URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Перельман М.Е. Наблюдения и озарения, или КАК ФИЗИКИ ВЫЯВЛЯЮТ ЗАКОНЫ ПРИРОДЫ: Книга 1: От Аристотеля до Николы Теслы. Книга 2: От кванта до темной материи
Id: 159042
 
479 руб. Бестселлер!

Наблюдения и озарения, или КАК ФИЗИКИ ВЫЯВЛЯЮТ ЗАКОНЫ ПРИРОДЫ: Книга 1: От Аристотеля до Николы Теслы. Книга 2: От кванта до темной материи. Кн.1,2

URSS. 2013. 464 с. Мягкая обложка.

 Аннотация

Все мы знакомы с открытиями, ставшими заметными вехами на пути понимания человеком законов окружающего мира: начиная с догадки Архимеда о величине силы, действующей на погруженное в жидкость тело, и заканчивая новейшими теориями скрытых размерностей пространства-времени.

Но как были сделаны эти открытия? Почему именно в свое время? Почему именно теми, кого мы сейчас считаем первооткрывателями? И что делать тому, кто хочет не только понять, как устроено все вокруг, но и узнать, каким путем человечество пришло к современной картине мира? Книга, которую вы держите в руках, поможет прикоснуться к тайне гениальных прозрений.

Рассказы "Наблюдения и озарения, или Как физики выявляют законы природы" написаны человеком неравнодушным, любящим и знающим физику, искренне восхищающимся ее красотой. Поэтому книга не просто захватывает --- она позволяет почувствовать себя посвященными в великую тайну. Вместе с автором вы будете восхищаться красотой мироздания и удивляться неожиданным озарениям, которые помогли эту красоту раскрыть.

В книге "От Аристотеля до Николы Теслы", рассказывается о пути развития науки, начиная с утверждения Аристотеля "Природа не терпит пустоты" и эпициклов Птолемея, и до гелиоцентрической системы Коперника и Галилея и великих уравнений Максвелла. Читатель проделает этот огромный путь рука об руку с гениями, жившими задолго до нас.

Во второй книге "От кванта до темной материи" рассказывается о вещах, которые мы не можем увидеть, не можем понять с точки зрения обыденной, бытовой логики: о принципе относительности, замедлении времени, квантовании энергии, принципе неопределенности, черных дырах и темной материи. История загадочной, сложной и увлекательной современной физики раскроется перед читателем.

Итак, вперед --- совершать открытия вместе с гениями!


 Оглавление книги 1: "От Аристотеля до Николы Теслы"
Предисловие: как делаются открытия?

Раздел I От Аристотеля до Галилея: 2000 лет в поисках научного знания

Глава 1 Наблюдения и их упорядочение
Глава 2 Древний мир
 1. Аристарх Самосский
 2. Эратосфен
 3. Архимед
 4. Пифагор
 5. Звуковой резонанс?
 6. Преломление света
 7. Птолемей
 Отступление I Величайшие изобретения
Глава 3 Эпоха Возрождения
 1.Великая ошибка
 2.Леонардо да Винчи
 3.Николай Коперник
 4.Тарталья и Кардано
Глава 4 Начало научных исследований
 1.Галилео Галилей
 2.Иоганн Кеплер
 3.Уильям Гильберт
 4.Атмосферное давление
 5.Отто фон Герике
 6.Блез Паскаль
 7.Роберт Бойль
 8.Роберт Гук
 9.Гримальди
 10.Христиан Гюйгенс
Глава 5 Теплота и температура

Раздел II Неувядающая классика: от Ньютона до Максвелла  

Глава 1 Парадигма Ньютона
 1. Оптика Ньютона
 2. Исаак Ньютон:единство физического мира
 3. Даниил Бернулли: гидроаэродинамика
 4. Эффекты вращения
Глава 2 Происхождение Солнечной системы
 Отступление II Смена вех
Глава 3 Электризация
 1. Первые исследователи
 2. Бенджамин Франклин
 3. Огюст Кулон
 4. Генри Кавендиш
Глава 4 Электрический ток
 1. Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта
 2. Гемфри Дэви
 3. Георг Ом
 4. Эрстед и Ампер
 5. Майкл Фарадей
 Отступление III Минимальный словарь Бертрана Рассела
Глава 5 Теплота и термодинамика
 1. Паровые двигатели
 2. Теплота как поток
 3. Газовые законы
 4. Атомистика
 5. Импульс, энергия, момент
 6. Готфрид Вильгельм Лейбниц: функция действия
 7. Виды энергий
 8. Закон сохранения энергии: Майер, Джоуль, Гельмгольц
Глава 6 Второй закон термодинамики
 1. Вероятность, информация, энтропия
 2. Рудольф Клаузиус
 3. Джеймс Кларк Максвелл: статистическая физика
 4. Вечные двигатели
 5. Людвиг Больцман
 6. Джозайя Уиллард Гиббс
 7. Броуновское движение: Эйнштейн и Смолуховский
 8. Неравновесные процессы: Онсагер
Глава 7 Волновая оптика
 1. Корпускулы или волны?
 2. Томас Юнг
 3. Огюстен Френель
 4. Скорость света и проблема эфира
Глава 8 Электродинамика Максвелла
 1. Дальнодействие и близкодействие
 2. Великие уравнения
 3. Генрих Герц
 4. Хендрик Антон Лорентц

Раздел III Наблюдать, чтобы изобретать: от электронов к электротехнике

Глава 1 Спектры, электроны, атомы
 1. Фраунгоферовы линии
 2. Спектральный анализ
 3. Катодные лучи
 4. Рентген и его лучи
 5. Дж.Дж.Томсон: открытие электрона
Глава 2 Электротехника и радиотехника
 1. Источники электрического тока
 2. Электрогенераторы и электромоторы
 3. Химические источники тока
 4. Телеграф
 5. Телефон
 6. Томас Эдисон
 7. Никола Тесла
 8. Когерер
 9. Изобретение радио
 10. Ионосфера
 11. Диод и триод
Глава 3 Запись изображения, звука и информации
 1. Фотография
 2. Запись звука
 3. Кинематограф
 4. Голография
 5. Магнитные свойства веществ
 6. Магнитная память, феррогидродинамика
Приложение 1. Рейтинги замечательных экспериментов и великих физиков
2. Некоторые обозначения
Заключение

 Оглавление книги 2: "От кванта до темной материи"

Предисловие: как делаются открытия?

Раздел I.Кванты и относительность: "драма идей" или "тридцатилетняя война против здравого смысла"?  

Глава 1. Концепция квантов
 1.Проблема излучения
 2.Макс Планк
 3.Эйнштейн: теория квантов
 4.Эйнштейн: теплоемкость
Глава 2. Радиоактивность, атомы, ядра
 1.Открытие
 2.Пьер и Мария Кюри
 3.Проблема определения исторических и природных дат
 4.Эрнест Резерфорд
 5.Нильс Бор
 6.Рентгеноструктурный анализ
 Отступление I. Физика и математика
Глава 3. Теория относительности: парадигма Эйнштейна
 1.Предыстория
 2.Предшественники
 3.Об истоках мировоззрения Эйнштейна
 4.Порядок исследований Эйнштейна
 5.Специальная теория относительности (сокращенно СТО)
 6.Парадокс близнецов
 7.Соотношение масса -- энергия
 8.Ускорители и релятивизм
 9.Черенковское излучение, переходное излучение
 10.Начала общей теории относительности (сокращенно ОТО)
 11.Экспериментальные проверки ОТО
 Отступление II.Научные школы
Глава 4. Квантовая механика
 1.Первый сольвеевский конгресс
 2."Старая" квантовая механика
 3.Индуцированное излучение
 4.Спин электрона, квантовые статистики
 5.Луи де Бройль
 6.Вернер Гейзенберг
 7.Эрвин Шредингер
 8.Макс Борн
 9.Поль Дирак
 10.Туннельный эффект
Глава 5. Сверхпроводимость и сверхтекучесть
 1.Камерлинг-Оннес
 2.Сверхтекучесть: исследования П.Л.Капицы и Л.Д.Ландау
 3.На пути к теории сверхпроводимости
 4.Эффект Купера и теория БКШ
 5.Туннельные контакты и эффекты Джозефсона
 6.Успехи и проблемы

Раздел II.Ядро? Элементарно!  

Глава 1. Атомное ядро
 1.Протон
 2.Нейтрон
 3.Космические лучи
 4.Ядерные силы, барионный заряд
 5.Модели атомных ядер
 6.Эффект Мессбауэра
Глава 2. Ядерные реакции
 1.Типы реакций и выделение энергии
 2.Отто Ган и Лизе Мейтнер
 3.Цепная реакция деления
 4.Ядерные реакторы
 5.Атомная (ядерная) бомба
Глава 3. Термоядерные реакции
 1.Проблемы астрофизики
 2.Ганс Бете: источники энергии звезд
 3.А.Д.Сахаров: водородная бомба
 4.Управляемые термоядерные реакции
Глава 4. "Элементарные" частицы
 1.Бета-распад: появление нейтрино
 2.Принципы симметрии и проблемы сохранения четности
 3.Типы нейтрино и лептонный заряд
 4.Структура нуклонов: "шуба" частиц
 5.Странные частицы
 6.Модель Ферми--Янга
 7.Теория кварков

Раздел III.Изобретать, чтобы наблюдать: микроскопы, лазеры, коллайдеры  

Глава 1. Эволюция микроскопа
 1.Оптический микроскоп
 2.Фазово-контрастный микроскоп
 3.Ультразвуковой микроскоп
 4.Электронный микроскоп
 5.Электронный и ионный проекторы
 6.Использование туннельного эффекта
 7.Микроскопия ближнего поля
Глава 2. Изобретение транзистора
Глава 3. Мазеры и лазеры
 1.Изобретение мазера
 2.Трехуровневая схема
 3.Нелинейная оптика
Глава 4. Приборы для физики ядра и частиц
 1.Для чего они нужны?
 2.Камера Вильсона
 3.Пузырьковая камера
 4.Ускоритель Кокрофта--Уолтона
 5.Эрнест Лоуренс
 6.Коллайдеры

Раздел IV. За гранью наблюдаемого: квазичастицы, темная материя и черные дыры  

Глава 1. Квантовые поля
 1.Вторичное квантование: частицы и квазичастицы
 2.Лэмбовский сдвиг
 3.Квантовая электродинамика
 4.Электрослабое взаимодействие: промежуточные мезоны
 5.Спонтанное нарушение симметрии. Механизм Хиггса
 6.Калибровочные поля: квантовая хромодинамика
 7.Предвидение Эйнштейна
 8."Квантовая лестница"
Глава 2. Космология и астрофизика
 1.История возникновения
 2.Начало релятивистской космологии: Фридман и Хаббл
 3.Реликтовое излучение
 4.О типах и эволюции звезд
 5.Открытие пульсаров
 6.Черные дыры
 7.Гравитационное излучение
 8.Темная материя (?), темная энергия (??)
 9.Что дальше?
 Отступление III Когда и почему подростки выбирают физику
Приложение 1.Рейтинги замечательных экспериментов и великих физиков
2.Некоторые обозначения
Заключение

 Предисловие: как делаются открытия?

Никто, увы, не может объяснить, как делаются открытия или, несколько точнее, как из груды предположений, ясных и совсем неясных или даже ошибочных данных выбираются те, которые помогают выявить (это слово более точно, чем "открыть") закон природы. Наитие, озарение -- это ведь только слова...

Не следует ли обратиться к авторам открытий? Они-то могут или должны что-то и как-то объяснить?

И вот что говорят самые великие, авторы многих, не одного и не двух эпохальных открытий.

Альберт Эйнштейн в автобиографии пишет: "Открытие не является делом логического мышления", а в другом месте замечает, что какой-то процесс, по-видимому, происходит в подсознании, без словесного оформления, и затем как-то выскакивает в сознание.

Великий математик, физик и философ Анри Пуанкаре описывает, как он приходил к своим открытиям: "Случаи внезапного озарения, мгновенного завершения длительной подсознательной работы мозга, конечно, поразительны. Роль этой подсознательной деятельности интеллекта в математическом открытии можно считать, по-видимому, бесспорной". Но затем он продолжает: "Внезапное вдохновение никогда не могло бы прийти без многих дней предшествующих целенаправленных усилий, казавшихся в то время совершенно бесплодными и направленными по неправильному пути".

В обыденном сознании мыслитель часто ассоциируется с одноименной скульптурой Родена. Но говорят, что у глубоко задумавшегося гениального Нильса Бора был в такие моменты вид клинического идиота: полностью расслабленная мускулатура лица, опущенная нижняя челюсть... Так что прототип Родена рассуждает -- возможно, он перебирает варианты ответа, но отнюдь не открывает нечто новое.

Но если нечто истинно новое возникает в виде смутной идеи, некоей картинки в подсознании, то скорее всего оно пробьется в сознание в моменты расслабленности, в полудреме или даже во сне. И действительно, именно об этом говорят многие из тех, кто совершал открытия, изобретал. Значит, логика здесь ни при чем, и машины, построенные на основе логических программ, никогда не смогут соперничать с людьми.

Что же делать, если нельзя научить делать открытия?

Нельзя забывать слова великого Т.А.Эдисона: в любом изобретении 99% тяжкой работы и 1% вдохновения. Так что нужно работать, тогда может прийти, а может и не прийти вдохновение.

Но можно попытаться восстановить условия, в которых совершено открытие, и то, как и почему тот или иной ученый, изобретатель заинтересовался какой-то проблемой и как он подошел к ее решению. Такие примеры могут послужить, отчасти, путеводной звездой в будущем.

Вот такие примеры автор и попытался собрать в этой книге, отмечая при этом и явления, которые до сих пор не объяснены (может, они заинтересуют читателя?).

Книга эта не является ни учебником, ни последовательной историей развития физики. Скорее, это история открытий в физике, но в форме изложения для чтения, для всех тех -- от школьников, студентов и их преподавателей до психологов и просто людей любознательных, -- кто интересуется проблемой открытий. (В этом и отличие ее от многих популярных книг, которые обычно объясняют то, что открыто, не затрагивая психологические проблемы работы исследователей.) Поэтому в книге нет формул, а отдельные очерки по возможности сделаны независимыми -- читать ее можно почти с любого места.

Преподавательский опыт автора показывает, что рассказ о том, как, каким человеком и почему было сделано то или иное открытие, какие трудности пришлось преодолеть, какие проблемы оно разрешило, придает некую эмоциональную окраску уроку или лекции -- экзамены показывают несравнимо лучшее запоминание и понимание именно этого материала. В нашей книге как раз и собраны подобные рассказы.

Кроме того, автор убежден, что рассказ об эмоционально насыщенных эпизодах легче проникает в подсознание человека (нечто вроде резонанса?), а затем схожая идея может всплыть, уже вне воли индивидуума, во время упорядоченного изучения предмета или даже во время собственных исследований. Но ведь для этого в подсознании уже должны находиться некие примеры! Поэтому представляется, что знание некоторых деталей истории открытий не может быть бесполезным, во всяком случае для будущих ученых. А может, такие рассказы и обратят кое-кого из подростков к занятиям наукой?

В последние годы во многих школьных программах понизился  статус естественных наук, в том числе физики, в пользу математики и компьютеров: для чего, мол, запоминать формулировки законов Архимеда или Ома, если их можно в любой момент найти в Интернете. Хотелось бы напомнить организаторам просвещения, что, во-первых, ни одна поисковая система не выдаст вам сведений, если вы сами не знаете, что надо искать, а во-вторых, и это гораздо важнее, суть преподавания, скажем, физики состоит в том, чтобы привить некоторые навыки понимания явлений окружающего мира, показать возможности не формального (как в математике), а реального анализа всего нас окружающего.

Так что еще одна задача книги -- показать, насколько физика интересна и увлекательна. Эта книга в некотором смысле продолжает предшествующую книгу автора: "А почему это так?" (Кн.1: Физика вокруг нас в занимательных беседах, вопросах и ответах. М.: URSS, 2012; Кн.2: Физика в гостях у других наук (в занимательных беседах, вопросах и ответах). М.: URSS, 2012). Если в ней рассматривались повседневные явления и окружающие нас предметы, показывалась роль и возможности поиска внутреннего смысла разнородных, казалось бы, проявлений законов физики, то здесь мы обращаемся к тому. как наблюдения -- возможно разрозненные, а порой и случайные -- вели к открытию самых общих законов природы.

 [*Необходимые пояснения.] 1. Автор писал о тех разделах физики, которые ему в той или иной степени близки и знакомы (поэтому в очень малой степени затронуты физика твердого тела, физика плазмы и т.д.). 2. Опущены вопросы, которые очень сложно изложить без привлечения математики. 3. Список литературы к проводимому изложению мог бы по объёму сравняться с самой книгой, но поскольку наше изложение отнюдь не претендует на строгую научность, приведены лишь минимальные ссылки на литературу. .

 [*Об иллюстрациях.] Великий Рёзерфорд любил повторять: "Все науки являются либо физикой, либо собиранием марок" ("All science is either physics or stamp collecting"). А поскольку имеется множество почтовых марок самых разных стран с портретами ученых и даже деталями аппаратуры и формулами, мы поместили некоторые из них здесь, руководствуясь при выборе лишь критериями правдоподобия и качества изображения. Заметим, что в мире найдется более 100 видов марок, посвященных Эйнштейну, причем некоторые из них напечатаны в странах, где вряд ли найдутся знатоки его творчества.


 Об авторе

Марк Ефимович ПЕРЕЛЬМАН (1932--2010)

Доктор физико-математических наук. До 1997 г. -- заведующий отделом теоретической физики и биофизики Института кибернетики Академии наук Грузии, вел курсы физики в вузах. С 1997 г. -- в Иерусалиме, сотрудничал с Институтом физики им.Дж.Рака. Автор около 200 статей по теоретической физике, геофизике, биофизике, оптоэлектронике, а также по психологии, истории и популяризации науки; ему принадлежит ряд изобретений. В Нью--Йорке вышла в свет монография М.Е.Перельмана "Quantum Kinetics" (2010).

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце