Поиск по каталогу.
Контакты
Адрес :
г. Одесса,. 6-й км Овидиопольской дороги. ТВЦ "6-й Элемент".
Tел./факс :
(048)772-57-86
E-mail :
[email protected]




Чотири найбільших помилки в науковому житті Ейнштейна

У науці, як і в житті, зазвичай доводиться помилятися знову і знову, перш ніж ви знайдете правду. Почасти це проявляється коли ви намагаєтеся зробити щось вперше; ніхто ж не народжується експертом в певній справі. Нам доводиться напрацьовувати потужне підставу - інструментарій для вирішення проблем, якщо можна так висловитися - перш ніж можна буде зробити щось новеньке або складне. І все одно завжди будуть кордони нашого можливого успіху. Не те щоб ми були в цьому винні; це життя таке. І це аж ніяк не применшує наш успіх; це наше найбільше досягнення як людської істоти.

І це аж ніяк не применшує наш успіх;  це наше найбільше досягнення як людської істоти

Коли ми відкриваємо новий грунт, осягаємо щось новеньке в науці і розширюємо свій кругозір, це йде на користь всьому людству. І навіть найбільший геній всіх часів Альберт Ейнштейн робив колосальні помилки на шляху до правди. Перед вами чотири приклади його великих наукових помилок.
Коли ми відкриваємо новий грунт, осягаємо щось новеньке в науці і розширюємо свій кругозір, це йде на користь всьому людству

1. Ейнштейн помилився в «доведенні» свого найвідомішого рівняння E = mc2. У 1905 році, в його «рік чудес», Ейнштейн опублікував роботи про фотоелектричні ефекті, броунівському русі, спеціальної теорії відносності і еквівалентності маси і енергії, серед інших. Над ідеєю «енергії спокою» працювали багато людей, але так і не розібралися в числах. Багато хто пропонував E = Nmc2, де N було числом начебто 4/3, 1, 3/8 або ще якийсь інший цифрою, але ніхто не довів, яке число було вірним. До Ейнштейна.

Принаймні так звучить легенда. Правда може злегка розхитати ваше ставлення до Ейнштейна, але вона така: Ейнштейн зміг вивести E = mc2 тільки для частки в стані повного спокою. Незважаючи на те, що він винайшов спеціальну теорію відносності - засновану на принципі того, що закони фізики незалежні від системи відліку спостерігача - формулювання Ейнштейна не враховувала, як енергія працює для частинки в русі. Іншими словами, E = mc2 в описі Ейнштейна була залежна від системи відліку! І тільки через шість років Макс фон Лауе вніс важливу поправку, показавши помилку в роботі Ейнштейна: потрібно позбутися від ідеї кінетичної енергії. Замість цього тепер ми говоримо про загальну релятивістської енергії, де традиційна кінетична енергія - KE = 1 / 2mv2 - може виникати тільки в нерелятивістському межі. Ейнштейн допускав подібні помилки у всіх семи своїх диференціювання E = mc2 протягом усього життя, не дивлячись на те що фон Лауе, Джозеф Лармор, Вольфганг Паулі і Філіп Ленард - все успішно отримували відношення маси / енергії без помилки Ейнштейна.
Принаймні так звучить легенда
2. Ейнштейн додав космологічну постійну Λ в загальну теорію відносності, щоб зберегти Всесвіт нерухомою. Загальна теорія відносності - прекрасна, елегантна і потужна теорія - змінила наше уявлення про Всесвіт. Замість Всесвіту, в якій сила тяжіння була миттєвою, що притягає силою між двома масами, розташованими в фіксованих точках простору, присутність матерії і енергії - у всіх їх формах - впливає і визначає кривизну простору-часу. Щільність і тиск повної суми всіх форм енергії у Всесвіті грає роль, від часток до випромінювання, від темної матерії до енергії поля. Але це відношення не сподобалося Ейнштейну, тому він його змінив.

Річ у тім, Ейнштейн раптом виявив, що Всесвіт, повна речовини і випромінювання, була б нестабільною. Їй довелося б або розширюватися, або стискатися, власне, як це і відбувається. Тому він «полагодив» це відношення шляхом введення додаткового терміну - позитивної космологічної постійної - щоб точно врівноважити можливе стиснення Всесвіту. Цей «ремонт» все одно залишив Всесвіт нестабільною, оскільки трохи більше щільні регіони все одно коллапсировать б, а трохи менше щільні розширювалися б нескінченно. Якби Ейнштейн зміг встояти перед своїм спокусою, він би передбачив розширення Всесвіту ще до Фрідмана і Леметра, а може, і довів би ще до Хаббла. І хоча ми насправді повинні мати космологічні постійну в нашому Всесвіті (яку ми назвали темною енергією), мотиви Ейнштейна її залучити були абсолютно невірними і перешкодили нам додуматися до розширення Всесвіту. Помилка була неприпустимою.
Річ у тім, Ейнштейн раптом виявив, що Всесвіт, повна речовини і випромінювання, була б нестабільною
3. Ейнштейн відкинув невизначену квантову природу Всесвіту. Цей пункт залишається вкрай спірним, перш за все завдяки завзятості Ейнштейна в цьому питанні. У класичній фізиці, на кшталт ньютонівської гравітації, максвелловскую електромагнетизмі і навіть загальної теорії відносності, теорії є детермінованими. Якщо ви назвете початкові позиції і імпульси всіх часток у Всесвіті, вчений може - заручившись достатньою обчислювальною потужністю - сказати вам, як вони будуть розвиватися, рухатися і де опиняться через певний час. Але в квантовій механіці не тільки існують величини, які не можна дізнатися заздалегідь, до цієї теорії також притаманний фундаментальний індетермінізм.

Чим краще ви вимірюєте і визначаєте положення частинки, тим гірше ви знаєте її імпульс. Чим коротше термін життя частинки, тим більш невизначеною за своєю суттю є її енергія спокою (тобто маса). А якщо виміряти її спін в одному напрямку, ви таким чином знищите знання про інших двох. Але замість того, щоб прийняти ці самоочевидні факти і спробувати переосмислити, як ми в основному бачимо кванти, що становлять Всесвіт, Ейнштейн наполягав на тому, щоб бачити їх у детермінованому сенсі і робити акцент на прихованих змінних. Можливо, завдяки завзятості Ейнштейна багато фізиків довгий час не могли повірити в те, що потрібно змінити наше ставлення до кванту енергії.
Чим краще ви вимірюєте і визначаєте положення частинки, тим гірше ви знаєте її імпульс
4. Ейнштейн дотримувався свого невірного підходу до уніфікації до самої смерті, незважаючи на незаперечні докази того, що це марно. Уніфікація в науці як ідея народилася задовго до Ейнштейна. В її основі лежить ідея про те, що всю природу можна пояснити простим набором правил або параметрів; сила такої теорії в її простоті. Закон Кулона, закон Гаусса, закон Фарадея і постійні магніти можна пояснити в одних рамках: електромагнетизм Максвелла. Рух земних і небесних тіл вперше пояснила гравітація Ньютона, а потім і загальна теорія відносності Ейнштейна. Але Ейнштейн хотів рухатися далі і намагався об'єднати гравітацію і електромагнетизм. У 1920-х роках був досягнутий певний прогрес, і Ейнштейн хотів продовжувати рухати його в наступні 30 років.

Але експерименти виявили деякі істотно нові правила, які Ейнштейш сумарно проігнорував у своєму наполегливому прагненні об'єднати ці дві сили. Слабкі і сильні взаємодії підкоряються таким же квантовим правилам електромагнетизму, і переклад цих теорій на квантовий мову привів до об'єднання, відомому як Стандартна модель. Але Ейнштейн ніколи не йшов цими стежками і навіть не намагався включити ядерні взаємодії; він застряг в гравітації і електромагнетизмі, навіть коли мала місце були інші докази. Доказів Ейнштейну було недостатньо. Як сказав Оппенгейер:

«Під кінець свого життя Ейнштейн не зробив нічого доброго. Він повернувся спиною до експериментів, щоб ... усвідомити єдність знання ».

Навіть генії часто помиляються. І це повинно служити нагадуванням нам всім, що помилки це норма; немає нічого ганебного в тому, щоб вчитися на своїх помилках, адже тільки так і збираються знання.