За что физики не любят математиков
«Наука должна быть весёлая, увлекательная и простая. Таковыми же должны быть и учёные» (П.Л. Капица). и преподаватели. Но более всего наука должна быть честная. А для того, чтобы сбылась мечта всех студентов, нужно срезать профессора математической лженауки на первой же лекции. И прежним занудой он уже не будет. Знаю, что говорю. Сейчас вам останется лишь самостоятельно сформулировать вопросы на засыпку.
Философы и математики только считают, но ничего не знают. Вернее, знают много чего такого, что знанием не является. И это знание без понимания или слепая вера, несомненно, является ещё большим злом, чем невежество. Однако признался в этом только Сократ: «Я знаю, что ничего не знаю. А другие не знают даже этого». И не случайно, например, изобретение микроскопа и телескопа принесло познанию Природы и Вселенной гораздо больше, чем все философы и математики, взятые вместе.
«Математика – один из видов искусства» (Норберт Винер. На снимке вверху он и есть.) Тогда «Зачем нужна математика, если есть кино?» (Мгновения жизни). А затем она и нужна, чтобы всё точно знать. Например, вы знаете, что «За время падения яблока Земля подпрыгивает навстречу ему на половину диаметра атомного ядра» (Википедия)? А чтобы Земля смогла допрыгнуть до середины высоты яблони, ясен пень, масса яблока должна быть в точности равной массе Земли. Это математический закон падения яблок, открытый Ньютоном. И ни один математик не понимает, в чём тут юмор.
Математики не умеют считать. Даже «Среди крупных математиков могут быть и такие, что не умеют считать» (Новалис). А всё отчего?
Математика началась с геометрии… и – неблагодарная – искривила её. Современная математика – это как ещё один хрусталик в глазу: не исказив этот мир, она его не отражает. «Законы математики, имеющие какое-либо отношение к реальному миру, ненадёжны; а надёжные математические законы не имеют отношения к реальному миру» (А. Эйнштейн). «В реальной жизни, поверьте мне, нет никакой алгебры» (Фран Лейбовиц). Даже дважды два – всегда не четыре, если речь о качестве или свойствах и о физических взаимодействиях.
Ретивость математиков привела к появлению математической физики, которую уже никто не понимает. «В сущности, теоретическая физика слишком трудна для физиков» (Давид Гильберт). «С тех пор, как за теорию относительности принялись математики, я её уже сам больше не понимаю» (А. Эйнштейн). «Я надеюсь, что кто-нибудь объяснит мне квантовую физику, пока я жив. А после смерти, надеюсь, Бог объяснит мне, что такое турбулентность» (Вернер Гейзенберг). «Я думаю, что смело могу утверждать: квантовую физику не понимает никто» (Ричард Фейнман). «Чем большим успехом квантовая теория пользуется (у математиков), тем глупее она выглядит» (А. Эйнштейн). А всё потому, что «Математика – это доказательство самых очевидных вещей наименее очевидным способом» (Д. Пойа). И «Математика – сверхъестественная наука» (Лев Ландау). поэтому чего бы она ни коснулась, всё превращается в сказку.
Вопрос профессору на засыпку: если давление на погружённое горизонтальное плоское тело больше снизу, чем сверху, то что происходит с телом. Математики считают, что архимедова сила равна положительной разнице разновекторных давлений на тело, поэтому данное тело у них всплывает. Смотрите Википедию по запросу «Закон Архимеда». А физики говорят, что повышенное давление среды под погружённым телом может быть создано только таким телом, плотность вещества которого больше плотности среды, поэтому такое тело погружается и опускается на самое дно.
Другой пример. A = F/m – это формула второго закона Ньютона, где: a – ускорение тела; F – сила, действующая на тело; m – масса самого тела. Из этой формулы следует, например, что при увеличении силы в 10 раз и при уменьшении массы тела тоже в 10 раз ускорение тела увеличится ровно в 100 раз. А в каких случаях такое возможно. Правильно, ни в каких. Например, совершенно немыслимо, чтобы при увеличении толщины плеч арбалета и силы их натяжения со 100 кГс до 1000 и уменьшении веса стрелы с 50 г до 5 начальная скорость стрелы увеличивалась бы со 110 м/c до 11 км/с. А это, знаете ли, вторая космическая скорость, то есть скорость убегания от Земли. Но именно этой глупости учит наших детишек математическая формула второго закона механики, не имеющая никакой «предсказательной силы»; именно этому псевдознанию учит всех нас теоретическая физика.
Обратите внимание, когда мы говорим, что ускорение зависит от силы, приложенной к телу, и массы тела, мы говорим вполне разумно. Но, когда мы это же самое записываем в математическом виде и придаём записанному статус закона, мы совершаем глупость. И из этой глупости растут ноги у всей математической физики.
Из третьего закона Ньютона (действие всегда равно противодействию) следует и закон сохранения импульса. Из одного придуманного математиками закона следует другой. В обоих этих законах уже нет даже времени взаимодействия – значит, и нет самого взаимодействия. Однако из этих законов, упрощающих математикам решение своих теоретических задачек и «мысленных экспериментов», следует, например, что ракету толкает вперёд как раз-таки закон сохранения импульса. К.Э. Циолковский, простой учитель, жизнь положил на то, чтобы доказать теоретикам, что ракету толкает асимметричное давление непрерывного взрыва на стенки асимметричной камеры сгорания, а не математический закон: дескать, пока есть хоть какое-то давление в камере сгорания, ракета может ускоряться. Теоретики же считали, что скорость ракеты не может быть больше скорости частиц реактивной струи… Этому их якобы научил сам Ньютон и строгий математический закон сохранения импульса. Впрочем, в ваших учебниках ничто не изменилось.
Молекулярно-кинетическая теория считается «самой успешной математической теорией 20-го века». Однако чуть ли не Архимед уже знал, что все жидкости и газы имеют вес, находятся под давлением веса выше расположенных масс и состоят из одинаковых, равноудалённых и условно неподвижных (колеблющихся или дрожащих) частиц, находящихся в состоянии взаимного отталкивания и неустойчивого (или чуткого) равновесия и взаимно отталкивающихся в газах на расстояниях много больших линейных размеров самих частиц. Правота Архимеда даже не нуждается в доказательствах, ибо у хаоса нет веса. Это знали древнегреческие философы, считавшие воздух невесомым веществом. Но вам, я думаю, будет достаточно и одного опыта.
В пустой трёхлитровой банке находится прозрачный «кристлгаз», то есть воздух. Причём, он под давлением веса выше расположенных слоёв находится в банке в сдавленном и распёртом состоянии. Бросаем в банку зажжённую спичку (пусть спичка потухнет ещё в полёте), закрываем банку крышкой и, дождавшись полной остановки дыма в банке, двумя руками плавно поворачиваем её в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси симметрии. Дым и, следовательно, воздух в банке поворачиваются вместе с ней. Наливаем немного воды в банку и так же плавно поворачиваем её. Всплывшая спичка и вода поворачиваются вместе с банкой.
Вот и всё: стороннику кинетической теории уже никогда не удастся объяснить результат этого «кухонного» опыта, ведь при хаотическом движении частиц им, суматошным, наши манипуляции с банкой были бы совершенно безразличны, и воздух в поворачиваемой банке остался бы неподвижным. Но «Если факт противоречит моей теории, тем хуже для факта» (Гегель).
Итак, за что физики не любят математиков. Правильно, за их псевдоучёность и высокомерие. И вообще, тот, кто пустил математиков в физику, сделал фатальную для неё, физики, ошибку.
Воображеньем прозорливым
К догадкам верным нас несло…
Но сонм учёных кропотливых
Свернул наш поиск — на число.
И лязгом счёта оглушённый
Забыл наш ум — решенья ключ…
Стал слепнуть, в шоры цифр втеснённый.
А был так зряч и так могуч!
Уж цифре памятник построен,
Распята Истина на нём.
Поклонник счёта, жрец и воин
Простёрся ниц перед числом:
Не осознать бедняге в заблужденье,
Как много лжи за ширмой исчисленья!
Геометрия и физика
«природа представляет собой реализацию простейших математически мыслимых элементов»А.Эйнштейн.
Простота описания в СТО оказалась сведённой к геометрии.При высоких скоростях движения должна сокращаться длина тела и замедляться время.
Геометризация физики получила дальнейшее развитие в ОТО.Центральное место в ОТО занимают гипотезы о геометрической природе гравитации и о взаимосвязи геометрии пространства-времени с материей.Около массивных тел должно наблюдаться искривление пространства и геометрия пространства должна быть неэвклидовой.Экспериментальные подтверждения (неподтверждения) предсказаний геометризации физики изложены,например,в «Его величество эксперимент».Пространство и время деформировать невозможно.
Последним замыслом Эйнштейна была попытка соединить в одной геометрической картине эл.магнитное поле и гравитацию,т.е.создать единую теорию поля.
Связь геометрии с физикой исключает возможность прямой проверки геометрии экспериментом и к тому же такая проверка неоднозначная.Кроме того,геометрия не требует экспериментальной проверки ни одной из своих теорем.По мнению Вадима Жмудь,теоретические результаты лишь кажутся более достоверными,чем экспериментальные.Именоо поэтому (возможно,неосознанно)Эйнштейн стремился свести физику к геометрии.
Согласно мысли Эйнштейна,физический мир представляет собой единую сущность-геометрическое поле,которое лишь в некотором приближении выступает в форме вещества,электромагнетизма и гравитации.Каковы истоки и побудительные стремления Эйнштейна создать единую теорию поля? Прямых фактов,которые бы указывали на необходимость обобщения теории относительности,не было.
Неэвклидов мир логически невозможен,так как попытка его логического доказательства всегда возвращает нас к эвклидовой геометрии.
Следствием геометрического типа мышления является то,что в настоящее время известно около 20-ти единых теорий геометризованного поля.
Понятие простоты Пуанкаре употреблял как синоним наглядности,интуитивной ясности.Геометрией,обладающей наибольшей простотой в смысле её наглядности,является эвклидова геометрия.
Физика или Математика?
Есть ли такие люди, которые хорошо понимают математику, но совсем не понимают физику? Если да, то почему так происходит?
У хорошего математика может просто не быть знаний по физике (ну пересеклось по жизни), но хороший физик без математики это нонсенс.
Есть. Некоторым легко понять, что 2+2=4, а почему литр бензина весит меньше килограмма, уже тяжело.
А если нет таких людей, то зачем было пост создавать?
я допустим наоборот, физика отлично понимается а вот математика почти совсем ни как, но там скорее дело в учительнице математики которая очень любила заниматься платным репетироством и если ты не ходишь к ней то и лови хреновые оценки, если ты полный дебил и двух слов связать не можешь, но занимешься у нее за деньги то лови плюс балл или если совсем оценку не натянуть то она ее просто не поставит, плюсом всех кто не относился к ее любимчикам она очень любила унижать, почему ее не уволят спросят многие? а ее уволили, но уже после того как я выпустился.
Мнимые числа для описания реальности?
Новый мысленный эксперимент показывает, что квантовая механика не работает без странных чисел, которые становятся отрицательными при возведении в квадрат.
Много веков назад математики были обеспокоены, когда обнаружили, что вычисление свойств определенных кривых требует, казалось бы, невозможного: чисел, которые при умножении сами на себя становятся отрицательными.
Все числа на числовой прямой, возведенные в квадрат, дают положительное число; 22 = 4 и (-2)2 = 4. Математики начали называть эти знакомые числа «вещественными», а, казалось бы, невозможную разновидность чисел — «мнимыми».
Однако физики, возможно, только что впервые показали, что мнимые числа в определенном смысле вещественны.
Группа теоретиков в области квантовой физики разработала эксперимент, результат которого зависит от того, есть ли у природы мнимая сторона. При условии, что квантовая механика верна — предположение, с которым мало кто поспорит, — аргумент команды по существу гарантирует, что комплексные числа являются неизбежной частью описания материальной вселенной.
«Эти комплексные числа обычно являются просто удобным инструментом, но здесь оказывается, что они действительно имеют какое-то материальное значение», — сказал Тамаш Вертези, физик из Института ядерных исследований Венгерской академии наук, который много лет назад утверждал обратное. «Мир таков, что ему действительно нужны эти комплексные числа», — сказал он.
В квантовой механике поведение частицы или группы частиц выражается волнообразным объектом, известным как волновая функция или ψ. Волновая функция прогнозирует вероятные результаты измерений, такие как вероятное положение или импульс электрона. Так называемое уравнение Шрёдингера описывает, как волновая функция изменяется во времени — и это уравнение включает i.
Физики никогда не знали, что с этим делать. Когда Эрвин Шрёдингер вывел уравнение, которое теперь носит его имя, он надеялся избавиться от i. «Что неприятно и против чего прямо следует возражать, так это против использования комплексных чисел, — писал он Хендрику Лоренцу в 1926 году, — Ψ, безусловно, является вещественной функцией».
Желание Шрёдингера, безусловно, было правдоподобным с математической точки зрения: любое свойство комплексных чисел может быть зафиксировано комбинациями вещественных чисел, а также новыми правилами, открывая математические возможности полностью вещественной версии квантовой механики.
Действительно, переход оказался достаточно простым, так что Шрёдингер почти сразу открыл то, что он считал «истинным волновым уравнением», которое «сторонилось» i. «Еще один камень с души упал», — написал он Максу Планку менее чем через неделю после своего письма Лоренцу. Все вышло именно так, как хотелось.
Но использование вещественных чисел для моделирования сложной квантовой механики неудобное и абстрактное занятие, и Шрёдингер признал, что его полностью вещественное уравнение слишком громоздко для повседневного использования. В течение года он описывал волновые функции как комплексные, в том виде, в каком их представляют сегодня физики.
«Любой, кто хочет выполнить работу, использует комплексное описание», — сказал Мэтью МакКейг, учёный в области информатики из Технологического университета Квинсленда в Австралии.
Однако формулировка квантовой механики с помощью вещественных чисел сохранилась как свидетельство того, что комплексная версия просто необязательна. Например, команды, включая Вертези и МакКейга, показали в 2008 и 2009 годах, что и без i они могут идеально предсказать результат известного эксперимента в квантовой физике, известного как тест Белла.
Новое исследование, которое было опубликовано на