usb555

Всем привет)

Сегодня конспект по жизни удивительного исследователя и физика XIX века.

В общем: электродинамика, гальванометр и немного философии.

Этот гениальный ученый стремился классифицировать и систематизировать все известные ему знания.

Наибольшим вкладом Ампера в историю науки является созданная им теория электродинамики. Эта дисциплина изучает поведение движущихся зарядов, в отличие от электростатики, которая изучает неподвижные заряды.

Его главной целью было доказать научному сообществу, что все его выводы имеют под собой основания, выведенные из опыта.

Его теория содержала математический закон, используемый для расчета силы притяжения или отталкивания между двумя проводниками, по которым проходит электрический ток. Это был важный пример применения дифференциального исчисления к электрическим явлениям.

Ампер был впечатлительным и творческим человеком, даже писал поэмы)

Пара слов о религии. Его жизнь была полна сомнений, знания противоречили религиозной доктрине. Можно сказать, что ученый был счастлив всего 4 года со своей первой женой, пока она не умерла. Во время разлук он постоянно писал ей трогательные и романтические письма) После ее смерти он окончательно перестал верить в Бога (христианство). Равнодушие к религии образовало в жизни Ампера пустоту, которую исследователь пытался заполнить абстрактной метафизикой и психологией. Он искал уверенность в жизни. И, похоже, он нашел утешение в философии.

В свое время Лагранж определил производную функции через ее разложение в ряд Тейлора, не вводя понятия предела. Ампер дополнил его подход. Его целью было доказательство существования этой функции приращения (производной). Исследование закончилось обобщением подхода Ампера к функциям с двумя переменными и рассуждениями об интегралах в дифференциальных уравнениях в частных производных. Изучение этих уравнений было связано с некоторыми проблемами физики - в частности, с волновыми уравнениями и уравнениями тепла. Ампер больше занимался классификацией, нежели их решением. Также он увлекался систематизацией химических элементов, но он не принял во внимание их атомную массу.

Основная работа Ампера может быть сведена к одной фразе: "... я свел все магнитные явления к чисто электрическим эффектам."

Его предположением было то, что в идеальных условиях, когда Земля не оказывает никакого магнитного действия, стрелка устанавливается перпендикулярно по отношению к проводнику, по которому циркулирует ток. Благодаря этой "астатической стрелке" Ампер смог изобрести прибор, который назвал гальванометром. Он позволял определить наличие тока в стержне или проводнике. Прибор, похожий на компас, отличающийся от него использованием. Гальванометр называется амперметром, если он параллельно подключен к сопротивлению для точного измерения силы тока. Другим его предположением было, что в магнитах существуют электрические токи. Гипотеза молекулярных токов Ампера имеет отголоски в сегодняшней физике. Сегодня свойства магнетизма касаются двух аспектов.

1. Орбитальное движение электронов вокруг ядра.

2. Квантовое свойство, называемое спином.

Новые знания, полученные в течение двух веков после появления гипотезы Ампера, позволили классифицировать виды магнитных материалов, выделив диамагнитные и ферромагнитные.

Итак, электродинамика изучает взаимодействие движущихся зарядов с электрическими и магнитными полями. Ампер был блестящим ученым с выдающимися талантами в области теории, но на практике они были не столь значительны. В последние годы он сконцентрировал свои усилия на энциклопедической классификации академических дисциплин.

В спорах о природе света он поддержал волновую теорию. Особенно его интересовала идея эфира - тонкой и эластичной среды, на которую опиралась вся волновая теория передачи волн. Какое-то время ученый полагал, что может использовать эту идею и при объяснении электродинамических явлений. Это была первая попытка установить связь между оптикой и электричеством - Ампер был склонен к обобщению.

Кстати, ученый поддержал и программу Лапласа в области корпускулярной оптики. В последующем развитии обе теории объединились в корпускулярно-волновой дуализм.

Философские размышления ученого нигде не собраны, они рассыпаны по его письмам и документам. Его искания были в механизмах познания мира. Влияние на ученого оказали М.Биран и И.Кант. Кульминацией стало его самое большое произведение "Наброски по философии науки". Его можно рассматривать как итог всей жизни Ампера, исследования природы человеческого познания.

Ученый прекрасно объединил научный поиск и духовные рассуждения. Все это стимулировало научный прогресс)

Всем привет)

Сегодня конспект о величайшем ученом, мечты которого построили будущее, наше настоящее.

В общем: переменный ток, изобретение радио, вертолета и еще много всего полезного.

Самой важной работой для ученого было создание общемировой системы беспроводной передачи информации и электроэнергии. Он еще в XIX веке описывал мир коммуникаций, основанный на использовании мобильных телефонов, интернета, систем геолокации, Wi-Fi, Bluetooth. Это было идеей всей его жизни, но она оказалась не совсем осуществимой в то время из-за отсутствия должного финансирования.

Тесла занимался разработкой установок по радиопередаче, после многолетних споров, только в 1943 году ему вернули первенство в этом вопросе, хотя многие источники ссылаются на других ученых. Успехи изобретателя достигались с помощью вдохновения, он никогда не преследовал меркантильных интересов. Само появление на свет этой личности приветствовалось природой, в горах Хорватии будущего гения встречала молния.

Никола обладал большой чуткостью мировосприятия и железной силой воли. В перспективе было только служение Богу, но его любопытство не знало границ.

У материи есть особое свойство - электрический заряд.Он может быть двух видов - положительный и отрицательный. Носителем отрицательного заряда является электрон. Когда мы говорим об электричестве, то имеем в виду форму энергии, основанной на этом свойстве. Электричество играет фундаментальную роль для человеческого общества, современный мир не был бы возможен без него. Люди прошли долгий путь до полного понимания и возможности контроля над ним, что позволило повысить уровень жизни. Греки называли янтарь электроном, при натирании его куском кожи было замечено, что он притягивает перья, нитки и пух. Разноименные электрические заряды притягиваются, как только происходит соприкосновение, взаимодействие прекращается. Подобным образом ведут себя и полюса магнита.

Сила, влекущая за собой электроны, называется "электродвижущей силой", потенциалом. Когда она возрастает в достаточной степени, электроны занимают пространство, разделяющее отрицательный и положительный полюса. Гром и молния это явления такого же типа.

Никола был увлечен такими необыкновенными понятиями, как энергия, сила природы, ветер, солнце, вода. Его гиперчувствительность рождала видения и образы, врачи даже хотели поставить диагноз). Он осознал, что может быть счастлив, если получит возможность заниматься экспериментами и изобретательством. Создание первого громкоговорителя он и не думал патентовать.

В голове ученого зрела мысль о двигателе переменного тока с помощью вращающегося магнитного поля. Он хотел сам создать интегральную систему для распределения и превращения электричества в механическую энергию. Постоянному току нужны были генераторы через каждые несколько километров, что делало их чрезвычайно дорогими. Система Теслы позволила бы провести электричество в любую точку планеты, но на финансирование надежд не было. Эдисон был против идеи переменного тока. Человек, которым восхищался Тесла, оказался противником в плане видения ситуации. Никола, преодолев множество драматичных моментов, решил искать счастья в Америке.

Разница между постоянным (DC) и переменным (AC) током состоит в направлении движения зарядов. У DC ток движется в одном направлении, его мгновенные значения постоянны во времени, не меняет своего движения (батарейка).

У АС поток электронов цикличен, величина в каждый момент зависит от периодической функции времени. Туда-сюда, скорость, с которой происходит чередование полярности, характеризуется частотой, измеряемой в герцах, показывающей количество циклов в секунду. Самый частый тип переменного тока - синусоидальный. Переменный ток можно превратить в постоянный с помощью выпрямителя.

Эдисон поднял волну пропаганды против переменного тока, породил недоверие, что дало возможность мошенникам пользоваться патентами Теслы. Далеко не сразу все споры разрешились, общественность была сбита с толку. Переменный ток был абсолютно безопасен, ученый лишь хотел улучшить жизнь людей.

Одно из худших качеств изобретателя было неумение работать в команде, это со временем привело его к интеллектуальной изоляции и растрате большей части творческого потенциала. Другим было неумение жить по средствам. Он не ставил себе целью достичь результата, не ждал, что его передовые идеи будут легко приняты. Он закладывал основы для тех, кто еще должен родиться, указывал дорогу. Тесла мог бы быть богатейшим человеком планеты, но умер в нищете, забытый соплеменниками. Гений всегда был погружен в исследования и уделял мало внимания финансовой стороне. Он работал в разных направлениях одновременно, поэтому многие его исследования доводили до конца другие люди. Самым главным его открытием была беспроводная передача энергии.

У обычных ламп накаливания (Эдисона) 95% энергии уходит в тепло. Тесла работал над усовершенствованной лампой, она давала свет совершенно новой и особой природы, при этом не происходило нагревания. Это была предшественница современных флуоресцентных ламп.

В ноябре 1890 года после запуска одного из прототипов электрического осциллятора Тесла заметил, что его лампы светятся, даже не подключенные к цепи. Это была реакция газа, вызывающая свет. Анализируя данный факт, он понял, что электромагнитные волны передают электрическую энергию по воздуху без провода. и такой энергии достаточно для того, чтобы заставить гореть лампу. Установив необходимую частоту. Тесла мог зажигать и тушить лампы, находящиеся на расстоянии. Со временем он перешел к исследованиям радиосигналов,  микроволнам и рентгеновским лучам.

Понятие волны - одна из самых интересных находок физики XIX века. Волна - распространение возмущения, вызванного какой-либо причиной (плотностью, давлением или электрическим и магнитными полями) в среде (воде, воздухе, металле или вакууме), предполагающее перемещение энергии без перемещения материи. От источника излучения электромагнитные волны переносят энергию. Скорость распространения в вакууме совпадает со скоростью света, это означало, что свет является ЭМВ. ЭМВ различаются длиной волны и частотой.

Радиоволны - сектор с наименьшей энергией и самой большой длиной волны, прекрасно подходят для передачи массовых визуальных и звуковых сигналов с помощью построенных пар "передатчик-приемник".

Микроволны - длина от 1 мм до 1 м, их можно сконцентрировать в направленный пучок для безопасной и конфиденциальной передачи, таким принципом работает радар.

Инфракрасные - менее энергетические, длина волны от 0.7 до 1000 микрометров, змеи воспринимают этот вид волны)

Свет - видимый спектр с длиной волны от 400 до 700 нанометров, наше зрение эволюционировало, чтобы улавливать его.

Ультрафиолетовые - длина волны от 40 до 15 нанометров, более энергетическое излучение, его прекрасно видят пчелы)

Рентгеновские лучи - диапазон волн с очень короткой длиной, равной одной десятимиллионной части миллиметра, несущих много энергии.

Гамма-лучи - длина волны не превышает размер протона, очень мощная энергетическая составляющая. Возникающие в космосе гамма-лучи не доходят до поверхности Земли, но если, например, какая-нибудь звезда взорвется и превратится в сверхновую на расстоянии 25000 световых лет от Земли, поток освобожденных гамма-лучей выведет из строя все телекоммуникационные системы нашей планеты.

Космические лучи - длина волны самая короткая, частота - самая высокая, их происхождение спорно. Солнце испускает космические лучи, обладающие более низкой энергией. Большая часть таких лучей отклоняется магнитным полем Земли. В ходе реакции с азотом в верхних слоях атмосферы они образуют углерод-14 - радиоактивный изотоп углерода, использующийся для датировки органических образцов, скапливаясь на полюсах, они вызывают ионизацию атмосферы - северное сияние.

Тесла разработал катушки для распространения токов и колебаний и катушки, принимаемые передаваемые сигналы. Это стало отправной точкой для исследований возможности радиопередач. В начале 1890-х годов ученый смог создать устройства для генерирования и улавливания радиоволн. Основные компоненты: антенна, заземление, контур земля-воздух для настройки, установки для получения и передачи сигнала, устройства улавливания волн.

Ученый работал и с рентгеновскими лучами. Сначала он решил, что излучение может стимулировать работу мозга, но симптомы говорили об обратном: появилось раздражение, боль в глазах, ожоги на коже, выпадение волос.

Никола одним из своих передовых изобретений считал механический аппарат на радиоуправлении - небольшую подводную лодку. Так произошло рождение первого дистанционного пульта. Этот прототип является общим предком всех радиоуправляемых моделей современности - от отрасли автоматизации производства до робототехники.

Тесла был дружен с Д.Астором, которой впоследствии трагически утонул на Титанике. Он согласился инвестировать деньги в проект ученого. Никола развернул бурную разработку высокомощного передатчика для распространения энергии по Земле и в ее атмосфере. После восьми месяцев он так и не смог проверить работу, катушки для генерирования 4000000 вольт не хватало. В это же время ему удалось осуществить первые эксперименты по беспроводной передаче голоса. Он изучил вопрос возможности реализации "беспроводного телефона", разработал методы подачи, а также устройство динамиков и микрофонов.

Вторая попытка была предпринята с Д.Морганом. Инвестор согласился профинансировать проект только на 150000 долларов. Договор был подписан, но для завершения требовалось значительно больше средств. Когда деньги начали заканчиваться, Тесле пришлось отказаться от своей цели, мечта погибла.

Ученым было создано много нужных вещей: счетчик километража для автомобилей, безлопастная турбина, вертолет. Несколько лет изобретатель занимался разработкой чертежей самолетов и двигателей ЛА, не подавая при этом заявок на патенты. Понятие вертикального взлета забыли до 1950 г., но тем не менее все собранные аппараты были основаны на базовых принципах, изложенных в патенте Теслы 1928 года. Его идеи можно увидеть во всех моделях самолетов вертикального взлета и посадки СВВП.

На закате своей жизни ученый занимался описанием базовых принципов современных военных радаров. 7 января 1943 Никола Тесла умер. ФБР конфисковало его архивы для подробного изучения. Это был великий мечтатель и изобретатель, идеи которого нашли свое применение только через 100 лет после их появления.

Я всех приветствую)

Сегодня речь о математическом гении, человеке, который просто поражает своими знаниями.

В общем: теория игр, создание архитектуры компьютеров, аксиоматизация квантовой механики.

Дерево познается по его плодам. Теория Неймана имеет спектр применения от политики до экономики и биологии. Это его самая важная работа - теория игр.

Ученый создавал логическую абстрактную модель, в которой главным условием было принятие решения. Игра - процесс обучения и развития многих качеств, в котором присутствует сценарий, случайность и платеж. В утрированном варианте: проиграл равнозначно заплатить умениями, честью, жизнью. Чтобы предугадать результат нужно воспользоваться теорией вероятности и статистикой. Теория игр многогранна. Ее  суть - определить стратегию и принять решение. Требование - рациональность игроков. Цель - выигрыш или платеж.

Одним из самых значимых вкладов ученого стала работа в проекте создания атомной (спроектировал механизм поджигания) и водородной бомбы (создание программы вычислений для техники, созданной на основе архитектуры, им же и спроектированной).

Нейман создал особую архитектуру, благодаря которой можно было переделать любую программу в самой памяти машины, на этой основе работают все компьютеры. Джон знал более пяти языков, и именно знание греческого и латыни (разбор санскрита?) помогли ему лучше понять, какой должна быть внутренняя структура ЭВМ.

Особое значение имеет его вклад в создание методов числовой стабильности, вычисления обратных матриц и приближения функций в дискретных точках.

Математик принимал участие в проекте разработки нового компьютера ENIAC, создал совокупность инструкций, которые отражали все этапы решения и сохранения в центральную память, программное обеспечение.

Именно Нейман объединил в рамках одной теории (с помощью гильбертовых пространств) волновую механику Шредингера и матричную Гейзенберга. Этот математический метод (инструмент) сугубо абстрактный, не имеющий ничего общего с реальностью, предоставила теория функциональных полей. Аксиоматизация квантовой механики и теория множеств состоит всего из 18 аксиом. Основными являются аксиома регулярности и понятие класса.

Ньютон - "непрерывная" математика

Гильберт - дискретная математика, основа мат.анализа.

Евклидова геометрия - 23 аксиомы, теоремы, 5 постулатов.

Аксиома - не нуждается в доказательстве, ясное и очевидное утверждение.

Теорема - неочевидное предложение, которое можно доказать на основе аксиом и постулатов с помощью логических рассуждений.

Постулат - не такой очевидный как аксиома, считается истинным без доказательств.

Неевклидовы геометрии заставили изучить само внутреннее обоснование аксиом, теорию множеств. Ее история тесно связана с понятием бесконечности, Кантором и парадоксами.

Джон фон Нейман строил множества снизу вверх, так, что если одно множество принадлежит другому, то оно обязательно было первым в последовательности. При этом исключалась вероятность того, что множество принадлежит само себе.

Этот метод стал фундаментальным для многих доказательств теории множеств.

Метод, связанный с понятием класса, состоял в использовании функций для определения множеств. Модель множества основывалась на классах функций, которые делились на множества и собственно классы, которые не могут содержаться в других классах. Множества не удовлетворяют ограничивающим условиям и могут входить в другие классы. Возможность вхождения классов самих в себя была решена.

Небольшое отступление и возврат к прошлому конспекту.

Гильберт занимался тем, что хотел из аксиом арифметики вывести ряд теорем автоматически.

Гедель не считал, что его теорема неполноты подразумевает ошибочность аксиоматического метода, скорее было сомнение в выполнении программы Гильберта.

Фон Нейман установил систему аксиом для теории множеств и считал, что тема закрыта.

Ученый первым заложил базу для развития искусственного интеллекта, работал над первыми моделями клеточных автоматов, способных порождать самих себя и более сложные устройства. Он мечтал создать универсальный язык для компьютера, который сможет соперничать с человеческим разумом. Это было изучением логической структуры репродукции живых существ и математикой, на которой основана работа нашего мозга. Он рассматривал мозг как нейронную сеть, которую можно сконструировать с помощью компьютера.

В 1943 году У. Маккалок и У. Питтс создали вычислительную модель, симулирующую работу нервной системы, аналогичную биологической. Так появились искусственные нейронные сети ANN. Фон Нейман работал над их расширением и развитием. Нервные клетки он рассматривал как электронные устройства, способные порождать биты: 1 - когда они порождают электрический импульс и 0 - когда находятся в состоянии покоя.

Мозг можно рассматривать как ЭВМ, в памяти за среднюю по продолжительности жизнь сохраняется  2800000000000000000000 бит информации.

Великая загадка жизни - вопрос репродукции. Одна из основных загадок, над которыми работал ученый - клеточный автомат. Джон хотел доказать, что это явление подчиняется простым математическим правилам - настоящему языку природы. Для создания самовоспроизводящегося устройства в компьютере необходимо было сделать автомат, который не уступал бы машине Тьюринга. Теоретически это можно было сделать, но пока он не создан. Фон Нейман спроектировал универсальный конструктор, который следуя инструкциям может собрать другую машину из материалов, находящихся рядом. Нечто подобное можно наблюдать на любой роботизированной фабрике.

Математик утверждал, что первичный язык нашей нервной системы очень близок к математике. Наш разум имеет математическую природу. Общаясь друг с другом, мы используем вторичный язык, который является продуктом первичного, хранящегося в нервной системе.

Пара слов о религии. Джон был агностиком, в определенный момент легко поменял иудаизм на католичество, в котором искал утешения в последние дни, испытывая сильную боль от рака.

В конце жизни занимался проектами создания баллистической ракеты и разработкой искусственного интеллекта.

Гений трансформировал чистую математику в прикладную.

Всем привет)

Сегодня рассмотрим универсального ученого, который оставил свой вклад во многих областях. Д.Гильберт хотел сделать математику "идеальной", лишенной противоречий, но ему это не удалось.

В общем: аксиоматический метод, гильбертово пространство и 23 знаменитых проблемы.

Давид был творческой личностью, его работы есть в области алгебры, геометрии, физики, логики и математики. Парадоксы логики и теории множеств не давали ему покоя, и он решил охватить эту область аксиомами, не содержащими никаких противоречий. Другими словами -  приключение в поиске точности.

Чтобы выяснить природу и цель математики, существовало три подхода:

логицизм - все математические принципы могут  быть сведены к логическим законам, истины открываются сами, точностью ведает царствие небесное)

интуиционизм - отрицание методов классической математики, которые привели ее к парадоксам, истины изобретаются, математическая точность находится в "разуме";

формализм - стремление аксиоматизировать математику, математическая точность находится на "бумаге".

Лидером последних был Д.Гильберт. Его ключевая идея состояла в представлении системы, не касаясь темы бесконечности. В итоге: разработкам математика-универсала помешал логик К.Гедель, который объявил, что методов Гильберта недостаточно для определения подлинности, истинности, доказанности и полноты определенных гипотез и теорем.

Своего первого большого успеха Давид добился в теории инвариантов. Это когда величины не изменяются при преобразовании одного многочлена в другой в соответствии с определенными правилами. Гильберт доказал основную теорему этой теории, представив любой инвариант системы в виде сочетания небольшого количества инвариантов, образующих базис.

Сама форма доказательства определила путь развития его исследовательской карьеры. Его подход не искал решения проблемы, а доказывал, что проблема не может иметь решения. Абстрактная алгебра с его экзистенциальным методом, путем доведения доказательства до абсурда. Это один из математических инструментов, который так любил Евклид. Разница между конструктивным доказательством и тем, которое таковым не является (экзистенциальным) это как разница математики и теологии, два разных подхода. Для второго слово "существовать" имело лишь одно значение: быть лишенным противоречия. Давида еще не раз упрекнут в тяготении к теологии, но он был скорее мистиком.

Вся природа - твердые тела, жидкости и газы, звук, тепло и свет, электричество - модель, выраженная уравнениями в частных производных. В XVIII веке изучение физического явления  сводилось к нахождению дифференциального уравнения, которое им управляет.

Ньютон - движение систем точек и твердых упругих тел.

Эйлер - движение сплошных сред (воды, воздуха и др.газов), не обладающих вязкостью.

Лагранж - музыка, распространение звуковых волн.

Фурье - распространение потоков тепла.

Навье-Стокс - движение вязких газов.

Максвелл - электромагнетизм.

Дифференциальные уравнения - экстремальные условия определенных функционалов.

Гильберт предложил для решения подборку проблем. Блок из 23 задач открывает проблема континуум-гипотезы Кантора, гипотеза Римана и другие. Ученый сосредоточился на вариационном исчислении и интегральных уравнениях, все это оформилось в функциональный  анализ.

Одним из самых важных вкладов ученого было решение уравнения потенциала (непрерывности), которое вместе с уравнением волн и уравнением тепла составляют парадигму математической физики.

Вариационное исчисление это подбор вариаций, вариантов всех подходящих функций для решения проблемы и вычисление функционала(интеграла), значения экстремума (max или min) в самой подходящей функции.

Д.Гильберт занимался и тензорными исчислениями. Ему удалось доказать: евклидова геометрия является настоящей геометрией Вселенной только тогда, когда тензор энергия-импульс равен нулю, то есть при отсутствии материи. Считалось, что Давид вывел уравнения теории относительности гравитационного поля раньше Эйнштейна, но существовала разница по физической интерпретации ии это позволило замять размолвку между учеными.

Познакомившись с интегралом (процессом вычисления площади, ограниченной кривой), Гильберт стал использовать этот инструмент для своего нового функционального анализа, который привел к понятию гильбертова пространства, основанию всей квантовой механики. Это пространство бесконечной размерности, построенное в области интегральных уравнений, его образуют функции, являющиеся их решением.

Математик и его сторонники ввели в физику понятие матричной квантовой механики. Она была противовесом волновой механики Шредингера, они обе прогнозировали одни и те же явления, но использовали разный подход.

Дирак разработал теорию преобразований, чтобы раз и навсегда объединить механизмы квантовых механик. Он был вынужден прибегнуть к вымышленной математической сущности - дельта-функции, которая на самом деле функцией не была и поставила в тупик Гильберта и его аксиоматический метод.

Мат.пространство матричной механики дискретное и алгебраическое.

Мат. пространство, на котором построена волновая механика - непрерывное и аналитическое.

Их унификация возможна только при некотором насилии над формализмом и математикой. Мат. структура квантовой физики сопряжена с гильбертовым пространством, описание ее состояния делается через его вектор.

С развитием мат.логики и теории множеств удалось приблизиться к понятию бесконечность.

Логика научила математиков тому, что существует два основных понятия: одно - семантического характера, понятие истины, другое - синтаксического, понятие доказательства. Сложность заключалась в определении их действия: является ли все доказуемое истинным (правильность) и все истинное - доказуемым (полнота).

Гильберт хотел доказать непротиворечивость математики и ее полноту. Этому помешал К.Гедель, как я уже написала раньше. Логик доложил общественности о примерах, которые истинны, но не доказуемы, опубликовал свои теоремы о неполноте.

Давидом была выдвинута проблема разрешения: существует ли механическая процедура, которая при заданных данных давала бы ответ - является ли она разрешимой в математике?

После теорем Геделя стало ясно, что ответ "нет", так как  математика является неполной. Тьюринг доказал,что не существует алгоритма, способного получить на входе логическое или математическое высказывание и выдать на выходе: "теорема" или "не теорема".

В математике истинное не совпадает с доказуемым. Эта дисциплина несет в себе черты неуверенности, случайности и необоснованности. Постоянный прогресс.

В современности влияние Гильберта прочитывается в науке, изучающей абстрактные структуры.

Всем привет)

Сегодня я расскажу о женщине, которая заслуживает внимания. Текст об исследованиях радиоактивности и открытиях, над которыми работала Мейтнер.

В общем, о доказательстве возможности расщепления ядра и новом элементе - протактинии.

Немного религии - будучи еврейкой, Лиза в зрелые годы крестилась и стала протестанткой.

Расщепление ядра урана дает более легкие элементы криптон и барий. Мейтнер доказала, что энергия, высвобождающаяся при распаде, т.е. энергия, потенциально содержащаяся в ядре, может быть рассчитана на основе соотношения материи и энергии, открытого А.Эйнштейном в его теории относительности. Так как сумма массы продуктов распада немного меньше первоначальной массы атома, можно сказать, что разница масс трансформируется и высвобождается в виде энергии. Эта энергия испускала и нейтроны,  которые вызывали новые расщепления, цепная реакция, называемая ядерной энергией.

Лиза предположила, что ядро не обладает плотной жесткой структурой: напротив, оно может принимать разные формы, словно капля воды. Эта модель находит сегодня подтверждение в современной физике, схоже с процессом деления клетки в биологии.

В то время, когда Мейтнер открывала для себя чудесный и совершенно новый мир физики, не утихали споры вокруг атомов. Существовало два взгляда: атомизм и философское течение позитивизм, согласно которому единственным источником знаний являются чувства. Для вторых атомы были синонимом чего-то нереального, метафизического, абстрактного. Сейчас это вызывает улыбку, а тогда не утихали жаркие дискуссии.

Атомизм и есть научная теория, которая объясняет материальную "реальность", которая нас окружает.

Чарльз Вильсон придумал туманную камеру - сосуд со стеклянной крышкой, заполненный воздухом, насыщенным паром воды при низкой температуре, в которой виден путь следования ионизирующей частицы, как от самолета в небе. Теперь, когда можно было "увидеть" частицу, позитивисты лишились лучшего из своих аргументов.

Происходило активное изучение радиоактивности, излучений и открытие изотопов. Л. Мейтнер приходилось работать в лаборатории, которая находилась в подвале университета, так как в само здание женщинам в то время вход был запрещен. Она сконцентрировала свои усилия на изучении бета-распада.

Альфа-излучение - радиация с положительным зарядом

Бета-излучение - с отрицательным и кое-что еще)

Гамма-лучи - заряд отсутствует.

Ранее Дирак уже предсказывал существование одинаковых по массе положительных и отрицательных частиц, электрона и позитрона.

К.Д.Андерсон открыл присутствие позитронов в космических лучах, под действием магнитного поля в туманной камере они описывают траекторию, идентичную траектории электронов, но в противоположном направлении.

Гипотеза Дирака была подтверждена.

Возможность искусственной радиоактивности открыла изотопы и установила, что при этом возникает большое количество позитронов.

Бета-распад вызывал не только появление электронов, но и новых частиц - позитронов и нейтронов. Электроны организованы по уровням: те, которые обладают меньшей энергией, располагаются ближе к ядру, а электроны с большей энергией - дальше от ядра. Для скачка электрона с одного уровня на другой он должен поглотить или испустить энергию в виде фотонов.

Мейтнер занималась исследованием спектральных линий бета-излучений. После прихода к власти Гитлера у Лизы было не самое лучшее время, так как она была еврейкой. Это были годы господства подлости, расизма и ксенофобии. Все же ученые продолжили свою работу, следуя за Энрико Ферми, исследуя бомбардировку урана нейтронами. Все это привело Мейтнер и Гана к открытию расщепления ядра. К несчастью, это позволило создать атомную бомбу, однако впоследствии нашло применение в мирных целях: для производства энергии были построены атомные электростанции.

В последствии Ган стал сотрудничать с нацистским правительством и дистанцировался от Мейтнер, убедил самого себя, что был единственным открывателем расщепления ядра.

После капитуляции Германии в 1945 году к Мейтнер пришла запоздавшая слава, ведь именно она руководила исследованиями радия и говорила о том, что наблюдаемые процессы не укладываются в теоретические рамки.

Еще до войны Ган и Мейтнер начали искать новый элемент в урановой смолке - минерале, в котором впервые был обнаружен уран, а Кюри нашли там же полоний и радий. Лиза растворила урановую смолку в кислоте, отделила уже известные радиоактивные элементы, такие как радий. Изучая результат, обнаружила совершенно новый элемент, испускающий сильное альфа-излучение. Этот элемент был назван "протактиний" и поставлен на место №91 в периодической таблице.

Мейтнер отказалась участвовать в Манхэттенском проекте, она была не только ученым, но и человеком, который всегда отстаивал свои моральные принципы.

Всем привет)

Сегодня у меня в руках книга о блестящем физике, который предположил существование антивещества. В общем, о теории дыр, Нобелевской премии и иллюзиях.

П.Дирак стал одним из основателей квантовой физики. Скрытный и замкнутый. Он представил строгую и универсальную математическую формулировку квантовой механики, "теорию преобразований".

Самыми большими открытиями стали релятивистская теория электрона и теория взаимодействия излучения и вещества.

Дирак заложил фундамент и указал физике направление развития, так вместе с его уравнением появился мир античастиц. Квантовая теория поля стала основой, позволяющей описать поведение природы, начиная с ее основополагающих составляющих. Такая модель считается актуальной.

Его теория объясняет поведение электронов и антиэлектронов, их взаимодействие со светом и между собой. Она остается одной из самых точных и в наше время. Великое наследие, ставшее его самым большим разочарованием.

Серьезное влияние на квантовую теорию оказал принцип эквивалентности массы и энергии. В релятивистской теории масса тела зависит от системы отсчета, она увеличивается вместе со скоростью и тяготеет к бесконечности, когда скорость тела приближается к скорости света. Излучение (энергия) или взаимодействие может переходить в массу ( в частицы), и наоборот, частицы (масса) могут разрушаться, производя энергию. Знаменитое уравнение Эйнштейна. Дирак был очарован теорией относительности, поэтому уравнение Шредингера для определения состояния квантовой системы с помощью сложной волновой функции вызвало у него настоящую враждебность. В нем был нарушен неотъемлемый принцип симметричности обращения с четырьмя составляющими (тремя пространственными и одной временной). которые образуют вектор пространство-время.

Теория преобразования Дирака соединила в одно целое формализм квантовых операторов и их правила квантования, формализм Шредингера с его дифференциальным уравнением и его волновой функцией. Главной целью Дирака было определение "реального" значения оператора преобразования и его отношения к волновой функции.

Ученым была использована функция, которая принимает значение 0 при всех значениях х, кроме точки, где х=0 и где она превращается в бесконечность. Эта функция Дирака остается сегодня важным инструментом во всех областях физики.

Уравнение ученого породило смятение. Полученные результаты согласовывались с экспериментальными данными только в той части, где были учтены решения с отрицательной энергией. Дирак предположил, что сложности с решением трудностей уравнения связаны с открытием античастиц.

Его новая "теория дырок" в "море Дирака" была скептически принята большинством физиков, но эта изобретательная идея позволила ему решить возникшие раньше парадоксы.

"Море Дирака"  это ситуация, соответствующая ситуации максимальной стабильности квантового поля. "Дырка" в "море Дирака" - отсутствие электрона, по заявлению ученого она вела себя подобно частице с положительным зарядом.

Другими словами, электрон и протон можно создать. Процессы рождения и аннигиляции частиц соблюдают принцип эквивалентности и энергии. Однако ни один из данных процессов еще не был зафиксирован. Существует трудность в разнице масс электрона и протона. Тогда ученый предложил, что "дырка" это новая частица, с такой же массой как у электрона, но с противоположным зарядом.

Должно было пройти еще много времени, прежде чем существование античастиц и процесс рождения и аннигиляция пар частица/античастица получили объяснение без использования "моря Дирака".

В 1933 году ученый получил высшую научную награду - Нобелевскую премию в возрасте 31 года. Дирак произнес речь на вручении, в которой представил нам Вселенную с веществом и антивеществом, являющимися равными и главными элементами.

Ученый, благодаря своей теории, смог описать процесс испускания и поглощения электромагнитного излучения веществом. Он ввел понятия возникновения различных состояний, взаимодействия между частицами с помощью "виртуальных частиц", корректно объяснил, как энергия электромагнитного поля может превращаться в вещество, и наоборот.

Меньше чем через год Дирак потерял свою веру и стал одним из самых суровых критиков квантовой электродинамики. Он противоречил самому себе во многих аспектах, благодаря которым он стал выдающимся физиком. Принцип математической красоты превратился в кредо любой идеи ученого и не дал ему развить более оригинальные теории.

Всем хорошего дня)

Снова вашему вниманию представляю конспект о классической термодинамике.

Когда я взяла в руки эту книгу, то первое, что мне пришло в голову: "температуру по Цельсию" переводим в "температуру по Кельвину", при решении определенных задач это является необходимым условием.

Лорд Кельвин это Уильям Томсон, получивший титул от королевы Великобритании Виктории, рыцарь и член парламента. Ученый, который применял законы физики к любым научным и техническим проблемам. Он придерживался механистической картины мира (в термодинамике и электромагнетизме), что было ошибочной и устаревшей моделью, провалом, который он сам признал в конце своей жизни.

Томсон ввел абсолютную температурную шкалу, работал с циркуляцией жидкостей, открыл эффект термоэлектрических свойств материалов, изучал неустойчивость в динамике жидкостей, которая объясняет, например, образование в атмосфере определенных типов облаков. Много всего и большое количество патентов в области телеграфа, компаса, навигационных приборов. Натурфилософ, заработавший огромное состояние и активно участвовавший в прокладке первого телеграфного кабеля через Атлантический океан.

Пара слов о религиозности. Он был прихожанином пресвитерианской церкви Шотландии (пресвитером), но не придавал этому большого значения. Ученый был полностью убежден в Высшей Власти Бога, который управляет будущим Вселенной.

В 1852 году Томсон и Джоуль работали над рядом экспериментов, результатом которых стало описание изменения температуры газа при прохождении через сужение или пористую пробку. Почти все газы, кроме водорода, гелия и неона, в этом процессе охлаждаются, это используется сейчас в холодильных системах.

Существовал еще один вопрос, важный для Томсона: установление температурной шкалы, основанной на известных физических законах, а не на тепловых свойствах материалов, из которых производили термометры. Многие ученые создавали свои инструменты для измерения температуры. Андерс Цельсий установил свою шкалу, назначив 0 и 100 градусов температуре замерзания и кипения чистой воды. Абсолютные шкалы не зависят от свойств веществ, основаны на единственной точке - абсолютном нуле, ниже которого температура не сможет опуститься. Томсон предложил одну из таких шкал, в которой использовал градус Цельсия. В результате: кельвин, единица измерения температуры в Международной системе, определяется как 1/273,16 части температуры тройной точки воды ( три состояния воды в равновесии при заданном давлении).

Томсон ввел сам термин термодинамика. Его вклад в эту новую дисциплину - работа "О динамической теории тепла". Она включала в себя отказ от теории теплорода, первое начало - закон сохранения энергии при преобразовании тепла в работу и второго начала. Оно, несомненно, должно быть увековечено в моем конспекте дословно. Изменение энтропии термически изолированной системы, которая переходит из одного состояния в другое, всегда больше или равно нулю. Когда процесс, которому следует система, обратим, ее энтропия не меняется; когда он не обратим, энтропия растет. В физике обратимым называется процесс (идеальный), в котором система эволюционирует от одного равновесного с окружением состояния (теплового, механического и химического) в другое, проходя через бесконечную последовательность промежуточных равновесных состояний.

Результатом теории Томсона стал ответ на вопрос: тепло, переданное от теплого тела к холодному через твердую среду, оказывается "безвозвратно потерянным для человека и, следовательно, "бесполезным", хотя и не уничтоженным ". Потерянное тепло распределяется по объему твердого посредника, и получить от него какую-либо дополнительную работу невозможно.

Томсон установил понятия "статической" и "динамической" энергии, сегодня это потенциальная и кинетическая энергия, соответственно.

Ученый утверждал, что все естественные процессы необратимы, и это предполагает для Земли "тепловую смерть". Энтропия Вселенной, рассматриваемой как единое целое, растет, и в своем конечном состоянии будет иметь максимальную величину и равномерную температуру. Энтропия - отношение тепла (энергии), входящего или выходящего в/из тепловую/ой машину/ы (в модели Томсона это Земля) и абсолютной температуры, при которой происходит поглощение или выброс тепла.

Ученый был экспертом в вопросах технологий, основанных на использовании электричества. Так начался проект прокладки трансатлантического телеграфного кабеля. Под водой при передаче сигнала были возможны задержки и искажения. Он предложил свою модель кабеля, получил патент, связь была установлена, получен титул, profit).

Это привело к дальнейшим достижениям и изобретениям. Регистратор связи принимал сообщения, точка-тире из этой серии, который хотел автоматизировать. Ученый заметил связь между линейными размерами ядра мягкой стали, длиной медного провода, током и интенсивностью поля. В результате - конструкция электромагнита. Этот человек изобрел квадратный электрометр, разработал весы для определения единицы силы тока, прибор для исследования морского дна, предложил маякам мигать, а не испускать постоянный луч, с помощью кода типа Морзе моряки получали информацию, работал над усовершенствованием компаса, разработал гармонический анализатор приливов, написал учебник по натуральной философии, открыл закон всеобщего рассеяния энергии.

Томсон моделировал поведение любой анализируемой физической системы. Сложности стали возникать при рассмотрении атомных явлений, таких как поглощение и испускание света на определенной длине волны. Открытие радиоактивности добавило беспокойства ученому. Развивалась квантовая механика, что вызывало скепсис Томсона к новой физике.

Одной из значимой для ученого работ стало исследование возраста Земли. Согласно модели Томсона, наша планета образовалась в результате застывания некоторого количества расплавленного материала. Он свел свою оценку к 20 миллионам лет, но ошибся. Методы радиоизотопного датирования, основанные на измерении числа различных радиоактивных атомов, присутствующих в геологических образцах или метеоритах, позволили определить возраст нашей планеты с большой точностью, и сейчас принято значение 4500 миллионов лет.

В данное время мало вспоминают об этом человеке, стараются указать на ошибки и промахи, но невозможно не признать его как "практика", который использовал и дополнил понятия и законы физики. "Жизнь и душа науки - ее практическое применение". У.Томсон.