Основные теории (принципы) физики

Учебное пособие предназначено для подготовки специалистов в области наукоемких технологий, связанных с квантовой физикой микромира, в частности для подготовки студентов по направлению «Наноматериалы и нанотехнологии». В книге подробно изложены основные виды формализма квантовой механики, включая операторную алгебру, матричную механику и скобочный аппарат Дирака. Значительное внимание уделено приближенным квантово-механическим методам, широко применяемым в квантовой химии. В соответствии с требованиями новых образовательных стандартов в книгу включены элементы развивающегося направления квантовой механики, а именно квантовой теории кубитов, которое связано с проектированием и созданием в будущем квантовых компьютеров. Достаточное место отведено технике конкретных квантово-механических вычислений. Учебное пособие сочетает строгое изложение фундаментальных основ теории с рассмотрением современных задач, требующих квантово-механического подхода.

Научный журнал «Известия вузов. Физика» представляет фундаментальную физику России, содействует укреплению сложившихся научных школ, способствует развитию новых научных направлений.

Рассмотрены основы современного метода квантовой неравновесной статистической физики - метода проекционного оператора. Показаны возможности метода при описании различных нелинейных неравновесных процессов в области физики магнитных явлений, квантовой оптики и квантовой информатики. Подготовлено на кафедре общей и теоретической физики.

В настоящее время нам известно, что содержание классической механики гораздо богаче, чем представлялось раньше. Вывод уравнений движения — центральная тема традиционных изложений механики — всего лишь начало. В этой новаторской книге акцент сделан на разработке общих методов изучения поведения классических систем вне зависимости от того, имеют они аналитическое решение или нет. В фокусе внимания авторов сам феномен движения, а для его исследования применяется компьютерное моделирование. Недавние открытия в области нелинейной динамики органично вплетены в текст, а не добавлены по завершении работы. Изучение таких явлений, как переход к хаотическому движению и нелинейные резонансы, помогает читателю освоить аналитический инструментарий, необходимый для их понимания.

Цель книги — разъяснить сложные концепции квантовой механики в доступной форме для широкой аудитории, без специальных знаний в физике. Через простое и ясное изложение автор вводит читателя в мир квантовых явлений, объясняя принципы квантовых законов с использованием простого языка и иллюстраций. В книге представлено описание таких удивительных квантовых феноменов, как двойственные свойства частиц, суперпозиция, запутанность, нелокальность и многие другие загадочные вещи. Вы узнаете, как странные квантовые эффекты могут быть связаны с работой мозга и сознания, и как, благодаря этим эффектам, разрабатываются квантовые компьютеры, искусственный интеллект и нейросети. Книга содержит актуальную информацию о последних открытиях, экспериментах и новых исследованиях авторитетных ученых, которые поднимают фундаментальные вопросы о происхождении жизни и устройстве Вселенной. Кроме того, предлагается изложение смелых научных теорий, где ставится под сомнение само существование физической реальности. Это может перевернуть ваше представление о действительности. В процессе чтения вы откроете для себя невероятный мир квантов, где привычные правила перестают работать, а эта книга станет надежным путеводителем по квантовой физике и поможет углубить понимание и увлеченность этой захватывающей наукой.

Учебное пособие содержит набор тестовых заданий по квантовой физике, физике атома, физике элементарных частиц и физике твердого тела. Кроме того, в нем изложен краткий теоретический материал, приведены примеры решения тестовых заданий. В пособии приведены также варианты тестов с ответами. Учебное пособие может быть использовано студентами и преподавателями в курсе общей физики и для контроля знаний студентов при промежуточной или итоговой аттестации.

Пособие посвящено методике организации творческой деятельности студентов в техническом вузе. В пособии описан опыт авторов по организации самостоятельной деятельности студентов в рамках курса физики на примере организации театра физического эксперимента. Организация самостоятельной работы студентов в предлагаемой форме позволяет повысить уровень усвоения образовательных компетенций и мотивацию студентов. В работе подробно рассмотрены примеры спектаклей.

Стивен Хокинг — британский физик, писатель, популяризатор науки. Его лекции, книги и выступления вдохновляли сотни людей на новые открытия и, главное, — веру в себя и возможности человеческого разума. В этой иллюстрированной биографии автор показывает новому поколению ребят, что любые, даже самые тяжёлые жизненные обстоятельства можно преодолеть, если верить в свои силы и радоваться каждому дню.

Линия учебников для среднего общего образования ориентирована на обучение решению задач. Параграфы представляют собой канву сценариев уроков, реализующих системно-деятельностный подход к обучению: тщательно подобранные задания погружены непосредственно в теорию. В 10 классе изложены темы: кинематика, динамика, законы сохранения в механике, статика и гидростатика, молекулярная физика и термодинамика, электростатика и постоянный электрический ток; в 11 классе — электродинамика, колебания и волны, оптика, элементы теории относительности, квантовая физика, строение Вселенной. Материал для углублённого изучения отмечен звёздочкой. Имеются задания для проектно-исследовательской деятельности. Соответствуют Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования и Примерной основной образовательной программе среднего общего образования. Предназначены для всех наименований образовательных организаций: школ, лицеев, гимназий, центров образования, колледжей, СПО и пр.

Учебник предназначен для учащихся 11 классов, изучающих физику на базовом уровне, создан с учётом современных научных представлений и включает следующие разделы: «Электродинамика (продолжение)», «Колебания и волны», «Квантовая физика и астрофизика». Методический аппарат учебника составляют вопросы, система заданий, включающих вычислительные и графические задачи, вопросы для обсуждения, содержащие качественные задачи, задания для экспериментальной проектной деятельности, темы рефератов и проектов, описания лабораторных работ. Большое количество красочных иллюстраций, графиков и схем, разнообразные вопросы и задания, а также дополнительные сведения и любопытные факты способствуют эффективному усвоению учебного материала. Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования.

В учебнике изложены фундаментальные вопросы оптики, квантовой физики и специальной теории относительности, представлены основные технические применения законов физики, рассмотрены методы решения задач. Учебник дополнен вопросами и заданиями, направленными на формирование познавательных интересов на основе интеллектуальных и творческих способностей учащихся, на овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний. Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования. Включен в Федеральный перечень учебников в составе завершенной предметной линии.

Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования. Учебник предназначен для учащихся 11 классов и включает следующие разделы: «Электродинамика», «Элементы квантовой физики», «Астрофизика», лабораторные работы. Методический аппарат учебника составляют вопросы для самопроверки, система заданий, включающих качественные, графические и вычислительные задачи, вопросы для дискуссии, исследовательские задания, темы проектов. В учебнике имеется рубрика «За страницами учебника», в которую помещён дополнительный материал. Раздел «Лабораторные работы» подготовлен С. В. Степановым.

Учебник предназначен для изучения физики в 11 классе общеобразовательных организаций. Дополнительные к базовому уровню материалы позволяют изучить предмет на углубленном уровне, подготовиться к единому государственному экзамену по физике. Учебник вместе с рабочими тетрадями, тетрадью для лабораторных работ и методическим пособием для учителей составляет учебно-методический комплект по физике для 11 класса. Представлены разделы: «Электромагнитные явления», «Оптические явления» и «Квантовые явления», «Строение Вселенной». Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования.

В учебнике, завершающем предметную линию учебно-методических комплектов по физике для учащихся 10—11 классов, рассмотрены теория электромагнитных колебаний и волн, вопросы квантовой физики, а также строения и эволюции Вселенной. Учебный материал содержит задания, позволяющие обеспечить достижение личностных, метапредметных и предметных результатов образования. Учебник подготовлен в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования и реализует углублённый уровень образования учащихся 11 классов.

Данный учебник завершает линию учебно-методических комплексов «Сферы» по физике. Издание подготовлено в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования. Материал учебника направлен на формирование научных представлений о физических законах и явлениях и основывается на достижениях современной физики и техники. Главными особенностями данного учебника являются фиксированный в тематических разворотах формат, лаконичность и жёсткая структурированность текста, разнообразный иллюстративный ряд.

Материал учебника, завершающего предметную линию «Классический курс», даёт представление о современной физике: теории относительности, квантовой теории, физике атомного ядра и элементарных частиц, строении Вселенной. Учебный материал содержит информацию, расширяющую кругозор учащегося; темы докладов на семинарах, интернет-конференциях; ключевые слова, несущие главную смысловую нагрузку по изложенной теме; образцы заданий ЕГЭ.

Это издание является своеобразным продолжением книги «Лекции о физике. По дороге из школы», хотя то и другое можно изучать обособленно. В обеих книгах материал ориентирован на школьников, но если в первой из них речь идет об устройстве физики как науки, то здесь обсуждаются более конкретные вещи — физические и инженерные проблемы с привязкой к школьной программе. Как ведут себя летящие заряды в вакууме, в каких областях применяется магнитное поле, что такое адгезия, чем отличаются галогенная и люминесцентная лампы — эти и многие другие вопросы читатели прояснят для себя, изучая книгу.

Почему у этой книги подзаголовок «По дороге из школы»? В школе если вас и учат физике, то вынуждены придерживаться определенной программы, которая готовит вас не к дальнейшей учебе, не к работе и не к использованию физики в обычной жизни, а к сдаче формализованного экзамена с ограниченным набором тем. Эта книга, как и ее продолжение «Лекции по физике. По дороге в институт», предназначена для тех, кто с неизбежными — надеемся, не фатальными! — потерями для саморазвития преодолел единый экзамен и сохранил интерес к предмету. Сохранил желание понять, что такое физика, где она встретится на пути и что делать при встрече.

Действие данной книги разворачивается в японской старшей школе «Кооки». Её персонажи — члены театрального кружка Канна, Яманэ и Глория, Канта (брат Канны и студент Японского университета), профессор Сануки. На этот раз кружок решает поставить спектакль, в наглядной форме объясняющий квантовую механику — науку о законах микромира. Пройдя через различные трудности, герои манги успешно справляются с этой задачей. Вместе с ними ты пройдёшь по пути зарождения и развития квантовой механики, узнав при этом: — почему люди решили, что вещество состоит из атомов и молекул, — как изучали строение атома, — почему волны могут проявлять свойства частиц, а частицы — волновые свойства, — что такое волновое уравнение и в чём состоит принцип неопределённости, — в чём истинный смысл волн-частиц, — как современные учёные пытаются построить единую картину мира, и о многом другом. Хотя книга содержит очень мало математических выкладок и проста для понимания, в конце ты сам научишься выводить волновое уравнение — основу квантовой механики!

Монография посвящена проблеме антропного принципа, которая на сегодня не имеет даже общей формулировки, несмотря на то, что ею занималось большое число исследователей – философов и естествоиспытателей, представляющих различные научные школы. В диалоге с ними авторы монографии предлагают такую методологическую инновацию, как разведение Бытия и Действительности в качестве реальных объектов, одновременно с утверждением Действительности как антропного продукта освоения Бытия.

Рассмотрены явления, обусловленные взаимодействием на уровне элементарных частиц, атомных ядер, атомов, атомных слоев и требующие квантово-механического подхода к своему описанию и моделированию в силу малости взаимодействующих объектов. Изложены основные отличия квантового описания от классического. Представлены базовые модели, лежащие в основе квантово-механического моделирования нано- и фемтоструктур. Приведены оригинальные задания для самостоятельной проработки.

Представлены основные понятия теории уравнений в частных производных. Рассмотрены наиболее важные уравнения математической физики, особенности постановки соответствующих краевых задач и методы их решения. По каждой теме приведены практические примеры.

Журнал «Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки» публикует краткие сообщения, содержащие результаты приоритетных, оригинальных, ранее неопубликованных исследований в области физики, механики и технических наук. Цель журнала – ознакомление широкого круга специалистов с последними достижениями в различных разделах этих наук. Высокое качество публикаций обеспечивается соблюдением требований к рукописям и всесторонним экспертным рецензированием. Журнал публикует сообщения, авторами которых являются действительные члены (академики) и члены-корреспонденты Российской академии наук. Журнал публикует также сообщения других авторов, представленные академиками РАН по соответствующей специальности.

В данной монографии теория относительности рассматривается как раздел науки, находящийся на пересечении физики и математики, предметом которого является изучение влияния систем отсчёта на результаты измерений или расчётов параметров различных физических объектов. В монографии обсуждаются подходы как классической механики, так и теории относительности Эйнштейна - специальной и общей, а также соотношения неопределённостей, свойственные микромиру.

Настоящее учебное пособие представляет собой вторую часть рабочего материала, входящего в состав программы курса «Квантовая механика и статистическая физика», изучаемых в бакалаврских направлениях подготовки 11.00.00 «Электроника, радиотехника и системы связи». В пособии изложены разделы квантовой механики, посвященные внешним воздействиям температуры и магнитных полей, а также образованию поверхностных и объёмных дефектов и их учёту в рассмотрениях изменений энергетических состояний, которые влияют на свойства некоторых материалов радиоэлектроники. Подробно рассмотрены теория сверхпроводимости металлов, образование и взаимодействие ряда квазичастиц: поверхностных поляритонов, спиновых волн, плазмонов и магнонов при указанных внешних воздействиях. В учебном пособии также имеются контрольные вопросы для проверки уровня освоения материала.

Рассмотрены примеры решения задач по всем темам разделов «Волновая оптика. Квантовая оптика» рабочей программы по физике для студентов АВТФ: «интерференция света», «дифракция света», «поляризация света», «тепловое излучение», «фотоэффект», «эффект Комптона», «давление света». Особенностью пособия является описание применения компьютера при решении задач по физике, в качестве языка программирования используется Python.

Эта книга из прекрасной детской серии для любознательных юных электронщиков и программистов. Вы узнаете много интересного об основных технологиях работы с электронными компонентами – о подборе компонентов для разных устройств, пайке, сборке, работе с осциллографами, вольтметрами и амперметрами. Все компоненты и материалы для проведения экспериментов и исследовательской работы с книгой должны быть приобретены отдельно, что дополнительно дает почву для фантазии и изобретательства.

Книга «Электроника для детей» Флориана Шеффера предназначена для первоначального изучения электроники детьми и подростками в возрасте от 8–10 лет. Начиная с простейших опытов с гальваническим элементом из картошки и заканчивая транзисторным триггером Шмидта, автор проявляет чудеса немецкой тщательности и дотошности, подробно объясняя все эксперименты и сопровождая объяснения превосходными иллюстрациями. В семи главах последовательно, от простого к сложному, рассматриваются основы экспериментального конструирования и расчета электронных схем и базовые электронные компоненты: резисторы, реле, диоды и транзисторы. Эту книгу можно рекомендовать в первую очередь тем детям, которые хотели бы не только испытать чувство восторга от испытания самостоятельно собранной электронной схемы, но и научиться эти схемы придумывать. Все компоненты и материалы для проведения экспериментов и исследовательской работы в соответствии с книгой должны быть приобретены отдельно, что дополнительно дает почву для фантазии и изобретательства.

Научно-технический прогресс до неузнаваемости изменил образ жизни людей. От того, относится ли знание к категории «наука», зависит возможность преподавать его в школах. Слово «научный» придает вес любому высказыванию и заставляет его казаться более правдоподобным, чем утверждения ненаучного характера. Но что мы имеем в виду под научным фактом и что внушает особое доверие к нему? Автор книги – профессиональный врач и академический ученый, который проводит независимые исследования и активно участвует в обучении студентов, изучающих естественные науки на уровне аспирантуры, – задается целью определить, что отличает науку от лженауки, выявить сильные и слабые стороны научного мышления, а также оценить естественные пределы полета научной мысли. В своей работе он раскрывает философские, логические и социальные аспекты, которые формируют современную научную картину мира.

Эта книга отправляет нас в фантастическое путешествие по миру воды, раскрывая перед нами двери в другую вселенную, которая полна жизни. Какие тайны хранятся в глубине стакана с водой? Что заставляет тонкие облака пара подниматься над чашкой горячего кофе? Как возникают облака и радуга? Почему язык прилипает к холодному железу? Почему наши суставы не скрипят? Профессор Поллак, известный ученый-биолог, дает ответы на эти и другие вопросы в простой и доступной форме. Переходя от частного к общему, он рассматривает фундаментальные принципы, объясняющие роль изменений структуры воды в трансформации энергии и движения на Земле. В названии книги отражено стремление автора сместить акцент с общеизвестных фактов на те аспекты изучения воды, которые вызывают полемику в академической среде и пробуждают научную мысль. Поллак предлагает нам заново пересмотреть законы природы, не принимать никакие догмы как данность и вернуть нашу детскую веру в то, что все явления имеют смысл.

Это не совсем обычный задачник – в нем около восьмисот оригинальных задач по физике и около пятидесяти – как ни странно, по математике. Из задачников эта книга ближе всего к «задачам Петра Леонидовича Капицы» и задачнику Джирла Уокера «Физический фейерверк». Цель автора – показать, что физика – не только одна из основ прогресса, но что она сопровождает человека на каждом шагу в его повседневной жизни. Задачи именно такого стиля встречаются на серьезных олимпиадах и в международных исследованиях естественно-научных знаний (PISA, TIMSS). Задачи разнообразны по трудности, для начала анализа обычно достаточно знания школьного курса, для серьезного углубления потребуется больше. Некоторые задачи предложены друзьями и коллегами или возникли в ходе занятий с учениками. Книга предназначена для всех, интересующихся физикой и ее применением для решения реальных задач, в том числе для школьников, студентов и преподавателей. Для задач в большинстве случаев приведены указания на пути, ведущие к решению, в некоторых случаях они разделены на несколько шагов, подобно классической книге П. В. Маковецкого «Смотри в корень!» и оригинальной по конструкции и весьма содержательной книге И. П. Иванова «Как ломаются спагетти, и другие задачи по физике». Однако такие указания приведены не везде, поэтому многие задачи могут быть использованы на экзаменах и олимпиадах. Отмечены задачи, которые могут быть использованы для компьютерного моделирования. В приложении рассмотрены некоторые новые типы задач, часть из которых была предложена и опробована на практике автором. Задачи этих типов могут быть сформулированы не только по физике, но и по многим другим наукам, в которых вообще существует понятие «задача».

Автор книги берет на себя задачу простыми словами рассказать о физике повседневного мира. В отличие от многих популяризаторов науки, он предлагает читателю не набор разрозненных фактов для запоминания, а ряд оригинальных примеров, требующих аналитического подхода. В чем особенность приливных волн на Луне? Как рассчитать энергию движущейся воды? Можно ли при помощи секундомера измерить глубину ямы? Какие силы действуют на бейсбольный мяч в полете? В каждой главе содержатся постановка и описание нестандартной задачи. Еще одна цель книги – реабилитация математики, которую неспециалисты традиционно считают сложной наукой. Первая глава предназначена для быстрой проверки того, есть ли у читателя фундаментальные знания математики, необходимые для чтения книги. В примечаниях в конце глав приводятся ссылки на полезную литературу по обсуждаемой теме.

Автор книги повествует о примечательной формуле Эйлера для многогранников, прослеживая ее историю от древнегреческой геометрии до совсем недавних исследований, а также о многообразном ее влиянии на топологию – науку об изучении формы. В 1750 году Эйлер заметил, что любой многогранник, имеющий V вершин, E ребер и F граней, удовлетворяет соотношению V – E + F = 2. Из книги вы узнаете, что греки совсем не заметили эту формулу, что Декарт был в шаге от ее открытия, что математики XIX века обобщили ее в направлениях, о которых Эйлер и не подозревал, а в XX веке было доказано, что у любого тела есть своя формула Эйлера. На тщательно подобранных примерах представлены многие элегантные и неожиданные применения этой формулы, например: почему на Земле всегда существует точка, где нет ветра, как измерить площадь лесного участка, посчитав деревья на нем, и сколько разноцветных карандашей необходимо для раскрашивания любой карты.

Представлен комплекс заданий для аудиторной и самостоятельной работы студентов над профессионально ориентированным устным и письменным английским языком в области технической физики. Подобраны аутентичные англоязычные материалы по темам из современных областей технической физики: физики твердого тела и элементарных частиц, ядерной физики, оптики и квантовой электроники, общей теории относительности, астрофизики и космологии. Каждый раздел учебного пособия содержит терминологический словарь, лексико-грамматические упражнения, задания на развитие навыков чтения, говорения, аудирования, письма и перевода в англоязычном профессиональном дискурсе, которые имеют коммуникативный и практико-ориентированный характер. Предложены дополнительные тренировочные тексты и задания для подготовки к успешной сдаче экзамена по дисциплине «Иностранный язык (английский)».

Предназначено для самостоятельного изучения студентами специалитета пятого модуля дисциплины «Физика». Рассмотрены квантовые свойства излучения и волновые свойства микрочастиц. С помощью уравнения Шредингера решены стационарные задачи квантовой механики. Приведены ядерная модель атома Резерфорда, постулаты Бора. В конце каждого раздела даны решения тематических задач и задания для самоконтроля.

Содержит три раздела, структурированных в соответствии с четырьмя задачами домашних заданий по первому и второму модулям дисциплины «Физика и естествознание» (разделы «Механика», «Термодинамика»). Все задачи имеют многовариантные условия. Даны примеры решения типовых задач.

В книге приведены фактические данные о наблюдениях в естественных условиях малоизученного и опасного природного феномена — шаровой молнии. Около трехсот сообщений очевидцев иллюстрируют наиболее редкие свойства шаровой молнии, такие как ее способность проходить сквозь оконные стекла, не оставляя отверстий, вызывать у людей ожоги кожи под одеждой, зажигать не включенные электролампочки, вызывать теле- и радиопомехи, проникать в закрытые помещения и т. п. На основе статистического анализа нескольких тысяч описаний составлен портрет «средней» шаровой молнии и найдены корреляционные зависимости между различными ее свойствами. Проводятся в рамках обычного курса математической физики оценки отдельных свойств шаровой молнии, таких как собственный электрический заряд или интенсивность электромагнитного излучения. Она содержит редко встречающиеся описания поведения шаровой молнии в естественных условиях — фактический материал о спорных, наиболее редко наблюдаемых свойствах этой разновидности грозового электричества, а также качественные и количественные оценки свойств шаровой молнии.

Содержание книги представляет собой отредактированный конспект лекций по курсу общей физики, которые читались авторами на протяжении ряда лет в Вятском государственном гуманитарном университете и Вятском государственном университете. В учебном пособии изложены физические основы классической механики, молекулярной физики и термодинамики, а также основы электродинамики, оптики и квантовой физики.

Наряду с традиционным материалом, охватываемым курсом квантовой механики (состояния, операторы, уравнение Шрёдингера, атом водорода), в книге предлагается глубинное обсуждение таких концепций, как гильбертово пространство, квантовое измерение, запутанность и декогеренция. Эти концепции имеют решающее значение для понимания квантовой физики и ее связи с макроскопическим миром, но редко рассматриваются в учебниках начального уровня. В книге применяется математически простая физическая система — поляризация фотонов — в качестве инструмента визуализации, что позволяет студенту увидеть запутанную красоту квантового мира с самых первых страниц. Формальные концепции квантовой физики проиллюстрированы примерами из современных экспериментальных исследований, таких как квантовые компьютеры, коммуникации, телепортация и нелокальность. Подробные решения представлены во втором томе пособия. Автор — профессор Оксфордского университета, экспериментатор с мировым именем в области квантовой оптики и квантовой информатики — применяет сократовскую педагогику: студенту предлагается самостоятельно разработать аппарат квантовой физики путем последовательного решения тщательно составленных задач.

Эта книга посвящена истории феномена нелокальности в физике. Она представляет собой захватывающий обзор фактов, указывающих на то, что пространство-время является производным свойством Вселенной, а не ее фундаментальным элементом. Автор показывает, что нелокальность может быть матерью всех загадок и головоломок, с которыми сталкиваются физики в наши дни, — это не только странное поведение квантовых частиц, но и судьба черных дыр, происхождение космоса и присущее природе единство.

Как зарождалась теория относительности? Как повлияли революционные идеи Эйнштейна на представления о пространстве и времени, на науку и технику? Каково их место и значение в сегодняшней науке? Книга дает читателю возможность проникнуть в мир Эйнштейна, разделить те особые моменты, когда ему удавалось приподнимать краешек большой завесы, постигая скрытые механизмы Вселенной. Автор шаг за шагом скрупулезно, но занимательно и доступно рассказывает об истоках и формировании идей Эйнштейна, показывает их борьбу с устоявшимися представлениями, непростой путь внедрения этих идей в головы физиков и философов и значение для нашего времени.

Как математические модели объясняют космос? Иэн Стюарт, лауреат нескольких премий за популяризацию науки, представляет захватывающее руководство по механике космоса в пределах от нашей Солнечной системы и до всей Вселенной. Он описывает архитектуру пространства и времени, темную материю и темную энергию, рассказывает, как сформировались галактики и почему взрываются звезды, как все началось и чем все это может закончиться. Он обсуждает параллельные вселенные, проблему тонкой настройки космоса, которая позволяет жить в нем, какие формы может принимать внеземная жизнь и с какой вероятностью наша земная может быть сметена ударом астероида. «Математика космоса» — это волнующий и захватывающий математический квест на деталях внутреннего мира астрономии и космологии.

Верно ли, что красота правит миром? Этим вопросом на протяжении всей истории человечества задавались и мыслители, и художники, и ученые. На страницах великолепно иллюстрированной книги своими размышлениями о красоте Вселенной и научных идей делится Нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек. Шаг за шагом, начиная с представлений греческих философов и заканчивая современной главной теорией объединения взаимодействий и направлениями ее вероятного развития, автор показывает лежащие в основе физических концепций идеи красоты и симметрии. Герои его исследования — и Пифагор, и Платон, и Ньютон, и Максвелл, и Эйнштейн. Наконец, это Эмми Нётер, которая вывела из симметрий законы сохранения, и великая плеяда физиков XX в. В отличие от многих популяризаторов, Фрэнк Вильчек не боится формул и умеет «на пальцах» показать самые сложные вещи, заражая нас юмором и ощущением чуда.

Описывая жизнь Альберта Эйнштейна, Митио Каку погружает нас в бурлящую атмосферу первой половины XX в. — две мировые войны, революция в Германии, создание атомной бомбы. Он показывает читателю невидимый обычно за триумфальной стороной открытий и озарений мир ученого — этапы становления, баталии в научном мире, зачастую непростые отношения с близкими. В книге представлен свежий взгляд на новаторскую деятельность Эйнштейна, перевернувшего представления человечества о пространстве и времени. Автор книги, Митио Каку, — всемирно известный физик и популяризатор науки. Его умение доносить научные знания до самого широкого читателя сродни великому Эйнштейну, любившему повторять, что новая теория никуда не годится, если не базируется на зримом образе, достаточно простом, чтобы понять его мог даже ребенок. В своей книге Митио Каку не только удается увлекательно рассказать о жизни великого гения, но и дать четкое представление об открытиях Альберта Эйнштейна даже тем, кто далек от науки.

Написанная известным теоретиком в области квантовых вычислений Скоттом Ааронсоном, эта книга проведет вас через поразительное разнообразие тем, исследуя самые глубокие идеи математики, информатики и физики от теории множеств, вычислительной сложности, квантовых вычислений до интерпретации квантовой механики. Кроме того, вы познакомитесь с дискуссиями относительно путешествий во времени, парадокса Ньюкома, антропного принципа и взглядов британского физика и математика Роджера Пенроуза.

Играет ли Бог в кости? И во что играют физики? Николя Жизан, автор прорывного женевского эксперимента по передаче квантовой запутанности фотонных пар по оптоволокну, излагает свои взгляды на фундаментальные вопросы квантовой физики через призму игры Белла — воображаемого эксперимента, в котором рассматривается теоретическая возможность сверхсветовой передачи информации с использованием запутанных частиц. Реальные эксперименты с ними доказали нелокальную природу мира — вопреки интуитивному желанию ученых, события в удаленных точках Вселенной могут непосредственно зависеть друг от друга.Истинная природа этих явлений и вытекающие из них следствия в последнее время стали горячей темой физики. По мнению автора, вторая квантовая революция, начавшаяся в последнем десятилетии XX века, позволит построить новый, непротиворечивый и плодотворный взгляд на мир.

Как падающим кошкам всегда удается приземлиться на четыре лапы? Удивительно, сколько времени потребовалось ученым, чтобы ответить на этот вопрос! История изучения этой кошачьей способности почти ровесница самой физики — первая исследовательская работа на тему падающей кошки была опубликована в 1700 г. французом Антуаном Параном, но даже сегодня ученые продолжают находить в ней спорные моменты. В своей увлекательной и остроумной книге физик и заядлый кошатник Грегори Гбур показывает, как попытки понять механику падения кошек помогли разобраться в самых разных задачах в математике, физике, физиологии, неврологии и космической биологии, способствовали развитию фотографии и кинематографа и оказали влияние даже на робототехнику. Поиск ответа на загадку падающей кошки погружает читателей в увлекательный мир науки, из которого они узнают решение головоломки, но также обнаружат, что феномен кошачьего выверта по-прежнему вызывает горячие споры ученых. Автор убежден, что чем больше мы исследуем поведение этих животных, тем больше сюрпризов они нам преподносят.

Человечество стоит на пороге нового понимания мира и своего места во Вселенной — считает авторитетный американский ученый, профессор физики Гарвардского университета Лиза Рэндалл, и приглашает нас в увлекательное путешествие по просторам истории научных открытий. Особое место в книге отведено новейшим и самым значимым разработкам в физике элементарных частиц обстоятельствам создания и принципам действия Большого адронного коллайдера, к которому приковано внимание всего мира дискуссии между конкурирующими точками зрения на место человека в универсуме. Содержательный и вместе с тем доходчивый рассказ знакомит читателя со свежими научными идеями и достижениями, шаг за шагом приближающими человека к пониманию устройства мироздания.

Инстинкт говорит нам, что наш мир трехмерный. Исходя из этого представления, веками строились и научные гипотезы. По мнению выдающегося физика Митио Каку, это такой же предрассудок, каким было убеждение древних египтян в том, что Земля плоская. Книга посвящена теории гиперпространства. Идея многомерности пространства вызывала скепсис, высмеивалась, но теперь признается многими авторитетными учеными. Значение этой теории заключается в том, что она способна объединять все известные физические феномены в простую конструкцию и привести ученых к так называемой теории всего. Однако серьезной и доступной литературы для неспециалистов почти нет. Этот пробел и восполняет Митио Каку, объясняя с научной точки зрения и происхождение Земли, и существование параллельных вселенных, и путешествия во времени, и многие другие кажущиеся фантастическими явления.

Квантовая механика, самый, пожалуй, удивительный раздел физики, обсуждается в этой книге с различных точек зрения. В части I излагается история создания квантовой механики и ее основные идеи, рождавшиеся в процессе трудного преодоления привычной классической картины мира. На некоторых важных примерах (сверхпроводимость и сверхтекучесть, лазеры, нанотехнология, квантовая информатика) иллюстрируются приложения квантовой механики в современной технике. Часть II посвящена до сих пор нерешенным концептуальным вопросам (парадоксам) квантовой механики. Показывается, как попытка их решения приводит к картине параллельных миров (так называемая интерпретация Эверетта), а ее логическое продолжение – к новому пониманию феномена сознания и к объяснению его необычных возможностей, которые на первый взгляд противоречат законам физики.