Как движутся лучи света звезд вблизи Солнца? Что такое гравитационное красное смещение? Почему планеты отклоняются от путей, рассчитанных для них по теории тяготения Ньютона?
На все эти вопросы может дать ответ только общая теория относительности, созданная Альбертом Эйнштейном. В этой небольшой книжке известный английский физик Д. Сиама популярно изложил физические основы знаменитой теории Эйнштейна. Книгу с интересом прочтут все, кто увлекается наукой, в том числе школьники старших классов.
На пороге двадцатого столетия физика проникла в удивительный мир невидимого и неслишимого — мир атомов, атомных ядер и элементарных частиц. На пороге нашего века возникла и теория, которая уже шестьдесят с лишним лет служит физикам путеводителем, — квантовая механика.
Ландшафты нового мира резко отличаются от очертаний мира, привычного нам. Настолько резко, что физикам порой не хватает слов для их описания. Квантовая механика была вынуждена создавать новые представления о сверхмалых вещах — представления на первый взгляд странные “непредставимые воочию”.
В новом мире часто перестают действовать привычные нам законы. Частицы теряют свои размеры, приобретают свойства волн, вопреки всякому разумению могут проходить сквозь стены. Электроны и другие мельчайшие вещества могут влиять на приборы непредвиденным образом, что делает их поведение, казалось бы, непредсказуемым. Меняется и само представление о материи и энергии в этих масштабах.
Эта книга рассказывает о путеводителе по этим неизведанным ландшафтам — квантовой механике. На ее изумительных открытиях строится современная физика, и они дают нам ключ к пониманию удивительных явлений, происходящих в мире атомов и частиц. Это означает, что в основе лежат фундаментальные направления исследований, развивающихся к изумлению адептов и простоте света — как элегантность в возможночных элементах.
Книга рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся успехами современной физики.
Астрономия — это часть физики. Однако здесь мы будем рассматривать ее с иной точки зрения. Мы включили астрономию в нашу книгу с более важной целью — дать пример возникновения и использования научной теории.
Поэтому эта часть книги посвящена истории развития наших знаний о Солнечной системе — Солнце, Луне, Земле и планетах, начиная с первых наблюдений и наивных догадок до грандиозного успеха ньютоновской теории всемирного тяготения.
Исторический анализ дает более ясное понимание существа теории, нежели простое изложение. Для знакомства с наукой очень важно глубокое понимание теории и ее взаимоотношений с экспериментом, и одним из лучших примеров тому является история астрономии. Она представляет уму не только результаты теории, но и прежде всего причины и пути ее возникновения.
Настоящий курс написан для тех, кто, не будучи физиком, хотел бы знать эту науку и понимать ее. Книга содержит теоретическую часть, задачи и указания к лабораторным занятиям в объеме одногодичного курса, читаемого в Принстонском университете студентам, для которых «техническая» физика не является профилирующим предметом, т. е. изучающим экономические, гуманитарные и общественные науки, а также студентам-медикам.
Предлагаемый курс одинаково доступен как тем, кто изучал физику раньше, так и тем, кто не изучал ее совсем. Для усвоения материала нет необходимости прослушать подготовительный курс физики. Эта книга не заменяет материала или трактовку обычного курса физики для высшей школы, так что она годна для широкого круга читателей.
Как стать исследователем? Как научиться наблюдать и объяснять происходящие вокруг нас физические явления? В этом вам поможет автор книги «Физика в ванне».
Под его руководством, пользуясь простейшими средствами и самостоятельно ставя опыты, вы откроете для себя законы физики в будничных фактах. А лабораторией для вас послужит обыкновенная ванна, которая имеется в каждой современной квартире.
В современном мире радиолокационную станцию можно встретить всюду: на улице, в порту, в подземном туннеле. Самое широкое применение радиолокация нашла в военном деле и научных исследованиях. Во всех этих областях “трудятся” тысячи радиолокационных станций. Среди них есть такие, которые умещаются в очках, но есть и такие, которые весят сотни тонн.
В этой брошюре, написанной на основе материалов отечественной и зарубежной периодической печати, популярно рассказывается, что такое радиолокация, чем она занимается, насколько совершенны современные радиолокационные установки и какую, возможно, еще более важную роль будет играть радиолокация в будущем мире. В книге нет ни одной формулы, но зато много занимательных рисунков, которые помогут понять некоторые сложные вопросы.
Книга рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся радиолокацией и применением радиоволн. Прочесть её будет весьма интересно и незаинтересованному в возможностях радиолокации.
Предлагаемая благосклонному вниманию читателя книжка представляет собою перевод двух весьма интересных статей величайшего современного французского физико-математика, академика проф. Анри Пуанкарэ, в которых глубина философской мысли соединена с редкой гениальностью литературного изложения.
В предлагаемой книге, как и в первой, составитель стремится не столько сообщить новые знания, сколько оживить и освежить те простейшие сведения по физике, которые у читателя уже имеются.
Цель книги — возбудить деятельность научного воображения, приучить мыслить в духе физики и развить привычку к разностороннему применению своих знаний. Поэтому в «Занимательной физике» отводится описанию эффектных опытов второстепенное место; на первый же план выдвигаются физические головоломки, интересные задачи, поучительные парадоксы, замысловатые вопросы, поразительные сопоставления из области физических явлений и т. п.
В поисках за таким материалом составитель обращается к кругу явлений обыденной жизни, к области техники, к простору природы, к страницам научно-фантастических романов, — словом, ко всему, что, находясь за пределами учебника и физического кабинета, способно привлечь внимание любознательного читателя.
Среди известных современной физике микрообъектов, из которых состоит вещество, только наиболее тяжелые молекулы доступны непосредственному наблюдению с помощью электронного микроскопа.
Для определения размеров и свойств более мелких объектов, таких, как атомы, ядра, элементарные частицы, приходится прибегать к косвенным экспериментальным методам.
Для изучения фундаментальных частиц существует только один эксперимент, причем его можно варьировать почти в неограниченных пределах. Речь идет об эксперименте, при котором сталкиваются две частицы и затем исследуется то, что возникает в результате этого столкновения. Иногда частицы рассеиваются друг на друга так, как если бы они были бильярдными шарами, т. е. в результате взаимодействия они не изменяются.
В других случаях взаимодействие приводит к сложным превращениям, вследствие которых сталкивающиеся частицы исчезают, но одновременно рождаются другие элементарные частицы.
С XVII в. и вплоть до XX в. механика оставалась основной физической дисциплиной. Поэтому ей — классической механике Галилея — Ньютона — отводилось почетное место в истории естествознания. Но это лишь в малой мере относится к механике XIX в. Ею занимались мало; в общих работах по истории как физики в целом, так и механики она на втором плане, в тематике более узких и специальных исследований она занимает столь же скромное положение.
Эпоха становления классической механики, а затем пора ее триумфов и утверждения как ведущей и основополагающей дисциплины естествознания (XVII и XVIII вв.), очевидно, заслоняют наступившую после них полосу, которая кажется гораздо менее яркой, лишенной событий принципиального значения. Но механика XIX в. доводит к новой физике XX в. и хотя бы поэтому заслуживает изучения.
