Navigate / search

The Quantum Story: A History in 40 Moments by Jim Baggott

The Quantum Story by Jim Baggott

Šo grāmatu nopirku pirms trīs gadiem. Viņa man cītīgi marinējās plauktā, un izlasīt to man nekādi nesanāca. Bet es mēģināju veselas trīs reizes. Reiz pat pievārēju veselas simts lapaspuses, bet līdz galam nekad netiku. Tagad beidzot saņēmos un izlasīju visu vienā piegājienā. Nu labi, paralēli izlasīju vēl pāris grāmatas, bet tas jau neskaitās.

Ar kvantu teoriju viss nav tik vienkārši, kā varētu iedomāties. Tā apraksta pasauli tik mikroskopiskā līmenī, ka cilvēka ikdienas pieredze ne vienmēr ir piemērota kvantu fizikas notikumu uztverei. Šīs grāmatas mērķis ir iepazīstināt lasītāju ar 40 kvantu teorijas vēstures aspektiem, un dod tam pamatzināšanas. Viss sākās ar spektrālajām līnijām un absolūti melna ķermeņa starojumu. Tālāk radās jautājumi par atoma uzbūvi, viļņfunkcijām, kvarkiem, gluoniem un, protams, Higsa bozoniem. Un nav jau tā, ka viss būtu beidzies. Standartmodelis ir smuks tikai pirmajā acu uzmetienā, bet tas balstās uz vairāk kā desmits eksperimentāli noteiktām konstantēm, un šī lieta daudziem neliek mieru. Ja vēlies saprast, ko tie mūsdienu fiziķi atkal ir atklājuši, šī grāmata ir obligāti izlasāma.

Šie četrdesmit vēstures punkti ir pagrieziena punkti kvantu fizikā. Jā, tur tādu ir bijis diezgan daudz. Katrs no tiem ļāva paskatīties uz mūsu pasauli no nedaudz citādāka skatu punkta un nonākt pie secinājuma, ka viss nebūt nav tik vienkāršs, kā izskatās. Atoms, izrādījās, nebija protonu un elektronu maisījums, atomam atradās kodols, lielais elementārdaļiņu zooparks lika uzdot jautājumu, kas tur īsti notiek. Nemaz nerunāsim par to, kā kvantu pasaules realitāte atšķiras no mūsu ikdienas realitātes. Katrā šajā apgrieziena punktā bija cilvēki. Autoram pienākas papildus bonuss par to, cik labi viņš ir attēlojis fiziķu savstarpējos kašķus un ikdienu, par to, kā rodas un nomirst hipotēzes, un kā tikai daļa kļūst par teorijām. Ja kādam šķiet, ka zinātnieki ir neelastīgi vecā atkārtotāji, tad te ir tieša pretējā demonstrācija. Īsumā, izcili parādīts, kā patiesībā strādā zinātne.

Nevar teikt, ka par šo tēmu neko neesmu lasījis, tomēr vienmēr esmu uzskatījis, ka vairums autoru šo tēmu ir tikai apgrābstījuši. Viņi pievēršas vispārīgiem ikdienišķiem formulējumiem un ietērpj kvantu fizikas novērojumus ikdienišķā valodā. Bet kā tu ikdienišķā valodā ietērpsi spinu? Cilvēks domā – ā, spins, mierīgi, cik viņš tur reizes bija jāapgriež, lai atkal izskatītos pēc sevis? Bet tas ir parametrs, kurš raksturo elementārdaļiņu aprakstošo simetrijas grupu. Vismaz es to tā sapratu, lai gan matemātikā par grupu teoriju ar neesmu nekāds guru. Šī grāmata nav pilna ar matemātikas formulām vai diferenciālvienādojumiem. Bet, ja gadās tādu sastapt, viņi nemaz nav lieki.

Es autoru nevainoju tajā, ka man daļu no viņa rakstītā nemaz neizdevās aptvert. Domāju, ka tā vairāk ir manas uztveres problēma. Iespējams, esmu pārāk izlaidies ar vispārīgām populārzinātniskām grāmatām, pēc kuru izlasīšanas man radies maldīgs priekšstats, ka daudzmaz pārzinu kvantu fizikas pamatpostulātus. Viens gan ir skaidrs – kvantu pasaule nav tāda kā mūsu ikdiena. Grāmatai lieku 10 no 10 ballēm, iesaku izlasīt visiem, kuriem ir apnicis lasīt vienus un tos pašus fizikas pastāstiņus, kas visu vienkāršo.

In Search of the Multiverse by John Gribbin

in search of multiverse

Laikā, kad vēl studēju ekonomikas un finanšu zinības, man tīri nejauši gadījās internetā uziet nelielu rakstiņu, kas bija veltīts daudzo pasauļu teorijai. Tā izrietēja no kvantu fizikas, saturēja gudrus vārdus – Visuma viļņfunkcija, viļņfunkcijas kolapss, nenoteiktības princips un Šrēdingera kaķis. Visu to saliekot kopā sanāca, ka katrā brīdī, kad notiek makroskopisks notikums ar noteiktu varbūtību, Visums sadalās tā, ka visas iespējamās varbūtības tiek realizētas. Globalizējot, mums līdzās pastāv milzīgs, bet galīgs visumu skaits, kuri daudz ko neatšķiras no šī, bet katrā no tiem pāris lietas ir nedaudz savādākas. Piemēram, vienā tu vakar esi vinnējis loterijā, bet citā tevi aizvakar ir nobraucis autobuss. Viss, kas vien ir jebkad varējis notikt, notiek. Skaidra lieta, ka šādas idejas mani pievērsa šim jautājumam.

Grāmata apskata augstāk pieminēto Everett daudzo pasauļu teoriju, tiek apskatīta arī tā saucamā Kopenhāgenas interpretācija. Tomēr šīs skaitās samērā vecas idejas. Uzmanība tiek pievērsta arī jaunākajām fiziķu idejām, stringu un M-teorija tiek piesaukta vai ikkatrā lapaspusē. Smalki tiek apstāstīta Inflācijas teorija un tas, kā tās procesu ietekmē varētu rasties daudzi paralēlie visumi. Vārds „paralēls” gan te ir nevietā. Tiek apskatīta arī inflācijas teorijas modernā alternatīva – laiktelpa membrānas, kas laiku pa laikam, reizi triljons gados, ja gribam būt precīzāki, saduras un rada mums lielā sprādziena iespaidu. Pārstartē mūsu Multiversu un cikls sākas no jauna. Vienu gan īsti nesapratu vai šīm membrānām ir jābūt tikai divām jeb tās arī ir milzīgs skaits.

Laba ir arī nodaļa, kurā autors mums pastāsta, kādēļ kvantu datora esamība mums tieši norāda uz citu visumu eksistenci, jo rodas visai nopietns jautājums, kur notiek kvantu datora aprēķinu process. To, ka šāds dators ir realitāte, mēs jau zinām. Interesanta ir arī atbilde uz jautājumu, kas droši vien nomoka daudzus Matrix cienītājus – Vai mēs dzīvojam simulācijā? Loģiski spriežot sanāktu, ka varbūtība mums atrasties simulētā virtuālā pasaulē ir daudz lielāka, nekā gadījuma rezultātā evolucionēt kādā atsevišķā visumā. Galu galā mēs pat zinām mūsu pasaules pikseļa lielumu – Planka garums. Tomēr, ja tas tā būtu tad mēs varētu novērot pāris gļukus, kas mums par to tieši liecinātu.

Ne visai interesanta man likās nodaļa veltīta visuma evolūcijai. Dabiskās atlases modelis tika ekstrapolēts uz visuma fizikas konstantēm un šo konstanšu ietekmei uz melno caurumu rašanās varbūtību. Tiek pieņemts, ka melnie caurumi aiz singularitātes ir citi visumi. Tālāk sākas teorijas, ka visums, kurš rada daudzus melnos caurumus, ir priekšrocība pret citiem visumiem. Tāds tad radīšot daudz vairāk citus visumus utt. Manuprāt šī nodaļa bija lieka.

Atradu atbildi uz jautājumu, kā es varu zināt, ka es neesmu tikko radies kvantu fluktuācijas rezultātā ar visām atmiņām un pieredzi un tūlīt pat nepazudīšu. Var tak tā būt, ka tev aiz loga patiesībā nekā nav. Kopumā grāmatu vērtēju kā izcilu, dod reālu vielu pārdomām un ļauj saprast ka Multiverss nemaz tāda tukša pamuldēšana viss nav. Grāmatai lieku 10 no 10 ballēm. Cilvēkiem, kuriem jau Matrix ar savu simulēto vidi liekas uber ideja, ieteiktu te pasmelties vēl saistošākas lietas.

Massive: The Missing Particle That Sparked the Greatest Hunt in Science by Ian Sample

massive

Laiku pa laikam man uznāk luste palasīt kaut ko, kas saistīts ar elementārdaļiņu fiziku. Šoreiz nolēmu nedaudz no sava laika veltīt daļiņai, kas nomāc zinātnieku prātus jau pāris desmitgades – Higgsa bozonam.

Kaut kad piecdesmitajos gados zinātniekus sāka nodarbināt jautājums, kādēļ vielai ir jāpiemīt tādai īpašībai kā masa. Tad nu teorētiķi lika savas galvas kopā un domāja. Beigu beigās Higgs atklāja, ka masa būtu iespējama, ja eksistētu kāds lauks, kas, mijiedarbojoties ar matēriju, šo masu radītu. Nekādi citādi šis lauks neizpaustos, jo tā potenciāls būtu nemainīgs visur. Tātad risinājums bija neredzams un nedetektējams. Skaidra lieta, ka kādu laiku šī teorija tika uzskatīta par tikai matemātisku. Tomēr ar laiku tās paredzējumi sāka piepildīties. Tika atrasti W un Z bozoni, kas lika domāt, ka Higgsa lauks ir objektīva realitāte un, ka neliela telpas daļā iepumpējot milzīgu enerģijas daudzumu, mēs varam atraut no šī lauka kādu daļu Higgsa bozona veidā. Lieki piebilst, ka ar šo lietu patlaban nodarbojas Lielais Hadronu Paātrinātājs.

Grāmatas autors cenšas, cik varēdams, pasniegt sarežcģītas lietas vienkāršas, nezaudējot visa pasākuma jēgu. Jāatzīmē, kas tas viņam izdodas diezgan labi. Viņam pat izdodas izveidot interesantu stāstu, kas sevī sasaista gan Higsa bozonu, gan milzu daļiņu paātrinātājus. Patiesībā grāmata zināmā mērā dublē pirms kāda laika lasīto Collider. Bet tas nekas, jo stāsta aspekti ir vairāk sadzīviski un parāda zinātniekus kā cilvēkus ar savām vājībām un tikumiem. Labi atspoguļota arī zinātnieku savstarpējā konkurence, kas ir viens no zinātnes pamatdzinuļiem.

Kā lasamviela grāmata bija daudz labāka nekā biju sagaidījis, kur gan citur es būtu uzzinājis, ka zinātnieki cer atklāt veselus piecus Higgsa bozonu paveidus, tas gan sagrautu esošo standarta modeli, bet toties pavērtu plašas iespējas. Interesants ir arī pats atklāšanas mehānisms. Tas nav tā, ka vīri samauc kopā dažus protonus un ārā izkrīt Higgsa bozons, šīs daļiņas ir nestabilas un eksistē labi, ja nanosekundes. Tad nu nākas pētīt to sabrukšanas atliekas. Arī pati šī izpēte ir balstīta uz statistiskajām metodēm nevis uz tiešu novērojumu.

Kopumā grāmata lasāma. Ir jau pāris standarta stāstiņi, bez kuriem neiztiek neviena populārzinātniskā grāmata lielā ASV paātrinātāja bēdīgais gals un LHC tunelis, kas ved zem Ženēvas lidostas. Grāmatai lieku 9 no 10 ballēm.

Through the Language Glass: How Words Colour Your World by Guy Deutscher

Language glass

Šo grāmatu man ieteica izlasīt Lasītāja. Ieteikumu apskatījos un sapratu, ka tiešām mani šī grāmata interesē. Patiesībā šajā grāmatā apskatītā problemātika ir vairāk vai mazāk interesējusi vienmēr. Tātad, vai cilvēka pasaules uztvere mainās atkarībā no tā, kāda ir viņa dzimtā valoda, vai cilvēki, kuru dzimtās valodas atšķiras, realitāti uztver savādāk, vai kad es redzu zaļu krāsu un saku: „zaļš”, vai citai personai „zaļš” ir tikpat zaļš kā man? Skaidra lieta, ka šādu grāmatu es vienkārši nevarēju neizlasīt. Ar grāmatas iegūšanu gan bija nedaudz grūtāk, bookdepository viņa bija “out of stock”, Amazonē tik sen nebiju neko sūtījis, ka nemaz i negribējās. Iegāju Abebooks un izvēlējos lētāko variantu, pāris dienas gan pagāja, līdz grāmatu saņēmu.

Grāmata sastāv no divām daļām, pirmā veltīta krāsu uztverei un valodai. Deviņpadsmitajā gadsimtā seno autoru darbu pētītāji pamanīja dīvainu lietu. Homēra darbos dominējošās krāsas ir balta, melna un sarkana. Turpat ir sastopami izteicieni “jūra vīna krāsā”, “zaļš medus”. Parokoties dziļāk, atklājās, ka visos klasiskajos grieķu un romiešu darbos novērojama šāda dīvainība. Skaidrs, ka pētnieki izdarīja secinājumu – senie autori tā rakstīja tādēļ, ka viņi nespēja atšķirt krāsas un viņu pasaule lielākoties bija balti pelēki toņi, šur tur pa sarkanumam. Cilvēka acs acīmredzot no tiem laikiem ir evolucionējusi, un tagad mēs redzam visu krāsu paleti.

Skaidra lieta, ka šāds apgalvojums liekas smieklīgs, jo izriet no pieņēmuma, ka visam, ko mēs spējam saskatīt un izšķirt, ir jābūt nosaukumam mūsu valodā. Diez vai kāds apstrīdēs to, ka jebkuru ideju ir iespējams izteikt vai izskaidrot jebkurā valodā. Tā nu ar laiku šī teorija tika nodota aizmirstībā. Tomēr tas radīja jaunu pētniecības lauku – kā mūsu dzimtā valoda ietekmē mūsu pasaules uztveri.

Grāmatas otrā daļa ir sadalīta trīs apakšnodaļās, un ir veltīta iespējamajiem pierādījumiem, ka varbūt tomēr valoda ietekmē mūsu pasaules uztveri.

Valoda un dzimtes. Visi, kas kaut cik necik ir mācījušies angļu valodu, zinās, ka tur izņemot vārdu ship, nekam citam dzimti nelieto. Viņiem liekas dīvaini, ka, piemēram, mēs katram lietvārdam spējam pateikt, pie kādas sieviešu vai vīriešu dzimtes viņš pieder. Droši vien tikpat dīvaina mums liktos kāda Amazones džungļu tautu valoda, kurā ir piecpadsmit dzimtes – sieviešu, vīriešu, liels, utt. Varētu jau šķist, kas tur liels dzimtes, bet patiesībā, aprakstot kādu notikumu, mēs tās automātiski lietojam, un ir tāds nepieciešamais informācijas minimums, kas mums jāsniedz pavēstot kādu faktu. Grāmatā tas papildus ilustrēts ar daudziem piemēriem, dažām tautām ir svarīgi pateikt laiku, kad ir noticis notikums un cik ilgi notikums risinājies. Ja esi novērojis notikuma sekas, tad tev pareizi jānosaka notikuma norises laiks. Kaut ko sajauksi, sanāks, ka esi melis.

Valoda un orientācija telpā. Ir divi orientācijas veidi egocentriskā un ģeocentriskā. Ja pirmā ir pa labi, pa kreisi, tad otrā ir Ziemeļi Dienvidi, vai pret kalnu vai pa kalnu. Mums laikam ir kaut kāda kombinācija no abiem. Bet Austrālijā ir atrodama cilts, kas visu piesaistījusi reālajām debespusēm, viņu stāsti vienmēr būs ar precīzu debespušu uzskaitījumu. Viņi nekad neteiks tev priekšā ir skudra, skudra vienmēr būs Ziemeļos, Dienvidrietumos vai kā citādi. Viņiem ir grūti uztvert testus ar priekšmetu rotāciju, kas speciāli izveidoti tā, lai mulsinātu tos, kas lietas piesaista absolūtām koordinātēm. Ja godīgi, tad tieši šī nodaļa man šķita visspēcīgākais pamatojums, valodas spējai ietekmēt realitātes uztveri.

Trešā nodaļa atkal veltīta krāsām, lai reabilitētu pirmajā daļā apgāzto ideju. Aprakstīti dažādi testi kā pārbaudīt vai valoda pinas pa vidu krāsu uztverei vai ne. Apcerēta atšķirība starp siņij un goluboj. Apskatīti visnotaļ tehniski aspekti.

Kopumā grāmatai lieku 10 no 10 ballēm. Ja godīgi, mani viņa nepārliecināja, ka kaut kādu valodas īpatnību dēļ kāds Tumbatumbas tautas iedzīvotājs realitāti uztvertu savādāk nekā es.