שבע שיעורים קצרים על פיזיקה - סקירת ספרים

• מאי 13, 2024

שיעורים ו פיזיקה הם בכותרת, אך אל תיבהלו. למרות שקרלו רובלי הוא פיזיקאי תיאורטי בעל עוצמה גבוהה, הוא לא מרצה לקורא. הוא משתף את הבנתו ביקום המוזר של הפיזיקה המודרנית כאדם רווי פילוסופיה ועם שירה בנפשו.

אם פגשת פיסיקה בבית הספר, יכול להיות שמצאת אותה מתמטית, מיסטית וארצית. אבל שבעה שיעורים קצרים על פיזיקה זה שום דבר מזה. זהו פרשנות לכמה מהרעיונות החשובים ביותר של הפיזיקה המודרנית, ושל מקומנו ביקום הזה. עבודתו המדעית של קרלו רובלי היא בתחום כוח הכבידה הקוונטיאבל הוא גם לימד במשך שנים רבות תורת היחסות הכללית, ואת ההיסטוריה והפילוסופיה של המדע באוניברסיטת Aix-Marseille בדרום צרפת.

זה הוא קצר
הכותרת אומרת קצר וזה מה שאתה מקבל. אורכה שמונים עמודים עם גופן שניתן לקרוא לשבח. כל פרק הוא הרחבה של מאמר שרובלי כתב לעיתון יום ראשון. הוא אומר:
שיעורים אלה נכתבו עבור מי שיודע מעט או כלום על מדע מודרני. יחד הם מייצרים סקירה מהירה של ההיבטים המרתקים ביותר של המהפכה הגדולה שהתרחשה בפיזיקה במאה העשרים, ועל השאלות והמיסתורין שפתחה המהפכה הזו.

שתי תיאוריות נהדרות, אבל יש בעיה
למעלה ממחצית הספר עוסק בשני הישגי גולת הכותרת של המאה העשרים - התיאוריה הכללית של אינשטיין ומכניקת הקוונטים. היחסיות עוסקת במבנה המפואר של הקוסמוס, ואילו מכניקת הקוונטים צוללת אל תוך אליס בארץ הפלאות של הקטעים הזעירים ביותר ממה שהכל עשוי.

תורת היחסות הכללית
הפיזיקאי הרוסי הגדול לב לנדאו כינה את התיאוריה הכללית של היחסות "היפה ביותר מבין התיאוריות" ומרוויח את רובלי.

מבחינת אייזק ניוטון, החלל היה ריק למעט החפצים בו, כמו כוכבים וכוכבי לכת. עצמים אלה השפיעו זה על זה דרך כוח הכובד. ניוטון עצמו לא היה מרוצה מכוח שפעל באופן מיידי אפילו במרחקים גדולים, אבל המשוואות שלו עבדו, ואף אחד לא ידע להמשיך את זה הלאה. עד איינשטיין.

התובנה המבריקה של איינשטיין הובילה אותו למסקנה שהמרחב איננו דבר וכוח המשיכה אינו כוח. לחלל יש מהות והוא מעוות על ידי נוכחות של חומר. כאשר החומר מתעקם את החלל, הדברים נעים בחלל לאורך העקמומיות כפי שמשהו עשוי להיות במסלול הגן. כיפוף החלל סביב כוכב מסוכם במשוואה היחידה בספר.

באדיבות, רובלי מזמין אותנו רק להעריץ את הפשטות האלגנטית של המשוואה מבלי שנדרש להבין אותה. עם זאת הייתי צריך לא להסכים עם קביעתו כי נדרשת פחות מחויבות ומאמץ כדי "לשלוט בטכניקה לקרוא ומשוואה זו ולהשתמש בה" מאשר "כדי להעריך את היופי הנדיר של רביעיית מיתרים בטהובן המאוחרת." אני חושב שהייתי מעריך את בטהובן הרבה לפני שהצלחתי לעשות שימוש במשוואה של איינשטיין.

מכניקת קוונטים וחלקיקים
החלקיקים היסודיים המרכיבים את הכל קיימים בעולם קוונטי מוזר. רכיבים בסיסיים אלה מתוארים על ידי דגם סטנדרטי. הוא מכיל "קומץ סוגים של חלקיקים אלמנטריים, הרוטטים ומתנודדים ללא הרף בין קיום לאי קיום ונחיל במרחב גם כשנדמה שאין שם כלום."

הם הופכים לקיום רק כאשר הם מתקשרים עם משהו אחר. יו! רובלי ממשיך להסביר את זה יפה, אבל מודה שאיש לא מבין באמת מה קורה ברמה הזו. (זה מנחם את קוראיו.)

קונפליקט
הפיזיקאי הדני נילס בוהר היה אחד המנהיגים הגדולים בחשיפת הפיזיקה הקוונטית. הוא ואינשטיין העריצו זה את זה, אך דעותיהם היו שונות ביחס למציאות הקיום. איינשטיין חשב שיש מציאות בסיסית שבה ההשפעות הקוונטיות הגיוניות למרות שלא תפסנו אותה. בוהר לא עשה זאת.

הקונפליקט בין היחסות לפיזיקה קוונטית אינו פילוסופי. יש נקודה בה הם סותרים זה את זה. עם זאת זו אינה בעיה מעשית. תורת היחסות הכללית נבדקה פעמים רבות ותמיד עברה את המבחנים. ה- GPS שלך עובד רק במדויק מכיוון שהוא לוקח בחשבון תורת היחסות הכללית. ולמרות שמכניקת הקוונטים נראית מטורפת, זה עובד. לא יהיה לך מחשב בלעדיו.

אז איך שניהם יכולים להיות צודקים כמעט כל הזמן, ובכל זאת בשלב מסוים סותרים זה את זה? זה דבר ששומר על פיזיקאים תיאורטיים כמו רובלי בעבודה.

עצמנו
רובלי מקדיש שיעור אחד לאופן בו השקפתנו על הקוסמוס התפתחה לאורך אלפי שנים מיקום קטן שמרכזו כדור הארץ ליקום עצום ומתרחב.אבל היקום אינו משהו ממנו אנו נפרדים, ובשיעור האחרון הוא מחשיב את מקומנו ביקום. זה ספקולטיבי יותר מהפרקים האחרים, אבל כמובן שאנחנו תמיד מתעניינים בעצמנו.

שווה קריאה?
הספר כתוב היטב, מתחשב ומגרה. רובלי כתב את זה באיטלקית, והוא היה הנמכר ביותר במספר שפות. עלי לשבח גם את המתרגמים (סיימון קרנל ואריקה סגרה) על הגרסה האנגלית הקריאה ביותר. ומסתכל בכמה אתרי אינטרנט עם ביקורות קוראים, נראה שאנשים קוראים את הספר. הם גם מוציאים מזה משהו. זה עשוי להכין מתנה נחמדה למישהו שאתה מכיר.

קרלו רובלי, שבעה שיעורים קצרים על פיזיקה, פינגווין ספרים בע"מ, 2016

הערה: עותק של הספר ניתן לי במתנה.

הוראות וידאו: "בשערי האקדמיה" מפגש שישי | חינוך מדעי טכנולוגי - 1/4 פרופ' בת שבע אלון (מאי 2024).