Краткая история физики

Наука всегда зависела от двух вещей - наблюдения и интуиции. Начиная с тех дней, когда род человеческий впервые научился общаться, мы смотрим на мир, ищем стоящий за ним порядок и размышляем над теми правилами, которые могут лежать в основе этого порядка, Собственно, этим и занимается наука.

Первые предположения относительно времени очень зависели от циклической природы многих вещей. После прилива начинался отлив, затем - снова прилив. Растения появлялись из земли, созревали, увядали и умирали, а весной появлялись новые. Вера в реинкарнацию, заключавшаяся в том, что после смерти мы возвращаемся на землю в новом теле, является центральным мотивом многих религий. Эта идея, почти наверняка эволюционировала в представление о человеческой душе, поскольку она согласуется с тем " порядком вещей", который предполагает подобное восприятие природы.

Однако столь прямой подход потерпел неудачу, когда такие ученые Возрождения, как Галилей, установили, что Солнце не вращается вокруг Земли, На самом деле Земля движется по орбите вокруг пылающего в небе гигантского очага. Семена " ереси" послужили причиной смерти нескольких ученых более ранних периодов от рук римско-католической церкви. Для того, чтобы обеспечить непосредственное наблюдение за космосом и получить ключ к истине, понадобилась физическая астрономия. Ибо теперь люди могли видеть то, чего не могли увидеть раньше - движение планет и даже спутников больших планет, которые демонстративно вращались не вокруг земли.

Ложное представление наших предшественников о том, что земля является центром божественной вселенной, было основано на их ограниченной способности вести наблюдения, поскольку они были буквально прикованы к поверхности нашей планеты, окруженной необъятной вселенной с разбросанными по ней крохотными объектами. Как только мы смогли усилить способность нашего восприятия с помощью телескопов и других приборов, мы смогли увидеть то, что существует в реальности, и воспользоваться наблюдением для того, чтобы создать новую теорию.

В период между 1660 и 1900 годами были сделаны огромные шаги вперед. Ньютон, благодаря великолепному проблеску интуиции (мысленный опыт, проведенный после того, как он увидел падающее с дерева яблоко), понял, что все во вселенной тоже падает под воздействием силы притяжения - большие объекты притягивают меньшие, точно так же, как земля притягивает яблоко, Основываясь на этом, он смог с помощью математических расчетов показать, как луна притягивается к земле, а земля - к солнцу, которое имеет большую массу. И, поскольку они движутся и речь идет о гигантских расстояниях, Земля не падает на Солнце, но все планеты в течение миллионов лет танцуют, сцепившись друг с другом в " гравитационном вальсе".

Несмотря на этот прогресс, продолжал господствовать принцип: " наблюдение - выдвижение гипотезы - доказательство", и представление о роли времени не подвергалось пересмотру. Ньютон считал, что одной из основ вселенной является то, что все вещи, подобно реке, текут в будущее. Ни в его законах движения, ни в последующем более глубоком представлении о времени не было ничего, что ставило бы под сомнение эту " аксиому". И действительно, некоторые его законы просто не смогли бы без него работать.

Одним из этих законов является концепция термодинамики. Наблюдение показывает нам, что если горячий предмет находится рядом с холодным предметом, он будет отдавать свое тепло. Именно поэтому мы можем " обжечься", если прикоснемся к горячей печке или к холодному морозильнику. Неважно, в каком направлении идет быстрая передача энергии (от печки к нам или от нас к морозильнику), в любом случае воздействие осуществляется на нежную ткань нашего тела. Эти будет легко понять, как только вы осознаете, что тепло - это энергия, а все, имеющее много энергии, стремится к равновесию с тем, что имеет меньше энергии - подобно богатому филантропу, предпочитающему делиться своими богатствами с бедными.

Когда уровень наших знаний повысился, мы узнали, что все энергетические вещи со временем теряют свою энергию, " подпитывая" менее мощные энергетические системы. Параллельно с потерей мощности наблюдается более выраженная тенденция к хаосу. Это улица с односторонним движением, Заряженный энергией робот может забраться в посудную лавку и громить ее, пока у него не сядут батарейки. Однако невозможно ожидать от робота с севшими батарейками, чтобы он аккумулировал энергию из ниоткуда и восстановил первоначальный порядок, вернув всю посуду обратно па полки в целости и сохранности.

Это равновесие энергии и ее однонаправленный прогресс называется энтропией и определяет реальность. Время - основополагающая категория, и оно, согласно нашему восприятию и представлению, движется только в одном направлении. Вещи живут, изнашиваются и умирают. Та энергия, которую они теряют, может каким-нибудь другим образом привести к возникновению новой жизни (так, например, плоть становится удобрением, порождающим новые растения), однако в общей схеме вещей, рождение, жизнь и смерть вселенной, как будто доказывают свою реальность.

Однако в начале двадцатого столетия появился шанс прозрения.