Złożone piękno świata w języku fizyki

To moja zaległa lektura z końca poprzedniego wieku. Roger G. Newton napisał "Zrozumieć przyrodę", by pokazać niespecjalistom jak formuje się myślenie fizyków o świecie. Ten ambitny cel postanowił osiągnąć poprzez przywołanie kluczowych koncepcji jakościowych, które zmieniły postrzeganie rzeczywistości przez przyrodników, ale i w równej mierze poprzez wykorzystanie (z reguły elementarnie) matematycznych narzędzi wspomagających proces twórczy. Książkę dopełniają dydaktyczne i nieco filozoficzne przemyślenia o uprawianiu nauki w ogóle, o jej percepcji społecznej, o roli estetyki w poznawaniu świata. Sporo przy tym pojawiło się analiz klasycznych pułapek we wnioskowaniu, wynikających z uproszczeń, czy zdumiewających niespodzianek ze zderzenia teorii z eksperymentem.

Książka jest wymagająca. Z reguły nie chodzi tu o formalne umiejętności odbiorcy, ale bardziej o chęć śledzenia tekstu (tak bez samooszukiwania się podczas 'przelatywania nad tekstem'). Praca Newtona to zaledwie 200 stron, w których pomieścił się jednak ogromny ładunek fundamentalnych rozważań o interakcji fizyczności naukowej skonfrontowanej z rzeczywistością. W kilku miejscach zdumiała mnie łatwość możliwego wytłumaczenia (niemal bez wzorów) kluczowych 'klocków' fizyki. Jest w kilku zdaniach 'wyprowadzona bez wzorów' ogólna postać równania falowego (str. 92),czy genialne wytłumaczenie twierdzenia Noether, czyli związku zasad zachowania z symetriami (str. 192-195). Jeśli do tego dodam unikatowe (poglądowe, pogłębione, czytelne) potraktowanie zjawisk kolektywnych, w szczególności nadprzewodnictwa, nadciekłości i ferromagnetyzmu (str. 162-171),to już to wystarczy za rekomendację książki.

Język "Zrozumieć przyrodę" jest maksymalnie precyzyjny, to znaczy niemal nic nie jest nadmiarowe, nie ma niepotrzebnych dygresji (typu: 'co też się zdążyło w kampusie podczas porannej kawy'). Każde zdanie ma swoją wagę i konsekwencję. Choć pojawia się trochę wzorów (włącznie z różniczkowaniem, które jest świetnie wytłumaczone),to nie epatują swoją obecnością. Oczywiście są partie trudniejsze (o układach dynamicznych, nieco zaciemniony opis rezonansu, algebry Liego, cechowanie),to jednak zaledwie sprawiają potrzebę dłuższego namysłu, może poszukania czegoś podanego innymi słowami. Ogólnie jednak praca jest popularna i powinna wzbudzić w każdym poczucie, że świat jest piękny, poznawalny, choć wymaga poświęcenia, pomysłowości i odwagi swoiście rewolucyjnej. Uczony (str. 123):

"(...) jeśli jest coś wart, powinien zawsze większość wysiłków poświęcać na próby obalenia konstrukcji stworzonych przez kolegów teoretyków, a nie próby udowadniania, że mają rację."

Newton, mimo ze teoretyk, pilnuje całym tekstem zasady, że dobra teoria musi się potwierdzić (a dokładniej, charakteryzuje się tym, że utrzymuje się w obiegu środowiskowym dłużej, niż słaba). Bardzo dobrze to widać w opisie fenomenu solitonów, które odkrył w 1. poł. XIX wieku pewien Anglik obserwujący falę wody w kanale (i którą gonił konno przez kilka kilometrów). Polecam świetną historię (str. 107),która doprowadziła do zdumiewających odkryć, włącznie z wzorem KdV(*)

"Zrozumieć przyrodę" to, z punktu widzenia opasłych podręczników, zaledwie zachęta. Jednak i ona relacjonuje wyjątkowo spójny i kompletny obraz świata badanego przez fizykę. Z jednej strony jest przedyskutowane, często wypaczane w przestrzeni społecznej, pojęcie chaosu (i legendarne 'skrzydła motyla'),z drugiej punktowość cząstek elementarnych czy analiza istoty pojęcia pola (wystarczy się zastanowić - w jaki sposób 'nie dotykające się ciała makroskopowe' wchodzą ze sobą w interakcje - wiry? wymiana czegoś niewidzialnego?). Z trzeciej strony jest świat kwantowy (nie tak niedostępny naszym skalom rozmiarów, jak mogłoby się wydawać) oraz niepokojący determinizm klasycznej fizyki i strzałka czasu, jako złamanie symetrii. Ta ostatnia stanowi element estetycznych poszukiwań człowieka, choć to w jej zaburzeniu tkwi tajemnica istnienia i sedno ludzkiego zachwytu nad sztuką (piszę świadomie trochę enigmatycznie na zachętę - w książce załączonych zostało kilkanaście grafik przedstawiających dzieła sztuki).

Bezwzględnie warto sięgnąć po przemyślane dzieło R.G. Newtona.

BARDZO DOBRE PLUS - 8.5/10

=======

* KdV - równanie Kortewega-de Vriesa, które jest zdumiewające o tyle, że opisuje fizyczny obiekt, choć pojawia się w nim trzecia pochodna (w realnym świecie zjawisk fizycznych to unikatowa sytuacja). Współcześnie solitony (rozwiązania równań KdV) wykorzystuje się w światłowodach za ich wyjątkowe własności.

Złożone piękno świata w języku fizyki

To moja zaległa lektura z końca poprzedniego wieku. Roger G. Newton napisał "Zrozumieć przyrodę", by pokazać niespecjalistom jak formuje się myślenie fizyków o świecie. Ten ambitny cel postanowił osiągnąć poprzez przywołanie kluczowych koncepcji jakościowych, które zmieniły postrzeganie rzeczywistości przez przyrodników, ale i w równej...

Bardzo przystępna i interesująca książka popularnonaukowa.

Bardzo przystępna i interesująca książka popularnonaukowa.

Ciekaweie opisane różne problemy fizyczne, opisane są dość dokładnie, w teorii dla każdego, jednak trzeba mieć podstawy matematyki minimum na poziomie pochodnych. Troszeczkę już nie jest aktualna, jednak to mała cześć książki.

Ciekaweie opisane różne problemy fizyczne, opisane są dość dokładnie, w teorii dla każdego, jednak trzeba mieć podstawy matematyki minimum na poziomie pochodnych. Troszeczkę już nie jest aktualna, jednak to mała cześć książki.