Стивен Строгац - Ритм Вселенной. Как из хаоса возникает порядок

Популярное изложение так называемой метеорной гипотезы и возможное открытие кратера возле полуострова Юкатан приведено в книге Walter Alvarez, T. Rex and the Crater of Doom (Princeton: Princeton University Press, 1997).

Ron Cowen, “A rocky bicentennial: Asteroids come of age,” Science News 160 (July 28, 2001), pp. 61–63.

Роль хаоса в формировании этих промежутков была впервые разъяснена в статье J. Wisdom, “Meteorites may follow a chaotic route to Earth,” Nature 315 (1985), pp. 731–733.

С одним из последних обзоров можно ознакомиться в статье R. Murray and M. Holman, “The role of chaotic resonances in the solar system,” Nature 410 (2001), pp. 773–779.

A. Morbidelli et al., “Source regions and rimescales for the delivery of water to the Earth,” Meteoritics and Planetary Science 35 (2000), pp. 1309–1320. Популярное изложение современных научных идей, касающихся появления воды на Земле, приведено в статье Ben Harder, “Water for the rock: Did Earth’s oceans come from the heavens?” Science News 161 (March 23, 2002), pp. 184–186.

Моя интерпретация большей части материала, представленного в этой главе, начиная с основ электроники и заканчивая сверхпроводимостью, обусловлена сильным влиянием замечательной книги Ричарда Тертона: Richard Turton, The Quantum Dot: A Journey into the Future of Microelectronics (Oxford, England: Oxford University Press, 1995).

R. D. Ouboter, “Heike Kamerlingh-Onnes’s discovery of superconductivity,” Scientific American 276 (March 1997), pp. 98–103.

Несмотря на то что физики уже на протяжении 70 лет пытаются объяснить непосвященным людям основы квантовой механики, никому из них это не удалось лучше, чем Брайану Грини в его книге-бестселлере Brian Greene, The Elegant Universe: Suptrstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory (New York: W.W. Norton and Company, 1999). Объяснения Брайана Грини отличаются творческим подходом, научной честностью и высокой педагогической ценностью.

Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, and Matthew Sands, The Feynman Lectures on Physics, Volume III: Quantum Mechanics , Reading, Massachusetts: Addison-Wesley, 1965 (Русский перевод: Р. Фейнман. Фейнмановские лекции по физике, Том 3. М.: Мир, 1967.). В главе 4 приведено обсуждение фермионов, бозонов и принципа исключения Паули; в ней рассказано, почему бозоны так любят собираться в группы, и представлен вывод формулы Планка для излучения черного тела на основании статистики Бозе – причем все это излагается на уровне, доступном для бакалавров, специализирующихся в области физики.

Бозонами называются частицы с целым спином, фермионами – частицы с полуцелым спином, по именам индийского теоретика Бозе и итальянского физика Энрико Ферми, которые первыми стали изучать специфические особенности этих двух видов частиц. К бозонам отнесли глюоны, частицу света фотон, квант гравитационного поля гравитон, многие типы мезонов. В отряд фермионов входят кварки, электрон, нейтрино, протон с нейтроном и большинство других тяжелых частиц. Эти два отряда частиц играют различную роль в строении вещества. Фермионы – это «кирпичики», из которых складывается вещество, а бозоны, как правило, – кванты связывающих их калибровочных полей. Прим. ред.

Одной из лучших научных биографий Эйнштейна является книга Abraham Pais, Subtle Is the Lord: The Science and the Life of Albert Einstein (Oxford, England: Oxford University Press, 1982). Работа Эйнштейна над проблемой, которая в настоящее время носит название конденсации Бозе-Эйнштейна, обсуждается на техническом уровне в главе 23. Подробнее о его переписке с Бозе см. статью William Blanpied, “Einstein as guru? The case of Bose,” в сборнике Einstein: The First Hundred liars , под редакцией Maurice Goldsmith, Alan Mackay, and James Woudhuysen (Oxford, England; Pergamon Press, 1980).

Внятное объяснение способа подсчета всех разных конфигураций неразличимых частиц, предложенного Бозе, можно найти в интернете: http://home.achilles.net/-jtalbot/history/einstein.html. Аналогия с Питером и Полем не может считаться самой подходящей, хотя она указывает на возможность существования разных, но не одинаково рациональных способов подсчета. Реальная проблема, с которой столкнулся Бозе, заключается в следующем: сколькими разными способами – при условии неизменной совокупной энергии – можно распределить частицы по энергетическим уровням, чтобы сумма всех этих энергий равнялась заданной совокупной энергии? Превосходную графическую иллюстрацию можно найти в интернете: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/disbex.html.

Цитируется в Pais (1982), p. 432.

Технический подвиг заключался не только в достижении столь низкой температуры, но и в том, что газ нужно было уберечь от сжижения или кристаллизации, прежде чем он сможет конденсироваться в это новое, экзотическое состояние материи. Для этого требовалось, чтобы газ был предельно разрежен, вследствие чего взаимодействие между его атомами сводилось к минимуму.