Mitio Kaku Fizica imposibilului - hârtie - pagina

„Fizica imposibilului“: Alpina non-ficțiune;

Dedicat soția mea iubitoare Sitszue și Michelle și Alison.

Dacă la început ideea nu este absurdă, este fără speranță.

Încă din copilărie am torturat aceste întrebări. Ca mulți fizicieni, am crescut cu visul de călătorie în timp, arme cu raze, câmpuri de forță, universuri paralele, și așa mai departe. N. magie, fantezie și SF au fost un loc de joacă uriaș pentru imaginația mea. Din moment ce au început, mi iubire de durată și interesul pentru imposibil.

Îmi amintesc uitam la TV seria vechi repeta „Flash Gordon.“ În fiecare sâmbătă, am fost lipit de ecran, urmărind aventurile Flash, Dr. Zarkova și Dale Arden. O și mai mare surpriză a cauzat un adolescent să apară în film minunat tehnologie a viitorului: navele de rachete, scuturi de invizibilitate, arme cu raze și orașul în cer. N-am ratat-o singură săptămână. Acest program a deschis o lume cu totul nouă pentru mine. Cu inima se scufunda, m-am gândit că o zi voi zbura pe o racheta pe altă planetă și va explora teritoriul său neexplorat. Am fost atras în orbita acestor idei fantastice și știa că propria mea soartă, de asemenea, va fi conectat cu minunile științei, a descris seria.

Am fost un copil, când Albert Einstein a murit, dar îmi amintesc oamenii vorbesc în liniște despre viața și moartea lui. A doua zi, am văzut o fotografie ziar de birou cu un manuscris neterminat de marea lucrare pe care el nu a avut timp să termine. M-am întrebat: „Ce fel de problemă poate fi atât de important pentru cel mai mare om de știință din timpul nostru nu a putut să o rezolve?“

Articolul a spus că Einstein a avut un vis imposibil, a fost o sarcină de a rezolva complet, care nu este în măsură să nu muritor. Doar mulți ani mai târziu, am aflat ce problema a fost dedicat manuscrisul neterminat: marele și cuprinzător „teorie a tot“. Visul lui Einstein, în cazul în care au fost dedicate în ultimele trei decenii ale vieții sale, ma ajutat să se concentreze imaginația și efortul meu. Am vrut un pic mai participe la finalizarea lucrărilor lui Einstein - unificarea tuturor legilor fizicii într-o singură teorie.

Devenind mai în vârstă, am început să realizez că Flash Gordon, desigur, eroul și fata se duce întotdeauna la el, dar persoana principală, fără de care acest spectacol pur și simplu nu ar exista, - omul de știință. Fără un doctor Zarkova nu ar fi nici o navă de rachete, fără excursii la Mongo, nici Pământul de economisire. Eroismul eroism, dar fără știința nu este, și science-fiction.

În final, am dat seama că toate aceste povești pur și simplu un zbor de fantezie, că știința nu permite așa ceva. Crescând, persoana renunță la astfel de fantezii. Am spus în mod repetat că trebuie să abandoneze imposibilul și să fie mulțumit cu realul în viața reală.

Cu toate acestea, am decis că cheia pentru hobby-ul meu imposibil de a deveni un fizician. Fără o bază fizică solidă și de încredere poate vorbi la nesfârșit despre tehnologii futuriste - nerealizand chiar, ele sunt posibile, în principiu, sau nu. Am dat seama că am nevoie să se scufunde în lumea matematicii superioare și fizica teoretică pentru a studia. Așa că am făcut-o.

În liceu, lucrează la un proiect de știință echitabil tineret, am adunat în acceleratorul garajul mamei mele. În primul rând m-am dus la companie, si Westinghouse ajuns acolo 400 de lire sterline resturi de oțel transformator. În timpul sărbătorilor de Crăciun am depănare la stadion școală 22 de mile de sârmă de cupru. In cele din urma am construit un accelerator de particule (betatron) la 2,3 MeV; l consumat 6 kW de energie electrică (adică, tot ceea ce poate fi bsho ajunge în casa noastră) și generează un câmp magnetic de 20 000 de ori puterea câmpului magnetic al Pământului. Scopul meu a fost de a obține un fascicul de raze gamma, suficient pentru a crea antimateria de mare putere. Acest proiect de școală mi-a condus la expoziția National Science și în cele din urmă a ajutat să-și îndeplinească un vis - pentru a obține o bursă la Harvard. Am fost capabil să-și atinge obiectivul: de a deveni un fizician și să urmeze pe urmele idolului său, Alberta Eynshteyna.

Astăzi, am primi e-mailuri de la scriitori si autori de SF, li se cere să îi ajute să se clarifice dacă ficțiunea legile fizicii.

Ca fizician, ferm am aflat că „imposibil“ este adesea relativă. Din copilărie, îmi amintesc cum un profesor a venit o dată la agățat pământ pe harta de perete și a indicat coasta Americii de Sud și Africa. „Nu e ciudat - a spus ea, - că cele două linii de coastă se potrivesc, aproape ca o parte a puzzle-ului pentru copii?“ Ea a spus, de asemenea, că unii oameni de știință susțin că, odată ce aceste continente ar putea fi făcut parte dintr-un continent imens. Dar acest lucru este o prostie. Nici o forță nu este în măsură să rupă și trageți în afară doi continent gigant. „Este imposibil, și chiar să se gândească nu este necesar“, - a conchis profesorul.

Mai târziu, în același an am studiat dinozaurii. „Nu este ciudat - a spus profesorul, că milioane de ani în urmă, dinozaurii au dominat Pământul, și apoi a dispărut dintr-o dată? Nimeni nu știe de ce au devenit dispărut. Unii paleontologi cred că au ucis un meteorit mare din spatiul cosmic, dar este imposibil, este science-fiction. "

Astăzi știm că plăcile tectonice, și cu ei continentele muta de fapt, și în urmă cu 65 de milioane de ani, un meteorit gigant de 10 kilometri în diametru, este de natură să facă, și a distrus dinozaurii si multe alte forme de viață de pe Pământ. În timpul vieții sale scurte, nu doar trebuie să vedem cum a fost considerat imposibil de realizat înainte, transformată în fapt științific stabilit. Deci are sens să spunem că teleporta dintr-un loc în altul, nu este posibil? Sau că este imposibil de a construi o nava spatiala care ne poate transporta la mulți ani lumină de Pământ la stele?

fizica de azi spun că cea mai mare parte aceste miracole sunt imposibile. Dar poate că vor deveni posibile prin câteva secole? Sau zece mii de ani, când tehnologia noastră va avea o nouă dezvoltare? Sau poate un milion de ani? Cu alte cuvinte, dacă facem întâlni o civilizație în fața noastră într-un milion de ani nu părea familiar pentru noi dacă aceste tehnici „miracol“? Aici se află una dintre problemele centrale ale acestei cărți: dacă ceva este „imposibil“ de astăzi, fie că va fi imposibil într-o sută, într-un milion de ani?

Având în vedere progresul uimitor al științei în ultimii o sută de ani - în primul rând vorbim despre crearea teoriei cuantice și a relativității generale-ne acum putem estima atunci când acestea pot fi puse în aplicare în unele dintre aceste tehnologii fantastice - cu excepția cazului, desigur, este în general kogda ceva se întâmplă. Odată cu apariția de teorii mai avansate, cum ar fi teoria corzilor, fizicienii au început să revizuiască treptat atitudinea lor, chiar și la o astfel de fantastic, aparent idei, cum ar fi timpul de călătorie și universuri paralele.

Nu este surprinzator, Zhyul Bern a fost capabil să prezică mult cu o astfel de precizie uimitoare. Toată viața scriitorului a fost aproape de lumea științei și știu ce cred mulți oameni de știință. O înțelegere aprofundată a fundamentelor științei îi permite să facă predicții uimitoare.

Este trist, dar mulți dintre cei mai mari oameni de știință ai secolului al XIX-lea. Am ales poziția opusă și în grabă să declare aproape orice tehnologie necunoscută este fundamental imposibil. Lord Kelvin, fără îndoială fizician cel mai proeminent al erei victoriene (este înmormântat la Westminster Abbey lângă Isaakom Nyutonom), a declarat cu încredere că aeronava „mai grele decât aerul“, cum ar fi avioane, nu decola. El a crezut că razele X înșelăciune și a fost sigur că radioul are nici un viitor. Lord Rutherford a descoperit nucleul atomic, a negat posibilitatea de a construi o bombă atomică și a comparat orice astfel de încercări de a „exercitarea unei Sunbeam.“ Chimiștii din secolul al XIX-lea. a anunțat căutarea de piatră filozofală - o substanță legendar, care se poate transforma plumbul în aur, - un capăt științific mort. Chimie din secolul al XIX-lea. Se bazează pe principiul fundamental al imutabilitatea elementelor chimice, inclusiv plumb. Dar putem acum, în principiu, transforma atomii de plumb în atomi de aur, cu ajutorul unui accelerator de puternic. Imaginați-vă ce s-ar fi părut science-fiction în pragul secolelor XIX și XX. televiziunea noastră, calculatoare și Internet!

Alte exemple pot fi mai aproape de timpurile noastre. Deci, găuri negre au fost mult timp considerate science-fiction. Einstein în 1939 a scris un articol în care „dovedit“ că găurile negre nu poate avea loc în condiții naturale. Dar telescopul spațial Hubble și telescopul cu raze X „Chandra“ au fost detectate în mii de spațiu de găuri negre.

Acestea și alte tehnologii au fost considerate „imposibile“, pentru că în XIX și începutul secolului XX. Oamenii de știință nu știu încă multe dintre legile fundamentale ale fizicii și științei. Având în vedere lacunele uriașe în cunoașterea timpului, mai ales la nivel atomic, nu este surprinzător faptul că oamenii de știință considerate realizări, cum ar fi imposibil.

De ce studia imposibilul?

Oricât de ciudat ar suna, dar un studiu serios al imposibilului a condus adesea la oamenii de stiinta descoperirea de noi, foarte promițătoare și zonele cele mai neașteptate ale științei.

De exemplu, încercările zadarnice și inutile de a crea o „mașină de mișcare perpetuă“ a continuat timp de secole. Ca rezultat, fizicienii au ajuns la concluzia că un astfel de dispozitiv nu poate exista; au trebuit să postuleze legea de conservare a energiei și a trei legi a termodinamicii. Astfel, căutarea inutilă pentru propria lor mișcare perpetuă a ajutat la deschiderea unui nou domeniu al științei - termodinamicii, care a servit ca bază, în special, pentru crearea motorului cu aburi, la începutul vârstei mașinii și a societății industriale moderne.

Din nou și din nou, vom vedea modul în care studiul este imposibil pentru știință deschide noi orizonturi, extinderea limitelor cunoașterii umane în domeniul fizicii și chimiei și forțând oamenii de știință să-și reconsidere conceptul de „imposibil“. Sir William Osler a spus odată: „Filozofia un secol la altul a devenit absurd, și nebunia de ieri, înțelepciunea de mâine.“

De exemplu, un cosmolog Stiven Hoking lung a încercat să găsească o nouă lege a fizicii care ar interzice călătoria în timp - el a numit-o „ipoteza că istoria.“ Cu toate acestea, mulți ani de muncă asiduă, nici fără nici un rezultat: el nu a putut să dovedească principiul invocat. Dimpotrivă, nu atât de mult timp în urmă, fizicienii au reușit să demonstreze că o lege care ar interzice călătoria în timp, este dincolo de matematică de astăzi. Acum, din cauza legii care nu permite să construiască o mașină a timpului nu exista, fizicienii trebuie să ia în considerare în mod serios această posibilitate.

Scopul acestei cărți - să ia în considerare tehnologiile care sunt acum considerate a fi „imposibil“, dar poate deveni normal dupa cateva zeci sau sute de ani.

De ce prezice viitorul?

Prezicerea viitorului este întotdeauna un pic periculos, mai ales dacă este vorba de timp, separat de noi de sute sau mii de ani. Fizicianul Niels Bohr a fost pasionat de a spune: „Predicție este foarte dificil. Mai ales despre viitor. " Dar între vremea lui Jules Verne și în prezent, există o diferență fundamentală. Astăzi, legile fundamentale ale fizicii sunt în general înțelese. Fizicienii de astăzi sunt foarte conștienți de legile care guvernează lumea multor obiecte diferite, care diferă în mărime de 43 de ordine - o gamă izbitoare, care include structura internă a protonului, și universul în expansiune. Ca rezultat, fizicienii pot fi judecate cu un grad rezonabil de certitudine că unii ar fi o tehnologie a viitorului, și este mai bine să se facă distincția tehnologia este pur și simplu de neconceput de fapt imposibil.

Se pare că o astfel de clasificare are sens - la urma urmei, oamenii de știință resping mișcare, multe tehnologii sunt prezente în mod constant în science-fiction funcționează ca complet imposibil, dar de fapt ele înseamnă pur și simplu că acestea sunt imposibil pentru civilizații primitive, cum ar fi al nostru. De exemplu, o vizită pe Pământ de către străini este în general considerată imposibilă, din cauza vastelor distanțele dintre stele. Dar, în cazul în care călătoria spre stele, evident, imposibil pentru o civilizație înaintea noastră în dezvoltarea de sute, mii sau milioane de ani, poate fi destul de accesibil pentru noi. Prin urmare, este foarte important să se clasifice astfel de „imposibilitate“. Tehnologiile care nu sunt disponibile pentru civilizația noastră în starea sa actuală, nu este neapărat la fel de imposibil pentru un alt tip de civilizație. Orice declaratii cu privire la posibila si imposibil să ia în considerare faptul că pentru mii și milioane de ani de civilizație, orice tehnică merge un drum lung.

Carl Sagan a scris odată: „Ce înseamnă pentru o vârstă de civilizație, să zicem, un milion de ani? telescoape radio si nave spatiale au aparut acum câteva decenii; Civilizația noastră tehnologică naschityv bufeuri de doar câteva sute de ani. civilizație avansată ", în spatele căruia milioane de ani de evolutie, la fel de mult înaintea noastră în măsura în care suntem înaintea unui lemurian sau macac.

În principal în propriile mele activități de cercetare și profesionale, cred că o încercare de a-și îndeplini în cele din urmă visul lui Einstein și a finaliza „teoria totul.“ Personal, îmi place foarte mult să lucreze la „teoria finală“, care va răspunde, probabil, lipsit de ambiguitate la unele dintre cele mai dificile întrebări despre „imposibilitatea“ științei moderne - de exemplu, dacă călătoria în timp este posibilă, adică în centrul unei găuri negre, sau ce sa întâmplat înainte de Big Bang. Rămân dedicat visul imposibilului și de multe ori gândesc atunci când anumite lucruri se va opri - și se va opri vreodată? - să fie imposibilă, și vor fi incluse în viața de zi cu zi.

Materialul din această carte acoperă o varietate de domenii și discipline, precum și activitatea multor oameni de știință restante. Aș dori să mulțumesc următoarelor persoane care cu amabilitate pentru timpul acordat pentru interogatorii îndelungate, sfaturi și conversații interesante și de inspirație:

Leon Lederman, laureat Nobel, Illinois Institute of Technology

Murray Gell-Mann, laureat al Premiului Nobel, Institutul Santa Fe si Caltech tarziu Henry Kendall, laureat al Premiului Nobel, Massachusetts Institute of Technology (MIT)

Stiven Vaynberg, laureat Nobel, Universitatea din Texas, Austin

David Gross, laureat al premiului Nobel, Fizică al Institutului Kavli Teoretică

Frank Wilczek, laureat Nobel, MIT Dzhozef Rotblat, laureat al Premiului Nobel, Spitalul Sf. Bartolomeu

Walter Gilbert, un laureat Nobel, Universitatea Harvard

Gerald Edelman, laureat al premiului Nobel, Institutul de Cercetare Scripps

Peter Doherty, laureat al premiului Nobel, de cercetare St Spitalul Jude

Dzhared Dayamond, câștigător al Premiului Pulitzer, la Universitatea din California din Los Angeles

Alan Guth, un fizician, MIT,

Dzhozef Likken, un fizician, numele Fermi National Laboratory

Rodni Bruks, director al MIT Lab Inteligenta Artificiala

Neil de Grasse Tyson, directorul Heydenovskogo Planetariul, New York

Robert Kirshner, astronom la Universitatea Harvard Fulvio Melia, astronom, Universitatea din Arizona

regretatul Ted Taylor, dezvoltator de SUA focoase nucleare

FRIMEN Dayson, Institutul pentru Studii Avansate, Princeton

Ann Druyan, văduva Karla Sagana, Cosmos Studios

Piter Shvarts, futuriste, fondator al Global Business Network

David Goodstein, Asistent Prorector Caltech

Seth Shostak, Institutul SETI

George Johnson, editorialist știință NewYorkTimes

Dzheffri Hoffman, MIT, astronaut NASA

Tom Jones, astronautul NASA

Robert Zubrin, fondator al Societății Marte

Donna Shirley, program de cercetare NASA Mars

Paul Saffo, futuriste, Institutul pentru viitor

Louis Friedman, co-fondator al Societății planetare

Daniel Wertheimer, SETI @ home, Universitatea din California, Berkeley

Documente conexe:

MitioKakuFizikanevozmozhnogo "Fizikanevozmozhnogo". Alpina non-ficțiune; ISBN 978-5-. ficțiune lor la legile fizicii. „Imposibil“ relativ Kakfizik am ferm învățat că „imposibil“ este adesea relativă.

Cinci vârste ale universului: În adâncurile fizicii eternității. Nagibin Yu „povești. Oțel Michio (Michio) Kaku. Fizikanevozmozhnogo Richard Dawkins. Dumnezeu Delirul Carl Edward. Fizica Aleksandr Stanislavovich Dmitriev. Cum să înțeleagă legile complexe ale fizicii Jared.

„Nasul“. Abrevierile trebuie să fie înțeleasă ca „literatură nouă“ sau „noi. Nataliya Lisova MitioKaku pentru traducerea cărții „Fizikanevozmozhnogo“ - traducerea științifice și artistice. 27 de limbi, Maalouf este caracterizat ca un scriitor modern reprezentând întreg.