[Из песочницы] Глазами физика или автобиография через призму науки

Уолтер Левин — 80-летний физик и преподаватель Массачусетского технического института. Его лекции сопровождаются обильной жестикуляцией и нестандартными действиями, например, катанием на шаре. Записи его курсов набирают миллионные просмотры на YouTube, а Билл Гейтс проходил, как минимум, три его программы. Достаточно интригующее введение для научно-популярной книги, написанной физиком. Стоит ли на самом деле внимания книга Уолтера Левина «Глазами физика», или это все просто очередной маркетинговый ход? Я потратил выходные, чтобы прочитать перевод его книги и составить мнение о ней.

Книга читается легко, в процессе чтения удивляешься, почему нельзя так же преподавать физику в школе и ВУЗах. Все начинается с биографии, в которую вплетены объяснения физических явлений, например, причины голубого неба и красного заката. Поступив в университет, Уолтер смог убить одним выстрелом трех зайцев: откосить от армии, начать преподавательскую практику в школе для погашения кредита за учебу и, конечно, получить образование.

От ядра атома к открытому космосу

На 29-м году жизни Уолтер защитил докторскую диссертацию по субатомным частицам. Для получения диссертации он несколько лет работал с радиоактивными изотопами и изучал их распад. За это время наука значительно продвинулась вперед, и не только физика, но и обожаемая профессором Левиным астрономия. Он сравнивает физику с астрономией, говоря, что это неотъемлемые части друг друга.

В 1965 году профессор Бруно Росси из МТИ пригласил Уолтера работать в области рентгеновской астрономии, основанной всего шестью годами ранее. Так Уолтер Левин из физика перепрофилировался в астрофизика, по признанию автора:

«Приход в МТИ — лучшее, что могло со мной случиться.»

Рассказывая о работе Росса над измерением солнечного ветра, профессор Левин как-бы невзначай раскрывает природу полярного сияния.

Не вся книга — это веселая биография с рассуждениями о физике. В ней есть место и трагедии.
Когда Уолтеру было 4 года, в Гаагу пришли нацисты. Часть его семьи была отправлена в лагеря, а дедушка с бабушкой из-за невозможности работать, в силу преклонного возраста, в газовую камеру. Ужасы войны даже спустя столько лет преследуют автора в ночных кошмарах.

Рассказывая о зарождении нового направления астрофизики, Левин подчеркивает, что профессор Росс действовал скорее по наитию, чем зная, что делает. Так, совместно с нобелевским лауреатом Риккардо Джаккони, 18 июня 1962 года Росс запустил за пределы атмосферы ракету с тремя счетчиками гейгера. Благодаря этому было открыто рентгеновское излучение в космосе, а также стало понятно, что его источник находится за пределами Солнечной системы.

В 1967 году, через год после прибытия в МТИ и начала работы с Джорджем Кларком, Уолтер получил бразды правления исследовательской группой, работавшей над поиском и исследованиями рентгеновского излучения в космосе.

В годы начала работы Уолтера в МТИ происходили удивительные открытия и к части из них он имел отношение: открытие источников рентгеновского излучения, фундаментальных строительных блоков ядра атома,  W- и Z- бозонов, кварков и глюонов и многое другое.

Благодаря физике и ранним открытиям были сделаны снимки с помощью космического телескопа Хаббл, показавшие человечеству бесконечность галактики. Правда немного позже чем Уолтер начал работать в МТИ — в 2004 году.

Hubble Ultra Deep Field 2004

Физика уже объяснила нам очень многое, а также ответила на многие вопросы, позволив заглянуть как в наименьшие зоны субатомного мира, так и в самые дальние уголки Вселенной.

С тех пор как изотопы впервые распались в руках Уолтера Левина, он не перестает восторгаться открытиям и красоте физики.

«Для меня физика — эффективный способ увидеть мир, великое и будничное, огромное и сиюминутное и то, как красив и тесно все в нем переплетено».

Раз за разом открывая глаза на красоту мира и науки, профессор Левин старается преподавать своим ученикам физику в том же ключе — не давая забывать о красоте открытий и не сосредотачиваясь на сложных формулах.

Цель книги по словам автора:

«Открыть вам глаза на замечательные способы, которыми физика открывает мир, показать ее удивительную элегантность и красоту»

Измерения, погрешности и звезды

В главе о экспериментальности физики и о том, что все, даже самые величайшие открытия в ней основаны на прогнозах и их измерениях, подчеркивается важность учета погрешностей в любых расчетах, даже при приобретении одежды онлайн. Все доказательства просты и понятны, они взяты из повседневной жизни.

С помощью простых измерений он доказывает то, что у лежащего человека рост, примерно на 3 см больше чем у стоящего, и это объясняется действием гравитации.

А при помощи измерений бедренных костей разных видов животных опровергает теорию Галилео Галилея, о том почему большие животные именно такого размера, а не больше.

Бедренная кость человека

Также Уолтер описывает метод параллакса — единственно возможный способ измерения расстояния до звезд вплоть до конца XIX века. В течение времени способы измерений немного менялись и расстояния, вычисленные ранее, изменялись вместе с ними. И это настоящий бич для астрономии — невозможность точных измерений и учет погрешностей при расчетах космических мегарасстояний. Также он рассказывает про метод цефеид для измерения космических расстояний, основанный на диапазонах светимостей звезд.

При измерении расстояния до галактики Андромеды, ближайшей к нам галактики, современными методами погрешность между результатами составляла примерно 140 тысяч световых лет. О какой же погрешности может идти речь при измерении расстояния до более удаленных объектов?
После этого становится понятна гонка астрономов за стандартными свечами — объекты с известной светимостью для точных вычислений. Сегодня сформирована астрономическая лестница расстояний, первой ступенью которой является измерение расстояний при помощи параллакса. Вторая ступень лестницы — измерения с помощью цефеид, а на следующих ступенях разнообразные технически сложные экзотические методы измерений.

Выводы

Н2О: ~30%
Это действительно научно-популярная книга, в которой простым языком объясняются сложные механизмы. Но и в ней не обошлось без минусов научной литературы — порой встречаются сложные понятия, неизвестные людям далеким от физики. Иногда приходится перечитывать абзац повторно, так как слова понятные, а значения доходят не сразу.

Надеюсь мой небольшой обзор поможет вам понять ценность книги и стоит ли она вашего времени.
Всем добра!

---

О книге:
«Глазами физика. Путешествие от края радуги к границе времени» Уолтер Левин и Уоррен Гольдештейн (Ссылка на издательство)
Оригинал: «For the Love of Physics. From the End of the Rainbow to the Edge Of Time — A Journey Through the Wonders of Physics» Walter Lewin и Warren Goldstein