Загадки физики

Загадки физики

Иногда некоторым из нас может быть трудно научится действовать как-то иначе, нежели оказывая давление. Точно так же для физиков был и остается трудным переход от физики Ньютона к квантовой физике и теории относительности.

Например, физика Ньютона основывалась на стандартных представлениях и терминах ОР, таких как объект и сила. Новой физике нужен новый язык, поскольку идеи объекта и силы перестали быть такими ясными, какими они были во времена Ньютона. Нам требуется новый лексикон, отражающий мир за пределами действия и противодействия. Хотя у нас есть более новая физика, ее новые понятия до сих пор основываются на терминологии Ньютона и старом мировоззрении.

Мы вместе узнали, что дифференциальное исчисление описывает законы движения физических тел в пространстве. Дифференциальное исчисление несет в себе тайну перехода от постепенного движения к течению, от шагов к танцу. Оно описывает танец процессов движения, который не поддается точному измерению в терминах изменений расстояния и времени. Изменение в данной точке представляет собой процессуальное понятие. Его нельзя точно измерить; его можно только переживать. Можно сказать, что в математические принципы, которые пытаются описывать физические явления, встроен принцип неопределенности, поскольку физически измеряемые величины вещей в потоке никогда не будут достаточно точными.

К этой неопределенности прибавляется ограничение, присущее всякому счету, всякому перечислению: описание события – это не само событие. Счет маргинализирует психологические процедуры сопоставления событий.

Даже хотя наши системы описания подразумевают взаимодействия между наблюдателем и наблюдаемым и даже хотя мы знаем, что дифференциальное исчисление описывает мир течения, а не мир дискретных состояний, мы думаем о событиях так, будто они происходят без человеческого участия, без человеческого сознания.

Давайте более подробно рассмотрим формулу f = m ? а. Что именно мы подразумеваем под «силой» или «объектом», который ускоряет сила. Что такое объект, имеющий массу? Ньютон допускал, что масса – это мера инерции. Объект с большой массой более упрямо сопротивляется ускорению, чем объект с меньшей массой.

Но идея объекта, имеющего массу, не так проста. Подумайте о резиновом мяче. Попробуйте дать ему определение. Включает ли он в себя атомы, которыми он все время обменивается со средой? Включает ли он в себя пыль и грязь? Мяч постоянно меняется. Со временем меняется даже его цвет, поскольку резина разрушается. В отношении того, что такое мяч, существует неопределенность, и потому его масса тоже является слегка неопределенной.

Даже если бы нам удалось прекратить изменения мяча, связанные с пылью и выцветанием, мы бы все равно были неспособны помешать его массе изменяться. В начале XX в. Эйнштейн предсказывал, что масса мяча изменяется. Он обнаружил, что масса зависит от скорости по отношению к наблюдателю. Согласно Эйнштейну простое подбрасывание мяча в воздух изменяет его массу в соответствии со скоростью его движения⁴.

Поскольку энергия представляет собой способность перемещать вещи, мяч приобретает энергию просто потому, что его подбрасывают в воздух. Он изменяется, хоть и ненамного. Если мяч нагревают, он тоже приобретает энергию, и его масса становится больше. Энергия и масса взаимосвязаны. Согласно теории относительности между энергией и массой нет существенного различия. Энергия обладает массой, а масса представляет энергию.

Суть тут в том, что сегодняшние физики гораздо меньше, чем когда-либо уверены в отношении того, что представляет собой мяч на самом деле. Наши старые представления ОР – представления Ньютона – о природе массы, веса и размера объекта изменились. Больше не существует ничего полностью определенного.