RuGrad.eu

03 , 04:51
$84,55
-0,32
91,20
-0,76
21,84
-0,11
Cannot find 'reflekto_single' template with page ''
Меню ГОРОД НОВОСТИ КОНЦЕРТЫ ВЕЧЕРИНКИ СПЕКТАКЛИ ВЫСТАВКИ ДЕТЯМ СПОРТ ФЕСТИВАЛИ ДРУГОЕ ПРОЕКТЫ МЕСТА
Артем Юров: У вас айфон в руках только потому, что существует фундаментальная физика

Артем Юров: У вас айфон в руках только потому, что существует фундаментальная физика

15 марта 2018

Директор института физико-математических наук и информационных технологий БФУ им. Канта, доктор наук, профессор Артем Юров о том, что успел сделать Стивен Хокинг для науки и человечества и как калининградский университет использует достижения ученого.


Стивен Хокинг, помимо прочего, сделал два настолько фундаментальных открытия, что их можно поставить в один ряд с изобретением евклидовой геометрии и открытием теории относительности. Первое открытие — он доказал существование начала Вселенной. К тому времени все уже знали, что Вселенная расширяется, это был доказанный астрономическими наблюдениями факт. Кроме того, мы знали уравнения, описывающие динамику Вселенной, — уравнения Энштейна. Но было ли у Вселенной начало или она существует вечно? Фактически Стивен Хокинг и Роджер Пенроуз построили строгое доказательство того, что Вселенная, как мы ее знаем, начала свое существование 13,7 миллиардов лет назад (по современным оценкам). Таким образом, была доказана строгая теорема и закончена очень большая дискуссия. 

Но тут надо понимать, что это не значит, что 13,7 миллиардов лет назад Вселенная начала существовать из какой-то точки, точки сингулярности. Возникает вроде бы естественный вопрос: а что было до сингулярности? Но, оказывается, сама постановка вопроса о том, что существовало до «классической Вселенной», неверна! Обычные представления о пространстве и времени в «ранней Вселенной» не действовали. Понятие времени, как мы сейчас его трактуем, в ранней Вселенной не действовало. Теорема Пенроуза – Хокинга фактически доказывает, что очень ранняя Вселенная была квантовая. Для того чтобы описать, что там происходило, необходима теория квантовой гравитации. А квантование гравитации означает отказ от использования такого понятия, как классическое пространство – время. Необходимо как-то «проквантовать» пространство – время. Значит, классическое время — это не самая фундаментальная вещь, и в ранней вселенной нельзя спрашивать, «что было до»? Вот какие вещи следуют из результатов исследований Хокинга. Ни один философ никогда не получил сравнимых результатов (у них всегда только общие слова). А Хокинг доказал, что «классическое время» существовало не всегда!

Тут возникает вопрос: как нас касаются эти результаты исследований Хокинга? На этот вопрос у меня есть два ответа: один простой, а другой — более развернутый. Простой ответ заключается вот в чем: если Вселенная началась, то она может и закончиться, если есть начало, то может быть и конец. Так что в какой степени это может нас коснуться — вопрос деликатный.

Как можно использовать это открытие для того, чтобы испечь хлеб или что-то в этом духе? Я могу ответить: вы хлеб печете только потому, что такие открытия происходят. У вас в руках айфон (или какой-то другой телефон) только потому, что существует фундаментальная физика: квантовая механика, физика полупроводников, термодинамика. А скажем, квантовую механику открыли при попытках найти ответы на фундаментальные вопросы, вроде тех, которыми занимался Стивен Хокинг, а не из запросов «министерства промышленности». У нас летают спутники-GPS, орбиту которых мы стабилизируем при помощи поправок к теории относительности. Но теория относительности создавалась не для того, чтобы стабилизировать GPS (спутников тогда вообще не было!), а чтобы понять, как пространство и время устроены, и согласовать электродинамику с механикой. Магнитно-резонансная томография существует потому, что есть квантовая механика, атомная физика и т. д. Не изучали бы люди атом, не обнаружили бы спин, не создали бы квантовую физику и физику электромагнетизма — не было бы сейчас томографов!

Этот пример показывает, что никто никогда не знает, для чего-то или иное открытие может понадобиться в будущем. Но опыт учит, все они нужны и каким-то образом воплощаются. Затормозите исследования в одной области, и вы уничтожите целое море будущих технологий! Но каких — предсказать заранее нельзя. Когда Эйнштейна спросили по поводу атомной энергии, можно ли формулу E=mc2 использовать для того, чтобы высвободить атомную энергию, он сказал: «Да ну, бросьте, это чисто фундаментальная наука!» А через пару лет атомные бомбы упали на Хиросиму и Нагасаки. Фундаментальным ли было открытие того, что Земля круглая? Какой это имело смысл для людей того времени? Ну а теперь имеет, и еще какой!

Наука существует только потому, что люди развивают все направления исследования, которые существуют. Нельзя сконцентрироваться на 2-3 и сказать: «Мы только это развиваем». Чтобы развивать материаловедение, нужна вся остальная физика, а чтобы построить квантовый компьютер, может быть, нужно изучать черные дыры…

Второе фундаментальное открытие Стивена Хокинга — это испарение черных дыр. Черные дыры сейчас — это такой центр внимания фундаментальной теоретической физики (и во многом благодаря открытиям Стивена Хокинга, которые еще лет 30 назад были сделаны). Когда-то черные дыры вообще рассматривались как сугубо фантастические объекты, сначала вообще не верилось, что такие объекты есть. А теперь общепризнано, что именно черные дыры приводят к самым могучим явлениям во Вселенной — квазарам. Именно черные дыры породили гравитационные волны за открытие которых в прошлом году была вручена Нобелевская премия. То есть черные дыры существуют на 100 %. Хокинг обнаружил удивительную вещь: он соединил гравитацию с квантовой теорией и показал, что черные дыры должны всё время светиться. Это излучение назвали «излучением Хокинга». Это всё страшно поразило.

Излучение Хокинга приводит к потрясающей проблеме, которая называется «информационный парадокс». Грубо говоря, всё, что падает в черную дыру, выйти не может, а черная дыра испаряется. Получается, что вся информация, которая туда упала, пропадает. Т. е., при наивном подходе, или квантовая механика, или теория относительности нуждаются в коррекции. По-видимому, объяснить этот парадокс можно, только создав квантовую гравитацию. Сейчас научный мир прямо бушует по этому поводу, выглядит это так, будто физика вступила в ту же фазу, в которой находилась накануне открытия квантовой механики или теории относительности. Другими словами, не исключено, что эффект, открытый Хокингом, предвещает нечто революционное.

Про Хокинга можно говорить как про человека, который создает новые смыслы. По моему мнению, философы никогда не создавали новых смыслов. Они только на них паразитируют. А Хокинг создавал реальные смыслы. Он один по поводу концепции времени сказал больше, чем все философы вместе взятые. Поэтому, когда про Хокинга говорят: «Он больше чем физик, он даже философ!» — то я отвечаю: «Дай бог всем философам породить хоть кусочек смысла, который породил Стивен Хокинг!»

Я не хочу, чтобы философы на меня обижались. Я с большой симпатией к ним отношусь. Но это не значит, что я с симпатией отношусь к философии в современном виде. Когда будет построена единая теория, апологетом которой был Стивен Хокинг, тогда в работу включатся философы. Тогда они скажут что-то полезное. Но пока я ничего полезного не вижу. Другими словами, философы существуют потому, что существуют «хокинги», а не наоборот!

Если мы будем говорить о спецкурсах по космологии или теории струн [в БФУ им. Канта], то, конечно, результаты исследования Хокинга там используются, как и результаты Эйнштейна, Ньютона, Максвелла, Дирака, Гейзенберга… Что касается научной работы, то у нас в институте физико-математических наук и информационных технологий есть группа, занимающаяся теорией гравитации и космологии. Эта группа работает на мировом уровне и как раз в тех областях, которые существуют благодаря Стивену Хокингу! Впрочем, это можно сказать про все подобные группы в мире. Наука — это одна большая команда. И Хокинг там — это лидер, король. Был и будет.

Стивен Хокинг сильно поменял мое мировоззрение. Я, собственно говоря, в науку ушел благодаря тому, что есть такие люди, как Хокинг. Я был зажжен Стивеном Хокингом. Мы же занимаемся наукой не для того, чтобы получить деньги и славу (хотя и то, и то неплохо!), а потому, что хотим этого и нам это жутко интересно. Это главный стимул. Мы хотим понять, как устроено мироздание. Стивен Хокинг всей жизнью продемонстрировал именно такое отношение к научной работе. Сам факт, что Хокинга читают и любят люди далекие от науки, — это для меня главный симптом того, что человечество не безнадежно.


Фото: kantiana.ru

* Материал опубликован в рамках информационного партнерства.


Поделиться в соцсетях