Как физиката променя света в и около нас

Миналата седмица в Новосибирск приключи фестивалът на научно-популярната наука "BTW. Решения, които променят света", който се проведе в рамките на научното Десетилетие на района на Новосибирск. Фестивалът беше организиран от мрежата от информационни центрове за атомна енергия (ICAE) с подкрепата на Държавната корпорация за атомна енергия "Росатом".

Имайки предвид организаторите, изобщо не е изненадващо, че след официалното откриване на фестивала (което се проведе в конферентната зала на НСТУ), лекция на изследовател от Института по ядрена физика на СО РАН Антон Николенко „От вратите на Храма на Зевс към парогенератора на атомната електроцентрала: как физиката променя света вътре и около нас "... Лекцията всъщност беше планирана да съвпадне с Деня на работника в ядрената индустрия. Въпреки че от гледна точка на слушателите датата е без значение, тъй като казаното тук е подходящо за всяка дата и, вероятно, за всяка публика, включително „чистите“ хуманитаристи (които също присъстваха в залата).

Има неща, които са от основно значение за разбирането на научния прогрес, които не могат да бъдат изразени чрез математически формули. Всъщност всеки гимназист или студент е в състояние да учи физика, може да се справи с почти всяка научна дисциплина, но това не означава, че по този начин ще разберем самата същност на науката и още повече ще разберем защо науката толкова здраво е влязла в живота ни и това влияе върху нейното развитие. Значението на такива лекции се крие именно във факта, че те ни позволяват да оценим цялата панорама на събитията, свързани с научното и технологично развитие, и на тази основа да направим заключение за това каква е движещата сила на прогреса.

Да отбележим, че нито училище, нито дори висше образование дават отговор на този въпрос, представяйки историята на развитието, сякаш всичко се случва тук само по себе си, сякаш е било предварително зададено за нас от самото начало. Много от нас живеят с този модел. Това разбиране за напредъка обаче трудно може да се счита за вярно. В този смисъл лекцията на Антон Николенко ни позволява да унищожим установените модели. Поне ви позволява да мислите за това каква сила ръководи развитието на науката и технологиите.

Първото заключение, което следва от лекцията: зад научно-техническия прогрес стоят конкретни хора, чиито идеи и теории по един или друг начин са повлияли на този процес. Науката е персонализирана и ролята на личността тук е неоспорима. И най-важното е, че правилната, правилно формулирана идея може да отвори невероятни възможности за човек. Например, две хиляди години са преминали от първата реактивна парна турбина на Heron до модерния парогенератор, - отбелязва Антон Николенко.

Херон, известният изобретател на античността, несъмнено е бил гениален човек. Геният му обаче не направи никаква техническа революция. Трябваха поне още шестнадесет века, за да бъдат оценени подобни изобретения. А самото развитие всъщност се вписва само през последните триста години.

Вярно е, че този процес се отличава с невероятна динамика, ускоряваща се все повече и повече с всеки век. И така, след Херон, първата парна машина се появява едва през 1680 г. (двигателят на Папен). Въпреки че практическото използване на парните машини започва век по-късно, започвайки с парната машина Watt (1788). Както виждаме, разстоянието между първата парна турбина е огромно. Но вече в средата на XX век човечеството завладява "мирния атом", след като е получил източник на енергия, век преди това никой не си е представял дори на теория.

Какъв тласък беше тук, който определи началото на прогреса? Антон Николенко обръща внимание на факта, че по времето на Херон техническото творчество и експериментите не са влизали в контакт с тогавашната наука. А науката в съвременния смисъл все още не е съществувала. Това, което направи Герон, беше по-скоро като изкуство. С други думи, не е имало толкова тясно свързване на теорията с практиката. И така продължи достатъчно дълго.

Ученият е разбрал света чрез своя „чист разум“, изграждал спекулативни конструкции, без да възнамерява да „мръси“ ръцете си върху гнусната материя. С други думи, дълго време интелектуалците, опитващи се да разберат света, се отбягват от работата на занаятчия.

Не бива обаче да се мисли, че оттогава човечеството се е измъкнало на главния път, който няма неравности. Нищо подобно! Както показва Антон Николенко, науката постоянно преодолява определени заблуди. Освен това тя ги преодолява благодарение на отделни творчески натури. Например през 18 век учените надценяват възможностите на механизма, вярвайки, че буквално всичко, включително обекти от жива природа, може да бъде обяснено от тези позиции. По-късно обаче стана ясно, че механизмът далеч не е всемогъщ. И че светът е много по-сложен.

По принцип проблемът не е дори коя идея доминира в съзнанието на учените на определен етап от развитието. Проблемът е в абсолютизирането на идеите или абсолютизирането на теориите. Андрей Николенко посочва, че в края на 19 век учените са били абсолютно сигурни, че основните открития във физиката вече са направени и изграждането на физическия свят е завършено. Той цитира например предупреждението на професора от университета в Мюнхен Филип Джоли, дадено на младия Макс Планк:

"Млад мъж! Защо искаш да съсипеш живота си? Теоретичната физика е основно завършена. Остава да се изяснят няколко маловажни неясни места. Струва ли си да се предприеме такъв безнадежден бизнес?!"

Представете си какво би се случило с научно-техническия прогрес, ако целият научен свят разпознае подобно твърдение като безспорна догма? Тогава нямаше да има нито квантова механика, нито теория на относителността, нито "мирен атом", нито ядрена енергия като цяло. Този пример убедително показва, че напредъкът е възможен само когато ученият види непобеден път пред себе си и се стреми да се движи в тази посока. И тук отново ясно се потвърждава ролята на индивида в науката. В крайна сметка младият Макс Планк не слуша умиротворения си наставник.

Сега, в началото на XXI век, много от нас може по същия начин да мислят, че светът е познат от всички страни и нищо фундаментално ново в науката не е предсказано. И точно както преди сто години, това може да бъде сериозно погрешно схващане. Всъщност, както изглежда, в близко бъдеще ни очакват огромен брой „прекрасни открития“. Андрей Николенко изброява възможните „образователни пътеки“, където практически никой все още не е проникнал сериозно. Ето частичен списък: тъмна материя, гравитационни вълни, квантово заплитане. Това е, което интригува любознателния ум на млад физик в наши дни. И най-вероятно онези млади хора, които днес слушат такива лекции, ще следват тези невъпкани пътища.

Между другото, съдейки по въпросите, зададени на лектора, проблемът с гореспоменатата „тъмна материя“ представлява голям интерес за студентите по физика.