Январский фуршет
-
-
- santafromhell
- 15.01.2013 23:24
- ↑
- →
Как бы вы, как физик-теоретик, ответили на вопрос ребенка 5-6 лет: "Почему небо голубое"?
-
-
-
- sarkazmatik
- 16.01.2013 1:45
- ↑
- →
Но какие задачи? Обычные в учебнике в ВУЗЕ скучно становится после 2ой.. 3ей. Или есть какие то интересные? Посоветуете?
-
-
Есть, конечно.
Если вы можете решать университетские задачи, попробуйте посмотреть на т.н. «Задачи Капицы» (можно скачать тут: http://en.bookfi.org/md5/5FDD659196A360AC2FB65F41A91D6C71). -
В википедии про это написано, даже с картинками: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D
0%B8%D1%80%D0%B0%D0%B6
Если совсем коротко, то показатель преломления воздуха зависит от температуры. Когда есть большой перепад температуры воздуха вблизи поверхности (например, очень горячего песка), то есть и большое изменение показателя преломления. В силу этого лучи, идущие от различных объектов, распространяются не по прямой, а по значительно более хитрой траектории. Так и возникает мираж. -
-
- vmozgutuman
- 16.01.2013 1:58
- ↑
- →
Я прочитал в книжке хокинга что вселенная расширяется во все стороны одновременно и это видно из любой точки, и там же приводится аналогия с шариком. Типа, если его надувать, то рисунок на нем будеть расширятся при взгляде из любой точки.
Следует ли понимать, что современная физика считает что есть как минимум 4 пространственных измерения?
Если нет, то как можно расширятся во все стороны из любой точки будучи замкнутым в 3-х измерениях. -
-
Может, ответ выше немного прояснит дело:
http://temainarod.ru/jan2013/t714958471.html#m714958471 -
"На поверхности шарика" - для наглядного представляения такого понятия, как кривизна. Кривизна может быть померяна на самой поверхности, но ее проще понять, если смотреть из пространства на одну размерность больше.
Расширение происходит в виде увеличения расстояния между любыми двумя точками. Т.е. если бы два материальных тела не взаимодействовали друг с другом и не двигались относительно друг друга в начальный момент, то спустя некоторое время расстояние между ними увеличится. Т.е. в этом случае изменение расстояния произошло не из-за относительного движения этих тел, а вследствие растяжения пространства. -
-
- Иван Балуев
- 16.01.2013 3:02
- ↑
- →
Эйнштейн - плагиатор? Как физики относятся к нему и его ТО?
И еще вопрос. Насколько серьезно утверждение, что мир состоит из волн? -
-
Нет, Эйнштейн не плагиатор. Он работал в совершенно разных областях физики: от броуновского движения до единой теории поля, и везде показывал себя очень мощным физиком. Но он, кончено, раскрученная личность, именно в медийном плане.
Мир сосотоит из квантованных полей, которые очень хитрые штуки. Некоторые свойства этих полей можно описывать в виде распространения волн, а некоторые - совершенно не представимы в таком виде. -
Электрон в атоме находится в определенном квантовомеханическом состоянии. Это означает, что он обладает определенным моментом импульса и определенным распределением в пространтсве.
Точной аналогией такого состояния в нашем макромире нет. Т.е. нельзя точно сказать, что электрон движется - у него нет траектории, например. Но, вместе с тем, он обладает некоторым моментом количества движения, которое можно в рамках обычной механики представить как следствие движения по орбите. -
То, что электрон в атоме не может покоиться - стало понятно из экспериментов Резерфорда более 100 лет назад (а до этого как раз была модель, в которой электроны были вдавлены в ядро как изюм в кекс). На основе этих экспериментов была предложена планетарная модель атома. Но при этом сразу было понятно, что планетарная модель противоречит законам классической физики. Возникло противоречие: эксперименты показывают одно, теория говорит другое. Из этого противоречия и выросла квантовая механика (а потом оказалось, что она тоже не дает ответа на все вопросы, появилась квантовая теория поля и т.д.). Модель атома значительно усложнилась, а заодно стало понятно, что когда речь идет об элементарных частицах, то многие представления и понятия классической физики уже неприменимы. В частности, такими понятиями оказались "частица", "покой", "движение", "траектория." Их, в строгом смысле, в микромире уже нет, как
n0_spam и написал. У состояния электрона в атоме есть некоторые характеристики, свойственными обычному классическому понятия движения (энергия, момент импульса, магнитный момент), но не все (в каждый момент времени нет точного положения, значит нет и траектории; также он не излучает).
Однако человеку хочется придумывать понятные образы и аналогии, поэтому сейчас и продолжают говорить о "движении" электрона вокруг ядра. Например, можно представить, что маленький шарик электрона так быстро крутится вокруг ядра, что "траектория" его движения кажется почти сплошной сферой. Или можно представить, что сферическая орбита электрона это как мыльная пленка вокруг ядра (как у мыльного пузыря), с разной плотностью в разных точках. В одном месте у этой пленки есть участок с наибольшей плотностью. Этот сгусток плотности постоянно меняет свою позицию на пленке, и его называют электроном. Однако нужно понимать большую условность этих образов, и понимать, что в микромире наша классическая интуиция и "наглядные представления" очень ограничены: траекторий там нет; рассчитывать можно только вероятности, электрон это одновременно и частица, и волна и т.д. -
"Но при этом сразу было понятно, что планетарная модель противоречит законам классической физики"
О! Нашелся человек, которому это понятно. Объясните мне, пожалуйста :)
Если серьёзно, то это слишком смелое утверждение. В классической электродинамике, нопремер, даже уравнение движения объемного заряженного тела в э.м. поле ещё не решено из-за чисто математических трудностей. Это, на мой взгляд, интересная область исследований. Если хотите узнать больше, почитайте, например, эту статью http://arxiv.org/abs/0905.2391 и, как говорится, references therein. -
Думаю вы прекрасно понимаете в чем дело. В классической электродинамике ускоренно движущийся заряд постоянно теряет энергию в виде электромагнитного излучения. Поэтому в рамках классической теории, стабильная орбита электрона вокруг атома была бы невозможна, электрон бы очень быстро упал на ядро.
Можно ли решить уравнение движения объемного заряда - никакого влияния на этот факт не имеет (даже отставляя в сторону вопросы об "объемности" и "плотности заряда" электрона). Если вы прыгаете с вышки - вы точно знаете, что упадете, даже если вы и не можете вычислить свою точную траекторию. -
"ускоренно движущийся заряд постоянно теряет энергию в виде электромагнитного излучения"
Я так и думал, что Вы так думаете :) Вкратце, проблема здесь в том, что этот заряд не только излучает, но и взаимодействует со своим собственным излучением. Как конкретно это происходит, т.е. сколько энергии он приобретает -- до сих пор не очень понятно даже для самых простых моделей. Не говоря уже об электроне. -
Ну и что, что взаимодействует? Это не отменяет того факта, что часть энергии будет теряться, поэтому электрон упадет на ядро.
Вы же должны знать, что в физике все расчеты приближенные. Абсолютно точно ничего посчитать нельзя, поскольку учесть все факторы невозможно. Всегда строится определенная модель, в рамках которой слишком незначительными эффектами пренебрегают. Иначе мы бы вообще ничего не могли считать, и не были бы даже уверены падают ли вниз подброшенные предметы, поскольку мы не можем точно вычислить сопротивление воздуха при движении тела. -
Значит, потерю энергии частицей на излучение Вы предлагаете в модели учитывать, а возможное приобретение энергии частицей через взаимодействие её с собственным излучением -- нет. Меня это наводит меня на мысль, что Вы считаете второй эффект незначительным по сравнению с первым. Если да, то почему? Если нет, то такой селективный учёт эффектов выглядит странно :).
-
Если вы не читаете учебников и не повторяете самостоятельно все выводы, то, конечно, вам все будет казаться странным. Извините, но пересказывать и объяснять вам в комментариях всю классическую электродинамику я не готов. Возьмите любой учебник и изучите раздел излучения ускоренно-движущегося заряда.
-
Мне бы тоже хотелось, чтобы всё было так просто -- открыл учебник и прочитал. К сожалению, найти в учебниках ответ на этот вопрос не представляется возможным. Это активная область исследований с весьма скромным прогрессом. Похожие трудности, кстати, (это называется "self-fields problem") возникают и в ОТО. Не случайно работы по этой теме часто пишутся теми же группами, которые занимаются гравитацией, например R. Wald -- знакомое имя? Автор известного текстбука по GR.
-
Более-менее над теорией струн.
Есть несколько журналов, в которых публикуются статьи по близкой мне тематике. Journal of Physics A, Nuclear Physics B, JHEP, Communications in Mathematical Physics и т.д. В некоторых из них публикуюсь и я.
На компьютере считаю довольно много, но это почти всегда аналитические вычисления. -
Спасибо за ответы. Да, я и имел ввиду аналитические вычисления на компьютере. Но ручкой и бумагой для вычислений еще пользуетесь, или уже очень мало?
Как вы оцениваете ближайшие и будущие перспективы теории струн? Будут ли шансы что-то проверить в эксперименте в относительно близком будущем?
Какие, по-вашему мнению, перспективы у альтернативных теорий? Например, что вы думаете об "Исключительно простой теории всего" Гаррета Лиси? Есть ли шансы ее доработать (устранить противоречия, добавить динамику и т.д.)?
В целом, есть ли, по-вашему мнению, шансы у какой-то из текущих теорий при доработке дорасти до более-менее окончательного для нас описания мира (т.е. ограниченного нашими возможностями его понять), или будущее за какой-то совсем новой и оригинальной теорией, или в связи с невозможностью экспериментальных проверок в будущем будет большое количество равноправных теорий? Понятно, конечно, что это вопросы довольно абстрактные, но ваши мысли по этому поводу были бы очень интересны. -
> Но ручкой и бумагой для вычислений еще пользуетесь, или уже очень мало?
Пользуюсь, но эта доля постепенно снижается. Но не сказал бы, что очень мало.
> Будут ли шансы что-то проверить в эксперименте в относительно близком будущем?
Если под относительно близким будущим вы имеете в виду период, скажем, 5-10 лет, то скорее нет. Перспективы, надо сказать, весьма туманны. В теории струн уже было несколько революций, после которых люди думали: «ну теперь точно всё получится», но прошло уже много лет, но ничего существенного не произошло.
> Например, что вы думаете об "Исключительно простой теории всего" Гаррета Лиси? Есть ли шансы ее доработать (устранить противоречия, добавить динамику и т.д.)?
Статья Лиси вышла, если не ошибаюсь, пять лет назад. Почти сразу в ней было найдено много неточностей и принципиальных недостатков; они так и недоработаны. Думаю, перспективы у этой теории практически отсутствуют.
Отвечая на ваш последний вопрос: я думаю, что ситуация ещё долго будет такой, как в конце XIX века: при якобы полном понимании физики будет оставаться «одна маленькая сложность», разъяснение которой будет порождать новую физику. Сейчас, как вы, наверное, знаете, даже в рамках областей, которые поддаются экспериментальной проверке, есть фундаментальные неотвеченные вопросы. -
Вы планируете продолжать работать над теорией струн, или посматриваете и по сторонам и, возможно, поменяете направление работы?
Насколько последнее (изменение личной специализации) было бы реально, учитывая расширение и усложнение математического аппарата в каждом из существующих направлений в теоретической физике?
Ну и главный вопрос: когда будет создана единая теория поля? :) Понятно, что ответить можно только ткнув пальцем в небо, но все-таки: 10-20 лет? 20-50 лет? 50-100 лет? 100-1000 лет? Никогда? Какой их этих вариантов вам кажется наиболее вероятным?
И что будет после того, как будет создана единая теория поля? Теоретическая физика станет, с одной стороны, подразделом математики (будут создаваться интересные абстрактные теории - как сейчас в математике придумывают разные типы математических структур), а с другой стороны, подразделом техники (будут рассчитываться и создаваться новые устройства). Как я понял, фантастику вы не очень любите, но все же? :) -
Я предпочту не загадывать. По сторонам я всё время посматриваю, а что получится из этого — увидим :) Математический аппарат здесь не главное препятствие, намного сложнее выработать некую интуицию в области.
Насчёт ваших двух последних вопросов — боюсь, фантазирование на таком уровне мне не доступно :) Думаю, в начале XX века никто не мог предвидеть, во что выльется революция, запущенная работами Планка и Эйнштейна. -
Спасибо за ответы, желаю удачи :)
А можете напоследок рассказать каким современным математическим аппаратом вы владеете, и какой сейчас наиболее необходим в вашей области? Я не имею ввиду, конечно, стандартный минимум вроде дифференциальных уравнений или линейной алгебры, а более продвинутый аппарат, например алгебраическую топологию, К-теорию и т.д. -
-
- kulturschock
- 16.01.2013 10:23
- ↑
- →
1. Возможны ли по вашему мнению великие или очень важные открытия в физике в следующие, скажем, 20 лет? С чем связанные? Найдут ли быстрое практическое применение не только в промышленных, но и в бытовых масштабах?
2. Какое открытие или воплощение вы желали бы себе или коллегам?
3. Читаете ли фантастику, и если да, то не воротит ли от встречающихся там как бы технических описаний?
4. Если для эксперимента ваших коллег потребуется подопытный человек, согласитесь или предпочтете нажимать на кнопки?
5. Нужно ли двигать науку любой ценой?
6. Как относитесь к теориям про всякие там биополя, тонкие тела, верхние миры и прочему? Тоже агностик? -
-
1. Насчёт 20 лет — не знаю, сложно давать такие оценки. По некоторым мнениям, сейчас близко время смены научной парадигмы, то есть, стоит ожидать какого-то прорыва.
2. Общую теорию всего, конечно :)
3. Фантастику практически не читаю, просто не люблю.
4. Не очень понял ваш вопрос — соглашусь ли я стать подопытным? Зависит от деталей эксперимента.
5. Нет, не стоит.
6. Если думать про это как про теории — то это, в основном, лажа. А верить можно во всё, что угодно, тут я не судья. -
По некоторым мнениям, сейчас близко время смены научной парадигмы, то есть, стоит ожидать какого-то прорыва.
А какое ваше мнение по этому поводу? Если согласны, то почему вы так думаете? Какие именно научные парадигмы имеют наибольший шанс поменяться?
Общую теорию всего, конечно :)
Какие шансы на это есть? :) На базе теории струн, или, возможно, совсем других подходов? -
-
- kulturschock
- 16.01.2013 22:15
- ↑
- →
Четвертый и пятый вопросы для меня связаны, так что вы ответили на оба. Имелось в виду участие в эксперименте в качестве подопытного. Особенно, если есть пусть и небольшой риск для здоровья или же этот риск нельзя оценить по какой-то причине.
Меня просто интересовал вопрос чем ученый может для науки пожертвовать, что вложить. Понятно, что время, раз уж это профессия. Знаю, что некоторые жертвуют семьей, не заводят или семья разрушается.
Интересно было и ваше, как теоретика, отношение к экспериментам в этом плане, можно ли/нужно ли вложить большее. Ответ, видимо - нет.
Человеку, не связанному с наукой сложно представить себе такую ситуацию. У нас если речь идет о жертвах, отказе от чего-то, то на другой чаше весов только деньги и слава, но не прогресс для людей. Ну как-то так. :)))
Еще вопрос. Если какому-то физику удается открытие, вы ему завидуете или "Он молодец, я тоже постараюсь"?
Нужно ли физикам привлекать к сотрудничеству ученых других отраслей, это продуктивно или люди путаются друг у друга под ногами? -
-
> Меня просто интересовал вопрос чем ученый может для науки пожертвовать, что вложить.
Думаю, что это зависит скорее от самого человека, а не от рода занятий. Всякое бывает.
> Нужно ли физикам привлекать к сотрудничеству ученых других отраслей, это продуктивно или люди путаются друг у друга под ногами?
Зависит от области. В некоторых областях может быть полезно сотрудничество с инженерами, в некоторых — с химиками, а в некоторых — с химиками.
> Если какому-то физику удается открытие, вы ему завидуете или "Он молодец, я тоже постараюсь"?
Скорее, это такая белая зависть :) -
1) Фундаментальные открытия все еще могут быть сделаны на БАКе. Через 2 года его проапгрейдят для столкновения протонов с более высокими энергиями. Если повезет, может быть откроют совсем новые частицы, не входящие в Стандартную модель.
Кроме того, более точно померяют свойства нового бозона, уточнят, является ли он Хиггсовским или нет.
Быстрого применения этих новых открытий совершенно точно не будет. Новые эффекты будут проявляться при таких условиях, которые сложно воспроизвести в бытовых масштабах.
Ну и все другие эксперименты по поиску новых эффектов - от детекторов темной материи до точных астрономических измерений.
2) Я бы желал обнаружения чего-то интересного на БАКе. Хиггсовский дублет был бы интересен, например.
3) Особо не читаю, отчасти потому что воротит.
4) Смотря что имеется в виду. Например, если для полета на Марс - будет интересно слетать.
5) Любой ценой - нет, но смысл вкладывать "на всякий случай - а вдруг что-нибудь очень важное откроют", по-моему, вполне разумно. Тот же БАК обошелся 6 млрд. долларов за 7 лет (на самом деле больше - с учетом экспериментов). Далеко не запредельно большая сумма в масштабах бюджета даже среднего государства.
6) Биополя, торсионщина и прочее чакроведение, по-моему, следствие отсутсвия популяризации науки в стране начиная с эпохи позднего СССР. Мало кто может и хочет доступно объяснять для неподготовленной публики (т.е. не для студентов, стремящихся разобраться в физике) зачем нужны нейтринные детекторы и почему БАК безопасен даже в плане радиоактивности. Плюс, естественно, свойства человеческой психики: от науки ждут магии, а не систематической проверки гипотез. -
-
- kulturschock
- 16.01.2013 22:33
- ↑
- →
Спасибо за подробный ответ. Согласна с высказанным вами в пункте 6. Поскольку сама отношу себя к неподготовленной публике, то давно мечтаю о популярном изложении проблем естественных наук в печатной форме или в виде открытых лекций.
К сожалению, в настоящий момент большинство людей интересуется получением знаний только с точки зрения практического применения или с эзотерического подхода. Если кто и хочет информации для общего развития, то остается неуслышанным. Не думаю, чтобы таких любопытных было мало. Просто в обществе нет акцента на просвещении. И к сожалению, не всегда ученые готовы спуститься на землю со своих высоких небес и объяснить доступно. Мне кажется, они не видят пользы в популяризации и просвещении. -
-
А у кого тогда, как не у ученых, спрашивать, чем же они занимаются?
Знаете, за последние лет 50 (по моим ощущениям) на повседневной жизни не сказалось почти никаких революционных открытий в физике. Ну научились делать всё в гораздо меньших масштабах, поэтому компьютеры стали дешевле, меньше и быстрее. Лазеры кое-где начали применять. А математика так вообще замкнута на себя, новейшие достижения в функциональном анализе или матане к жизни не приложимы. -
Честно говоря, техническими деталями не владею, но там в статье указывается, что это, конечно, не один атом — имеется в виду, что на кремниевую подложку нанесён атом фосфора, в результате чего (из-за квантовых эффектов) потенциал такой пластинки ведёт себя как потенциал транзистора. Обратите внимание, что контакты припаивались (вытравлялись) именно на подложке.
-
А это тогда что ?
http://www.nature.com/news/quantum-gas-goes-below-absolute-zero-1.12146
http://science.compulenta.ru/730193/
Пишут, что "ниже абсолютного нуля получилось продвинуться только на несколько миллиардных градуса".
