pirmdiena, 2010. gada 5. jūlijs

Eksāmens par laika vēsturi

Cik liels ir visums? Kā un kāpēc tas radies? Kāpēc tas ir tieši tāds kāds ir? Vai tam kādreiz pienāks gals un kā tas notiks? Uz šiem jautājumiem vienkāršu atbilžu nav. Tomēr Stīvena Hokingsa grāmata „Vēl īsāk par laika vēsturi” ļauj vieglāk uztvert un izprast svarīgākās fizikas likumsakarības.
Grāmatu kluba tikšanās trešdien 30. jūnijā bija īpaša divu iemeslu dēļ. Pirmkārt, daudzi nebija lasījuši grāmatas par cieto zinātni. Otrkārt, mūsu grupa pirmo reizi pietuvojās dzimuma līdzsvaram, jo sanāksmē bez ierastajiem trim mūs vēl pagodināja divi kungi. Līdz ar to grāmatu kluba sanāksmē piedalījās 5 kungi un 5 dāmas. Beidzot - līdzsvars!
Stīvens Hokings ir viens no 20.gs. izcilākajiem teorētiskajiem fiziķiem, kurš gluži kā Einšteins ir pazīstams plaši ārpus fiziķu aprindām savu plašo zināšanām, milzīgā gribas spēka un lieliskās humora izjūtas dēļ. Hokingsam fizika sniedz iespēju izbēgt no sava ķermeņa cietuma, kurš ir nesalīdzināmi drūmāks par Kavendiša fizikas laboratorijām Kembridžā, kurās Hokings risināja savus slavenākos aprēķinus. 21 gadu vecumā viņam atklāja motorneironu slimību, un ārsti viņam nedeva vairāk par 2-3 gadiem. Par spīti drūmajām prognozēm Hokings aprecās, jo sešdesmito gadu kodolkrīzes ēnā jau neviens planētas iedzīvotājs nevarēja būt īsti drošs par savu dzīves ilgumu. Hokingsa ķermenis savu spēju kustēties zaudē pamazām, tomēr viņš pārspēj ārstu prognozes. Spītējot pilnīgajai paralīzei viņš 2007. g. dodas miljonāra Ričarda Brensona finansētajā augstlidojumā un 15 reizes pārbauda bezsvara stāvokli (Sk. video par Hokingsu bezsvara lidojumā.). Šobrīd Hokingsam ir 68 gadi un viņš joprojām strādā.
Šķiet, ka pāreja no fiziķu akadēmiskā slenga uz „cilvēku valodu” Hokingsam padodas viegli, lai gan sākumā tas neesot bijis tik vienkārši. Reiz Hokingsam izdevējs aizrādīja, ka ikviena grāmatā ietvertā formula samazina iespējamo pircēju skaitu. Tāpēc grāmatā viņš atstāja tikai vienu formulu - slaveno Einšteina vienādojumu E = mc2. Grāmatu klubs mēģināja atšķetināt šo vienreizējā vienādojuma jēgu. Varam vien tīksmināties ka katram no mums ir dots tik milzīgs enerģijas daudzums. Ja mūsu masu reizina ar tik milzīgu skaitli kā gaismas ātrumu (300 000 km/s) kvadrātā, tad arī mūsu enerģija ir milzīga. Nav cilvēka acij tieši redzama, jo tā „noslēpusies” dziļi mūsu pamata struktūrās. Lielā sprādziena rezultātā izkliedētā enerģija joprojām ir mūsos. Tā ar milzīgu spēku saista kopā mūsu atoma kodolus (stiprā mijiedarbība), tā notur elektronus orbītā ap kodoliem (elektromagnētisms), tā tur mūs uz Zemes (gravitācija). Vēl jāpiemin arī t.s. vājā mijiedarbība, kuru parasti saistām ar radioaktivitāti (nestabilu kodolu sabrukšana)

Plašam lasītāju lokam domātā „Īsi par laika vēsturi” izdota 1988. gadā, bet „Vēl īsāk par laika vēsturi” veidota jau pēc lasītāju ieteikumiem un komentāriem atbildē uz Hokingsa pirmo mēģinājumu. Šajā grāmatā svarīgākās koncepcijas skaidrotas vienkāršāk un saprotamāk. Darbs patiešām ir arī īsāks. Tajā ir 145. lpp teksta, bet pirmajā grāmatā „Īsi par laika vēsturi” bija 174 lpp un tā bija iespiesta sīkākā drukā. No Hokings darbiem Latviski publicētas „Īsi par laika vēsturi. No lielā sprādziena līdz melnajiem caurumiem (1997) Kitijas Fērgusones Biogrāfija „S.Hokings – Mērķis teorija par visu” (2002) un „Visums rieksta čaumalā”(2003).
Grāmatu kluba diskusijas vadītājs šoreiz izcēlās ar diezgan prasīga skolotāja pieeju, kas lika mūsu smadzenēm kūpēt. Kā tika apšaubīts ilgi par patiesību pieņemtais Ptolemaja modelis? Kāda teorija ir uzskatāma par zinātnisku? Kā tā atšķiras no nezinātniska apgalvojuma? Kā par brīnumu, nonācām arī pie dažām atbildēm:
Jautājums: Vai gravitācija ir spēks?
Atbilde: Gravitācija nav tāds pats kā citi spēki – tas ir rezultāts laiktelpas ieliekumam, kas radies masas un enerģijas sadalījuma rezultātā.
Jautājums: Kāds ir laika ritums melno caurumu tuvumā?
Atbilde: Jo lielāka gravitācija, jo ilgāk rit laiks (grāmatā minēts piemērs par kosmonautu, kas mūžīgi sūtīs signālus no melnā cauruma un mēs uz Zemes tos nekad nesaņemsim.) Bet kāpēc? To gan neviens tā īsti nemācēja izstāstīt.
Jautājums: Kas ir Heizenberga nenoteiktības princips? Kāpēc kvantu stāvokļus apzīmē ar varbūtību?
Atbilde: Jebkurš fotons, kas vērsts uz daļiņu, var ietekmēt tās enerģiju un ātrumu, tāpēc ļoti mazu attālumu ietvaros mūsu novērtējumi būs neprecīzi. Jo precīzāk mēs nosakām daļiņas novietojumu, jo neprecīzāk mēs zināsim tās ātrumu un otrādi. Tāpēc kvantu matemātikā iznākumus prognozē tikai ar zināmu varbūtību un Heizenberga nenoteiktības princips ir zināms kompromiss starp daļiņu ātrumu un atrašanās vietu.
Bet kādas ir praktiskās implikācijas šim nenoteiktības principam? Kā tas maina mūsu priekšstatus par visumu?
Atbilde: Par to mēs vēl padomāsim....
Par laimi eksāmenā varēja arī špikot no grāmatas. Dalībnieki atzina, ka viņu zināšanas būtu jāpaplašina. Neskatoties uz ilustrācijām, dažiem kluba dalībniekiem bija grūti izprast dažus darbā pieminētos aspektus. Mums nozīmīgs likās grāmatas gala secinājums par to, ka mūsdienu filozofi pretstatā Pitagoram, Platonam un Aristotelim diemžēl vairs neinteresējas vai arī nespēj izsekot fundamentālajiem dabas zinātņu jautājumiem un tos pilnībā atstāj šauras dabas zinātnieku grupas rīcībā. Tāpēc plašākā publiskajā telpā vairs nenoris saprātīga diskusija par visumu un tā darbību. Diemžēl cilvēku, kurš nespēj atšķirt protonu no elektrona var viegli iebaidīt ar Hadronu paātrinātājā izveidotajiem mazajiem melnajiem caurumiem un 2012. g. gaidāmajām „pasaules beigām.” Kāds diskusijas dalībnieks piemetināja, ka cilvēce jau sen ir nodarbināta ar jautājumu par visuma rašanos, un daudzas idejas ir iekļāvisi arī dažādās garīgas mācībās. Piemēram, šis citāts no grāmatas ''Laodzi sacerējums pa dao un de" ļoti labi iederējās, lai noslēgtu mūsu diskusiju par kosmosu un tā uzbūvi:

"Tas, kas iespējis virmojot darināt sevi,
Iekams vēl debess un zeme sākušas rasties,
Mierā un tukšībā -
Vientuļi stāv tas un izmaiņas viņam ir svešas;
Veicot pārmaiņu apli, nepazīst paguruma.
Viņu var apjēgt kā pasaules māti.
Nezinādams tā vārdu, devēju viņu par dao.
Pūloties zināt tā mākslu, dēvēju viņu par dižo.
Saucu par diženu to, kas mūžīgi mainīgs.
Saucu par mūžīgi mainīgu to, kas izgaist tālēs.
Saucu par tālēs gaistošo to, kas atgriežas sevī.
Tādēļ ir sacīts:
Dižens ir dao, un debesis arī ir dižas,
Dižena zeme un ļaužu valdnieks ir dižs.
Pasaules telpā ir četri dižie,
Un ļaužu ķēniņš ir viens no tiem.
Zeme ir cilvēkam paraugs,
Debesis zemei ir paraugs,
Dao ir debesīm paraugs,
Un dao ir paraugs pats sev."

Mēs iedomājamies, ka mums noderīgas varētu būt dokumentālās filmas, kurās vizuāli attēloti visuma izcelsmes procesi. Tāpēc iesakām noskatīties šādas filmas. Visas pieejamas YouTube:
Sākums

Nav komentāru:

Ierakstīt komentāru