Вселенная! Курс выживания среди черных дыр. временных парадоксов, квантовой неопределенности - Дэйв Голдберг

Дэйв Голдберг, Джефф Бломквист

Вселенная! Курс выживания среди черных дыр, временных парадоксов, квантовой неопределенности

Права на перевод получены соглашением с Dave Goldberg и Jeff Blomquist при содействии литературных агентств

The Stuart Agency и Prava I Prevodi International Literary Agency.

Dave Goldberg, Jeff Blomquist

A User’s Guide to the Universe

Surviving the Perils of Black Holes,

Time Paradoxes and Quantum Uncertainlty

© 2010 by Dave Goldberg and Jeff Blomquist

…автор показал, как много захватывающих открытий ждет нас совсем скоро!

Как давно мы уже не видели хороших научно-популярных книг… Нынешнее поколение молодых людей воспитано целиком на бизнесе, на идее заработать… Наука стала не модной. Даже странно, что люди не видят, казалось бы, очевидного, что не только весь мировой бизнес, но и вся наша жизнь в очень короткие сроки радикально меняется под воздействием научных идей и изобретений. Спасибо автору, что показал, как удивителен мир и как много захватывающих открытий ждет нас совсем скоро.

…представление об увлекательнейшей науке физике, а также ключ к ее пониманию

Если бы я эту книгу прочитал в школе, наверняка по-другому воспринимал бы физику, да и вообще естественные науки. Только через такой очищенный от усложняющих подробностей подход можно получить представления об этой увлекательнейшей науке, а также ключ к ее пониманию.

…уяснила многие вещи, которые раньше не понимала

Всегда уважала физику и тех, кто в ней разбирается. Но это было как-то недоступно, литература на эту тему всегда была слишком сложной для моего восприятия. А недавно наткнулась на эту книгу, взяла ее пролистать ради интереса. Сразу же увлеклась и купила. Написано доступным живым языком, остроумно, с примерами и иллюстрациями. Я для себя уяснила многие вещи, которые раньше не понимала. Ну а для тех, кого не пугает физика, скажу, что в ней только одна формула, да и та уже всем известна.

…писали бы так учебники по физике!

Увлекательнейшая книга! Прочла за один вечер, смеялась так, как давно не смеялась над художественной литературой. Писали бы так учебники по физике, в мире было бы больше образованных людей.

…оказывается, путешествия во времени возможны уже сейчас, и наука этого не отрицает

В школе любил физику и обожал астрономию. Помимо школьного курса прочитал массу литературы на тему астрономии. Но такой книги никогда не встречал. Читается на одном дыхании. Написано на доступном языке для обычного человека. В книге очень много шуток и юмора. А самое главное – там написано о таких вещах, которые лично я не проходил в школе. Потрясла глава о путешествиях во времени. Оказывается, они возможны уже сейчас, и наука этого не отрицает. Только не удивляйтесь, что ни один из трех способов путешествия во времени не похож на способ из фильма «Назад в будущее». Если вы сами или ваш ребенок увлекается астрономией, настоятельно рекомендую прочесть эту книгу.

Введение

И чем же вы занимаетесь?

Занятия физикой обрекают на одиночество. Только представьте себе: вы летите на самолете, и сосед спрашивает, кто вы по профессии. Вы отвечаете, что физик. С этой минуты беседа может пойти по двум направлениям. В девяти случаях из десяти с уст собеседника срывается нечто вроде: «Боже мой, как же я ненавидел физику в школе!»[1] После чего остаток перелета (вечеринки, поездки в лифте, романтического свидания) вы будете извиняться за эмоциональную травму, которую физика, по всей видимости, нанесла вашему, так сказать, давнему знакомому.

Подобные случайные беседы зачастую выявляют, что к областям точных и естественных наук принято относиться с этаким веселым презрением. Фраза: «Ах, я ничего не смыслю в алгебре!» произносится прямо-таки хвастливым тоном, каким никогда не скажут: «Да я и читать-то толком не умею». Но почему?!

Физика совершенно незаслуженно считается наукой трудной, непрактичной и занудной. Трудная? Возможно. Непрактичная? Разумеется, нет. Более того, если пытаться «продать» физику широкой публике, почти всегда речь заходит о том, как с ее помощью строить мосты или запускать ракеты, то есть о том, каким образом физика служит фундаментом для техники и химии.

А как насчет занудства? Тут-то и возникает главный вопрос. Как нам представляется, проблема в том, что практическая сторона физики выпячивается в ущерб интересной. Даже люди технического склада вроде инженеров или программистов обычно не идут дальше механики и электромагнетизма, а ведь там-то и начинается самое веселье. И очень жаль, ведь, откровенно говоря, в последние годы сделано удручающе мало сенсационных открытий в области физики блоков и рычагов.

Враждебное отношение к физике, похоже, крепко укоренилось в обществе, поэтому стало трудно вести дискуссии, не изнуряя слушателей. Затевая беседу о науке со «штатским», мы, проповедники и пропагандисты физики, часто чувствуем, что пытаемся заставить человека есть полезные овощи и подводим под это какую-то рациональную базу. Мы никогда не начинаем разговор о физике со слов «Это же так весело и интересно!», а почти всегда говорим: «Это же так нужно и полезно», отчего, конечно, все веселье тут же и улетучивается.

В эпоху, когда постоянно появляются новые технологии, необходима всеобщая фундаментальная научная грамотность. С другой стороны, чтобы понимать науку, не нужно дополнительно получать пятилетнее высшее образование. Чтобы понимать, в чем состоит суть революционных открытий в квантовых вычислениях или космологии, совсем не требуется подробно знать, как устроена физика. Однако важно понимать, почему эти открытия так важны и как они способны воздействовать на технологию и на нашу жизнь.

И дело не в том, что людям просто надо понимать конкретную теорию. Физика – главная индуктивная наука на свете, и если человек научится понимать, как эта наука развивается, он сможет принимать куда более разумные решения по самым разным вопросам – от глобального потепления до «теории разумного замысла». Нам представляется, что мы лучше других умеем возражать тем, кто с нами не согласен, не просто настойчивым «нет», а доказанными фактами.

В частности, в США положение с обучением математике и точным наукам просто катастрофическое – школьники показывают результаты гораздо ниже среднего по сравнению с другими развитыми странами. Но в этом нельзя винить только подростков, их учителей или, если уж на то пошло, программу всеобщего среднего образования.

На самом деле эта проблема куда шире, она затрагивает все стороны жизни. Просто у школьников она проявляется ярче всего – ведь не станешь же задавать пятидесятилетним дядям и тетям наукообразные вопросы вроде «У тебя десять кур, пять ты съел, на сколько у тебя подскочит холестерин?». Если посмотреть с точки зрения так называемой проблемы практического применения, вся прикладная математика кажется полным абсурдом. В каждом классе находится множество детей, которые поднимают руки и спрашивают: «Скажите, а в жизни мне алгебра когда-нибудь понадобится?» – и делают вывод, что единственная цель изучения этого предмета заключается в хороших оценках.

Джон Аллен Паулос в своей великолепной серии книг пишет об эпидемии «арифметической неграмотности», а в ряде интереснейших эссе, которые обычно не попадаются школьникам и студентам, пытается развить у читателей способность критически воспринимать численные концепции и показать (по нашему мнению, успешно), что математика интересна отнюдь не только своими практическими приложениями вроде подведения баланса ежемесячных расходов или проверки сдачи в магазине.

Возможно, вы уже успели убедиться на опыте, что в физике существует такой же разрыв между практикой и сенсацией. Сухие курсы механики вполне способны отвратить от физики, но научная фантастика, газетные статьи о крупных открытиях или последние снимки с космического телескопа «Хаббл» привлекают к ней снова.

Однако в научной фантастике и газетных статьях редко идет речь о сенсационных прорывах в области физики наклонной плоскости.

Нет – если уж публику что-то волнует, это, скорее всего, открытия, касающиеся эволюции Вселенной, или масштабные эксперименты вроде Большого адронного коллайдера, или сведения о жизни на других планетах. Мы уже говорили, что в девяти случаях из десяти попытки обсудить физику в аэропорту или за коктейлями приводят к тому, что нам таки не дают телефончик и приходится ехать домой в гордом одиночестве, но в оставшемся одном случае происходит настоящее чудо. Бывает и так, что у нас получается не поединок, а диалог. Иногда, очень редко, нам везет и нас усаживают рядом с человеком, у которого или в школе был феноменальный учитель физики, или дядюшка работает в НАСА, или он сам инженер и считает, что наши ученые занятия – никакая не чушь, а просто милое интеллигентное чудачество.