Нашли у нас полезный материал? Помогите нам оставаться свободными, независимыми и бесплатными.
Подборка популярных лекций Ричарда Фейнмана по физике, прочтённых им в 1964 году в Корнелльском университете.
«Физика — как секс: может не давать практических результатов, но это не повод ею не заниматься» — лозунг, с которым Ричард Фейнман прошел по жизни, увлекая тысячи людей своей безудержной страстью. Гениальный учёный, любознательный микробиолог, вдумчивый эксперт по письменности майя, художник, музыкант и по совместительству увлекающийся взломщик сейфов, Фейнман оставил после себя обширное научное наследие в области теоретической физики и немалое количество выступлений, в которых профессор попытался передать нам своё восхищение гениальностью и простотой природы, многие законы который мы до сих пор не в силах постичь.
В этом смысле Мессенджеровские лекции Фейнмана по теме «Характер физических законов», прочтённые им в 1964 году в Корнелльском университете, — универсальный мини-учебник по физике, в котором кратко, остро, доступно и эмоционально изложены достижения этой науки и проблемы, стоящие перед исследователями. Да, прошло 50 лет, многое изменилось (выдвинута теория струн, открыт бозон Хиггса, существование тёмной энергии, расширение Вселенной), однако те основы, те физические законы, о которых рассказывает Фейнман, являются универсальным ключом, с которым уверенно можно подходить к знакомству с современнейшими открытиями учёных в этой области. Впрочем, можно обойтись и без этого прагматичного пафоса: лекции Фейнмана — удивительны, и придутся по душе каждому, кто стоит в онемении перед величием Природы и той гармонией, которой пронизано всё в нашем мире, — от устройства клетки до устройства Вселенной. В конце концов, как говорил сам Фейнман, «нам нужно любопытство». Так что наслаждаемся.
Лекция №1
«Закон всемирного тяготения»
В этой лекции Ричард Фейнман знакомит зрителей с законом всемирного тяготения в качестве примера физического закона, рассказывает об истории его открытия, характерных чертах, отличающих его от других законов, и о необыкновенных последствиях, которые повлекло за собой открытие гравитации. Ещё учёный здесь размышляет об инерции и о том, насколько удивительно всё устроено:
Этот закон называли «величайшим обобщением, достигнутым человеческим разумом». Но уже из вступительных слов вы, наверное, поняли, что меня интересует не столько человеческий разум, сколько чудеса природы, которая может подчиняться таким изящным и простым законам, как закон всемирного тяготения. Поэтому мы будем говорить не о том, как мы умны, что открыли этот закон, но о том, как мудра природа, которая соблюдает его.
Лекция №2
«Связь физики и математики»
Математика — это язык, на котором говорит природа, по мнению Ричарда Фейнмана. Все доводы в пользу этого вывода — смотрим в видео.
Никакими интеллектуальными доводами вы не сможете передать глухому ощущение музыки. Точно так же никакими интеллектуальными доводами нельзя передать понимание природы человеку «другой культуры». Философы пытаются рассказать о природе без математики. Я пытаюсь описать природу математически. Но если меня не понимают, то не потому, что это невозможно. Может быть, моя неудача объясняется тем, что кругозор этих людей чересчур ограничен и они считают человека центром Вселенной.
Лекция №3
«Великие законы сохранения»
Здесь Ричард Фейнман начинает рассказывать об общих принципах, которыми пронизано всё многообразие физических законов, уделяя особое внимание принципу закона сохранения энергии: истории его открытия, применению в разных сферах и загадках, которые ставит перед учёными энергия.
Поиски законов физики — это вроде детской игры в кубики, из которых нужно собрать целую картинку. У нас огромное множество кубиков, и с каждым днем их становится все больше. Многие валяются в стороне и как будто бы не подходят к остальным. Откуда мы знаем, что все они из одного набора? Откуда мы знаем, что вместе они должны составить цельную картинку? Полной уверенности нет, и это нас несколько беспокоит. Но то, что у многих кубиков есть нечто общее, вселяет надежду. На всех нарисовано голубое небо, все сделаны из дерева одного сорта. Все физические законы подчинены одним и тем же законам сохранения.
Источник видео: Evgeny Kruychkov / Youtube
Лекция №4
«Симметрия в физических законах»
Лекция об особенностях симметрии физических законов, её свойствах и противоречиях.
Раз уж я говорю о законах симметрии, мне хотелось бы сказать вам, что в связи с ними возникло несколько новых задач. Например, у каждой элементарной частицы есть соответствующая ей античастица: для электрона это позитрон, для протона — антипротон. В принципе, мы могли бы создать так называемую антиматерию, в которой каждый атом был бы составлен из соответствующих античастиц. Так, обычный атом водорода состоит из одного протона и одного электрона. Если же взять один антипротон, электрический заряд которого отрицателен, и один позитрон и объединить их, то мы получим атом водорода особого типа, так сказать, атом антиводорода. Причем было установлено, что в принципе такой атом был бы ничуть не хуже обычного и что таким образом можно было бы создать антиматерию самого разного вида. Теперь позволительно спросить, а будет ли такая антиматерия вести себя точно так же, как наша материя? И, насколько нам это известно, ответ на этот вопрос должен быть положительным. Один из законов симметрии заключается в том, что если мы сделаем установку из антиматерии, то она станет вести себя точно так же, как и установка из нашей обычной материи. Правда, стоит свести эти установки в одном месте, как произойдет аннигиляция и только искры полетят.
Лекция №5
«Различие прошлого и будущего»
Одна из самых интересных лекций Фейнмана, которая, по иронии, остаётся единственной непереведённой. Унывать не стоит — для тех, кто не тщиться понять тонкости научного английского, можно прочитать одноимённую главу из книги учёного, для всех остальных — размещаем англоязычный вариант выступления физика.
Мы помним прошлое, но не помним будущего. Наша осведомленность о том, что может произойти, совсем другого рода, чем о том, что, вероятно, уже произошло. Прошлое и настоящее совсем по-разному воспринимаются психологически: для прошлого у нас есть такое реальное понятие, как память, а для будущего — понятие кажущейся свободы воли. Мы уверены, что каким-то образом можем влиять на будущее, но никто из нас, за исключением, быть может, одиночек, не думает, что можно изменить прошлое. Раскаяние, сожаление и надежда — это все слова, которые совершенно очевидным образом проводят грань между прошлым и будущим <…>. Но если все в этом мире сделано из атомов и мы тоже состоим из атомов и подчиняемся физическим законам, то наиболее естественно это очевидное различие между прошлым и будущим, эта необратимость всех явлений объяснялась бы тем, что у некоторых законов движения атомов только одно направление — что атомные законы не одинаковы по отношению к прошлому и будущему. Где-то должен существовать принцип вроде: «Из ёлки можно сделать палку, а из палки не сделаешь ёлки», в связи с чем наш мир постоянно меняет свой характер с елочного на палочный, — и эта необратимость взаимодействий должна быть причиной необратимости всех явлений нашей жизни.
Лекция №6
«Вероятность и неопределенность — взгляд на природу квантовой механики»
Вот как сам Фейнман ставит проблему вероятности и неопределённости:
В теории относительности утверждается, что если вы считаете, что два события произошли одновременно, то это всего лишь ваша личная точка зрения, а кто-то другой с тем же основанием может утверждать, что одно из этих явлений произошло раньше другого, так что понятие одновременности оказывается чисто субъективным <…>. Конечно, иначе и быть не может, поскольку в нашей повседневной жизни мы имеем дело с огромными скоплениями частиц, очень медленными процессами и другими очень специфичными условиями, так что наш опыт дает нам лишь очень ограниченное представление о природе. Из непосредственного опыта можно почерпнуть сведения лишь об очень малой доле естественных явлений. И только при помощи очень тонких измерений и тщательно подготовленных опытов можно добиться более широкого взгляда на вещи. А тогда мы начинаем сталкиваться с неожиданностями. Мы наблюдаем совсем не то, что мы могли бы предположить, совсем не то, что мы себе представляли. Нам приходится сильнее напрягать свое воображение не для того, чтобы, как в художественной литературе, представить себе то, чего нет на самом деле, а для того, чтобы постичь то, что действительно происходит. Вот об этом-то я и хочу поговорить сегодня.
Лекция №7
«В поисках новых законов»
Строго говоря, то, о чем я собираюсь говорить в этой лекции, нельзя назвать характеристикой законов физики. Когда мы рассуждаем о характере физических законов, мы можем по крайней мере предполагать, что говорим о самой природе. Но теперь мне хочется поговорить не столько о природе, сколько о нашем отношении к ней. Мне хочется рассказать вам о том, что мы считаем сегодня известным, что еще предстоит отгадать, и о том, каким образом угадывают законы в физике. Кто-то даже предложил, что лучше всего, если я по мере моего рассказа мало-помалу объясню вам, как угадать закон, а в заключение открою для вас новый закон. Не знаю, удастся ли мне это сделать.
Ричард Фейнман о материале, которым движут все физические законы (о материи), о проблеме несовместимости физических принципов, о месте молчаливых предположений в науке и, конечно, о том, как открываются новые законы.
