html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Язык современной физики

Физик Дмитрий Казаков рассказывает о том, как Ричард Фейнман с помощью простых точек и стрелочек описал ключевые процессы в физике элементарных частиц

Как Ричард Фейнман хулиганил на секретной базе в Лос-Аламосе, в чем он видел самую большую радость для ученого и каким способом решал задачи? Лекция физика Дмитрия Казакова — одна из историй гида «Рассеянные люди», посвященного научным открытиям еврейских ученых XX века. Этот проект мы подготовили в партнерстве с Российским Еврейским Конгрессом.

Американский физик Ричард Фейнман был легендарной личностью, мировой знаменитостью. Я думаю, что каждый школьник в России и во многих странах знает имя Фейнмана по знаменитым фейнмановским лекциям по физике.

В 1965 году Фейнман совместно с японским физиком Томонагой и американским физиком Швингером получил Нобелевскую премию по физике за основополагающий вклад в квантовую электродинамику и физику элементарных частиц. Я думаю, что среди нобелевских лауреатов Фейнман все равно выделяется как потрясающая личность. Всем нам он известен прежде всего как человек, который изобрел тот язык, на котором говорит современная физика элементарных частиц и, видимо, всегда будет говорить. Это так называемые диаграммы Фейнмана, правила Фейнмана, которые являются довольно глубоким пониманием процессов, идущих в физике элементарных частиц.

Следует заметить, что до того, как Фейнман изобрел этот формализм и эти правила, вычисления были довольно громоздкими, потому что приходилось задумываться над тем, какие процессы происходят сначала, какие потом, в какой момент происходит испускание частиц, в какой момент возникает поглощение частиц. Все это надо было учитывать в расчетах, и это было очень громоздко и сложно. Фейнман придумал такие правила, которые принято называть ковариантными, которые автоматически включают в себя специальную теорию относительности. И эти правила оказались настолько простыми, что стали доступными любому человеку. Теперь говорят, что для домохозяек можно объяснить, что такое правила Фейнмана. Большое удовольствие вообще говорить об этом, потому что красивые вещи всегда интересно рассказывать, интересно их понять.

Суть их состоит в простой интерпретации: если частица испускается из какой-то точки, мы рисуем стрелочку, показывающую, что она испустилась. Если частица распространяется из одной точки в другую, мы рисуем стрелочку из одной точки в другую, показывающую, что частица так распространяется. Казалось бы, что тут изобретать? На самом деле за всеми этими стрелочками и точечками стоят определенные правила, которые называются правилами Фейнмана. Это соответствие математических объектов картинкам. То есть за каждой точечкой, за каждой стрелочкой, за каждой линией стоит определенный математический объект — матрица, импульс или производная в зависимости от того, как это формулируется. И вычисление вероятности процесса, происходящего в физике элементарных частиц, состоит в том, что вы должны нарисовать вот эту самую картинку и каждому элементу картинки поставить в соответствие определенный математический символ. Вы не задумываетесь над тем, как этот процесс развивается. Все автоматически учитывается в правилах Фейнмана.

Процесс вычисления превратился в наглядную демонстрацию. Более того, это превратилось в язык, на котором говорят физики. Если я хочу кому-то объяснить, что происходит на Большом адронном коллайдере, какие там частицы и как они рождаются, я просто рисую диаграмму Фейнмана. И всем становится понятно. Все понимают: вот этот процесс, вот его наглядная демонстрация. А те, кто занимается расчетами, моментально понимают, какое математическое выражение надо поставить этому в соответствие. Вот это изобрел Фейнман. И это вклад, который никогда не уйдет. Этот язык всегда будет с нами — диаграмма Фейнмана, правила Фейнмана. Мы этому обучаем всех студентов.

Но знаменит он не только диаграммой и этими правилами. Вообще говоря, он очень разносторонний человек, который внес вклад во многие вещи. Он, кстати сказать, очень здорово владел словом и писал. И написал несколько книжек. И у него есть замечательная книжка, она называется «Характер физических законов». Туда вошла нобелевская лекция, которую он прочел при получении Нобелевской премии. Эта книжка описывает физику как приключение в мире природы. Для молодого человека чтение этой книжки — это просто захватывающее чтение. Я с большим удовольствием в свое время, когда еще был школьником, прочел эту книжку, которая как бы вас уводит в этот замечательный мир.

Но он написал и автобиографическую книжку, даже не одну. Одна из них называется «Surely you’re joking, Mr. Feynman» («Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман»). Она была частично или целиком переведена на русский язык. И очень интересно почитать о нем как о человеке, где он описывает свою биографию, как он жил и работал. Меня потрясли в этой книжке два момента, произвели огромное впечатление.

Первый момент следующий. Он описывает, как он в свое время после войны занимался проблемой слабых взаимодействий. В тот момент было понятно, что слабые взаимодействия при низких энергиях описываются определенными соотношениями, так называемыми взаимодействиями токов. И непонятно было, какой там стоит оператор. Было пять вариантов, которые физики обсуждали, какой правильный оператор туда нужно поставить: один из пяти или какую-то комбинацию из них. А Фейнман тогда был неустроенным молодым человеком, он снимал некую квартиру. И вот он сидел и размышлял над всем этим, и к нему все время приходила хозяйка и что-то ему предлагала, отвлекала его все время. А у него в голове уже зрела идея, как все должно быть. Его очень это расстраивало, потому что он думал: «Вот сейчас за хвост ухвачу эту идею», а его все время отвлекали.

Наконец ему удалось выставить эту хозяйку за дверь, и озарение к нему пришло. Он понял и сказал: «Вот у меня было такое ощущение, что я сижу в этой квартире и я единственный человек на Земле, который понимает, как устроены слабые взаимодействия». Это чувство совершенно непередаваемо. Вы же можете вообще решать любую задачку, и, когда вам ее удается решить, вы понимаете, что вы ее решили, но вы единственный человек в мире, кто ее сейчас решил, и это непередаваемое чувство. У меня были, конечно, не такие крупные озарения, но какие-то более мелкие задачки, когда вам удалось что-то сделать, и это просто фантастика для ученого. И Фейнман описал, как это с ним было, потому что это была очень большая серьезная научная задача. Но потом он узнал, что и другие люди одновременно это тоже узнали. То есть он оказался не единственным человеком на Земле, была еще парочка таких. Но все равно это непреходящее чувство. Это он описывает как радость науки и в чем это состоит — разгадать тайну природы. Это, конечно, волшебное чувство.

И есть второй момент в этой же книжке, который тоже на меня произвел большое впечатление в свое время. Фейнман работал почти всю свою жизнь в одном университете в Калифорнии. А поскольку он был нобелевский лауреат, его пытались переманить многие университеты. В Америке очень важно, если среди профессоров есть нобелевский лауреат: это привлекает студентов. Поэтому его очень сильно привлекали и, конечно, соблазняли высокой зарплатой. И вот ему прислали письма, где писали, какую он получит зарплату. Он эти письма не открывал, чтобы не соблазняться, потому что зарплаты ему предоставляли фантастические. Ясно, что такой человек привлек бы очень много студентов, инвестиций и так далее. Поэтому он даже не открывал эти письма, чтобы не смотреть на эту зарплату. Но в какой-то момент его вроде бы все-таки уговорили, добились, что он переходит в другой университет.

В преддверии этого факта он вышел на улицу в своем кампусе и, отойдя немного от своей двери, встретил своего коллегу, который работал в другой области, который ему рассказал, какое потрясающее открытие они недавно сделали и сейчас делают, — в общем, что происходит. И они с ним очень ярко на эту тему поговорили, было очень интересно. Расстались. Он прошел, завернул за угол, встретил еще одного человека, и тот ему тоже стал рассказывать, какую потрясающую вещь они там делают уже в другой области. И после этого он сказал: «Черт возьми, куда я уезжаю, что еще нужно ученому? Вот я здесь живу, работаю в университете, и здесь такая происходит вокруг меня жизнь. Никуда я не поеду». И он этот контракт разорвал и остался работать в этом университете.

Интересно, что во время войны он работал в атомном проекте. Туда собрали многих физиков. Бытует мнение, что туда собрали весь цвет европейской науки, прежде всего физиков, которые бежали от нацизма. Но на самом деле там было много и американских физиков, рожденных в Америке и получивших там образование. Вот Фейнман был один из них, он был достаточно молодым человеком. Оппенгеймер, который возглавил атомный проект как физик, тогда говорил, что у них много молодых талантливых ученых, но Фейнман — самый первый из них и это всем известно. То есть он действительно всегда выделялся. Кстати сказать, выделялся он не только своим умом, но и экстравагантным поведением. В той же книжке описано, как на эту секретную базу в Лос-Аламосе он ходил не через основной вход, где надо было пропуск предъявлять, а через дырку в заборе, пока эту дырку не заделали, потому что он их совершенно поражал тем, что неожиданно появлялся на территории.

Кроме этого, он известен был тем, что умел взламывать сейфы. И он какой-то секретный сейф в Лос-Аламосе открыл и оставил там свой автограф. Он хулиганил, как мог, но ему это прощалось, потому что он был очень талантливый и яркий человек. В дальнейшем, уже когда он был совсем немолодым, была известная катастрофа с шаттлом, когда разбился шаттл и погибли люди. Там была проблема, и стали искать причину этого. Как поступили американцы? Они собрали людей из совершенно разных областей, чтобы как бы устроить мозговой штурм нетривиальными мозгами. И Фейнман нашел причину: там была разгерметизация, потому что некая пластмасса или резина затвердела на морозе.

Его такое нетривиальное мышление помогало в разных местах. Но известно, что Фейнман очень ценил и любил физику и очень интересно подходил к ней. У него всегда был свой подход, довольно необычный. И такая есть шутка, которую повторяли, про фейнмановский способ решения задач. Как нужно решать задачи по Фейнману? Прежде всего, нужно взять листок бумаги и сформулировать задачу. Потом нужно сесть и хорошо подумать. А потом нужно написать ответ. Вот так он решал многие задачи.

Действительно, он сильно думал, прежде чем что-то делать. И эти правила Фейнмана, которые он придумал, есть результат очень глубоких и совершенно нетривиальных размышлений о том, как все сформулировать. Парадоксально, что эти правила Фейнмана звучат, например, так: позитрон — это электрон, который пятится во времени. Такое вот странное утверждение, и это есть прямое следствие правил Фейнмана.

Так что с Фейнманом, конечно, было не соскучиться. Он говорил, что физика — это, конечно, любовь навсегда. Но он также любил искусство. Он рисовал картины, играл на банджо, на барабане. Изучал иностранные языки. Он когда-то сказал, что наука — это, конечно, великая вещь и очень увлекательное путешествие, но парадоксально для ученого он дальше произнес такую фразу, которая, наверное, понравится гуманитариям. Он сказал, что наука — это великая вещь, но это не главное в жизни, а главное — это любовь.

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с postnauka.ru

1

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • PostNauka
          • физика
          • ученые
          • университет
          • домен postnauka.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции