Стивен Строгац - Бесконечная сила [Как математический анализ раскрывает тайны вселенной]

Здесь есть возможность читать онлайн «Стивен Строгац - Бесконечная сила [Как математический анализ раскрывает тайны вселенной]» — ознакомительный отрывок электронной книги совершенно бесплатно, а после прочтения отрывка купить полную версию. В некоторых случаях можно слушать аудио, скачать через торрент в формате fb2 и присутствует краткое содержание. Город: Москва, Год выпуска: 2021, ISBN: 2021, Издательство: Литагент МИФ без БК, Жанр: Математика, Прочая научная литература, на русском языке. Описание произведения, (предисловие) а так же отзывы посетителей доступны на портале библиотеки ЛибКат.

Бесконечная сила [Как математический анализ раскрывает тайны вселенной]: краткое содержание, описание и аннотация

Предлагаем к чтению аннотацию, описание, краткое содержание или предисловие (зависит от того, что написал сам автор книги «Бесконечная сила [Как математический анализ раскрывает тайны вселенной]»). Если вы не нашли необходимую информацию о книге — напишите в комментариях, мы постараемся отыскать её.

Популяризатор науки мирового уровня Стивен Строгац предлагает обзор основных понятий матанализа и подробно рассказывает о том, как они используются в современной жизни. Автор отказывается от формул, заменяя их простыми графиками и иллюстрациями. Эта книга – не сухое, скучное чтение, которое пугает сложными теоретическими рассуждениями и формулами. В ней много примеров из реальной жизни, которые показывают, почему нам всем нужна математика. Отличная альтернатива стандартным учебникам.
Книга будет полезна всем, кто интересуется историей науки и математики, а также тем, кто хочет понять, для чего им нужна (и нужна ли) математика.
На русском языке публикуется впервые.

Бесконечная сила [Как математический анализ раскрывает тайны вселенной] — читать онлайн ознакомительный отрывок

Ниже представлен текст книги, разбитый по страницам. Система сохранения места последней прочитанной страницы, позволяет с удобством читать онлайн бесплатно книгу «Бесконечная сила [Как математический анализ раскрывает тайны вселенной]», без необходимости каждый раз заново искать на чём Вы остановились. Поставьте закладку, и сможете в любой момент перейти на страницу, на которой закончили чтение.

Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать

С тех пор позитроны начали спасать жизни. Они лежат в основе ПЭТ – позитронно-эмиссионной томографии [350], метода медицинской визуализации, позволяющего врачам видеть области аномальной метаболической активности в мягких тканях головного мозга или других органов. Неинвазивным образом, не требующим хирургического вмешательства или иного опасного проникновения в череп, ПЭТ может помочь обнаружить опухоли в мозге и амилоидные бляшки, связанные с болезнью Альцгеймера.

Таков еще один прекрасный пример полезного и практичного использования анализа. Поскольку анализ – это язык Вселенной, а также логический механизм для извлечения ее секретов, Дирак смог написать дифференциальное уравнение для электрона, которое сообщило ему нечто новое, истинное и красивое о природе. Это натолкнуло его на мысль о новой частице и вероятности ее существования. Этого требовали логика и красота. Но не сами по себе – они должны были согласовываться с известными фактами и подходить под известные теории. Когда все это было соединено, картина выглядела почти так, как если бы сами символы привели к существованию позитрона.

Тайна постижимой Вселенной

В качестве третьего примера сверхъестественной эффективности анализа уместно закончить наше путешествие в компании Альберта Эйнштейна [351]. Он воплощал в себе множество затронутых нами тем: благоговение перед гармонией природы, убежденность в том, что математика – это триумф воображения, удивление перед постижимостью Вселенной.

Нигде эти темы не прослеживаются так отчетливо, как в его общей теории относительности [352]. В этом главном труде его жизни Эйнштейн перевернул представления Ньютона о пространстве и времени и переопределил взаимоотношения между материей и гравитацией. Для Эйнштейна гравитация – это уже не сила, которая мгновенно действует на расстоянии, а почти осязаемая вещь, искривление в ткани Вселенной, проявление кривизны пространства и времени. Кривизна – идея, восходящая к зарождению математического анализа, к античному увлечению кривыми линиями и кривыми поверхностями, – в руках Эйнштейна стала свойством не только форм, но и самого пространства. Как если бы координатная плоскость Ферма и Декарта зажила собственной жизнью. Вместо того чтобы быть ареной для драмы, пространство стало самостоятельным актером. В теории Эйнштейна материя указывает пространству-времени, как ему искривляться, а кривизна говорит материи, как ей двигаться. Такой танец между ними делает теорию нелинейной.

И мы знаем, что это означает: понять соответствующие уравнения точно будет непросто. По сей день нелинейные уравнения общей теории относительности скрывают множество секретов. Эйнштейн смог докопаться до некоторых из них благодаря своим математическим способностям и упорству. Например, он предсказал, что свет от звезд будет отклоняться при прохождении мимо Солнца на пути к нашей планете, и это предсказание было подтверждено во время солнечного затмения 1919 года. Известие попало на первую полосу газеты New York Times, а Эйнштейн стал звездой мирового масштаба.

Теория также предсказывала, что гравитация может оказывать странное влияние на время [353]: оно может ускоряться или замедляться при движении объекта через гравитационное поле. Как бы странно это ни звучало, именно так и обстоят дела в действительности. Это необходимо учитывать при работе спутников системы глобального позиционирования, поскольку они двигаются высоко над Землей. Гравитационное поле там слабее, что делает искривление пространства-времени меньше, а поэтому часы идут быстрее, чем на Земле. Без поправки на этот эффект часы спутников системы GPS не будут показывать точное время, а станут опережать наземные часы примерно на 45 микросекунд в день. Может показаться, что это не так уж и много, однако учтите, что вся система глобального позиционирования для правильной работы требует наносекундной точности, а 45 микросекунд – это 45 000 наносекунд. Без учета теории относительности ошибки в положениях будут накапливаться по десятку километров каждый день и вся система окажется бесполезной буквально за считаные минуты.

Дифференциальные уравнения общей теории относительности дают несколько других прогнозов, таких как расширение Вселенной или существование черных дыр. Когда эти объекты предсказали, они казались диковинными, однако все оказалось правдой.

Нобелевская премия по физике в 2017 году была присуждена за обнаружение еще одного невероятного эффекта, предсказанного общей теорией относительности: гравитационных волн [354]. Теория гласила, что пара черных дыр, вращающихся друг вокруг друга, будет менять пространство-время вокруг себя, ритмично его растягивая и сжимая. Возникающее возмущение в ткани пространства-времени должно распространяться во все стороны со скоростью света, подобно ряби на воде. Эйнштейн сомневался, что такую волну можно заметить, и опасался, что это может оказаться математической иллюзией. Команда, получившая Нобелевскую премию, разработала и сконструировала самый чувствительный детектор из когда-либо существовавших. И 14 сентября 2015 года он зарегистрировал дрожание пространства-времени, которое было в тысячу раз меньше диаметра протона. Для сравнения: это все равно что измерить расстояние до ближайшей звезды с точностью до диаметра человеческого волоса.

Читать дальше
Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать

Похожие книги на «Бесконечная сила [Как математический анализ раскрывает тайны вселенной]»

Представляем Вашему вниманию похожие книги на «Бесконечная сила [Как математический анализ раскрывает тайны вселенной]» списком для выбора. Мы отобрали схожую по названию и смыслу литературу в надежде предоставить читателям больше вариантов отыскать новые, интересные, ещё непрочитанные произведения.


Отзывы о книге «Бесконечная сила [Как математический анализ раскрывает тайны вселенной]»

Обсуждение, отзывы о книге «Бесконечная сила [Как математический анализ раскрывает тайны вселенной]» и просто собственные мнения читателей. Оставьте ваши комментарии, напишите, что Вы думаете о произведении, его смысле или главных героях. Укажите что конкретно понравилось, а что нет, и почему Вы так считаете.

x