14 марта - День рождения Альберта Эйнштейна
.jpg)
В 2017 году на аукционе было выставлено предложение из тринадцати слов, написанных от руки Альбертом Эйнштейном на немецком языке.
Эта записка была написана и подписана в Японии в токийском отеле и датирована ноябрем 1922 года. В этом месяце Эйнштейна наградили Нобелевской премией по физике. Альберт Эйнштейн пребывал в этом отеле во время своего безумно популярного тура по Японии, в котором он читал лекции. Тогда ученый привлекал больше внимания, чем семья японского императора. По всей видимости, смущенный такой публичностью, Эйнштейн решил записать некоторые мысли и переживания о жизни в записке. Конкретно эту записку он передал японскому курьеру, либо потому что курьер не брал чаевых, в соответствии с местным этикетом, либо потому что у Эйнштейна не было мелкой налички:
Возможно, если вам повезет, эти записи станут куда более ценными, чем обычные чаевые.
Аукционный дом оценил записку в 5-8 тысяч долларов. Торги начались с 2 тысяч долларов. За двадцать минут шквал предложений быстро подталкивал цену. К концу аукциона цена выросла до невероятного - 1,56 миллиона долларов!
В переводе на русский язык записка Альберта Эйнштейна звучит так:
Спокойная и скромная жизнь приносит больше счастья, чем стремление к успеху в сочетании с постоянным беспокойством.
Будь Эйнштейн вместе с нами, он бы диву дался абсурдности этого аукциона. В течение второй половины своей жизни, сразу после астрономического подтверждения его общей теории относительности в 1919 году, он не переставал отмахиваться от своей знаменитости и не интересовался накоплением денег ради собственного блага. Он был счастлив, когда оставался один, наедине со своими математическими расчетами, или с горсткой избранных коллег среди физиков и математиков. В ходе длинных морских путешествий между континентами он любил прятаться в своей кабинке и решать математические уравнения.
Если прочитать оригинальную статью Эйнштейна 1905 года о теории относительности, текст довольно просто разобрать. Текст прост и понятен, а уравнения в основном алгебраические — их сможет понять любой старшеклассник.
Все потому, что сложная математика никогда не была коньком Эйнштейна. Он любил думать образно, проводить эксперименты в своем воображении и осмысливать их до тех пор, пока физические идеи и принципы не станут видны кристально ясно.
Эйнштейн так выразился о своей знаменитости в предисловии к собственной биографии:
Я никогда не понимал, почему теория относительности с ее концепциями и проблемами, столь удаленными от практической жизни, так долго вызывает оживленный или даже воодушевленный резонанс среди широких кругов публики … Я никогда не слышал по-настоящему убедительного ответа на этот вопрос.
И вот что он писал о смысле жизни незадолго до своей кончины в 1955 году:
Пытайся стать не успешным человеком, а ценным. В наши дни успешным считается тот, кто берет от жизни больше, чем вкладывает в нее. А ценный человек будет давать больше, чем получает.
Можно понять, почему Эйнштейн считается иконой в мире ученых. Scientific American оценивает, что две трети «озарений», присылаемых в научные журналы, связаны с теориями Эйнштейна. Либо автор статьи утверждает, что нашел объединенную теорию гравитации и электромагнетизма, чего не смог сделать Эйнштейн, либо идеи Эйнштейна оказались ошибочными, особенно в Общей теории относительности.
И как говорил сам Эйнштейн:
Чтобы наказать меня за мое неуважение к власти, судьба сделала меня авторитетом.
Из материалов в интернете.
- Войдите на сайт для отправки комментариев
- 2103 просмотра
Сегодня - День рождения не только Альберта Эйнштейна, но и руководителя Лаборатории космических исследований Виктора нашего Михайловича Журавлёва!
Виктор Михайлович! Праздничный, но серьёзный вопрос: вот Вы пишете, что пространство-время - нематериально, и непонимание этого - проблема современной физики. Я считаю постранство-время особым способом отношений материальных объектов, то есть склонен к реляционной их концепции.
Однако, скажите - что Вы понимаете под "материей", "материальностью" и, если пространство-время - нематериально, то каково же оно?
Илья, постараюсь ответить кратко на поставленный вопрос. Начнем с пространства и времени в классической механике.
У Ньютона вводилось понятие абсолютного пространства и времени как элементов общего описания расстояний до материальных объектов и временных интервалов между регистрируемыми событиями. В физическом эксперименте можно определить расстояние только между конкретными материальными телами независимо от конкретного способа измерения. Это касается и линейки, и радиолокационного дальномера. Нельзя измерить расстояние до пустой точки, где нет материальных тел. Это очевидно при использовании радара. Если же мы используем линейку, то она сама служит материальным объектом, концы которого указывают расстояние. Поэтому изначально не существует никакого пространства.
Объединяя множество измерений расстояний между объектами, мы приходим к выводу, что их можно собрать в одну математическую схему, которую называют трехмерным евклидовым пространством. В этом смысле абсолютное пространство классической мехники - это просто удобный математический способ собрать воедино все измерения расстояний. Данная математическая конструкция нематериальна по своему смыслу. Материальный объект имеет массу, энергию и т.д. Абсолютное пространство никаких физических свойств не имеет. Можно сказать, что первый закон Ньютона фиксирует этот факт. Пространство и время не влияют на физические процесссы.
Что же мы имеем в Специальной теории относительности (СТО)? Согласно закону инерции, и в СТО пространство-время никаким образом не должно влиять на физические процессы. Оно остается нематериальным. У него нет ни энергии, ни массы, ни других возможных атрибутов материи. Однако в следующих постулатах СТО в противоречие этому факту вводятся специфические свойства пространства и времени, связанные с преобразованиями Лоренца.
В классической механике преобразования Галилея оставляют все свойства материальных тел неизменными в силу нематериальности пространства и времени. Но в СТО преобразования Лоренца приводят к изменению длин материальных тел и длительностей интервалов времени в различных системах отсчета. Это измеримые эффекты, т.е. они являются свойствами материальных тел. Что является причиной изменения этих масштабов? Очевидно, что эти изменения не связаны с другими материальными телами. В преобразованиях Лоренца есть только относительная скорость движения систем отсчета. Поэтому приходится считать, что изменения масштабов при переходе от одной системы отсчета к другой являются свойствами только самого пространства-времени. Но оно у нас не материально! В результате мы приписали нематериальному пространству-времени свойства материальных тел, что и порождает всевозможные парадоксы.
Самый известный - это парадокс близнецов, предъявленный Ланжевеном в 1911 году. Один близнец остается на Земле, другой улетает на звездолете к другим мирам со скоростями, близкими к скорости света. По возвращении тот близнец, который оставался на Земле, должен был бы биологически состариться значительно больше, чем тот, который улетал. Это с точки зрения СТО, ведь длительность полета в разных системах отсчета разная. Но с другой стороны, согласно первому закону инерции (аналог первого закона Ньютона) все физические законы в инерциальных системах отсчета должны идти совершенно одинаково. Оба близнеца не ощущают никакого движения. И клетки в их организме должны стареть одинаково. Возникает парадокс. Его пытаются разрешить с помощью указания на неэквивалентность систем отсчета близнецов, связанную с теми обязательными ускорениями, которые необходимы, чтобы достичь субсветовых скоростей, и обратного торможения корабля при возвращении.
Действительно, звездолету сначала надо ускориться, затем затормозить, затем опять ускориться при возвращении и опять затормозить при подлете к Земле. Получается, что именно из-за того, что одна система отсчета является неинерциальной, возникает расхождение в показаниях часов. Однако парадокс остается. В чем, собственно, проявляется различие в ощущениях братьев? Единственным отличием является сила инерции, но сила инерции - это не какая-то реальная сила. Реальной силой является сила реакции опоры, которая приводит к тому, что один из братьев ускоряется вместе с кораблем. Получается, что если вы прижимаетесь к стенке, то ваши биологические часы начинают идти медленнее? Никаких других физических механизмов нет.
В Общей теории относительности (ОТО) дела обстоят еще хуже. Теперь для описания гравитационного поля, т.е. измеримого поля ускорений, которое возникает вблизи любого материального объекта, мы наделяем пространство-время (нематериальное!!!) свойствами кривизны. В чем проявляется нематериальность пространства-времени ОТО?
Во-первых, локально оно совпадает с пространством-временем СТО.
Во-вторых, в ОТО вообще нет инерциальных систем отсчета. Оказывается, в ОТО даже нет привычной основы для указания на независимость материи от пространства.
И в-третьих, оно не имеет опять никаких материальных атрибутов. Это проявляется в частности в том, что простраству-времени невозможно приписать определенную энергию и массу. Это основная проблема ОТО. В частности, поэтому не удается построить квантовую теорию гравитации.
Отсюда видно, как возникают все парадоксы этих теорий. Идея о том, что кривизна пространства очень просто и органично объясняет гравитационное поле, и по сути должна объяснять и электромагнитное, является очень привлекательной. Поэтому от нее отказываться нельзя. Тогда необходимо видоизменить теорию так, чтобы в ней появился материальный объект, играющий роль физического пространства. Такую идею высказывал до Эйнштейна Клиффорд. Однако он не предложил какой-либо физической конструкции для описания такого пространства. Как пишут, Эйнштейн хотел реализовать именно идею Клиффорда. Но в ОТО это не удалось сделать. В ОТО материя и простраство-времени - разные сущности, причем вторая - нематериальна.
Вот, собственно, основные соображения. Часть этих рассуждений можно найти у Бриллюэна в книжке "Новый взгляд на теорию относительности".
Илья! Большое спасибо за поздравление!
Существует такая околофизическая деятельность, которая старательно ищет ошибки в современных теориях физики, в особенности в Специальной теории относительности (СТО). Общую теорию относительности (ОТО) трогают гораздо меньше по той причине, что она гораздо сложней для понимания. По этой же причине еще меньше трогают квантовую теорию. На чем обычно строятся попытки опровергнуть эти теории? Как правило, они связаны с тем, что сами физики обнаруживают и обсуждают те или иные парадоксы этих теорий и трудности их интерпретации.
Например, уже больше ста лет обсуждается парадокс близнецов, сформулированный Полем Ланжевеном в 1911 году. С точки зрения некоторых физиков считается, что парадокс разрешен, а с точки зрения другой части - нет. Парадокс имеет форму легко воспринимаемой притчи и поэтому обсуждается всеми - и понимающими СТО, и не понимающими СТО. Такие парадоксы - очень благодатная почва для альтернативных суждений. Существует ли в реальности трудность СТО, связанная с этим парадоксом? На мой взгляд - существует. Проблема в том, что в СТО нематериальный объект пространство-время наделяется физическими свойствами, что и приводит к парадоксам.
В ОТО существует еще больше парадоксов и трудностей. Например, самая главная проблема ОТО - это невозможность приписать гравитационному полю в форме искривленного пространства-времеми какую-то определенную энергию. Это, в частности, не позволяет уже больше ста лет построить квантовую теорию гравитации. На мой взгляд, эта проблема возникает из того, что и в ОТО нематериальному пространству-времени приписываются физически измеримые свойства. О чем-то похожем говорили физики и раньше. Например, в книжке Бриллюэна "Новый взгляд на теорию отностельности" (ее легко найти в Интернете) высказывалось много разных идей о том, что нужно сделать, чтобы объяснить парадоксы.
Это я пишу к тому, что очень часто люди, поверхностно знающие суть проблемы, обвиняют современных физиков в тупом догматизме. На самом деле проблема не столько в том, чтобы найти парадокс, а в том, чтобы создать теорию, исправляющую парадоксы. Те, кто обвиняют современную физику в догматизме, как правило, предложить что-то полезное не в состоянии. Однако, как показывает опыт последних лет 200, для исправления парадоксов необходимо радикально менять суть теорий, но таким образом, что старые достижения остаются в силе. Последнее сейчас называется принципом соответствия. Поэтому, если уж браться за формулировку парадоксов, то надо это делать с целью найти путь к улучшению теории, а не просто взять ее и отвергнуть.
Возврат к классической механике не возможен, поскольку она не объясняет множество наблюдаемых явлений. К сожалению, есть мало книг, в которых описывают то, как менялись взгляды физиков. Современные учебники содержат описание уже построенного здания, когда все леса и подпорки, которые были необходимы для его построения, уже убраны. Поэтому в учебниках редко проглядывают те споры и дискуссии, которые в конце концов привели к современной физике. В ней сейчас много заблуждений, но многие из них станут ясны только после создания новой теории. Можно надеяться , что это произойдет в ближайшее время.
Меня волнуют проблемы классической механики без попыток вторжения в смежные области новой физики, к коим я не имею никакого отношения и поэтому не собираюсь их обсуждать. Каждому своё поле для пахоты, по призванию и способностям.
Скажем честно, что ЛЮБЫЕ ЗАКОНЫ (не исключая и Ньютоновские), а уж тем более ещё не полностью доказанная опытами ТЕОРИЯ, не являются АБСОЛЮТНОЙ ИСТИНОЙ в последней инстанции, поскольку даже каждый закон и теория имеют весьма органиченные области своего применения, т.к. обеспечивают правильный результат только в ограниченном диапазоне внешних условий для их применения, либо оговоренных самим законом, а чаще и не оговоренных, но со времен наложенных другими физиками. Рано или поздно, но почти все они, по мере развития знаний, будут уточнены или даже отвергнуты в попытке создания ЕДИНОГО ЗАКОНА, объединяющегго все знания об окружающем нас мире, но только после точного подтверждения физическими опытами. Однако, смею Вам заметить, что все попытки создания универсальных и многофункциональных машин в технике, как показывает практика, ВСЕГДА ОКАЗЫВАЮТСЯ МЕНЕЕ ЭФФЕКТИВНЫМИ И ПРОВАЛЬНЫМИ, чем более простые, но УЗКО-СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ машины и устройства. Меня, как инженера-механика, интересующимися расчётом тректорий тел Солнечной системы на малых скоростях движения все поправки высшего порядка малости мало волнуют, так же, как и возмущающие воздействия от относительно далёких космических тел и планет с величиной их уровня, сравнимом с уровниями достижимой точности вычислений. Чисто инженерный прагматичный подход для получения синицы в руках, вместо журавля в небе, поскольку некогда тратить силы и время на обсчёт всего и вся на свете, если оно видно только под микроскопом при решении данного конкретного вопроса. А поскольку всё с мире относительно, то "и невозвожность возврата к классической механике", видимо надо рассматривать с Вашей научной позиции в области новой физики, вышедшей на новый уровень космических околосветовых скоростей со своими очень сложными проблемами. А с позиции иженеров-механиков, которым надо создавать работающие и неразваливающиеся от воздействия разного рода ускорений машины и механизмы ничего кроме законов классической механики пока ещё больше не требуется. Да, для Вас, первопроходцев новой физики больших скоростей, "возврат не возможен", а для инженеров "уход в область околосветовых скоростей пока и не нужен." Увы, диалектика жизни.
По моему скромному мнению, сближение позиций должно состояться только после окончательной проверки всех новых теорий на практике, и вот только тогда и возникнут основания для их симбиоза в виде ЕДИНОГО НОВОГО ЗАКОНА взамен ПРЕДЫДУЩЕГО ЗАКОНА на страницах учебников физики как истины в последней инстанции, по крайней мере для меня. А пока, на мой скромный взгляд, место им на страницах специализированных научных изданий и журналов для обсуждения и поисков путей их реального подтверждения на практике в физических опытах, а не в учебниках для начальной школы.
В общем, "ребята, давайте жить дружно" в нашей общей песочнице и не посягать на чужие куличики, а только любоваться ими издалека, не разрушая чужие, а создавая свои собственные, давая лишь доброжелательный замечания со стороны по внешнему виду куличиков соседа. И быть выдержанными и мудрыми, как премудрые пескари.
С уважением. Георгий 14.03.2020г. 09час.35мин. Время моск.
В околофизической среде любят произносить названия, типа Теория Всего, как предел мечтаний физика. Для современных физиков - это не более, чем способ указать на то, что, возможно, удастся построить общую теорию для тех видов материи, которые мы называем элементарными частицами, атомами, молекулами и т.д.
Но для ее объяснения придется вводить и вводят в теорию новые формы материи, для которых теорий нет. Более того, нет и достоверных экспериментальных фактов. Те же кварки - это лишь способ объяснить некоторые закономерности в структуре элементарных частиц. Но их наблюдать в современном эксперименте нельзя. Получается что-то вроде средневековой схоластики. Скорее всего кварков и нет в реальности, но они дают удобный способ рассуждать и что-то рассчитать То же самое касается и бозона Хиггса.
Так что можно лишь говорить об успешности той или иной теории в объяснении определенного круга явлений. Следующие теории избавятся от достаточно одиозных элементов современных теорий, но будут вынуждены вводить новые, для которых не будет достоверных сведений. Идеальные математические объекты с симметриями служили всегда подпоркой наших знаний в условиях недостатка информации. Так ведется с первых физических теорий, начиная с Аристотеля и Архимеда.
Уважаемый Виктор Михайлович!
Конечно, очень многозначительно и приятно, что Ваши дни рождения, физиков-теоретиков, совпадают. От души желаю Вам новых успехов и достижений, во всех направлениях! Особая благодарность Вам и Александре Ивановне за поддержку и популяризацию астрономии, которая в этом очень нуждается!
По поводу сложностей в науке у меня такое мнение. «Единую теорию всего» создать невозможно, и всерьез к этому никто не стремится. Что-то из законов, открытий, наблюдений остается в прошлом, а что-то служит основой для будущей науки. Таков путь познания, и в этом прогресс и перспектива наук. Узнать еще предстоит бесконечно много, так как мир бесконечно сложен!
Спасибо за очень приятную статью об А. Эйнштейне и за содержательный разговор.
Рахиль Менашевна!
Большое спасибо за поздравления и за очень приятную оценку моих расуждений!