10 сентября 2015 в 12:40

Абсолютный минимум. Как квантовая теория объясняет наш мир

Привет, Хаброжители!
Мы пополнили нашу серию New Science книгой Майкла Файера

image

Физика — это сложнейшая комплексная наука, она насколько сложна, настолько и увлекательна. Если отбросить математическую составляющую, физика сразу становится доступной любому человеку, обладающему любопытством и воображением. Мы легко поймем концепцию теории гравитации, обойдясь без сложных математических уравнений. Поэтому всем, кто задумывается о том, что делает ягоды черники синими, а клубники — красными; кто сомневается, что звук распространяется в виде волн; кто интересуется, почему поведение света так отличается от любого другого явления во Вселенной, нужно понять, что все дело — в квантовой физике.
Эта книга презентует (и демистифицирует) для обычных людей волшебный мир квантовой науки, как ни одна другая книга. Она рассказывает о базовых научных понятиях, от световых частиц до состояний материи и причинах негативного влияния парниковых газов, раскрывая каждую тему без использования специфической научной терминологии — примерами из обычной повседневной жизни. Безусловно, книга по квантовой физике не может обойтись без минимального набора формул и уравнений, но это необходимый минимум, понятный большинству читателей. По мнению автора, книга, популяризирующая науку, должна быть доступной, но не опускаться до уровня читателя, а поднимать и развивать его интеллект и общий культурный уровень.Написанная в лучших традициях Стивена Хокинга и Льюиса Томаса, книга популяризирует увлекательные открытия из области квантовой физики и химии, сочетая представления и суждения современных ученых с яркими и наглядными примерами из повседневной жизни.


Если вы читаете эту книгу, то, вероятно, относитесь к одной из двух категорий людей. Либо вы из числа моих коллег, посвященных в тайны квантовой теории, и хотите посмотреть, как же кто-то смог написать серьезную книгу по квантовой механике без математики. Либо вы принадлежите к тому большинству людей, кто смотрит на окружающий мир без ясного понимания того, почему многие повседневные вещи устроены именно так, а не иначе. При этом речь идет далеко не о тех малозначительных аспектах нашей среды обитания, на которые можно было бы просто не обращать внимания. Напротив, это важные особенности нашего мира, которые никогда внятно не объясняются, поскольку кажется, что они лежат за пределами нашего понимания.

Что придает предметам их цвет, почему медный провод проводит электричество, а стекло нет, что же все-таки такое транс-жиры и почему углекислота является парниковым газом, а кислород и азот — нет? Эти «белые пятна» в картине устройства вещей возникают вследствие кажущегося непреодолимым барьера, отделяющего нас от их понимания.. Обычно этот барьер связан с математикой. Чтобы ответить на поставленные выше вопросы, а также на многие другие, необходимо понимание квантовой теории, но в действительности для этого не требуется математика.

Эта книга разовьет вашу квантовую интуицию — и тем самым радикально изменит ваш способ восприятия окружающей действительности. Механику вы понимаете интуитивно, но знакомую вам механику мы называем классической.Когда в бейсболе делается длинный удар, вы знаете, что мяч сначала полетит вверх, а затем его траектория изогнется и он упадет на землю. Вы знаете, что если ударить по мячу сильнее, то он полетит быстрее и пролетит дальше, прежде чем упадет. Почему мяч ведет себя таким образом? Потому что на него действует гравитационное притяжение Земли. Вы смотрите на Луну и знаете, что она обращается вокругЗемли. Почему? Потому что гравитация притягивает Луну к Земле. Вам не надо садиться и решать ньютоновские уравнения движения, чтобы рассчитать, что произойдет. Из по-вседневного опыта вы знаете, что яблоки падают вниз, а не вверх и что автомобилю, едущему быстрее, требуется больший путь, чтобы остановиться. Однако повседневный опыт не позволяет объяснить, почему вишня красная, а черника синяя. Цвет неразрывно связан с квантовомеханическим описанием молекул. Повседневный опыт не готовит нас к пониманию природы тех окружающих вещей, которые зависят от квантовых явлений. Как уже упоминалось здесь и подробно описывается в этой книге, понимание таких повседневных вещей, как цвет и электричество, требует квантовомеханического взгляда на природу.

Почему без математики? Представьте, что в этой книге изложение начиналось бы на вашем родном языке, потом переходило бы на латынь, а затем вновь возвращалось к исходному языку. Теперь представьте, что это переключение происходило бы всякий раз, когда начинаются подробные объяснения. Такие переходы с языка на язык, происходящие в книгах по квантовой механике, отличаются лишь тем, что они выполняются не между вашим языком и латынью, а между вашим языком и математикой. В серьезных квантово-механических книгах, например в моем собственном учебнике «Элементы квантовой механики» (Elements of Quantum Mechanics. Oxford University Press, 2001), вы будете постоянно встречать фразы такого рода: «данные взаимодействия описываются следующим набором спаренных дифференциальных уравнений». После уравнений в тексте будет сказано: «решения этих уравнений таковы», и далее последуют новые формулы. В этой книге, напротив, все изложение является описательным. Диаграммы заменяют множество уравнений; исключение составляют лишь некоторые простые алгебраические формулы, которые детально объясняются. Однако и без обычного переизбытка математики фундаментальные философские и концептуальные основы приложений квантовой механики объясняются достаточно полно. Таким образом, каждый может достичь определенного уровня проникновения в квантовую теорию и углубить свое понимание окружающего мира. Если вы хорошо знаете математику, эта книга все равно будет для вас полезной. Вы приобретете концептуальное понимание, необходимое для перехода к математическому изложению квантовой теории. Если вы хотите получить некоторый объем умственной нагрузки, не связанной с математикой, эта книга познакомит вас с основами квантовой теории и с ее приложениями к физике атомов и молекул.

Более подробно с книгой можно познакомиться на сайте издательства
Оглавление
Отрывок

Для Хаброжителей скидка 25% по купону — Абсолютный минимум
Автор: @ph_piter
Похожие публикации

Комментарии (21)

  • 0
    Ну вот почему у вас электронный вариант только в PDF? Как раз еду в отпуск и купил бы, будь оно в формате для Киндла. А так — беда-беда…
    • +4
      fb2 бы ещё, да…
      • +4
        epub будет готов ко вторнику.
        мы пришлем всем на e-mail, кто заказал pdf, epub версию
        • 0
          А чего так дискриминационно? А mobi? Если обещаете и моби — то прямо сейчас куплю.
          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
        • +1
          иду покупать
        • +1
          Уже купил. Так fb2 будет?
    • 0
      Kindle прекрасно понимает PDF.
      Правда, я говорю про старый KDXG 11-го года.
  • +7
    А что за прикол на сайте «Вы действительно хотите закрыть это окно?»
    Порядочные сайты так не делают.
  • 0
    Ах, как это хорошо понимать физику без математики. Только толку-то? Что с таким «пониманием» квантовой физики делать?
    • +3
      Для базового понимания физики математика особо не нужна. Гораздо важнее причинно-следственная связь и отношения больше-меньше. Т.е. что будет, если я что-то убавлю/прибавлю в рассматриваемом явлении: если увеличить скорость автомобиля, то увеличится его тормозной путь и наоборот. А математика нужна только после понимания этих связей, и только в том случае, если хочется узнать подробности: на сколько именно увеличится тормозной путь?
      • –1
        Часто числа качественно влияют на явления. Поведение потока жидкости при малом и большом числе Рейнольдса радикально различаются. Точно так же радикально отличаются поведения системы при больших (комнатных) и малых температурах, даже в рамках квантовой механики. Или вот, сверхпроводимость: пошли по температуре ниже Tc — и внезапно получили совершенно новую фазу, с совершенно новыми свойствами. Без математики, без конкретных чисел, и численных оценок, увы, понимания бы всего этого не было.
    • +3
      Не забывайте, что данные книги в первую очередь популяризируют науку.
      Вот прочитает её паренёк лет 16-ти, да, глядишь, заинтересуется что там как и пойдет двигать науку…
      • 0
        Да вот как бы меня и смущает, что в таких книгах наука похожа на философию, а в реальности — математический хардкор. И как бы паренёк может статься разочарованным.
        • 0
          Тяжело, не спорю. Но интересно же!
          Я не разочаровался.
        • +1
          Это как? Послушал Twisted Into Form, впечатлился, решил научиться играть так же, взял в руки гитару, через неделю осознал свой уровень и… что, перестал слушать их музыку?
          • +1
            Впервые про них от вас узнал. Прослушал пару треков, не сильно впечатлился самой музыкой, а вот техникой исполнения — да. Не один год ребята тренировались, видимо.

            Из описания группы с одного из сайтов: «Стиль группы можно условно определить как Technical Proggressive Metal («технический прогрессивный металл»). В основе его лежит максимально усложнённая мелодика, постоянные смены ритма и высочайшая техническая безупречность исполнения.»
          • 0
            Лол, а при чём тут прослушивание музыки? Это что, тяжёлая работа, что ли?
            • +4
              Наверное, я плохо объяснил. В моей аналогии слушать музыку = читать книгу, а играть на гитаре = серьёзно заниматься наукой. Я к тому, что для того, чтобы извлечь пользу из науки, совсем не обязательно заниматься ей профессионально.
              • 0
                Пользу для себя — возможно, но пользу для общества — вряд ли.
  • 0
    Я купил бы в FB2

Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Разработка