Facebook - konwersja
Czytaj fragment
Pobierz fragment

Śniadanie z Einsteinem - ebook

Wydawnictwo:
Data wydania:
24 listopada 2020
Format ebooka:
EPUB
Format EPUB
czytaj
na czytniku
czytaj
na tablecie
czytaj
na smartfonie
Jeden z najpopularniejszych formatów e-booków na świecie. Niezwykle wygodny i przyjazny czytelnikom - w przeciwieństwie do formatu PDF umożliwia skalowanie czcionki, dzięki czemu możliwe jest dopasowanie jej wielkości do kroju i rozmiarów ekranu. Więcej informacji znajdziesz w dziale Pomoc.
czytaj
na tablecie
Aby odczytywać e-booki na swoim tablecie musisz zainstalować specjalną aplikację. W zależności od formatu e-booka oraz systemu operacyjnego, który jest zainstalowany na Twoim urządzeniu może to być np. Bluefire dla EPUBa lub aplikacja Kindle dla formatu MOBI.
Informacje na temat zabezpieczenia e-booka znajdziesz na karcie produktu w "Szczegółach na temat e-booka". Więcej informacji znajdziesz w dziale Pomoc.
czytaj
na czytniku
Czytanie na e-czytniku z ekranem e-ink jest bardzo wygodne i nie męczy wzroku. Pliki przystosowane do odczytywania na czytnikach to przede wszystkim EPUB (ten format możesz odczytać m.in. na czytnikach PocketBook) i MOBI (ten fromat możesz odczytać m.in. na czytnikach Kindle).
Informacje na temat zabezpieczenia e-booka znajdziesz na karcie produktu w "Szczegółach na temat e-booka". Więcej informacji znajdziesz w dziale Pomoc.
czytaj
na smartfonie
Aby odczytywać e-booki na swoim smartfonie musisz zainstalować specjalną aplikację. W zależności od formatu e-booka oraz systemu operacyjnego, który jest zainstalowany na Twoim urządzeniu może to być np. iBooks dla EPUBa lub aplikacja Kindle dla formatu MOBI.
Informacje na temat zabezpieczenia e-booka znajdziesz na karcie produktu w "Szczegółach na temat e-booka". Więcej informacji znajdziesz w dziale Pomoc.
Czytaj fragment
Pobierz fragment
Produkt niedostępny.  Może zainteresuje Cię

Śniadanie z Einsteinem - ebook

Kot Schrödingera, który jest jednocześnie żywy i martwy, splątanie kwantowe, nazwane przez Einsteina upiornym działaniem na odległość, Bóg grający w kości z Wszechświatem - czy te obrazowe porównania opisują jedynie egzotyczną rzeczywistość kwantową, z którą mogą obcować wyłącznie fizycy?

Nic podobnego!

Działanie mechaniki kwantowej możemy obserwować w naszym otoczeniu, ponieważ cały otaczający nas świat jest przesiąknięty dziwnymi i abstrakcyjnymi zjawiskami kwantowymi. Nawet najzwyczajniejsze w świecie czynności, takie jak przygotowanie śniadania czy pisanie na komputerze, są z gruntu kwantowe!

Procesy chemiczne związane z rozchodzeniem się aromatu porannej kawy albo fakt, że parówki nie przelatują przez stół, lecz pozostają na nim wraz z talerzem, można wyjaśnić tylko przez niezwykłe własności statystyczne kwantowych spinów. Nie można pojąć działania układów półprzewodnikowych w komputerach bez zrozumienia zjawiska kwantowej superpozycji - podobnej do tej, z jaką mamy do czynienia w przypadku nieszczęsnego kota-zombie wymyślonego przez Schrödingera.

Książka "Śniadanie z Einsteinem" pokazuje, gdzie i jak należy patrzeć i o co pytać, by odkryć mechanikę kwantową w naszej codzienności.

Chad Orzel jest profesorem na Wydziale Fizyki i Astronomii w Union College. Specjalizuje się w fizyce atomu, cząsteczki i ciała stałego. Autor niezwykłych książek, w których w sposób przystępny i zabawny wyjaśnia zawiłości współczesnej fizyki: "Jak nauczyć fizyki swojego psa" i "Jak nauczyć teorii względności swojego psa".

Kategoria: Fizyka
Zabezpieczenie: Watermark
Watermark
Watermarkowanie polega na znakowaniu plików wewnątrz treści, dzięki czemu możliwe jest rozpoznanie unikatowej licencji transakcyjnej Użytkownika. E-książki zabezpieczone watermarkiem można odczytywać na wszystkich urządzeniach odtwarzających wybrany format (czytniki, tablety, smartfony). Nie ma również ograniczeń liczby licencji oraz istnieje możliwość swobodnego przenoszenia plików między urządzeniami. Pliki z watermarkiem są kompatybilne z popularnymi programami do odczytywania ebooków, jak np. Calibre oraz aplikacjami na urządzenia mobilne na takie platformy jak iOS oraz Android.
ISBN: 978-83-8234-566-7
Rozmiar pliku: 1,0 MB

FRAGMENT KSIĄŻKI

Wprowadzenie

Słońce wschodzi nad horyzontem i rozpoczyna się nowy dzień. Niedługo potem rozlega się dźwięk budzika, który zmusza mnie do wstania z łóżka. W korytarzu obok sypialni wciąż jeszcze panuje mrok i tylko lampka kontrolna wykrywacza dymu rzuca na ścianę słabe światło. Schodzę na dół do kuchni i nastawiam wodę na herbatę, upewniając się, że element grzejny kuchenki zaczyna się żarzyć pod czajnikiem, bo już nieraz zdarzyło mi się postawić go na złym palniku. Potem zabieram się do przygotowania śniadania. Ostrożnie otwieram drzwi lodówki, starając się nie pozrzucać licznych dzieł sztuki przytwierdzonych do nich magnesami. Wkładam dwie kromki chleba do tostera, potrząsając nim trochę, bo chleb zawsze przykleja się do koszyczka, i czekając, aż się upieką, opieram się o kuchenny blat.

Herbata wciąż jest zbyt gorąca, by ją pić, ale rozkoszuję się aromatem pary unoszącej się znad stygnącego kubka i korzystając z wolnej chwili, włączam komputer, by sprawdzić, co słychać na świecie. Portale społecznościowe jak zwykle pełne są informacji, które nagromadziły się w ciągu minionej nocy – porannych wiadomości z Europy i Afryki, wieczornych doniesień z Azji i Australii, cyfrowych zdjęć dzieci i kotów wrzuconych przez znajomych na całym świecie. W skrzynce pocztowej czekają na mnie najczęściej e-maile od studentów z prośbą o pomoc w rozwiązaniu zadania domowego, potwierdzenia dokonania zakupów w Internecie i informacje o wysłaniu przesyłek.

Spokojnie jem ciepłe tosty, popijając je herbatą, a potem biorę do ręki smycz i wychodzę z psem na nasz poranny spacer. Po powrocie będę musiał obudzić dzieci i wyprawić je do szkoły. Gdy już wreszcie znajdą się w szkolnym autobusie, sam również wyruszę do szkoły, by opowiedzieć moim studentom o przeróżnych zjawiskach fizycznych, które zachodzą wszędzie wokół nas.

Gdy mówię komuś, że jestem fizykiem, często zaraz potem padają pytania o niezwykłe zjawiska odwołujące się do intrygujących i barwnych przykładów, które fizycy wymyślili w ciągu wielu dziesięcioleci prowadzenia dyskusji na temat teorii kwantowej. Ludzie pytają mnie o słynnego kota Schrödingera, który jest jednocześnie żywy i martwy, o splątanie kwantowe, nazwane przez Einsteina „upiornym działaniem na odległość”, a nawet o to, czy Bóg naprawdę gra w kości z Wszechświatem. Tego typu zagadnienia przemawiają do wyobraźni zarówno osób niezwiązanych z nauką, jak i zawodowych fizyków, ponieważ kłócą się z naszym intuicyjnym rozumieniem zasad działania świata.

Należy przyznać, że fizykom i popularyzatorom nauki doskonale udało się wprowadzić do zbiorowej świadomości niektóre z tych abstrakcyjnych i niezwykłych pojęć, ale w pewnym sensie staliśmy się ofiarami tego sukcesu. Większość osób, które słyszały o takich dziwnych i intrygujących zjawiskach, jest przekonana, że sytuacje te dotyczą tylko jakichś kosmicznie drogich przyrządów fizycznych, takich jak Wielki Zderzacz Hadronów, lub odległych obiektów astrofizycznych, w których występują ekstremalne warunki, na przykład czarnych dziur ukrywających się za horyzontem zdarzeń. Sprzeczna z intuicją natura tych zjawisk i liczne porównania, które musimy stosować, by mówić o nich bez uciekania się do matematyki, sprawiają, że większość ludzi sądzi, iż fizyka kwantowa nie ma najmniejszego wpływu na nasze codzienne życie.

Może się zatem wydawać zaskakujące, że nic z tego, o czym wspomniałem w zamieszczonym na początku opisie zwyczajnego poranka, nie byłoby możliwe bez tej „niezwykłej” fizyki kwantowej. Mechanizm odmierzania czasu stosowany we współczesnych budzikach bazuje na wykorzystaniu stanów energetycznych atomów, które istnieją dzięki falowej naturze elektronów. Nie sposób też wyjaśnić działania układów półprzewodnikowych w komputerach, dzięki którym możemy sobie przesyłać zabawne memy z kotami, bez zrozumienia zjawiska kwantowej superpozycji podobnej do tej, z jaką mamy do czynienia w przypadku biednego kota zombie wymyślonego przez Schrödingera. Nawet procesy chemiczne związane z rozchodzeniem się aromatu porannej herbaty oraz stabilność ciał stałych, dzięki której śniadanie nie przelatuje na wylot przez stół, można wytłumaczyć tylko przez odwołanie się do niezwykłych własności statystycznych kwantowych spinów.

Gdy się temu bliżej przyjrzeć, okazuje się, że otaczający nas świat jest do szpiku przesiąknięty takimi „dziwnymi” i „abstrakcyjnymi” zjawiskami fizyki kwantowej. Nawet najzwyczajniejsze w świecie czynności, takie jak przygotowanie sobie śniadania, są z gruntu kwantowe.

W pierwszej chwili może się wydawać, że to niemożliwe, ale jeśli się nad tym zastanowimy, dojdziemy do wniosku, że tak musi być. W końcu fizycy prowadzą swoje badania w tym samym świecie, w którym toczy się nasze życie. Choć w najnowocześniejszych doświadczeniach wykorzystują lasery i akceleratory cząstek, które pozwalają im badać świat na poziomie daleko wykraczającym poza naszą codzienność, to jednak nawet najbardziej skomplikowane eksperymenty i obserwacje muszą się zaczynać i kończyć właśnie tu, w zwyczajnej rzeczywistości. Poza tym wszystkie te wymyślne urządzenia wykorzystywane w doświadczeniach fizycznych zostały zbudowane w zupełnie zwyczajny sposób: narzędzia i techniki stosowane do badania nawet najbardziej niezrozumiałych aspektów fizyki były rozwijane stopniowo w ciągu wielu lat i początkowo służyły do lepszego poznania dość prostych zjawisk, a dopiero później z biegiem czasu przekształciły się w sprzęt do badania coraz dziwniejszych rzeczy. Długa i kręta droga, która doprowadziła nas do niezwykłych i abstrakcyjnych pojęć, zaczęła się od ciekawych spostrzeżeń na temat zagadkowych zjawisk związanych z zachowaniem się zupełnie zwyczajnych obiektów. Gdyby fizyka kwantowa nie miała związku z codziennym, makroskopowym światem, to w ogóle nie trzeba byłoby jej odkrywać.

* * *

Historia tego odkrycia zaczyna się od obserwacji i urządzeń, które są doskonale znane każdemu, kto przygotowywał sobie kiedykolwiek śniadanie. Pierwszą teorię kwantową – teorię, dzięki której w fizyce w ogóle pojawiło się słowo „kwant” – zaproponował Max Planck w celu wyjaśnienia czerwonej poświaty gorących obiektów, takich jak element grzewczy płyty kuchennej lub tostera. Pierwszym w historii przypadkiem zastosowania idei kwantowych do wyjaśnienia zachowania obiektów materialnych był model atomu wodoru zaproponowany przez Nielsa Bohra. Efekt działania podstawowych zasad fizyki opisywanych w tym modelu możemy dostrzec za każdym razem, gdy włączamy świetlówkę.

Dzieje fizyki kwantowej są również opowieścią o uczonych wysuwających śmiałe hipotezy i próbujących odgadnąć rozwiązania trudnych zagadek. Modele kwantowe Plancka i Bohra były rozpaczliwą próbą wyjaśnienia zjawisk, których fizyka klasyczna po prostu nie potrafiła wytłumaczyć. Louis de Broglie wysunął hipotezę, że elektrony mogą się zachowywać jak fale tylko po to, by matematyczny opis tych cząstek cechował się pewną elegancją, a później okazało się, że falowa natura materii ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia zjawiska przepływu prądu elektrycznego i dzięki temu mogą obecnie powstawać przeróżne nowoczesne urządzenia. Wolfgang Pauli wyjaśnił pojęciowe podstawy chemii niejako mimochodem, gdy wprowadził zasadę fizyczną znaną obecnie jako „zakaz Pauliego”. Później się okazało, że zakaz Pauliego ma istotne znaczenie dla zrozumienia problemów, które w chwili formułowania tej zasady w ogóle nie przyszły mu do głowy, takich jak podstawy fizyczne działania magnesów lodówkowych i wyjaśnienie zagadki, dlaczego ciała stałe się nie zapadają.

Albert Einstein odegrał w tym wszystkim kluczową rolę – jego nazwisko na okładce książki nie znalazło się tylko po to, by zwiększyć jej sprzedaż. Nazwisko Einsteina kojarzymy najczęściej z jego teorią względności, która stanowi zupełnie inną (i równie fascynującą) gałąź współczesnej fizyki, i jeśli już w ogóle wspomina się o nim w kontekście fizyki kwantowej, to zazwyczaj tylko po to, by przytoczyć którąś z jego celnych i uszczypliwych uwag na temat tej teorii wygłoszonych pod koniec życia.

Prawda jest jednak taka, że prace Einsteina miały podstawowe znaczenie dla rozwoju fizyki kwantowej. W 1905 roku, tym samym, w którym opublikował teorię względności, Einstein zainteresował się kwantowym modelem Plancka i rozszerzył go tak, by można było za jego pomocą wyjaśnić efekt fotoelektryczny – zjawisko leżące u podstaw działania nowoczesnych aparatów cyfrowych, które z takim upodobaniem wykorzystujemy do dokumentowania naszego współczesnego życia. Dziesięć lat później opisał obszernie oddziaływania zachodzące między światłem i atomami, dzięki czemu mogło potem dojść do wynalezienia laserów, które są kamieniem węgielnym współczesnej techniki telekomunikacyjnej. Nawet gdy oddalił się od głównego nurtu fizyki kwantowej, udało mu się wnieść cenny wkład do rozwoju tej dziedziny: jego uwaga rzucona na odchodnym doprowadziła do pojawienia się idei splątania kwantowego, która odgrywa kluczową rolę w wielu koncepcjach wykorzystania procesów kwantowych do stworzenia niemożliwych do złamania szyfrów i zbudowania komputerów kwantowych o niespotykanej dotąd mocy obliczeniowej.

* * *

Tę książkę napisałem właśnie po to, by pokazać kwantowe podstawy naszej codzienności z punktu widzenia zwyczajnej porannej rutyny, którą przedstawiłem na początku. W następnych rozdziałach omówimy szczegółowo wiele z opisanych tu czynności i przekonamy się, że powodzenie naszych zwyczajnych działań, których tak wiele wykonujemy każdego dnia, zależy od najdziwniejszych zjawisk fizycznych, jakie kiedykolwiek odkryto. Wyjaśnimy, jak efekty kwantowe wpływają na nasze życie, a przy okazji prześledzimy też historię ich odkrycia i omówimy wskazówki, dzięki którym fizycy zdołali poznać to niezwykłe oblicze naszej rzeczywistości.

Nie chciałbym jednak, żeby po przeczytaniu tej książki świat fizyki kwantowej stał się dla jej czytelników równie zwyczajny jak codzienne śniadanie. Przeciwnie – mam nadzieję, że uda mi się pokazać naszą codzienność w nowym, fascynującym świetle, przedstawiając wszystkie cudowne i zdumiewające rzeczy, jakie można dostrzec nawet w najzwyczajniejszych czynnościach, nad którymi zazwyczaj nawet się nie zastanawiamy. Fizyka kwantowa jest jednym z największych osiągnięć intelektualnych naszej cywilizacji i wciąż podsuwa wiele nowych idei, które poszerzają nasze horyzonty i pobudzają wyobraźnię. Jest też jedną z tych dziedzin nauki, które są nieustannie obecne w naszym codziennym życiu – musimy tylko wiedzieć, gdzie patrzeć.
mniej..

BESTSELLERY

Kategorie: