Ли Смолин. Возрожденное время: От кризиса в физике к будущему вселенной

Когда Ньютон представил следствия своих законов движения в книге Principia Mathematica <Принципы Математики>, он использовал более элементарную математику, а не дифференциальное исчисление, которое он изобрел задолго до этого. Это выглядит загадочным, пока вы не осознаете, что он еще не опубликовал математический анализ; так что он объяснял свои открытия в рамках математики, которая должна была быть известна его читателям.

Рассмотрим мяч, падающий вблизи поверхности Земли. Он притягивается гравитацией от каждого из атомов, составляющих Землю. Ключевая догадка Ньютона заключалась в том, что все эти силы могут быть сложены вместе и результат таков, как если бы имелся единственный объект, притягивающий мяч из центра Земли. Если я подбрасываю мяч вверх, эта дистанция может увеличиться на несколько метров, что на самом деле очень маленькое изменение, так что сила меняется очень трудно. Сила, действующая на подброшенный вверх или скинутый вниз мяч, может быть принята постоянной. Это означает, что ускорение у поверхности Земли постоянно, что было великим открытием Галилея.

3. Игра в мяч

Кто-то подумает, заметил ли кто-нибудь в античности, что вода из фонтана следует параболическому пути. Имеются греческие вазы, которые показывают воду из фонтана, падающуюНекоторые возразили бы, что математика может кодировать время - то есть, f(t) есть функция времени. Это полное непонимание сути, которая в том, что функция f(t) является вневременной.

4. Изучение физики в ящике

Sara Diamond et al., CodeZebra Habituation Cage Performances <Проект CodeZebra: Ознакомительные Представления в Тюрьме> (Rotterdam: Dutch Electronic Arts Festival, 2003).

Спасибо Saint Clair Cemin за дискуссию на эту тему.

Рассмотрим систему звезд, движущихся под действием их взаимного гравитационного влияния. Взаимодействие двух звезд может быть описано точно; Ньютон решил эту проблему. Но нет точного решения у проблемы описания гравитационного взаимодействия трех звезд. Любая система из трех или более тел должна быть рассмотрена приблизительно. Такие системы демонстрируют широкий набор вариантов поведения, включая хаос и экстремальную чувствительность к начальным условиям. Хотя это следующая простейшая система после проблемы двух звезд, которую Ньютон решил в 17-м столетии, эти явления не были открыты до начала 20-го века, до французского математика Анри Пуанкаре. Осмысление так называемой проблемы трех тел потребовало изобретения целой новой ветви математики: теории хаоса. Относительно недавно системы тысяч или

к оглавлению миллионов тел были рассмотрены путем проведения моделирования на суперкомпьютерах. Это дало нам понимание поведения звезд в галактиках и даже взаимодействия галактик в кластерах. Но полученные результаты, несмотря на их полезность, базировались на грубейших аппроксимациях. Звезды, состоящие из огромного числа атомов, рассматривались, как если бы они были точками, и обычно игнорировалось влияние чего бы то ни было за пределами системы.

5. Изгнание новшеств и сюрпризов

Где мы будем исследовать и объяснять явный парадокс, что законы термодинамики, такие как закон, что энтропия только растет, не обратимы во времени, тогда как более фундаментальные законы обратимы.

Ludwig Boltzmann, Lectures on Gas Theory <Лекции по Теории Газов> (Dover Publications, 2011)

6. Относительность и безвременье

The Principle of Relativity <Принципы Теории Относительности> (Dover Publications, 1952) состоит из семи статей Эйнштейна, двух Хендрика Антона Лоренца и по одной Германа Вейля и Германа Минковского.

"On the Electrodynamics of Moving Bodies" <К Электродинамике Движущихся Тел>, Ann. der Phys., 17(10): 891-921, "Does the Inertia of a Body Depend upon its Energy Content?" <Зависит ли Инерция Тела от Содержащейся в нем Энергии?>, Ann. der Phys., 18: 639-41 (1905).

Те читатели, которые желают увидеть объясненные таким образом аргументы, могут обратиться к онлайн-приложениям в www.timereborn.com.

Строго говоря, нет необходимости предполагать, что скорость света есть предел скорости, но это делает педагогику намного более простой.

Это не то же самое, что сказать, что есть факт по поводу того, являются ли два события одновременными, но это невозможно узнать. Поскольку различные наблюдатели не согласны друг с другом по поводу того, являются ли два события одновременными, нет объективного смысла говорить, являются они таковыми или нет.