Наука, як релігія.
«Важливо усвідомити, що в сучасній фізиці ми не маємо уявлення, що таке енергія. Ми не маємо картини, за якою енергія надходила б у вигляді маленьких крапель певної кількості».
«Існує факт, або, якщо хочете, закон, що керує всіма природними явищами, відомими на сьогодні. З цього закону немає жодного відомого винятку — наскільки ми знаємо, він точний. Закон називається збереженням енергії. Він стверджує, що існує певна величина, яку ми називаємо енергією, що не змінюється під час безлічі змін, яких зазнає природа.
Це вкрай абстрактна ідея, оскільки це математичний принцип; він говорить, що існує числова величина, яка не змінюється, коли щось відбувається. Це не опис механізму чи чогось конкретного; це просто дивний факт, що ми можемо порахувати якесь число, і коли ми закінчимо спостерігати за тим, як природа витворяє свої фокуси, і порахуємо це число знову — воно буде тим самим».
«Фейнманівські лекції з фізики» (Том 1, Розділ 4: «Збереження енергії»)
Фізик Річард Фейнман (лауреат Нобелівської премії)
У фізиці є чимало фундаментальних понять, які ми використовуємо щодня, але якщо спробувати розібратися, що вони являють собою «самі по собі», виявиться, що це такі ж математичні абстракції, як і енергія.
Ось головні «абстракції», на яких тримається вся наука:
1. Поле (електромагнітне, гравітаційне)
Ми звикли думати про поле як про якусь невидиму речовину (наприклад, магнітне поле навколо магніту). Насправді поле — це чиста математична абстракція.
• У чому суть: Фізики просто приписали кожній точці простору певне число (або вектор). Поле — це не об'єкт, це математичне правило, яке каже: «Якщо в цю точку простору потрапить електрон, на нього подіє ось така сила». Самого «поля» без електрона там немає, це просто властивість простору, яку ми описали цифрами.
2. Маса (у квантовому розумінні)
У побуті маса — це «скільки в предметі речовини». Але якщо спуститися на рівень елементарних частинок (кварків та електронів), виявиться, що вони не мають «ваги» чи «твердості» у звичному сенсі.
У чому суть: Маса частинки — це абстрактне число, яке показує, наскільки сильно ця частинка гальмується (взаємодіє) з полем Хіггса. Тобто маса — це не «шматок матерії», а міра опору абстрактному полю. Це просто коефіцієнт у формулі.
3. Час
Ми вимірюємо час секундами, хвилинами та роками, але фізика досі не може відповісти, що таке час як самостійна сутність.
У чому суть: У рівняннях фізики час (\(t\)) — це просто параметр, координата або індекс, який допомагає нам фіксувати зміни. Нам здається, що час «тече», але вчені (починаючи з Ейнштейна) розглядають час лише як четвертий вимір простору, де минуле, теперішнє і майбутнє існують одночасно, як точки на карті. Сам по собі «час» без процесів змін — це абстракція.
4. Ентропія
Часто її називають «мірою хаосу або безладу». Наприклад, коли розбивається чашка, ентропія зростає.
У чому суть: Насправді ентропія — це не фізична сила і не речовина. Це статистична ймовірність. Це абстрактне число, яке показує, скількома різними способами можна переставити атоми системи так, щоб вона ззовні виглядала однаково. Чашка не розбивається сама, але ймовірність того, що її уламки випадково зберуться назад, дорівнює нулю. Ентропія — це просто математичний підрахунок цих ймовірностей.
5. Хвильова функція (у квантовій механіці)
Найбільша абстракція мікросвіту, яка описує поведінку електронів чи фотонів.
Хвильова функція не є реальною хвилею (як хвиля на воді). Це хвиля ймовірності. Це математична формула, яка каже, з якою ймовірністю електрон опиниться в тому чи іншому місці, якщо ми туди подивимося. До моменту вимірювання електрон перебуває в стані «чистої математичної абстракції» по всьому простору одночасно.
Як бачите, фізика не стільки описує «істинні предмети», скільки створює зручні математичні моделі (абстракції), які дозволяють нам передбачати майбутнє:
Щоб вподобати цю частину, необхідно зареєструватись на сайті або увійти, якщо ви вже зареєстровані.
Вподобати!