56
Красная физика
To, что о физике можно рассказывать живо и увлекательно, доказано многими авторами научно-популярных книг, а вот с красочным изложением этой научки читатель встретится, пожалуй, впервые. Яркий, эфективный переплет (на котором схематически изображена реакция взаимодействия протона и антипротона) не может не привлечь внимание, заставляет взять книгу в руки, раскрыть, полистать ее, и уже тогда нельзя оторвать глаз от радужного многоцветяя иллюстрации. На 270 страницахровно 300 рисунков! Рисунки необучены, оригинальные, порой уникальные, и, главное, каждый рисунок несет большую смыслового нагрузку. Они не просто появляют текст, а подобно репродукциям в альбоме, составляют неотъемлемую, организаскую часть книги.
Такова первая особенность книги, написанной (лучше сказаать мастерски сделанной) ученым из ГДР Гельмутом Линднером и недавно издано в русском переводе *). Вторая особенность — нетрадиционное построение. Объчно в книге, посвященной «всеей физике», сначала излагаются ее классические разделы: механии
*) Г. Линднер. Картины современной физики. Перевод с немецкого. М., «Мир», 1977.
ка, теплота, электричество и магнетизм, оптика, а затем — теория относительности, строение atoms и atomsного ядра, квантовая механика, физика элементарных частиц. Г. Линднер нарушил эту традицию. Уже в первой главе, озаглавленной «Движение и силы», он, едва познакомив читателя с элементами механики, сразу же переносит его в мир оптических явлений — интерфейсини и дифракции света: А следующая глава («Относительность») целиком посвящена теории относительнойности. В ней описывается опыт Майкельсана, пороонивший гипотезу о существовании «мирового физика», вводятся преобразования Галилея и Лоренца, формулируются основные постулаты специальной теории относительнойности Эйнштейна, разбияются вышеошие из этой теории следствия (сокращение длины, изменение масштаба времени, значенный «парадокс близнецов», связь массы и энергии и т. д.). Затем кратко, но вразумительно и потому в полное доступно неподготовленному читателю излагаются основы теории относительнойности, обсуждаются возможность и попытки экспериментальной проверки этой теории.
Глава III посвящена тепловым явлением, но уже само нававание ее — «Теплота и вверхность» — предупреждает, что читатель встретится здесь не только с изложением знаковых по школьному курсу вопросов, но и с чем-то более глубоким. И в самом деле, автор, например, застрояет внимание на вопросе об обратных и необратных физических процесах. Как утверждал один из основоположников современной физики Макс Планк, «различие между обратными и необратными процесами лежит гораддо глубке, чем, например, между процесами механических и электрических; поэтому именно обратимость с большим основанием, чем любой другой признак, следовало бы выбрать в качестве первейшего
приницпа при классификации физических явлений».
Чтобы различать обратимые и необратные процессы, оценить степень обратимости, нужно какая-то количество методинамического вероятности. А отсюда следует естественный переход к рассмотрению вероятностных законов, господствующих в мире атомов и молекул, к обсуждению проблем закономерности и случайности, порядка и беспорядка, наконец, принципа возрастия энтропии и вопроса о тепловой сметте.
В этой главе, пожалуй, наиболее полное проявление педагогической талант автора — все сложные вопросы он излагает в полне доходиво, чем способствует впечатьющие иллюстрации: последовательные такты цикла Карно и автоматильрежтер, игравные кости и «демон Максвелла», сортирующий молекулы, и множество других.
В главе IV «Заряды и поля» Г. Линднер основное внимание удляет развитию представления об электромагнитном поле. Без единой формулы, что называется, «на пальцах», разяющаяся сушность уравнения Максвелла (лежащих в основе электродинамики) и вытекающие из них следствия, в частности, существование электромагнитных волн. Далее расссказывается о четырём состоянии вещества — плазме и ее техническом использении (МГД-генераторе), оспектре электромагнитных колбаний, о поляризация и сложении поляризованных волн.
Теперь уже читатель вполне подготовлен коспрянию собственного физики XX столетия, изложение которого начинается с главы V «Кванты и атомы». Как и почему возникла идея квантов? Все началось с невозможности для классической физики разрешить одну из
57
Сложнейших проблем, связанную с темловым излучением и полученным многозначительным названнием «ультрафилотовая катастрофа».
Не если бы успех новой идеи, говорит автор, сводился только к этому, вряд ли столько бы придавать ей особое значение. Планковскую гипотезу квантов тоже ожидала бы судьба частной концепции, если бы она не объясила целую группу эксериментальных фактов и не предсказала новых. Однако из важнейших был footageфект, для интерпретации которого Эйнштейну пришлось ввести понятие фактов. Затем последовали другие многочисленные факты, в которых проявились корпускулярные свойства света и волновые свойства частиц. Возникла проблема дуализма, двуликости материи. Как представить себе материю, которая одновременно обладает взаимодействующим свойствами: свойствми частицы и свойствми волны? Оказывается, причина этой кажущей несовместимости в том, что мы, по выражению Макса Борна, «втискиваем этот (реальный) мир в недостачно адекватные модели, имеющие многое (но далеко не все) общее черты со своим прообразом». Реальный мир куда сложнее механических моделей, использых для его наглядного изображения!
В главе VI «Стурутура вещества» дается представление оzonной модели строения твердого тела и с ее помощью интерпретируются свойства металлов, диэлектриков, полупроводников. Сケватовых позиций обсуждаются также явления, как сверхтекучесть, сверхпроводимость, ферромагнетизм, наглядно разъясняется принципу устройства лазеров. Это чуть ли не единственная глава, где автор не ограничивает сугубо физических проблемами, а затрагивает и неокторные технические приложения.
Две следующие главы («Радиоактивность» и «Ядерные силы и ядерная энергия») посвящены основам ядерной физики. Здесь рассказывается о существовании различных изотопов, приложения красочная таблица стабильных и нестабильных (с разными типами распада) ядер, описываются прибodies для регистрации ядерных частиц, а также ускорители
Последняя глава «Элементарные частицы» — наиболее в книге. И это весба знаменитно, поскольку она посвязывана самому элободневному и самому трудному направлению современных исследований — физике элементарных частиц. Вначале рассказывается о космических лучах — естественным источником частицы высоких энергий, а затем рассматривает свойства самих так называемых элементарных частиц, которые в действительности не столбут элементарны. В заключительном параграфе, озаглавленном «Что остается несяным?», автор касается вопросов, погранных для физики элементарных частиц и космологии. Оказывается, микромир и макрокосмос где-то стыкующая, вернее, не просто стыкующая, а тесно взаимосвязаны, определяют друг друга. Природа едина!
Книга Г. Линдера не лишена недостатков: в ней встречаются неочные, а иногда и противоречные высказывания, поэтому читатель не надо очень внимательно. Но в целом это прекрасный подарок всем, кто любит физку, в особенностях школьника-старшеклассика. Она принесет им несомненно полезу в постженини основ физики и доставит истинное естественное удобство.
И. Зорич
(Начало см. с. 21, 38, 52)
60—62; Н. Иенатшиин (Мукачево) 60—62; В. Изосимов (Кириши) 55; С. Исаков (Пермь) 61, 62; М. Исцененко (Москва) 50; Е. Казарова (Ереван) 55; Л. Какаабадзе (Тбилиси) 50, 55, 57; А. Калинский (Кишинев) 50; А. Карнаухов (Ижевск) 61, 62; С. Карнаухов (Ростов-на-Дону) 49—52, 61, 62; Л. Кицевский (Челябинск) 55, 56, 61; С. Клейман (п. Луков Вольинской обл.) 61, 62; В. Кобелев (Шигры) 61, 62; С. Кожухарь (Кишинев) 49, 51, 52, 61; В. Комов (Александров) 53—57; Ю. Кордлоков (Серов) 60—62; Г. Корпонов (Москва) 50—52, 55, 57, 60, 61; В. Коробов (Саратов) 52; И. Коротков (Саратов) 50; Г. Корченский (Кириши) 62; С. Коряк (Днепропетровск) 62; В. Костмуян (Запорожье) 51, 53, 55; А. Кошелев (Свердловск) 49—52; А. Краджан (Ереван) 62; В. Кузьменко (Чернигов) 51, 52; А. Куприн (Москва) 55, 57, 61, 62; М. Курбамов (Москва) 49—51, 53—57, 60—62; Т. Кухтина (Киев) 50; П. Кучерек (Брно, ЧССР) 61, 62; Л. Кушиир (Астрахань) 60—62; В. Лашкин (Киев) 49, 50, 55, 61; А. Левенко (Свердловск) 49—52, 55, 60—62; Д. Лепицин (Димитровград) 61, 62; И. Лозицкий (Ганцевич) 54, 61; Д. Лодмирский (Киев) 49—53, 55, 56, 61, 62; А. Маедееев (Д. Карачево БашкАССР) 51; В. Макаров (Челябинск) 49, 52, 55, 60—62; Т. Макенко (Днепропетровск) 52, 54, 55, 57, 62; Г. Мартиросян (п. В. Талин АрмССР) 60; М. Матвеев (Канаш) 51, 53, 55, 61; С. Матвеев (Москва) 51, 61; А. Мегадзе (Тбилиси) 61; Л. Межуева (Челябинск) 51; Г. Мелани (Ереван) 60—(Окончание см. с. 59)