Четыре крупнейших ошибки в научной жизни Эйнштейна
В науке, как и в жизни, обычно приходится ошибаться снова и снова, прежде чем вы найдете правду. Отчасти это проявляется когда вы пытаетесь сделать что-то впервые; никто ведь не рождается экспертом в определенном деле. Нам приходится нарабатывать мощное основание — инструментарий для решения проблем, если можно так выразиться — прежде чем станет возможно сделать что-то новенькое или сложное. И все равно всегда будут границы нашему возможному успеху. Не то чтобы мы были в этом виноваты; это жизнь такая. И это никоим образом не преуменьшает наш успех; это наше величайшее достижение как человеческого существа.
Один из величайших умов в истории человечества.
Содержание
- 1 Ошибки Альберта Эйнштейна
- 1.1 Самое известное уравнение в мире
- 1.2 Изменения общей теории относительности
- 1.3 Неопределенная квантовая природа Вселенной
- 1.4 Подход Эйнштейна к унификации
Когда мы распахиваем новую почву, постигаем что-то новенькое в науке и расширяем свой кругозор, это идет на пользу всему человечеству. И даже величайший гений всех времен Альберт Эйнштейн совершал колоссальные ошибки на пути к правде. Перед вами четыре примера его крупных научных ошибок.
Выступления гения всегда были интересны.
Самое известное уравнение в мире
1. Эйнштейн ошибся в «доказательстве» своего самого известного уравнения E = mc2. В 1905 году, в его «год чудес», Эйнштейн опубликовал работы о фотоэлектрическом эффекте, броуновском движении, специальной теории относительности и эквивалентности массы и энергии, среди прочих. Над идеей «энергии покоя» работали многие люди, но так и не разобрались в числах. Многие предлагали E = Nmc2, где N было числом вроде 4/3, 1, 3/8 или еще какой-то другой цифрой, но никто не доказал, какое число было верным. До Эйнштейна.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.
По крайней мере так звучит легенда. Правда может слегка расшатать ваше отношение к Эйнштейну, но она такова: Эйнштейн смог вывести E = mc2 только для частицы в состоянии полного покоя. Несмотря на то, что он изобрел специальную теорию относительности — основанную на принципе того, что законы физики независимы от системы отсчета наблюдателя — формулировка Эйнштейна не учитывала, как энергия работает для частицы в движении. Другими словами, E = mc2 в описании Эйнштейна была зависима от системы отсчета! И только спустя шесть лет Макс фон Лауэ внес важную поправку, показав ошибку в работе Эйнштейна: нужно избавиться от идеи кинетической энергии. Вместо этого теперь мы говорим об общей релятивистской энергии, где традиционная кинетическая энергия — KE = 1/2mv2 — может возникать только в нерелятивистском пределе. Эйнштейн допускал подобные ошибки во всех семи своих дифференцированиях E = mc2 на протяжении всей жизни, несмотря на то что фон Лауэ, Джозеф Лармор, Вольфганг Паули и Филипп Ленард — все успешно получали отношение массы/энергии без ошибки Эйнштейна.
Он доказывал такое, что и сейчас не могут, но иногда ошибался.
Изменения общей теории относительности
2. Эйнштейн добавил космологическую постоянную Λ в общую теорию относительности, чтобы сохранить Вселенную неподвижной. Общая теория относительности — прекрасная, элегантная и мощная теория — изменила наше представление о Вселенной. Вместо Вселенной, в которой сила тяжести была мгновенной, притягивающей силой между двумя массами, расположенными в фиксированных точках пространства, присутствие материи и энергии — во всех их формах — влияет и определяет кривизну пространства-времени. Плотность и давление полной суммы всех форм энергии во Вселенной играет роль, от частиц до излучения, от темной материи до энергии поля. Но это отношение не понравилось Эйнштейну, поэтому он его изменил.
Каким был великий ученый? Странные привычки Альберта Эйнштейна: чему можно поучиться у гения?
Видите ли, Эйнштейн вдруг обнаружил, что Вселенная, полная вещества и излучения, была бы нестабильной. Ей пришлось бы либо расширяться, либо сжиматься, собственно, как это и происходит. Поэтому он «починил» это отношение путем ввода дополнительного термина — положительной космологической постоянной — чтобы точно уравновесить возможное сжатие Вселенной. Этот «ремонт» все равно оставил Вселенную нестабильной, поскольку чуть более плотные регионы все равно коллапсировали бы, а чуть менее плотные расширялись бы бесконечно. Если бы Эйнштейн смог устоять перед своим искушением, он бы предсказал расширение Вселенной еще до Фридмана и Леметра, а может, и доказал бы еще до Хаббла. И хотя мы на самом деле должны иметь космологическую постоянную в нашей Вселенной (которую мы назвали темной энергией), мотивы Эйнштейна ее привлечь были совершенно неверными и помешали нам додуматься до расширяющейся Вселенной. Ошибка была недопустимой.
Это тоже надо было еще придумать.
Неопределенная квантовая природа Вселенной
3. Эйнштейн отверг неопределенную квантовую природу Вселенной. Этот пункт остается крайне спорным, прежде всего благодаря упорству Эйнштейна в этом вопросе. В классической физике, вроде ньютоновской гравитации, максвелловском электромагнетизме и даже общей теории относительности, теории являются детерминированными. Если вы назовете начальные позиции и импульсы всех частиц во Вселенной, ученый может — заручившись достаточной вычислительной мощью — сказать вам, как они будут развиваться, двигаться и где окажутся через определенное время. Но в квантовой механике не только существуют величины, которые нельзя узнать заранее, этой теории также присущ фундаментальный индетерминизм.
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
Чем лучше вы измеряете и определяете положение частицы, тем хуже вы знаете ее импульс. Чем короче срок жизни частицы, тем более неопределенной по своей сути является ее энергия покоя (то есть масса). А если измерить ее спин в одном направлении, вы таким образом уничтожите знание о других двух. Но вместо того, чтобы принять эти самоочевидные факты и попытаться переосмыслить, как мы в основном видим кванты, составляющие Вселенную, Эйнштейн настаивал на том, чтобы видеть их в детерминированном смысле и делать акцент на скрытых переменных. Возможно, благодаря упорству Эйнштейна многие физики долгое время не могли поверить в то, что нужно изменить наше отношение к кванту энергии.
Подход Эйнштейна к унификации
4. Эйнштейн придерживался своего неверного подхода к унификации до самой смерти, несмотря на неопровержимые доказательства того, что это бесполезно. Унификация в науке как идея родилась задолго до Эйнштейна. В ее основе лежит мысль о том, что всю природу можно объяснить простым набором правил или параметров; сила такой теории в ее простоте. Закон Кулона, закон Гаусса, закон Фарадея и постоянные магниты можно объяснить в одних рамках: электромагнетизм Максвелла. Движение земных и небесных тел впервые объяснила гравитация Ньютона, а потом и общая теория относительности Эйнштейна. Но Эйнштейн хотел двигаться дальше и пытался объединить гравитацию и электромагнетизм. В 1920-х годах был достигнут определенный прогресс, и Эйнштейн хотел продолжать двигать его в следующие 30 лет.
Но эксперименты выявили некоторые существенно новые правила, которые Эйнштейш суммарно проигнорировал в своем упорном стремлении объединить эти две силы. Слабые и сильные взаимодействия подчиняются таким же квантовым правилам электромагнетизма, и перевод этих теорий на квантовый язык привел к объединению, известному как Стандартная модель. Но Эйнштейн никогда не шел этими тропинками и даже не пытался включить ядерные взаимодействия; он застрял в гравитации и электромагнетизме, даже если налицо были другие доказательства. Доказательств Эйнштейну было недостаточно. Как сказал Оппенгейер:
«Под конец своей жизни Эйнштейн не сделал ничего хорошего. Он повернулся спиной к экспериментам, чтобы… осознать единство знания».
Даже гении часто ошибаются. И это должно служить напоминанием нам всем, что ошибки это норма; нет ничего постыдного в том, чтобы учиться на своих ошибках, ведь только так и собираются знания.
Альберт ЭйнштейнНаука физикаОбщая теория относительности
Две ошибки Эйнштейна / Хабр
Привет, читатель! Меня зовут Ирина, я веду телеграм-канал об астрофизике и квантовой механике «Quant». Хочу поделиться с вами переводом статьи об ошибках, которые допустил Альберт Эйнштейн в процессе научной деятельности. В чем-то он признал свою неправоту, а с чем-то наотрез отказался соглашаться.
Приятного чтения!
Гравюра на дереве из книги Камилля Фламмариона 1888 года «L’Atmosphère: météorologie populaire». Подпись гласит: «Миссионер Средневековья говорит, что он нашел точку, где соприкасаются небо и земля», и продолжает: «Что же тогда есть в этом голубом небе, которое, несомненно, существует и которое закрывает звезды днем?»
Научное исследование основывается на соотношении между реальностью природы, как она наблюдается, и представлением этой реальности, сформулированным теорией на математическом языке. Если все следствия теории экспериментально доказаны, то она считается обоснованной. Этот подход, который использовался в течение почти четырех столетий, создал последовательный свод знаний. Но эти успехи были достигнуты благодаря интеллекту человеческих существ, которые, несмотря ни на что, могут держаться за свои ранее существовавшие убеждения и предубеждения. Это может повлиять на прогресс науки, даже на величайшие умы.
Первая ошибка
В своем главном труде по общей теории относительности Эйнштейн написал уравнение, описывающее эволюцию Вселенной во времени. Решение этого уравнения показывает, что Вселенная нестабильна, а не представляет собой огромную сферу с постоянным объемом, вокруг которой скользят звезды, как считалось в то время.
В начале XX века люди жили с устоявшейся идеей статичной Вселенной, в которой движение звезд никогда не меняется. Это, вероятно, связано с учением Аристотеля, утверждающего, что небо неизменно, в отличие от Земли, которая тленна. Эта идея вызвала историческую аномалию: в 1054 году китайцы заметили появление нового света на небе, но ни один европейский документ не упоминает об этом. Тем не менее его можно было увидеть даже днем, и оно продолжалось несколько недель. Это была сверхновая, то есть умирающая звезда, остатки которой до сих пор можно рассматривать как Крабовидную туманность. Господствующая в Европе мысль не позволяла людям принять явление, которое так сильно противоречило идее неизменного неба. Сверхновая — это очень редкое явление, которое можно наблюдать невооруженным глазом лишь раз в столетие. Самое последнее из них датируется 1987 годом. Так что Аристотель был почти прав, полагая, что небо остается неизменным — по крайней мере, в масштабе человеческой жизни.
Чтобы оставаться в согласии с идеей статичной Вселенной, Эйнштейн ввел в свои уравнения космологическую постоянную, которая заморозила состояние Вселенной. Его интуиция сбила его с пути истинного: в 1929 году, когда Хаббл продемонстрировал, что Вселенная расширяется, Эйнштейн признал, что совершил «свою самую большую ошибку».
Квантовая случайность
Квантовая механика развивалась примерно в то же время, что и теория относительности. Она описывает физику в бесконечно малом масштабе. Эйнштейн внес большой вклад в эту область в 1905 году, интерпретируя фотоэлектрический эффект как столкновение электронов и фотонов — то есть бесконечно малых частиц, несущих чистую энергию. Другими словами, свет, который традиционно описывается как волна, ведет себя как поток частиц. Именно этот шаг вперед, а не теория относительности, принес Эйнштейну Нобелевскую премию в 1921 году.
Но, несмотря на этот жизненно важный вклад, он упрямо отвергал ключевой урок квантовой механики — что мир частиц не связан строгим детерминизмом классической физики. Квантовый мир вероятностен. Мы знаем только, как предсказать вероятность возникновения события среди целого ряда возможностей.
Крабовидная туманность, наблюдаемая сегодня на разных длинах волн, не была зарегистрирована европейцами, когда она появилась в 1054 году. Картинки слева направо: вид в радиоволнах, инфракрасных лучах, видимом свете, ультрафиолетовых лучах, рентгеновских лучах, гамма-лучах.
В слепоте Эйнштейна мы снова видим влияние греческой философии. Платон учил, что мысль должна оставаться идеальной, свободной от случайностей действительности — благородная идея, но не подчиняющаяся предписаниям науки. Знание требует совершенной согласованности со всеми предсказанными фактами, тогда как вера основана на вероятности, порожденной частичными наблюдениями. Сам Эйнштейн был убежден, что чистая мысль способна полностью охватить реальность, но квантовая случайность противоречит этой гипотезе.
Эйнштейн не принял этот фундаментальный индетерминизм, который был сформулирован его провокационным приговором: «Бог не играет в кости со Вселенной». Он представлял себе существование скрытых переменных, то есть еще не открытых чисел за пределами массы, заряда и спина, которые физики используют для описания частиц. Но эксперимент не поддержал эту идею. Нельзя отрицать, что существует реальность, которая превосходит наше понимание — мы не можем знать все о мире бесконечно малого.
Случайные прихоти воображения
В процессе научного метода все еще существует стадия, которая не является полностью объективной. Это то, что приводит к концептуализации теории, и Эйнштейн со своими мысленными экспериментами подает знаменитый пример этого. Он заявил, что «воображение важнее знания». Действительно, рассматривая разрозненные наблюдения, физик должен представить себе лежащий в их основе закон. Иногда несколько теоретических моделей соревнуются в объяснении того или иного явления, и только в этот момент логика снова берет верх.
«Роль разума состоит не в том, чтобы обнаружить, а в том, чтобы подготовиться. Это хорошо только для служебных задач» (Симона Вейл, «Гравитация и грация»).
Таким образом, прогресс идей проистекает из того, что называется интуицией. Это своего рода скачок в познании, который выходит за пределы чистой рациональности. Грань между объективным и субъективным уже не является полностью твердой. Мысли исходят от нейронов под действием электромагнитных импульсов, причем некоторые из них особенно плодородны, как будто между клетками происходит короткое замыкание, где действует случайность.
Но эти интуиции, или «цветы» человеческого духа, не одинаковы для всех — мозг Эйнштейна произвел «E=mc²», тогда как мозг Пруста придумал замечательную метафору. Интуиция возникает случайно, но эта случайность ограничена опытом, культурой и знаниями каждого человека.
Результат эксперимента Юнга с интерференцией: картина формируется бит за битом с приходом электронов (8 электронов на фото a, 270 электронов на фото b, 2000 на фото c и 60 000 на фото d), которые в конечном итоге образуют вертикальные полосы, называемые интерференционными полосами.
Преимущества случайности
Это не должно быть шокирующим известием о том, что существует реальность, не постигаемая нашим собственным разумом. Без случайности мы руководствуемся нашими инстинктами и привычками, всем, что делает нас предсказуемыми. То, что мы делаем, ограничивается почти исключительно этим первым слоем реальности, с обычными заботами и обязательными задачами. Но есть и другой слой реальности, тот, где очевидная случайность является отличительной чертой.
«Никогда административные или академические усилия не заменят чудес случайности, которыми мы обязаны великим людям» (Оноре де Бальзак, «Кузен Понс»).
Эйнштейн — пример изобретательного и свободного духа, но он все же сохранил свои предубеждения. Его «первую ошибку» можно резюмировать словами: «Я отказываюсь верить в начало Вселенной». Однако эксперименты доказали, что он ошибался. Его вердикт о том, что Бог не играет в кости, означает: «Я отказываюсь верить в случайность». Однако квантовая механика предполагает обязательную случайность. Его предложение ставит вопрос о том, будет ли он верить в Бога в мире без случайностей, что значительно ограничило бы нашу свободу, поскольку мы тогда были бы ограничены в абсолютном детерминизме. Эйнштейн был упрям в своем отказе. Для него человеческий мозг должен быть способен знать, что такое Вселенная. С гораздо большей скромностью Гейзенберг учит нас, что физика ограничена описанием того, как природа реагирует в данных обстоятельствах.
Квантовая теория показывает, что полное понимание нам недоступно. В свою очередь, она предлагает случайность, которая приносит как разочарования и опасности, так и выгоды.
«Человек может избежать законов этого мира только на мгновение. Мгновения паузы, созерцания, чистой интуиции… именно с этими вспышками он способен на сверхчеловеческое» (Симона Вейл, «Гравитация и грация»).
Эйнштейн, легендарный физик, является прекрасным примером творческого существа. Поэтому его отказ от случайности — это парадокс, потому что именно случайность делает возможной интуицию, допускающую творческие процессы как в науке, так и в искусстве.
Ошибки Эйнштейна: Человеческие недостатки гениев Ганс С. Оганян
Эмили
933 отзыва104 подписчика
9 июня 2012 г.
Альберт Эйнштейн был гением. Раз за разом он совершал теоретические скачки и открытия, которые на десятилетия опережали работы его современников. Он также сделал несколько колоссальных, поразительно глупых ошибок. На самом деле, по словам доктора Оганяна, самого физика, из 180 научных работ, опубликованных Эйнштейном за всю его жизнь, целых 40 содержали ошибки, некоторые из которых были незначительными, но многие из них были значительными. 40 из 180 — это почти четверть его выдачи! Мало того, только в его докторской диссертации было более тридцати математических ошибок. Если величайший физик 20-го века (и второй по величине физик всех времен, после сэра Исаака Ньютона) может так часто ошибаться и при этом считаться гением, я полагаю, что несколько ошибок то здесь, то там не будет. меня тоже убить.
Интересно, что Эйнштейн не считал интеллект или трудолюбие своим самым важным достоянием. Вместо этого его упрямство получило высший балл. «Он чувствовал, что задача ученого состоит в том, чтобы найти самый важный вопрос, а затем неустанно заниматься им». Но у Эйнштейна также было то, что доктор Оганян называет «замечательным талантом делать плодотворные ошибки». Его интуиция часто, но не всегда, вела его к правильным выводам, несмотря на его «неудачные» математические рассуждения. Некоторые из этих ошибок привели непосредственно к открытиям, которыми больше всего известен Эйнштейн: его теории специальной и общей теории относительности. (Небольшое замечание: в физике, как и в большинстве научных областей, слово «теория» не означает «мнение» или «догадка», как в повседневном употреблении. Скорее, в этом контексте слово «теория» эквивалентно на «объяснение»)
Я был крайне удивлен, обнаружив, что Эйнштейну не очень удобно использовать математику в качестве основы или доказательства предложенных им теорий; и он сделал много ошибок в математических частях своих статей. Всякий раз, когда он мог, он сотрудничал с другим физиком или математиком, чья работа заключалась в написании той части его статей, которая касалась вычислений, а в более поздние годы он нанимал помощников с единственной целью выполнения сложной математики, которую требовала его работа. . К сожалению, этим партнерам или помощникам часто отказывали в причитающихся им заслугах либо из-за преднамеренного упущения, либо просто потому, что имя «Эйнштейн» затмевало любое другое имя, связанное с проектом.
Доктор Оганян также обладает талантом объяснять сложные научные теории доступным для неспециалиста языком. Я оценил его аналогию, сравнивающую массу и энергию со льдом и водой. Во-первых, в отношении, возможно, самого известного уравнения, связанного с Эйнштейном, E = mc2 [что «2» должно быть в верхнем индексе, но я не знаю, как это сделать здесь], он объясняет, что «масса — это застывшая форма». энергии или неактивной формы энергии», или, другими словами, «масса и энергия — две грани одного и того же». Затем он дает следующий образ: «Мы можем думать о застывшей энергии, скрытой в массе тела, как о застывшей воде, запертой в антарктическом ледяном щите, и мы можем думать о жидкой воде на Земле, как об обычной воде. энергия». Далее он приводит более подробные сведения, например, о «драматических и жестоких» эффектах, которые мы наблюдали бы, если бы одновременно высвобождалось большое количество застывшей энергии — массы; подобно «катастрофическому затоплению всех побережий», которое произошло бы, если бы вся застывшая вода — лед — в Антарктике высвободилась одновременно. Отличный визуал, не так ли?
Эйнштейн однажды сказал: «Мы все должны время от времени приносить жертву на алтарь глупости ради развлечения божества и человечества». Утверждается, что такой упрямый, высокомерный гений, как Эйнштейн, осознавал неизбежность и необходимость случайных ошибок. Возможно, я тоже могу быть немного более приветливым и нежным со своими ошибками.
Другие обзоры книг можно найти в моем блоге Build Enough Bookshelves.
- документальная литература по меридиану
5 января 2010 г.
Кто-нибудь еще, прочтите это и скажите, любите ли вы его так же сильно, как я.
Филип
Автор 5 книг26 подписчиков
26 октября 2018 г.
Мне не очень понравилось читать эту книгу, но читать ее необходимо. Автор довольно радостно перечисляет все недостатки, а также некоторые из них, которые я до сих пор не считаю «ошибками». Однако автор вполне авторитетен и глубоко разбирается во всей физике, поэтому его анализ является серьезным вкладом. Кратко, как и другие пионеры, Э. иногда предлагал удивительные и верные интуиции с ложными доводами. Хорошо.
Одним из аспектов, который я нашел совершенно захватывающим и новым для меня, был отчет о современной негативной реакции на работу Э. Отчасти это был чистый антисемитизм, но Оганян рисует более тонкий взгляд на подлинную культурную борьбу за то, какой должна быть физика. Историю пишут победители, а теперь об этих людях почти забыли, так что это интересно.
Если вы не знали, какой катастрофой был Э. как человеческое существо, это одно из мест, где можно узнать, включая недавние разоблачения. Мне это тоже не понравилось, но если мы думаем, что биография вообще чего-то стоит, то она не должна подавлять что-либо, а эта книга, конечно же, нет.
Читатели могут также попробовать «Часы Эйнштейна» Питера Галисона.
Оценка
730 отзывов58 подписчиков
15 октября 2016 г.
Судя по описанию, я был рад прочитать эту книгу, потому что думал, что она будет посвящена мыслительному процессу Эйнштейна. Разве это не было бы здорово — не просто описание окончательной формы открытия Эйнштейна, но подробное описание пути, который он прошел, чтобы прийти к нему, описывая как идеи, так и неправильные повороты на этом пути. В книге есть некоторые из них, поэтому я даю ей положительную оценку. Однако автор также тратит много времени на изучение недостатков Эйнштейна в его личной жизни, как мужа, отца и так далее. Также автор тратит много времени на вещи, которые не являются недостатками, но которые, как правило, подрывают достижения Эйнштейна, например, постоянно указывая на то, что другие физики работали над теми же темами и понимали некоторые концепции лучше, чем Эйнштейн. Общее впечатление таково, что цель книги — сбить Эйнштейна с ног, и она оставляет во рту довольно кислый привкус.
- наука-техника-математика
13 января 2018 г.
Интересное чтение. Наука требует больше, чем базовое понимание, чтобы по-настоящему оценить. А вот малоизвестные факты о личной жизни Эйнштейна оказались познавательными. Кроме того, была полезна информация о других ученых и их теориях, которая появилась до Эйнштейна и помогла ему укрепить свое мышление. Что я нашел наиболее интересным, так это рассуждения о знаменитом уравнении E=mc2 и интеллектуальном конфликте между «предположением и гипотезой». Рекомендую для ученых, заинтересованных в более глубоком изучении жизни Эйнштейна и его вклада (и ошибок).
16 марта 2018 г.
Не для обывателей. Любой может уйти с впечатлением, но чтобы насладиться Оганяном, нужно знать кое-что из научной истории. Многие упомянутые ученые заставили меня почувствовать себя потерянным. Эта жемчужина — не только «книга Эйнштейна». Оганян сделает тебя таким ущемленным; после этого вы можете обнаружить, что торопитесь взять дюжину или более книг.
Роберт
1414 отзывов13 подписчиков
10 апреля 2019 г.
Довольно педантичный. Я даже не помню, что он хотел сказать.
- наука
11 февраля 2013 г.
Мне понравилось, но я застрял где-то на 300-й странице. который я продолжаю проигрывать, затем включаю свет и позволяю проблемам Эйнштейна усыпить меня.
Это может быть слишком долго.
29 августа 2015 г.
Очень интересная история интеллектуальных усилий Эйнштейна. Я ушел, понимая, что важным источником его гениальности была его интуиция. Его математический талант был явно хорош, но не исключителен; или, возможно, он был ленив.
7 декабря 2010 г.
Читается очень легко, плюс вам не нужна докторская степень по физике, чтобы понять содержание. Просто понравилось!
23 июля 2016 г.
Я с опаской читал книгу из-за ее названия, но книга мне очень понравилась. Не то, что я ожидал, и имеет положительную тему.
19 декабря 2016 г.
Предлагает интересный взгляд на одного из самых блестящих умов в истории и его жизнь.
Читать
1 июня 2017 г.
Я начал это читательское приключение благодаря Рэю Далио. Я поймал интервью, и это была книга, которую он рекомендовал во время этого интервью. Всегда приятно читать что-то столь же освежающее, как эта книга об Эйнштейне. Хотя есть и другие книги, похожие на эту, тема недостатков вышеупомянутой иконы всегда вызывает интерес. Мне понравилась эта книга, и я бы порекомендовал ее в качестве глотка свежего воздуха среди монотонности на выходных.
- психология
Две ошибки Эйнштейна
Научные исследования основаны на связи между наблюдаемой реальностью природы и представлением этой реальности, сформулированным теорией на математическом языке. Если все следствия теории доказаны экспериментально, она считается подтвержденной. Этот подход, который использовался в течение почти четырех столетий, позволил создать непротиворечивую совокупность знаний. Но эти успехи были достигнуты благодаря интеллекту людей, которые, несмотря ни на что, все еще могут придерживаться своих ранее существовавших убеждений и предубеждений. Это может повлиять на прогресс науки даже для величайших умов.
Первая ошибка
В своей основной работе по общей теории относительности Энштейн написал уравнение, описывающее эволюцию Вселенной во времени. Решение этого уравнения показывает, что Вселенная нестабильна, а не является огромной сферой постоянного объема со скользящими вокруг звездами, как считалось в то время.
В начале 20-го века люди жили с устоявшейся идеей о статической Вселенной, в которой движение звезд никогда не меняется. Вероятно, это связано с учением Аристотеля, утверждавшего, что небо неизменно, в отличие от Земли, которая тленна. Эта идея вызвала историческую аномалию: в 1054 году китайцы заметили появление нового светила в небе, но ни в одном европейском документе об этом не упоминается. Тем не менее, его можно было увидеть при дневном свете, и он длился несколько недель. Это была сверхновая, то есть умирающая звезда, остатки которой до сих пор можно увидеть как Крабовидную туманность. Господствующая в Европе мысль мешала людям принять явление, которое так резко противоречило идее неизменного неба. Сверхновая — очень редкое явление, которое можно наблюдать невооруженным глазом только раз в столетие. Самая последняя датируется 19 годом.87. Итак, Аристотель был почти прав, полагая, что небо неизменно — по крайней мере, в масштабе человеческой жизни.
Крабовидная туманность, наблюдаемая сегодня на разных длинах волн, не была зарегистрирована европейцами, когда она появилась в 1054 году.
Torres997/Викимедиа, Радио: NRAO/AUI и М. Битенхольц, Дж. М. Усон, Т.Дж. Корнуэлл; Инфракрасный: NASA/JPL-Caltech/R. Герц, Миннесотский университет; Видимый свет: НАСА, ЕКА, Дж. Хестер и А. Лолл, Университет штата Аризона; Ультрафиолет: NASA/Swift/E. Ховерстен, ПГУ; Рентгеновские снимки: NASA/CXC/SAO/F.Seward и сотрудники; Гамма-лучи: NASA/DOE/Fermi LAT/R. Бюлер, CC BY-SA
Чтобы оставаться в соответствии с идеей статической Вселенной, Эйнштейн ввел в свои уравнения космологическую постоянную, которая заморозила состояние Вселенной. Его интуиция подвела его: в 1929 году, когда Хаббл продемонстрировал, что Вселенная расширяется, Эйнштейн признал, что совершил «свою самую большую ошибку».
Квантовая случайность
Квантовая механика возникла примерно в то же время, что и теория относительности. Он описывает физику в бесконечно малом масштабе. Эйнштейн внес большой вклад в эту область в 1905, интерпретируя фотоэффект как столкновение между электронами и фотонами, то есть бесконечно малыми частицами, несущими чистую энергию. Другими словами, свет, который традиционно описывали как волну, ведет себя как поток частиц. Именно за этот шаг вперед, а не за теорию относительности, Эйнштейн получил Нобелевскую премию в 1921 году. строгий детерминизм классической физики. Квантовый мир вероятностный. Мы знаем только, как предсказать вероятность появления среди диапазона возможностей.
В слепоте Эйнштейна мы снова видим влияние греческой философии. Платон учил, что мысль должна оставаться идеальной, свободной от случайностей реальности — идея благородная, но не соответствующая предписаниям науки. Знание требует полной согласованности со всеми предсказанными фактами, тогда как вера основана на правдоподобии, полученном в результате частичных наблюдений. Сам Эйнштейн был убежден, что чистое мышление способно полностью охватить реальность, но квантовая случайность противоречит этой гипотезе.
На практике эта случайность не является чистым шумом, так как она ограничена принципом неопределенности Гейзенберга. Этот принцип налагает коллективный детерминизм на группы частиц — электрон свободен сам по себе, так как мы не знаем, как рассчитать его траекторию при выходе из дырки, но миллион электронов рисует дифракционную фигуру, показывающую темные и светлые полосы, которые мы знаем. как рассчитать.
Результат эксперимента с интерференцией Юнга: рисунок формируется по крупицам с приходом электронов (8 электронов на фото а, 270 электронов на фото б, 2000 на фото с и 60 000 на фото г), которые в конечном итоге образуют вертикальные полосы, называемые интерференцией. бахрома.
Доктор Тономура/Викимедиа, CC BY-SA
Эйнштейн не принял этот фундаментальный индетерминизм, резюмированный его провокационным вердиктом: «Бог не играет в кости со вселенной». Он вообразил существование скрытых переменных, то есть еще не открытых чисел помимо массы, заряда и спина, которые физики используют для описания частиц. Но эксперимент не подтвердил эту идею. Нельзя отрицать, что существует реальность, превосходящая наше понимание, — мы не можем знать все о бесконечно малом мире.
Альберт Эйнштейн высовывает язык в свой 72-й день рождения.
Артур Сасс/AFP
Случайные капризы воображения
В процессе научного метода есть еще не вполне объективный этап. Именно это приводит к концептуализации теории, и Эйнштейн со своими мысленными экспериментами дает известный пример этого. Он заявил, что «воображение важнее знания». Действительно, глядя на разрозненные наблюдения, физик должен представить лежащий в их основе закон. Иногда несколько теоретических моделей конкурируют за объяснение явления, и только в этот момент логика снова берет верх.
«Роль разведки не в открытии, а в подготовке. Он годится только для служебных задач». (Симона Вейл, «Гравитация и грация»)
Таким образом, развитие идей происходит от того, что называется интуицией. Это своего рода скачок в знаниях, выходящий за пределы чистой рациональности. Граница между объективным и субъективным больше не является абсолютно твердой. Мысли исходят из нейронов под воздействием электромагнитных импульсов, причем некоторые из них особенно плодотворны, как если бы между клетками было короткое замыкание, где действует случайность.
Но эти интуиции, или «цветы» человеческого духа, не одинаковы для всех — мозг Эйнштейна выдал «E=mc 2 », тогда как мозг Пруста придумал замечательную метафору. Интуиция возникает случайно, но эта случайность ограничивается опытом, культурой и знаниями каждого человека.
Преимущества случайности
То, что существует реальность, недоступная нашему разуму, не должно вызывать шока. Без случайности мы руководствуемся нашими инстинктами и привычками, всем, что делает нас предсказуемыми. То, что мы делаем, ограничено почти исключительно этим первым слоем реальности с обычными заботами и обязательными задачами. Но есть еще один слой реальности, где очевидная случайность является торговой маркой.
«Никогда административные или академические усилия не заменят чудес случая, которым мы обязаны великим людям». (Оноре де Бальзак, «Кузен Понс»)
Эйнштейн — пример изобретательного и свободного духа; тем не менее, он все еще сохранял свои предубеждения. Его «первую ошибку» можно резюмировать словами: «Я отказываюсь верить в начало Вселенной». Однако эксперименты доказали, что он ошибался. Его приговор Богу, играющему в кости, означает: «Я отказываюсь верить в случай». Однако квантовая механика предполагает обязательную случайность. Его предложение ставит вопрос о том, поверил бы он в Бога в мире без случайностей, который бы сильно урезал нашу свободу, поскольку тогда мы были бы ограничены абсолютным детерминизмом. Эйнштейн был упрям в своем отказе. Для него человеческий мозг должен быть способен знать, что такое вселенная. С гораздо большей скромностью Гейзенберг учит нас тому, что физика ограничена описанием того, как природа реагирует в данных обстоятельствах.
Квантовая теория показывает, что полное понимание нам недоступно. Взамен он предлагает случайность, которая приносит разочарования и опасности, но также и преимущества.
«Человек может уйти от законов этого мира только на мгновение. Мгновения паузы, созерцания, чистой интуиции… Именно с этими вспышками он способен на сверхчеловеческое». (Симона Вейл, «Гравитация и грация»)
Эйнштейн, легендарный физик, является прекрасным примером человека с богатым воображением. Таким образом, его отказ от случайности является парадоксом, потому что случайность — это то, что делает возможной интуицию, допускающую творческие процессы как в науке, так и в искусстве.