины пополам с нью-эйджем, что становится неудобно за человека. Кому велено мурлыкать – сидите в своем ящике и ждите, сколапсируется вейлет или нет.

Но как хороша основная мысль. Математическая вселенная – это теперь моя нирвана.

Древние книги с обещанным знанием

Эврика

 

Летом в гостях у родителей нашла на полке три книжечки сборника новостей науки и техники “Эврика”, которые в детстве очень любила.

Грустное и странное впечатление. Книжки 78, 79 и 80 годов прошлого века обещают нам все тоже самое, что обещают новости науки сейчас, и даже больше. Очень скоро альтернативная энергетика заменит углеводороды, до управляемого термоядерного синтеза останется один шаг, тайны генома дадут нам лекарства от страшных болезней. Космические станции станут домом для тысяч ученых. И ничего-то из этого нет.

Чувствуешь себя персонажем из фэнтези, который добирается до смутных писаний великих магов древности и печалится, что все, это волшебство покинуло мир.

 

Занимательная физика на стероидах

What If?: Serious Scientific Answers to Absurd Hypothetical Questions

Чувствую себя примерно как выросшие поклонники мультсериала “Черепашки ниндзя”, которые любили милых рисованных персонажей, а потом увидели в 3D пугающе-реалистичных монстров из последней экранизации, у которых, в добавок, вместо гиковатой подружки Эйприл – Меган Фокс.

Вот и я в детстве перечитала сто раз двухтомник Перельмана, а на днях – книжку любимого многими автора комиксов xkcd, собранную из его серьезнейших (с привлечением экспертов и расчетов) ответов на странные вопросы, заданные пользователями.

Перельман занимательная физика

Это тоже Перельман, только ответы на большинство вопросов заканчиваются чем-то вроде “и все умрут”. Что будет, если супербейсболист так ударит по мячу, что его скорость приблизится скорости света? Много чего будет, но все участники этого интересного события погибнут в первые же доли секунды, а ужас и разрушение накроет примерно стокилометровую зону.

Что будет, если собрать идеальную коллекцию образцов элементов – всю таблицу Менделеева? Ответ: лучше не надо.

The fallout wouldn’t be normal, everyday radioactive fallout — it would be like a nuclear bomb that kept exploding. The debris would spread around the world, releasing thousands of times more radioactivity than the Chernobyl disaster. Entire regions would be devastated; the cleanup would stretch on for centuries.

Что будет, если из клеток человеческого тела внезапно исчезнут все молекулы ДНК? Странно, что я об этом никогда не задумывалась. Ответ: сценарий больше всего напоминает развитие серьезной лучевой болезни.

Вот еще хороший отрывок. Я даже переведу:

Кровь начнет покрывать собой поверхность нейтронной пули, создавая растущую темно-красную сферу, поверхность которой будет вибрировать с высокой частотой.

Осталось всего пять лет до момента, когда я смогу перечитать эту замечательную книжку вместе с Костей.

A ghost driving a meat coated skeleton made from stardust

Screenshot 2014-06-29 15.00.14

 

Просмотрела кусочками несколько серий нового научно-популярного шоу Cosmos, выпущенного вслед за древним циклом Карла Сагана. Блокбастер-ликбез, хорошо, что такое есть. Не думаю, что пойдет среди детей и подростков, слишком задумчиво (но на всякий случай оставлю для просмотра с Костей года через четыре) – для взрослых, замученных лженаукой и креационизмом замечательно. Правда, для взрослых, которые успели получить минимальный курс естественных наук – никак.

На три четверти “Космос” состоит из красивой, хотя и не слишком корректной компьютерной графики, на другие три четверти – из обаятельного автора программы. Он симпатичный, в принципе, можно только из-за него все посмотреть.

Я рада, что такое есть – не проблема, что все упрощено до предела, главное в серии – не точное знание, а восхищение поразительным устройством мира. Это старомодное, но такое важное ощущение себя частью невероятной конструкции. Курьезные белковые тела существуют ничтожный промежуток времени и скоро исчезнут, все, сделанное ими, исчезнет, но они успели понять звезды. Идея реликтового микроволнового излучения всегда поднимает мне настроение. Правда, у этого пути есть темная сторона – мысль о неизбежной тепловой смерти Вселенной наводит на меня невыносимую хандру.